逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法及排水管道技术

本发明专利技术提供一种逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法及排水管道，计算方法包括如下步骤：S100，取得排水管道的半径R、逆坡高差Δh、坡道高差iL以及夹心角n，其中Δh为排水管道的下游的管内底高度减去上游的管内底高度的差值，iL为排水管道的上游的死水面高度减去下游的死水面高度的差值，n为排水管道的上游处死水面所在弦长的夹心角；S200，计算得到排水管道的无排水能力的无效下弦面积S；S300，计算得到满管流的情况下的当量排水管半径R

【技术实现步骤摘要】
逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法及排水管道


[0001]本专利技术涉及一种逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法。本专利技术还涉及由上述逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法计算得到的排水管道。

技术介绍

[0002]在这快速的城市化进程中，城市地下工程因施工进度快，管道基础下沉等各种原因造成了雨水或污水管道的逆坡。这种逆坡管道长期存在会导致淤泥沉积，沉积淤泥若有机物比较多，会产生厌氧发酵，从而分解产生H2S等有毒有害气体，不仅会腐蚀管道，也会对环境形成危害和风险。当维修人员进入管道作业时，若不事先通风，会造成人员因H2S中毒，因此雨水管道逆坡不仅降低排水系统的排水能力，也会产生对人的危害，所以排水工程中应禁止管道逆坡。但在现实中因各种因素，平坡和逆坡管道时有发生，在排除对人产生的伤害之后，如何在工程中计算其排水能力和论证系统是否满足其所服务的汇水区域设计重现期排水的要求一直是个难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法，实现对逆坡或平坡管道的排水能力的快速计算。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法包括如下步骤：
[0005]S100，取得排水管道的半径R、逆坡高差Δh、坡道高差iL以及夹心角n，其中Δh为排水管道的下游的管内底高度减去上游的管内底高度的差值，iL为排水管道的上游的死水面高度减去下游的死水面高度的差值，n为排水管道的上游处死水面所在弦长的夹心角；
[0006]S200，计算得到排水管道的无排水能力的无效下弦面积S；
[0007]S300，计算得到满管流的情况下的当量排水管半径R
’
，进而计算其排水能力。
[0008]上述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法的一实施方式中，所述步骤S200中，无效下弦面积S计算方法如下：
[0009][0010]上述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法的一实施方式中，所述步骤S300中，当量排水管半径R
’
的计算方法如下：
[0011][0012]上述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法的一实施方式中，所述步骤S300还包括计算得到满管流的情况下的当量五边形的边长a，进而计算排水管道的排水能力。
[0013]上述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法的一实施方式中，当
量五边形的边长a的计算方法如下：
[0014][0015]上述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法的一实施方式中，所述步骤S300还包括计算得到满管流的情况下的当量矩形的宽度Z和长度Y，进而计算排水管道的排水能力。
[0016]上述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法的一实施方式中，当量矩形的宽度Z和长度Y的计算方法如下：
[0017][0018][0019]上述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法的一实施方式中，当Δh大于零时，该排水管道为逆坡管道；当Δh等于零时，该排水管道为平坡管道。
[0020]上述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法的一实施方式中，所述坡道高差iL为排水管道能有效排水的假设坡度i与两个检查井之间的排水管道的长度L相乘得到。
[0021]本专利技术还涉及一种通过上述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法计算得到的排水管道。本专利技术的有益功效在于，本专利技术的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法简单、快捷、精准。
[0022]以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。
附图说明
[0023]图1为排水管道的立体结构示意图；
[0024]图2为排水管道的立体透视图；
[0025]图3为图2的排水管道的上游截面剖视图；
[0026]图4为本专利技术的排水管道满管流的情况下的当量矩形示意图；
[0027]图5为本专利技术的计算方法的步骤图。
[0028]其中，附图标记
[0029]10：排水管道
[0030]11：上游
[0031]12：下游
[0032]Δh：逆坡高度
[0033]iL：坡度高差
[0034]n：夹心角
具体实施方式
[0035]下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本专利技术的目的、方案及功效，但并非作为本专利技术所附权利要求保护范围的限制。
[0036]如图1所示，通常排水管道10的两个检查井之间的距离L为30米至50 米，即所计算排水管道10的上游11和下游12之间的距离L一般为30米至 50米，但需要说明的是，此距离仅为举例，本专利技术同样适用于更长或更短距离长度的排水管道的排水能力的计算。关于排水管道的排水坡度在城市排水管道选择中一般为不少于0.002度，大管径的坡度会取更小值，即正常坡度值可根据实际工程需要，按设计要求确定坡度值。
[0037]如图2所示，对于逆坡排水管道，根据测量值确定逆坡高度Δh，因逆坡高度Δh和因排水需要产生的坡度高差iL，这两者都不会产生排水能力，因此要在排水管道的截面中减去，管道剩余的截面用于计算排水管的排水能力。
[0038]其中，Δh指的是排水管道的逆坡高度，即重力流排水时，排水管道10 的下游12的管内底比上游11的管内底高，称为逆坡，逆坡高度Δh通常是指计算排水管道长度的下游管内底高度减去上游管内底高度的差值。实践中，通常用高程仪经纬仪等测量，一般是测量排水管道的检查井处的管道内底来确定的。
[0039]本专利技术主要是给出了逆坡或平坡管道的当量排水截面面积和排水当量管径，当测量得到的Δh大于零时为逆坡管道，当Δh等于零时为平坡管道。Δh 通过高精度水准仪测量排水管道的内底的高程，并通过排水管道的下游检查井的管内底高程减去排水管道的上游检查井的管内底高程得到。
[0040]坡度高差iL指的是排水管道10的上游11的死水面高度减去下游12的死水面高度的差值，也是水流动的动力来源。坡道高差iL为排水管道能有效排水的假设坡度i与两个检查井之间的排水管道的长度L相乘得到，其中，i 是一个假设的值，i是一个能满足排水能力的假设值坡度值，i值越大排水能力越大，但会造成更大的死水区，在实践工程中应试算确定。
[0041]结合图2、图3以及图5，详细来说，本专利技术的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法包括如下步骤：
[0042]S100，取得排水管道的半径R、逆坡高差Δh、坡道高差iL以及夹心角n，其中，夹心角n为排水管道10的上游11处死水面所在弦长F的夹心角。
[0043]S200，计算得到排水管道的无排水能力的无效下弦面积S；
[0044]S300，计算得到满管流的情况下的当量排水管半径R
’
，进而计算其排水能力。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S100，取得排水管道的半径R、逆坡高差Δh、坡道高差iL以及夹心角n，其中Δh为排水管道的下游的管内底高度减去上游的管内底高度的差值，iL为排水管道的上游的死水面高度减去下游的死水面高度的差值，n为排水管道的上游处死水面所在弦长的夹心角；S200，计算得到排水管道的无排水能力的无效下弦面积S；S300，计算得到满管流的情况下的当量排水管半径R
’
，进而计算其排水能力。2.根据权利要求1所述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法，其特征在于，所述步骤S200中，无效下弦面积S计算方法如下：3.根据权利要求2所述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法，其特征在于，所述步骤S300中，当量排水管半径R
’
的计算方法如下：4.根据权利要求3所述的逆坡或平坡排水管道的当量排水截面面积的计算方法，其特征在于，所述步骤S300还包括计算得到满管流的情况下的当量五边形的边长a，进而计算排水管...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓家，
申请(专利权)人：中国中元国际工程有限公司，
类型：发明
国别省市：