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9.2 沟和管的水力计算


9.2.1 沟和管的水力计算,应包括依据设计流量确定沟和管所需的断面尺寸,以及检查水流速度是否在允许范围内等内容。
9.2.2 沟或管的泄水能力Qc可按式(9.2.2)计算。

Qc=vA               (9.2.2)

    式中:v——沟或管内的平均流速(m/s);
          A——过水断面面积(m2),各种沟或管过水断面的面积计算可按附录B执行。

设计径流量计算过程

图9.1.9 设计径流量计算过程

9.2.3 沟或管内的平均流速v可按式(9.2.3)计算。

(9.2.3)

式中:n——沟壁或管壁的粗糙系数,可按表9.2.3查取;
          R——水力半径(m),各种沟或管的水力半径计算式可参考附录B;

  ρ——过水断面湿周(m);
  I——水力坡度,无旁侧入流的明沟,水力坡度可采用沟的底坡;有旁侧入流的明沟,水力坡度可采用沟段的平均水面坡降。

表9.2.3 沟壁或管壁的粗糙系数n
 沟壁或管壁的粗糙系数n

9.2.4 浅沟可按以下要求计算其泄水能力:
    1 单一横坡的浅三角形沟的泄水能力Qc可按式(9.2.4-1)计算。

(9.2.4-1)

  式中:ih——沟或过水断面的横向坡度;
          h——沟或过水断面的水深(m)。
    2 复合横坡浅三角形沟的泄水能力可按式(9.2.4-1)计算泄水能力乘以系数ξ求得,ξ由式(9.2.4-2)确定。计算示意如图9.2.4 所示。

双向开口且有变坡浅三角形沟过水断面计算图

图9.2.4 双向开口且有变坡浅三角形沟过水断面计算图

  3 其他深宽比小于1:6的浅沟的泄水能力可取式(9.2.2)的计算泄水能力乘以1.2 。

(9.2.4-2)

 式中:α、β、γ——系数,其中

9.2.5 沟和管的允许流速应符合以下规定:
    1 明沟的最小允许流速为0.4m/s,暗沟和管的最小允许流速为0.75m/s。
    2 管的最大允许流速为:金属管10m/s;非金属管5m/s。
    3 明沟的最大允许流速,可根据沟壁材料和水深修正系数确定。不同沟壁材料在水深为0.4~1.0m时的最大允许流速,可按表9.2.5-1取用;其他水深的最大允许流速,应乘以表9.2.5-2中相应的水深修正系数。

表9.2.5-1 明沟的最大允许流速(m/s)
明沟的最大允许流速(m/s)

表9.2.5-2 最大允许流速的水深修正系数
最大允许流速的水深修正系数

条文说明
9.2.1 沟和管的设计,应使沟和管具有合理的断面形状和尺寸,既能满足排泄设计流量的需要,又不致引起冲刷和淤积。因此,要求沟和管的水力计算包括断面计算和流速检验两方面内容。
9.2.4 过水断面的水面宽度远大于水深,以及沟或过水断面的水深与沟的水面宽度之比小于1:6时,水力半径不能充分反映这种断面的特性。因此,需要对公式进行修正。
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公路排水设计规范 JTG/TD33-2012
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