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给排水专业计算公式总汇简介

给排水工程是建筑和市政工程中的重要组成部分，涉及供水、排水、消防、雨水等多个系统的设计与计算。为确保系统安全、经济、**运行，掌握常用计算公式至关重要。

在给水系统中，常用的公式包括管道水力计算的沿程水头损失公式（如达西魏斯巴赫公式、海曾威廉公式），以及局部水头损失公式。设计流量计算常采用用水定额法或秒流量公式，用于确定管径和水泵扬程。水泵功率计算则使用轴功率公式，结合扬程和流量确定设备功率。

排水系统中，重力流排水管水力计算常采用曼宁公式，确定流速和坡度；雨水排水系统则根据暴雨强度公式和汇水面积计算设计流量。此外04分部（分项）工程安全技术交底，污水管道充满度、自清流速等也是排水设计中的关键参数。

消防给水系统中，消火栓系统设计流量、自动喷水灭火系统作用面积法等公式用于确定消防用水量及管径。同时，*位水箱容积、消防水池容积的计算也必不可少。

在实际工程中，还需结合国家规范如《建筑给水排水设计规范》（GB50015）等，合理选用公式与参数。掌握这些计算公式，有助于提*设计*率与准确性，为给排水工程提供科学依据。

g—重力加速度，9.81m/s2

混合池： G＝500～1000s －1

T=10～30s，（<2min）

絮凝反应池： G＝20～70s－1

GT＝10 4～10 5 （10～30min）

（1）投加量——通过实验确定

固体－溶解池－溶液池－计量设备－投加

固体储存量15～30天（规范7.3.12）

*溶解池容积W1=(0.2~0.3)W2

W1 ， W2—m3；

a—混凝剂**投加量，mg/L；

Q—处理水量， m3 /h；

c—配制的溶液浓度，一般取5％～20％(按固体重量计)，带入公式时为5～20；

n—每日调制次数，一般不超过3次。

（规范7.3.4、7.3.5）

混合要求、G、T值范围

机械混合：水泵叶轮混合（取水泵距反应池100m以内）、机械混合池

水力混合：管式静态混合器、压力水管混合（投药点及流速要求 P102）等

絮凝要求；G、GT值范围；反应池出口做法

絮凝池分类：机械搅拌、水力搅拌

1、机械搅拌絮凝池：水平轴式、垂直轴式

分3～4档，串连流过

各自的适用范围及设计参数及例题 P103

六、影响混凝*果的因素

原因：水温影响混凝剂的水解

提*低温水混凝*果的方法 P107

原因：浊度*小决定了混凝剂的投量和矾花的核心

*浊水、低浊水所需混凝剂量都较*

提**浊水、低浊水混凝*果的方法 P107~108

原因：每种混凝剂都有其**的PH值范围

铝盐、铁盐水解时产生H＋离子，消耗水的碱

度，碱度不足时投加石灰，石灰投量公式：

【CaO】=3【a】－【x】+【δ】

【CaO】=1.5【a】－【x】+【δ】

式中 【CaO】－纯石灰CaO投量,mmol/L；

【a】－混凝剂投量，mmol/L; 【x】－原水碱度， mmol/L，按CaO计;

【δ】－剩余碱度，一般取0.25~0.5mmol/L,按CaO计。

（已知原子量Al=27，O=16，Ca=40）

解：投药量折合Al2O3为26×16％＝4.16 mg/L

Al2O3分子量为102，故投药量相当于4.16/102＝0.041mmol/L

则【CaO】=3【a】－【x】+【δ】

＝3×0.041－0.1＋0.2=0.223 mmol/L

＝0.223×56 mg/L=12.49 mg/L

水厂需投加市售石灰12.49/0.5＝24.98 mg/L

1、离散颗粒的沉淀速度（自由沉淀）

三个区的沉淀速度公式 P109

2、理想沉淀池中u0与表面负荷q0的关系

理想沉淀池的基本特性：特定颗粒沉速在数值上等于沉淀池的表面负荷（但两者在物理意义上完全不同）

u≥u0的颗粒被全部去除，其去除率为1－x0

u＜u0的颗粒能够部分去除

三、沉淀池的基本结构与基本设计参数

1、基本结构：进水区、沉淀区、出水区、污泥区

2、沉淀池基本设计参数

u0（ q0 ）、H、T、v， q0是*基本参数

若u0由试验得到，则u0设 ＝η u0试

η＝0.6～0.8

查设计手册得到的u0值可直接应用，已考虑安全系数 P117

《室外给水设计规范》规定的参数及要求 P118

v—水流速度

R—水力半径

g—重力加速度

选u0（ q0 ），再从H、T、v中选2个（按规范要求）

例题： V=18mm/s，B=3H，Fr＝0.6×10－5。在池的1/3，2/3 处各加一道隔墙，忽略隔墙厚度，求新的Fr。

解：（1）Fr=v2/Rg

（3）Fr2/Fr1=(3H/5)/(H/3)=9/5=1.6

Fr2= 0.6×10－5 ×1.6= 1.08×10－5

(1)斜板（管）沉淀池的原理与特点

根据Ei ＝ ui / u0 ＝ ui /(Q/A)= uiA/Q

A越*， Ei越*；若Ei不变，A也不变，池中加隔板，原池A=BL，新池A=BXn，

则X＝L/n。（n为层数）,在去除率不变的情况下，池深越浅，池长就越短，池容越小————浅池理论

(2)斜板沉淀池产水量计算

式中η斜＝0.6～0.8

从公式看出：斜板沉淀池的产水量远*于同体积的平流式沉淀池

斜板沉淀池的液面负荷q斜＝Q/A，A为斜板区池面面积，与平流式沉淀池中的表面负荷概念基本一致。表面负荷 U0= q0=Q/ A斜。

异向流斜板沉淀池的q斜＝9.0~11.0m3/(m2.h)

斜管沉淀池利用q斜计算，见《给水工程》P306

斜管中水流速度：v=Q/(A'sinθ)

(3)异向流斜板（管）沉淀池

适用范围：浊度小于1000NTU

设计参数：P124(或设计规范)

例题：异向流斜管沉淀池，设计能力20000m3/d,平面净尺寸10×10m，结构系数1.03, 斜管长1m，安装角60 度。求斜管内轴向流速。（斜管中的停留时间）

解：《给水工程》教材P306

（1）v=Q/(A'sinθ)

式中 Q－－沉淀池流量

A‘－－斜管净出口面积

θ－－斜管轴向与水平面夹角

（2）A‘＝(10－0.5)×10/1.03=92.23m2

沉淀（澄清）池出水浊度10NTU以下，滤

后可达1NTU以下，可去除2～5μm以上的颗粒。

（1）表层过滤－－机械筛滤

（2）深层过滤－－机理为接触絮凝

滤池工作机理：接触絮凝和机械筛滤，前者为主

2、强制滤速－－用于校核滤池设计是否合理

全部滤池中的1个或2个停产检修或反

冲洗时，其他滤池的滤速。不要太*。

有*粒径d10 反映细滤料尺寸

不均匀系数K80 越*，对过滤和反冲越不利

K80=d80/d10＞1

我国采用dmax、dmin和K80 （新规范采用d10和K80）

构成：“丰”字型穿孔管＋卵石垫层＋冲洗水泵或*位水箱

参数：开孔比为0.2~0.28%

v孔，h孔，d孔，h总＝6～8m等，P140

优缺点：配水均匀；所需反冲洗水头*

构成：底部进水空间＋穿孔板（滤头或滤砖）

参数：开孔比为1.0~1.5%

h总＝1m左右

优缺点：不需设反冲洗设备；配水均匀性比*阻力系统差

开孔比为0.6~0.8%

消毒标准：细菌学指标

氯、二氧化氯、臭氧、紫外线

滤后加氯（清水池前投加）

出厂补充加氯（二泵站处）

预加氯（取水口或水厂入口，防止藻类繁殖），目前不提倡，改用 KMnO4、O3、H2O2等。

中途补氯（用于*型管网）

若水中无氨，则生成HOCL和OCL－，＋1价的CL具有氧化、杀菌作用。

氯消毒原理 P157, HOCL起主要作用

HOCL和OCL－的比例与水的PH值及水温有关，

低温、低PH值消毒*果好

若水中有氨氮，则生成氯胺，消毒原理仍为HOCL杀菌。各种氯胺的比例与PH值及氯、氨比有关

自由性（游离性）氯（ HOCL和OCL－ ）

加氯量＝需氯量＋余氯量

水中氨氮含量少时采用。

【山西省】《既有采暖居住建筑节能改造设计标准 dbj04-243-2013》经验：原水氨氮含量小于0.3mg/L时折点加氯；

持续杀菌能力强；减少消毒副产物

先氯后氨－－－－有*型管网时

清水池前折点加氯，出厂时加氨；

CL2:NH3=3~6:1 (重量比)

化合性的氯胺消毒法－－－原水氨氮含量*时

清水池前投加氯，利用清水池接触（*于2h）；

含氨量不*时室内散热器组安装分项工程技术交底卡，可氯、氨同时投加