排水管渠系统模拟与计算PDF|Epub|txt|kindle电子书版本下载

排水管渠系统模拟与计算PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 城市排水1

1.1 排水形式1

1.2 城市排水系统的目标1

1.2.1 保护公共健康和安全1

1.2.2 重视职业健康和安全2

1.2.3 保护环境2

1.2.4 可持续发展3

1.3 排水体制3

1.3.1 合流制排水系统4

1.3.2 分流制排水系统5

1.3.3 城市排水系统各组成部分之间的相互影响5

1.4 受纳水体影响6

1.4.1 城市排水的排放方式6

1.4.2 排水与受纳水体作用的过程6

1.4.3 排水对受纳水体的影响7

1.5 排水系统分析简史10

1.5.1 我国排水系统早期发展简史10

1.5.2 国外排水系统技术发展11

1.5.3 水力学简史16

第2章 排水管渠系统模型构建20

2.1 模型基础20

2.1.1 模型20

2.1.2 稳态模型和动态模型21

2.1.3 集总模型和分布模型21

2.1.4 模型开发计划21

2.2 建模过程21

2.2.1 建模目标22

2.2.2 建立备选方案23

2.2.3 模型尺度24

2.2.4 选择软件24

2.2.5 确定数据需求24

2.2.6 确定数据源25

2.2.7 收集数据26

2.2.8 评估数据27

2.2.9 构建模型28

2.2.10 获取欠缺数据28

2.2.11 敏感性分析28

2.2.12 校核模型28

2.2.13 验证模型28

2.2.14 运行模型28

2.2.15 建立解决方案29

2.2.16 记录29

2.3 构建排水管渠系统模型30

2.3.1 排水管渠系统一般术语30

2.3.2 子汇水面积30

2.3.3 管道33

2.3.4 明渠35

2.3.5 涵洞36

2.3.6 边沟和雨水口38

2.3.7 检查井39

2.3.8 水泵42

2.3.9 集水池43

2.3.10 雨水调蓄池43

2.3.11 并联管道和回路44

2.4 其他事项45

2.4.1 模型简化45

2.4.2 数据处理工具45

2.4.3 模型与CAD软件的集成46

2.4.4 建模注意点47

第3章 雨量分析48

3.1 水文循环49

3.2 降水类型51

3.2.1 锋面降水51

3.2.2 气旋降水53

3.2.3 对流降水53

3.2.4 地形降水54

3.3 降雨基本特征54

3.3.1 降雨深度和降雨强度54

3.3.2 降雨时间分布54

3.3.3 降雨空间分布56

3.3.4 暴雨强度频率和重现期56

3.3.5 降雨时间序列数据选样57

3.4 降雨数据收集58

3.4.1 点降雨测量仪器58

3.4.2 降水量观测误差来源与控制61

3.4.3 气象雷达测雨63

3.5 设计降雨64

3.5.1 降雨强度-降雨历时-重现期关系曲线64

3.5.2 我国常用暴雨强度公式65

3.5.3 面降雨强度的修正66

3.6 合成雨量图69

3.6.1 均匀降雨雨量图70

3.6.2 芝加哥雨量图71

3.6.3 Huff降雨分布曲线73

3.6.4 SCS暴雨分布75

3.6.5 历史时间序列75

3.7 雨水管理的降雨数据需求76

第4章 雨水径流物理模型78

4.1 子汇水面积78

4.2 雨水径流模拟的物理过程79

4.3 降雨损失81

4.3.1 植物截留81

4.3.2 坑洼存水82

4.3.3 下渗84

4.4 地表漫流95

4.4.1 基本方程组的简化96

4.4.2 水流阻力公式97

4.4.3 运动波方程组的解98

4.5 边沟流99

第5章 雨水径流集总模型100

5.1 哈顿模型100

5.2 有效降雨103

5.3 综合降雨损失模型104

5.3.1 比例损失模型104

5.3.2 径流百分数公式104

5.3.3 SCS模型105

5.4 流域响应时间110

5.4.1 集水时间111

5.4.2 径流滞后时间114

5.5 高峰径流量估计114

5.5.1 推理公式法115

5.5.2 径流系数116

5.5.3 洪峰流量计算步骤117

5.6 单位流量过程线118

5.6.1 原理118

5.6.2 Espey 10min单位流量过程线120

5.6.3 SCS单位流量过程线125

5.6.4 单位流量过程线方法的应用128

5.6.5 以实测数据生成流量过程线131

5.6.6 时间面积法133

5.6.7 水库模型135

5.7 基流139

5.8 融雪139

第6章 污水流量141

6.1 污水收集系统中水流组成141

6.2 流量定义与水量变化143

6.3 生活水量144

6.3.1 生活用水量144

6.3.2 生活用水量与生活污水量的关系146

6.3.3 生活污水设计流量147

6.4 工业用水量和工业废水量151

6.5 居住小区污水流量152

6.6 时变流量154

6.6.1 日变化曲线155

6.6.2 模型表达155

6.7 入渗入流156

第7章 明渠恒定流159

7.1 流体的主要物理性质160

7.1.1 密度和重度160

7.1.2 黏性161

7.1.3 压缩性和膨胀性162

7.1.4 汽化压强163

7.2 流体水力特征163

7.2.1 静压强163

7.2.2 绝对压强和相对压强165

7.2.3 流量和断面平均速度165

7.2.4 雷诺数166

7.3 明渠底坡与断面166

7.3.1 明渠底坡166

7.3.2 明渠横断面168

7.3.3 明渠的几何要素169

7.3.4 圆形断面172

7.3.5 非圆形断面173

7.4 基本原理175

7.4.1 质量守恒175

7.4.2 能量守恒176

7.4.3 动量守恒179

7.4.4 淹没构筑物受力181

7.5 水力设计变量182

7.6 能量和水头损失183

7.7 曼宁粗糙系数186

7.7.1 管道中曼宁粗糙系数的影响因素186

7.7.2 管道曼宁粗糙系数的建议取值188

7.7.3 明渠中曼宁粗糙系数的影响因素188

7.8 非均质明渠与复式断面明渠188

7.8.1 非均质明渠188

7.8.2 复式断面明渠190

7.9 汇接构筑物中的局部水头损失192

7.10 切应力分析196

7.10.1 切应力197

7.10.2 沉积物迁移能力实验分析197

7.10.3 坎普公式200

7.10.4 姚氏方法201

7.10.5 德国ATV方法202

7.11 断面单位能量和临界流202

7.11.1 断面单位能量202

7.11.2 佛汝德数203

7.11.3 缓流和急流204

7.12 水跃204

7.12.1 水跃现象204

7.12.2 水跃基本方程和水跃函数206

7.12.3 水跃水力计算207

7.12.4 水跃发生的位置和水跃形式212

7.13 流量控制构筑物的水力特征212

7.13.1 孔口出流213

7.13.2 堰流213

7.13.3 闸孔出流219

7.14 渐变流220

7.14.1 棱柱体明渠水面曲线微分方程220

7.14.2 棱柱体明渠水面曲线分区和命名222

7.14.3 棱柱体明渠水面曲线计算223

第8章 明渠非恒定流227

8.1 非恒定流分析基础227

8.2 圣维南方程组229

8.2.1 连续性方程230

8.2.2 动量方程231

8.2.3 圣维南方程组及其近似形式232

8.3 圣维南方程组求解233

8.3.1 空间-时间域离散233

8.3.2 数值求解方法233

8.3.3 数值稳定性和收敛性239

8.4 流动不稳定性240

8.5 超载流数学模拟241

8.5.1 控制方程组241

8.5.2 简化方法241

8.5.3 Preissmann槽概念242

8.6 初始条件、边界条件和连接条件244

8.6.1 初始条件244

8.6.2 边界条件244

8.6.3 连接条件247

8.7 溢流248

8.7.1 溢流和分流248

8.7.2 排水管渠溢流248

8.7.3 侧流堰分析248

8.8 马司京干演算250

第9章 有压管流和水泵特性255

9.1 沿程水头损失255

9.1.1 达西-维斯巴赫公式256

9.1.2 柯尔勃洛克-怀特公式和莫迪图257

9.1.3 海曾-威廉公式258

9.1.4 斯沃米-让公式259

9.1.5 曼宁公式260

9.2 局部水头损失261

9.2.1 局部水头损失产生的原因261

9.2.2 局部水头损失公式262

9.2.3 几种典型的局部水头损失系数263

9.3 水泵268

9.3.1 水泵特性曲线268

9.3.2 管道系统特性曲线269

9.3.3 其他水泵特性曲线270

9.3.4 变速泵270

9.3.5 功率和效率271

第10章 城市路面排水273

10.1 边沟流273

10.1.1 设计重现期和允许漫幅273

10.1.2 边沟水力特性274

10.1.3 边沟内流行时间280

10.1.4 雨水口集水时间281

10.2 雨水口284

10.2.1 雨水口类型和构造284

10.2.2 泄水能力和效率286

10.2.3 边沟平箅雨水口287

10.2.4 侧石雨水口288

10.2.5 联合式雨水口291

10.2.6 槽式雨水口291

10.2.7 低洼位置处的雨水口291

10.2.8 雨水口堵塞294

10.3 雨水口位置设计295

10.3.1 雨水口的设置位置297

10.3.2 连续坡面上雨水口间距297

10.4 桥面排水299

10.5 隧道排水300

10.6 下穿道路排水302

10.7 立交道路排水303

10.8 广场、停车场地面排水305

第11章 雨水管渠系统设计计算306

11.1 雨水管渠设计流量计算公式308

11.1.1 集水时间308

11.1.2 设计重现期308

11.1.3 风险计算310

11.1.4 改进推理公式法311

11.2 雨水管渠水力计算基本数据313

11.3 雨水管渠水力计算方法314

11.4 常规雨水管渠系统设计计算步骤317

11.5 特殊情况下雨水管渠设计流量计算319

11.5.1 不同设计暴雨重现期情况319

11.5.2 部分面积汇流情况的最大径流量计算320

11.6 能量损失法下的雨水管渠系统设计327

11.6.1 超载管渠327

11.6.2 明渠流331

第12章 排水泵站337

12.1 排水泵站一般特性337

12.1.1 站址选择原则337

12.1.2 排水泵站组成337

12.1.3 泵房形式339

12.1.4 闸、阀343

12.1.5 泵站仪表344

12.1.6 水泵系统模拟344

12.1.7 水力瞬变344

12.2 水泵类型和选择345

12.2.1 水泵数量345

12.2.2 常用排水泵346

12.2.3 比转数348

12.2.4 水泵系列型谱图350

12.2.5 水泵并联350

12.3 集水池352

12.3.1 集水池容积352

12.3.2 集水池水位352

12.3.3 集水池有效容积352

12.3.4 集水池形式及吸水管布置354

12.4 汽蚀余量355

12.4.1 汽蚀及其危害355

12.4.2 叶片泵安装高度355

12.4.3 减轻汽蚀的措施356

12.5 压水管路357

12.5.1 压水管路特点357

12.5.2 设计特性358

12.5.3 尺寸计算358

12.6 泵站的自动控制361

12.6.1 控制方式361

12.6.2 排水泵站运行特点362

12.7 雨水管渠系统预抽空模式分析363

12.7.1 技术需求363

12.7.2 案例分析365

第13章 雨水滞留369

13.1 引言369

13.2 雨水滞留设施类型370

13.2.1 干式塘和湿式塘370

13.2.2 地上和地下滞留371

13.2.3 在线和离线滞留371

13.2.4 区域和场地滞留372

13.2.5 串联和互联池372

13.3 雨水滞留模拟373

13.4 径流容积374

13.4.1 降雨深度和径流容积374

13.4.2 雨水水质控制容积375

13.5 滞留设施组成377

13.6 蓄水水位378

13.6.1 水位与蓄水水面面积378

13.6.2 水位与蓄水容积379

13.6.3 水位与出流量382

13.7 滞留池容积演算383

13.7.1 差分方法384

13.7.2 积分方法388

13.8 滞留池设计计算步骤392

第14章 明渠和涵洞设计393

14.1 明渠设计事项393

14.2 水力最佳断面398

14.3 渠道断面尺寸设计400

14.4 涵洞类型和材料401

14.5 洞口处理401

14.6 涵洞设计的一般原则404

14.7 涵洞水力学405

14.7.1 头水和尾水405

14.7.2 流量控制406

14.7.3 涵洞性能的图形分析409

14.7.4 涵洞性能的水面曲线分析415

第15章 排水系统水质模拟421

15.1 雨水径流水质421

15.1.1 污染源421

15.1.2 事件平均浓度423

15.1.3 累积与冲刷模型426

15.1.4 初期冲刷效应428

15.2 管渠系统内的污染物迁移模拟430

15.2.1 移流和扩散430

15.2.2 完全混合池模型431

15.2.3 管渠内节点处的混合模型432

15.2.4 沉积物的迁移432

15.3 管渠中污染物转化的模拟433

15.3.1 持恒污染物434

15.3.2 简单的衰减表达式434

15.3.3 河流模拟方法435

15.3.4 WTP模拟方法436

15.4 活性污泥工艺模拟基础436

15.4.1 模拟的必要性436

15.4.2 建模步骤436

15.4.3 物料平衡437

15.4.4 化学计量学437

15.4.5 传输438

15.4.6 矩阵表示法439

附录 我国部分城市暴雨强度公式443

参考文献465