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摘要：随着社会经济的快速发展，城市排水问题日益突出，原有的雨水排水计算方法在许多情况并不能适用。针对下游水位较高的情况，本文依据水力学中实际液体总流的伯努利方程，分析了雨水排水中重力流与压力流的区别与联系，结果发现重力流与压力流在驱动力（水力坡降）相同时，计算流量完全一致，但由于重力流算法无法引入精确的局部损失，压力流可以引入，因此压力流更符合实际情况。因此建议计算时采用压力流复核流量，以满足排水需求。
关键词：重力流；压力流；水力坡降；伯努利方程
1 引言
在水力学理论中，水流主要有两种驱动方式，重力流及压力流[1]。重力流是指完全由水流自身的重力驱动的水流，如自然界中的大江大河，地面雨水等；压力流是指由压力驱动的水流流态，如压力驱动的给水/消防/雨水泵房强排水等。在一定条件下，由水流自身的重力驱动的水流，也可能形成压力流，如淹没出流时的雨水排水等。重力流与压力流的本质，有什么区别，什么时候可以相互转化，本文将从能量转化角度对其进行分析。
2 分析过程及方法
根据实际液体的伯努利方程[2]，液体的总能量前后保持不变，机械能损失主要用于克服水流的沿程与局部损失。
由上述三个表格可见，在重力势能转化为水流的动力势能的角度，重力流及压力流表现的结果完全一致（实际计算时采用理论一致）。由此可认为，在完全由水流的重力导致的重力流及压力流，在相同条件下流量相同。这也符合客观规律，因为无论何种算法，其驱动力相同时，计算结果也应相等。
本次分析中，计算方法按重力流或压力流计算时，均未考虑管道局部水损，而实际情况中局部水损是必然存在的，比如管渠转弯，尺寸扩大等，这些均对流量有影响。因此，在实际分析时，必须引入局部水损这一参数进行考虑。目前，重力流算法无法引入精确的局部水损这一参数（一般按沿程损失的百分比算局部损失，不够精确），因此仅对直管段管渠比较适用，压力流算法可以引入精确的局部水损参数，因此，压力流算法对实际水流流量的计算更准确。建议以后实际计算中，按重力流计算取值时预留富余量，并用压力流校核，以满足实际排水需求。
3 结论：
1、完全由水流重力驱动的重力流或压力流，在相同条件下计算流量完全相同。
2、按重力流计算时，无法引入精确的局部水损参数，按压力流计算时，可以引入精确的局部水损参数，而实际情况中局部水损必然存在，因此，压力流算法比重力流算法更符合实际。
参考文献
[1]元绍建，陈娅倩，雨水管道压力流与重力流区分[J]，城市道桥与防洪，2015，10月（10）。
[2]赵世明，给排水工程中的静水压和动水压探究[J]，给水排水，2011，37（10）。
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论文作者:沈斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/14
标签：重力论文; 压力论文; 水流论文; 局部论文; 算法论文; 雨水论文; 流量论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;