给水排水管网系统(第三版)答案

给水排水管网系统

第一章给水排水管网系统概论

1、给排水系统功能有哪些？请分类说明。

①水量保障向指定用水点及时可靠提供满足用户需求的用水量，将排出的废水与雨收集输送到指定地点；

②水质保障向指定用水点提供符合质量要求的水及按有关水质标准将废水排入受纳水体；③水压保障为用户提供符合标准的用水压力，同时使排水系统具有足够的高程和压力，顺利排水；

2、给水的用途有哪几类？分別列举各类用水实例。

有生活用水、工业生产用水和市政消防用水。生活用水有：居民生活用水（如家里的饮用、洗涤用水）、公共设施用水（如学校、医院用水）、工业企业生活用水（如企业区工人饮用、洗涤用水）；工业生产用水有：产品用水（如制作酸奶饮料的用水）、工艺用水（如水作为溶剂）、辅助用水（如冷却锅炉用水）；市政消防用水有道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消防用水。

3、废水有哪些类型？分别列举各类用水实例。

按所接纳废水的来源分：生活污水、工业废水和雨水。生活污水：居民生活所造成的废水和工业企业中的生活污水，如洗菜水、冲厕产生的水；工业废水：如乳制废水；雨水：如下雪、下雨产生的水。

4、给水排水系统由哪些子系统组成？各子系统包含哪些设施。

①原水取水系统包括：水源地、取水设施、提升设备和输水管渠等； ②给水处理系统包括：各种采用物理化学生物等方法的水质处理设备和构筑物；③给水官网系统包括：输水管渠、配水管网、水压调节设施及水量调节设施等；④排水管网系统包括：污废水收集与输送管渠、水量调节池、提升泵等；

⑤废水处理系统包括：各种采用物理化学、生物等方法的水质净化设备和构筑物；⑥排放和重复利用系统包括：废水收纳体和最终处置设施如排放口等。 5、给水排水系统各部分流量是否相同？若不同，是如何调节的？ 因为用水量和排水量是随时间变化的，所以各子系统一时间内流量不相同，一般是由一些构筑物或设施来调节，比如清水池调节给水处理流量与管网中的用水量之差，调节池和均合池用于调节排水官网流量和排水处理流量之差。

6、什么是居民生活用水量、综合生活用水量和城市综合用水量？居民生活用水量是指居民家庭生活中饮用、烹饪、洗浴、洗涤等用水；

综合生活用水量是居民生活用水量与公共设施用水量之和（公共设施是指学校等公共场所用水量）；

城市综合用水量是以下用水量的总称：居民生活用水量、公共设施用水量、工业企业生产和工人生活用水量、消防、市政用水量、未预见水量及给水管网漏失水量。 7、什么是用水变化系数？有哪几种变化系数？如何计算？

在一年中，每天或每时的用水量变化可以用一个系数表示，即用水变化系数。有用水日变化系数(Kd)和用水时变化系数(Kh)。Qd—最高日用水量，Qy全年用水量，Qh最高时用水量Kd=365Qd/Qy；Kh=24Qh/Qd。

8、给排水中的水质是如何变化的？哪些水质必须满足国家标准？

三个水质变化过程：①给水处理：即将原水净化使其水质达到给水水质要求的处理过程，②用户用水：即用户用水改变水质，使之成为污水或废水的过程，③废水处理：即对污水或废水进行处理，使之达到排放水质标准。

三个标准：原水水质标准（如城镇给水水源须符合国家生活饮用水水源水质标准）、给水水 质标准（如居民用水须达到国家生活饮用水水质卫生标准）、排放水质标准（水排放至受纳水体须按国家废水排放水质标准和其承受能力确定）。 9、重力给水和压力给水各有什么特点？

重力给水，特点：要求水本身位能较高，运输无动力消耗，运行经济； 压力给水，特点：耗动力，耗能，水压较好控制。 10、水在输送过程中为何要进行加压或提升？

原因：当给水，在运输过程中损耗太大或供给高层压力不够时需要加压；排水在重力输送过程中，一定距离后，管道埋深会很大，当其建设费用不划算则需要进行提升，而且为了使排水能够进入处理构筑物或达到排放的高程，也需要进行提升或加压。 11、给水排水管网系统具有哪些功能？各有哪些特点？

功能与特点：水量输送：实现水量的位置迁移满足用水与排水的地点要求、水量调节：采用贮水措施解决供水、用水与排水的水量不平均问题、水压调节：采用减压或加压措施调节水压、水质保证：保证各种水质达到国家相关标准。

12、给水排水管网系统分别由哪些部分组成？它们的作用是什么？ 由给水管网系统和排水管网系统组成。

给水管网系统：输水管渠（作用：较长距离输水）、配水管网（作用：将较集中点的水量分配到整个供水区域）、水压调节设施（如泵站、减压阀，作用：保证用户用水点点的水压要求）、及水量调节设施（如清水池、水塔、高位水池，作用：调节前后系统的水量之差）。排水管网系统：废水收集设施（初步收集废水）排水管网（收集到的废水送至指定点）、水量调节池（调节前后系统水量之差）、提升泵站（保证一定压力使废水顺利流入指定点）、废水输水管渠（输送废水）和排放口（与接纳废水的水体连接）。 13、给水管网系统如何分类？各类给水管网系统有何特点？ 按水源分：单水源给水管网系统（用于较小的给水管网系统）、多水源给水管网系统（各水源供水量与平均输水距离较小，管道输水流量较分散）；

按系统构成方式分：统一给水管网系统（只有一个管网，统一供应各类水，有统一水压）、分区给水管网系统（分区供水，不同区不同水压，包括串联和并联分区）； 按输水方式分：重力输水管网系统（无动力消耗，运行经济）、压力输水管网系统（消耗动力）给水管网系统是环状网络排水管网系统是树状网络 14、何为排水系统体制？它们之间的不同点有哪些？

不同排除方式所形成的排水系统称排水体制，主要有合流制和分流制。

合流制排水系统又分：直排式和截流式，直排式是将混合的污水不经处理直接排入水体，现今已淘汰；截流式用于老城区改造，节约费用，混合的污水排入污水处理厂，水量较大时溢流部分直接排入水体，有一定污染。

分流制排水系统，将污水，废水，雨水分开输送，处理，排放。对环境污染小，但造价相对合流式较高。大的城市一般采用混流制，即又有合流制又有分流制。 第二章给水排水管网工程规划

1、给排水工程的规划任务是什么？规划期限如何划分？

①确定给排水系统服务范围与建设规模；②确定水资源综合利用与保护措施； ③确定系统的组成与体系结构；④确定给排水主要构筑物位置； ⑤确定给排水处理工艺流程与水质保证措施；⑥给排水管网规划和干管布置与定线；⑦确定废水处置方案及其环境影响评价；

⑧给排水工程规划的技术经济比较，包括经济，环境，社会效益分析； 分区、分级进行规划，按近、远期分别进行，（近期：5-10年，远期：10-20年）。

2、给排水工程规划要遵循哪些原则？工作程序如何？ 原则：

①贯彻执行国家和地方相关政策和法规；②城镇及企业规划时应兼顾给排水工程；③给排水工程规划要服从城镇发展规划；④合理确定远近期规划与建设范围；⑤合理利用水资源和保护环境；⑥规划方案应尽可能经济和高效。 工作程序：

①明确规划任务，确定规划编制依据；②调查收集必须的基础资料，进行现场勘查；③在掌握资料和了解现状，合理确定城市用水定额；④制定给排水工程规划方案；⑤根据规划期限，提出分期实施规划的步骤和措施，节省资金； ⑥编制规划文件，绘制图纸，完成规划成果文本。 3、城市用水量一般包括哪些部分？请分别举例说明。

第一部分：城市给水工程同统一供给的居民生活用水、工业用水、公共设施用水及其他用水量的总和。如包括家居的洗菜用水等等。 第二部分：城市给水工程统一供水意外的所有用水量总和。如工业和公共设施自备水源供给的用水。

4、表达用水量变化有哪两种方法？他们分别是如何表达的？ 一是通过日变化系数表达，它等于一年中最高日用水量与平均日用水量的比值；二是通过时变化系数表达，它等于最高日的最高时用水量与平均时用水量的比值；

5、在城市用水量预测计算的常用方法之中，哪些方法需要有历史用水资料？城市用水预测方法：分类估算法，单位面积法，人均综合指标法，年递增率法，线性回归法，生长曲线法。 要资料的有：人均综合指标法、年递增率法、线性回归法、生长曲线法。

6、为什么城市越小，用水量变化越大？你认为哪些因素影响用水量变化系数？城市越小总用水量越小，个体在总体中的权重大，即个体对整体的影响大，所以城市越小，用水变化越大。因素：内在：小城市相对大城市用水变化大，财务也有局限，很难建立相应数据模型给予提前准备；外在：城市居住人数、季节影响、城市管理对于城市规划的变动等等。 7、给水管网规划布置应遵循哪些基本原则？

①按城市总规划，结合实际情况进行多方案技术经济比较；②主次明确，先布置好给水管网主干管，后布置一般管线；③尽量缩短管线长度，节约费用；④协调好与其他管道的关系；⑤保证供水具有适当的安全可靠性；⑥尽量减少拆迁，少占农田；⑦保证管渠施工，运行，维护方便；⑧远近期结合，考虑分期实施可能性。

8、给水管网布置的两种基本形式是什么？比较它们的优缺点。

给水管网布置基本形式：树状网（优点：经济造价低；缺点：易受水锤破坏，水质（末端）安全性不能保证，水压不易控制，用水保证率较差）环状（优点：可减轻因水锤作用产生的危害，增加供水可靠性；缺点：造价较树状网高） 9、你认为输水管定线时可能遇到哪些问题？

定线时，常遇到山嘴，山谷，山岳等障碍物以及穿越河流和干沟等。山嘴段考虑绕过山嘴还是开凿山嘴；山谷地段是延长线绕过还是用倒虹管；独山时，是从远处绕过还是开凿隧洞通过；穿越河流或干沟时用河管还是倒虹管；避免工程或障碍物，是绕道还是采取措施。 10、为保证用水安全应采用什么输水方案？ 为保障安全供水，可以用一条输水管渠而在用水区附近建造水池进行流量调节，或用两条输水管渠。输水管渠一般不小于两条。（条数主要根据输水量、事故时需保证的用水量、输水管渠长度、当地有无其他水源和用水量增长情况而定） 11、输水管渠定线方法、原则及要求。

方法：先在图上初步选定几种可能定线方案，然后到现场沿线踏勘了解，从投资、施工、管

理等方面，对各种方案进行经济技术性比较再作决定。

原则：必须与城市建设规划相结合，尽量缩短管线长度，减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护，保证供水安全；应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修；减少与铁路、公路和河流的交叉；管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理。

要求：输水管最小坡度应大于1:5D，D为管径，以“mm”计。输水管线坡度小于1:1000 时，应每隔0.5—1km装置排气阀。即使在平坦地区，埋管时也应做成上升和下降的坡度，以便在管坡定点设排气阀，管坡低处设泄水阀。排气阀每公里设一个为宜，在管线起伏处适当增设，严寒地区注意采取防冻措施。

12、给水管网定线时保证经济性和安全性的方法有哪些？

干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向基本一致；干管和干管之间的连接管使管网形成了环状网； 干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级路面或重要道路下通过，以减小今后检修时的困难。

13、排水管网布置应遵循哪些原则？

原则：①按总规划，结合实际情况，进行多方案比较；②确定排水体质后布置管网，应从干管到支管；③充分利用地形，采用重力排污和雨水，并使管线最短；④协调好与其他管道的关系和企业内部管网衔接；⑤规划时，考虑施工，运行，维护方便；⑥远近期结合，尽可能安排分期实施

14、排水管网布置的两种基本形式是什么？它们用于何种地形条件？

排水管网一般布置成树桩网，基本形式为：平行式和正交式。平行式，排水干管与等高线平行，主干管与等高线基本垂直，适用于地形坡度很大的城市。正交式，排水干管与等高线垂直相交，而主干管与等高线平行敷设，适用于地形平坦略向一边倾斜的城市。污水管网布置：划分排水区域与排水流域，干管布置与定线，支管布置与定线。 15、给水排水工程的年计算费用由哪些部分组成？

在项目投资计算期内的建设投资费用和运行管理费用之和的年平均值。 16、静态年和动态年计算费用有何不同？你认为哪种计算方法更合理？ 静态年计算费用不算时间对总投资的影响，而动态年计算费用包括时间对钱的影响。动态年计算费用更合理，考虑周到。

支墩应放在承接式插口的管线的弯管处、三通处、水管尽端盖板处以及缩管处。 第三章给水排水管网水力学基础

1、在给水排水管网中，沿层水头损失一般与流速（或流量）的多少次方成正比？为什么？ （当雷诺数Re<2000时Hf与v的一次方成比例，20004000），它分3个区域，光滑区Hf与v的1.75 次方成正比，光滑管过渡到粗糙管的过渡区，Hf与v的1.75-2.0成正比，阻力平方区，Hf与v的2次方成正比。

2、为什么给水排水管网中的水流实际上是非恒定流，而水力计算时却按恒定流对待？ 由于用水量和排水量经常性变化，雨水也是骤涨骤落，水力因素会随时间变化，所以属于非恒定流。管道水力计算目的在于合理经济的选择管道断面尺寸、坡度和埋深，如果在设 计和施工中注意改善管道水力条件，可使管道内水流动状态尽可能接近均匀恒定流，也可以达到其目的，所以为了简化计算，就按恒定流对待。

3、如果沿层水头损失计算不准确，你认为可能是哪些原因？ 沿层水头损失主要是固定边界发生突然变化而引起的，流速分布也发生变化，根据理论公式Hf=λv2/2g，水头损失计算不准确可能是局部阻力系数估计偏差大，或是平均流速没算准确，

或是重力加速度没准确取当地值。

4、对于非满管流而言，管渠充满度越大过流能力越大吗？为什么？ 不会越大，因为充满度是指管道中水深和管道直径的比值，过流能力是反应单位时间内此管道通过的流量，假设直径不变，水深一定范围增加，过流能力会加大，若超过一定范围，反而会阻碍管道过流能力，过流能力会下降。

5、在进行管道沿线均匀出流简化时，如果将一条管道划分为较短的多条管段，误差会减小吗？

会减小，均匀出流的简化就是将其分为无数小管段，最后积分而成，可以减小误差。 6、在管道直径未确定时，能将局部水头损失简化为当量长度管道沿层水头损失吗？为什么？ 不能，当局部阻力很小（小于沿层阻力的5%），可以忽略，不用计算。管径也影响着各种损失，且求当量管长度的理论公式也要求知道D，所以管径未确定这项工作是不能的。 7、水泵调速工作时，水泵转速不同会影响水泵内阻吗？

水泵转速不同，从理论上来看是不会影响内阻的，只会影响水泵的静扬程（转速的平方成正比）。

8、多台同型号水泵并联（不考虑泵站内部管道阻力）时，工作泵台数不同会影响泵站静扬程吗？

理论上不会不会影响静扬程的，复杂的实际情况可能稍稍有变化。 习题看68页（主要是计算） 第四章给水排水管网模型

1、为何要将给水排水管网模型化？通过哪两个步骤进行模型化？

给排水管网是个复杂多变的管网系统，为便于规划、设计和运行管理，将其模型化，成为便于用图形和数据表达和分析的系统。 主要两个步骤是：简化、抽象。

简化原则：宏观等效原则、小误差原则。一般方法：1删除次要管线、2当管线交叉点很近时合并为同一交叉点、3将全开阀门去掉，将管线从全闭阀门处断开4并联的管线可以采用水力等效原则简化成单管线5大系统拆分成多个小系统。

附属设施简化：删除不影响全局水力特性的设施，将同一处的多个相同设施合并。

2、模型化的给水排水管网由哪两类元素构成？它们各有什么特点和属性？管段和节点，管段特点：它只输送流量，不改变流量，但可以有能量变化。属性：构造属性：管段长度、管段直径、管段粗糙系数；拓扑属性：管段方向、起端节点、终端节点；水力属性：管段流量、管段流速、管段扬程、管段摩阻，管段压降。（管段是管线和泵站简化后的抽象形式，排水流量转到起端，沿线流量一分为二移到两端节点）

节点的特点：节点只能传递能量，不能改变水的能量，即节点上水的能量是唯一的。属性：构造属性：节点高程（节点地面标高），节点位置；拓扑属性：与节点关联的管段及其方向，节点的度（与节点关联的管段数）；水力属性：节点流量，节点水头，自由水头。P73（节点是管线交叉点、端点或大流量出入点的抽象形式） 给排水管网系统答案02_给水排水管网系统

3、节点流量和管段流量可以是负值吗？如果是负值，代表什么意义？可以，一般以流出节点的方向为正，如果是负值，对于节点来说，它代表此流量流入节点，对于管段来说，此流量的流动方向与原假设管段的方向相反。 4、图论中的图与几何图形有何不同？ 因管网图只是表示管网的拓扑关系，所以不必在意节点的位置、管段的长度等要素的构造属性，即管网图中的节点位置和管段长度等不必与实际情况相符，转折或弯曲的管段也可以画成直线，管段也可以拉长或缩短，只要节点和管段的关联关系不变，而几何图形是如实反应

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