给排水管网2

考点：

1、管网定线： 2、节点流量： 3、设计充满度 4、埋设深度： 3、不计算管段： 5、径流系数：

1、简述树状网和环状网的特点？

2、排水体制可分为哪几种？在什么情况下可采用合流制？ 3、管网平差后还应对哪几种条件进行核算？ 4、排水管网布置形式有哪些？ 5、防止给水管腐蚀的方法有那些？ 1、给水管网布置应该满足哪些要求

2、城市污水管网设计流量是由哪几部分组成？ 3、排水管网布置原则？

4、输水管全长的流量不变时，能否用分区给水方式降低能量，为什么？ 5、给水管道的性能应该满足哪些要求 ？

计算题：

1、某大型企业以高地水库为水源，平行敷设两条输水管，为保证供水量不小于70%的设计用水量，试确定等距离连接管数目。

2.城市年平均日供水量为Qd，日变化系数为Kd，时变化系数为Kh，用该三个参数依次写出下图中各设计流量的计算式。（注：q1=5%Q2，排水量＝80％用水量，q7＝0）

答案：

1、某城镇最高时用水量为Q=300L/s，其中工业用水量q=90L/s，集中从节点4取出。干管各管段长度(m)如图所示。管段4-5、1-2、2-3为单侧配水，其余为双侧配水，求管网比流量qs及节点4的节点流量q4。

2、 图为某工厂工业废水干管平面图。图上注明各废水排出口的位置，设计流量以及各设计管段的长度，检查井处的地面标高。排出口1的管底标高为218.9m，其余各排出口的埋深均不得小于1.6m。该地区土壤无冰冻。要求列表进行干管的水力计算，并将计算结果标注在平面图上。

4、（20分）某城市最高日用水量为27000m/d，其各小时用水量如表1所示，管网中设有水塔，二级泵站分两级供水，从前一日22点到清晨6点为一级，从6点到22点为另一级，每级供水量等于其供水时段用水量平均值。试绘制用水量变化曲线，并进行以下项目计算： 1）时变化系数；

2）清水池和水塔调节容积。

某城市最高日各小时用水量 表1 0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 小时 803 793 813 814 896 965 用水量（m3） 12~13 13~14 14~15 15~16 16~17 17~18 小时 用水量（m3） 1278 1219 1171 1172 1238 1269 3

6~7 7~8 8~9 9~10 10~11 11~121304 1326 1282 1181 1205 121618~19 19~20 20~21 21~22 22~23 23~241375 1320 1311 1195 995 859 解：1)时变化系数： 2）绘制用水量变化曲线 3）列表求清水池和水塔调节池的调节容积 4）清水池调节容积约为7.57%×270000 （m3） 水塔调节容积约为1.28%×270000 （m3）

三、填空题（每空2分，共10分）

1、用户对给水的要求主要包括 水质 、 水压 和 水量 三个方面。

1、给水系统按使用目的可分为生活给水系统、消防给水系统和生产给水系统 2、管网定线是指在地形平面图上确定_确定管线的位置和走向__。

3、对树状管网计算时干管管径是按经济流速确定的支管管径是按允许的水力坡降确定的。 4、城市给水设计水量包括 居民生活用水、公共建筑用水、工业企业生产和职工生活用水、市政用水以及未预见和管网漏失水量等五部分 5、在给定设计充满度条件下管径越大相应的最小设计坡度值 。管径200mm的最小设

计坡度为 0.01 ，管径300mm的最小设计坡度 0.003 。 6、城市规模越大则污水的总变化系数越 小 （填大或）。

7、污水管道的衔接方式有 水面 平接 和 管顶平接 。 8、雨水出水口为防倒灌，管底标高一般在河流常水位之 上 （填或下）。

5、每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量： 本段流量 转输流量 、 和 集中流量 。

6、排水管渠清通的方法主要有 竹劈 钢丝 水力 和 机械清通 两种。 四、名词解释（共5题，共15分） 1、控制点（4分）P45

2、设计充满度（4分）P141

3、管内雨水流行时间（4分）P174 4、埋设深度 5、径流系数

6、不计算管段（污水）：

7、节点流量：从沿线流量折算得出的并且假设是在节点集中流出的流量。 8、时变化系数：在一定年限内最高一小时用水量与平均时用水量的比值。

9、最大转输：设对置水塔的管网水泵供水经管网到水塔往水塔供水量最大时。 10、截流倍数

11、设计管段：将两个检查井之间流量没有变化，而且管径、流速和坡度都不变的管段称为设计管段。

五、简答题（共3题，共18分）

1、简述给水管网布置形式中树状网和环状网的优缺点及适用条件？（6分） 2、排水体制可分为哪几种？在什么情况下可采用合流制？（6分） 4、雨水管渠计算时，在什么情况下会出现下游管段的设计流量小于上一管段的设计流量的情况，此时应如何确定下游管径？

在划分各设计管段的汇水面积时，若各设计管段的汇水不是均匀增加，就有可能出现下游管段的设计流量小于上一管段的设计流量的情况。这是因为下游管段的集水时间大于上一管段的集水时间，下游管段的暴雨强度小于上一管段的暴雨强度，由于汇水面积的增加量小于暴雨强度减小导致的减少量。出现这种情况应取上一管段的设计水量作为下游管段的设计流量。 3、管网进行核算的工况有哪些核算的目的是什么？（6分）

答：管网进行核算的工况有三个，1消防时 2最大转输时 3事故时 核算的目的是：管网的管径和水泵扬程是按设计年限内最高日最大时所需的水量、水压确定为了核算所定的管径和水泵扬程能否满足其它工作情况的要求就需进行核算确保经济合理的供水。 六、计算题（共20分）

1、已知某小区内各类地面的面积值Fi值如下表所示： 地面种类 面积（hm2） 采用Ψi值 1.3 0.9 屋面 0.7 0.9 沥青路面 0.6 0.4 圆石路面 0.3 非铺砌土路面 0.9 0.8 0.15 绿地 求该小区的平均径流系数。（6分） 2、某城镇平均日用水量为1.5万m3/d，日变化系数为1.4，时变化系数为1.8，求该城镇最高日平均时和最高时设计用水量。（6分）

《给水排水管道工程》习题 ? 名词解释

1.复用给水系统：是按照各车间对水质的要求，将水顺序重复利用。 2.循环给水系统：是指使用过的水经适当处理后再行回用 3.分质给水系统：因水质要求而分系统供水。 4.分压给水系统：因水压要求而分系统供水。

5.最高日用水量：在设计规定的年限内，用水最多一日的用水量。 6.最高时用水量：最高日用水量的那天，用水最多一小时的用水量。

7.日变化系数：在一年中，最高日用水量与平均日用水量的比值。 8.时变化系数：最高一小时用水量与平均时用水量的比值。

9.管网水压控制点：指管网中控制水压的点，往往位于离二级泵站最远或地形最高的点。

10.城市给水管网定线：指在地形平面图上确定管线的走向和位置。

11.比流量：假定用水量均匀分布在全部干管上，由此算出干管线单位长度的流量。 12.节点流量：从沿线流量折算得出的并且假设是在节点集中流出的流量。 13.沿线流量：指供给该管段两侧用户所需流量。

14.折算系数：把沿线变化的流量折算成在管段两端节点流出的流量。 16.年折算费用：有条件的将造价折算为一年的费用。

17.经济流速：一定年限内管网造价和管理费用之和为最小的流速。

18.连续性方程：対任一节点来说，流向该节点的流量必须等于从节点流出的流量。 19.能量方程：管网每一环中各管段的水头损失总和等于零。 20.管网平差：在初步分配流量确定的管径基础上，重新分配各管段的流量，反复计算，直到同时满足连续性方程和能量方程为止。这一计算过程称为管网平差。 21.环闭合差：环各管段水头损失的代数和。 给水用途：生活用水、工业生产用水、市政消防用水 废水：生活污水、工业废水、雨水

给水系统：保证城市工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统 给水管网：将经过给水处理后的水送到各个给水区域的全部管道 给排水系统主要功能：水量保障、水质保障、水压保障

子系统：原水取水系统、给水处理系统、给水管网系统、排水管网系统、废水处理系统、排放和重复利用系统

水质标准：原水、给水、排放水质标准

水质变化过程：给水处理：将原水水质净化或加入有益物质，使之达到给水水质要求的过程 用户用水：用户用水改变水质，使之成为污水或废水的过程，水质受到不同程度污染 废水处理：对污水或废水进行处理，取出污染物质，使之达到排放水质标准 水输送压力方式：全重力给水、一级加压给水、二级加压给水、多级加压给水 管网系统应具备的功能：水量输送、水量调节、水压调节 给水构成：输水管、配水管网、水压调节设施及水量调节设施

排水构成：废水收集设施、排水管网、水量调节池、提升泵站、废水输出管、排放口 按系统构成：统一给水管网、分区给水管网 按输水方式：重力输水管网系统、压力输水… 排水系统：合流制、分流制

连续性方程：对任一节点来说，流向该节点的流量必须等于从该节点流出的流量。 能量方程：表示管网每一环中各管段的水头损失和等于零的关系

影响生活用水量的主要因素:生活习惯、气候变化、一天的时间变化等

给水排水工程规划：针对水资源开发和利用、供水排水系统建设的综合优化功能和工程布局进行的专项规划

1.长度比流量： 假定沿线流量均匀分布在全部配水干管上，则管线单位长度上的配水流量称为长度比流量。

2. 本段流量：从管段沿线街访流过来的污水量称为本段流量。 转输流量：从上游管段或旁侧管段流过来的污水量。

集中流量：从工业、企业及大型公共建筑物流出来的污水量。 3. 最小覆土厚度：指的是管道外壁顶部到达地面的距离。 埋设深度：只管到内壁距离地面的距离。

4. 经济流速：求一定年限t（称为投资偿还期）内，管网造价和经营管理费用之和为最小的流速。 5. 降雨历时：指的是降雨的连续时段，可以是一场雨整个降雨过程所持续的 时间，也可以是其中某个连续的降雨时段。

集水时间：流域内最远点的雨水流到雨水口所需要的时间。 6. 时变化系数：最高一小时用水量与平均时用水量的比值。

二、填空

1. 清水池有效容积确定后尚需复核必要的消毒接触时间，加氯消毒一般不低于 30 min，且清水池个数一般不少于 2个，并能单独工作和分别放空，若因条件特殊亦可采用1个，但需 分格，以便清洗或检修时不间断供水。

2. 排水工程的主要内容包括：收集污水并输送到合适的地方并对污水进行有效处理后达标排放或者重复利用 。

3. 管道衔接方式通常有水面平接和管顶平接。

4. 污水管道中污水流动的特点是 重力流和均匀流 。

5. 给水管道的水力等效简化的原则是：经简化后，等效的管网对象与原来实际对象具有相 同的水力特性。

6. 雨水管道的最小管径为300mm 相应的最小坡度为 0.004 。 7. 排水管渠的清通常用的方法为水力清通 和机械清通 。 8. 给水管网的 连续性方程组与能量方程组 组成描述管网模型水力特性的恒定流基本方程组。

9. 给水管网平差计算中，基环（本环）的校正流量公式可统一表达为：。 10. 常见的给水管网附件有：阀门、消火栓、 排气阀、泄水阀等。

三、简答题

? 什么是给水管网计算中的控制点？确定控制点有什么作用？

答：控制点为供水最不利点，通常在离供水泵站最远，且较高处供水泵站使该点水压满足要求，则管网中其余各点水压均可满足要求，具有这样特性的供水点称为控制点。

推求泵站扬程首先应确定控制点，确定了控制点便可从控制点向泵站方向推求总水头损失，进而求出泵站扬程。

? 何谓排水系统及排水体制？排水体制分几类，试比较各类的优缺点？选择排水体制的原则是什么？

答：排水系统：用于收集、输送、处理以及利用污水的工程设施。

城市和工业企业的生活污水、工业废水和和降水的收集与排除方式称为排水系统的体制。排水系统的体制包括分流制和合流制。

合流制是将生活污水、工业废水与降水混合在同一套管网系统进行排除的排水系统；分流制包括污水和雨水管网，即将生活污水和工业废水采用一套或者一套以上的管网系统，而雨水用另一套管网系统进行排出的排水系统。

选择排水体制的原则是：应满足环境保护要求，环境保护和保证城市可持续发展是选择排水体制时候所要考虑主要问题。应满足工程造价尽可能降低的要求； 应满足维护管理方便的要求； 合流制 分流制 ? 部分雨水可得到处理，卫生条件好 ? 污水能全部流入污水厂进行处理 优? 管径大、不易堵、维护管理方便 ? 管道内水利条件好，沉淀少 点 ? 管道通风换气好，有利于污水保持? 处理厂容量小，管理方面，造价稳定，不腐臭，没有爆炸气体产生 低 ? 雨季时管道内可自行冲洗，对维护? 可分期修建，节约初期投资 有利 ? 管线简单，总长度小，造价比较低 ? 施工方便，管道交叉少 ? 采用截流制合流制时，溢流部分污? 初期雨水未经处理，流入水体污水对水体污染严重 染严重 ? 晴天时，水利条件不好，容易产生? （不完全分流）有部分雨水流入缺沉淀，降水时，冲刷造成污染 污水管道，影响处理能力 点 ? 完全分流，造价较高 ? 旱天时，设备不能充分得到利用，且管理复杂 8.埋设深度较大，处理? 污水管上游流量小，有沉淀，要构筑物泵站容量大，运转费用高 进行必要的冲洗 ? 污水管道覆土厚度和埋设深度是否是同一含义？各指什么？污水管道设计时为什么要限定覆土厚度的最小值？一般情况都有哪些规定？

答：最小覆土厚度指的是管道外壁顶部到达地面的距离，埋设深度指的是管到内壁距离地面的距离。污水管道的最小覆土厚度一般应满足三个因素的要求：必须防止管道内由于污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道；必须防止管壁因地面荷载而受到破坏；必须满足街坊污水连接管衔接的要求

? 环状管网为什么要进行平差计算？手算平差通常采用什么方法？

答：管网计算时初分流量满足节点流量平衡条件，但往往不能满足能量方程，因此，需重新调整管段流量，使其满足能量方程。当两个条件均满足，即可求出各管段水头损失hij和 ∑hij，进而求得HP，依据Hp，Q可选水泵。

? 截流式合流制管道有哪些优缺点？适用于哪些场合？其水力计算中n0的含义是什么？ 答：优点：能将生活污水、工业废水、雨水在一个管道内进行排除，施工、管理方面 缺点：下雨天流量过大，造成管径过大，部分污水不能得到有效处理，直接排入水体， 对环境造成污染。

适宜场合：1）水体纳污能力较强2）城市建设较完善，需要暗管进行排水，街道断面狭窄，管道系统设置受到限制3）地面有坡度向水体倾斜，岸边不受淹没 n0:截流倍数

? 为什么给水管网按最高日最高时流量确定管径和水泵的扬程后还要进行管网的消防校核？请简述给水管网消防校核的步骤？

答：（1）首先根据城市规模和现行的《建筑设计防火规范》确定同时发生的火灾次数和消防用水量；

（2）把消防流量作为集中流量加在相应节点的节点流量中；（如按消防要求同时一处失火，则放在控制点，有两处或两处以上失火，一处放在控制点，其他设定在离二级泵站较远或靠近大用户的节点处，其余节点仍按最高用水时的节点流量。）

（3）以最高日最高时用水量确定的管径为基础，将最高时用水量与消防流量相加后进行流量分配；

（4）进行管网平差，求出消防时的管段流量和水头损失；

（5）计算消防时所需要的水泵扬程。（自由水压不低于10 mH2O）

（6）若消防时需要的水泵扬程小于最高时确定的水泵扬程,则设计不需要调整；若消防时需要的水泵扬程略大于最高时确定的水泵扬程，可放大管网末端个别管径；若消防时需要的水泵扬程远大于最高时确定的水泵扬程，专设消防泵。 四、计算题

1. 求出下图所示部分的设计流量（L/s）。已知：最高日供水量Qd=40000T/d，Kh=1.4，水厂自由水系数α=1.05，最高时水塔调节量为最高日供水量Qd的1%（12分）

解：（1）

，

（2） （3） （4） （5）

故 ：

2. 某工业区拟采用合流制管道系统，其平面布置如下图；管道长度、排水面积、工业废水量见下表： 管道编号 管道长度（m） 面积编号 本段排水面积 本段工业废水量 1----2 100 1.2 20 Ⅰ 2---3 140 1.8 10 Ⅱ 3---4 80 1.0 60 Ⅲ 已知：1. 设计雨水时，暴雨公式采用： q= 设计重现期P=1年，地面集水时间t1 =10min，平均迳流系数.为0.45

? 设计人口密度为300人/ha，生活污水量标准为100L/人·d； ? 雨水管中流速均假设为1.0m/s；

? 截流时，截流干管的截流倍数n0 = 3；

? 如果考虑污水总变化系数，则按照K Z=2.7/Q0.11计算，Q为平均日平均时流量L/S。 求： 1.各设计管段的设计流量（8分） 2.若在3号检查井处设溢流井，3-4管段的设计流量应为多少？比不设溢流井时减少了多少？ （8分）

解：1--2管段：

生活污水：Q1=kzq0f 其中: kz=

n=100 p=300 f=1.2 求得：Q1=1.25 L/S 工业废水：Q2=20 L/S (已知)

雨 水：Q3=ψqF 其中： ψ= q=0.45 F=1.2 Q3=117.63 L/S

Q1--2=Q1+Q2+Q3=138.88 L/S 2--3管段：

生活污水：Q1=kzq0f 其中: kz=

n=100 p=300 f=1.8 求得：Q1=1.87 L/S 工业废水：Q2=10 L/S (已知) 雨 水：Q3=ψqF 其中： ψ= Q3=274.20 L/S

Q2--3=Q1+Q2+Q3+Q1--2=425.01 L/S 3--4管段：

q=0.45 F=1.2+1.8

生活污水：Q1=kzq0f 其中: kz=

n=100 p=300 f=1.0 求得：Q1=1.04 L/S 工业废水：Q2=60 L/S (已知)

雨 水：Q3=ψqF 其中： ψ= q=0.45 F=1.2+1.8+1.0 Q3=335. L/S

Q2--3=Q1+Q2+Q3+Q2--3=821 L/S 当在3点设置溢流井时，截流倍数为3

溢流井上游： Q=Qh+Qy 求得Q=132.48L/S

溢流井下游： Q=Q‘h+Q‘y+（n0+1）Qh 求得Q=294.55L/S 因此，流量最综减小了：821-294.55=526.45L/S

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