完整版排水工程上册课后答案及例题.docx
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完整版排水工程上册课后答案及例题
第二章习题
1、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258T，废水量标准8.2m3/t活畜,总变化系数1.8,三
班制生产,每班8h,最大职工数860人,其中在高温及污染严重车间工作的职工占总数的40%,
使用淋浴人数按85%计,其余60%的职工在一般车间工作,使用淋浴人数按30%计．工厂居住区面积９.５×104㎡,人口密度580人/104㎡,生活污水量标准160L/人·d,各种污水由管道汇集送至污水处理站,试计算该厂的最大时污水设计流量.
解:
该厂的最大时污水设计流量Q=Q1+Q2+Q3
k·n·k
=··z=160×9.5×585×1.8
=24×3600=24×3600
A1B1K1+A2B2K22=T×3600
C1D1+C2D2
3600
860×60%×25×3.0+860×40%×35×2.5
8×3600
+860×60%×30%×40+860×40%×85%×60
+3600
=2.39+6.59=8.98L/s
m·M·kz
Q=
3T×3600
258×8.2×1.8×103=3600×24
=44.08L/s
Q=Q1+Q2+Q3=18.525+8.98+44.08=72.59L/s
2、下图为某工厂工业废水干管平面图。
图上注明各废水排除口的位置，设计流量以及各设计管段的长度，检查井处的地面标高，排除口1的管底标高为218。
9m,其余各排除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图上。
解：
先进行干管的流量计算如下表：
干管水量计算表
管段编号
排出口设计流量L/s
转输流量
L/s
管段设计流量
L/s
1~2
9.78
0.00
24.28
14.5
2~3
12.4
24.28
36.68
3~4
14.6
36.68
51.28
4~5
9.5
51.28
60.78
5~6
8.7
60.78
69.48
6~7
12.8
69.48
82.28
干管水力计算表
管段编号
管道长度
L（m）
设计流量L/s
管径D
㎜
坡度I
流速
vm/s
充满度
降落量
I·L
（m）
标高（m）
埋设深度
（m）
hD
h
（m）
地面
水面
管内底
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1~2
74
24.28
300
0.0044
0.81
0.45
0.135
0.33
220.5
220.2
219.04
218.71
218.9
218.57
1.6
1.63
2~3
74
36.68
300
0.0048
0.94
0.55
0.165
0.36
220.2
219.9
218.71
218.36
218.55
218.19
1.65
1.71
3~4
50
51.28
350
0.0044
0.96
0.55
0.193
0.22
219.9
219.8
218.33
218.11
218.14
217.92
1.76
1.88
4~5
26
60.78
350
0.0046
1.02
0.60
0.210
0.12
219.8
219.65
218.11
217.99
217.90
217.78
1.90
1.87
5~6
59
69.48
400
0.0056
1.15
0.50
0.200
0.33
219.65
219.3
217.93
217.60
217.73
217.40
1.92
1.90
6~7
50
82.28
400
0.0054
1.18
0.55
0.220
0.27
219.3
219.2
217.60
217.33
217.38
217.11
1.92
2.09
3、试根据下图所示的街坊平面图，布置污水管道，并从工厂接管点至污水厂进行管段的水
力计算，绘出管道平面图和纵断面图。
已知：
1）
人口密度为400人/104㎡；
2）
污水量标准为140L/人·d；
3）
工厂的生活污水和淋浴污水设计流量分别为
8.24L/s和6.84L/s，生产污水设计
流量为26.4L/s，工厂排除口地面标高为
43.5m，管底埋深不小于2m,土壤冰冻线
为
0.8m.
（4）
沿河岸堤坝顶标高40m。
解：
（一）、在街坊平面图上布置污水管道
由街坊平面图知，该地区地势自西北向东南倾斜，无明显分水线，可划分为一个排水流域。
干管布置考虑到地势的高低，沿街道自北向南布置，主干管在城区的北面，可以充分利用地势高度，减少埋深，整个管道布置呈截流式形式布置，如下图。
二）街坊编号并计算面积将各街坊编号，并按各街坊的平面范围计算它们的面积，列入下表，用箭头标出各街坊污水的排出方向。
街坊面积
街坊编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
面积
7.5
7.5
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
（104㎡）
街坊编号
10
11
12
13
14
15
16
17
18
面积
6.0
6.0
6.4
6.4
6.4
（104㎡）
题中，人口密度为400人/104㎡，污水量标准为140L/人·d，则比流量为：
400×1404
q0=86400=0.65L/s1·04㎡
（三）、划分设计管段，计算设计流量。
污水主干管设计流量计算表
管段编号
居住区生活污水量Q1
集中流量
设计
流量
L/s
本段流量
转输流量q2
L/s
合计平均流量
L/s
总变化系数
K
z
生活污水设计流量
Q1
L/s
本段
L/s
转输
L/s
街坊面积
104㎡
比流量
q0
L/s1·04
㎡
流量
q1
L/s
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1~2
41.48
41.48
2~3
27.8
0.65
18.07
18.07
1.98
35.78
41.48
77.58
3~4
18.4
0.65
11.96
18.07
30.03
1.88
56.46
41.48
97.94
4~5
30.03
30.03
1.88
56.46
41.48
97.94
5~6
38.4
0.65
24.96
30.03
54.99
1.75
96.23
41.48
137.71
四）、水力计算
污水主干管水力计算表
管
管
设计
管
坡度
流
充满度
降落
标高
（m）
埋设深度
段
道
流量
径
I
速
量
（m）
编
长
L/s
D
v
h
h
I·L
地
面
水
面
管内底
号
度
㎜
m/s
D
（m）
（m）
上
下
上
下
上
下
上
下端
L
端
端
端
端
端
端
端
（m）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
12
13
14
15
16
17
0
1
1~2
320
41.48
350
0.0039
0.87
0.50
0.175
1.25
43.
42.
41.
40.
41.
40.25
2.0
2.65
5
9
675
425
5
2~3
220
77.58
400
0.0028
0.90
0.65
0.260
0.61
42.
42.
40.
39.
40.
39.54
2.7
2.951
6
9
5
425
809
165
9
35
3~4
180
97.94
450
0.0030
0.98
0.60
0.270
0.54
42.
42.
39.
39.
39.
38.95
3.0
3.341
5
3
769
229
499
9
01
4~5
680
97.94
450
0.0030
0.98
0.60
0.270
2.04
42.
41.
39.
37.
38.
36.91
3.3
4.281
3
2
229
189
959
9
41
5~6
280
137.71
500
0.0028
1.04
0.65
0.325
0.78
41.
40.
37.
36.
36.
36.08
4.3
4.42
4
2
5
189
405
864
0
36
第三章
1、从某市一场暴雨自记雨量记录中求得5、10、15、20、30、45、60、90、120min的最大
降雨量分别是13、20.7、27.2、33.5、43.9、45.8、46.7、47.3、47.7mm。
试计算各历时的最大平均暴雨强度I（㎜/min）及q（L/s·104㎡）
解：
由暴雨强度的定义和公式计算如下表：
最大降雨量（㎜）
降雨历时（min）
H
I=t（㎜/min）
q=167i（L/s10·4㎡）
13
5
2.6
434.2
20.7
10
2.07
345.69
27.2
15
1.81
302.83
33.5
20
1.68
279.73
43.9
30
1.46
244.38
45.8
45
1.02
169.97
46.7
60
0.78
130.00
47.3
90
0.53
87.77
47.7
120
0.40
66.38
2、某地有20年自记雨量记录资料，每年取20min暴雨强度值4~8个，不论年次而按大小
排列，取前100项为统计资料。
其中i20=2.12㎜/min排在第二项，试问该暴雨强度的
重现期为多少年？
如果雨水管渠设计中采用的统计重现期分别为
那么这些值应排列在第几项？
解：
观测资料的年数N=20，最后取了100项，每年选入的平均雨样数
2a,1a,0.5a的暴雨强度，
M=5
（1）i20=2.12㎜/min一项，m=2
3、北京市某小区面积共220000㎡（22ha）,其中屋面面积占该地区总面积的３０％，沥青道路面积占１６％。
级配碎石路面的面积占１２％，非铺砌土路面占４％，绿地面积占３８％。
试计算该区的平均径流系数。
当采用设计重现期为P=5a、2a、1a及0.5a时，
试计算：
设计降雨历时t=20min时的雨水设计流量各是多少？
解：
∑F·ΨΨ＝∑FiF·Ψi
=0.537
220000×30%×0.90+220000×16%×0.90+220000×12%×0.45+220000×4%×0.30+220000×38%×0.15
220000
降雨历时t=20min取不同的设计重现期时，暴雨强度计算如下表：
设计重现期
2001（1+0.811lgP）暴雨强度q=0.711（t+8）0.711
５a
293.33
２a
187.23
１a
187.21
０.５a
141.50
设计降雨量计算如下表：
t=20min；F=220000㎡；Ψ=0.537
设计重现期
2001（1+0.811lgP）暴雨强度q=0.711（t+8）0.711
设计降雨量Q=ΨqF（L/s）
５a
293.33
3465.4
２a
187.23
2211.94
１a
187.21
2211.70
０.５a
141.50
1671.68
4、雨水管道平面布置如图所示，图中个设计管段的本段汇水面积标注在图上，单位以104
㎡计，假定设计流量均从管段起点进入。
已知当重现期P=1a时，暴雨强度公式为：
暴雨强度
经计算，径流系数Ψ=0.6。
取地面集水时间t1=10min,折减系数m=2。
各管段的长度以
米计，管内流速以m/s计。
数据如下：
L1-2=120,L2-3=130,L4-3=200,L3-5=200,v1-2=1.0,v2-3
L/s？
（计算至小数后一位）
解：
汇水面积计算如下表：
设计管段编号
本段汇水面积104㎡
转输汇水面积104㎡
总汇水面积104㎡
1-2
2.30
0.00
2.30
2-3
2.10
2.30
4.40
4-3
2.42
0.00
2.42
3-5
2.20
6.82
9.02
各管段雨水设计流量计算如下表：
t1=10min;Ψ=0.6
设计管段编号
管长
汇水面积
流速
管内雨水流行时间（min）
集水时间
暴雨强度
20.154
设计流量
L（m）
F（104㎡）
m/min
Lt2=∑Lv
Lv
t=t1+t2
q=（t+18.768）0.784（㎜/min）
Q（L/s）
1-2
120
2.30
60.0
0.00
2.00
10.00
1.45
2.0
2-3
130
4.40
72.0
2.00
1.81
12.00
1.37
3.6
4-3
200
2.42
51.0
0.00
3.92
10.00
1.45
2.1
3-5
200
9.02
72.0
3.92
2.78
13.92
1.31
7.1
第四章习题
某市一工业区拟采用合流管渠系统，其管渠平面布置如图所示，个设计管段的管长和排水面积，工业废水量如下表所示，其他原始资料如下：
设计管段的管长和排水面积、工业废水量
管段编号
管长m
排水面积
104㎡
本段工业废水流量
L/s
备注
面积编号
本段面积
转输面积
合计
1-2
85
Ⅰ
1.20
20
2-3
128
Ⅱ
1.79
10
3-4
59
Ⅲ
0.83
60
4-5
138
Ⅳ
1.93
0
5-6
165.5
Ⅴ
2.12
35
1、设计雨水量计算公式
10020（1+0.56lgP）
暴雨强度q=t+36
设计重现期采用1a
地面集水时间t1=10min
该区域平均径流系数经计算为0.45
2、设计人口密度为300人/104㎡，生活污水量标准按100L/（人·d）计。
3、截流干管的截流倍数n0采用3。
试计算
（1）各设计管段的设计流量；
（2）若在5点设置溢流堰式溢流井，则5~6管段的设计流量及5点的溢流量各为多少？
此时5~6管段的设计管径可比不设溢流井的设计管径小多少？
解：
和区域的生活污水设计流量为：
设计人口密度为300人/104㎡，生活污水量标准按100L/（人·d）
区域
面积104㎡
人口（人）
生活污水量
L/d
L/s
Ⅰ
1.20
360
36000
0.42
Ⅱ
1.79
537
53700
0.62
Ⅲ
0.83
249
24900
0.29
Ⅳ
1.93
579
57900
0.67
Ⅴ
2.12
636
63600
0.74
各管段设计流量计算如下表：
设计重现期采用1a地面集水时间t1=10min该区域平均径流系数经计算为0.45
管段编号
管长m
排水面积104㎡
管内流行时间min
10020（1+0.56lgP）
q=t+36
设计流量L/s
本段
转输
合计
t2=∑Lv
v
Lv
v
雨水
生活废水
工业废水
总计
1-2
85
1.2
0.0
1.2
0.0
1.88
0.75
217.83
117.63
0.42
20
138.05
2-3
128
1.79
1.2
2.99
1.88
2.37
0.90
209.27
281.57
1.04
30
312.61
3-4
59
0.83
2.99
3.82
4.25
0.86
1.14
199.4
342.77
1.33
90
434.1
4-5
138
1.93
3.82
5.75
5.11
1.95
1.18
196.04
507.25
2.00
90
599.25
5-6
165.5
2.12
5.75
7.87
7.06
188.84
668.79
2.74
125
796.53
注：
表中管内雨水的流速根据水力计算所得，水力计算的管径、坡度结果并未列
出
因为n0=3，5~6管段Qf=92L/s,溢流井转输的总设计流量为Q=（n0+1）Qf
=（3+1）×92=368L/s
则①5点的溢流量为Q0=599.25-368=231.25L/s
②5~6管段的设计流量：
t2=0转输排水面积为0，
10020（1+0.56lg1）
Q5~6=368+0.74+35+10+36×0.45×2.12=611.55L/s
100mm
③由水力计算图，不设溢流井时5~6管段DN900设溢流井时5~6管段DN800比较可知，5~6管段的设计管径可比不设溢流井的设计管径小
例题：
1.已知某工厂最大班职工人数为1000人，其中热车间的工人占25％，使用淋浴人数按70％计。
一般车间的工人占75％，使用淋浴人数按10％计。
该工厂居住人口为4000人，平均污水量为80升/人.日，试求该工厂排出的生活污水总流量为多少？
解：
生活污水总量包括：
居住区生活污水量、工厂生活污水流量、工厂淋浴污水量
（1）
工厂Kh-时变化系数（2.5～3.0）记忆
（3）工厂淋浴水量
C1D1C2D210000.750.14010000.250.760
Q淋＝＝3.75L/s
36003600
故该工厂排出的生活污水总流量Q=8.52+2.71+3.75=14.98L/S
2.自贡市某住宅区有室内上下水道卫生设施，人口密度为500人/公顷，住宅面积为10公顷，区内设
有公共浴室一座，其最大排水量为5升/秒，试求该住宅区排出的生活污水流量。
解：
Q平
npF120500106.94L/s
8640086400
Q居生Q平KZ6.942.1815.13L/s
故该住宅区排出的生活污水总流量Q=15.13+5=20.13L/S
3：
某设计区有40年的降雨资料，每年选取4个雨样，不论年次，仅按降雨强度大小依次排此为160
次，试求排列序号为16所对应的降雨重现期为多少年？
若降雨重现期分别为1a与0.50a，
其排列序号分别为多少？
解：
P
40
16
40
2.5（a）
40
P
1
80
序号m
6ha
t1
400.70（L/s.ha）（b
10min，Ψ＝0.56，
0）
m2.0
管段编号
L（m）
d（mm）
v（m/s）
200
400
0.78
380
400
0.83
400
500
0.89
310
600
0.94
解：
Q12q
400.700.563
t0.7
0.563134.08（L/s.ha）
Q23q
4000.56（34）＝203.0（3L/s.ha）
10
2200）0.7
20.7860）
Q34q
10
400
2200
20.7860
0.56（346）＝247.6（7L/s.ha）
2380）0.7
20.8360）
Q45q
4000.56（346）
2003804000.7
10222）0.7
0.78600.83600.8960
＝191.5（9L/s.ha）由于下游管段的流量小于上游管段的流量，故45管段的设计流量采用34管段的设计流量
5：
某设计区采用截流式合流管渠排水系统，4#检查井为溢流井，各街坊的汇水面积及担负的平均工
业污水流量示于图中，该设计区降雨强度公式为：
420
t1422t02）0.71（L/s.ha），t1
10min,
0.55
管段编号
管径（mm）
管长（m）
流速（m/s）
1—2
500
200
0.77
2—3
500
300
0.86
3—4
600
170
0.88
4—5
600
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