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管道工程复习题集答案解析
水污染控制工程复习题
第一章排水管渠系统
一、名词解释
1、环境容量:
是在人类生存和自然生态系统不致受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量
2、排水体制:
采用不同的污水排除方式所形成的排水系统
二、填空
1、污水按照来源不同，可分为工业废水、生活污水、初期雨水3类。
2、根据不同的要求，经处理后的污水其最后出路有：
排放水体、灌溉农田、重复使用。
3、排水系统的体制一般分为：
合流制和分流制两种类型。
三、简答题
1、污水分为几类，其性质特征是什么？
答：
按照来源的不同，污水可分为生活污水、工业废水和雨水3类。
生活污水是属于污染的废水，含有较多的有机物，如蛋白质、动植物脂肪、
碳水化合物、尿素和氨氮等，还含有肥皂和合成洗涤剂等，以及常在粪便中出现的病原微生物，如寄生虫卵和肠西传染病菌等。
工业废水是指工业生产中所排出的废水，来自车间或矿场。
由于各种工厂
的生产类别、工艺过程、使用的原材料以及用水成分的不同，使工业废水的水
质变化很大。
雨水即大气降水，包括液态降水和固态降水，一般比较清洁，但其形成径流量较大，则危害较大。
2、何为排水系统及排水体制？
排水体制分几类，各类的优缺点，选择排水体制的原则是什么？
答：
排水系统：
为了系统地排除和处置各种废水而建设的一整套工程设施称为排水系统。
排水体制：
采用不同的污水排除方式所形成的排水系统，也称排水制度。
排水体制分类：
合流制：
优点：
工程造价投资少，缺点：
对水体污染严重。
分流制：
缺点：
工程造价投资巨大，优点：
对环境污染很小。
3、排水系统主要由哪几部分组成，各部分的用途是什么？
答：
1、管渠系统：
收集和输送废水的工程设施。
2.污水厂：
改善水质和回收利用污水的工程设施。
3.出水口：
净化后废水排入水体的工程措施。
4、排水系统布置形式有哪几种？
答：
正交式、截流式、平行式、分区式、分散式、环绕式。
5、排水管道材料主要有哪些？
答：
混凝土管、钢筋混凝土管、塑料管和玻璃钢管、陶土管、金属管
第二、三章污水管道系统的设计计算
1、填空题
1.污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为（充满度），当h/D=1时称为（满流）；h/D<1时称为（非满流）。
[补充：
1.雨水采用满流制，2.污水采用非满流制
原因:
1.预留一定的过水能力，防止水量变化的冲击，为未预见水量的增长留有余地；
2.有利于管道内的通风；及时排除有毒气体
3.便于管道的疏通和维护管理
2.污水管道的最小设计流速为（0.6m/s）；最大是（5m/s）
3.给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计坡度值越（小）。
4.管道定线一般按（主干管）、（干管）、（支管）顺序依次进行。
5.管道衔接的方法通常有（管顶平接）和（水面平接）两种；还有（管底平接）
二、名词解释
1.日变化系数:
一年中最大日污水量与平均日污水量的比值。
2.时变化系数：
一年中最大日最大时污水量与该日平均时污水量的比值。
3.总变化系数：
最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值
4.设计流速：
是管渠中流量到达设计流量时的水流速度
5.不计算管段：
因设计流量很小而采用最小管径的设计管段
6.覆土厚度：
指管顶的外壁到地面的距离
7.埋设深度：
指管底的内壁到地面的距离
8.本段流量：
是从管段沿线街坊流来的平均生活污水量
9.传输流量：
是从上游管段和旁侧管段流来的平均生活污水量
10.集中流量：
是从工业企业或其他大型公共建筑物流来的最大污水量（包括工业企业的工业废水、生活污水、淋浴污水量）
11.污水量标准：
表示每人每日平均排放的污水量
三、简答题
1.何谓污水管道系统的控制点？
通常情况下如何确定其控制点的高程？
答：
控制点：
对管道系统的埋深起控制作用的地点
确定控制点的标高：
一方面应根据城市的竖向规划，保证排水区域内各点的污水都能够排出，并考虑发展，在埋深上适当留有余地。
另一方面，不能因照顾个别控制点而增加整个管道系统的埋深。
2.当污水管道的埋设深度已接近最大允许埋深而管道仍需继续向前埋设时，一般采取什么措施？
答：
设置提升泵站
3.城市排水管网分布及其污水水流有何特点？
答：
管道呈树枝状，类似于河流，由支管收集排水后汇集成干管，干管汇集成主干管。
如住宅→街坊→街道→城市主干管→河流或污水处理厂
污水水流特点：
重力流，非满流，近似恒定流。
4.排水管渠水力计算的任务是什么？
答：
沟道水力学设计指根据水力学原理，计算管网中不同地点的污水流量，各管段的污水输送流量，从而确定管道的管径、坡度和高程等
5.什么叫设计管段？
答：
在进行水力计算时，常以相邻的两个检查井间的管段作为设计对象
6.为什么要规定污水管道水力计算的设计参数，具体规定如何？
答：
为了解决在已确定设计流量下采用最佳管径、坡度及流速问题。
1、设计充满度2、设计流速（min=0.6m/s）3、最小管径4、最小设计坡度和不计算管段的最小设计坡度5、管道的埋设深度和覆土厚度
7.管段的衔接方法有哪几种？
分别适用于何种情况？
特点如何？
答：
水面平接：
一般用于上下游管径相同的污水管道衔接
【缺点：
在上游管段易形成回水】
管顶平接：
一般用于上下游管径不同的污水管道衔接
【缺点：
增加下游管道埋设深度】
管底平接：
下游管道地面坡度急增时，下游管径可能小于上游管道，
此时应采用管底平接方法
8.设计污水管道系统有哪些步骤？
答：
设计资料的调查；设计方案的确定；污水管网设计计算；设计图纸的绘制
9.污水管网布置形式主要有几种，试简述。
1）正交式：
在地势向水体适当倾斜的地区，各排水流域的干管可以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置。
特点：
干管长度短，管径小，较经济，污水排出也迅速。
由于污水未经处理就直接排放，会使水体遭受严重污染，影响环境。
适用：
雨水排水系统。
2）截流式：
沿河岸再敷设主干管，并将各干管的污水截流送至污水厂，是正交式发展的结果。
特点：
减轻水体污染，保护环境。
适用：
分流制污水排水系统。
3）平行式：
在地势向河流方向有较大倾斜的地区，可使干管与等高线及河道基本上平行，主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。
特点：
保证干管较好的水力条件，避免因干管坡度过大以至于管内流速过大，使管道受到严重冲刷或跌水井过多。
适用：
地形坡度大的地区。
4）分区式：
在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流至污水厂时采用。
分别在高地区和低地区敷设独立的管道系统。
高地区的污水靠重力流直接流入污水厂，而低地区的污水用水泵抽送至高地区干管或污水厂。
优点：
能充分利用地形排水，节省电力。
适用：
个别阶梯地形或起伏很大的地区。
5）分散式：
当城镇中央部分地势高，且向周围倾斜，四周又有多处排水出路时，各排水流域的干管常采用辐射状布置，各排水流域具有独立的排水系统。
特点：
干管长度短，管径小，管道埋深浅，但污水厂和泵站
（如需设置时）的数量将增多。
适用：
在地势平坦的大城市
6）环绕式：
可沿四周布置主干管，将各干管的污水截流送往污水厂集中处理，这样就由分散式发展成环绕式布置。
特点：
污水厂和泵站（如需设置时）的数量少。
基建投资和运行管理费用小。
4、计算题
1、下图为污水设计管道示意图，已知1-2管段生活污水平均流量为50L/s，工厂集中流量q=30L/s，2-3管段生活污水本段流量为40L/s，求1-2、2-3管段的污水设计流量。
q
13
2
答：
2-3管道的转输流量为50l/s，集中流量为30l/s，本段流量为40l/s，生活污水流量为：
90l/s，查表得生活污水量总变化系数为1.633。
故管道2-3的设计流量为：
30+1.633（50+40）=176.97l/s
2、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258t，废水量定额8.2m3/t活畜，总变化系数1.8，三班制生产，每班8h。
最大班职工人数560人，其中在高温及污染严重车间工作的职工占总数的50%，使用淋浴人数按85%计，其余50%的职工在一般车间工作，使用淋浴人数按40%计。
工厂居住区面积9.5ha，人口密度580cap/ha，生活污水定额160L/cap*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。
3.学会运用水力计算图，对管段进行水力计算。
具体参见第二章例2-4，2-5等。
第三章雨水管渠系统的设计
一、名词解释
1、暴雨强度：
指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降雨深度，用i表示。
2、降雨面积：
是指降雨所笼罩的面积，即降雨的范围。
3、汇水面积：
是指雨水管渠汇集雨水的面积，用F表示，以公顷或平方公里为单位（hm2或km2）。
4、径流系数：
地面径流量与降雨量的比值
5、集水时间如何确定，写出集水时间的表达式，及各个部分的含义。
答:
：
集水时间——指雨水从汇水面积上最远点流到设计的管道断面所需时间。
（min）
——设计降雨历时（min）；
t1——地面集水时间（min）；
t2——管渠内雨水流行时间（min）；
m——折减系数。
二、填空题
1、某小区内沥青路面的面积为1.5ha，屋面的面积为3.5ha，绿化面积2.0ha，其中路面和屋面的径流系数为0.90、绿地的径流系数为0.15。
那么该小区内的平均径流系数是0.69.[x=1.5×0.9+3.5×0.9+2.0×0.15÷（1.5+3.5+2）]
2、在计算集水时间时，折减系数m的取值是：
管道采用2，明渠采用1.2。
3、雨水管道的最小管径是300MM。
4、雨水管的衔接方式是一般是管顶平接，雨水管道的充满度是1。
三、计算题
1、通过降雨资料得知，5、10、15、20、30、45、60、90、120min的最大降雨量分别是15、21.3、27.5、32.0、45.5、45.5、46.7、47.2、48.0mm。
试计算各历时的最大平均暴雨强度i（mm/min）及q（L/（s·ha））的值。
2、雨水管道平面布置如图所示。
图中各设计管段的本段汇水面积标注在图上，单位以ha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：
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m计，管内流速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=1.2，v4-3=0.85，v3-5=1.2.试求各管段的雨水设计流量为多少L/s？
（计算至小数后一位）
第四章合流制管渠系统的设计
一、名词解释
1．旱流流量：
晴天时的设计流量
2．截流倍数：
指合流管道溢流井开始溢流时截流管道所截流的雨水量与旱流污水量之比
二、简答题
1．比较分流制与合流制的优缺点。
答：
从环境保护方面来看，如果采用全处理式合流制，从控制和防止水体的污染来看效果较好，但这时主干管尺寸很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应地增高。
采用截流式合流制时，雨天局部分混合污水通过溢流井直接排入水体，对环境影响较大。
分流制可以将城市污水全部送至污水厂进行处理．但初降雨水径流未加处理直接排入水体，这是它的缺点。
近年来，国内外对雨水径流的水质调查发现，雨水径流特别是初降雨水径流对水体的污染相当严重。
分流制虽然具有这一缺点，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求，所以是城市排水系统体制发展的方向。
从造价方面来看，合流制排水管道的造价比完全分流制一般要低20%—40％；可是，合流制的污水厂却比分流制的造价要高。
从总造价来看完全分流制比合流制高，从初期投资来看，不完全分流制因初期只建污水排水系统，因而可行省初期投资费用。
此外，又可缩短施工期，发挥工程效益也快。
而合流制和完全分流制的初期投资均比不完全分流制要大。
从维护管理方由来看．晴天时污水在合流制管道中只是部分流，雨天时可达
满管流，因而晴天时合流制管内流速较低，易于产生沉淀。
晴天和雨天时流入污水f的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理中的复杂性。
而分流制系统可以保持管内的流速，不致发生沉淀。
同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。
2．小区排水系统宜采用分流制还是合流制？
答：
（1）如果满足下述情形可考虑采用合流制：
①排水区域内有一处或多处水源充沛的水体，其流量和流速都足够大，一定量的混合污水排入后对水体造成的污染危害程度在允许的范围以内；
②街坊和街道的建设比较完善，必须采用暗渠排除雨水，而街道横断面又窄，管渠的设置位置受到限制时，可考虑采用合流制；
③地面有一定的坡度倾向水体，当水体高水位时，岸边不受淹没。
污水在中途不需要泵汲。
其中，上述条件的第一条是主要的，也就是说，在采用合流制管渠系统时，
首先应满足环境保护的要求，即保证水体所受的污染程度在允许的范围内，只有在这种情况下课根据实际情况合理选用合流制管渠系统。
（2）如果不能满足上述合流制适用条件，或者环境保护要求较高，亦或是当小区内有生产污水且含有毒物质，其浓度又超过允许的卫生标准时，则必须采用分流制。
3．简述截流式管渠系统的布置特点。
答：
（1）管渠的布置应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和雨水都能合理的排入管渠，并能以坑能的最短距离坡向水体。
（2）沿水体岸边布置与水体平行的截流干管，在截流干管的适当位置上设置溢流井，使超过截流干管设计输水能力的那部分混合污水能顺利地通过溢流井就近排入水体。
（3）必须合理地确定溢流井的数目和位置，以便尽可能减少对水体的污染、减小截流干管的尺寸和缩短排放渠道的长度。
（4）在合流制管渠系统的上游排水区域内，如果雨水可沿地面的街道边沟排泄，则该区域可只设污水管道。
只有当雨水不能沿地面排泄时，才考虑布置合流管渠。
第五章排水管渠的材料、接口及基础
一、填空题
1．常用的管渠断面形式有（圆形）、（半椭圆形）、（马蹄形）、（矩形）、（梯形）、（蛋形）。
2．混凝土管管口通常有（承插式）、（企口式）、（平口式）。
3．排水管道的基础一般由（地基）、（基础）、（管座）3个部分组成。
二、简答题
1．排水管渠为什么采用圆形断面？
答：
圆形断面有较好的水力性能，在一定的坡度下，指定的断面面积具有最大的水力半径，因此流速大，流量也大。
此外，圆形管便于预制，使用材料经济，对外压力的抵抗力较强，若挖土的形式与管道相称时，能获得较高的稳定性，在运输和施工养护方面也较方面。
因此是最常用的一种管渠断面形式。
2．对排水管渠的材料有何要求？
通常采用的排水管渠有哪几种？
答：
对排水管渠的材料有以下要求：
（1）排水管渠必须有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压；
（2）排水管渠应具有能抵抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用，也应该具有抗腐蚀的性能；
（3）排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入；
（4）排水管渠的内壁应整齐光滑，使水流阻力尽量减小；
（5）排水管渠应就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，以便尽量降低管渠的造价及运输和施工的费用。
常用的排水管渠有混凝土管和钢筋混凝土管，陶土管，金属管，浆砌砖、石
或钢筋混凝土大型管渠以及其它管材。
第六章排水管渠系统上的构筑物
7.填空题
1．检查井由（井基和井底）、（井身）、（井盖和盖座）3个部分组成。
2．常用的跌水井有两种型式：
（竖管式）和（阶梯式）。
8.简答题
1．排水管渠的附属构筑物有哪些？
简述其作用及构造。
答：
排水管渠的附属构筑物包括雨水口、连接暗井、溢流井、检查井、跌水井、水封井、倒虹管、冲洗井、防潮门、出水口等，其作用如下：
①雨水口：
在雨水管渠或合流管渠上收集雨水的构筑物；
②连接暗井：
雨水口以连接管与街道排水管渠的检查井相连。
当排水管径大于800mm时，也可在连接管与排水管连接处不另设检查井，而设连接暗井；
③溢流井：
在截流式合流制管渠系统中，通常在合流管渠与截流干管的交汇处设置溢流井；
④检查井：
为便于对管渠系统作定期检查和清通，必须设置检查井；
⑤跌水井：
当检查井内衔接的上下游管渠的管底标高跌落差大于1m时，为消减水流速度，防止冲刷，在检查井内应有消能措施，这种检查井称跌水井；⑥水封井：
当检查井内具有水封措施，以便隔绝易爆、易燃气体进入排水管渠，使排水管渠在进入可能遇火的场地时不致引起爆炸或火灾，这样的检查井称为水封井；
⑦倒虹管：
排水管渠遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物等障碍物时，不能按原有的坡度埋设，而是按下凹的折线方式从障碍物下通过，这种管道称为倒虹管；⑧冲洗井：
当污水管内的流速不能保证自清时，为防止淤塞，可设置冲洗井；⑨防潮门：
临海城市的排水管渠往往受潮汐的影响，为防止涨潮时潮水倒灌，在排水管渠出水口上游的适当位置上应设置装有防潮门（或平板闸门）的检查井；⑩出水口：
污水排入水体的渠道的出口称为出水口
第七章排水管渠系统的管理和养护
一．填空题
1，排水管渠内常见的故障有（管道淤塞）、（管道破裂）、（管道腐蚀）、（管道渗漏）。
2，管渠管理养护的任务是（检查管渠）、（冲洗清通管渠）（修理管渠及其构筑物）、（处理意外事故）。
3，排水管渠清洗的方法主要有（水力清通）、（机械清通）两种。
二．简答题
1，简述水力清通管道的原理
答：
首先用一个一端由钢丝绳系在绞车上的橡皮气塞或木桶橡皮刷堵住检查井下游管段的进口，使检查井上游管段充水。
待上游管中充满并在检查井中水位抬高至1m左右以后，突然放走气塞中部分，使气塞缩小，气塞便在水流的推动下往下游浮动而刮走污泥，同时水流在上游较大水压作用下，以较大的流速从气塞底部冲向下游管段，这样，沉积在管底的淤泥便在气塞和水流的冲刷作用下排向下游检查井，管道本身则得到清洗。
2，简述机械清通的原理
答：
首先用竹片穿过需要清通的管渠段，竹片一端系上钢丝绳，绳上系住清通工具的一端。
在清通管渠段两端检查井上各设一台绞车，当竹片穿过管渠段两端检查井上各设一架绞车，当竹片穿过管渠段后将钢丝绳系在一架绞车上，清通工具的另一端通过钢丝绳系在另一架绞车上。
然后利用绞车往复绞动钢丝绳，带动清通工具将淤泥刮至下游检查井内，使管渠得以清通。
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