给水排水管网系统课后答案Word下载.docx

1、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 任务：1确定给水排水系统的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确定给水排水主要构筑物的位置；5确定给水排水处理的工艺流程与水质保证措施；6给水排水管网规划和干管布置与定线；7确定废水的处置方案及其环境影响评价

2、；8给水排水工程规划的技术经济比较 原则：1贯彻执行国家和地方相关政策和法规；2城镇及工业企业规划时应兼顾给水排水工程；3给水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 城市用水量：分类估算法、单位面积法、人均综合指数法、年递增率法、线性回归法、生长曲线法 给水管网布置原则：1按照城市总体规划，结合当地实际情况布置给水管网，要进行多方案技术经济比较；2主次明确，先搞好输水管渠与主干管布置，再布置一般管线与设施；3尽量缩短管线长度，节约工程投资与运行管理费用；4协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系；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管渠的施工、运

3、行和维护方便；8远近期结合，留有发展余地，考虑分期实施的可能性 形式：树状网、环状网 排水管网布置原则：1按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方案技术经济比较；2先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，应按从干管到支管的顺序布置；3充分利用地形，采用重力流排除污水及雨水，并使管线最短、埋深最小；4协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接；5规划时要考虑到使管渠的施工、运行和维护的方便；6远近期规划相结合，考虑发展，尽可能安排分期实施平行式：地形坡度很大的城市、正交式：地形平坦略向一边倾斜的城市给水管网类型：按水源：单水源给水管网系统、多水源

4、多水源给水系统的优缺点：优点：便于分期发展给水系统，供水比较可靠，管网内水压比较均匀。缺点：随着水源的增多，设备和管理工作相应增加。 简化原则：宏观等效原则、小误差原则 管线简化：删除次要管线、当管线交叉点很近时，可以将其合并为同一交叉点、将全开的阀门去掉，将管线从全闭阀门处切断、并联的管线可以简化为单线管，其直径采用水利等效原则计算、在可能的情况下，将大系统拆分为多个小系统，分别进行分析计算 管网图表示方法：几何表示法、集合表示法 经济流速：一般采用优化方法求得设计流速或管径的最优解,在数学上归纳为求一定年限下内管网造价和管理费用之和为最小的流速 设计充满度：在设计流量下，污水在管道中的水深

5、h和管道直径d的比值。 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。 污水设计流量：污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量。 本段流量：从管段沿线街坊流过来的污水量。 传输流量：从上游管段和旁侧管段流来的污水量。 集中流量：从工业企业或其他大型公共建筑物流来的污水量。 集水时间：将雨水径流从流域的最远点留到出口断面的时间。 .雨水管段的设计流量计算时的假设： 1）降雨在整个汇水面积上的分布是均匀的，降雨强度在选定的降雨时段内均匀不变；2）汇水面积随集流时间增长的速度为常数。 地面集水时间的影响因素：地形坡度、地面铺砌、地面种植情况、水流路程、道路纵坡和宽度等因素，但地面集

6、水时间主要取决于雨水流行距离的长短和地面坡度。 节点服务水头：节点地面高程加上节点所连接用户的最低供水压力 虚环：为了将定压节点间路径的能量方程统一为环能量方程而设的环，多水源的管网，为了计算方便，有时将几个或多个水压已定的水源节点（泵站、水塔等）用虚线和虚节点0连接起来，也形成环。 10.什么情况下考虑采用合流制排水系统？合流制管网的设计有何特点？ 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，必须采用暗管渠排除雨水，而街道横断面又较窄,管渠的设置位置受到限制时,可考虑选用合流制。

7、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。特点：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地排入管渠，并能以可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送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、减小截流干管的断面尺寸和缩短排放渠道的长度。4. 在合流制管网的上游排水区域，如果雨水可沿地面的街道边沟排泄，则该区域可只设置污水管道。只有当雨水不能沿地面排泄时，才考虑布置合流制管网

8、。 给水排水系统由哪些子系统组成？各子系统包含哪些设施？ 原水取水系统：水源地、取水设施、提升设备、输水管渠；给水处理系统：水质处理设备；给水管网系统：输水管渠、配水管网、水压水量调节设施；排水管网系统：收集与输送管渠、水量调节池、提升泵站及附属构筑物；废水处理系统：水质净化设备；排放和重复利用系统：废水受纳体、最终处置设施 7.重力给水和压力给水各有何特点？ 从物理学角度来说重力给水是压力给水的一种形式 重力给水推动力是水的自身重力，压力给水推动力一般是外来力需要消耗能源 重力给水水流向下而压力给水水流向上 压力给水水流量比较容易控制 5.城市用水量一般包括哪些部分？请分别举例说明。 1：规

9、划期内由城市给水工程统一供给的居民生活用水、工业用水、公共设施用水以及其他用水水量的总和；2城市给水工程统一供给意外的所有用水水量总和 6.表达用水量变化有哪两种方法？它们分别是如何表达的？ 量的变化用两种方法表达：一种是通过日变化系数表达，日变化系数等于一年中最高日用水量与平均日用水量的比值；一种是通过时变化系数表达，时变化系数等于最高日的最高时用水量与平均时用水量的比值。 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？ 如果在设计和施工中注意改善管道的水力条件，可使管道内水的流动状态尽可能的接近均匀恒定流，同时因为变速流公式计算的复杂性水流动的变化不定，即使采

10、用变速流公式计算也很难保证精确。因此，为了简化计算工作，管道的水力计算按恒定流计算。 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？ 给水排水管网是一类大规模且复杂多变的网络系统，为便于规划、设计和运行管理，应将其简化和抽象为便于用图形和数据表达和分析的系统。1.删除次要管线2.删除不影响全局水力特性的设施 3.对于树状管网，可以通过列割集流量连续性方程组并变换后，将各管段流量表示成节点流量的表达式，但为什么只有单定压节点树状管网能直接利用连续性方程组解出各管段流量？ 管网计算的原理是基于质量守恒和能量守恒，由此得出连续性方程和能量方程。单定压节点树状管网中的节点水压已定，流量可有

11、由后面的管段算出，故也是已知量，这样，已知乐节点水压和管段流量，就可以通过列割集流量连续性方程组并变换后，将各管段流量表示成节点流量的表达式2.给水管网水力分析的前提条件有哪些？为什么必须已知至少一个节点的水头？ 对实际情况进行调查研究，调查用水量、节点流量、不同材料管道的阻力系数和实际管径、管网水压分布。因为节点流量平衡条件，必须确定一点流量才能推算。 8.为什么说哈代克罗斯平差算法是水力分析的最简单方法？它也是最高效的方法吗？ 牛顿-拉夫森算法解环方程组时,需要反复多次求解l阶线性方程组,如果管网中环数l很大时,线性方程组的求解很困难.现在我们分析系数矩阵f,发现它不但是一个对称正定矩阵,

12、也是一个主对角优势稀疏矩阵,当l较大时其大多元素为0,主对角元素值是较大的正值,非主对角的不为零的元素都是较小的负值,因而,哈代-克罗斯算法只保留主对角元素,忽略其他所有元素,其水力分析步骤与牛顿-拉夫森算法完全相同,只是计算环流量采用水头平差公式,代替解线性方程组. 6.管段设计流量分配的目的是什么？ 为了进行给水管网的细部设计,要将设计总流量分配到系统中去,就是将最高日用水流量分配到管网图的每条管和各个节点上去。树状管网流量分配计算特点：单定压节点树状管网，从水源到各节点，只能沿一个唯一的路径供水，因此任意一管段流量等于该管段之后所有节点流量的总和。环状管网管段流量分配原则：1）体现供水的

13、目的性，从水源或多个水源出发进行管段流量分配，使供水流量沿较短的距离扩散到整个管网的所有节点上去；2）体现供水的经济性，向主要供水方向（如通向密集用水区或用水大户）分配较多的流量，向次要供水方向分配较少的流量，特别注意不能逆向流3）体现供水的可靠性，应确定两条或两条以上平行的主要供水方向，并且应在各平行供水方向分配相接近的较大流量，垂直主要供水方向的管段上也要分配一定的流量。 3.为什么在污水管道设计时，管道底坡（简称管道坡度）与水力坡度是等同的？ 因为污水管道以重力流为主，其充满度一般小于1，水在管道中流行，水力坡度与管道坡度就会相同 污水管道衔接时应遵守两个原则：1） 尽可能提高下游管段埋

14、深，降低造价；2） 避免上游管段中形成回水而造成淤积。 10.为了使污水管网设计满足规范并尽可能降低造价，有哪些原则应该遵循？ 以设计原始资料为依据，按照规范的要求制定方案，并在多个方案中进行比较，得出最优方案。 2.折减系数的含义是什么？为什么计算雨水管道设计流量时，要考虑折减系数？ 雨水从汇水面积上最远点流到第一个雨水口的时间需要一个系数来修正，这个系数就是折减系数。集水时间直接影响流速也与暴雨强度有关，所以在考虑设计流量时要考虑折减系数 9.排洪沟的作用是什么？如何进行设计？其设计标准比雨水管网高还是低？ 答：排洪沟主要作用是排走地表径流。排洪沟布置应与厂区总体规划密切配合，统一考虑；排

15、洪沟应尽可能利用原有山洪沟，必要时可做适当整修；排洪沟应尽量利用自然地形坡度。【篇二：给水排水管网系统练习题1】如下表，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） 泵站和水塔设计供水流量 3）清水池和水塔调节容积2.接上题，城市给水管网布置如下，各管段长度与配水长度见下表，各集中用水户最高时用水量见下表。试进行设计用水量分配和节点设计流量计算。 （1（11） ）8 （9） （10） 3.接上题，进行管段设计流量分配和管段直径设计。 4.接上题，

16、已知清水池最低水位标高38.30m，节点地面标高与用户要求自由水压见下表，进行设计工况的水力分析计算，确定控制点，计算泵站扬程，水塔高度并选泵。【篇三：给水排水管网系统自编练习题】给水排水管网系统 自编习题汇编 管网课程组 2014年8月第一章 给水系统概论 思考题 1. 由高地水库供水给城市，如按水源和供水方式考虑，应属于哪类给水系统？ 2. 给水系统中投资最大的是那一部分，试行分析。 3. 给水系统是否必须包括取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管和管网、调节构筑物等，哪种情况下可省去其中一部分设施？ 4. 什么是统一给水、分质给水和分压给水，哪种系统是目前用得最多？ 5. 水源对给水系统

17、布置有哪些影响？ 6. 工业给水有哪些系统，各适用于何种情况？ 7. 工业用水量平衡图如何测定和绘制？水量平衡图起什么作用？ 第二章 设计用水量 1. 设计城市给水系统时应考虑哪些用水量？ 2. 居住区生活用水量定额是按哪些条件制定的？ 3. 影响生活用水量的主要因素有哪些？ 4. 城市大小和消防流量的关系如何？ 5. 怎样估计工业生产用水量？ 6. 工业企业为什么要提高水的重复利用率？ 7. 说明日变化系数和时变化系数的意义。它们的大小对设计流量有何影响？ 8. 为什么城市越小，用水量变化越大？你认为还有哪些因素影响用水量变化系数？ 习题 1. 某城最高日用水量为15万m3/d，每小时用水量

18、变化如下表，求：（1）最高日最高时和平均时的流量，（2）绘制用水量变化曲线，（3）拟定二级泵站工作线，确定泵站的流量。2. 位于一区的某城市，用水人口65万，求该城市的最高日居民生活用水量和综合生活用水量。 3. 位于一分区的某城镇现有8万人口，设计年限内预期发展到12万人。用水普及率以90%计，取居民生活用水定额为150l/（人?d），工业企业和公共建筑用水量，通过调查和实测，总用水量为q2=13500m3/d，未预见水量和管网漏失水量取总用水量的20%，求最高日用水量。 第三章 给水系统的工作情况 1. 如何确定有水塔和无水塔时的清水池调节容积？ 2. 取用地表水源时，取水口、水处理构筑物

19、、泵站和管网等按什么流量设计？ 3. 清水池和水塔起什么作用？哪些情况下应设置水塔？ 4. 有水塔和无水塔的管网，二级泵站的计算流量有何差别？ 5. 无水塔和网前水塔时，二级泵站的扬程如何计算？ 6. 对置水塔管网在最高用水时、消防时和转输时的水压线是怎样的？习题 2. 某城24h用水量（m3/h）如下表所示，求一级泵站24h均匀抽水时所需的清水池调节容积。总用33. 日设计用水量为12万m3/d，清水池调节容积取最高日用水量的15%，室外消防一次灭火用水量为55l/s，同一时间内的火灾次数为2次，火灾持续时间按2h计，水厂自用水量在清水池中的贮存量按1500m3计，安全贮量取5000m3，求

20、清水池的有效容积。 4. 某城镇管网设有网前水塔，水塔所处位置的地面标高为95m，控制点要求的最小服务水头为20m，管网最高用水时从水塔到控制点的水头损失为10m，控制点处的地面标高为89m，求水塔高度。 第四章 管网和输水管渠布置 1. 一般城市是哪种形式的管网，为什么采用这种形式？ 2. 管网定线应确定哪些管线的位置？其余的管线位置和管径怎样确定？ 3. 管网布置要考虑哪些主要的附属设备？ 4. 工业企业内的给水管网与城市给水管网相比有哪些特点？ 5. 输水管渠定线时应考虑哪些方面？ 6. 你认为输水管定线时可能遇到哪些问题？如何处理？ 第五章 管段流量、管径和水头损失 1. 为什么要流量

21、分配？流量分配时应考虑哪些要求？ 2. 什么是年折算费用？分析它和管径与流速的关系。 3. 什么叫经济流速？平均经济流速一般是多少？ 4. 什么是连续性方程？ 5. 什么是能量方程？ 1. 某城市最高时用水量为300l/s，其中集中供应的工业用水量为190l/s，干管各管段名称及长度（m）见下图。管段1-2，2-3，4-5为单向配水，其余为双向配水，求比流量qs。2. 某城镇给水管网如下图所示，管段长度和水流方向标于图上，比流量为0.04 l/s?m，所有管段均为双侧配水，折算系数统一采用0.5，节点2处有一集中流量为24l/s，求节点2的计算节点流量。 3. 某管网设有对置水塔，当管网用水最

22、高时，泵站供水量为90l/s，节点流量如下图所示，求水塔到节点1的管段t-1的流量qt-1。 第六章 管网水力计算 1. 管段设计流量分配的目的是什么？树状管网管段设计流量分配有何特点？环状管网管段设计流量分配要考虑哪些原则？ 2. 解环方程组的基本原理是什么？ 3. 什么叫闭合差，闭合差大说明什么问题？手工计算时闭合差允许值是多少？ 4. 为什么环状网计算时，任一环内各管段增减校正流量q后，并不影响节点流量平衡的条件？ 5. 校正流量q的含义是什么，如何求出q值？q和闭合差h有什么关系？ 6. 应用哈代-克罗斯法解环方程组的步骤怎样？ 7. 在设计工况水力分析时为何要暂时删除泵站所在的管段和

23、假设控制点？如何找到真正的控制点？为何真正的控制点是唯一的？ 8. 用最大闭合差的环校正法时，怎样选择大环进行平差以加速收敛？ 9. 管网设计校核时泵站所在管段还要删除吗？你能说明在各种工况校核时，哪些节点是定压节点，哪些节点是定流节点？ 1. 树状网各管段的水头损失如下图所示，各节点的地面高程均为60m，所要求的最小服务水头均为20m，则管网的水压控制点为哪个节点？2. 起点a和终点b的地形标高分别为62m和61m，若在某流量下管段ab的水头损失为2m，且b点的服务水头为20m，则此时a点的服务水头？ 3. 综合题 某城市最高日用水量为15000m3/d，其余各小时用水量见表6.1所示，管网

24、中设有水塔，二级泵站分两级供水，从前一日22点到清晨6点位一级，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。 1）时变化系数、泵站和水塔设计供水流量、清水池和水塔调节容积。 某城市最高日各小时用水量表6.1 2）城市给水管网布置如下图所示，各管段长度与配水长度见表6.2，各集中用水户最高时用水量见表6.3，进行节点设计流量计算、管段设计流量分配和管段直径设计。 各管段长度与配水长度表6.2最高时集中用水流量表6.33）已知清水池最低水位标高38.30m，各节点地面标高与用户要求自由水压见表6.4，进行设计工况的水力分析计算，确定控制点，计算泵站扬程、水塔高度并选泵。 节点设计数据 表6.4 4）根据规范，本管网消防按同时一处火灾考虑，灭火流量为15l/s，请进行消防工况校核，判断消防时水塔时供水还是进水？你选的水泵满足消防要求吗？有必要修改个别管径吗？ 第八章 分区给水系统 1. 泵站供水能量分配图是如何绘制的？ 2. 特大城市如地形平坦，管网延伸很远，是否有考虑分区给水的必要，为什么？