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25辺，废水量标准8.2m?/t活畜，总变化系数三 班制生产，每班8h,最人职工数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 xio4 人I 1密度580 A/104 m：生活污水量标准160L/A・d,各种污水由管道 汇集送至污水处理站，试计算该厂的最犬时污水设计流量.解：该厂的最大时污水设计流量Q=Q1 +Q2 +Q3匕叫 160x9 5x585x1.8Q1 一24><3600 = 24x3600 =18VL/s860x60%x25x3.0+860x40%x35x2.58x3600Aj B] K] +A= B° Ko C] D1 +C9 D° Q 2 = Tx3600 + 3600=2.39+6.59=8.98L/s3600860x 60%x 30%x40+860x40%x85%x60=44.08 L/s“小叫 Q3 _Tx3600 = 3600x24__Q=Q1 +Qc +Q3 =18.5 25+8.98+44.08=72.59 L/s2、下图为某工厂工业废水干管平面图。

图上注明各废水排除I I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II 1的管底标高为2189m,其余各排除II的埋深均不得小于1 6ma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卞表:干管水量计算表管段编号排出1 1设计流量L/s转输流量L/s管段设计流量L/s1~29.780.0024.2814 52~312.424 2836.683~414636 6851.284-59.551 2860.785〜68.7607869.486-712869 4882.28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 Dnun坡度I流速V m/s充满度降 落 量I-L(m)标咼 (m)埋设深度(m)h Dh(m)地面水面管内底上端下端上端下端上端下端上 端下 端1345678910111213141516171-27424.283000.00440.810.450.1350.33220.5220.2219.04218.71218.9218.571.61.632~37436 683000.00480.940.550.1650.36220.2219.9218.71218.36218.55218.191.651.713-45051.283500.00440.960.550.1930.22219.9219.8218.33218.11218.14217.921.761.884~52660783500.00461.020.600.2100.12219.8219.65218.11217.99217.90217.781.901.875~65969 484000.00561.150.500.2000.33219.65219.3217.93217.60217.73217.401.921.906~75082.284000.00541.180.550.2200.27219.3219.2217.60217.33217.38217.111.922.093、试根据卜•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/io4 nf；（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,工厂排除门地面标高为43.5m,管底埋深不小于皿土壤冰冻线 为0.8m.（4）沿河片堤坝顶标高40mo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)街坊编号并计算面积将各街坊编号，并按各街坊的平面范用计算它们的面积，列入下表，用箭头标出各街坊污 水的排出方向街坊编号13456789面积(io4 m2)7.57.56.46.46.46.46.464街坊编号101112131415161718面积(io4 m1)6.06.06.46.46.4街坊面积题中，人口密度为400 A/104 m\污水量标准为14OL7人• d,则比流量为:400x140q0 = 86400=0.65L/s-104 m2(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Q]集中流量设计流量L/s本段流量转输流量q2L/s合计 平均 流量L/s总变 化系 数KZ生活 污水 设计 流量QiL/s本段L/s转输L/s街坊面积io4 m2比流量q°L/s-104m2流量L/s134567891011121-241.4841 482~327 80.6518.0718.071.9835.7841.4877 583〜41840.6511.9618.0730.031.8856.4641.4897 944-530.0330.031.8856.4641.4897 945~63840.6524.9630.0354.991 7596.2341.48137.71(四)、水力计算污水主干管水力计算表管 段 编 号管 道长 度 L(m)设计 流量L/s管径Dmm坡度I流 速 V m/s充满度降落 量I-L(m)标高 (m)埋设深度(m)h Dh(m)地面水面管内底上 端下 端上 端下 端上 端下 端上端下端12345678910111213141516171~232041.483500.00390.870.500.1751.2543.541941.67540.42541.540.252.01652~322077.584000.00280.900.650.260061642.941540.42539.80940.16539.5492.73519513-418097.944500.00300.980.600.2700 5442.541£39.76939.22939.49938.9593.0013.3414-568097.944500.00300.980.600.2702.0442.341.39.22937.18938.95936.9193.3414.2815〜6280137.715000.00281.040.650.325078441.40.537.18936.40536.86436.0804.3364.42鞄：m光fl35 11J• D=3504400>450■ D=45O• D=500 I卜3・掘 1-1除匸3・0监 1-3.吆 • 1-2.沁▼地If标W1 «—0( w-»■ ■ ■ ■> ■ _ • -^-41 ^"31 —mr・l>・ r p r..・ ■■ - ■ J 1«-4 Vx «■c^n. >C—- 0^■ • P . . ■-^r- oc5»«• «■*-! c-«i■ ■ ■^*-5. 1WJ僭内底标 富・r 弓-=r^—an ■*—« «Mr»•«» Ort«eUr-ii ・■-o- «ar\ «cr-^

试计算各历时 的最大平均暴雨强度I(mm/min)及q(L/s-104 nV)解：由暴雨强度的定义和公式计算如卜•表:最大降雨量(mm)降雨历时(min)I=Y (mm/min)q=167i(L/s-104 m2)13516434 220.7102.07345.6927.2151.813018333.5201.68279.7343.9301.46244.3845.8451.02169.9746.7600.78130.0047.3900.5387.7747.71200.4066.382、某地有20年自记雨量记录资料，每年取20min暴雨强度值处8个，不论年次而按人小排列，取前100项为统计资料其中120 =2 12mm/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2a,la,0.5a的暴雨强度, 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M=5(1) i0Q =2.12 mrn/min 一项，m=2其重现期丄穿= 10.1(8)(2) P=2a 时NM+1—mM-一 m><5m=10.1该值应排列在第11项P=la 时P=^ 1=竽$ m=20.2该值应排列在第21项P=0.5a 时NM+1 上 mM0.5=?0注+1mx5m=40.4该值应排列在第41项3、北京市某小区面积共220000 m2 (22ha)，其中屋面面积占该地区总面枳的3 0 %,沥青 道路面枳占1 6%。

级配碎石路面的面枳占1 2%,非铺砌土路面占4%,绿地面积占 3 8%试计算该区的平均径流系数当采用设计重现期为P=5a. 2a、la及05a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：屮鼻=0.537220D00X30%" 90+?20D00xi6%x0 90+耳000"1?%4 45+M0000x4%x0.30+220000x3S%x0.15= 220000北京地区暴雨强度公式：q汽鬻罟 降雨历时t=20min取不同的设计重现期时，暴雨强度计算如卞表:设计重现期暴雨强度£囂晋严5 a293.332a187.231 a187.210.5a141.50设计降雨量计算如下表：t=20min； F=220000 m2：屮=0. 537设计重现期« 菲西 心 2001 (1+0. SlllgP) 暴雨强度q— (t+8)o.m设计降雨量Q=kP qF (L/s)5 a293.333465.42a187.232211.941 a187.212211.700.5a141.501671.684、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1" nf计，假定设计流量均从管段起点进入。

已知当重现期P=la时，暴雨强度公式为： 暴雨强度经计算，径流系数屮二0・6取地面集水时间t] =10min,折减系数mW各管段的长度以米计，管内流速以 m/s 计数据如 F：Lb2 =120, L2_3 =130, L4# =200, L3-5 =200, vh2 =1.0, v.=1.2,v4.3 =0 85, v3.5 =1.2,0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)解：汇水面积计算如下表:设计管段编号本段汇水面积104 nr转输汇水面枳io4 nf总汇水面积104 m21-22.300.002.302-32.102.304 404-32.420.002.423-52.206.829 02各管段雨水设计流量计算如下表：t1 =10min,屮二0.6设计 管段 编号管长L(m)汇水面积F(104 m2)流速m/min管内雨水流行时间(min)集水时间t= t] +10暴雨强度20.154,•] 设计流量Q(L/s)t严当LV(t+18・ 768)°・784(nun/min)1-21202.3060.00.002.0010.001.452.02-31304.407102.001.8111001.373.64-32002.4251.00.003.9210.001.452.13-52009.027103.922.7813.921 317.1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 m2本段工业 废水流量L/s备注面积编兮本段面积转输面 积合计1-285I1.20202-3128II1.79103-459III0.83604-5138IV1.9305-6165.5V2.12351、设计雨水量计算公式暴雨强度10020(1+0. 561 gP)9一 t+36设计重现期采用la地面集水时间q =10min该区域平均径流系数经计算为0452、 设计人口密度为300人/104 nV,生活污水量标准按100L/（人・d）计。

3、 截流干管的截流倍数％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，贝IJ 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？O__O O——O O1 2 3 4 5解：和区域的生活污水设计流量为：设计人「I密度为300人/104 mS生活污水量标准按100L/（人• d）区域面积104 m2人口 (人)生活污水量L/dL/sI1.20360360000.42II1.79537537000.62III0.83249249000.29IV1.93579579000.67V2.12636636000.74各管段设计流量计算如卜表：设计重现期采用la地面集水时间q =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 m2管内流行时间min10020(1+0. 561gP) q— t+36设计流量L/s本段转 输计J =■话LVV雨水生 活 废 水工 业 废 水总计1-2851.20.01.20 01.880.75217.83117.630.4220138 052-31281 791.21991.882.370.90209.27281.571.0430312.6134590 832.993.824.250.861.14199.4342.771.3390434.14-51381 933.825.755 111.951.18196 04507.252.0090599.255-6165.52.125.757.877.06188.84668.792.74125796 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nQ =3, 5〜6管段Qf =92L/S＞溢流井转输的总设计流量为Q=( nQ +1) Qf =(3+l)x92=368L/s则①5点的溢流量为Q° =599.25-368=231.25L/S② 5~6管段的设计流量：t. =0转输排水面枳为0,■10020(1+0. 561 gl) z〜6 =368+0.74+35 口+36 X0. 45X2. 12=611. 55L/s③ 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100mm例题：1•已知某工厂最人班职工人数为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/人口，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) 居住区生活污水量小 nN 4000 - 80Q 平= = =3.70L/ s86400 86400由于 Q 平V5L/S,取 KZ=2.3,小 n N 寸 4000 -80 , ° Q 民牛= Kz = ・ 2.3 = 8.52L/ s86400 86400(2) 工厂生活污水流量Q工生=A晒 + 舒並=750 X 25 X 3.0+250 x 35 沢 2二=论 s3600T3600 x 8或 Q匸生=25 • N + 25 0 25 • 750 + 35 • 250 . ? * = 2.67L/ s3600T 3600 ・ 8工厂Kh■时变化系数（2.5〜3.0）记忆（3）工厂淋浴水量3600c _ CDi + aD. _ 1000 X0.75 x0.1 x 40 +1000 x 0.25 x0.7 x 60 Q淋= =~~- = = 3.75 L/ s3600故该工厂排出的生活污水总流量Q=8.52+171+3.75=14 98L/S2•自贡市某住宅区有室内上卞水道卫生设施，人II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，其最人排水量为5升/秒，试求该住宅区排出的生活污水流量。

解：q厂空旦120・500・10=6.94认1 86400 864002.7 2.7K 厂评=^^2.18Q 比牛=Qr ・ Kz = 6.94x2.18 = 15.13L/s故该住宅区排出的生活污水总流量Q=15.13+5=20.13L/S3：某设计区有40年的降雨资料，每年选取4个雨样，不论年次，仅按降雨强度人小依次排此为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la与0.50a, 其排列序号分别为多少？解：P = — = — = 2.5(a)M 16宀口 N 40 序号m = — =——=40P 1口 N 40序吁m = — = — = 80P 0.54试求各管段Q设？已知条件如下:12345q= ^^(L/s.ha) (b = 0)tt1 =10min,屮=0.56, m=2.0管段编号L (in)d (nun)v (m/s)1-22004000.782-33804000.833-44005000.894-53106000.94<7解：Q-2 = q%F = ■^■•0.56 3Q_3 = q・0・F =Q3>4 = q・0・F =Q_5 = q・0・F =40010^0.56-3 =134.08(L/s.ha)400(10+2x 'DO)070.78x60・0・56・(3+4) =203・03(L/s・ha)400ao+2x^3+2x3800.83x60)07•0.56 (3+4 + 6) =247.67(L/s.ha)400ao+2x^2^ + 2x^^+2x^2^)-0.78x60 0.83x60 0.89x60056 (3+4 + 6)=19L59（L/s.ha）由于下游管段的流量」、于上游管段的 流量，故4-5管段的设计流量采用-4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(勺 + 2鮎)°71(L/s.ha),心=10min,y/ = 0.55设计区人I I密度为280人/公顷，居住区排水量标准采用110人/人・d,截流倍数n二3,各管段 参数如下表，为计算方便，街道雨水汇水面积不计，试按上述条件求定管段2-3, 4-5及4-A 设计流量。

管段编号管径（mm）管长（m）流速(m/s)1-25002000.772-35003000.863-46001700.884-56003600.88Qi =18L/S Q「=15L/SQ「=26L/SQ「=30L/S解 q二器总•如(L/s.ha)Q2_3 = % x (3.2 + 4.8) + (18+15) +420x0.55x(3・2 + 4・8)(10+2x^2^)°71420x0.55x(3.2+4.8)0.77x60= 0.356x(3.2+4.8)+(18+15)+=2.85+ 33+ 231.41=267.26( L/s)420x0,55x5.1(10 + 2x0)°"Q’Nn+DQf+Qj+Q；=(3+1)&匕(3・2+4・8 + 2・5)+(18+15+26)} + 30 + 口匕 x5.1 + =512.48L/sQ4-A = Qfi〔 - nQ]<10+2x420x0.55x(3.2 + 4.8 + 2.5)(2°° * 300 Q7!‘0.77x60 0.86x60，-3x{%(3・2+4・8+25)+(18+15+26)=27.1L/s。