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 2m 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 10 人口密度 580 人 10 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 Q Q Q Q 18 525L s 160 9 5 585 1 8 24 3600 Q 860 60 25 3 0 860 40 35 2 5 8 3600 2 39 6 59 8 98L s 860 60 30 40 860 40 85 60 3600 Q 44 08 L s Q Q Q Q 18 525 8 98 44 08 72 59 L 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 9 781 2 14 5 0 0024 28 2 312 424 2836 68 3 414 636 6851 28 4 59 551 2860 78 5 68 760 7869 48 6 712 869 4882 28 干管水力计算表 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 10 充满度标高 m 地 面水 面管内底 埋设深度 m 管 段 编 号 管 道 长 度 L m 设计 流量 L s 管 径 D 坡度 I 流 速 v m s h D h m 降 落 量 I L m 上端下端上端下端上端下端上 端 下 端 1234567891011121314151617 1 27424 283000 00440 810 450 1350 33220 5220 2219 04218 71218 9218 571 61 63 2 37436 683000 00480 940 550 1650 36220 2219 9218 71218 36218 55218 191 651 71 3 45051 283500 00440 960 550 1930 22219 9219 8218 33218 11218 14217 921 761 88 4 52660 783500 00461 020 600 2100 12219 8219 65218 11217 99217 90217 781 901 87 5 65969 484000 00561 150 500 2000 33219 65219 3217 93217 60217 73217 401 921 90 6 75082 284000 00541 180 550 2200 27219 3219 2217 60217 33217 38217 111 922 09 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 10 7 57 56 46 46 46 46 46 4 街坊编号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 面 积 10 6 06 06 46 46 4 题中 人口密度为 400 人 10 污水量标准为 140L 人 d 则比流量为 q 0 65L s 10 400 140 86400 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 居 住 区 生 活污 水 量 Q 集 中 流 量 本 段 流 量 管 段 编 号 街坊面积 10 比流量 q L s 10 流量 q L s 转输 流量 q L s 合计 平均 流量 L s 总变 化系 数 K 生活 污水 设计 流量 Q L s 本段 L s 转输 L s 设计 流量 L s 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 241 4841 48 2 327 80 6518 0718 071 9835 7841 4877 58 3 418 40 6511 9618 0730 031 8856 4641 4897 94 4 530 0330 031 8856 4641 4897 94 5 638 40 6524 9630 0354 991 7596 2341 48137 71 四 水力计算 污水主干管水力计算表 充满度标高 m 地 面水 面管内底 埋设深度 m 管 段 编 号 管 道 长 度 L m 设计 流量 L s 管 径 D 坡度 I 流 速 v m s h D h m 降落 量 I L m 上 端 下 端 上 端 下 端 上 端 下 端 上 端 下端 1234567891 0 1 1 121314151617 1 232041 483500 00390 870 500 1751 2543 5 42 9 41 675 40 425 41 5 40 252 02 65 2 322077 584000 00280 900 650 2600 61 6 42 9 42 5 40 425 39 809 40 165 39 54 9 2 7 35 2 951 3 418097 944500 00300 980 600 2700 5442 5 42 3 39 769 39 229 39 499 38 95 9 3 0 01 3 341 4 568097 944500 00300 980 600 2702 0442 3 41 2 39 229 37 189 38 959 36 91 9 3 3 41 4 281 5 6280137 715000 00281 040 650 3250 78 4 41 2 40 5 37 189 36 405 36 864 36 08 0 4 3 36 4 42 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 10 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 I min H t q 167i L s 10 1352 6434 2 20 7102 07345 69 27 2151 81302 83 33 5201 68279 73 43 9301 46244 38 45 8451 02169 97 46 7600 78130 00 47 3900 5387 77 47 71200 4066 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 i 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 2a 1a 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 i 2 12 min 一项 m 2 其重现期 P 10 1 a NM 1 mM 20 5 1 2 5 2 P 2a 时 P 2 m 10 1 该值应排列在第 11 项 NM 1 mM 20 5 1 m 5 P 1a 时 P 1 m 20 2 该值应排列在第 21 项 NM 1 mM 20 5 1 m 5 P 0 5a 时 P 0 5 m 40 4 该值应排列在第 41 项 NM 1 mM 20 5 1 m 5 3 北京市某小区面积共 22ha 其中屋面面积占该地区总面积的 沥青道路面 积占 级配碎石路面的面积占 非铺砌土路面占 绿地面积占 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 0 537 30 0 90 16 0 90 12 0 45 4 0 30 38 0 15 北京地区暴雨强度公式 q 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 设计降雨量计算如下表 t 20min F 0 537 设计重现期 暴雨强度 q a293 33 a187 23 a187 21 a141 50 设计重现期 暴雨强度 q 设计降雨量 Q qF L s a293 333465 4 a187 232211 94 a187 212211 70 a141 501671 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 10 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 0 6 取地面集水时间 t 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 L 120 L 130 L 200 L 200 v 1 0 v 1 2 v 0 85 v 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 解 汇水面积计算如下表 设计管段编号 本段汇水面积 10 转输汇水面积 10 总汇水面积 10 1 22 300 002 30 2 32 102 304 40 4 32 420 002 42 3 52 206 829 02 各管段雨水设计流量计算如下表 t 10min 0 6 管内雨水流行时间 min 设计 管段 编号 管长 L m 汇水面积 F 10 流速 m min t L v L v 集水时间 t t t 暴雨强度 q min 设计流量 Q L s 1 21202 3060 00 002 0010 001 452 0 2 31304 4072 02 001 8112 001 373 6 4 32002 4251 00 003 9210 001 452 1 3 52009 0272 03 922 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 排水面积 10 管段编号管长 m 面积编 号 本段面积 转输面 积 合计 本段工业 废水流量 L s 备注 1 285 1 2020 2 3128 1 7910 3 459 0 8360 4 5138 1 930 5 6165 5 2 1235 1 设计雨水量计算公式 暴雨强度 q 10020 1 0 56lgP t 36 设计重现期采用 1a 地面集水时间 t 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 10 生活污水量标准按 100L 人 d 计 3 截流干管的截流倍数 n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 10 生活污水量标准按 100L 人 d 生活污水量 区域 面积 10 人口 人 L dL s 1 20360360000 42 1 79537537000 62 0 83249249000 29 1 93579579000 67 2 12636636000 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 t 10min 该区域平均径流系数经计算为 0 45 排水面积 10 管内流行时间 min设计流量 L s 管 段 编 号 管长 m本 段 转 输 合 计 t L v L v v q 10020 1 0 56lgP t 36 雨水 生 活 废 水 工 业 废 水 总计 1 2851 20 01 20 01 880 75217 83117 630 4220138 05 2 31281 791 22 991 882 370 90209 27281 571 0430312 61 3 4590 832 993 824 250 861 14199 4342 771 3390434 1 4 51381 933 825 755 111 951 18196 04507 252 0090599 25 5 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 n 3 5 6 管段 Q 92L s 溢流井转输的总设计流量为 Q n 1 Q 3 1 92 368L s 则 5 点的溢流量为 Q 599 25 368 231 25L s 5 6 管段的设计流量 t 0 转输排水面积为 0 Q 368 0 74 35 0 45 2 12 611 55L s 10020 1 0 56lg1 10 36 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 居住区生活污水量 由于 Q 平 5L S 取 KZ 2 3 2 工厂生活污水流量 工厂 Kh 时变化系数 2 5 3 0 记忆 3 工厂淋浴水量 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 故该住宅区排出的生活污水总流量 Q 15 13 5 20 13L S sL Nn Q 70 3 86400 804000 86400 平 sLK Nn QZ 52 8 3 2 86400 804000 86400 居生 sL T KBAKBA Q 71 2 83600 5 2352500 325750 3600 222111 工生 sLK T NN Q h 67 2 8 2 83600 2503575025 3600 2525 21 或 工生 sL DCDC Q 75 3 3600 607 025 0 1000401 075 0 1000 3600 2211 淋 sL n Q 94 6 86400 10500120 86400 Fp 平 解 18 2 94 6 7 2 11 0 7 2 11 0 平 Q KZ sLKQQZ 13 1518 2 94 6 平居生 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 4 试求各管段 Q 设 已知条件如下 80 5 0 40 40 1 40 5 2 16 40 P N m P N m a M N P 序号 序号 解 54 32 3ha 4ha 6ha 1 0 256 0 min10 0 400 1 7 0 mt bhasL t q 管段编号 mL mmd smv 21 32 43 54 200 380 400 310 400 600 500 400 78 0 94 0 89 0 83 0 356 0 400 7 0 21 t FqQ 解 hasL 08 134356 0 10 400 7 0 hasLFqQ 03 2034356 0 6078 0 200 210 400 7 0 32 hasLFqQ 67 24764356 0 6083 0 380 2 6078 0 200 210 400 7 0 43 64356 0 6089 0 400