(2025年)给排水计算例题大全(带答案)

(2025年)给排水计算例题大全(带答案)例题1：某小区生活给水管网水力计算（环状管网）某新建小区共6栋11层住宅（层高3m），每栋楼设独立入户管，入户管设计秒流量均为2.8L/s。小区环状给水管网干管采用DN150球墨铸铁管（内壁当量粗糙度k=0.2mm），总长度520m，节点布置如下：环状管网由A-B-C-D-A构成，其中A为市政接入点（压力0.35MPa），B、C、D分别连接3栋楼的入户管（B接2栋，C接2栋，D接2栋）。假设各段管长：A-B=120m，B-C=150m，C-D=140m，D-A=110m，局部水头损失按沿程水头损失的15%计。试计算管网最不利点（假设为C点连接的楼栋）的供水压力是否满足要求（住宅入户管所需最小压力0.20MPa）。计算过程：1.确定各管段流量分配（环状管网需满足连续性方程和能量方程，简化按对称分配）：总设计秒流量Q总=6×2.8=16.8L/s=0.0168m³/s。假设A-B段流量Q1=8.4L/s（供B、C段），B-C段流量Q2=5.6L/s（供C段2栋），C-D段流量Q3=8.4L/s（供D、A段），D-A段流量Q4=5.6L/s（供A段2栋）。2.计算各管段沿程水头损失（采用海曾-威廉公式，铸铁管C=130）：海曾-威廉公式：i=10.67×Q^1.852/(C^1.852×d^4.87)（i为每米水头损失，m/m；Q为流量，m³/s；d为管径，m）。-A-B段（d=0.15m，Q1=0.0084m³/s）：i1=10.67×(0.0084)^1.852/(130^1.852×0.15^4.87)=10.67×0.000047/(130^1.852×0.000076)≈0.0021m/m（计算过程简化，实际需精确计算指数）。沿程损失h1=i1×L1=0.0021×120=0.252m。-B-C段（d=0.15m，Q2=0.0056m³/s）：i2=10.67×(0.0056)^1.852/(130^1.852×0.15^4.87)≈0.0009m/m，h2=0.0009×150=0.135m。3.计算总水头损失（沿程+局部）：总水头损失H损=(h1+h2)×1.15=(0.252+0.135)×1.15≈0.445m。4.市政接入点压力转换为水头：0.35MPa=35mH₂O。最不利点C的剩余水头=35m-0.445m-建筑高度（11×3=33m）=35-0.445-33=1.555mH₂O≈0.0156MPa。结论：剩余压力0.0156MPa＜0.20MPa，不满足要求，需增设加压泵或调整管径（如将B-C段改为DN200管）。例题2：某酒店生活水箱容积计算（结合最高日用水量与消防储备）某三星级酒店地上15层（1-3层为餐饮，4-15层为客房），总建筑面积28000m²。根据《建筑给水排水设计规范》，餐饮部分最高日用水定额200L/人·d（按300人计），客房部分180L/床·d（共240床），未预见水量按10%计。消防系统需储备2h室内消火栓用水量（设计流量20L/s）和1h自动喷水灭火系统用水量（设计流量25L/s）。试计算生活水箱调节容积与消防储备容积之和（生活水箱调节容积按最高日用水量的20%计）。计算过程：1.最高日生活用水量：餐饮：300人×200L/人·d=60000L=60m³/d；客房：240床×180L/床·d=43200L=43.2m³/d；合计：60+43.2=103.2m³/d；未预见水量：103.2×10%=10.32m³/d；总最高日用水量：103.2+10.32=113.52m³/d。2.生活水箱调节容积：113.52×20%=22.704m³（取23m³）。3.消防储备容积：室内消火栓：20L/s×2×3600s=144000L=144m³；自动喷水灭火系统：25L/s×1×3600s=90000L=90m³；消防总储备：144+90=234m³。4.总容积：23+234=257m³（需校核水箱有效容积是否满足安装要求，实际工程中生活与消防水箱宜分设或采取隔断措施）。例题3：某高校教学楼污水管道设计（重力流）某4层教学楼（每层3个卫生间，每个卫生间设4个蹲便器、2个洗手盆），采用De110UPVC排水管（n=0.009），排水立管连接至室外污水管（管径DN300，坡度i=0.003，粗糙系数n=0.013）。已知：蹲便器排水流量0.1L/s/个，洗手盆0.1L/s/个，排水立管设计充满度h/D≤0.5（UPVC管），室外污水管最大设计充满度h/D=0.5（污水管）。试确定：（1）排水立管管径；（2）室外污水管是否满足排水能力（设计秒流量按当量法计算，α=1.5）。计算过程：1.排水设计秒流量（当量法）：每个卫生器具当量：蹲便器6.0，洗手盆0.5（《建水规》表4.4.5）。每层当量数：3卫生间×(4×6.0+2×0.5)=3×(24+1)=75；4层总当量数N=75×4=300；设计秒流量q_p=0.12α√N+q_max=0.12×1.5×√300+0.1×(4×3×4)（q_max为最大卫生器具排水流量，蹲便器0.1L/s/个，共4×3×4=48个？需修正：每层3卫生间×4蹲便器=12个/层，4层共48个，q_max=48×0.1=4.8L/s）。计算得：0.12×1.5×17.32≈3.12L/s，与q_max=4.8L/s取大值，故q_p=4.8L/s。2.排水立管管径校核（UPVC管，h/D=0.5，D=0.11m）：立管水流速度v=q_p/(πD²/4×h/D)=4.8×10⁻³/(0.785×0.11²×0.5)=4.8×10⁻³/(0.00475)=1.01m/s（规范要求v≥0.6m/s，满足）。3.室外污水管排水能力校核（DN300，i=0.003，n=0.013）：满流时流量Q=(1/n)×A×R^(2/3)×√i，其中A=πD²/4=0.785×0.3²=0.0707m²，R=D/4=0.075m（h/D=0.5时，R=D/4×(1+2h/D)^(1/2)？实际h=0.15m，A=π×0.3×0.15/2=0.0707m²，湿周χ=π×0.3×(θ/360°)，θ=180°时χ=π×0.3×0.5=0.471m，R=A/χ=0.0707/0.471≈0.15m）。代入公式：Q=(1/0.013)×0.0707×0.15^(2/3)×√0.003≈76.92×0.0707×0.282×0.0548≈76.92×0.00109≈0.0839m³/s=83.9L/s。设计秒流量为4.8L/s（立管）+其他可能接入的排水（假设仅该立管接入），83.9L/s＞4.8L/s，满足要求。例题4：某高层住宅消防水泵选型计算（消火栓系统）某32层住宅（建筑高度98m），室内消火栓系统采用临时高压给水，消防水池最低有效水位标高-5.0m，屋顶试验消火栓标高100.0m，消火栓口所需水压0.25MPa（25mH₂O），水带水头损失按5mH₂O计，消防干管总沿程+局部水头损失12mH₂O。试计算消防水泵的设计扬程。计算过程：1.最不利点消火栓所需水压H1=25mH₂O（消火栓口压力）+5m（水带损失）=30mH₂O。2.消防水池最低水位至最不利点消火栓的几何高差H2=100.0m-(-5.0m)=105m。3.干管总水头损失H3=12mH₂O。4.水泵设计扬程H=H1+H2+H3=30+105+12=147mH₂O（需校核水泵流量：根据《消规》，高层住宅消火栓设计流量10L/s，水泵流量取10L/s，扬程147m，选择Q=10L/s、H=150m的消防泵（预留安全系数））。例题5：某商业综合体雨水管道设计（重现期5年）某商业综合体屋面汇水面积2500m²（坡度≤2%），地面硬化区域汇水面积3000m²（综合径流系数ψ=0.8），所在地区暴雨强度公式：q=4000(1+0.8lgP)/(t+10)^0.7（q单位L/(s·ha)，P为重现期a，t为降雨历时min）。设计雨水管采用DN600钢筋混凝土管（n=0.014），坡度i=0.005，试计算：（1）总设计雨水流量；（2）判断DN600管是否满足排水能力（设计充满度h/D=0.7）。计算过程：1.确定降雨历时t：屋面t1=5min，地面t2=10min（地面集水时间），总t=t1+t2=15min。2.暴雨强度q=4000(1+0.8lg5)/(15+10)^0.7=4000×(1+0.8×0.69897)/(25)^0.7≈4000×1.5591/8.25≈4000×0.1889≈755.6L/(s·ha)。3.总设计流量Q=ψ×q×F，其中屋面F1=2500m²=0.25ha（ψ=0.9），地面F2=3000m²=0.3ha（ψ=0.8）：Q=0.9×755.6×0.25+0.8×755.6×0.3=170.01+181.34=351.35L/s≈0.351m³/s。4.DN600管排水能力校核（h/D=0.7，h=0.42m）：过水断面A=πD²/4×(θ/360°-sinθ/(2π))，θ=arccos(1-2h/D)=arccos(1-1.4)=无意义（实际h/D≤0.7时，θ=2arccos(1-2h/D)=2arccos(-0.4)=2×113.58°=227.16°）；A=0.785×0.6²×(227.16/360-sin227.16°/(2×3.14))≈0.2827×(0.631-(-0.682)/6.28)≈0.2827×(0.631+0.108)=0.2827×0.739≈0.209m²；湿周χ=D×θ×π/180=0.6×227.16×3.14/180≈2.378m；水力半径R=A/χ=0.209/2.378≈0.088m；流速v=(1/n)R^(2/3)i^(1/2)=(1/0.014)×0.088^(0.667)×0.005^0.5≈71.43×0.208×0.0707≈71.43×0.0147≈1.05m/s；排水流量Q=A×v=0.209×1.05≈0.219m³/s=219L/s＜351.35L/s，不满足，需增大管径至DN800（校核：DN800，h/D=0.7，h=0.56m，计算得Q≈0.5m³/s＞0.351m³/s，满足）。例题6：某工厂循环冷却水系统补水量计算（蒸发、风吹、排污损失）某工厂循环冷却水系统循环量Q=5000m³/h，冷却塔进出水温差Δt=8℃，当地气象条件：空气干球温度30℃，湿球温度25℃，大气压101.3kPa。已知：蒸发损失系数k=0.001+0.00002×t（t为空气干球温度℃），风吹损失率Pw=0.1%（机械通风冷却塔），排污损失率Pb=0.3%。试计算系统补水量Qb。计算过程：1.蒸发损失量Pe=k×Δt×Q=(0.001+0.00002×30)×8×5000=(0.