2025年城市供水管网设计师实操考核试题及答案

2025年城市供水管网设计师实操考核试题及答案一、设计基础与规范应用1.（单选）某新建城区规划人口18万人，综合生活用水定额取220L/人·d，工业用水量按生活用水量的45%计，管网漏损率9%，未预见水量按最高日用水量的12%计。计算该城区最高日设计用水量（万m³/d）。A.5.47  B.6.02  C.6.58  D.7.14答案：C解析：生活Q=18×220×10⁻³=3.96万m³/d；工业Q=3.96×0.45=1.782；小计5.742；漏损5.742×0.09=0.517；未预见(5.742+0.517)×0.12=0.751；总计6.58万m³/d。2.（单选）根据《室外给水设计标准》（GB50013—2018），DN600球墨铸铁管在埋深2.5m、土的内摩擦角30°、沟槽宽度1.2m条件下，其环向允许最大工作压力（MPa）最接近下列何值？A.1.6  B.1.9  C.2.1  D.2.4答案：B解析：按附录C计算管壁厚度9.0mm，允许应力180MPa，考虑2.5倍安全系数，得1.9MPa。3.（多选）下列关于城市供水管网平差计算的说法，正确的有：A.哈代·克罗斯法每次迭代需同时修正所有环的校正流量B.当某管段流速>3.5m/s时，应校核水锤压力C.节点流量法可将沿线流量折算为节点集中流量D.海曾—威廉公式中，C值随管龄增长而减小E.经济流速与电价、管材价格、折现率均相关答案：BCDE解析：A错误，哈代·克罗斯法逐环修正；B依据GB500137.3.4；C为节点流量法基本假定；D为水质老化经验；E为经济流速优化模型结论。4.（填空）某环状管网在最大转输工况下，由水厂至最不利点的总水头损失为18.4m，水厂清水池最低水位标高42.5m，最不利点地面标高29.8m，要求自由水压28m，则所需水泵最小扬程为______m。答案：34.7解析：H=18.4+(29.8+28−42.5)=34.7m。5.（判断）在地震烈度8度区，DN≥300的灰口铸铁管必须全部更换为延性管材，否则不予验收。（ ）答案：正确依据：GB50013—20183.2.7强制性条文。二、管网水力计算与校核6.（综合计算）下图所示枝状管网，管长与管径如图注，海曾—威廉C=120，节点流量（L/s）标注于节点旁，节点4为最不利点，要求自由水压28m，地面标高如图。求：（1）各管段流量（L/s）；（2）节点4的实际自由水压（m）；（3）若节点4需增设消防流量30L/s，校核原DN300管段是否满足流速≤2.5m/s。[图示：12600mDN400；23400mDN300；34500mDN250；13800mDN300；地面标高：1:35.0；2:33.5；3:32.0；4:30.5；节点流量：1:0；2:45；3:35；4:50]答案：（1）Q₁₋₂=130L/s；Q₂₋₃=85；Q₃₋₄=50；Q₁₋₃=35。（2）h₁₋₂=2.34m；h₂₋₃=2.88；h₃₋₄=3.05；h₁₋₃=2.01；节点4水压=35.0+28−(2.34+2.88+3.05)=28.73m>28m，满足。（3）消防后Q₃₋₄=80L/s，v=1.63m/s<2.5m/s，满足。7.（案例）某市老城区DN200钢管（C=100）建成于1998年，实测夜间最小流量6.5L/s，管道长度1.8km，入口压力0.42MPa，末端压力0.28MPa，无地形高差。采用C值法评估管段状况，并判断是否需要更新。答案：由h=(10.67LQ¹·⁸⁵²)/(C¹·⁸⁵²D⁴·⁸⁷)反算C=82；规范限值C≥90，判定为“中度老化”，建议5年内更换。8.（简答）说明在管网平差计算中引入“虚拟水库”节点的目的及设置要点。答案：目的：将多水源供水系统转化为单水源系统，简化计算。设置要点：虚拟水库位于零压点，高程等于该点实测压力水头；与所有真实水源以无限大管径、零阻抗连接；流量平衡由虚拟水库进出流量代数和为零控制。三、管材选择与构造设计9.（单选）在沿海高盐雾地区，埋地DN500输水管需承受1.6MPa内压，以下管材中全生命周期成本最低的是：A.304不锈钢管  B.钢丝网骨架PE管  C.球墨铸铁管+环氧陶瓷内衬  D.玻璃钢夹砂管答案：C解析：球墨铸铁管+环氧陶瓷内衬耐腐蚀、强度高，30年周期成本低于不锈钢与玻璃钢管，PE管耐压等级不足。10.（多选）关于钢管阴极保护设计，正确的有：A.牺牲阳极法适用于短距离、小口径管道B.外加电流法需设置参比电极长期监测C.防腐层破损率≤1%时可不采取阴极保护D.高电阻率土壤宜选用镁合金阳极E.阴极保护电位应控制在−0.85V～−1.20V（CSE）答案：ABDE解析：C错误，GB/T21448规定凡金属埋地管均应采取阴极保护。11.（填空）某DN800预应力钢筒混凝土管（PCCP）采用双胶圈承插接口，接口允许转角为0.5°，每根管长5m，则该管道在水平转弯12°时，最少需要______根短管调节。答案：24解析：12°/0.5°=24，需24根短管或弯管组合。12.（判断）采用水平定向钻（HDD）穿越城市快速路时，PE100管SDR11的最小弯曲半径可取25D。（ ）答案：错误解析：CJJ/T98规定最小弯曲半径≥40D，25D易致管壁褶皱。四、泵站与调蓄构筑物13.（综合设计）某高地水池服务面积320ha，最高日用水量6.8万m³/d，时变化系数1.4，消防储量按同一时间内2处火灾、每处55L/s、持续2h计，安全储量取最高日用水量的6%。计算水池有效容积。答案：调节容积=6.8×10⁴×(1.4−1)/24=1133m³；消防=2×55×2×3.6=792m³；安全=68000×0.06=4080m³；总计=1133+792+4080=6005m³，取6100m³。14.（单选）某变频恒压供水泵组，额定流量120L/s，扬程48m，效率80%，夜间小流量15L/s时，采用小型气压罐稳压，若要求每小时水泵启动≤6次，则气压罐最小调节容积（L）为：A.450  B.600  C.750  D.900答案：C解析：由N=30Q/(4V)得V=750L。15.（简答）说明在二次供水系统中采用“罐式无负压”设备时，市政管网最低允许压力如何确定，并给出计算公式。答案：最低允许压力Pmin=H₁+H₂+H₃+0.02MPa，其中H₁为最不利用水点所需自由水压（m）；H₂为设备进水口至最不利用水点几何高差（m）；H₃为沿程+局部水头损失（m）；0.02MPa为安全余量。需同时满足GB500133.6.2：市政管网最低压力≥0.12MPa。五、水质保障与二次消毒16.（多选）下列措施可有效降低管网水中三卤甲烷（THMs）浓度的有：A.采用氯胺替代自由氯作为二次消毒剂B.在清水池投加粉末活性炭C.优化管网水力停留时间≤24hD.提高出厂水pH至8.5以上E.采用中途补氯方式答案：ABC解析：D错误，高pH促进THMs生成；E增加氯代副产物。17.（案例）某DN600管段长3.2km，夜间最小流量8L/s，水龄42h，水中AOC（可同化有机碳）测定值180µg/L，判定该管段是否存在微生物再生长风险，并提出两项工程措施。答案：AOC>100µg/L且水龄>24h，判定存在风险。措施：①增设中途补氯站，维持自由氯≥0.05mg/L；②管道内衬PE翻管，降低AOC释放。18.（填空）采用NaClO发生器现场制备消毒剂，原料食盐纯度≥99.5%，有效氯产量2kg/h，则每小时需消耗食盐______kg。答案：7.1解析：2kgCl₂≈3.33kgNaClO；NaClO分子量74.5，NaCl58.5；理论耗盐=3.33×58.5/74.5=2.62kg；电流效率85%，实际耗盐=2.62/0.85=7.1kg。六、水锤分析与防护19.（综合计算）某DN800钢管长2.6km，波速1050m/s，设计流速1.8m/s，末端阀门关闭时间3s，采用特征线法计算最大水锤压力（m），并判断是否需要设置空气罐。答案：水锤波往返时间μ=2L/a=4.95s>3s，属直接水锤；ΔH=aΔv/g=1050×1.8/9.81=192.6m；大于管道额定压力80m，需设空气罐。20.（单选）下列水锤防护措施中，对“负水锤”最有效的是：A.双向调压塔  B.空气阀  C.减压阀  D.缓闭止回阀答案：A解析：双向调压塔可双向吸收压力波动，对负压和正压均有效。21.（简答）简述在大型输水管道中采用“空气罐+微排气阀”联合防护时，空气罐容积估算步骤。答案：步骤：①计算管道特征阻抗ρ=a/(gA)；②根据最大允许压力升高ΔHmax，求空气罐所需气体体积V₀=0.5ρQ₀²/(ΔHmax·K)，其中K为气体多变指数1.2；③考虑水温、海拔修正系数1.1；④最终容积V=1.1V₀，并校核5min内水位波动不超过±0.5m。七、智慧运维与漏损控制22.（多选）DMA（独立计量区）分区管理中，一级分区边界流量计宜选用的仪表类型有：A.电磁流量计  B.插入式涡轮流量计  C.超声波插入式流量计  D.机械式水表  E.科氏力质量流量计答案：AC解析：边界流量计量精度需±2%，电磁与超声波插入式可满足，涡轮易磨损，机械表压损大。23.（案例）某DMA面积85ha，服务人口2.1万，夜间最小流量记录46m³/h，真实夜间用水按30L/户·h计，户数为7200，计算该DMA的物理漏失水量（m³/h）及漏失率。答案：真实用水=7200×30/1000=216m³/h；物理漏失=46−216=−170，负值说明记录异常，需校准流量计；经复测最小流量为268m³/h，修正后物理漏失=268−216=52m³/h；漏失率=52/268=19.4%。24.（填空）采用压力管理措施后，某管道漏失指数（ILI）由4.2降至2.1，则年节水量占原漏失量的百分比为______%。答案：50解析：ILI减半，基础设施漏失指数与漏失量成正比，节水量=50%。八、施工图与工程量清单25.（综合绘图）根据下列条件绘制节点大样图（文字描述）：（1）DN400球墨铸铁管与DN300钢管垂直交叉，净距0.3m；（2）交叉处设C20混凝土包封，厚度150mm；（3）钢管外壁设牺牲阳极，阳极电缆引至地面测试桩；（4）标注主要尺寸、材料、标高。答案：图略（文字描述）：包封长×宽×高=2.0m×1.2m×0.8m；顶板配筋Φ12@150双层双向；阳极采用镁合金，质量7kg，间距2m；测试桩距地面0.5m，设接线端子；标高：管顶覆土1.2m，交叉中心标高29.35m。26.（工程量计算）某段DN600钢管长1.45km，埋深1.8m，沟槽底宽1.5m，边坡1:0.3，管外径630mm，计算：（1）沟槽开挖土方（m³）；（2）回填砂砾石（至管顶0.3m）体积；（3）外防腐采用环氧煤沥青加强级，面积（m²）。答案：（1）槽底宽1.5m，深1.8m，坡宽0.54m，上口宽2.04m，平均断面3.25m²，土方=3.25×1450=4713m³；（2）回填砂砾石高1.17m，面积1.5×1.17=1.755m²，体积=1.755×1450=2545m³；（3）面积=π×0.63×1450=2867m²。27.（简答）说明在BIM模型中建立供水管网“构件编码”时应遵循的五项原则。答案：①唯一性：全球唯一GUID+项目内部编码；②可扩展性：预留3级分类码；③语义性：编码包含系统、材质、口径、压力等级；④一致性：与GB/T51269分类编码同步；⑤可溯源性：关联设计变更单、厂家、安装时间、焊口探伤报告。九、安全与应急预案28.（单选）依据《生产安全事故应急预案管理办法》，城市供水企业专项应急预案演练频次应不少于：A.每季度1次  B.每半年1次  C.每年1次  D.每两年1次答案：C29.（多选）下列属于供水管网“爆管”Ⅰ级响应条件的有：A.DN≥800管道破裂且影响人口≥5万B.造成主干道交通中断≥6hC.漏损流量≥200L/sD.导致医院、学校连续停水≥4hE.伴随水质污染事件答案：ABDE30.（案例）某DN1000主干管于早高峰突发爆裂，漏损量约350L/s，影响人口12万。写出关阀调水“十步法”操作要点。答案：①接警后5min内定位爆管点GIS坐标；②远程关闭上游阀门A（DN1000电动蝶阀，编号V01），关闭度90%；③通知调度中心启用环状管网反向供水；④派遣抢修队现场手动关闭下游阀门B（DN800，编号V02）；⑤开启联通阀门C（DN600，编号V12）实现双向供水；⑥通过SCADA监测节点压力，保证≥0.12MPa；⑦发布短信告知用户停水范围与预计时间；⑧调集移动式应急供水车4辆，重点保障医院、学校；⑨完成排水、开挖、换管、焊口探伤、消毒、冲洗；⑩24h内恢复通水，72h内完成路面修复，提交事故报告。十、综合评审与方案优化31.（论述）某新区规划采用“分区供水+重力流+中途加压”三级系统，设计规模15万m³/d，地形高差42m，水厂位于标高78m高地，末端最不利点标高36m，时变化系数1.45。试从能耗、投资、运维三方面对比“重力+中途加压”与“全程加压”两种方案，并给出推荐结论。答案：（1）能耗：重力方案利用高差，年均