供水管网测试题目及答案

供水管网测试题目及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.某DN600球墨铸铁管在20℃水温、流速1.2m/s条件下运行，其沿程水头损失系数λ若采用ColebrookWhite公式计算，当绝对当量粗糙度k=0.03mm时，λ最接近下列哪一数值？A.0.013B.0.018C.0.023D.0.028答案：B2.在环状管网平差计算中，若某环闭合差Δh=+1.35m，校正流量Δq计算后应使该环闭合差绝对值降至0.05m以下。若该环总阻力系数ΣS=125s²/m⁵，则校正流量Δq约为（）。A.2.1L/sB.3.3L/sC.4.6L/sD.5.9L/s答案：C3.城市供水管网发生瞬时负压时，最先发生的现象是（）。A.水锤波反射B.溶解气体析出C.管壁空蚀D.流量突增答案：B4.采用海曾—威廉公式计算水头损失时，若粗糙系数C值由100提高至120，在流量、管径不变条件下，单位长度水头损失将（）。A.增加44%B.增加21%C.减少17%D.减少36%答案：D5.某城市最高日用水量为12×10⁴m³/d，时变化系数Kh=1.4，若配水管网中设置高位水池，其有效调节容积占最高日用水量的百分比宜为（）。A.3%B.6%C.10%D.15%答案：B6.在管网GIS系统中，对一条管段进行“阀门隔离”分析时，系统核心算法实质是（）。A.最短路径搜索B.连通性追踪C.最小生成树D.凸包运算答案：B7.对钢管进行水泥砂浆内衬的主要目的是（）。A.提高拉伸强度B.降低粗糙系数C.防止电化学腐蚀D.增加管壁刚度答案：C8.当管道以0.8m/s流速输送水温为5℃的清水时，若管道内径为400mm，其雷诺数Re最接近（）。A.2.2×10⁵B.3.2×10⁵C.4.2×10⁵D.5.2×10⁵答案：B9.在漏损率夜间最小流量法中，若某DMA区域夜间实测最小流量为28m³/h，用户夜间合法用水量为6m³/h，则该区域真实漏损量占实测最小流量的比例为（）。A.21%B.46%C.68%D.79%答案：D10.对埋地聚乙烯（PE100，SDR11）管道，其长期静液压强度MRS为10MPa，若设计内水压力为0.8MPa，则其最小安全系数为（）。A.1.25B.1.5C.2.0D.2.5答案：C11.在管网水力模型校核中，若实测点压力与模拟值相对误差超过±5%，应优先检查下列哪一项？A.节点高程B.管段粗糙系数C.泵站特性曲线D.管段长度答案：B12.当采用变频调速水泵时，其相似律中流量Q与转速n的关系为（）。A.Q∝n²B.Q∝n³C.Q∝nD.Q∝√n答案：C13.某管网中设置有两座泵站并联工作，若泵站A单独运行时出口压力为42m，泵站B单独运行时出口压力为38m，则并联后出口压力（）。A.必然>42mB.必然<38mC.介于38~42m之间D.无法确定答案：C14.对DN300的灰口铸铁管进行CIPP内衬修复后，其水力半径减小约6%，在相同流量条件下，其沿程水头损失将增加约（）。A.6%B.12%C.18%D.24%答案：B15.在管网分区计量中，若某DMA边界阀门关闭不严，会导致漏损评估结果（）。A.偏大B.偏小C.无影响D.呈随机波动答案：A16.当管道内气体积聚形成气囊时，其最可能造成的直接问题是（）。A.水质恶化B.水表倒转C.水锤升压D.泵站汽蚀答案：C17.对长距离输水管道进行负压防护时，常用的空气阀应具有的功能为（）。A.快速排气、微量进气B.快速进气、微量排气C.双向等量排气D.仅排气不进气答案：B18.若某城市管网中余氯衰减模型采用一级反应，衰减常数k=0.15h⁻¹，当水厂出水余氯为0.8mg/L时，水流至管网末端耗时12h，则末端余氯约为（）。A.0.05mg/LB.0.10mg/LC.0.15mg/LD.0.20mg/L答案：C19.在管网抗震设计中，对承插式球墨铸铁管进行接口抗震验算时，主要控制指标为（）。A.轴向位移B.环向应力C.转角位移D.剪切变形答案：A20.当采用瞬变流模型模拟停泵水锤时，若关闭阀门时间延长一倍，则最大水锤压力峰值约（）。A.增加一倍B.减少一半C.减少30%D.基本不变答案：C21.对钢管外防腐采用三层PE涂层，其环氧粉末层主要作用是（）。A.抗冲击B.粘结底层C.抗紫外线D.降低摩擦答案：B22.在管网水质在线监测中，用于评价生物稳定性的常用指标为（）。A.TOCB.AOCC.CODMnD.UV254答案：B23.若某环状管网中某管段突然爆裂，需通过阀门隔离，则隔离后受影响管段数取决于（）。A.管段管径B.阀门密度C.管网拓扑D.水流方向答案：C24.当水泵工作点向右偏移时，其效率变化趋势通常为（）。A.持续升高B.先升后降C.持续降低D.基本不变答案：B25.对老旧管网进行更新优先级排序时，下列权重最高的指标应为（）。A.管龄B.漏点密度C.管材D.埋深答案：B26.在管网水力计算中，若将节点流量法改为管段流量法，则未知量数目（）。A.增加B.减少C.不变D.与管网规模无关答案：A27.当采用超声波流量计现场校核时，若管壁锈蚀严重，最可能引起（）。A.声速偏高B.声速偏低C.信号衰减D.频率漂移答案：C28.对高海拔城市供水，若海拔升高1000m，则水泵扬程需增加约（）。A.0.5mB.1.0mC.1.5mD.2.0m答案：B29.在管网压力管理策略中，采用固定出口减压阀比采用变速减压阀的劣势是（）。A.投资高B.维护复杂C.节能效果差D.压力波动大答案：C30.当管道穿越软土地基时，为减少不均匀沉降，应优先采用（）。A.刚性接口钢管B.柔性接口球墨铸铁管C.混凝土管D.灰口铸铁管答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列措施可有效降低城市供水管网漏损率的有（）。A.建立DMA分区计量B.提高管网运行压力C.采用漏损噪声在线监测D.推广无收益水量审计E.增加管径降低流速答案：A、C、D32.关于水锤防护措施，下列说法正确的有（）。A.双向调压塔可消除正负压B.空气罐适用于长距离输水C.缓闭止回阀可延长关闭时间D.减压阀可完全消除水锤E.增加管壁厚度可减小水锤波速答案：A、B、C、E33.在管网水质模型中，影响余氯衰减系数k的主要因素有（）。A.水温B.pHC.管材D.水流速度E.总溶解固体答案：A、B、C、D34.下列关于PE管道焊接的说法，正确的有（）。A.热熔对接需铣削端面B.电熔套筒可用于不同SDR管C.焊接温度通常为210±10℃D.冷却期间可移动管道E.焊缝翻边对称即合格答案：A、B、C35.在管网抗震设计中，应重点考虑的地震作用有（）。A.水平地震惯性力B.竖向地震惯性力C.地震动土压力D.地震动水压力E.地震波折射答案：A、B、C、D36.关于管网水力计算中“节点流量平衡”原则，下列表述正确的有（）。A.流入节点流量等于流出B.包含节点集中流量C.包含管段沿线流量折算D.与管段流向无关E.适用于稳态与非稳态答案：A、B、C、E37.下列属于供水管网智能巡检技术的有（）。A.漏噪相关仪B.红外热像C.管内智能球D.无人机高光谱E.闭路电视CCTV答案：A、B、C、D、E38.在管网压力管理收益评估中，可量化的收益包括（）。A.减少物理漏损B.降低爆管频率C.减少泵站能耗D.延长管道寿命E.提高水费收入答案：A、B、C、D39.关于球墨铸铁管T型接口，下列说法正确的有（）。A.允许轴向位移B.可承受一定转角C.需焊接固定D.橡胶圈为三元乙丙E.抗震性能优于法兰接口答案：A、B、D、E40.在管网水力模型校核过程中，若出现系统性低压，可能原因有（）。A.粗糙系数偏大B.泵站扬程曲线偏低C.节点高程输入错误D.管径普遍偏小E.漏损量被低估答案：A、B、C、D、E三、判断题（每题1分，共10分。正确请填“√”，错误填“×”）41.在管网水力计算中，柯尔—布鲁克公式适用于所有雷诺数范围的紊流区。答案：√42.当管道流速大于3m/s时，其水头损失与流速的平方关系不再成立。答案：×43.对于同一管段，其水力坡度在恒定流条件下与流量成正比。答案：×44.在DMA建设中，边界阀门必须全部关闭，否则无法计算真实漏损。答案：×45.采用变频恒压供水时，水泵效率曲线越平坦，节能效果越显著。答案：√46.对于水泥砂浆内衬钢管，其粗糙系数随使用年限延长而逐渐减小。答案：×47.在瞬变流计算中，特征线法将偏微分方程转化为常微分方程求解。答案：√48.当管道埋深大于3m时，其地震动土压力可忽略不计。答案：×49.对PE管道，其设计应力与长期静液压强度之比即为最小安全系数。答案：√50.在管网水质监测中，AOC浓度越高，说明水质生物稳定性越好。答案：×四、计算题（共4题，共40分。请写出详细计算步骤）51.（10分）某城市输水管道长12km，管径DN800，管材为球墨铸铁，k=0.03mm，水温15℃，流量Q=1200m³/h。采用ColebrookWhite公式计算沿程水头损失hf，并进一步计算所需泵站扬程（忽略局部水头损失，高差ΔZ=35m，自由水头要求28m）。答案：1）v=Q/A=1200/3600/(π×0.8²/4)=0.663m/s2）Re=vd/ν=0.663×0.8/1.14×10⁻⁶=4.65×10⁵3）Colebrook迭代得λ=0.01784）hf=λ·L/d·v²/2g=0.0178×12000/0.8×0.663²/19.62=6.02m5）H=ΔZ+hf+Hfree=35+6.02+28=69.02m答：泵站扬程需69.0m。52.（10分）某环状管网中一环由4根管段组成，初始流量分别为q1=80L/s，q2=60L/s，q3=−90L/s，q4=−50L/s，对应阻力系数S1=2.5，S2=3.0，S3=2.0，S4=3.5s²/m⁵。采用HardyCross法第一次校正，求校正流量Δq及校正后各管段流量。答案：1）Δh=ΣSq²=2.5×0.08²+3.0×0.06²−2.0×0.09²−3.5×0.05²=0.016+0.0108−0.0162−0.00875=0.00185m2）Σ2Sq=2(2.5×0.08+3.0×0.06+2.0×0.09+3.5×0.05)=2(0.2+0.18+0.18+0.175)=1.47s²/m⁵3）Δq=−Δh/Σ2Sq=−0.00185/1.47=−0.00126m³/s=−1.26L/s4）校正后：q1=78.7，q2=58.7，q3=−91.3，q4=−51.3L/s答：Δq=−1.3L/s，校正后流量如上。53.（10分）某DN600钢管，壁厚8mm，弹性模量E=2.1×10¹¹Pa，水的体积弹性模量K=2.1×10⁹Pa，管内初始流速v0=1.5m/s。若末端阀门瞬间关闭，计算最大水锤压力升高值ΔP（采用儒科夫斯基公式）。答案：1）波速a=√[(K/ρ)/(1+K·D/E·e)]=√[(2.1×10⁹/1000)/(1+2.1×10⁹×0.6/2.1×10¹¹/0.008)]=√[2100/(1+0.6×2.1/2.1×10³/8)]≈√2100/1.0036≈1225m/s2）ΔP=ρav0=1000×1225×1.5=1.84×10⁶Pa=1.84MPa答：最大水锤升压1.84MPa。54.（10分）某DMA区域夜间最小流量记录为42m³/h，用户夜间合法用水估算为8m³/h，背景漏损指数BLI=1.2m³/h/km，管网总长18km，日均供水量为2800m³/d，求该区域真实漏损率（%）。答案：1）背景漏损BLI=1.2×18=21.6m³/h2）真实漏损=42−8−21.6=12.4m³/h3）日漏损量=12.4×24=297.6m³/d4）漏损率=297.6/2800×100%=10.6%答：真实漏损率10.6%。五、综合分析题（共2题，共30分）55.（15分）某沿海城市原水输水管道长28km，管径DN1200，设计流量2.4m³/s，管材为PCCP，设计压力0.8MPa。近期频繁出现爆管事故，经检测发现：（1）管内余氯几乎为零，生物膜厚度>3mm；（2）管壁钢筋锈蚀，出现纵向裂缝；（3）沿线三座空气阀失效，负压记录−0.05MPa；（4）实测水锤波速达1350m/s，远高于理论值。请结合材料、水力、水质、结构及运行管理角度，系统分析爆管根本原因，并提出综合改造方案（至少包含五项技术措施）。答案：根本原因：1）生物膜与余氯缺失导致微生物腐蚀（MIC），钢筋锈蚀膨胀开裂；2）空气阀失效，水锤负压反复作用，形成疲劳裂纹扩展；3）水锤波速升高源于管壁刚度增大（钢筋锈蚀产物）与气体含量减少，负压加剧裂缝扩展；4）运行压力管理缺失，夜间压力偏高；5）无在线水锤监测与预警。改造方案：1）投加次氯酸钠+氨氮协同消毒，恢复余氯0.3mg/L以上，定期投放生物分散剂；2）更换全线空气阀为高速进排气阀，增设双向调压塔4座；3）采用CCTV+声纳检测，对裂缝管段进行钢套管加固或CFRP缠绕；4）建立SCADA水锤在线监测，设置变频缓闭止回阀，关闭时间延长至30s；5）实施压力管理，夜间减压15%，建立DMA分区并安装PRV；6）对严重锈蚀管段更换为DN1200钢管，内衬FBE+环氧陶瓷，外壁采用3PE；7）建立管道健康数字孪生模型，实现寿命预测与风险动态排序。56.（15分）某高原城市供水管网最高日用水量8.5×10⁴m³/d，时变化系数1.5，现有水厂一座，通过两根DN700并联钢管向城区输水，单根长12km，水厂清水池最低水位2180m，城区控制点高程2215m，要求自由水头24m。现状测试发现：（1）水厂二级泵站额定扬程65m，实际运行扬程仅55m；（2）城区高峰时段控制点压力仅15m；（3）单根管道因锈蚀λ由0.018升至0.032；（4）夜间最小流量150m³/h，漏损噪声监测显示漏点密度3.2个/km