给水工程考试题库及答案

给水工程考试题库及答案一、给水水源与取水工程1.【单选】某河流百年一遇最枯流量为12m³/s，设计取水规模6m³/s，采用岸边式固定取水构筑物。下列哪项措施对防止泥沙淤积最有效？A.设置底栏栅截沙坎B.进水孔前缘加装垂直导流板C.取水口前设冲沙闸并定时开启D.提高取水泵房底板高程0.5m答案：C解析：冲沙闸可在低水位时利用泄流冲走沉积泥沙，是主动防淤措施；底栏栅截沙坎对推移质有效但对悬移质作用有限；导流板主要改善流态；抬高泵房底板仅减少进水孔淹没深度，不能解决淤积。2.【多选】关于水库分层取水，下列说法正确的有：A.夏季表层藻类多，宜采用中层取水B.冬季库底缺氧，宜采用表层取水C.多层取水塔孔口高程差一般不小于3mD.采用斜板取水可兼顾表层与底层水质答案：A、B、C解析：斜板取水属单层固定式，无法同时兼顾表层与底层；多层塔式通过不同高程孔口切换，可实现“避藻、避臭、避低温”。3.【计算】某地下水水源地含水层厚20m，渗透系数15m/d，影响半径350m，完整井半径0.2m，井内降深4m，求单井出水量（m³/d）。答案：Q=2πKMSw/ln(R/rw)=2×3.14×15×20×4/ln(350/0.2)=7536m³/d解析：采用Thiem公式，Sw为井壁降深，M为含水层厚度，R为影响半径，rw为井半径。4.【案例】某市欲在长江干流新建10万m³/d取水工程，枯水位8.12m（吴淞高程），河床高程0.5m，设计保证率97%。试确定取水头部顶高程并说明理由。答案：头部顶高程≤6.62m。解析：按《室外给水设计标准》GB500132018，进水孔上缘在最低水位下≥1.5m，8.121.5=6.62m；同时应高于河床0.3m防淤，6.620.5=6.12m＞0.3m，满足双重要求。二、混凝与絮凝5.【单选】某原水水温4℃，投加硫酸铝30mg/L，需碱度（CaCO₃计）不足，下列补碱剂中单位质量提供HCO₃⁻最多的是：A.NaHCO₃B.Na₂CO₃C.CaOD.Ca(OH)₂答案：A解析：NaHCO₃1mmol提供1mmolHCO₃⁻，且溶解度高；Na₂CO₃需先水解生成HCO₃⁻，效率低；CaO、Ca(OH)₂先中和酸度再提供HCO₃⁻，路径长且产渣多。6.【多选】关于絮凝池G值，下列说法错误的有：A.G值越大，絮体越密实B.机械絮凝池G值通常高于水力絮凝池C.絮凝末端G值一般控制在20s⁻¹左右D.絮凝过程平均G值×时间即Camp数，宜在2×10⁴~10⁵答案：A、B解析：G值过大易剪碎絮体，密实度反而下降；机械絮凝可通过减速搅拌实现低G值，与水力絮凝无绝对高低之分；末端G值20s⁻¹、Camp数2×10⁴~10⁵为规范推荐。7.【计算】设计流量1.5m³/s，絮凝池分为三段，每段容积分别为200m³、300m³、400m³，水的动力黏度1.14×10⁻³Pa·s，求平均G值。答案：总水力停留时间T=900/1.5=600s，总水头损失h=Σ(Gi²·μ·Vi/Q)，设三段G分别为70、50、30s⁻¹，则h=(70²×1.14×10⁻³×200+50²×1.14×10⁻³×300+30²×1.14×10⁻³×400)/1.5=0.34m，平均G=√(ρgh/μT)=√(1000×9.81×0.34/1.14×10⁻³×600)=44s⁻¹解析：利用能量耗散定义式G=√(P/μV)，P=ρgQh，合并得G=√(ρgh/μT)。8.【案例】某水厂原水浊度15NTU，投加PAC20mg/L后，ζ电位由18mV升至5mV，继续投加至30mg/L，ζ电位+2mV，上清液浊度反而升高至12NTU，试解释原因并提出优化措施。答案：过量PAC使胶体反号再稳，导致浊度升高；应降低投加量至25mg/L左右，或改用复合絮凝剂（PAC+PAM）增强吸附架桥，减少反号风险。三、沉淀与澄清9.【单选】异向流斜板沉淀池液面负荷8m³/(m²·h)，板长1.5m，倾角60°，板间距50mm，求临界沉速u₀。答案：u₀=q·sinθ=8/3600×sin60°=1.92×10⁻³m/s解析：异向流临界沉速等于液面负荷乘以倾角正弦，表征可去除最小颗粒沉速。10.【多选】下列关于机械搅拌澄清池的描述正确的有：A.第一反应室循环流量为进水量的3~5倍B.第二反应室上升流速控制在50~70m/hC.污泥回流比越大，出水浊度一定越低D.清水区液面负荷宜≤2.5m³/(m²·h)答案：A、B、D解析：污泥回流比过大，会导致絮体破碎或翻池，出水浊度反而升高，并非越大越好。11.【计算】平流沉淀池长60m，宽12m，水深3.5m，流量0.8m³/s，原水颗粒沉速分布：0.2mm/s占30%，0.4mm/s占40%，0.6mm/s占30%，求总去除率。答案：表面负荷q=Q/A=0.8/(60×12)=1.11×10⁻³m/s=1.11mm/s；去除率P=0.3×(0.2/1.11)+0.4×1+0.3×1=27+40+30=97%解析：沉速≥q的颗粒全部去除，＜q的按u/q比例去除。12.【案例】某水厂斜管沉淀池运行三年后出现“翻池”现象，清水区浊度骤升至20NTU，检查排泥阀正常，试分析三种可能原因并给出诊断步骤。答案：原因1：斜管内壁生物膜或泥渣沉积，有效过水断面减小，导致局部上升流速过大；诊断：测量不同区域上升流速，拆池检查斜管堵塞率。原因2：进水流量超过设计值，液面负荷超标；诊断：对比在线流量计与额定流量。原因3：加药系统故障，絮凝剂未投加，微絮体直接进入；诊断：检测出厂PAC计量泵冲程与出口药液浓度。处理：高压水冲洗斜管，调整流量，校准加药。四、过滤13.【单选】某石英砂滤料d₁₀=0.55mm，不均匀系数K₈₀=1.4，滤层厚800mm，反冲洗膨胀率45%，求反冲洗后水头损失（清洁滤层，水温20℃，ν=1×10⁻⁶m²/s，孔隙率m=0.4）。答案：h=180ν(1m)²L₀v/(gm³d²)=180×10⁻⁶×(10.4)²×0.8×1.2×10⁻²/(9.81×0.4³×0.55²×10⁻⁶)=0.53m解析：采用Ergun公式层流项，v为反冲强度12L/(m²·s)，d取d₁₀。14.【多选】下列关于气水反冲洗的描述错误的有：A.气冲阶段滤层不膨胀B.水冲强度一般低于单水反冲C.气冲可剪切去除滤料表面泥球D.气水同时冲阶段滤层膨胀率最大答案：A、D解析：气冲阶段气泡上升使滤料局部扰动，虽整体膨胀率小但非零；最大膨胀率出现在单独水冲阶段。15.【计算】一座四格虹吸滤池，单格面积25m²，设计滤速8m/h，强制滤速≤11m/h，求最大允许停运格数。答案：设停运x格，则8×4/(4x)≤11，解得x≤1.09，取整x=1解析：强制滤速=总流量/运行面积，停运过多会导致运行格滤速超标。16.【案例】某水厂V型滤池运行两个月后，出现周期缩短至12h（原24h），反冲后初滤水浊度5NTU，砂面出现5cm厚泥球，分析原因并提出三种恢复措施。答案：原因：助冲水强度不足，滤料表面泥球未脱附，导致过早堵塞。措施1：提高气冲强度至16L/(m²·s)并延长2min；措施2：投加次氯酸钠2mg/L连续7d抑制微生物黏泥；措施3：停池人工翻砂，筛分去除泥球，补砂至设计厚度。五、消毒与管网17.【单选】某水厂清水池容积5000m³，流量2m³/s，采用自由氯消毒，CT值要求≥30min·mg/L，求最低投加量（假设瞬时混合，清水池为理想推流）。答案：T=V/Q=5000/2=2500s=41.7min，C≥30/41.7=0.72mg/L解析：理想推流T=V/Q，CT概念中C为剩余消毒剂浓度，T为接触时间。18.【多选】下列关于二次加氯的说法正确的有：A.可设在管网中途泵站吸水井B.加氯量需考虑管网余氯衰减模型C.二次加氯会增大三卤甲烷生成潜能D.二次加氯点应靠近大用户水表井答案：A、B、C解析：二次加氯点应设在管网水力停留时间较长区域，而非大用户水表井，避免用户端余氯过高。19.【计算】DN800钢管长12km，C=120，流量1200L/s，水头损失采用HazenWilliams公式，求水头损失（m）。答案：hf=10.67LQ¹·⁸⁵/(C¹·⁸⁵D⁴·⁸⁷)=10.67×12000×1.2¹·⁸⁵/(120¹·⁸⁵×0.8⁴·⁸⁷)=18.4m解析：Q单位m³/s，D单位m，L单位m，结果直接为米水柱。20.【案例】某城市管网末梢余氯连续一周低于0.05mg/L，大肠杆菌检出，检测二次加氯站运行正常，试建立系统诊断流程。答案：步骤1：沿程布点采样，绘制余氯衰减曲线，定位突变段；步骤2：检测突变段管龄、材质、夜间最小流量，判断是否滞留；步骤3：采用EPANET建立动态模型，校核管壁衰减系数Kb；步骤4：若Kb>1.2d⁻¹，考虑管壁生物膜耗氯，投加次氯酸钠冲洗，或实施管道内衬修复；步骤5：调整二次加氯点位置与投加量，确保末梢余氯≥0.05mg/L且≤0.3mg/L。六、泵站与调节构筑物21.【单选】某取水泵站吸水管DN1200，长25m，局部阻力系数Σξ=6.5，沿程阻力系数λ=0.018，设计流量2.4m³/s，求吸水管道总水头损失（m）。答案：v=Q/A=2.4/(0.785×1.2²)=2.12m/s，hf=(λL/D+Σξ)v²/2g=(0.018×25/1.2+6.5)×2.12²/19.6=1.67m解析：总损失=沿程+局部，注意单位统一。22.【多选】下列关于清水池有效容积的说法正确的有：A.应满足调度曲线最大调节容量B.消防储备按同一时间两次火灾、每次2h计C.水厂自用水率可按设计规模的5%~10%计D.安全储量不宜小于最大单台泵30min水量答案：A、C、D解析：消防储备按同一时间一次火灾、延续2h，非两次。23.【计算】某城市最高日用水量12万m³/d，时变化系数1.3，水厂二级泵房设5台同型号泵，其中1台备用，求单泵流量（m³/h）。答案：Qh=120000×1.3/24=6500m³/h，工作泵4台，单泵Q=6500/4=1625m³/h解析：按最高日最高时流量配置工作泵，备用泵不计入。24.【案例】某送水泵站采用变频调速，运行中出现压力周期性振荡（周期约60s），振荡幅度0.12MPa，已排除水锤与调节器参数问题，试分析三种可能水力原因并给出验证方法。答案：原因1：泵喘振，叶片进口回流引起；验证：测泵进口压力脉动频谱，若主频=轴频×叶片数，则为喘振。原因2：管道气囊滞留，弹性体周期性压缩膨胀；验证：关闭末端阀，观察振荡是否消失，分段排气。原因3：调压塔水位波动与泵扬程耦合共振；验证：临时封闭调压塔，振荡衰减则确认。处理：增设进口导流栅、彻底排气、调整调压塔阻尼孔尺寸。七、水质仪表与自动控制25.【单选】在线余氯仪采用DPD比色法，其测量周期为2min，若试剂稳定性为30d，每套试剂价格400元，则年运行耗材成本约为：A.4800元B.2400元C.1600元D.800元答案：C解析：30d更换一次，年更换12次，12×400=4800元，但单套仪器通常配双通道，两通道共用试剂，实际周期延长一倍，故4800/3≈1600元。26.【多选】关于SCADA系统，下列说法正确的有：A.PLC的扫描周期一般小于100msB.采用ModbusRTU协议时，波特率越高，传输距离越短C.水厂控制级与调度中心级之间必须采用光纤专用通道D.冗余服务器切换时间应≤2s答案：A、B、D解析：控制级与调度中心可采用VPN专网，非必须光纤专用。27.【计算】某原水pH=7.2，碱度80mg/L（CaCO₃），投加PAC后剩余Al³⁺0.15mg/L，求铝离子水解产生的H⁺浓度（mol/L）及最终pH（忽略其他缓冲）。答案：Al³⁺+H₂O→Al(OH)²⁺+H⁺，每1molAl³⁺产生1molH⁺；0.15mg/L=5.56×10⁻⁶mol/L，故Δ[H⁺]=5.56×10⁻⁶，原[H⁺]=6.3×10⁻⁸，可忽略，pH≈log(5.56×10⁻⁶)=5.25解析：铝水解显著降低pH，需现场补碱。28.【案例】某水厂出水浊度在线仪读数连续偏高，但实验室比对<0.1NTU，试列出四种现场排查步骤。答案：步骤1：检查仪器的90°散射光窗口是否附着气泡，用软刷清洗；步骤2：切换备用光路，观察是否漂移，判断LED光源老化；步骤3：用0.1NTU标准液校准，记录偏移量，若>±5%则重新标定；步骤4：检查取样管路是否负压进气，导致微气泡干扰，调整取样泵后压力>0.02MPa。八、排泥水处理与回用29.【单选】某水厂日排泥水1200m³，含固率0.5%，拟采用重力浓缩，固体通量取50kg/(m²·d)，求浓缩池最小面积（m²）。答案：干泥量=1200×0.5%×1000=6000kg/d，A=6000/50=120m²解析：固体通量定义为单位面积每日承受干固体质量。30.【多选】下列关于板框压滤机的描述正确的有：A.进泥含固率一般要求≥2%B.压榨压力越高，泥饼含固率一定越高C.化学调质常用PAM阳离子型D.滤布清洗周期与进水硬度有关答案：A、C、D解析：压榨压力存在最优值，过高易使泥饼压缩回弹，含固率反而下降。31.【计算】排泥水经浓缩后含固率3%，投加PAM3kg/t干泥，经板框压滤后泥饼含固率38%，求每万立方米原水产生泥饼体积（原水浊度15NTU，浊度—干泥转换系数1.5）。答案：干泥=10000×15×1.5/1000=225kg，泥饼体积=225/0.38/1000=0.59m³解析：泥饼体积=干泥量/含固率/密度，密度近似1t/m³。32.【案例】某水厂排泥水回用至原水管道，运行一月后发现滤池周期缩短，反冲水耗增加20%，检测回用水藻类浓度达8000万个/L，试提出三种控制策略并比较优缺点。答案：策略1：回用前增设微滤膜，孔径10μm，可去除藻类，但投资高、膜污染需反洗；策略2：回用点改至混合井前，利用混凝剂灭活藻类，成本低但可能增加后续消毒副产物；策略3：间歇回用，在藻类高发期（春秋）停止回用，运行简单但水资源浪费。综合推荐：策略2+季节性切换，经济可行。九、给水系统运行调度与节能33.【单选】某水厂送水泵站采用大小泵搭配，大泵效率86%，小泵效率82%，若日负荷曲线呈“双峰”，夜间低负荷0.3Qh，下列调度方案最节能的是：A.1台大泵变频运行B.1台小泵定频运行C.1台小泵变频运行D.2台小泵定频并联答案：C解析：小泵变频可避开低效区，夜间低负荷时比大泵变频节能约8%。34.【多选】关于供水系统漏损控制，下列说法正确的有：A.夜间最小流量法可估算背景漏损B.DMA分区面积一般不大于5000户C.采用压力管理后，漏损率可下降30%~50%D.金属管道漏点主要发生在承插口答案：A、C、D解析：DMA面积宜控制在1000~3000户，过大则灵敏度下降。35.【计算】某城市年供水量7300万m³，漏损率18%，采用压力管理后，压力由0.42MPa降至0.32MPa，漏损指数N1=1.15，求年节水量（万m³）。答案：漏损量=7300×18%=1314万m³，节水量=1314×[1(0.32/0.42)^1.15]=1314×0.24=315万m³解析：压力—漏损模型Q∝P^N1。36.【案例】某水厂取水泵站前池水位夜间骤降0.8m，导致泵汽蚀，排查发现上游10km处河道非法采砂，形成3m深坑，试给出水力应急与法律取证并行方案。答案：水力应急：立即启动备用深井泵，降低取水泵安装高程0.5m（临时沉箱），保证汽蚀余量NPSHa≥NPSHr+1m；同步在取水口前抛填沙袋形成临时围堰，抬升前池水位0.4m。法律取证：采用RTK无人机测量河道断面，对比历史DEM数据，计算非法采砂量；调取卫星遥感影像（Sentinel2，10m分辨率），时间序列证明坑体扩大过程；向水利监察部门提交报告，申请立案。十、综合设计与新技术37.【单选】某新建水厂规模20万m³/d，原水微污染，CODMn4.5mg/L，氨氮0.8mg/L，下列工艺组合中，既保证水质又最经济的是：A.原水→臭氧生物活性炭→常规处理→出水B.原水→常规处理→臭氧生物活性炭→出水C.原水→粉末炭应急→常规处理→出水D.原水→常规处理→超滤→出水答案：B解析：后置臭氧生物活性炭可深度去除CODMn、氨氮，且利用原有常规处理，投资低；前置臭氧易破坏混凝，粉末炭无法连续