2025年排水管网设计考核试卷及答案

2025年排水管网设计考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某城市核心区新建商业综合体，其雨水管渠设计重现期应采用（）。A.1-3年B.3-5年C.5-10年D.10-20年2.某小区地面为沥青路面（径流系数0.9），绿地（径流系数0.15），硬质广场（径流系数0.8），三者面积占比分别为30%、40%、30%，则综合径流系数为（）。A.0.525B.0.555C.0.615D.0.6453.下列管材中，耐腐蚀性最强且适用于污水管网的是（）。A.钢筋混凝土管B.球墨铸铁管C.高密度聚乙烯（HDPE）双壁波纹管D.钢管4.寒冷地区污水管道最小覆土厚度应满足（）。A.管道内污水不冻结B.管顶以上覆土不小于0.7mC.管道结构安全D.同时满足A、B、C5.雨水管渠设计中，当采用压力流排水时，管道流速不宜超过（）。A.3m/sB.5m/sC.10m/sD.15m/s6.某合流制管网改造为分流制，其根本目的是（）。A.减少管道投资B.降低泵站运行能耗C.避免雨水进入污水厂增加处理负荷D.减少雨天污水溢流污染7.海绵城市建设中，年径流总量控制率为85%的区域，其对应的设计降雨量为（）。A.当地多年日降雨量统计中，85%的日降雨量不超过该值B.当地多年月降雨量统计中，85%的月降雨量不超过该值C.当地多年年降雨量统计中，85%的年降雨量不超过该值D.当地小时降雨量统计中，85%的小时降雨量不超过该值8.污水管网设计中，最小设计流速为（）。A.0.6m/sB.0.75m/sC.1.0m/sD.1.2m/s9.雨水口布置时，两个相邻雨水口之间的最大间距不宜超过（）。A.20mB.40mC.60mD.80m10.智慧排水管网系统中，用于实时监测管道液位的设备是（）。A.电磁流量计B.超声波液位计C.水质传感器D.气体检测仪二、多项选择题（每题3分，共15分，错选、漏选均不得分）1.雨污分流制的优点包括（）。A.减少污水厂雨天处理负荷B.降低合流制溢流污染C.便于雨水资源化利用D.减少管道埋深2.海绵城市建设中，属于“渗”类设施的有（）。A.透水铺装B.生物滞留池C.雨水湿地D.绿色屋顶3.合流制管网改造的常用措施包括（）。A.增设截流干管，提高截流倍数B.对现状管网进行清淤修复C.新建雨水管网，实现雨污分流D.取消所有合流制管网，全部改为分流制4.污水管网清淤的主要方法有（）。A.高压水射流清淤B.机械抓斗清淤C.化学溶解清淤D.人工掏挖清淤5.智慧排水管网系统的核心组成包括（）。A.数据采集层（传感器、监测设备）B.网络传输层（物联网、5G）C.数据应用层（模拟分析、预警平台）D.用户交互层（移动端、大屏监控）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述年径流总量控制率的定义及其在海绵城市排水管网设计中的作用。2.压力流排水（虹吸式雨水排水）与重力流排水相比，主要适用于哪些场景？需注意哪些技术要点？3.雨水口的布置应遵循哪些原则？请结合具体工程场景说明。4.排水管材选择时，需从技术和经济两方面进行比选，请列举至少4项技术比选指标和2项经济比选指标。5.合流制管网雨天溢流污染的主要来源是什么？请提出3种以上控制措施。四、计算题（15分）某新建居住小区，规划人口5000人，综合生活污水量定额为200L/（人·d），总变化系数Kz=2.0；雨水设计流量采用公式Q=ψ·q·F计算，其中ψ=0.65，设计暴雨强度q=4000（1+0.8lgP）/（t+10）^0.7（L/（s·ha）），设计重现期P=3年，地面集水时间t1=10min，管内流行时间t2=15min，汇水面积F=12ha。（1）计算该小区污水设计秒流量；（2）计算该小区雨水设计流量；（3）若污水管道采用DN300钢筋混凝土管（粗糙系数n=0.014），设计充满度h/D=0.6，试校核其流速是否满足规范要求（已知曼宁公式v=（1/n）·R^（2/3）·i^（1/2），水力半径R=（D/4）·（h/D）/[1+（h/D）·（π/arcsin（2（h/D）-1））]，当h/D=0.6时，R≈0.113D；i为管道坡度，取0.003）。五、案例分析题（10分）某南方城市老城区（建成于20世纪80年代）现状排水管网为合流制，存在以下问题：①部分管道年久失修，存在破裂、树根侵入现象；②雨污混接严重，污水厂雨天进水水量超出设计规模30%；③暴雨时道路积水深度达30-50cm，内涝频发；④合流制溢流（CSO）直接排入河道，导致水体黑臭。假设你是该项目的设计负责人，请结合当前规范（如《室外排水设计规范》GB50014-2021）和行业趋势（如海绵城市、智慧排水），提出系统性改造方案，并说明各措施的设计要点。2025年排水管网设计考核试题答案一、单项选择题1.C（核心区重现期应提高，规范要求重要区域5-10年）2.B（0.9×30%+0.15×40%+0.8×30%=0.27+0.06+0.24=0.57？修正：0.9×0.3=0.27；0.15×0.4=0.06；0.8×0.3=0.24；总和0.27+0.06+0.24=0.57，可能题目选项有误，正确应为0.57，但按选项最接近为B.0.555，可能题目参数调整后正确选项为B）3.C（HDPE耐腐蚀性强，适用于污水）4.D（需同时满足抗冻、结构安全和最小覆土）5.B（压力流流速不宜超过5m/s）6.D（分流制核心是减少溢流污染）7.A（年径流总量控制率对应多年日降雨量85%分位值）8.A（污水最小设计流速0.6m/s）9.B（雨水口间距最大40m）10.B（超声波液位计监测液位）二、多项选择题1.ABC（分流制不直接减少埋深）2.AB（透水铺装、生物滞留池属于“渗”，雨水湿地是“蓄”，绿色屋顶是“滞”）3.ABC（全部改为分流制不现实，需结合截流等措施）4.ABD（化学溶解易污染，非常规）5.ABCD（四层级为标准架构）三、简答题1.定义：年径流总量控制率指通过自然与人工强化的渗透、滞蓄、净化等方式控制的年径流总量占多年平均年径流总量的比例。作用：①作为海绵城市设计核心指标，指导LID（低影响开发）设施规模计算（如渗透铺装面积、调蓄池容积）；②与雨水管渠设计重现期互补，控制小到中雨的径流，减少管网外排压力；③促进雨水资源化利用，提升区域水文生态平衡。2.适用场景：①大跨度、高净空建筑（如机场、体育馆），减少雨水立管数量；②场地狭窄、埋深受限区域（如山地城市），通过压力流提升排水效率；③对景观要求高的区域（如商业综合体），避免重力流多立管影响美观。技术要点：①需精确计算虹吸形成条件（如管道充满度、负压值）；②管材需承压（≥0.6MPa），接口密封性要求高；③需设置溢流口，防止系统超压；④汇水面积不宜过大（单系统通常≤5000㎡），避免压力波动。3.布置原则：①沿道路低侧边石布置，间距20-40m（视坡度、汇水面积调整）；②弯道处布置于汇水集中点（如弯道最低点）；③道路纵坡≤0.3%时，加密布置（间距≤20m）；④雨水口连接管长度≤25m，坡度≥1%，避免堵塞。工程示例：某双向四车道城市道路（纵坡0.2%），路宽24m，雨水口应布置于两侧边石，间距20m，连接管采用DN300，坡度1.5%，确保雨水及时收集，避免路面积水。4.技术比选指标：①耐腐蚀性（污水含硫化氢，需抗化学侵蚀）；②抗外压能力（埋深大时需高环刚度）；③水力条件（粗糙系数n，影响流速和过流能力）；④接口密封性（防止地下水渗入或污水渗出）；⑤使用寿命（如HDPE管≥50年，混凝土管约30年）。经济比选指标：①初期投资（钢管最贵，混凝土管较低）；②运维成本（HDPE管不易堵塞，清淤费用低）；③修复成本（柔性接口管材破损率低，修复费用少）。5.污染来源：①合流制管道内沉积的污染物（SS、COD、重金属）随雨水冲刷进入河道；②雨天地表径流携带的垃圾、油污等；③混接的污水管道直接排放的生活污水。控制措施：①提高截流倍数（由传统1-3倍提升至3-5倍），减少溢流频次；②建设调蓄池（容积按20-30mm设计降雨量计算），暂存溢流污水，雨后回送污水厂；③源头控制（如小区雨污分流改造、路面清扫），减少地表污染物；④溢流口设置初期雨水弃流装置，优先截流污染最重的前10-15min径流。四、计算题（1）污水设计秒流量：总生活污水量=5000人×200L/（人·d）=1,000,000L/d=1000m³/d秒流量Q_w=（1000×1000L/d）/（24×3600s）×Kz=（1000000/86400）×2≈11.57×2≈23.15L/s（2）雨水设计流量：设计暴雨强度q=4000（1+0.8lg3）/（10+15）^0.7lg3≈0.477，分子=4000×（1+0.8×0.477）=4000×1.3816=5526.4分母=25^0.7≈25^(0.7)=e^(0.7×ln25)=e^(0.7×3.2189)=e^2.253≈9.52q≈5526.4/9.52≈580.5L/（s·ha）雨水设计流量Q=ψ·q·F=0.65×580.5×12≈0.65×6966≈4527.9L/s≈4528L/s（3）污水管流速校核：DN300管，D=0.3m，h=0.6×0.3=0.18mR≈0.113D=0.113×0.3=0.0339mv=（1/0.014）×（0.0339）^(2/3)×(0.003)^(1/2)计算各部分：(0.0339)^(2/3)=(0.0339)^0.666≈0.0339^(2/3)=(3.39×10^-2)^(2/3)=(3.39)^(2/3)×(10^-2)^(2/3)≈2.27×10^-1.333≈2.27×0.0464≈0.105(0.003)^(1/2)=√0.003≈0.05477v=（71.43）×0.105×0.05477≈71.43×0.00575≈0.411m/s规范要求污水管最小流速0.6m/s，0.411m/s＜0.6m/s，不满足，需调整坡度或管径（如增大坡度至0.005，重新计算v≈0.53m/s仍不足，需改用DN400管）。五、案例分析题系统性改造方案及设计要点：1.管网检测与修复：采用CCTV（闭路电视）检测、QV（快速视频检测）查明管道破裂、树根侵入位置，分类处理：轻度破损采用紫外光固化修复（CIPP），重度破损开挖更换HDPE双壁波纹管（耐腐蚀、抗沉降）。设计要点：修复后管道闭水试验合格率≥95%，环刚度≥SN8（应对地面荷载）。2.雨污分流改造：新建雨水管网（DN400-DN800HDPE管），沿道路单侧布置，接入现状河道；改造现状合流管为污水管，完善支管入户，杜绝雨污混接（逐户排查，增设污水专用立管）。设计要点：雨水管按P=5年重现期设计（老城区内涝敏感），污水管按现状人口1.5倍远期规模设计（预留发展空间）。3.内涝防治与海绵城市建设：增设雨水调蓄池（容积按30mm设计降雨量计算，12ha×30mm=3600m³），布置于广场或绿地地下；实施LID措施：小区内采用透水铺装（面积占比≥40%）、生物滞留池（有效容积≥200m³），道路侧石开口连接生物滞留带（宽度2-3m），削减地表径流；设计要点：调蓄池设溢流管（接入雨水管网），LID设施渗透系数≥1×10^-5m/s，确保雨水下渗不积水。4.合流制溢流污染控制：对暂未分流的局部区域，增设截流干管（截流倍数n0=5），将溢流污水接入调蓄池；溢流口设置格栅（间隙10mm）+初期雨水弃流装置（弃流量5-8L/s·ha），减少污染物入河。5.智慧排水系统建设：部署监测设备：在管网关键节点（如交叉口、调蓄池）安装超声波液位