老旧工业区雨洪管网改造考题及答案解析

老旧工业区雨洪管网改造考题及答案解析一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。每题的备选项中，只有1个最符合题意）1.老旧工业区雨洪管网改造中，当场地土壤存在重金属污染且未完全修复时，雨水入渗设施选用应优先考虑（）。A.普通下凹绿地B.渗透管渠C.防渗型生物滞留设施D.渗透检查井2.依据《室外排水设计标准》GB50014-2021，雨水管渠设计重现期应主要根据（）等因素确定。A.汇水地区性质、地形特点和气候特征B.仅按管径大小C.仅按道路等级D.仅按用地性质3.合流制管网截流倍数的定义是截流井截流的雨水量与（）之比。A.旱季污水量B.雨水设计流量C.工业废水量D.地下水入渗量4.在老旧工业区雨污分流改造中，原合流管保留用作污水管时，应对原管渠进行（）。A.只更换井盖B.结构检测、清淤和防渗修复C.加大管径D.直接废除5.雨水调蓄池有效容积计算中，初期雨水截流调蓄量可采用V=10hFψ估算，其中h的单位为（）。A.mB.mmC.cmD.L/s6.工业区雨水径流中，初期雨水污染物浓度较高的主要原因是（）。A.降雨后期冲刷能力弱B.初期雨水溶解氧高C.地表沉积物和管道沉积物被初期径流冲刷D.初期雨水温度低7.对老旧工业区现状雨水管网进行排水能力评估时，常采用曼宁公式计算管道过流能力，其表达式为（）。A.v=(1/n)R^{2/3}I^{1/2}B.v=nR^{2/3}I^{1/2}C.v=(1/n)R^{1/2}I^{2/3}D.v=nR^{1/2}I^{2/3}8.老旧工业区改造中，当用地紧张且需削减雨水峰值流量时，宜优先布置（）。A.大型地下调蓄池B.屋面绿化C.透水沥青路面D.拓宽道路边沟9.雨水管渠设计流量公式Q=ψqF中，ψ称为（）。A.暴雨强度B.径流系数C.汇水面积D.截流倍数10.老旧工业区雨洪改造中，对工业遗存建筑屋顶雨水进行断接处理，主要目的是（）。A.增加屋面荷载B.减少径流外排并延长径流路径C.提高建筑高度D.增加管道坡度二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分。每题的备选项中有2个或2个以上符合题意，错选不得分，少选每选对1个得0.5分）11.老旧工业区雨洪管网改造前应开展的基础调查内容包括（）。A.现状排水管网走向、管径、埋深和坡度B.土壤和地下水污染状况C.现状工业遗存建筑结构安全等级D.降雨资料和内涝积水记录E.周边河道常水位和洪水位12.下列属于源头减排设施的有（）。A.生物滞留设施B.透水铺装C.雨水花园D.末端污水处理厂E.绿色屋顶13.老旧工业区排水体制选择时，下列情形宜采用雨污分流制的有（）。A.新建区域排水系统B.原合流制系统改造条件较好C.受纳水体环境容量小D.工业废水与生活污水混合处理E.地下空间受限且无法新建雨水系统14.合流制溢流污染控制可采取的措施包括（）。A.设置截流井和调蓄池B.增加污水处理厂二级处理规模C.源头设置初期雨水弃流装置D.提高截流倍数E.雨污完全分流改造15.关于雨水调蓄池设计，下列说法正确的有（）。A.调蓄池宜设排空设施B.调蓄池有效容积应考虑排空时间C.调蓄池可兼作沉淀池去除部分SSD.调蓄池不应设溢流设施E.调蓄池进水口应设拦渣设施三、填空题（本大题共15空，每空1分，共15分。请将正确答案填写在横线上）16.雨水管渠宜按______流设计，污水管渠应按______流设计。17.暴雨强度公式q=167A₁(1+ClgP)/(t+b)^n中，t为______，P为______。18.径流系数ψ值的大小与______、______、地面坡度等因素有关。19.在满流圆管水力计算中，水力半径R等于______（用管径D表示）。20.雨水口间距应根据道路纵坡、横坡、______及______等因素确定。21.初期雨水弃流设施宜设置在雨水进入______或______之前。22.在雨污分流改造中，原有合流管保留为污水管时，其管径应经______校核，并应设置______防止倒灌。23.透水铺装的结构层一般包括透水面层、______、______和土基。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）24.简述老旧工业区雨污分流改造中，对现状合流制管网进行调查评估的主要内容。25.试述老旧工业区初期雨水污染控制常用的技术路线，并说明各环节作用。26.为什么老旧工业区雨水入渗设施必须考虑土壤和地下水污染风险？设计时应采取哪些防护措施？27.简述在老旧工业区雨洪管网改造中，如何确定雨水管渠设计重现期和内涝防治设计重现期。五、计算题（本大题共1小题，共10分）28.某老旧工业区改造区域，汇水面积F=12hm²，综合径流系数ψ=0.65，设计暴雨强度公式为q=2450(1+0.85lgP)/(t+11)^0.78L/(s·hm²)，设计重现期P=3a，降雨历时t=t₁+t₂=10min+15min=25min。试计算该区域雨水设计流量Q，并说明计算结果在管渠选型中的意义。六、综合分析题（本大题共1小题，共20分）29.某老旧工业区占地约35hm²，始建于20世纪60年代，现状为合流制排水系统，管渠老化、淤积严重，暴雨时多处内涝。场地调查发现局部土壤铅、锌和石油烃超标，地下水埋深约1.5m。周边有一条受纳河流，水环境功能为Ⅳ类。改造目标为：实现雨污分流，3年一遇降雨不积水，年径流总量控制率不低于70%，初期雨水污染削减不低于50%。请回答：（1）分析该工业区现状雨洪排水系统存在的主要问题；（2）提出排水体制改造总体方案；（3）说明源头减排设施布局时应重点考虑哪些因素；（4）给出初期雨水污染控制的具体措施及其规模估算思路；（5）说明改造后如何进行效果评估。参考答案与解析一、单项选择题1.答案：C解析：土壤重金属污染未修复时，雨水入渗可能溶解并携带污染物进入地下水，造成污染扩散。应选用防渗型生物滞留设施，在底部和侧壁设置防渗层，收集处理后再排放。2.答案：A解析：《室外排水设计标准》GB50014-2021规定，雨水管渠设计重现期应根据汇水地区性质、地形特点、气候特征等因素确定，并经技术经济比较后取值。3.答案：A解析：截流倍数n₀是指截流井截流的雨水量与旱季污水量之比，常用n₀=1~5，具体取值需结合受纳水体环境容量和溢流控制要求。4.答案：B解析：原合流管保留用作污水管时，必须进行结构检测、清淤和防渗修复，防止地下水入渗增加污水量，同时防止污水外渗污染土壤和地下水。5.答案：B解析：V=10hFψ中，h为初期雨水截流深度，单位mm；F为汇水面积，单位hm²；ψ为径流系数；10为单位换算系数，1mm×1hm²=10m³。6.答案：C解析：初期雨水冲刷地表、屋面、管渠中的沉积物，携带大量SS、COD、重金属、油类等污染物，因此初期雨水污染物浓度较高。7.答案：A解析：曼宁公式为v=(1/n)R^{2/3}I^{1/2}，其中n为粗糙系数，R为水力半径，I为水力坡度。8.答案：A解析：用地紧张时，大型地下调蓄池可有效削减雨水峰值流量，占地少，但投资和运行费用较高；其他措施需一定地面空间。9.答案：B解析：Q=ψqF中，Q为雨水设计流量，ψ为径流系数，q为设计暴雨强度，F为汇水面积。10.答案：B解析：屋面雨落管断接至绿地、雨水花园等源头设施，可减少径流外排量、削减峰值流量、延长径流路径并净化水质。二、多项选择题11.答案：ABDE解析：现状工业遗存建筑结构安全等级与雨洪管网改造直接关联较小，不属于雨洪改造基础调查的必要内容。其余选项均为改造前应调查的基础资料。12.答案：ABCE解析：末端污水处理厂属于末端处理设施，不属于源头减排设施。生物滞留设施、透水铺装、雨水花园、绿色屋顶均属于源头减排设施。13.答案：ABC解析：工业废水与生活污水混合处理需根据水质和排放标准确定，不是选择雨污分流的直接条件；地下空间受限且无法新建雨水系统时，可能制约分流改造。新建区域、改造条件较好、受纳水体环境容量小均宜采用雨污分流制。14.答案：ACDE解析：增加污水处理厂二级处理规模不能直接控制合流制溢流污染，雨季污水处理厂处理能力有限。设置截流井和调蓄池、源头初期雨水弃流、提高截流倍数、雨污完全分流改造均可有效控制合流制溢流污染。15.答案：ABCE解析：调蓄池应设溢流设施，防止超设计标准雨水时池体超压。调蓄池宜设排空设施，有效容积应考虑排空时间，可兼作沉淀池去除部分SS，进水口应设拦渣设施。三、填空题16.答案：满；非满解析：雨水管渠宜按满流设计，污水管渠应按非满流设计，以保证污水管道通风和防止压力流。17.答案：降雨历时；设计重现期解析：t为降雨历时，单位min；P为设计重现期，单位a。18.答案：下垫面类型；土壤前期湿润程度解析：径流系数受下垫面类型、土壤前期湿润程度、降雨历时、降雨强度、地面坡度等因素影响。19.答案：D/4解析：满流圆管过水断面面积A=πD²/4，湿周P=πD，水力半径R=A/P=D/4。20.答案：道路宽度；暴雨强度解析：雨水口间距应根据道路纵坡、横坡、道路宽度、暴雨强度及汇水面积等因素确定，以保证路面雨水及时收集。21.答案：调蓄池；雨水管网解析：初期雨水弃流设施宜设置在雨水进入调蓄池或雨水管网之前，将初期污染较重的雨水分离。22.答案：旱季污水量；防倒流设施解析：原合流管保留为污水管时，管径应经旱季污水量校核，防止流速过低造成淤积；同时应设置防倒流设施，防止河水或雨水倒灌。23.答案：透水基层；透水底基层解析：透水铺装结构层一般包括透水面层、透水基层、透水底基层和土基，各层均需满足透水和承载力要求。四、简答题24.答案要点：（1）管网现状普查：查明管渠走向、管径、埋深、坡度、连接关系、检查井及雨水口位置、材质和结构状况；（2）运行状况检测：采用CCTV、声呐等手段检测管道破损、错口、脱节、渗漏、淤积、树根侵入等缺陷；（3）水量水质调查：实测旱季污水量、雨季合流水量、工业废水水量水质、地下水入渗量；（4）排水口调查：摸清沿河、沿湖排口位置、管径、排放规律及溢流情况；（5）周边环境调查：土壤、地下水污染状况、地下管线及建筑基础等限制条件。解析：全面调查评估可为改造方案提供基础数据，避免盲目保留或废除管道。25.答案要点：（1）源头削减：通过屋面断接、透水铺装、生物滞留设施等减少径流总量和污染物负荷；（2）初期雨水弃流与截流：设置弃流装置或截流井将初期污染较重的雨水截流至污水系统或调蓄处理设施；（3）调蓄与处理：设置调蓄池、沉淀池或人工湿地，对截流初期雨水进行调蓄、沉淀、过滤和生物处理；（4）末端排放控制：处理达标后排放或排入市政污水系统，防止初期雨水直接排入受纳水体。解析：应体现“源头—过程—末端”全过程控制理念。26.答案要点：原因：老旧工业区长期工业生产可能造成土壤和地下水中重金属、有机物等污染，雨水入渗会溶解、携带污染物，造成污染扩散，威胁地下水和周边环境。防护措施：（1）开展土壤和地下水污染调查，划定污染范围；（2）在污染区域采用防渗型生物滞留设施、防渗膜隔离；（3）设置地下水水位监测井，控制入渗设施底部与地下水位距离；（4）对入渗雨水进行预处理，设置沉淀、过滤等设施；（5）对超标区域禁止入渗，改为收集处理后排放。解析：需从环境风险识别和工程防护两方面回答。27.答案要点：（1）雨水管渠设计重现期：根据汇水地区性质、地形特点、气候特征，按《室外排水设计标准》选取，一般地区2~5年，重要地区、地势低洼地区、内涝风险高的老旧工业区可适当提高至5~10年；（2）内涝防治设计重现期：根据城市规模、功能定位和积水影响程度，按《城镇内涝防治技术规范》确定，一般为20~50年，特大城市重要地区可采用50~100年；（3）两者应协调校核：雨水管渠满足设计重现期排水能力，超过管渠标准的降雨通过地表漫流、调蓄设施和排涝泵站等共同满足内涝防治重现期要求；（4）老旧工业区改造应结合易涝点整治，进行排水能力复核和水力模型模拟。解析：区分管渠标准和内涝防治标准，避免混淆。五、计算题28.答案与解析：（1）计算设计暴雨强度：lg3≈0.47711+0.85lg3=1+0.85×0.4771=1.4055分子=2450×1.4055=3443.475t=25min，分母=(25+11)^0.78=36^0.7836^0.78=e^{0.78×ln36}=e^{0.78×3.5835}=e^{2.7951}≈16.36q=3443.475/16.36≈210.5L/(s·hm²)（2）计算设计流量：Q=ψqF=0.65×210.5×12=1641.9L/s≈1.64m³/s（3）意义：设计流量用于确定雨水管渠断面尺寸和坡度，管渠过流能力应不小于1.64m³/s；同时用于校核现状管道是否满足改造后排水能力，并为调蓄设施规模提供依据。六、综合分析题29.答案与解析：（1）主要问题：①合流制系统雨天溢流污染严重，初期雨水和污水混合排入受纳河流，影响水环境；②管渠老化、渗漏、淤积，过流能力不足，暴雨时排水不畅造成内涝；③下垫面硬化率高，径流系数大，雨水峰值流量大；④土壤和地下水存在污染，入渗设施布设受限制，存在污染扩散风险；⑤地下水埋深浅，地下构筑物和管道施工难度大，入渗效率低；⑥缺乏源头减排和调蓄设施，排水标准偏低。（2）排水体制改造总体方案：①采用雨污分流制，新建污水管网，原合流管经检测修复后保留用作污水管或废除重建；②新建雨水管网，按3年一遇设计重现期进行管渠设计，并按内涝防治标准校核；③对工业废水和生活污水分别收集，工业废水需预处理达标后接入市政污水系统；④沿河排口设置截流井和防倒流设施，防止河水倒灌；⑤结合竖向设计，划分排水分区，设置雨水调蓄池和排涝泵站，解决低洼区积水。（3）源头减排设施布局重点因素：①土壤和地下水污染分布：污染区域禁止或限制雨水入渗，采用防渗型设施；②地下水位埋深：入渗设施