给水排水管网期末试题

给水排水管网期末试题一、名词解释（共6题，每题3分，总计18分）比流量：给水管网水力计算中，假定沿线配水流量均匀分布在承担配水功能的管段计算长度上，单位长度配水干管所承担的沿线配水流量，单位为L/(s·m)，是计算沿线流量、节点流量的基础参数，计算时需扣除不配水的输水干管长度及已折算为集中流量的大用户配水量。节点流量：将各管段承担的沿线流量按照“两端节点各分摊50%”的原则折算至相邻管段端点，再叠加节点处直接接入的集中流量所得到的节点出流量，是给水管网水力计算的基本输入条件，所有节点流量之和与管网总供水量保持平衡。排水体制：指城镇区域内生活污水、工业废水、降水等不同类型废水的收集、输送、排放方式，核心分为合流制与分流制两大类，不同排水体制的建设投资、污染控制效果、运行维护成本存在显著差异，是城镇排水系统规划的核心决策内容。暴雨强度重现期：暴雨强度设计中，某一特定强度的暴雨事件在长期观测序列中平均出现一次的间隔时间，单位为年，是雨水管渠设计标准的核心参数，重现期取值越高，管渠设计排涝能力越强，内涝风险越低，对应建设投资也越高。经济管径：给水排水管道设计中，在确定的设计流量、电价水平、管道造价、投资回收周期条件下，使得管道全寿命周期内建设投资与运行能耗费用之和最低的管径，选择经济管径是平衡工程初期投资与长期运行成本的核心手段。管道覆土厚度：指管道外壁顶部到地面的垂直距离，设计中需满足地面荷载传递、防冻、防外力破坏的规范要求，其中车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m，给水管在冰冻线以下需满足管顶埋深大于冰冻深度0.15m的要求。二、单项选择题（共15题，每题1分，总计15分）给水管网比流量计算的核心假设前提是（）A.所有输水、配水干管均承担均匀配水功能B.沿线居民用水流量均匀分布在全部配水干管的计算长度上C.大用户集中流量需折算为比流量统一分配D.配水流量与管段直径成正比分布根据《室外排水设计标准》GB50014-2021，城镇污水管渠的最小设计流速为（）A.0.4m/sB.0.6m/sC.0.75m/sD.1.0m/s下列排水体制中，可同时实现污水全收集处理与初期雨水污染控制，水环境保护效果最优但初期投资最高的是（）A.截流式合流制B.完全分流制C.半分流制（带初期雨水截流的分流制）D.不完全分流制排水管道设计中，覆土厚度的计量基准是（）A.管顶内壁至地面的垂直距离B.管顶外壁至地面的垂直距离C.管底内壁至地面的垂直距离D.管底外壁至地面的垂直距离给水管网设计中的控制点（最不利点）是指（）A.距离二级泵房直线距离最远的节点B.地形标高最高的节点C.自由水头要求最高的大用户节点D.满足服务水头所需供水压力最大的节点暴雨强度公式q=167A1(1+ClgP)(给水管网设计完成后，下列不属于必须开展的水力核算工况的是（）A.最高日最高时消防供水工况B.最不利管段故障时的事故供水工况C.设有网中水塔或对置水塔时的最大转输工况D.凌晨最小用水量工况雨水管渠设计折减系数的核心物理意义是（）A.考虑管内雨水实际流行速度小于设计流速、管内空隙存在调蓄作用引入的时间修正值B.考虑地面集水时间受地形影响引入的流量折减系数C.考虑径流系数随降雨强度变化引入的修正系数D.考虑管道淤积导致过流能力下降引入的安全系数经济管径选择的核心决策依据是（）A.管道建设造价最低B.泵站运行电费最低C.管道全寿命周期年折算费用最低D.管道水头损失最小排水管道衔接设计中，当上下游管道管径差异较大（下游管径大于上游管径）时，为尽可能减小下游管道埋深，优先采用的衔接方式是（）A.管顶平接B.水面平接C.管底平接D.跌水连接采用对置水塔（网后水塔）布置的给水管网系统，在最高日最高时供水工况下，供水分界线通常出现在（）A.水厂出水点位置B.水塔设置位置C.水厂与水塔之间的供水平衡节点D.管网最末端用户节点城镇污水管网设计流量组成中，不包含下列哪项流量（）A.综合生活污水设计流量B.排入管网的工业废水设计流量C.地下水渗入量D.雨水设计流量下列给水管网布置形式中，管线总长度最短、投资最省但供水可靠性最差的是（）A.环状网B.树状网C.分区供水网D.混合布置网生活给水管网水力计算中，局部水头损失通常按沿程水头损失的（）进行估算A.5%~10%B.10%~15%C.20%~30%D.40%~50%

15.雨水设计流量推理公式Q=ψqF中，参数ψ的含义是（）

A.地面平均坡度B.径流系数三、简答题（共4题，每题7分，总计28分）试对比给水管网树状网与环状网的结构特征、优缺点及适用场景。简述城镇排水体制的主要分类、选择基本原则，并列举当前我国老城区合流制溢流（CSO）污染控制的常用工程措施。简述给水管网控制点的核心定义、识别方法，说明控制点对管网设计与运行的指导作用。简述雨水管渠设计折减系数的传统取值逻辑，结合当前我国城市内涝防治与海绵城市建设要求，说明最新规范将折减系数统一取1的主要原因。四、计算题（共2题，第1题20分，第2题19分，总计39分，计算结果保留2位小数，需写出完整计算步骤）某平原城镇采用树状布置的生活给水管网，二级泵房位于0节点，节点地面标高为28.00m，管网布置及参数如下：管段0-1为输水干管，不承担沿线配水，长度800m；管段1-2长度1200m、管段1-3长度600m、管段2-4长度700m、管段2-5长度900m，以上4段均为单侧配水的配水干管，无转输集中流量。各节点集中流量分别为：节点1为12L/s、节点2为18L/s、节点3为8L/s、节点4为6L/s、节点5为10L/s。管网最高日最高时总供水量为132L/s，所有管段采用球墨铸铁管，海曾-威廉系数C=100，各节点要求最小服务水头为28m（以地面为基准），水力计算采用海曾-威廉公式计算沿程水头损失：hf=10.67Q1.852LC（2）计算各节点的节点流量，并校核流量平衡；（3）从管网末端逆向推导各管段的计算流量；（4）根据经济流速选择各管段的合理管径，计算各管段沿程水头损失；（5）计算各节点满足服务水头所需的0节点供水压力，确定管网控制点及二级泵房在0节点需提供的最小自由水压。某城镇居住小区枝状污水管网共设3个设计管段（1-2、2-3、3-4），4点为市政干管接入井，所有管段采用钢筋混凝土圆管，粗糙系数n=0.013，设计需满足以下规范要求：最小设计流速0.6m/s，最大设计流速5m/s；最小管径DN300对应最小设计坡度0.003，DN400对应最小设计坡度0.002，DN500对应最小设计坡度0.0015；最大设计充满度要求为DN300取0.55、DN400取0.65、DN500取0.70；管道最小覆土厚度0.7m，管段衔接采用管顶平接方式；生活污水总变化系数可按内插法计算：平均流量≤5L/s时Kz=2.3、10L/s时Kz=2.0、20L/s时Kz=1.8、50L/s时Kz=1.5、≥100L/s时Kz=1.3。已知设计参数如下：①服务区域参数：管段1-2服务面积8.2hm²，人口密度450人/hm²，生活污水定额160L/(人·d)；管段2-3新增服务面积12.5hm²，人口密度480人/hm²，污水定额150L/(人·d)；管段3-4新增服务面积10.8hm²，人口密度420人/hm²，污水定额180L/(人·d)。②集中流量参数：节点1接入公共建筑污水流量3.2L/s，节点2接入小型商业污水流量1.8L/s，节点3接入社区卫生服务中心污水流量2.5L/s，集中流量全部进入下游管段转输。③管段与高程参数：管段1-2长度220m，检查井1地面标高186.20m，管段起点内底标高184.30m；管段2-3长度180m，检查井2地面标高185.70m；管段3-4长度240m，检查井3地面标高185.10m，检查井4地面标高184.50m。钢筋混凝土管管壁厚度取值为：DN300取30mm、DN400取40mm、DN500取50mm，曼宁公式为v=1nR2（2）叠加集中流量后，计算各管段的总设计流量；（3）为各管段选择满足规范要求的管径、设计坡度，校核设计流速、充满度、覆土厚度是否满足规范要求；（4）计算各管段上下游端的管内底标高，确定各检查井处的衔接跌落高度。参考答案及评分说明名词解释：核心概念表述准确无歧义得满分，关键参数、适用条件表述缺失酌情扣1分，概念表述错误不得分。单项选择题答案：1.B、2.B、3.C、4.B、5.D、6.B、7.D、8.A、9.C、10.A、11.C、12.D、13.B、14.C、15.B，每题选对得1分，错选、不选不得分。简答题：按答题要点给分，逻辑清晰、要点覆盖全面得满分，核心要点缺失、表述逻辑混乱酌情扣分。各题参考答题要点如下：（1）树状网为无闭合环路的枝状管线结构，优点是管线总长度短、投资省、构造简单，缺点是供水可靠性差、末端易滞流影响水质、压力分布不均，适用于小城镇、城市边缘区、建设初期临时供水场景；环状网为管线闭合形成多环路的结构，优点是供水可靠性高、压力分布均匀、水质不易劣化，缺点是管线长、投资高、水力计算复杂，适用于城市中心区、重要公共设施集中区；实际工程多采用混合布置，兼顾可靠性与经济性。（2）排水体制分为合流制（直排式、截流式）、分流制（完全分流、不完全分流、半分流）两类；选择需符合规划要求、匹配水环境目标、适配地形地质条件、兼顾投资与运行成本；老城区CSO控制措施包括源头海绵减排、管网截流倍数提升、调蓄池截留、溢流口末端净化、混错接改造与局部雨污分流等。（3）控制点是最高日最高时工况下，满足服务水头所需水厂供水压力最大的节点；需通过计算各节点“地面标高+服务水头+沿程与局部水头损失”的总水压值确定，不可简单按距离、地形判定；控制点是确定水泵扬程、水塔高度的核心依据，可通过优化管径、调整管线降低控制点能耗，运行中需重点监控控制点压力。（4）传统折减系数考虑管内空隙调蓄效应，暗管取2、明渠取1.2，以减小管径、降低投资；新规范取1的原因包括极端降雨增多需提升设计标准、硬化率提升导致汇流加快空隙调蓄效应减弱、折减系数取1可增大设计流量提升排水安全性，同时与国际设计方法接轨。计算题：按步骤给分，公式正确、计算逻辑清晰但存在数值计算误差扣10%分值，未校核规范要求、流量平衡错误酌情扣分，单位标注错误每处扣0.5分。参考计算结果如下：

（1）给水管网计算：①比流量约为0.023L/(s·m)；②各节点流量合计132L/s，满足流量平衡；③各管段计算流量从末端到水厂分别为14.0L/s（2-4）、20.3L/s（2-5）、14.9L/s（1-3）、84.4L/s（1-2）、132L/s（0-1）；④所选管径对应流速均在经济流速区间，沿程水头损失分别为3.31m（0-1，DN400）、4.20m（1-2，DN350）、5.21m（1-3，DN150）、5.46m（2-4，DN150）、3.40m（2-5，DN200）；⑤控制点为节点4，0节点需提供的最小自由水压约为71.07m。

（2）污水管网计算：①各管段生活污水平均流量分别为6.