排水工程(上册)课后答案及例题80787

第二章习题1、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258T,废水量标准8。2m³/t活畜，总变化系数1。8，三班制生产，每班8h，最大职工数860人，其中在高温及污染严重车间工作的职工占总数的40％,使用淋浴人数按85％计,其余60%的职工在一般车间工作，使用淋浴人数按30%计．工厂居住区面积９.５×10EQ\S(4)㎡,人口密度580人/10EQ\S(4）㎡,生活污水量标准160L/人·d，各种污水由管道汇集送至污水处理站，试计算该厂的最大时污水设计流量.解：该厂的最大时污水设计流量Q=QEQEQ\S(）EQ\S（,1）+QEQEQ\S（)EQ\S(,2)+QEQEQ\S（)EQ\S（,3）QEQEQ\S（)EQ\S(，1）=EQ\F（k·n·kEQ\S(，z)，24×3600）=EQEQ\F（160×9。5×585×1。8,24×3600)=18.525L/sQEQEQ\S（）EQ\S(,2）=EQ\F（AEQ\S（，1）BEQ\S(，1)KEQ\S（，1)+AEQ\S(,2）BEQ\S(，2)KEQ\S(,2），T×3600）+EQ\F（CEQ\S(，1)DEQ\S(，1）+CEQ\S（，2)DEQ\S（，2)，3600）=EQ\F(860×60％×25×3.0+860×40％×35×2。5,8×3600）EQ+EQ\F（860×60%×30％×40+860×40％×85%×60，3600）=2。39+6。59=8。98L/sQEQ\S(，3）=EQ\F(m·M·kEQ\S（，z),T×3600)=EQ\F（258×8.2×1。8×10EQ\S（3）,3600×24)=44.08L/sQ=QEQEQ\S（）EQ\S(，1）+QEQEQ\S(）EQ\S（，2）+QEQEQ\S()EQ\S(，3）=18.525+8.98+44。08=72.59L/s2、下图为某工厂工业废水干管平面图.图上注明各废水排除口的位置,设计流量以及各设计管段的长度，检查井处的地面标高，排除口1的管底标高为218.9m，其余各排除口的埋深均不得小于1。6m。该地区土壤无冰冻。要求列表进行干管的水力计算,并将计算结果标注在图上。解：先进行干管的流量计算如下表：干管水量计算表管段编号排出口设计流量L/s转输流量L/s管段设计流量L/s1~29。780。0024.2814。52~312。424。2836。683～414。636。6851.284~59.551。2860.785～68。760.7869。486～712。869。4882.28干管水力计算表管段编号管道长度L（m)设计流量L/s管径D㎜坡度I流速vm/s充满度降落量I·L（m)标高（m)埋设深度（m)EQ\F（h，D)h(m）地面水面管内底上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171~27424。283000。00440。810。450。1350。33220.5220.2219.04218。71218.9218。571。61。632～37436.683000。00480。940.550.1650.36220。2219.9218。71218。36218。55218。191.651。713～45051。283500.00440。960。550。1930.22219。9219.8218。33218。11218。14217。921。761。884~52660。783500.00461.020.600。2100。12219。8219.65218.11217.99217。90217。781。901。875~65969.484000.00561.150。500。2000.33219.65219。3217。93217.60217。73217.401。921。906~75082。284000.00541。180.550。2200。27219。3219。2217。60217。33217。38217.111.922.093、试根据下图所示的街坊平面图，布置污水管道，并从工厂接管点至污水厂进行管段的水力计算，绘出管道平面图和纵断面图。已知：人口密度为400人/10EQ\S（4）㎡；污水量标准为140L/人·d；工厂的生活污水和淋浴污水设计流量分别为8。24L/s和6。84L/s，生产污水设计流量为26.4L/s，工厂排除口地面标高为43。5m，管底埋深不小于2m，土壤冰冻线为0。8m。(4)沿河岸堤坝顶标高40m。解：(一）、在街坊平面图上布置污水管道由街坊平面图知，该地区地势自西北向东南倾斜，无明显分水线，可划分为一个排水流域。干管布置考虑到地势的高低，沿街道自北向南布置，主干管在城区的北面,可以充分利用地势高度,减少埋深,整个管道布置呈截流式形式布置，如下图。（二)街坊编号并计算面积将各街坊编号,并按各街坊的平面范围计算它们的面积，列入下表,用箭头标出各街坊污水的排出方向.街坊面积街坊编号123456789面积（10EQ\S（4)㎡）7.57.56。46。46.46。46.46。4街坊编号101112131415161718面积（10EQ\S（4）㎡)6。06。06.46.46。4题中，人口密度为400人/10EQ\S（4)㎡，污水量标准为140L/人·d，则比流量为：qEQ\S（，0）=EQ\F(400×140,86400）=0。65L/s·10EQ\S（4）㎡(三）、划分设计管段,计算设计流量.污水主干管设计流量计算表管段编号居住区生活污水量QEQ\S（,1）集中流量设计流量L/s本段流量转输流量qEQ\S（，2）L/s合计平均流量L/s总变化系数KEQ\S（，z）生活污水设计流量QEQ\S（，1)L/s本段L/s转输L/s街坊面积10EQ\S(4）㎡比流量qEQ\S(，0）L/s·10EQ\S(4）㎡流量qEQ\S(,1)L/s134567891011121～241。4841.482~327.80。6518。0718。071.9835.7841.4877。583～418。40。6511。9618.0730。031.8856。4641。4897。944～530.0330。031。8856.4641。4897。945～638.40.6524。9630。0354.991。7596.2341。48137.71（四）、水力计算污水主干管水力计算表管段编号管道长度L(m）设计流量L/s管径D㎜坡度I流速vm/s充满度降落量I·L（m）标高（m）埋设深度（m）EQ\F（h，D)h（m）地面水面管内底上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171～232041.483500。00390.870.500.1751。2543。542.941.67540.42541。540.252。02.652～322077。584000.00280。900。650。2600。61642.942.540。42539。80940。16539。5492。7352。9513~418097。944500.00300.980。600。2700。5442。542。339。76939。22939。49938。9593.0013。3414~568097。944500。00300。980.600。2702。0442.341。239。22937。18938。95936。9193.3414。2815～6280137。715000。00281。040.650.3250.78441。240.537.18936。40536。86436。0804.3364。42第三章从某市一场暴雨自记雨量记录中求得5、10、15、20、30、45、60、90、120min的最大降雨量分别是13、20.7、27.2、33.5、43。9、45。8、46。7、47.3、47。7mm.试计算各历时的最大平均暴雨强度I（㎜/min）及q（L/s·10EQ\S(4)㎡）解：由暴雨强度的定义和公式计算如下表：最大降雨量（㎜）降雨历时(min）I=EQ\F(H,t)（㎜/min）q=167i(L/s·10EQ\S（4）㎡）1352.6434。220.7102。07345。6927。2151。81302。8333。5201。68279。7343。9301。46244。3845.8451。02169。9746.7600.78130.0047.3900。5387。7747.71200。4066。38某地有20年自记雨量记录资料,每年取20min暴雨强度值4～8个,不论年次而按大小排列,取前100项为统计资料.其中iEQEQ\S（，20）=2.12㎜/min排在第二项，试问该暴雨强度的重现期为多少年？如果雨水管渠设计中采用的统计重现期分别为2a，1a，0.5a的暴雨强度,那么这些值应排列在第几项?解：观测资料的年数N=20，最后取了100项,每年选入的平均雨样数M=5(1）iEQEQ\S（，20）=2。12㎜/min一项,m=2其重现期P=EQ\F(NM+1，mM）=EQ\F(20×5+1，2×5)=10。1(a）（2)P=2a时P=EQ\F（NM+1，mM）2=EQ\F(20×5+1，m×5）m=10。1该值应排列在第11项P=1a时P=EQ\F(NM+1,mM)1=EQ\F（20×5+1,m×5)m=20.2该值应排列在第21项P=0.5a时P=EQ\F（NM+1，mM）0.5=EQ\F（20×5+1，m×5）m=40.4该值应排列在第41项北京市某小区面积共220000㎡（22ha）,其中屋面面积占该地区总面积的３０％,沥青道路面积占１６％。级配碎石路面的面积占１２％,非铺砌土路面占４％，绿地面积占３８％。试计算该区的平均径流系数。当采用设计重现期为P=5a、2a、1a及0。5a时，试计算：设计降雨历时t=20min时的雨水设计流量各是多少？解：Ψ＝EQ\F(∑FEQ\S(，i)·ΨEQ\S（，i),F）=EQ\F（220000×30%×0.90+220000×16％×0.90+220000×12%×0.45+220000×4%×0.30+220000×38％×0。15，220000)=0.537北京地区暴雨强度公式:q=EQ\F（2001（1+0。811lgP）,(t+8）EQ\S（0.711）)降雨历时t=20min取不同的设计重现期时，暴雨强度计算如下表:设计重现期暴雨强度q=EQ\F（2001（1+0.811lgP)，（t+8）EQ\S(0。711））５a293.33２a187.23１a187。21０。５a141。50设计降雨量计算如下表:t=20min；F=220000㎡;Ψ=0.537设计重现期暴雨强度q=EQ\F（2001（1+0。811lgP）,（t+8）EQ\S(0。711）)设计降雨量Q=ΨqF（L/s)５a293。333465.4２a187。232211。94１a187。212211。70０。５a141。501671.68雨水管道平面布置如图所示，图中个设计管段的本段汇水面积标注在图上，单位以10EQ\S（4）㎡计,假定设计流量均从管段起点进入。已知当重现期P=1a时，暴雨强度公式为：暴雨强度经计算，径流系数Ψ=0.6。取地面集水时间tEQ\S(，1）=10min，折减系数m=2。各管段的长度以米计,管内流速以m/s计。数据如下：LEQ\S（,1—2）=120，LEQ\S（,2—3）=130，LEQ\S(，4—3)=200，LEQ\S(,3—5）=200，vEQ\S(,1—2）=1。0，vEQ\S（，2—3)=1。2,vEQ\S（，4-3）=0。85,vEQ\S（，3-5)=1.2。。试求各管段的雨水设计流量为多少L/s?（计算至小数后一位）解：汇水面积计算如下表：设计管段编号本段汇水面积10EQ\S(4)㎡转输汇水面积10EQ\S(4)㎡总汇水面积10EQ\S(4）㎡1-22。300.002。302—32。102。304.404—32。420.002。423—52。206。829。02各管段雨水设计流量计算如下表：tEQ\S（，1）=10min；Ψ=0。6设计管段编号管长L（m）汇水面积F（10EQ\S（4)㎡）流速m/min管内雨水流行时间(min)集水时间t=tEQ\S(,1)+tEQ\S（,2)暴雨强度q=EQ\F（20。154，（t+18。768)EQ\S(0.784））(㎜/min）设计流量Q(L/s）tEQ\S（，2）=∑EQ\F(L，v)EQ\F(L,v)1—21202。3060。00.002.0010。001。452.02—31304。4072.02.001。8112.001.373.64—32002。4251.00.003。9210。001.452。13—52009.0272。03.922。7813。921。317.1第四章习题某市一工业区拟采用合流管渠系统,其管渠平面布置如图所示，个设计管段的管长和排水面积,工业废水量如下表所示，其他原始资料如下：设计管段的管长和排水面积、工业废水量管段编号管长m排水面积10EQ\S（4）㎡本段工业废水流量L/s备注面积编号本段面积转输面积合计1-285Ⅰ1。20202—3128Ⅱ1.79103—459Ⅲ0.83604—5138Ⅳ1。9305—6165。5Ⅴ2.1235设计雨水量计算公式暴雨强度q=EQ\F（10020（1+0。56lgP）,t+36)设计重现期采用1a地面集水时间tEQ\S(，1）=10min该区域平均径流系数经计算为0.45设计人口密度为300人/10EQ\S（4）㎡，生活污水量标准按100L/（人·d）计。截流干管的截流倍数nEQ\S(，0）采用3.试计算（1）各设计管段的设计流量；（2)若在5点设置溢流堰式溢流井，则5~6管段的设计流量及5点的溢流量各为多少？此时5~6管段的设计管径可比不设溢流井的设计管径小多少?解：和区域的生活污水设计流量为：设计人口密度为300人/10EQ\S（4）㎡，生活污水量标准按100L/（人·d)区域面积10EQ\S(4）㎡人口（人)生活污水量L/dL/sⅠ1。20360360000。42Ⅱ1。79537537000.62Ⅲ0。83249249000.29Ⅳ1。93579579000.67Ⅴ2.12636636000。74各管段设计流量计算如下表：设计重现期采用1a地面集水时间tEQ\S(,1）=10min该区域平均径流系数经计算为0.45管段编号管长m排水面积10EQ\S（4）㎡管内流行时间minq=EQ\F（10020(1+0.56lgP)，t+36）设计流量L/s本段转输合计tEQ\S（,2）=∑EQ\F（L，v）EQ\F（L，v)v雨水生活废水工业废水总计1-2851。20。01。20.01.880。75217。83117.630.4220138.052—31281.791。22。991.882.370。90209。27281。571.0430312。613—4590。832。993.824.250。861。14199。4342。771.3390434.14—51381.933。825。755。111。951。18196。04507。252。0090599.255-6165.52。125。757。877.06188。84668。792.74125796。53注：表中管内雨水的流速根据水力计算所得，水力计算的管径、坡度结果并未列出因为nEQ\S(,0）=3，5～6管段QEQ\S（，f）=92L/s，溢流井转输的总设计流量为Q=(nEQ\S(，0)+1）QEQ\S(,f)=（3+1）×92=368L/s则①5点的溢流量为QEQ\S（,0)=599。25—368=231。25L/s②5～6管段的设计流量：tEQ\S(，2）=0转输排水面积为0，QEQ\S(,5~6)=368+0。74+35+EQ\F(10020(1+0。56lg1),10+36）×0。45×2.12=611。55L/s③由水力计算图，不设溢流井时5~6管段DN900设溢流井时5~6管段DN800比较可知，5~6管段的设计管径可比不设溢流