排水工程（上冊）第四版習題答案

./第二章答案1、某肉類聯(lián)合加工廠每天宰殺活牲畜258T,廢水量標準8.2m3/t活畜,總變化系數(shù)1.8,三班制生產,每班8h,最大職工數(shù)860人,其中在高溫及污染嚴重車間工作的職工占總數(shù)的40%,使用淋浴人數(shù)按85%計,其余60%的職工在一般車間工作,使用淋浴人數(shù)按30%計．工廠居住區(qū)面積９.５×10EQ\S<4>㎡,人口密度580人/10EQ\S<4>㎡,生活污水量標準160L/人·d,各種污水由管道匯集送至污水處理站,試計算該廠的最大時污水設計流量.解:該廠的最大時污水設計流量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、下圖為某工廠工業(yè)廢水干管平面圖.圖上注明各廢水排除口的位置,設計流量以及各設計管段的長度,檢查井處的地面標高,排除口1的管底標高為218.9m,其余各排除口的埋深均不得小于1.6m.該地區(qū)土壤無冰凍.要求列表進行干管的水力計算,并將計算結果標注在圖上.解：先進行干管的流量計算如下表：干管水量計算表管段編號排出口設計流量L/s轉輸流量L/s管段設計流量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干管水力計算表管段編號管道長度L<m>設計流量L/s管徑D㎜坡度I流速vm/s充滿度降落量I·L<m>標高〔m埋設深度〔mEQ\F<h,D>h<m>地面水面管內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、試根據(jù)下圖所示的街坊平面圖,布置污水管道,并從工廠接管點至污水廠進行管段的水力計算,繪出管道平面圖和縱斷面圖.已知：人口密度為400人/10EQ\S<4>㎡；污水量標準為140L/人·d；工廠的生活污水和淋浴污水設計流量分別為8.24L/s和6.84L/s,生產污水設計流量為26.4L/s,工廠排除口地面標高為43.5m,管底埋深不小于2m,土壤冰凍線為0.8m.〔4沿河岸堤壩頂標高40m.解：〔一、在街坊平面圖上布置污水管道由街坊平面圖知,該地區(qū)地勢自西北向東南傾斜,無明顯分水線,可劃分為一個排水流域.干管布置考慮到地勢的高低,沿街道自北向南布置,主干管在城區(qū)的北面,可以充分利用地勢高度,減少埋深,整個管道布置呈截流式形式布置,如下圖.〔二街坊編號并計算面積將各街坊編號,并按各街坊的平面范圍計算它們的面積,列入下表,用箭頭標出各街坊污水的排出方向.街坊面積街坊編號123456789面積〔10EQ\S<4>㎡7.57.56.46.46.46.46.46.4街坊編號101112131415161718面積〔10EQ\S<4>㎡6.06.06.46.46.4題中,人口密度為400人/10EQ\S<4>㎡,污水量標準為140L/人·d,則比流量為：qEQ\S<,0>=EQ\F<400×140,86400>=0.65L/s·10EQ\S<4>㎡〔三、劃分設計管段,計算設計流量.污水主干管設計流量計算表管段編號居住區(qū)生活污水量QEQ\S<,1>集中流量設計流量L/s本段流量轉輸流量qEQ\S<,2>L/s合計平均流量L/s總變化系數(shù)KEQ\S<,z>生活污水設計流量QEQ\S<,1>L/s本段L/s轉輸L/s街坊面積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、水力計算污水主干管水力計算表管段編號管道長度L<m>設計流量L/s管徑D㎜坡度I流速vm/s充滿度降落量I·L<m>標高〔m埋設深度〔mEQ\F<h,D>h<m>地面水面管內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第三章答案從某市一場暴雨自記雨量記錄中求得5、10、15、20、30、45、60、90、120min的最大降雨量分別是13、20.7、27.2、33.5、43.9、45.8、46.7、47.3、47.7mm.試計算各歷時的最大平均暴雨強度I<㎜/min>及q<L/s·10EQ\S<4>㎡>解：由暴雨強度的定義和公式計算如下表：最大降雨量〔㎜降雨歷時〔minI=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年自記雨量記錄資料,每年取20min暴雨強度值4~8個,不論年次而按大小排列,取前100項為統(tǒng)計資料.其中iEQEQ\S<,20>=2.12㎜/min排在第二項,試問該暴雨強度的重現(xiàn)期為多少年？如果雨水管渠設計中采用的統(tǒng)計重現(xiàn)期分別為2a,1a,0.5a的暴雨強度,那么這些值應排列在第幾項？解：觀測資料的年數(shù)N=20,最后取了100項,每年選入的平均雨樣數(shù)M=5<1>iEQEQ\S<,20>=2.12㎜/min一項,m=2其重現(xiàn)期P=EQ\F<NM+1,mM>=EQ\F<20×5+1,2×5>=10.1<a><2>P=2a時P=EQ\F<NM+1,mM>2=EQ\F<20×5+1,m×5>m=10.1該值應排列在第11項P=1a時P=EQ\F<NM+1,mM>1=EQ\F<20×5+1,m×5>m=20.2該值應排列在第21項P=0.5a時P=EQ\F<NM+1,mM>0.5=EQ\F<20×5+1,m×5>m=40.4該值應排列在第41項北京市某小區(qū)面積共220000㎡〔22ha,其中屋面面積占該地區(qū)總面積的３０％,瀝青道路面積占１６％.級配碎石路面的面積占１２％,非鋪砌土路面占４％,綠地面積占３８％.試計算該區(qū)的平均徑流系數(shù).當采用設計重現(xiàn)期為P=5a、2a、1a及0.5a時,試計算：設計降雨歷時t=20min時的雨水設計流量各是多少？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北京地區(qū)暴雨強度公式：q=EQ\F<2001<1+0.811lgP>,<t+8>EQ\S<0.711>>降雨歷時t=20min取不同的設計重現(xiàn)期時,暴雨強度計算如下表：設計重現(xiàn)期暴雨強度q=EQ\F<2001<1+0.811lgP>,<t+8>EQ\S<0.711>>５a293.33２a187.23１a187.21０.５a141.50設計降雨量計算如下表：t=20min；F=220000㎡；Ψ=0.537設計重現(xiàn)期暴雨強度q=EQ\F<2001<1+0.811lgP>,<t+8>EQ\S<0.711>>設計降雨量Q=ΨqF〔L/s５a293.333465.4２a187.232211.94１a187.212211.70０.５a141.501671.68雨水管道平面布置如圖所示,圖中個設計管段的本段匯水面積標注在圖上,單位以10EQ\S<4>㎡計,假定設計流量均從管段起點進入.已知當重現(xiàn)期P=1a時,暴雨強度公式為：暴雨強度經(jīng)計算,徑流系數(shù)Ψ=0.6.取地面集水時間tEQ\S<,1>=10min,折減系數(shù)m=2.各管段的長度以米計,管內流速以m/s計.數(shù)據(jù)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..試求各管段的雨水設計流量為多少L/s？〔計算至小數(shù)后一位解：匯水面積計算如下表：設計管段編號本段匯水面積10EQ\S<4>㎡轉輸匯水面積10EQ\S<4>㎡總匯水面積10EQ\S<4>㎡1-22.300.002.302-32.102.304.404-32.420.002.423-52.206.829.02各管段雨水設計流量計算如下表：tEQ\S<,1>=10min;Ψ=0.6設計管段編號管長L<m>匯水面積F<10EQ\S<4>㎡>流速m/min管內雨水流行時間<min>集水時間t=tEQ\S<,1>+tEQ\S<,2>暴雨強度i=EQ\F<20.154,<t+18.768>EQ\S<0.784>><㎜/min>設計流量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試進行某研究所西南區(qū)雨水管道〔包括生產廢水在內的設計和計算.并繪制該區(qū)的雨水管道平面圖及縱剖面圖.已知條件：如圖所示該區(qū)總平面圖；當?shù)乇┯陱姸裙綖椋簈=EQ\F<700<1+0.8lgP>,tEQ\S<0.5>><L/s·10EQ\S<2>㎡>采用設計重現(xiàn)期P=1a,地面集水時間tEQ\S<,1>=10min；廠區(qū)道路主干道寬6m,支干道寬3.5m,均為瀝青路面；各實驗室生產廢水量見下表,,排水管出口位置見平面圖；生產廢水允許直接排入雨水道,各車間生產廢水管出口埋深均為1.50m,〔指室內地面至管內底的高度；廠區(qū)內各車間及實驗室均無室內雨水道；廠區(qū)地質條件良好,冰凍深度較小,可不予考慮.廠區(qū)雨水口接入城市雨水道,接管點位置在廠南面,坐標x=722.509,y=520.00,城市雨水道為磚砌拱形方溝,溝寬1.2m,溝高〔至拱內頂1.8m,該點處的溝內底標高為37.70m,地面標高為41.10m.各車間生產廢水量表實驗室名稱廢水量〔L/s實驗室名稱廢水量〔L/sA實驗室2.5南實驗樓B實驗室Y530出口8Y433出口5Y515出口3Y463出口10D實驗室Y481出口5Y406出口15C實驗室6.5Y396出口2.5解：1、由題中給出的條件劃分排水流域并管道定線如圖2、劃分設計管段如圖3、計算和設計管段的匯水面積如下表：匯水面積計算表設計管段編號本段匯水面積10EQ\S<2>㎡轉輸匯水面積10EQ\S<2>㎡總匯水面積10EQ\S<2>㎡1-215.480.0015.482-318.3815.4833.863-414.7033.8648.564-533.0848.5681.645-632.3081.64113.946-79.36113.94123.307-820.27123.30143.579-1017.490.0017.4910-1131.8617.4949.3511-1211.5849.3560.9312-1331.8660.9392.7913-144.9992.7997.7814-158.8297.78106.6015-168.82106.60115.4216-1725.89115.42141.3117-1810.14141.31151.4518-1921.72151.45173.1719-2011.58173.17184.7520-814.48184.75199.238-210.00342.8342.821-220.00342.8342.84、平均徑流系數(shù)屋面面積：85.2〔10EQ\S<2>㎡道路面積：64.01〔10EQ\S<2>㎡綠化面積：193.59〔10EQ\S<2>㎡Ψ＝EQ\F<∑FEQ\S<,i>·ΨEQ\S<,i>,F>=EQ\F<85.2×0.9+64.01×0.6+193.59×0.15,342.8>=0.42已知,設計重現(xiàn)期P=1a；集水時間tEQ\S<,1>=10min單位面積徑流量qEQ\S<,0>=q·Ψ各管段處設計流量計算如下表：Q=q·Ψ·F；m=2.0計算采用鋼筋混凝土管.8、繪制管道平面圖和縱剖面圖..設計管段編號管長Lm匯水面積F10EQ\S<2>㎡流速m/s管內雨水流行時間mint=tEQ\S<,1>+m·tEQ\S<,2>暴雨強度q=EQ\F<700<1+0.8lgP>,tEQ\S<0.5>>L/s·10EQ\S<4>㎡雨水設計流量QL/s生產廢水轉輸流量QL/s管段設計流量QL/s管徑㎜坡度I‰管道輸水能力L/s坡降I·Lm地面標高m管內底標高m埋深mtEQ\S<,2>=∑EQ\F<L,v>EQ\F<L,v>起點終點起點終點起點終點1-219.415.480.750.00.43221.414.4014.43003.052.950.05842.5942.5240.9940.931.61.592-317.933.860.750.430.40212.430.21545.23003.052.950.05442.5242.4540.9340.881.591.573-443.348.560.860.830.84205.041.817.559.43004.060.00.17342.4542.3740.8840.711.571.664-552.281.640.951.670.92191.765.722.588.24003.5125.00.18342.3742.2440.6140.431.761.815-617.9113.940.952.590.31179.786.022.5108.54003.5125.00.06342.2441.840.4340.371.811.436-731.3123.300.952.90.55176.191.222.5113.74003.5125.00.1141.841.340.3740.261.431.047-877.6143.570.983.451.32170.3102.722.5125.24004.0130.00.3141.341.240.2639.951.041.259-1037.317.490.750.00.83221.416.3016.33003.052.950.1142.3642.2540.7640.651.61.610-1111.949.350.750.830.26205.042.492.545.03003.052.950.03642.2542.2340.6540.611.61.6211-1232.860.930.861.090.64200.5751.332.553.833004.060.00.1342.2342.140.6140.481.621.6212-1310.492.790.951.730.18190.8074.3617.591.864003.5125.00.03642.142.0140.3840.341.721.6713-1410.497.780.951.910.18188.377.3317.594.834003.5125.00.03642.0141.9740.3440.301.671.6714-1514.9106.600.952.090.26185.9083.2317.5100.734003.5125.00.05241.9741.8840.3040.251.671.6315-1614.9115.420.952.350.26182.5788.5125.5113.514003.5125.00.05241.8841.840.2540.201.631.6016-1710.4141.311.02.610.17179.43106.535141.55002.7200.00.02841.841.7640.1040.071.701.6917-1823.9151.451.02.780.40177.46112.8835147.885002.7200.00.06541.7641.740.0740.011.691.6918-1911.9173.171.03.180.20173.06125.8735160.875002.7200.00.03241.741.6640.0139.981.691.6819-2014.9184.751.03.380.25171.00132.6835167.685002.7200.00.0441.6641.339.9839.941.681.3620-87.5199.231.03.630.13168.49141.0035176.005002.7200.00.0241.341.239.9439.921.361.288-2116.4342.81.064.770.26158.36228.0057.5285.56002.3300.00.03841.241.239.8239.781.381.4221-229.00342.81.065.370.14153.71221.357.5278.86002.3300.00.02141.241.139.7839.761.421.34.第四章習題某市一工業(yè)區(qū)擬采用合流管渠系統(tǒng),其管渠平面布置如圖所示,個設計管段的管長和排水面積,工業(yè)廢水量如下表所示,其他原始資料如下：設計管段的管長和排水面積、工業(yè)廢水量管段編號管長m排水面積10EQ\S<4>㎡本段工業(yè)廢水流量L/s備注面積編號本段面積轉輸面積合計1-285Ⅰ1.20202-3128Ⅱ1.79103-459Ⅲ0.83604-5138Ⅳ1.9305-6165.5Ⅴ2.1235設計雨水量計算公式暴雨強度q=EQ\F<10020<1+0.56lgP>,t+36>設計重現(xiàn)期采用1a地面集水時間tEQ\S<,1>=10min該區(qū)域平均徑流系數(shù)經(jīng)計算為0.45設計人口密度為300人/10EQ\S<4>㎡,生活污水量標準按100L/<人·d>計.截流干管的截流倍數(shù)nEQ\S<,0>采用3.試計算〔1各設計管段的設計