排水工程上册课后答案和例题.docx
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排水工程上册课后答案和例题
第二章习题
1、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258「废水量标准&2N/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,英中在髙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%讣,其余60%的职工在一般车间工作,使用淋浴人数按30%汁.工厂居住区而积9.5X10^nV,人口密度580人/104nf,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il•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MQ=Q1+Q2+Q3
总叫160x9.5x585x1.8
=24x3600=24x3600才&525L/s
A〔B1K1+A2B2K2C1D1+C2D2860x60%x25x3.0+860x40%x35x2.5
Q2二Tx3600+3600二8*3600
=2.39+6.59=8.98L/s
860x60%沢30%x40+860x40%汽85%x60
3600
n】・M・kz258x8.2x1.8x103
Q3=Tx3600=3600x24=44-08L/s
Q=Q1+Q2+Q3=18.525+8.98+44.08=72.59L/s
2、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,设计流量以及各设汁管段的长度,检查井处的地面标髙,排除口1的管底标髙为218。
9m,Jt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,并将汁算结果标注在图上。
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/s
1-2
9.78
0.00
24.28
14.5
2-3
12.4
24.28
36.68
3-4
14.6
36.68
51.28
4~5
9.5
51.28
60.78
5-6
&7
60.78
69.48
6-7
12.8
69.48
82.28
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
mm
坡度
I
流速
V
m/s
充满度
降落量
I-L
(m)
标髙(m)
埋设深度
(m)
hD
h
(m)
地而
水而
管内底
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上
端
下端
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1-2
74
24.28
300
0.0044
0.81
0.45
0.135
0.33
220.5
220.2
219.04
21&71
21&9
21&57
1.6
1.61
2-3
74
36.68
300
0.0048
0.94
0.55
0.165
0.36
220.2
219.9
21&"
21&36
218.55
21&19
1.65
1.71
3-4
50
51.28
350
0.0044
0.96
0.55
0.193
0.22
219.9
219.8
218.33
21&行
21&14
217.92
1.76
1.88
4~5
26
60.78
350
0.0046
1.02
0.60
0.210
0.12
219.8
219.65
217.99
217.90
217.78
1.90
1.87
5-6
59
69.48
400
0.0056
1.15
0.50
0.200
0.33
219.65
219.3
217.93
217.60
217.73
217.40
1.92
1.90
6~7
50
82.28
400
0.0054
1.18
0.55
0.220
0.27
219.3
219.2
217.60
217.33
217.38
217.11
1.92
2.09
3、试根据下图所示的街坊平而图,布宜污水管道,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:
(1)人口密度为400人门()4m,:
(2)污水量标准为140L/人•d:
(3)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,工厂排除口地而标髙为43.5m,管底埋深不小于2m,±壤冰冻线为
0.8m・
(4)沿河岸堤坝顶标髙40m。
由街坊平面图知,该地区地势自四北向东南倾斜,无明显分水线,可划分为一个排水流域。
干管布宜考虑到地势的髙低,沿街道自北向南布置,主干管在城区的北而,可以充分利用地势髙度,减少埋深,整个管道布置呈截流式形式布置,如下图。
将各街坊编号,并按各街坊的平而范用计算它们的而枳,列入下表,用箭头标出各街坊污水的排出方向。
街坊面枳
街坊编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
面积
(104ml)
7.5
7.5
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
街坊编号
10
11
12
13
14
15
16
17
18
面积
(104ml)
6.0
6.0
6.4
6.4
6.4
题中,人口密度为400人/104m\污水量标准为140L/人•d,则比流量为:
400x140
q0=86400
^.651/s-K)4ma
(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
集中流量
设计
流量
L/s
本段流量
转输
流量
口2
L/s
合计平均流量
L/s
总变化系数
Kz
生活污水设计流量
L/s
本段
L/s
转输
L/s
街坊面积
104m"
比流量
%
L/s-104
流量
^1
L/s
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1-2
41.48
41.48
2-3
27.8
0.65
18.07
18.07
1.98
35.78
41.48
77.58
3-4
1&4
0.65
11.96
18.07
30.03
1.88
56.46
41.48
97.94
4-5
30.03
30.03
1.88
56.46
41.48
97.94
5-6
3&4
0.65
24.96
30.03
54.99
1.75
96.23
41.48
137.71
(四人水力计算
污水主干管水力讣算表
管段編号
管道长度
L(m
)
设计流量L/s
管径D
mm
坡度
I
流速
Vm/
S
充满度
降落量
I-L
(m)
标髙(m)
埋设深度
(m)
hD
h
(m)
地而
水而
管内底
上
端
下端
上
端
下端
上
端
下瑞
上端
下端
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0
1
1
12
13
14
15
16
17
1-
2
32
0
41.48
35
0
0.003
9
0.8
7
0.5
0
0.17
5
1.25
43.
5
42.
9
41.
67
5
40.
42
5
41.
5
40.2
5
2.0
2.65
2~
3
22
0
77.58
40
0
0.002
8
0.9
0
0.6
5
0.26
0
0.61
6
42.
9
42.
5
40.
42
5
39.
80
9
40.
16
5
39.5
49
2.7
35
2.95
1
3~
4
18
0
97.94
45
0
0.003
0
0.9
8
0.6
0
0.27
0
0.54
42.
5
42.
3
39.
76
9
39.
22
9
39.
49
9
3&9
59
3.0
01
3.34
1
4~
5
68
0
97.94
45
0
0.003
0
0.9
8
0.6
0
0.27
0
2.04
42.
3
41.
2
39.
22
9
37.
18
9
3&
95
9
36.9
19
3.3
41
4.28
1
5~
6
28
0
137.7
1
50
0
0.002
8
1.0
4
0.6
5
0.32
5
0.78
4
41.
2
40.
5
37.
18
9
36.
40
5
36.
86
4
36.0
80
4.3
36
4.42
鞍:
m
45
44
43
42
41
40
39
38
37
36
35
丄D=350
J)=400
D=450
>500
1・3・彩1-2.0监i-3.0%.1-2-弭
地賀标馳
^*->1-G^-.W1yC
■■■■■_■
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星设深度H
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32
MT-ta-3F*
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■^1--CT\
3S
■OC3
笹段长1刼
320
22Q
1803规
2&0
堆査井号
12345
第三章
1x从某市一场眾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13.20.7.27233.5.43.9.45.8.46.7.47.3.47.7mm试计算各历时的最大平均暴雨强度l(mm/min)及qd/s-IO4耐)
解:
由眾雨强度的左义和公式汁算如下表:
最大降雨量(mm)
降雨历时(min)
H
l=—(mm/min)
q=167i(L/s-104ml)
13
5
2.6
434.2
20.7
10
2.07
345.69
27.2
15
1.81
302.83
33.5
20
1.68
279.73
43.9
30
1.46
244.38
45.8
45
1.02
169.97
46.7
60
0.78
130.00
47.3
90
0.53
87.77
47.7
120
0.40
66.38
2、某地有20年自记雨量记录资料,每年取20min眾雨强度值4~8个.不论年次而按大小排列,取前100项为统讣资料。
英中i20=2.12mm/min排在第二项,试问该疑雨强度的重现期为多少年?
如果雨水管渠设汁中采用的统计重现期分别为2a,1a,0.5a的集雨强度,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)i20=2.12mm/min一项,m=2
3、北京市某小区而积共220000(22ha),其中屋而而积占该地区总而积的30%,沥青
道路面积占16%。
级配碎石路面的而积占12%,非铺砌上路面占4%,绿地而积占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:
屮=
=0.537
220000滾30%沢0・90+22000006鬆0・90+220000灯2%*0・45+220000:
<4%2・30+220000:
<38%4・15
220000
北京地区暴雨强度公式:
q=,
2001("0・811lgP)
(t+8)°・7H
降雨历时t=20min取不同的设il•重现期时,呆雨强度计算如下表:
设计重现期
暴雨强度£°(寫:
胛)
5a
293.33
2a
187.23
1a
187.21
0・5a
141.50
设计降雨量计算如下表:
t=20min:
F=220000屮=0.537
设计重现期
暴雨强度异黑匙詈)
设计降雨量Q='PqF(L/s)
5a
293.33
3465.4
2a
187.23
2211.94
1a
187.21
2211.70
0・5a
141.50
1671.68
4、雨水管道平面布置如图所示,图中个设计管段的本段汇水而积标注在图上,单位以nf计,假定设计流量均从管段起点进入。
已知当重现期P=1a时,疑雨强度公式为:
暴雨强度
经计算,径流系数屮=0.6。
取地面集水时间J=10min,折减系数m么各管段的长度以
米计,管内流速以m/silo数拯如下:
LJ2=120,L23=130,L43=200,L35=200,v]2=1.0,v2.3=1.2,v4.3=0.85,v3.5=1.2.o试求齐管段的雨水设计流量为多少L/s?
(计算至小数后一位)
解:
汇水而积汁算如下表:
设计管段编号
本段汇水而积104
转输汇水面积104m?
总汇水面积104m?
1-2
2.30
0.00
2.30
2-3
2.10
2.30
4.40
4-3
2.42
0.00
2.42
3-5
2.20
6.82
9.02
各俗段雨水设计流量讣算如下表:
-=10min;屮=0.6
设计
管长
汇水而积
流速
管内雨水流行时间
集水时间
眾雨强度
设计流量
管段
L(m)
F(104mJ)
m/min
(min)
Q(L/s)
编号
L
ST
L
V
tI+t2
20.154
q"(t+18.768)0-784
(mm/min)
1-2
120
2.30
60.0
0.00
2.00
10.00
1.45
2.0
2-3
130
4.40
72.0
2.00
1.81
12.00
1.37
3.6
4-3
200
2.42
51.0
0.00
3.92
10.00
1.45
2.1
3-5
200
9.02
72.0
3.92
2.78
13.92
1.31
7.1
第四章习题
某市一工业区拟采用合流管渠系统,其管渠平而布置如图所示,个设il•管段的管长和排水而积,工业废水量如下表所示,英他原始资料如下:
设计管段的管长和排水而积、工业废水量
管段编号
管长m
排水而积
104叶
本段工业废水流量
L/s
备注
而积编号
本段面积
转输面
积
合计
1-2
85
I
1.20
20
2-3
128
II
1.79
10
3-4
59
III
0.83
60
4-5
138
IV
1.93
0
5-6
165.5
V
2.12
35
仁设讣雨水量计算公式
暴雨强度ql0020(1;(L56lgP)
设计重现期采用1a
地而集水时间t,=10min
该区域平均径流系数经计算为0.45
2、设计人口密度为300人/104m!
生活污水量标准按100L/(人・d)汁。
3、截流干管的截流倍数n°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讣管径小多少?
解:
和区域的生活污水设计流量为:
设计人口密度为300A/104生活污水量标准按100L/(人•d)
区域
面积104m1
人口(人)
生活污水量
L/d
L/s
I
1.20
360
36000
0.42
II
1.79
537
53700
0.62
III
0.83
249
24900
0.29
IV
1.93
579
57900
0.67
V
2.12
636
63600
0.74
各管段设计流量计算如下表:
设计重现期采用1a
地而集水时间tt=10min
该区域平均径流系数经讣算为0.45
管段编号
管长
m
排水而积nr
管内流行时间min
10020(1+0.56lgP)q二—\+36
设计流量L/s
本
段
转输
合计
4=蛙
L
V
V
雨水
生活废水
工业废水
总计
1-2
85
1.2
0.0
1.2
0.0
1.88
0.75
217.83
117.63
0.42
20
138.05
2-3
128
1.79
1.2
2.99
1.88
2.37
0.90
209.27
281.57
1.04
30
312.61
3-4
59
0.83
2.99
3.82
4.25
0.86
1.14
199.4
342.77
1.33
90
434.1
4-5
138
1.93
3.82
5.75
5.11
1.95
1.18
196.04
507.25
2.00
90
599.25
5-6
165.5
2.12
5.75
7.87
7.06
188.84
66&79
2.74
125
796.53
注:
表中管内雨水的流速根据水力汁算所得.水力计算的管径、坡度结果并未列
出
因为n0=3,5~6管段Qf=92L/s,溢流井转输的总设讣流量为Q=(nQ+1)Qf
=(3+1)x92=368L/s
则①5点的溢流虽:
为%=599.25-368=231.25L/S
25~6管段的设汁流昼I?
=0转输排水而积为0,
10020(1+0.56161)
匕%=368+0.74+35+牯化x0.45x2.12=611.55L/S
3由水力讣算图,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管段的设汁管径可比不设溢流井的设计管径小100mm
例题:
1.已知某工厂最大班职工人数为1000人,英中热车间的工人占25%,使用淋浴人数按70%计。
一般车间的工人占75%,使用淋浴人数按10%计。
该工厂居住人口为4000人,平均污水量为80升/人•日,试求该工厂排出的生活污水总流量为多少?
解:
生活污水总量包括:
居住区生活污水量、工厂生活污水流量.工厂淋浴污水量
(1)居住区生活污水量
Qy
止=型込3・70"8640086400
由于Q平V5L/S,取KZ=2.3;
mN4000-80
Qri=Kz=・2.3=8.52L/s
馬生8640086400
(2)工厂生活污水流量
工厂Kh•时变化系数(2.5〜3.0)记忆
(3)工厂淋浴水量
八CQ+GD1OOOx0.75x0.1x40+1000x0.25x0.7x60/
Qm=-LJ———==3.75L/5
36003600
故该工厂排出的生活污水总流量Q二&52+2.71+3.75=14.98L/S
2•自贡市某住宅区有室内上下水道卫生设施,人口密度为500人/公顷,住宅而积为10公顷,区内设
有公共浴室一座,其最大排水量为5升/秒,试求该住宅区排出的生活污水流量。
(2,I=Qv-Kz.=6.94x2.18=15.13L/5
故该住宅区排出的生活污水总流MQ=15.13+5=20.13L/S
3:
某设计区有40年的降雨资料,每年选取4个雨样,不论年次,仅按降雨强度大小依次排此为160次,试求排列序号为16所对应的降雨重现期为多少年?
若降雨重现期分别为1a与0.50a,其排列序号分别为多少?
N.
_40
"76
N_
40
~P~
"T
N_
40
y
0.5
=80
解:
P=
=2.5(d)
序号〃z=
=40
序号〃z=
4•试求各管段Q设?
已知条件如下:
oo
—o
P
1
2
3
4
5
400
q=—pr-(L/s.ha)(b=0)
tx=10min,
屮=0.56,m=2.0
管段编号
L(m)
a
!
(mm)
vG/s)
1-2
200
400
0.78
2-3
380
400
0.83
3-4
400
500
0.89
4-5
310
600
0.94
=191・59(E/Ma)由于下游管段的流量小于上游管段的流量,故4-5管段的设计流量采用3-4管段的设计流量。
5:
某设计区采用截流式合流管渠排水系统,4#检查井为溢流井,各街坊的汇水而积及担负的平均工业污水流量示于图中,该设汁区降雨强度公式为:
设计区人口密度为280人/公顷,居住区排水量标准采用110人/人・d,截流倍数n二3,各管段参数如下表,为计算方便,街道雨水汇水而积不计,试按上述条件求泄管段2-3,4-5及4-A设计流量。
管段编号
管径(mm)
管长(m)
流速(m/s)
1-2
500
200
0.77
2-3
500
300
0.86
3-4
600
170
0.88
4-5
600
360
0.88
ei:
=18L/SQV=\5L/S0=26厶/s
解:
空=110x280=0如
8640086400
=0.356x(3.2+4.8)+(18+15)4
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