排水工程上册第四版习题答案

第二章答案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９.５×104㎡,人口密度580人/104㎡,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=Q1+Q2+Q3Q1=k·n·kz24×3600=160×9.5×585×1.824×3600=18.525L/sQ2=A1B1K1+A2B2K2T×3600+C1D1+C2D23600=860×60%×25×3.0+860×40%×35×2.58×3600+860×60%×30%×40+860×40%×85%×603600=2.39+6.59=8.98L/sQ3=m·M·kzT×3600=258×8.2×1.8×1033600×24=44.08L/sQ=Q1+Q2+Q3=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）hDh(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：（1）人口密度为400人/104㎡；（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（104㎡）7.57.56.46.46.46.46.46.4街坊编号101112131415161718面积（104㎡）6.06.06.46.46.4题中，人口密度为400人/104㎡，污水量标准为140L/人·d，则比流量为：q0=400×14086400=0.65L/s·104㎡（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Q1集中流量设计流量L/s本段流量转输流量q2L/s合计平均流量L/s总变化系数Kz生活污水设计流量Q1L/s本段L/s转输L/s街坊面积104㎡比流量q0L/s·104㎡流量q1L/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）hDh(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第三章答案1、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·104㎡)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=Ht(㎜/min)q=167i(L/s·104㎡)1352.6434.220.7102.07345.6927.2151.81302.8333.5201.68279.7343.9301.46244.3845.8451.02169.9746.7600.78130.0047.3900.5387.7747.71200.4066.382、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i20=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)i20=2.12㎜/min一项，m=2其重现期P=NM+1mM=20×5+12×5=10.1(a)(2)P=2a时P=NM+1mM2=20×5+1m×5m=10.1该值应排列在第11项P=1a时P=NM+1mM1=20×5+1m×5m=20.2该值应排列在第21项P=0.5a时P=NM+1mM0.5=20×5+1m×5m=40.4该值应排列在第41项3、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＝∑Fi·ΨiF=220000×30%×0.90+220000×16%×0.90+220000×12%×0.45+220000×4%×0.30+220000×38%×0.15220000=0.537北京地区暴雨强度公式：q=2001(1+0.811lgP)(t+8)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=2001(1+0.811lgP)(t+8)0.711设计降雨量Q=ΨqF（L/s）５a293.333465.4设计重现期暴雨强度q=2001(1+0.811lgP)(t+8)0.711５a293.33２a187.23１a187.21０.５a141.50２a187.232211.94１a187.212211.70０.５a141.501671.684、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104㎡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t1=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：L1-2=120,L2-3=130,L4-3=200,L3-5=200,v1-2=1.0,v2-3=1.2,v4-3=0.85,v3-5=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104㎡转输汇水面积104㎡总汇水面积104㎡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：t1=10min;Ψ=0.6设计管段编号管长L(m)汇水面积F(104㎡)流速m/min管内雨水流行时间(min)集水时间t=t1+t2暴雨强度i=20.154(t+18.768)0.784(㎜/min)设计流量Q(L/s)t2=∑LvLv1-21202.3060.00.002.0010.001.452.02-31304.4072.02.001.8112.001.373.64-32002.4251.00.003.9210.001.452.13-52009.0272.03.922.7813.921.317.15、试进行某研究所西南区雨水管道（包括生产废水在内）的设计和计算。并绘制该区的雨水管道平面图及纵剖面图。已知条件：（1）如图所示该区总平面图；（2）当地暴雨强度公式为：q=700(1+0.8lgP)t0.5(L/s·102㎡)（3）采用设计重现期P=1a，地面集水时间t1=10min；（4）厂区道路主干道宽6m,支干道宽3.5m，均为沥青路面；（5）各实验室生产废水量见下表，，排水管出口位置见平面图；（6）生产废水允许直接排入雨水道，各车间生产废水管出口埋深均为1.50m，（指室内地面至管内底的高度）；（7）厂区内各车间及实验室均无室内雨水道；（8）厂区地质条件良好，冰冻深度较小，可不予考虑。（9）厂区雨水口接入城市雨水道，接管点位置在厂南面，坐标x=722.509,y=520.00,城市雨水道为砖砌拱形方沟，沟宽1.