排水工程(上册)课后答案及例题

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8.2m ³/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=Q 1 +Q 2 +Q 3 Q 1 =k·n·k z 24×3600 =160×9.5×585×1.824×3600
=18.525L/s Q 2 =A 1 B 1 K 1 +A 2 B 2 K 2 T×3600 +C 1 D 1 +C 2 D
2 3600 =860×60%×25×3.0+860×40%×35×2.58×3600
+860×60%×30%×40+860×40%×85%×60
3600 =2.39+6.59=8.98L/s
Q 3 =m·M·k z T×3600 =258×8.2×1.8×103 3600×24 =44.08 L/s
Q=Q 1 +Q 2 +Q
3 =18.525+8.98+44.08=72.59 L/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：
干管水力计算表
3、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。

题中，人口密度为400人/104 ㎡，污水量标准为140L/人·d ，则比流量为： q 0 =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
污水主干管水力计算表
第三章
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：
2、 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i
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) i
20 =2.12㎜/min 一项，m=2 其重现期P=NM+1
mM =20×5+1
2×5 =10.1(a)
(2) P=2a 时 P=NM+1
mM 2=20×5+1
m×5 m=10.1 该值应排列在第11项 P=1a 时 P=NM+1
mM 1=20×5+1
m×5 m=20.2 该值应排列在第21项 P=0.5a 时 P=NM+1
mM 0.5=20×5+1
m×5 m=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＝
∑F i ·Ψ i
F
=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：
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面积标注在图上，单位以10
㎡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t
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：L
1-2 =120, L
2-3 =130, L
4-3 =200, L
3-5 =200, v
1-2 =1.0, v
2-3 =1.2,v
4-3 =0.85, v
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：
各管段雨水设计流量计算如下表：t
1 =10min; Ψ=0.6
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：
1、 设计雨水量计算公式
暴雨强度 q=
10020(1+0.56lgP)
t+36
设计重现期采用1a 地面集水时间 t
1 =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/104 ㎡，生活污水量标准按100L/( 人·d)计。

3、 截流干管的截流倍数n
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/104 ㎡，生活污水量标准按100L/( 人·d)
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t
1
=10min
该区域平均径流系数经计算为0.45
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n
0=3，5~6管段Q
f
=92L/s,溢流井转输的总设计流量为Q=( n
+1) Q
f
=(3+1)×92=368L/s
则①5点的溢流量为Q
=599.25-368=231.25L/s
②5~6管段的设计流量：t
2
=0 转输排水面积为0，
Q
5~6=368+0.74+35+10020(1+0.56lg1)
10+36
×0.45×2.12=611.55L/s
③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，其中热车间的工人占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
由于Q 平＜5L/S ，取KZ=2.3;
（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
故该工厂排出的生活污水总流量Q=8.52+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，住宅面积为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。

故该住宅区排出的生活污水总流量Q=15.13+5=20.13L/S
s
L N n Q /70.38640080400086400=⋅=⋅=平s
L K N n Q Z /52.83.28640080400086400=⋅⋅=⋅⋅=居生s L T K B A K B A Q /71.28
36005
.2352500.3257503600222111＝＋＝＝工生⨯⨯⨯⨯⨯+s L K T N N Q h /67.28.28
3600250
35750253600252521=⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅＝＝或：工生s
L D C D C Q /75.33600607.025.01000401.075.0100036002211=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+＝＝淋s L n Q /94.686400
10
50012086400F p =⋅⋅=⋅⋅=平解：18
.294.67.211.07.211.0===平Q K Z s
L K Q Q Z /13.1518.294.6=⨯=⋅=平居生
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？
4.试求各管段Q 设？已知条件如下：
805.04040
140
)
(5.21640
=========P N m P N m a M N P 序号序号解： 5
4 3
2
1 0
.256.0min 10)
0./(400
17.0====m t b ha s L t
q ，，Ψ＝）（管段编号）（m L ）（mm d ）（s m v /2
1-32-43-5
4-20038040031040060050040078.094.089.083.03
56.04007.021⋅⋅=⋅⋅=-t F q Q ψ解：
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，各街坊的汇水面积及担负的平均工
业污水流量示于图中，该设计区降雨强度公式为：
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=3,各管段参数如下表，为计算方便，街道雨水汇水面积不计，试按上述条件求定管段2-3，4-5及4-A 设计流量。

55.0min,10)./2420
171
.021==+=ψt ha s L t t q ，（）
（）ha s L ./(08.134356.010400
7
.0=⋅⋅=
）
（）＝（）
（ha s L F q Q ./03.2034356.060
78.020*******
7
.032+⋅⋅⨯⨯
+=
⋅⋅=-ψ）
（）＝（）
（ha s L F q Q ./67.24764356.060
83.038026078.020*******
7
.043++⋅⋅⨯⨯+⨯⨯
+=
⋅⋅=-ψ）
（）
（64356.060
89.040026083.038026078.020*******
7
.054++⋅⋅⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯
+=
⋅⋅=-F q Q ψ管段的设计流量。

管段的设计流量采用流量，故小于上游管段的）由于下游管段的流量（＝4354./59.191--ha s L 管段编号
流速（m/s ） 管长（m) 管径（mm ） 1—2 3—4 4—5
2—3 500 500 600 600
200 300 170 360
0.77 0.86 0.88 0.88
）解：ha s L p n q ./(356.086400
280
11086400=⨯=⋅=
71
.0326077.02002108.42.355.042015188.42.3）
（）（）（）（比⨯⨯++⨯⨯+
+++⨯=-q Q 71
.060
77.02002108.42.355.042015188.42.3356.0）
（）
（）（）（⨯⨯++⨯⨯+
+++⨯=）
（＝s L /26.26741.2313385.2++
= 4
1
3 2 5
S
L Q /18＝—
工S
L Q /15＝—
工S
L Q /26＝—
工S
L Q /30＝—
工下
雨
—下旱
—上旱
Q Q Q n Q +++=-)1(54{}）
（）（比2615185.28.42.3)13(++++++=q 71
.002101
.555.04201.530）
（比⨯+⨯⨯+⨯++q 上
旱
上雨nQ Q Q A -=-4⎩
⎨⎧⨯+⨯⨯+++⨯⨯71
.06086.03006077.0200(
2105.28.42.355.0420）
（＝
{）
（）（比2615185.28.42.33+++++⨯-q s
L /1.27＝s
L /48.512＝。