给水排水管网课后习题答案

第十章课后习题
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：
设计降雨量计算如下表：t=20min ；F=220000㎡；Ψ=0.537
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：
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㎡1-2 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
各管段雨水设计流量计算如下表：t
1
=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= t
1
+ t
2
暴雨强度
i=20.154
(t+18.768)0.784
(㎜/min)
设计流量
Q(L/s)
t
2=∑
L
v
L
v
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
5、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t
1
=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 1.2m，沟高（至拱内顶）1.8m，该点处
的沟内底标高为37.70m，地面标高为41.10m。

解：1、由题中给出的条件划分排水流域并管道定线如图
2、划分设计管段如图
3、计算和设计管段的汇水面积如下表：
4、平均径流系数
屋面面积：85.2 （102㎡）
道路面积：64.01 （102 ㎡） 绿化面积：193.59 （102 ㎡）
Ψ＝∑F i ·Ψ i F =85.2×0.9+64.01×0.6+193.59×0.15342.8
=0.42
5、 已知，设计重现期P=1a ；集水时间t
1 =10min 6、 单位面积径流量q
0 =q·Ψ
7、 各管段处设计流量计算如下表：Q= q·Ψ·F ；m=2.0 计算采用钢筋混凝土管。

8、绘制管道平面图和纵剖面图。

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：
管段编号管长m
排水面积104㎡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
1-2 85 Ⅰ 1.20 20
2-3 128 Ⅱ 1.79 10
3-4 59 Ⅲ0.83 60
4-5 138 Ⅳ 1.93 0
5-6 165.5 Ⅴ 2.12 35
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
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)
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。