水污染控制工程(上册)考试大纲

水污染控制工程（上册）考试大纲
绪论
一、水体污染：水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的自净能力，从而导致水体的物理、化学及卫生性质发生变化，使水体生态系统和水体功能受到破坏。

二、水污染物类型：1.物理性污染（指水体在遭受污染后，水的颜色、浊度、温度、悬浮固体等发生变化）有感官污染、热污染、、悬浮固体污染、油类污染；
2.无机物污染：酸碱污染、无机毒物污染；
3.有机物污染：有机污染物分为可生物转化的有机物、难生物转化的有机物、不能生物转化的有机物；
4.营养盐污染；
5.生物污染；
6.放射性污染
三、认识当前关注的一类污染物指标，尤其重金属污染物和水体富营养化等：一类污染物指标：一类污染物能在环境或动、植物体内积累，对人体健康产生长远不良影响的污染物。

包括：总贡、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯丙芘、总铍、总银、总a放射性、总b放射性。

重金属污染：重金属主要指汞、镉、铬、铅、镍、锌、铜等，重金属排入天然水体后不会减少或消失，可通过沉淀、吸附及食物链不断富集，从而达到对生态环境和人体健康有害的浓度。

采矿和冶炼是最主要的重金属污染源。

水体富营养化：氮磷等营养物物质排入湖泊、水库、港湾、内海等流水缓慢的水体，造成藻类大量繁殖。

N、P的浓度分别超过0.2mg/L、0.02mg/L时，会引起水体的富营养化。

BOD、温度、维生素类物质也能促发和促进富营养化污染。

第一章
1．合流制、分流制定义及其种类，不同种类的优缺点。

合流制定义：将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套管渠内排出的系统。

合流制的种类：直排式合流制排水系统、截流式合流制排水系统
直排式合流制排水系统的优点：工程造价低，投资较低。

缺点：将全部污水和径流雨水的混合污水不经处理直接排入水体，对水体污染严重。

截流式合流制排水系统的优点：晴天和初雨时，管道中全部污水都排入污水厂，经处理后排入水体，即使在雨天，也有部分混合污水不经处理直接排入水体，较直排式合流制有改善。

缺点：随着雨量增加，当水量超过截流干管的输水能力时，出现溢流，部分混合污水经溢流井直接溢入水体，在多雨地区，污染可能仍然严重。

分流制定义：将雨水和污水分别在两套或以上各自独立的管渠内排出的系统
分流制种类：完全分流制排水系统、不完全分流制排水系统、半分流制排水系统完全分流制排水系统优点：既有污水排水系统又有雨水排水系统，生活污水、工业废水通过污水排水系统排至污水厂处理后排入水体；雨水则通过雨水排水系统直接排入水体。

环保效益好。

缺点：有初期雨水的污染问题，投资一般比截流式合流制高。

不完全分流制排水系统优点：只设有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统，投资节省。

缺点：雨水通过地面慢流进入不成系统的小河后进入较大体系，造成部分水体污染。

半分流制：既有污水排水系统又有雨水排水系统，在雨水干管上设有雨水跳跃井，可截留初期雨水和街道地面冲洗废水进入污水管道。

雨水干管流量不大时，雨水和污水一起引入污水厂处理，超过截留量时，跳跃截流管道经雨水出流干管排入水体。

2．排水体制定义，排水系统及其组成
排水体制定义：生活污水、工业废水和雨水可以采用一套管渠或采用两套或两套以上各自独立的管渠系统来排出，这种不同的排水方式所形成的排水系统成为排水体制。

排水系统;是收集、输送、处理、利用和排放废水的全部工程设施。

排水系统的组成：管渠系统-收集和输送废水的工程设施；污水厂-改善水质和回收利用污水的设施；出水口-废水排入水体的工程设施。

3．管道系统中检查井、跌水井、阀门井、出水口、鸭嘴阀等的设置要求。

管道和渠道设置要求：不漏水、能抵抗侵蚀、内壁面整齐光滑、能承担外压力、管道和渠道材料的正确选择。

检查井：设在管渠交汇、转弯、管径或坡度改变以及跌水等处，相隔一定距离的直线管渠上也设置检查井。

由三部分组成：井基和井底、井身、井盖和井座。

不需要下人的浅井，一般为直壁圆筒形，需要下人的检查井在构造上分为工作室、减缩部和井筒。

工作室直径不能小于1m，高度一般采用1.8m，井筒直径不应小于0.7m，减缩部一般为0.6~0.8m。

跌水井：是舍友消能设施的检查井，可克服水流跌落时产生的巨大冲击力，宜设在直线管道上。

竖管式和竖槽式跌水井适用于管径不大于600mm的管道。

管径不大于200mm，一次越水高度不大于6m；300-600mm，不宜大于4m。

管径大于600mm，采用阶梯式跌水井。

阀门井：本身不能渗水，必须保证其密封性；给水管道与阀门井的连接方式要可靠，能够适应一定程度的抖动和沉降；承压能力和耐酸碱腐蚀性要好；
出水口：一般设在岸边，污水管道的出水口应尽可能淹没在水中，管顶标高一般在常水位以下；雨水管道的出水口露在水面以上。

鸭嘴阀：可通过内外压差来实现启闭，可代替潮门井防止潮水倒灌，也可用于需要止回阀的管道系统中。

4．（特殊管段）倒虹管。

倒虹管：在管道必须为障碍物让路时，不能按照原有的坡度埋设，而是按下凹的折线方式从障碍物下通过，这种管道称为倒虹管。

倒虹管由进水井（设有闸槽和闸门）、管道（折管式和直管式）及出水井三部分组成。

设置要求：a.与障碍物正交通过以缩短倒虹管长度b.穿过河道的倒虹管，应选择在河床和河岸较稳定、不易被水冲刷的地段及深埋较小的部位敷设 c.倒虹管管顶与河底的垂直距离一般不宜小于1.0m d.工作管线一般不少于两条。

第二章
1．重力流与压力流
重力流（明渠流）：水流在管道流动时，水流上方是大气，具有自由的表面，而其他三个方向受到管道固体界面的限制。

压力流：指周围被约束、没有自由表面的液体流动。

2．污水管水力设计原则
不溢流、不淤积、不冲刷管壁、要注意通风
3．充满度，最大充满度与最小流速、最小管径等相关规定
充满度P55：在设计流量下，管渠中的水深h和管径D（或渠高H）的比值成为设计充满度。

污水管渠的最小设计流速为0.6m/s，明渠0.4m/s。

最小管径：街坊和厂区：200mm，街道下300mm
4．管道衔接方式及衔接后的结果要求
衔接方式：管顶平接、水面平接、管底平接
管顶平接：指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端的管内顶标高相同，一般用于上下游管径不同的污水管道的衔接。

当上下游管段管径相同而下游管段的充盈深小于上游管段的充盈深时（小坡度转入较陡的坡度）
水面平接：水力计算中，使污水管道上游管段和下游管段的水面高程相同。

一般用于上下游管径相同的污水管道的衔接。

管底平接;指在水力计算中，要使上游管段和下游管段的管底内壁的高程相同。

要求：管段衔接以减少管段深埋为前提，在检查井处不应发生；下游管底高于上游管底，下游水位高于上游水位，覆土厚度一定要大于0.7m。

5．经济流速是指在设计供水管道的管径时使供水的总成本（包括铺设管路的建安费、水泵站的建安费、及水泵抽水的经营费之总和）最低的流速。

6．水力半径是指某输水断面的过流面积与水体接触的输水管道边长（即湿周）之比。

7．相同管道因材料不同流量、坡度的优化
8．水力学算图
第三章
1．设计污水量计算（如何计算确定污水量），注意比流量。

比流量q。

=q（d）P/（24*3600 ）L/(s*hm²）其中P——街坊人口密度，qd——生活污水量定额；生活污水设计流量：Qd=qd*N*K总/（24*3600）其中N——使用管道的设计人口数；K总——总变化系数。

N=P*A，P——人口密度；A——排水区域的面积。

工业生产区的生活污水设计流量：Qm=qm*M*1000*K总/（T*3600）；Qm——工业废水设计流量；qm——生产每单位产品的平均废水量；M——产品的平均日产量；T——每日生产时数；
2．三种变化系数定义及总变化系数的应用计算
一年中最大日污水量与平均日污水量的比值称为日变化系数（K日）；最大日最大时污水量与最大日平均时污水量的比值称为时变化系数（K时）；最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数（K总）。

3．污水支管的布置形式
（1）低侧式：街坊狭长或地形倾斜时采用；（2）围坊式：街坊地势平坦且面积较大时使用；（3）穿坊式：街坊内部建筑规划已确定，或街坊内部管道自成体系时，支管可以穿越街坊布置。

4．污水管道的平面布置设计的步骤
（1）确定排水区界、规划排水区域（2）选择污水厂出水口的位置（3）拟定污水干管及总干管的路线（4）确定需要抽升的排水区域和设置泵站的位置
5．管道竖向布置的原则与交叉时的处理
处理这些管线交叉的原则是：小管让大管，有压管让无压管，新监管先让一件管线，临时冠先让永久管线，柔性结构的管线让刚性结构的管线。

具体处理方式是：给水管在排水管道之上，电力线、煤气管、热水管、在给水管之上。

6．控制点及其减少影响的方法
控制点是对整个管道系统的高程起控制作用的地点。

控制点的位置一般是位于距离污水厂或出水口最远处或排水流域中地面高程最底处，管道埋深有特殊要求处（如地下室）。

控制点的埋深影响整个管道系统的埋深，所以应尽量浅些。

控制点埋深的减小可以从以下几个方面着手：（1）加强管道强度（2）填高控制点处的地面高程（3）设置局部泵站提升水位。

7．设计流量的组成及其意义
设计管段的设计流量可能由三部分组成：（1）沿线流量：从本管段服务的街坊流来的流量（2）集中流量：从工厂或公共建筑来的流量，它们的排水量可以较为准确的估计（3）传输流量：从上游管段和旁侧管段来的流量。

8．管道图例标示意义
9．设计管段
1．径流系数、影响径流系数的因素及其确定
径流系数的值是地面径流量与降雨量之比。

影响径流系数的主要因素是地面的透水性和坡度。

其次，降雨情况也有影响，久雨和暴雨都会提高径流系数。

透水性相同的地面，坡度平缓的比坡度较大的雨水径流量要小得多。

2．截留倍数，截留水量计算
截流倍数指合流管道溢流井开始溢流时截流管道所截流的雨水量与旱流污水量之比。

截流倍数应根据旱流污水水质水量、水体的卫生要求、自净能力等因素确定。

《规范》建议n。

=2~5，并必须经当地环境保护部门的同意。

同一排水系统中可采用不同截流倍数。

截流式合流制管道的设计流量：（1）溢流井上游：Q=Qd+Qm+Qs=Qdr+Qs（Qd-平均生活污水量；Qm-工业废水的最大班流量；Qs-设计雨水径流量；Qdr-旱流污水量）。

（2）溢流井下游：Q’=（n+1）Qdr+Q’dr+Qs’。

堰长计算：L=Q/1.8H(³/²)Q-溢流量；H-堰上水深；L-堰长
3．截留式合流制的优缺点
优点：和分流制系统相比，在管渠系统造价上投资较省，管道养护也较简单，地下管线也较简单，地下管线可减少，也不存在雨水管雨污水管的误接问题，能将生活污水、工业废水、雨水在一个管道内进行排除。

缺点:合流制污水处理厂的造价比分流制污水厂高，处理厂养护也较复杂。

截流式合流制管道可截流小部分的初雨径流，但周期性的把生活污水、工业废水泄入域区内的水体，造成环境污染，特别是晴天时合流管道内充满度低，水利条件差，管内易产生淤积，下雨天管内的淤积被雨水冲入水体，对环境造成污染。

4．雨水调节池的功能及设置要求
功能：利用天然洼地、池塘、河流等蓄洪或建造人工调蓄池，将雨水径流的洪峰流量暂存其内，待洪峰雨量过后，再从调蓄池设施中排除所蓄水量，以此降低下游管渠高峰排水流量，减小下游管渠断面尺寸，降低工程造价。

设置要求：(1)在雨水干管的中游或有大流量交汇处设置径流调蓄池，可降低下游管渠的设计流量（2）正在发展或分期建设的区域，可用以解决旧有雨水管渠排水能力不足的问题（3）在雨水不多的干旱地区，可用于积蓄雨水综合利用（4）利用天然洼地或池塘、公园水池等调蓄径流，可以充分利用雨水资源补充景观水体，美化城镇环境。

5．城镇防洪的种类
城镇防洪所防御的洪灾主要有河洪和山洪。

河洪：当沿江河城市，市区地面标高低于洪水或潮水的高水位，则该城市就有河洪的威胁。

受河洪威胁的城镇，大抵都筑江堤以防御潮洪，同时还需要解决市区本身的暴雨积劳。

山洪：位于山坡或山脚下的城镇或工业区，为防止坡面上的山洪冲刷，应在城镇受山洪威胁的外围修建防洪设施，拦截由山坡下泄的山洪，使其绕过防护区域，把山洪引入下游江河。

治理山洪的主要措施是：上游缓蓄和截洪引水，中游疏导，下游泄洪或滞洪。

纵观城镇和工业区的防洪方法，不论是防河洪或防山洪，其防洪方法可分为“拦、蓄、分、泄”四种。

6．初期雨水
初期雨水，顾名思义就是降雨初期时的雨水。

初期雨水产生的径流，其水质水量随区域环境、季节和时间变化，成分比较复杂，个别地区可以出现初期雨水污染物浓度超过生活污水的现象。

初期雨水形成的面源污染为重。

（由于降雨初期，雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落地面后又由于冲刷屋面、沥青混凝土道路等，使得前期雨水中含有大量的污染物质，前期雨水的污染程度较高，甚至超出普通城市污水的污染程度。

经雨水管直接排入河道，给水环境造成了一定程度的污染）
1．离心泵与轴流泵的区别
（1）流量不同：离心泵流量较小，轴流泵流量较大（2）扬程不同：离心泵扬程较高，轴流泵扬程低（3）用途不同：离心泵常用来提升污水，轴流泵常用于运输雨水（4）启动条件不同：离心泵应闭阀启动，以减少电动机的启动电流；轴流泵与离心泵相反，应在出水闸开启时启动，以减少电动机的启动电流。

3．污水泵站进水井设置要求、水泵的选择
设置要求：既要满足水泵吸水管和其它设备安装上的要求，又要满足水泵能正常工作的容积要求。

进水池的有效容积应不小于最大一台泵的5min出水量。

应设置水位指示器、格栅。

栅格在污水入口处，与水面成60-70度角，过栅；流速0.6-1.0m/s 。

水泵的选择：根据最大时、平均时和最小时入流量以及相应全扬程，按照水泵的特性曲线进行选择。

要求选用的水泵在以上各种情况下均高效运转。

每个泵站的水泵宜选用同一型号、且不宜少于2台，一般采用3~4台，不宜大于8台。

可配置不同规格水泵，不超过两种，并应按规定配备用泵。

4．雨水泵站进水井设置要求、水泵的选择
设置要求：雨水管道的断面一般都很大，其敷设的坡度较小，可将管道本身作为备用调节池利用。

进水池有效容积应以不小于最大一台泵30S的出水量计算。

设计时，应使进水均等的流向每台水泵，必要时可设置导流壁，以防止涡流的形成。

水泵的选择：雨水泵特点出水量大、扬程小，符合的为轴流泵和混流泵。

设计流量为入量管道流量的120%。

选型应满足最大设计流量的要求，考虑雨水径流量的变化。

台数一般不少于2-3台，最好为同一型号，可不设备用水泵。

5．水泵全扬程、管道局部水头损失等含义
全扬程：净扬程、总水头损失和自由水头三者之和。

管道局部水头损失：是指由管道局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而引起的水头损失。

6．雨污泵站的主要区别
（1）泵的选择不同，台数不同：污水泵一般为3-4台，雨水泵一般不宜少于2-3台，且污水泵站需配备备用水泵，雨水泵站不需要配备用水泵（2）与污水泵相比雨水泵比较大型（3）进水池设置不同：污水泵站有效容积应不小于最大一台泵的5min出水量，雨水泵站的有效容积应不小于最大一台泵30s的出水量（4）设计流量不同：污水泵站的设计流量根据最大时、平均时和最小时入流量设计。

雨水泵站设计流量为如流管道的120%。

7．有效容积
进水池最高水位和最低水位之间的容积。

污水泵站有效容积不应小于最大一台泵的5min出水量，雨水泵站的有效容积应不小于最大一台泵30S的出水量。

第六章
1．管渠的施工方法
（1）开挖施工法：在开挖的沟槽内敷设管道（2）在地层内开挖成型的洞内敷设或浇筑管道。

包括顶管法（大口径管道的埋设，特别在建成的城市中穿越河道、铁路、城市干道以及地面上有重要建筑时）和盾构法（特大型管道）。

2．开槽施工的断面形式
意义：正确选择沟槽开挖的断面形式，是减少挖土量、简化施工程序、方便施工和保证安全生产的需要。

断面形式：土质状况、地下水情况、施工场地大小、施工工期的要求、沟槽开挖深度和挖土方法等来考虑确定断面形式。

包括：直槽（街道、道路埋设，特点：占地面积小、需要支撑）；梯形槽（广场或郊野埋设，管道埋深较大，特点：占地面积大、不需要支撑）
3．顶管施工的作业面组成
（1）管顶机头的工作原理：工作坑千斤顶把推力传给机头后，将管顶机头向前推进。

管道是在工作坑里逐节安装成形，机头向前推进时，管道不断向前移动。

顶管机头挖土方式：人工挖土顶管法、机械切土顶管法、水利冲土顶管法。

顶管机头的基本构造：挖掘机械、松土运送机械、机头外壳和纠偏装置。

顶管的工作坑和接收井，管道推进和接口处理。

4．有关降水的抽水系统种类
真空泵抽水系统：一台机械真空泵运转，使集水箱内产生真空，水通过过滤管、井管、集水总管、吸入集水箱。

集水箱处于低压状态，使得低压状态通过集水箱、给水总管、井管、过滤管、井管周围土体，使周围土体含水层中的水不断流向虑管。

一段时间后，井点周围一定范围内地下水水面形成漏斗状弯曲水面，水位下降。

水射泵抽水系统：通过离心泵运转，逝水流产生喷射，水流通过喷嘴时，喷嘴过水截面变小，过水流速突然增大在周围产生真空。

真空状态通过喷嘴、集水总管、井管、过滤管、井点周围土体，使土体含水层中的水流向虑管，井点周围一定范围内地下水水面形成漏斗状弯曲水面，水位下降。