排水工程(上册)课后答案及例题79321
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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 8.2m3/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=Q +Q 2 +Q 3
1
k ·n ·k z 160 ×9.5 ×585 ×1.8
Q 1 =24×3600
=
24×3600 =18.525L/s
Q 2
A 1
B 1 K 1 +A 2 B 2 K 2
C 1
D 1 +C 2 D 2 860 ×60%×25×3.0+860 ×40%×35×2.5 =
T ×3600
+
3600
=
8×3600
860 ×60%×30%×40+860 ×40%×85%×60 + 3600
=2.39+6.59=8.98L/s
m ·M ·k z 258 ×8.2 ×1.8 ×103
Q 3 =
T ×3600
=
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：
干管水量计算表
管段编号排出口设计流量 L/s转输流量管段设计流量
L/s L/s
1~29.780.0024.28
14.5
2~312.424.2836.68
3~414.636.6851.28
4~59.551.2860.78
5~68.760.7869.48
6~712.869.4882.28
干管水力计算表
管管设计管坡度流充满度降标高（ m）埋设深度段道流量径I速落（ m）
编长L/s D v h h量地面水面管内底
号度㎜m/s D(m)I ·L上端下端上端下端上端下端上下L(m)端端(m)
1234567891011121314151617 1~27424.283000.00440.810.450.1350.33220.5220.2219.04218.71218.9218.57 1.6 1.63 2~37436.683000.00480.940.550.1650.36220.2219.9218.71218.36218.55218.19 1.65 1.71 3~45051.283500.00440.960.550.1930.22219.9219.8218.33218.11218.14217.92 1.76 1.88 4~52660.783500.0046 1.020.600.2100.12219.8219.65218.11217.99217.90217.78 1.90 1.87 5~65969.484000.0056 1.150.500.2000.33219.65219.3217.93217.60217.73217.40 1.92 1.90 6~75082.284000.0054 1.180.550.2200.27219.3219.2217.60217.33217.38217.11 1.92 2.09
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。
街坊面积
街坊编号
1 2 3 4 5 6
7 8 9 面 积
7.5
7.5
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
（ 104
㎡）
街坊编号
10 11 12 13 14 15
16
17
18
面 积
6.0
6.0
6.4
6.4
6.4
（ 104
㎡）
题中，人口密度为
400 人 /104
㎡，污水量标准为
140L/ 人· d ，则比流量为：
400 ×140
4
q 0 =
86400 =0.65L/s 10· ㎡
（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
居住区生活污水量Q 1
集中流量
设计
本段流量
转输
合计 总变 生活
街坊面积
比流量 流量 流量 平均 化系 污水
管 q 0
q 1
q 2 流量
数 设计 本段
转输
段 K z
流量 流量
编 L/s
Q 1
号
104
㎡
L/s 10·4
L/s
㎡
L/s
L/s
L/s L/s 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 18.4
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 38.4
0.65 24.96
30.03
54.99
1.75
96.23
41.48
137.71
（四）、水力计算
污水主干管水力计算表
管 管 设 计 管 坡度 流 充满度
降落 标高
（ m ）
埋设深度 段 道 流量 径 I
速
量
（ m ）
编 长 L/s
D v h h I ·L 地 面 水 面 管内底
号
度 ㎜
m/s
D
(m)
(m)
上 下 上 下 上 下 上 下端
L 端
端
端
端 端
端
端
(m)
1
2
3
4
5
6
7 8
9
1
1
12 13
14
15 16
17
1
1~2
320
41.48
350
0.0039
0.87 0.50
0.175
1.25
43. 42. 41. 40. 41. 40.25
2.0 2.65
5 9 675 425 5
2~3
220
77.58
400
0.0028
0.90 0.65
0.260
0.61 42. 42. 40. 39. 40. 39.54 2.7 2.951
6 9 5 425 809 165 9 35
3~4
180
97.94
450
0.0030
0.98 0.60
0.270
0.54
42. 42. 39. 39. 39. 38.95 3.0 3.341
5 3 769 229 499 9 01 4~5
680
97.94
450
0.0030
0.98 0.60
0.270
2.04 42. 41. 39. 37. 38. 36.91
3.3
4.281
3 2 229 189 959 9 41 5~6
280
137.71 500
0.0028
1.04 0.65
0.325
0.78 41. 40. 37. 36. 36. 36.08 4.3 4.42
4
2
5
189
405
864
36
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：
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= H (㎜ /min)
4
t
q=167i (L/s 10· ㎡ )
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 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
=20×5+1 =10.1(a)
mM
2×5
NM+1
20×5+1 (2) P=2a 时
P= mM
2= m ×5
NM+1
20×5+1 P=1a 时
P= mM
1= m ×5
m=10.1 该值应排列在第 11 项
m=20.2 该值应排列在第 21 项
NM+1
20×5+1
P=0.5a 时 P= mM 0.5= 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：
∑F
i ·Ψi
Ψ ＝
F
220000 ×30%×0.90+220000 ×16%×0.90+220000 ×12%×0.45+220000 ×4%×0.30+220000 ×38%×0.15 =0.537 = 220000
北京地区暴雨强度公式：
2001(1+0.811lgP)
q=
0.711
(t+8)
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：
设计重现期
暴雨强度 q=2001(1+0.811lgP)
(t+8) 0.711
５ a 293.33 ２ a 187.23 １ a 187.21 ０ .５ a
141.50
设计降雨量计算如下表：
t=20min ； F=220000 ㎡； Ψ=0.537
2001(1+0.811lgP)
设计降雨量 Q= ΨqF （ L/s ）
设计重现期
暴雨强度 q=
0.711
(t+8)
５a 293.33 3465.4
２a
187.23
2211.94
１a187.212211.70
０ .５ a141.501671.68 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面积标注在图上，单位以 10
4㎡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=10min, 折减系数 m=2 。各管段的长度以
1
米计，管内流速以 m/s 计。数据如下： L 1-2=120, L 2-3=130, L4-3 =200, L3-5 =200, v1-2 =1.0, v2-3 =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：
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10
4
㎡总汇水面积10
4
㎡
1-2 2.300.00 2.30 2-3 2.10 2.30 4.40 4-3 2.420.00 2.42 3-5 2.20 6.829.02
各管段雨水设计流量计算如下表：t1 =10min;Ψ =0.6
设计
管内雨水流行时间
集水时间
暴雨强度
管长汇水面积流速(min)20.154设计流量
管段L(m)F(104
㎡)m/min L L t= t1 + t 2
q=
(t+18.768) 0.784Q(L/s)
编号t2=∑v v( ㎜ /min)
1-2120 2.3060.00.00 2.0010.00 1.45 2.0 2-3130 4.4072.0 2.00 1.8112.00 1.37 3.6 4-3200 2.4251.00.00 3.9210.00 1.45 2.1 3-52009.0272.0 3.92 2.7813.92 1.317.1
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：
设计管段的管长和排水面积、工业废水量
排水面积
104
㎡ 本段工业
管段编号
管长 m
面 积 编
转输面
废水流量
备注
L/s
号
本段面积
合计
积
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
1、 设计雨水量计算公式
10020(1+0.56lgP)
暴雨强度 q=
t+36
设计重现期采用 1a
地面集水时间
t =10min
1
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 /10
4
㎡，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
区域
面积 104
㎡
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
地面集水时间
t 1 =10min
该区域平均径流系数经计算为
0.45
管
排水面积 104
㎡
管内流行时间 min
设计流量 L/s
10020(1+0.56lgP)
生 工
段 管长 本 转 合 t =
L
q=
t+36
活 业
编 m
2 v
雨水
总计
段
输
计
∑ L
v
废
废 号
v
水
水
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
668.79
2.74
125 796.53
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 0 +1) Q f
=(3+1) ×92=368L/s
则① 5 点的溢流量为
Q =599.25-368=231.25L/s
② 5~6 管段的设计流量：
t 2 =0
转输排水面积为 0，
10020(1+0.56lg1)
Q 5~6 =368+0.74+35+
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
n N4000 80
Q平 3.70L / s
8640086400
由于 Q 平＜ 5L/S ，取 KZ=2.3;
n N
K Z 4000 80
8.52L / s
Q居生 2.3
8640086400
（ 2）工厂生活污水流量
Q工生＝A
1
B
1
K
1
A
2
B
2
K
2 ＝
750 25＋
35
2.5
＝2.71L / s
3.0250
3600T36008
或：Q工生＝
25
N
1
25N 2K h＝ 25 75035 250 2.8 2.67L / s
3600T3600 8
工厂 Kh- 时变化系数（ 2.5～ 3.0）记忆
（ 3）工厂淋浴水量
Q淋＝C
1
D
1
C
2
D
2 ＝
1000
0.75 0.1 40 10000.250.7 60 3.75L / s
36003600
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。
解： Q平
n p F120 500 10
864006.94L / s
86400
K Z
2. 7 2.7
2.18 Q平0.11 6.940.11
Q
居
生Q平K Z 6.94 2.18 15.13L / s 故该住宅区排出的生活污水总流量Q=15.13+5=20.13L/S
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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？
N40
解： P 2.5( a)
M16
N40
序号 m40
P1
N40
序号 m80
P0.5
4.试求各管段Q 设？已知条件如下：
6ha
4ha
3ha
123
q 400
0) t0.7
(L / s.ha）（ b
t110 min ，Ψ＝ 0.56， m 2.0
管段编号
L （m）d（ mm）12200400
23380400
34
400
500 45310600
解： Q1 2 qF 400
0.7 0.56 3
t
45
v（m / s）
0.78
0.83
0.89
0.94
400
100.7
0.56 3 134.08(L / s.ha ）
Q 2 3
qF
400
（
）＝ （
）
200
0.56 3
4
203.03 L / s.ha
（
0.7
2
）
10
60
0.78
Q 3 4
qF
400
（
）＝ （ ）
200
380
0.56 3
4 6
247.67 L / s.ha
（ 2 2 0.7
）
10 0.78 60 0.83 60
Q 4 5 q
F
400
（
） 200
380
400
0.56 3
4 6
（
0. 7
2
2
2
）
10
60 60 60
0.78 0.83 0.89
＝
（ L / s.ha ）由于下游管段的流量 小于上游管段的
191.59
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：
q
420 （ L / s.ha)， t 1 10 min,
0.55
（t 1
0.71
2t 2）
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。
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
————
Q工＝18L / S Q工＝15L / S Q工＝26L / S Q工＝30L / S
ⅠⅡⅢⅣ
（3.2ha）（4.8ha）（2.5ha）（5.1ha）
12345
n p110 280
0.356( L / s.ha）
解： q
86400
86400
Q2 3 q比（3.24.8）（1815）420
0.55 （3.2 4.8）（102
2000. 71
0.7760
）
（）（（）
） 4.8
0.356 3.24.81815
（2000.71
）
10 20.7760
2.8533 231.41＝267.26（L / s）
——
Q4 5 (n 1) Q旱上 Q旱下 Q雨下
(3 1) q（3.2 4.8 2.5）（18 1526）30比4200.55 5.1
0 .71
比q 5.1
（10 2 0）＝512.48L / s
Q
A Q雨上nQ旱上
4
＝4200.55 （3.2 4.8 2.5）（）（）200300)0.71 3 q比 3.2 4.8 2.5 18 1526
10 2(
60
0.770.8660
＝27.1L / s