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给水排水管网课后习题答案

时间：2020-03-26 16:56:10 下载该word文档

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·10㎡)

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= (㎜/min)	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=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=2.12㎜/min 一项，m=2

其重现期P===10.1(a)

(2) P=2a时 P= 2= m=10.1 该值应排列在第11项

P=1a时 P= 1= m=20.2 该值应排列在第21项

P=0.5a时 P= 0.5= 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＝

==0.537

北京地区暴雨强度公式：q=

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=
５a	293.33
２a	187.23
１a	187.21
０.５a	141.50

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=	设计降雨量Q=ΨqF（L/s）
５a	293.33	3465.4
２a	187.23	2211.94
１a	187.21	2211.70
０.５a	141.50	1671.68

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㎡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。各管段的长度以米计，管内流速以m/s计。数据如下：L=120, L=130, L=200, L=200, v=1.0, v=1.2,v=0.85, v=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10㎡	转输汇水面积10㎡	总汇水面积10㎡
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=10min; Ψ=0.6

设计管段编号	管长L(m)	汇水面积F(10㎡)	流速 m/min	管内雨水流行时间(min)		集水时间 t= t+ t	暴雨强度 i=(㎜/min)	设计流量 Q(L/s)
设计管段编号	管长L(m)	汇水面积F(10㎡)	流速 m/min	t=∑		集水时间 t= t+ t	暴雨强度 i=(㎜/min)	设计流量 Q(L/s)
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=(L/s·10㎡)

（3）采用设计重现期P=1a，地面集水时间t=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。

各车间生产废水量表

实验室名称	废水量（L/s）	实验室名称	废水量（L/s）
A实验室	2.5	南实验楼
B实验室		Y530出口	8
Y433出口	5	Y515出口	3
Y463出口	10	D实验室
Y481出口	5	Y406出口	15
C实验室	6.5	Y396出口	2.5

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：

汇水面积计算表

设计管段编号	本段汇水面积10㎡	转输汇水面积10㎡	总汇水面积10㎡
1-2	15.48	0.00	15.48
2-3	18.38	15.48	33.86
3-4	14.70	33.86	48.56
4-5	33.08	48.56	81.64
5-6	32.30	81.64	113.94
6-7	9.36	113.94	123.30
7-8	20.27	123.30	143.57
9-10	17.49	0.00	17.49
10-11	31.86	17.49	49.35
11-12	11.58	49.35	60.93
12-13	31.86	60.93	92.79
13-14	4.99	92.79	97.78
14-15	8.82	97.78	106.60
15-16	8.82	106.60	115.42
16-17	25.89	115.42	141.31
17-18	10.14	141.31	151.45
18-19	21.72	151.45	173.17
19-20	11.58	173.17	184.75
20-8	14.48	184.75	199.23

8-21	0.00	342.8	342.8
21-22	0.00	342.8	342.8

4、平均径流系数

屋面面积：85.2 （10㎡）

道路面积：64.01 （10㎡）

绿化面积：193.59 （10㎡）

Ψ＝==0.42

5、已知，设计重现期P=1a；集水时间t=10min

6、单位面积径流量q=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。

设计管段编号	管长 L m	汇水面积 F 10㎡	流速 m/s	管内雨水流行时间min t= t+m· t		暴雨强度 q=L/s·10㎡	雨水设计流量 Q L/s	生产废水转输流量 Q L/s	管段设计流量 Q L/s	管径㎜	坡度 I ‰	管道输水能力L/s	坡降 I·L m	地面标高m		管内底标高m		埋深m
设计管段编号	管长 L m	汇水面积 F 10㎡	流速 m/s	t=∑		暴雨强度 q=L/s·10㎡	雨水设计流量 Q L/s	生产废水转输流量 Q L/s	管段设计流量 Q L/s	管径㎜	坡度 I ‰	管道输水能力L/s	坡降 I·L m	起点	终点	起点	终点	起点	终点
1-2	19.4	15.48	0.75	0.0	0.43	221.4	14.4	0	14.4	300	3.0	52.95	0.058	42.59	42.52	40.99	40.93	1.6	1.59
2-3	17.9	33.86	0.75	0.43	0.40	212.4	30.2	15	45.2	300	3.0	52.95	0.054	42.52	42.45	40.93	40.88	1.59	1.57
3-4	43.3	48.56	0.86	0.83	0.84	205.0	41.8	17.5	59.4	300	4.0	60.0	0.173	42.45	42.37	40.88	40.71	1.57	1.66
4-5	52.2	81.64	0.95	1.67	0.92	191.7	65.7	22.5	88.2	400	3.5	125.0	0.183	42.37	42.24	40.61	40.43	1.76	1.81
5-6	17.9	113.94	0.95	2.59	0.31	179.7	86.0	22.5	108.5	400	3.5	125.0	0.063	42.24	41.8	40.43	40.37	1.81	1.43
6-7	31.3	123.30	0.95	2.9	0.55	176.1	91.2	22.5	113.7	400	3.5	125.0	0.11	41.8	41.3	40.37	40.26	1.43	1.04
7-8	77.6	143.57	0.98	3.45	1.32	170.3	102.7	22.5	125.2	400	4.0	130.0	0.31	41.3	41.2	40.26	39.95	1.04	1.25
9-10	37.3	17.49	0.75	0.0	0.83	221.4	16.3	0	16.3	300	3.0	52.95	0.11	42.36	42.25	40.76	40.65	1.6	1.6
10-11	11.9	49.35	0.75	0.83	0.26	205.0	42.49	2.5	45.0	300	3.0	52.95	0.036	42.25	42.23	40.65	40.61	1.6	1.62
11-12	32.8	60.93	0.86	1.09	0.64	200.57	51.33	2.5	53.83	300	4.0	60.0	0.13	42.23	42.1	40.61	40.48	1.62	1.62
12-13	10.4	92.79	0.95	1.73	0.18	190.80	74.36	17.5	91.86	400	3.5	125.0	0.036	42.1	42.01	40.38	40.34	1.72	1.67
13-14	10.4	97.78	0.95	1.91	0.18	188.3	77.33	17.5	94.83	400	3.5	125.0	0.036	42.01	41.97	40.34	40.30	1.67	1.67
14-15	14.9	106.60	0.95	2.09	0.26	185.90	83.23	17.5	100.73	400	3.5	125.0	0.052	41.97	41.88	40.30	40.25	1.67	1.63
15-16	14.9	115.42	0.95	2.35	0.26	182.57	88.51	25.5	113.51	400	3.5	125.0	0.052	41.88	41.8	40.25	40.20	1.63	1.60
16-17	10.4	141.31	1.0	2.61	0.17	179.43	106.5	35	141.5	500	2.7	200.0	0.028	41.8	41.76	40.10	40.07	1.70	1.69
17-18	23.9	151.45	1.0	2.78	0.40	177.46	112.88	35	147.88	500	2.7	200.0	0.065	41.76	41.7	40.07	40.01	1.69	1.69
18-19	11.9	173.17	1.0	3.18	0.20	173.06	125.87	35	160.87	500	2.7	200.0	0.032	41.7	41.66	40.01	39.98	1.69	1.68
19-20	14.9	184.75	1.0	3.38	0.25	171.00	132.68	35	167.68	500	2.7	200.0	0.04	41.66	41.3	39.98	39.94	1.68	1.36

20-8	7.5	199.23	1.0	3.63	0.13	168.49	141.00	35	176.00	500	2.7	200.0	0.02	41.3	41.2	39.94	39.92	1.36	1.28
8-21	16.4	342.8	1.06	4.77	0.26	158.36	228.00	57.5	285.5	600	2.3	300.0	0.038	41.2	41.2	39.82	39.78	1.38	1.42
21-22	9.00	342.8	1.06	5.37	0.14	153.71	221.3	57.5	278.8	600	2.3	300.0	0.021	41.2	41.1	39.78	39.76	1.42	1.34

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

管段编号	管长 m	排水面积 10㎡				本段工业废水流量 L/s	备注
管段编号	管长 m	面积编号	本段面积	转输面积	合计	本段工业废水流量 L/s	备注
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

暴雨强度 q=

设计重现期采用1a

地面集水时间 t=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/10㎡，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/10㎡，生活污水量标准按100L/( 人·d)

区域	面积10㎡	人口(人)	生活污水量
区域	面积10㎡	人口(人)	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=10min

该区域平均径流系数经计算为0.45

管段编号	管长 m	排水面积10㎡			管内流行时间min			q=	设计流量L/s
管段编号	管长 m	本段	转输	合计	t=∑		v	q=	雨水	生活废水	工业废水	总计
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