排水工程下册课后习题答案

排水管网设计1目录工程概况................................................2设计内容................................................2污水管网设计计算........................................3在街区平面图上布置污水管道街区编号并计算其面积划分设计管段，计算设计流量水力计算绘制管道平面图和纵剖面图雨水管网设计计算........................................8划分排水流域和管道定线划分设计管段划分并计算各设计管段的汇水面积确定各排水流域的平均径流系数值求单位面积径流量水力计算绘制雨水管道平面图及纵剖面图总结...................................................14参考文献...............................................15排水管网设计2工程概况（1）黑龙江地区某城市分为三个区，见城市平面图。（2）城市人口密度见表1。表1城市人口密度区域人口密度（人/ha）Ⅰ区200Ⅱ区230（3）居住区内有较为完备的给排水卫生设备和淋浴设备。（4）工业企业的生产排水表见表2。表2工业企业生产排水设计流量工业企业名称排水设计流量（L/s）工厂甲25工厂乙18管道出水埋深2.0m。（5）河流常水位231m。（6）该城市冰冻线深度为2.50m，地下水位埋深平均为210m，土壤为砂质黏土，主要马路均为沥青铺设。（7）暴雨设计重现期为1年，地面集水时间t1为12min。该城市的暴雨强度公式为：77.0)3.8()91.01(1820tgPq。（8）地面径流系数见表3。表3各区地面径流系数区域径流系数Ⅰ区0.49Ⅱ区0.51设计内容（1）进行排水管网布置（含污水管道系统和雨水管道系统）。排水管网设计3要求：布置合理、论证充分。（2）进行排水管网水力计算。要求：计算准确，符合设计精度，计算部分附上相应的计算草图。（3）绘图。◇排水管网平面布置图：污水管道系统和雨水管道系统平面布置分别绘制。2号图1张或3号图2张。◇排水管道纵剖面图：选取污水管道系统和雨水管道系统各一条主干管，分别绘制。2号图1张或3号图2张。要求：设计图纸所采用的比例、标高、管径、编号和图例等应符合《给水排水制图标准》的有关规定。（4）设计说明书。要求：论证合理，层次分明，计算无误，文字通顺，图表准确。污水管网设计计算（1）在街区平面图上布置污水管道从街区平面图可知该区地势自南向北倾斜，坡度较小，无明显分水线、可划分为一个排水流域。街道支管布置在街区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线垂直布置，主干管则沿街区北面河岸布置，基本与等高线平行。整个管道系统呈截流式形式布置。（2）街区编号并计算其面积将各街区编上号码，并按街区的平面范围计算它们的面积，列入表2-1中。用箭头标出个街区污水排出的方向。街区面积表2-1街区编号12345678910街区面积（ha）0.851.200.630.902.161.080.881.051.760.95街区编号11121314151617181920街区面积（ha）1.440.792.191.791.461.710.481.830.251.19街区编号21222324252627282930街区面积（ha）2.051.180.531.091.470.940.480.250.60.75街区编号31323334353637383940街区面积（ha）0.770.370.891.100.741.981.460.420.720.50排水管网设计4街区编号41424344454647484950街区面积（ha）2.32.171.130.990.680.430.550.791.250.66（3）划分设计管段，计算设计流量根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点（一般定义为街区两端）、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起讫点的检查井并编上号码。例如，主干管长1130余米，根据设计流量变化情况，可划分为1~2，2~3，3~4，4~5，5~7，7~8，8~9，7个设计管段。各设计管段的设计流量应列表进行计算。在初步设计中只设计干管和主干管的设计流量，如表2-2。污水干管设计流量计算表表2-2管段编号居住区生活污水量Q1集中流量设计流量（L/s）本段流量转输流量q2（L/s）合计平均流量（L/s）总变化系数Kz生活污水设计流量Q1（L/s）本段（L/s）转输（L/s）街区编号街区面积（ha）比流量q0（L/s）流量q1（L/s）1234567891011121~210.850.2780.24-0.242.30.55--0.5510~11----0.200.202.30.46--0.4611~12----0.580.582.31.33--1.3312~13----0.710.712.31.63--1.6313~14----1.321.322.33.04--3.0414~2----1.981.982.34.55--4.552~321.200.2780.332.222.552.35.87--5.8715~16----0.120.122.30.28--0.2816~17----0.260.262.30.60--0.6017~18----0.540.542.31.24--1.2418~19----0.610.612.31.40--1.4019~3----26.1226.121.949.63-2574.633~43、41.530.2780.4328.6729.102.058.20-2583.220~21----1.241.242.32.85--2.8521~22----1.341.342.33.08--3.0822~23----2.242.242.35.15--5.1523~4----2.462.462.35.66--5.664~552.160.2780.6031.5632.161.961.10-2586.10排水管网设计524~25----0.180.182.30.41--0.4125~26----0.540.542.31.24--1.2426~27----0.820.822.31.89--1.8927~28----1.201.202.32.76--2.7628~5----1.901.902.34.37--4.375~76.71.960.3190.6334.0634.691.862.44-2587.4430~31----0.650.652.31.50--1.5031~32----1.181.182.32.71--2.7132~33----1.771.772.34.07--4.0733~34----2.292.292.35.27--5.2734~7----2.862.862.36.58--6.587~881.050.3190.3337.5537.881.868.18-2593.1836~37----0.630.632.31.45--1.4537~38----1.101.102.32.53--2.5338~8----1.571.572.33.61--3.618~991.760.3190.5639.3339.891.871.80-2596.839~40----0.210.212.30.48--0.4840~41----0.810.812.31.86--1.8641~42----1.111.112.32.55--2.5542~9----18182.03618-54以Ⅰ区为例，居民人口密度为200人/ha，居民生活污水定额为120L/（cap·d），则每ha街区面积的生活污水平均流量（比流量）为：q0=200×12086400=0.278（L/（s·ha））Ⅰ区有1个集中流量工厂甲，在检查井19进入管道，相应的设计流量为25L/s。以管段3~4为例，除转输工厂甲的集中流量25L/s外，还有本段流量q1和转输流量q2流入。该管段接纳街区3和4的污水，其面积为1.53ha（见街区面积表），故本段流量q1=q0·F=0.278×1.53=0.43L/s；该管段的转输流量是从旁侧管段15~16~17~18~19~3流来的生活污水平均流量，其值为q2=合计平均流量2~3+合计平均流量19~3=2.55+26.12=28.67L/s。合计平均流量q1+q2=0.43+28.67=29.10L/s。查生活污水量总变化系数表，Kz=2.0。该管段的生活污水设计流量Q1=29.10×2.0=58.20。总设计流量Q=58.20+25=83.2L/s。其余管段的设计流量计算方法相同。（4）水力计算排水管网设计6在确定设计流量后，便可由上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。一般常列表进行计算，如表2-3所示。水力计算步骤如下：①从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表2-3第2项。②将各设计管段的设计流量列入表中第3项。设计管段起讫点检查井出的地面标高列入表中第10、11项。③计算每一设计管段的地面坡度（地面坡度=地面高差距离），作为确定管道坡度时参考。例如，管段3~4的地面坡度=233.06−233.02170=0.0002。④确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度I，设计充满度h/D。首先拟采用管径450mm，即查水力计算图。在这张计算图中，管径D和管道粗糙系数n为已知，其余四个水利因素只要知道两个即可求出另外两个。现已知设计流量，另一个可根据水力计算设计数据的规定设计。由于管段的地面坡度很小，为不使整个管道系统的埋深过大，宜采用相应于450mm管径的设计坡度为0.002。当Q=83.2L/s、I=0.002时，查表得出v=0.8m/s（大于最小设计流速0.6m/s），h/D=0.62，计算数据符合规范要求。将所确定的管径D、坡度I、流速v、充满度h/D分别列入表2-3的第4、5、6、7项。⑤确定其它管段的管径D、设计流速v、设计充满度h/D和管道坡度I。通常随着设计流量的增加，下一个管段的管径一般会增大一级或两（50mm为一级），或者保持不变，这样便可根据流量的变化确定管径。根据Q和v即可在确定D的那张水力计算图或表中查处相应的h/D和I值，若h/D和I值符合设计规范要求，说明水力计算合理，将计算结果填入表2-3相应的项中。⑥计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度：◇根据设计管段长度和管道坡度求降落量。如管段3~4的降落量为I·L=0.002×170=0.340m，列入表中第9项。◇根据管径和充满度求管段的水深。如管段3~4的水深为h=D·h/D=450×0.62=0.279m，列入表中第8项。◇确定管网系统的控制点。对主干管埋深起决定作用的控制点是1点。排水管网设计71点是主干管的起始点，它的埋设深度应大于或等于建筑物污水出户管的埋深，即工厂管道出口埋深2.0m。同时保证至少在冰冻线以上0.15m。所以定1点埋深为2.35m，将该值列入表中第16项。◇求设计管段上、下端的管内底标高，水面标高及埋设深度。1点的管内底标高等于1点的地面标高减1点的埋深，为232.98-2.35=230.630m，列入表中第14项。2点的管内底标高等于1点管内底标高减降落量，为230.630-0.315=230.315m，列入表中第15项。2点的埋设深度等于2点的地面标高减2点的管内底标高，为232.96-230.315=2.65m，列入表中第17项。管段上下端水面标高等于相应点的管内底标高加水深。如管段1~2中1点的水面标高为230.630=0.165=230.795m，列入表中第12项。2点的水面标高为230.315+0.165=230.480m，列入表中第13项。根据管段在检查井处采用的衔接方法，可确定下游管段的管内底标高。例如，管段1~2与管段2~3管径相同，可采用