给水工程题库——计算题

1.城市人口30万，综合用水定额是200L/人.d，工业废水是生活用水量40％，道路冲洗和绿化是是生活和工业用水10％，水厂自用水5%，未预见水量和管网漏水量比例取25％，时变化系数1.3，求城市最高日用水量和取水构筑物设计流量。解答：Q1=30*200/1000=6万m3/dQ2=40%*Q1=2.4Q3=0.84城市最高日用水量Qd=(Q1+Q2+Q3+Q4)*1.25=11.55万m3/d取水构筑物设计流量=11.55*1.05*10000/24=5053m3/h2.某城市现有人口75万人，供水普及率70％，最高日综合生活用水量为12.6×104m3/d。近期规划人口将发展到100万人，供水普及率增长到90％，最高日综合生活用水量增加到300L//(人·d)，该城市的最高日综合生活用水将比目前增加多少？解答：原人均最高日综合生活用水2407.07500001000126000L//(人·d)最高日综合生活用水将比目前增加量4104.141260002407.0751260003009.0100m3/d3.某城镇现有人口8万人，设计年限内预期发展到10万人。用水普及率以90％计，取居民生活用水定额为150L//(人·d)，通过调查和实测，工业企业和公共建筑用水量为Q=14500m3/d，未预见水量和管网漏失水量取总水量的20％，则最高日设计用水量为多少？。解答：最高日设计用水量33600%120)1450010001509.0100000(m3/d4.如果城市最高日生活用水量为50000m3/d，企业职工生活用水和淋浴用水量为10000m3/d，浇洒道路和绿地用水量为10000m3/d，工业用水量为30000m3/d，则该城市的最高日设计用水量宜为多少？解答：最高日设计用水量)30000100001000050000(×（15％～25％）＝11500～12500m3/d5.某城市最高日设计用水量为20×104m3/d，清水池调节容积取最高日用水量的15％，室外消防一次灭火用水量为75L/s，同一时间内的火灾次数为3次，火灾持续时间按2h计算，水厂自用水在清水池中的储存量按2000m3计算，安全储量取6000m3，则清水池的有效容积为多少？（10分）解答：清水池的有效容积396206000200010002360037515.0200000m36.某城市最高日用水量为15×104m3/d，用水日变化系数为1.2，时变化系数为1.4，水厂自用水系数为1.1。若管网内已建有水塔，在用水最高时可向管网供水900m3/h，则向管网供水的供水泵房的设计流量应为多少？解答：管网设计流量＝15×104×1.4＝21×104m3/d＝8750m3/h向管网供水的供水泵房的设计流量＝8750－900＝7850m3/h7.如图给水系统，求出图示各部分（A，B，C，D）的设计流量（L/S）。已知：最高日用水量为Qd=30，000m3/d，时变化系数Kh=1.6，水厂自用水系数α=1.05（10分）答案：)/(58.364864003000005.1)24(sLhTQQdA（α=1.05）ABQQ)s/L(6.55586400300006.1TQkQdhCcdQQ8.如图给水系统，试求出图示各部分管线的设计流量（L/s）。（10分）已知Qd=30，000m3/d，α=1.05，水塔在最大时的出流流量为Qd的1.0%，Kh=1.6。答案：)s/L(6.36436002410003000005.13600241000QQd)1()s/L(6.5554.866.130000TKQQhd)4()s/L(3.83h/m300%0.1QQ3d)3()s/L(3.472QQQ)3()4()2(（1）写出公式即给1.5分（每项）；不严谨的扣0.5分。（2）满分各2.5分；（3）因水塔的Q3计算错导致Q2错，若概念正确，不应重复扣分。9.求出下图所示部分的设计流量（L/s）（15分）已知：Qd=40000T/d，Kh=1.4，α=1.05（水厂自由水系数）最高时水塔调节量为Qd·1%（1）s/L96.4623600241040000Q3h，s/L11.486QQh1（2）s/L11.486QQ12（3）543QQQ（4）s/L15.648QKQhh4（5）sLQQd/11.111%15故，sLQQQ/04.53754310.对于对置水塔系统，最不利点5在供水分界线上，设最大用水时和最大转输时水泵扬程分别为Hp和Hp’（Hp’＞Hp）（共10分）（1）绘出对置水塔在最大用水时和最大转输时的水压线。（4分）（2）写出Hp和Hp’的表达式。（4分）（3）写出水塔高度HA的表达式。（2分）答案：对置水塔在最大用水时和最大转输时的水压线如下图1——最大用水时水压线；2——最大转输时水压线pphHZH55''hZHHAAp)(5555ZZhHZZhHHttttt11.某城市最高日用水量为150000m3／d，给水系统设有取水泵房、水处理厂、供水泵房、输水管渠、配水管网、调节水池。已知该城市用水日变化系数=1．2，时变化系数=1．4，水厂自用水量为5％。（1）若不计输水管渠漏失水量，计算取水泵房的设计流量为为多少？（2）若管网内调节水池在用水最高时可向管网供水900m3／h，计算向供水管网供水的供水泵房的设计流量为多少？。解：取水泵房韵设计流量应按最高日平均时用水量加水厂自用水量计算：hmQ365632405.1150000向管网供水应按昂高日最高时用水量计算，调节水池最高时可供水量900m3／h，供水泵房的设计流量为：7850900244.1150000Qm3/h12.已知某水厂的设计供水量为2.4万m3/d,水厂自用水量取供水量的5%，时变化系数1.5，配水管网的漏失水量为10%，在不负有消防给水任务的条件下，原水输水管(从水源至水厂)、出水输水管(从水厂至管网)的设计流量分别为多少？解：原水输水管(从水源至水厂)设计流量10502405.124000m3/h出水输水管(从水厂至管网)设计流量＝15005.12424000m3/h13.某城市24h用水量（m3/h）如下表所示，求一级泵站24h均匀抽水时所需的清水池调节容积。总用水量为112276m3/d.时间0~11~22~33~44~55~66~77~88~99~1010~1111~12水量（m3）190018001787170018001910320051005650600062106300时间12~1313~1414~1515~1616~1717~1818~1919~2020~2121~2222~2323~24水量（m3）650064606430650067007119900086905220220021002000解：一级泵站供水量＝112276/24＝4678.17m3/h时间0~11~22~33~44~55~66~77~88~99~1010~1111~12用水量（m3）190018001787170018001910320051005650600062106300一级泵站供水量4678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.17清水池调节量-2778.17-2878.17-2891.17-2978.17-2878.17-2768.17-1478.17421.83971.831321.831531.831621.83时间12~1313~1414~1515~1616~1717~1818~1919~2020~2121~2222~2323~24用水量（m3）650064606430650067007119900086905220220021002000一级泵站供水量4678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.174678.17清水池调节量1821.831781.831751.831821.832021.832440.834321.834011.83541.83-2478.17-2578.17-2678.17清水池调节容积为上表中调节量为正的数值之和。清水池调节容积＝26384.62m314.某城市最高日用水量为15万m3/d，用水量变化曲线如下图，求最高时、平均时、一级和二级泵站的设计流量（m3/s）。解：最高时流量＝150000×6％＝9000m3平均时流量＝150000×4.17％＝6255m3一级泵站设计流量＝6255m3二级泵站设计流量＝150000×5％＝7500m315.某城镇给水管网如右图，管段长度和水流方向见图示，比流量为0.04L/(s·m)，所有管段均为双侧配水，折算系数统一采用0.5，节点2处有一集中流量20L/s，则节点2的计算流量为多少？解：节点2的计算流量＝0.04×2200×0.5＋20＝64L/s16.某城镇给水管网如右图，管段长度和水流方向见图示，比流量为0.04L/(s·m)，所有管段均为双侧配水，折算系数统一采用0.5，节点4处有一集中流量30L/s，则节点4的计算流量为多少？解：节点4的计算流量＝0.04×1400×0.5＋30＝58L/s3800m2800m1800m600m453800m2800m1800m600m4517.某城镇最高时用水量为Q=300L/s，，其中工业用水量q＝90L/s，集中从节点4取出。干管各管段长度（m）如右图所示。管段4－5、1－2、2－3为单侧配水，其余为双侧配水，则管网比流量qs及节点4的节点流量q4分别为多少？解：管网比流量qs＝（300－90）/（400＋400＋600＋600＋600＋400＋800＋400）＝0.05L/(s·m)4节点流量q4＝0.05×（600＋400）×0.5＋90＝115L/s18.如图所示管网，求管段数、节点数和环数之间的关系。解：管段数P＝20节点数J＝15环数L＝6P＝J＋L－119.设在最高用水时，上图的泵站供水量占4/5，水塔供水量占1/5，试确定流量分配的主要流向，并写出3－4－7－2－3环中任一管段流量qij和两端节点水压Hi、Hj的关系式。解：在最高用水时，流量分配的主要流向为1－2－7－8，1－2－3－4－5，1－2－11－12－13，10－9－6，10－9－14－163－4－7－2－3环中以2－7管段为例，有：72727272HHqshn则：nsHHq727272123456789111210泵站131415水塔Q=300L/s600m400m800m800m456123Q=300L/s600m400m800m800m45612320.给水管网设计包括哪些内容？简述哈代－克罗斯算法解线性化环能量方程组的思路和步骤。以右图为例，写出牛顿－拉夫森算法和哈代－克罗斯算法求解线性化环能量方程组的矩阵表达式（假定初次流量分配不能满足环能量方程要求，进行第一次水头平差求环流量增加量，已知初次分配流量qij、摩阻sij、环水头闭合差△hi）。（15分）解：给水管网设计内容包括：管道系统布置与定线、设计流量计算、管段直径确定、管网水力计算、二泵扬程及水塔高度确定、水量调节构筑物容积计算、给水管网优化。哈代－克罗斯算法解线性化环能量方程组的思路和步骤为：1）管段流量初分配，确定环水头闭合差的最大允许值；2）计算各环水头闭合差；3）判断各环水头闭合差是否均小于最大允许闭合差，如果满足，则解环方程组结束，否则继续下一步；4）利用哈代－克罗斯平差公式，求得环流量△qk；5）将环流量施加到环内所有管段，得到新的管段流量，作为新的初值，转第2）