2025年注冊(cè)公用設(shè)備工程師考試給排水與消防專項(xiàng)訓(xùn)練試卷工程設(shè)計(jì)能力提升考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、某住宅小區(qū)給水系統(tǒng)采用市政水壓供水，部分樓層設(shè)置高位水箱調(diào)節(jié)。已知市政水壓恒定為0.30MPa（表壓），小區(qū)內(nèi)最高建筑高度為45m，最低建筑高度為5m。設(shè)計(jì)要求最高層用戶自由水頭不低于15m。試計(jì)算：1.若不設(shè)高位水箱，僅靠市政水壓供水，能否滿足最高層用戶的用水需求？請(qǐng)說明理由。2.若需要設(shè)置高位水箱，計(jì)算水箱所需的最小有效容積（不考慮消防水量）。假設(shè)設(shè)計(jì)秒流量為150m3/h，用水時(shí)程變化系數(shù)Kh=2.5，用水持續(xù)時(shí)間t=4小時(shí)。取生活用水定額為180L/(人·d)，小區(qū)總?cè)丝跒?000人。忽略水箱安裝高度帶來的水壓增益。二、某城市新建污水廠服務(wù)面積50km2，設(shè)計(jì)人口密度為300人/km2，設(shè)計(jì)總水量為6萬m3/d。擬采用A2/O生物處理工藝。根據(jù)初步設(shè)計(jì)，曝氣池總?cè)莘eV=20000m3，污泥齡SRT=20d，內(nèi)回流比R=1.5，外回流比R?=0.5。試計(jì)算：1.每日需要從二沉池回流污泥量（按曝氣池污泥量計(jì)算）。2.若曝氣池混合液懸浮固體濃度MLSS為3000mg/L，計(jì)算曝氣池每日產(chǎn)生的剩余污泥量（忽略污泥自身氧化）。3.簡(jiǎn)述A2/O工藝中，前段缺氧段和后段缺氧段的主要功能區(qū)別。三、某高層公共建筑，地上20層，地下2層。建筑高度60m，標(biāo)準(zhǔn)層高3.5m。設(shè)計(jì)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。已知建筑體積為150萬m3，室內(nèi)設(shè)計(jì)用水量Qh=40L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間t=2h。消防水池容積按最不利點(diǎn)兩個(gè)消火栓同時(shí)出水，間距100m，水頭損失按150m考慮計(jì)算。市政供水管壓力（距水池）能滿足消防用水量要求，但最不利點(diǎn)水壓僅能保證10m自由水頭。試計(jì)算：1.消防水池所需的最小有效容積。2.若采用消防水泵組加壓，選擇泵時(shí)，所需的最小設(shè)計(jì)揚(yáng)程應(yīng)至少為多少？（不考慮安全系數(shù)）四、某工業(yè)廠房內(nèi)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，保護(hù)面積為2000m2。該廠房火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為輕危險(xiǎn)級(jí)。設(shè)計(jì)選用K=80的閉式下垂型灑水噴頭，噴水強(qiáng)度q?=6L/min·m2，作用面積A=160m2，持續(xù)噴水時(shí)間t=0.5h。試計(jì)算：1.系統(tǒng)所需的設(shè)計(jì)流量Q。2.若采用濕式報(bào)警閥組，報(bào)警閥前壓力應(yīng)至少為多少才能保證噴頭正常噴水？（假設(shè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力為0.35MPa）3.簡(jiǎn)述濕式報(bào)警閥組在系統(tǒng)正常工作和發(fā)生火災(zāi)報(bào)警時(shí)的工作狀態(tài)和區(qū)別。五、某市政排水管道工程，管徑DN1500，管長1200m，坡度i=0.001。管頂覆土深度最淺處為1.5m，該處地面標(biāo)高為+20.00m，埋設(shè)管道時(shí)地面超挖量按5cm考慮。已知管道材質(zhì)為鋼筋混凝土管，計(jì)算管底內(nèi)壁在設(shè)計(jì)充滿度（h/D=0.65）下的水力坡度。若該段管道穿越一個(gè)寬度為30m的河流，采用倒虹吸形式，倒虹吸進(jìn)出口處的地面標(biāo)高分別為+10.00m和+8.00m，計(jì)算倒虹吸中心線的水力坡度應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)才能保證排水通暢？（不考慮局部水頭損失）六、某小區(qū)雨水泵站設(shè)計(jì)，服務(wù)區(qū)域面積為8km2，設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度采用公式i=167t^(1/4)，其中i單位為mm/h，t單位為min。設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P=3年。要求雨水排除標(biāo)準(zhǔn)為24小時(shí)內(nèi)排盡。已知泵站集水井有效容積為200m3，泵站設(shè)計(jì)流量Q=1.2m3/s。試計(jì)算：1.設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度i。2.設(shè)計(jì)暴雨總水量W。3.若集水井最低水位標(biāo)高為-5.00m，設(shè)計(jì)出水管渠出口標(biāo)高為+3.00m，計(jì)算水泵提水所需的最小揚(yáng)程。七、簡(jiǎn)述選擇給水管網(wǎng)定線方案時(shí)，需要考慮的主要因素有哪些？八、簡(jiǎn)述消防水泵房設(shè)置在地下室時(shí)，應(yīng)符合哪些主要防火要求？試卷答案一、1.不能滿足。最高層用戶所需自由水頭為45m-5m+15m=55m。市政水壓能提供的自由水頭僅為0.30MPa*10m/MPa=3m。3m<55m，故無法滿足。2.最高層用戶所需總水壓=55m。水箱設(shè)置高度h應(yīng)滿足：0.30MPa*10m/MPa+h=55m。解得h=55m-3m=52m?？紤]水箱安裝高度帶來的水壓增益Δh（假設(shè)為2m），實(shí)際水箱有效高度需為52m-2m=50m。水箱最小有效容積V=Q*t*(1-Kh^(-n))。Kh=2.5，n通常取2，Kh^(-n)=(2.5)^(-2)≈0.16。V=150m3/h*4h*(1-0.16)≈150*4*0.84=504m3。取整，最小有效容積約為504m3。二、1.曝氣池污泥量S=V*MLSS=20000m3*3000mg/L=60,000,000g=60t。內(nèi)回流污泥量=S*R=60t*1.5=90t/d。2.每日進(jìn)水BOD=Q*q=6*10?m3/d*(按水量換算，假設(shè)進(jìn)水BOD濃度C?=120mg/L，或題目給定量)C?=6*10?m3/d*120g/m3=7,200,000g/d=7200kg/d。每日去除BOD=S*X=60t*3000mg/L=180,000,000mg/d=180kg/d(X=MLSS=3000mg/L)。剩余污泥產(chǎn)生量=每日去除BOD-每日污泥自身氧化量。假設(shè)自身氧化率R?=10%，則自身氧化量=60t*3000mg/L*10%≈1800kg/d。剩余污泥量=7200kg/d-1800kg/d=5400kg/d=5.4t/d。(注：計(jì)算有假設(shè)，若題目給出進(jìn)水BOD濃度，需用該值計(jì)算)。3.前段缺氧段主要功能是脫氮，通過硝態(tài)氮與進(jìn)水BOD反硝化反應(yīng)去除氮。后段缺氧段主要功能是反硝化脫氮，同時(shí)為好氧段提供部分堿度，防止碳酸鹽沉淀。三、1.最不利點(diǎn)兩個(gè)消火栓間距100m，水頭損失150m。所需水池容積V=Qh*t=40L/s*3600s/h*2h=288,000L=288m3?？紤]最不利點(diǎn)僅10m自由水頭，加上從水池到最不利點(diǎn)的壓力損失（需估算或題目給定），假設(shè)總壓力損失為90m，則水池最低水位標(biāo)高=出口高程-壓力水頭=3m-90m=-87m。水池有效容積需大于或等于288m3。2.所需最小揚(yáng)程=最不利點(diǎn)所需工作壓力+消防水池最低水位至最不利點(diǎn)的幾何高差。幾何高差=(建筑最高點(diǎn)高度+最大吸程)-水池最低水位高度-最不利點(diǎn)所需自由水頭。假設(shè)泵吸程為5m，建筑最高點(diǎn)為60m。幾何高差=(60m+5m)-(-87m)-10m=65m+87m-10m=142m。所需最小揚(yáng)程=142m+90m=232m。(注：計(jì)算中壓力損失和幾何高差為估算，需根據(jù)實(shí)際或題目條件精確計(jì)算)。四、1.設(shè)計(jì)流量Q=q?*A=6L/min·m2*160m2*60min/h=57600L/h=57.6m3/h=15.6L/s。2.報(bào)警閥前壓力應(yīng)能保證最不利點(diǎn)噴頭開啟并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。所需壓力=最不利點(diǎn)噴頭所需壓力+噴頭處壓力損失。最不利點(diǎn)噴頭所需壓力（按10m水柱計(jì)算）=10m。假設(shè)噴頭處壓力損失為0.03MPa(30m水柱)，報(bào)警閥前壓力應(yīng)≥10m+30m=40m水柱≈0.40MPa。加上設(shè)計(jì)壓力0.35MPa，報(bào)警閥前總壓力應(yīng)≥0.75MPa。3.正常工作狀態(tài)：閥前后壓力差作用下，閥板關(guān)閉，不漏水，閥組內(nèi)部充水。發(fā)生火災(zāi)報(bào)警時(shí)：噴頭破裂噴水，壓力下降低于設(shè)定值，閉鎖裝置動(dòng)作，排水口排水，報(bào)警閥開啟，水流指示器動(dòng)作，報(bào)警閥組發(fā)出信號(hào)。五、1.水力坡度i_h=i*(1-h/D)=0.001*(1-0.65)=0.001*0.35=0.00035。2.倒虹吸入口處水頭=地面高程-覆土深度-超挖=10.00m-1.50m-0.05m=8.45m。出口處水頭=地面高程-覆土深度=8.00m-1.50m=6.50m。倒虹吸中心線水力坡度應(yīng)大于出口處水頭與入口處水頭之差與管長的比值，即i_h>(8.45m-6.50m)/30m=1.95m/30m=0.065。為保證排水通暢，水力坡度應(yīng)控制在大于0.065的范圍內(nèi)。六、1.t=24h=1440min。i=167*(1440/3600)^(1/4)=167*(4)^(1/4)=167*1.414≈236mm/h。2.W=A*i*t=8*10?m2*236mm/h*(24h/1000mm)=8*10?*236*0.024=4,540,800m3。3.提水所需最小揚(yáng)程=出口高程-集水井最低水位高程=3.00m-(-5.00m)=8.00m。實(shí)際揚(yáng)程應(yīng)大于8.00m。七、選擇給水管網(wǎng)定線方案時(shí)，需要考慮的主要因素有：城市規(guī)劃與發(fā)展布局、水源位置與水量水質(zhì)、用戶分布與用水要求、地形地貌、道路狀況、建筑物分布、與其他管線的關(guān)系、施工條件、經(jīng)濟(jì)性等。八、消防水泵房設(shè)置在地下室時(shí)，應(yīng)符合的主要防火要求有：泵房出