2025年注冊公用設備工程師考試給排水與消防專項訓練試卷工程設計能力提升考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（每題2分，共20分。下列選項中，只有一項符合題意）1.某城市給水處理廠進水濁度較高且變化大，首選的預處理工藝是（）。A.深層過濾B.消毒C.混凝沉淀D.膜過濾2.根據(jù)我國《室外排水設計規(guī)范》（GB50014），下列關于污水管道水力計算的說法，錯誤的是（）。A.管道充滿度應小于等于0.75B.小徑管宜采用壓力流，大徑管宜采用重力流C.在保證自清流速的前提下，宜盡量提高管道坡度D.管道水力計算應保證在不利條件下，污水仍能被及時輸送至污水廠3.飲用水廠采用常規(guī)處理工藝（混凝、沉淀、過濾、消毒），其主要去除的對象是（）。A.大量溶解性有機物B.懸浮物和膠體C.揮發(fā)性有機物D.重金屬離子4.下列關于給水管網(wǎng)布置形式的說法，錯誤的是（）。A.樹狀網(wǎng)適用于小型城市或初期管網(wǎng)B.網(wǎng)狀網(wǎng)能提高供水的可靠性，但投資較大C.樹狀網(wǎng)的水力計算相對簡單，但末端水壓可能不足D.網(wǎng)狀網(wǎng)不易出現(xiàn)死水區(qū)，但維護管理復雜5.自動噴水滅火系統(tǒng)中，閉式系統(tǒng)與開式系統(tǒng)的根本區(qū)別在于（）。A.噴頭類型不同B.系統(tǒng)工作壓力不同C.系統(tǒng)啟動方式不同D.系統(tǒng)是否設置閉式噴頭6.消防水池作為消防水源時，其有效容積的計算應考慮的因素包括（）。A.消防水炮的用水量B.消防車所需的最小吸水深度C.最不利消防設施同時作用的時間D.水池本身的結構材料消耗7.依據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016），高層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的設計壓力，通常應根據(jù)（）確定。A.建筑高度B.消防水泵的揚程C.最不利點消火栓所需壓力D.噴頭的水幕需求8.某建筑內(nèi)設有自動噴水滅火系統(tǒng)，其作用面積和噴水強度應根據(jù)（）確定。A.建筑的耐火等級B.被保護對象的火災危險性C.噴頭的類型和公稱動作溫度D.建筑內(nèi)人員的疏散能力9.排水管道系統(tǒng)在進行水力計算時，確定管徑的主要依據(jù)是（）。A.管道材料B.設計流量C.允許流速D.地面標高10.下列關于污水廠污泥處理的說法，錯誤的是（）。A.污泥濃縮是減容的主要手段B.污泥消化可以降低污泥的含水率和病原體C.污泥脫水是使污泥進一步減容的過程D.污泥土地利用屬于污泥最終處置的一種方式二、多項選擇題（每題3分，共15分。下列選項中，至少有兩項符合題意）1.影響給水處理工藝選擇的主要因素包括（）。A.水源水質(zhì)B.廠址地形條件C.城市規(guī)模和水量需求D.當?shù)貧夂驐l件E.投資成本和運行費用2.室外排水管道系統(tǒng)的附屬構筑物主要包括（）。A.檢查井B.管道接口C.沉淀井D.雨水口E.出水口3.自動噴水滅火系統(tǒng)根據(jù)噴頭的構造和工作方式，可分為（）。A.閉式噴頭B.開式噴頭C.濕式噴頭D.干式噴頭E.預作用噴頭4.消防水泵接合器的設置應符合的規(guī)定包括（）。A.應設在室外便于消防車接近和操作的位置B.布置位置應確保消防車能夠靠近并連接C.應具有直接向消防水泵吸水的能力D.數(shù)量應根據(jù)消防用水量計算確定E.布置應方便室內(nèi)消防人員取用5.污水處理廠提柵除污裝置的主要作用包括（）。A.去除污水中的粗大懸浮物B.保護后續(xù)處理設備免受損壞C.回收可利用的生物質(zhì)D.降低污水提升泵的運行負荷E.作為污水處理工藝的一部分三、計算題（每題10分，共30分）1.某城市給水管網(wǎng)某段，管長L=1200m，管徑D=400mm，管道絕對粗糙度ε=0.012mm，設計流量Q=120m3/h。假設管道入口處水頭損失系數(shù)ζ?=0.5，管道出口處水頭損失系數(shù)ζ?=1.0，沿程水頭損失系數(shù)λ采用Chézy公式計算，C=100。試計算該管段的沿程水頭損失i和末端（出口）水頭H?（假設起點水頭H?已知，ΔH=H?-H?，請表達出ΔH的計算公式，無需計算具體數(shù)值）。2.某濕式自動噴水滅火系統(tǒng)保護某倉庫，采用K=80的噴頭，設計作用半徑R=3.6m。已知設計流量q=1.15L/s。試計算該保護區(qū)的設計秒流量q_s（假設噴頭布置均勻，按正方形布置，噴頭間距a取何值時該流量為設計流量？請計算并說明）。假設系統(tǒng)管道等效長度系數(shù)為1.3。3.某新建住宅小區(qū)，計劃建設一座市政污水管道，管徑DN=1200mm，設計充滿度h/D=0.65，設計流速v=1.0m/s。該管道在某段長度為300m，沿程水頭損失系數(shù)λ=0.014，管道入口水頭損失系數(shù)ζ?=0.5，出口水頭損失系數(shù)ζ?=1.0。試計算該300m管段的總水頭損失（以米水柱計）。四、設計題（每題25分，共50分）1.某新建住宅小區(qū)，用地面積約5公頃，建筑密度30%，綠化率40%，人口密度約2人/戶，每戶平均用水量按180L/(人·d)計。小區(qū)內(nèi)擬設置一座獨立的室外消火栓給水系統(tǒng)，消防用水量按規(guī)范要求確定。試簡述該小區(qū)室外消火栓系統(tǒng)的設計步驟，包括：確定設計流量、布置形式選擇、主要構筑物（水池、管網(wǎng)）的初步選擇與設計參數(shù)確定、管材選擇等方面的考慮。要求說明主要依據(jù)的規(guī)范條文的編號或名稱。2.某工廠車間產(chǎn)生含油脂的廢水，水量約為50m3/h，水質(zhì)主要指標為：COD=800mg/L，BOD?=300mg/L，油脂=60mg/L。該廢水擬采用隔油池+生物處理工藝進行處理。試簡述該廢水處理方案的設計思路，包括：工藝流程的選擇理由、主要處理單元（隔油池、生物處理單元）的工藝類型選擇、關鍵設計參數(shù)（如停留時間、水力負荷等）的確定依據(jù)。要求簡述各處理單元的主要功能和作用。---試卷答案一、單項選擇題1.C2.A3.B4.D5.D6.C7.C8.B9.B10.D二、多項選擇題1.ABCDE2.ADE3.ABCDE4.ABCD5.ABC三、計算題1.解：管徑d=400mm=0.4m雷諾數(shù)Re=Q/(πd2v)×(4/πd)=120/(π×0.42×1.0)×(4/π×0.4)=3800摩擦系數(shù)λ根據(jù)Re和ε/d查表或計算得（此處假設查表得λ≈0.018）水力坡度i=λ(v2/2g)d=0.018×(1.02/(2×9.81×0.4))≈0.00045沿程水頭損失h_f=iL=0.00045×1200=0.54m管道入口水頭損失h_in=ζ?(v2/2g)=0.5×(1.02/(2×9.81))≈0.05m管道出口水頭損失h_out=ζ?(v2/2g)=1.0×(1.02/(2×9.81))≈0.05m管段總水頭損失Σh=h_f+h_in+h_out=0.54+0.05+0.05=0.64m末端水頭H?=H?-Σh2.解：保護區(qū)面積A=πR2=π×3.62≈41.0m2設計秒流量q_s=K×A=80×41.0=3280L/min=54.67L/s正方形布置時，噴頭間距a=√R2=√3.62=3.6m驗證流量：假設每個噴頭服務面積約9.0m2（3.6m×2.5m），每個噴頭流量q?=q_s/A=54.67/41.0≈1.34L/s系統(tǒng)流量應為n×q?，其中n為噴頭數(shù)。按均勻布置，n≈A/面積?=41.0/9.0≈4.56，取5個噴頭（假設布置方式能覆蓋）總流量≈5×1.34=6.7L/s。與設計流量54.67L/s差距較大，說明實際布置間距a或噴頭流量K值需要調(diào)整，或假設A/面積?非整數(shù)需精確計算。按題目要求，間距a=3.6m時流量不為設計流量，需調(diào)整。若按設計流量反推間距a'：a'=√(q_s/K)=√(54.67/80)≈0.8m。此處題目要求計算a值，理論值為3.6m，但實際流量不符，需注意。3.解：管徑d=1200mm=1.2m水深h=H/D=0.65×1.2=0.78m超高=1.2-0.78=0.42m平均流速v=1.0m/s摩擦系數(shù)λ=0.014水力坡度i=λ(v2/2g)d=0.014×(1.02/(2×9.81×1.2))≈0.00009沿程水頭損失h_f=iL=0.00009×300=0.027m管道入口水頭損失h_in=ζ?(v2/2g)=0.5×(1.02/(2×9.81))≈0.05m管道出口水頭損失h_out=ζ?(v2/2g)=1.0×(1.02/(2×9.81))≈0.05m管段總水頭損失Σh=h_f+h_in+h_out=0.027+0.05+0.05=0.127m四、設計題1.設計步驟：1.1確定設計流量：根據(jù)小區(qū)人口、用水量標準、消防規(guī)范要求（如GB50016），計算設計秒流量Q_design?？紤]室外消火栓系統(tǒng)同時作用概率。1.2布置形式選擇：根據(jù)小區(qū)地形、道路狀況、建筑物分布，選擇環(huán)狀管網(wǎng)或枝狀管網(wǎng)。一般大型或重要區(qū)域優(yōu)先考慮環(huán)狀。1.3主要構筑物設計參數(shù)確定：a.消防水池：根據(jù)Q_design和持續(xù)供水時間（規(guī)范要求），計算所需容積?？紤]補水、消防水泵吸水高度、消防車吸水深度等因素。b.管網(wǎng)：根據(jù)Q_design和選定的布置形式，進行水力計算，確定各管段管徑、流速、水頭損失。1.4管材選擇：根據(jù)管徑、壓力、土壤條件、經(jīng)濟性等因素，選擇合適的管材（如球墨鑄鐵管、PE管、鋼管等）及連接方式。1.5設置消防水泵接合器：根據(jù)設計流量和壓力要求，確定數(shù)量和布置位置。主要依據(jù)規(guī)范：《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016）、《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》（GB50974）。2.設計思路：2.1工藝流程選擇：由于廢水含油脂，首要任務是隔油。油脂易于在密度差異小的水中分離。生物處理能有效去除COD和BOD。因此，采用“隔油池+生物處理”工藝是合理的。流程為：廢水→隔油池→調(diào)節(jié)池（可選，均質(zhì)均量）→生物處理單元（如接觸氧化池、SBR等）→沉淀池（污泥回流）→排放或進一步處理。2.2主要處理單元選擇：a.隔油池：選擇平流隔油池或斜板/斜管隔油池。平流適用于處理量大、油脂濃度不高的場合。斜板/斜管可提高效率、減小占地。根據(jù)水量和油脂濃度選擇類型和尺寸。b.生物處理單元：考慮廢水B/C比（300/800≈0.375），可選用對高B/C比適應性較好的工藝，如生物接觸氧化法、SBR法等。