給水排水管道工程習題及答案(市政工程)一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種管材屬于柔性接口管材？A.混凝土管（平口）B.球墨鑄鐵管C.鋼筋混凝土管（企口）D.陶土管（承插）答案：B2.室外給水管道的最小覆土厚度，在非冰凍地區(qū)一般不小于（）。A.0.5mB.0.7mC.1.0mD.1.2m答案：B（依據(jù)《室外給水設計標準》GB500132018，非冰凍地區(qū)車行道下不小于0.7m）3.排水管道中，截流式合流制的核心設施是（）。A.雨水口B.檢查井C.截流井D.跌水井答案：C4.給水管道水力計算中，比阻A的物理意義是（）。A.單位長度管道的水頭損失B.單位流量下單位長度的水頭損失C.單位流量平方下單位長度的水頭損失D.單位流速下的水頭損失答案：C（比阻公式A=10.3n2/d?·33，水頭損失h=ALQ2）5.污水管道設計中，最小設計坡度通常對應（）。A.最小管徑B.最大流速C.最小流速D.最大充滿度答案：A（DN200污水管最小坡度0.004，DN300為0.003，管徑越小坡度越大）6.以下不屬于給水管道附屬構筑物的是（）。A.閥門井B.支墩C.倒虹管D.雨水口答案：D（雨水口屬于排水系統(tǒng)）7.排水管道采用UPVC管時，常用的接口形式是（）。A.水泥砂漿抹帶B.橡膠圈承插C.焊接D.法蘭連接答案：B（UPVC管為柔性管，多采用橡膠圈承插接口）8.給水管網環(huán)狀布置的主要優(yōu)點是（）。A.節(jié)省管材B.水力條件好，供水可靠性高C.施工方便D.管理維護簡單答案：B9.雨水管渠設計中，徑流系數(shù)ψ的取值范圍通常為（）。A.0~1B.0.1~0.5C.0.5~1.0D.1.0~1.5答案：A（ψ≤1，反映地面匯水能力）10.污水管道系統(tǒng)中，檢查井的最大間距在管徑DN300~DN400時為（）。A.30mB.50mC.70mD.90m答案：B（依據(jù)《室外排水設計規(guī)范》GB500142021，DN300~400最大間距50m）二、多項選擇題（每題3分，共15分，少選得1分，錯選不得分）1.以下屬于剛性管道的有（）。A.鋼管B.混凝土管C.球墨鑄鐵管D.鋼筋混凝土管答案：B、D（剛性管道指主要依靠管體材料強度支撐外荷載的管道）2.影響給水管道沿程水頭損失的因素包括（）。A.管徑B.流量C.管材粗糙度D.管道長度答案：A、B、C、D（沿程水頭損失h=λ(L/d)(v2/2g)，λ與管材粗糙度有關）3.排水管道清通的常用方法有（）。A.人工清通B.機械清通C.水力清通D.化學清通答案：A、B、C（化學清通可能破壞管道，一般不采用）4.給水管網設計中，需考慮的水壓要求包括（）。A.最不利點自由水頭B.消防水壓C.管道承壓能力D.水廠泵揚程答案：A、B、C（需滿足用戶用水點和消防所需水壓，同時不超管道承壓）5.合流制排水系統(tǒng)的缺點包括（）。A.初期雨水污染嚴重B.管道投資大C.污水廠運行負荷波動大D.維護復雜答案：A、C（合流制管道投資小于分流制，但雨天會將大量雨水帶入污水廠）三、填空題（每空1分，共15分）1.給水管道常用的管材中，（）耐腐蝕性好但強度低，（）強度高但易腐蝕需做防腐處理。答案：塑料管（或UPVC管）；鋼管2.排水管道的設計充滿度是指（）與（）的比值，污水管道設計時不允許（）。答案：水深；管徑；滿流3.給水管網水力計算中，環(huán)狀網需滿足（）和（）兩個基本方程，分別對應（）守恒和（）守恒。答案：節(jié)點流量；環(huán)段水頭損失；質量；能量4.雨水管渠設計的主要參數(shù)包括（）、（）和（），其中（）是反映降雨強度的關鍵參數(shù)。答案：設計重現(xiàn)期；徑流系數(shù)；降雨歷時；降雨強度5.污水管道系統(tǒng)的組成包括（）、（）、（）和（）。答案：污水支管；干管；主干管；檢查井（或泵站、出水口等）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述給水管道基礎的作用及常見類型。答案：作用：支撐管道，均勻傳遞荷載，防止管道下沉或變形。常見類型：（1）素土基礎（原狀土夯實）；（2）砂基礎（中粗砂墊層）；（3）混凝土基礎（C15或C20混凝土，用于大口徑或軟土地基）。2.雨水管渠設計中，為何要采用“極限強度理論”？答案：極限強度理論假設：當降雨歷時等于匯水時間時，雨水管渠設計斷面處的流量達到最大值（此時匯水面積上全部面積參與匯流，且降雨強度為對應的最大強度）。該理論簡化了計算，同時確保設計流量能覆蓋實際可能的最大流量，保證管渠安全。3.污水管道為何要設置最小設計流速？如何確定？答案：最小設計流速（0.6m/s）是為防止污水中懸浮物沉淀，避免管道堵塞。確定依據(jù)：通過水力計算，保證在設計充滿度下，流速不低于該值（公式v=1/n·R2/3·i1/2，取n=0.014，最小管徑DN200時，i=0.004對應v≈0.6m/s）。4.給水管網環(huán)狀布置與樹狀布置的主要區(qū)別是什么？各適用于什么場景？答案：區(qū)別：環(huán)狀網管道相互連通成環(huán)，樹狀網呈分支狀無環(huán)。環(huán)狀網供水可靠性高（斷管時可通過其他路徑供水）、水力條件好，但管材用量大；樹狀網節(jié)省管材，但可靠性低（某段故障會導致下游斷水）。適用場景：環(huán)狀網用于重要地區(qū)（如城市中心、工廠），樹狀網用于小型城鎮(zhèn)或郊區(qū)。5.排水管道接口的作用是什么？常用接口類型有哪些？答案：作用：連接管道，防止污水滲漏或地下水滲入，保證管道整體性。常用類型：（1）剛性接口（水泥砂漿抹帶、鋼絲網水泥砂漿抹帶）；（2）柔性接口（橡膠圈承插、石棉水泥接口）；（3）半柔性接口（瀝青砂漿接口）。五、計算題（共20分）題目1（10分）：某城市新建一條DN400給水鑄鐵管（n=0.013），管長L=500m，設計流量Q=0.1m3/s。試計算該管段的沿程水頭損失（采用曼寧公式，謝才系數(shù)C=R1/?/n，水力半徑R=d/4）。解答步驟：1.計算流速v=Q/A=0.1/(π×0.42/4)=0.1/(0.1256)=0.796m/s2.水力半徑R=d/4=0.4/4=0.1m3.謝才系數(shù)C=R1/?/n=0.1^(1/6)/0.013≈0.63/0.013≈48.46m^(1/2)/s4.沿程水頭損失h_f=(v2/(2g))×(L×λ/d)，其中λ=8g/(C2)（達西公式與謝才公式關系）或直接用曼寧公式推導的沿程水頭損失公式：h_f=(n2v2L)/R^(4/3)代入數(shù)據(jù)：h_f=(0.0132×0.7962×500)/0.1^(4/3)計算：0.0132=0.000169；0.7962≈0.634；分子=0.000169×0.634×500≈0.053；0.1^(4/3)=(10^1)^(4/3)=10^(4/3)≈0.0316；h_f≈0.053/0.0316≈1.68m答案：沿程水頭損失約為1.68m。題目2（10分）：某居住小區(qū)規(guī)劃人口10000人，生活污水量標準150L/(人·d)，總變化系數(shù)K_z=2.0。小區(qū)內有一條污水干管，服務面積分為3段，各段設計流量如下：第一段：沿線流量q1=0.01m3/s，集中流量Q1=0.02m3/s第二段：沿線流量q2=0.015m3/s，集中流量Q2=0.03m3/s第三段：沿線流量q3=0.02m3/s，無集中流量試計算各段干管的設計流量（沿線流量按1/2計入轉輸流量）。解答步驟：1.生活污水設計流量Q生活=(10000×150)/(24×3600)×K_z=(1,500,000)/(86400)×2≈17.36×2≈34.72L/s≈0.0347m3/s（注：題目中各段沿線流量可能已包含此部分，需按題目給定數(shù)據(jù)計算）2.第一段設計流量Q1總=沿線流量q1+集中流量Q1+轉輸流量（無上游，轉輸流量為0）=0.01+0.02=0.03m3/s3.第二段設計流量Q2總=前段轉輸流量（Q1總+q1/2）+q2+Q2前段轉輸流量=0.03+0.01/2=0.035m3/s故Q2總=0.035+0.015+0.03=0.08m3/s4.第三段設計流量Q3總=前段轉輸流量（Q2總+q2/2）+q3前段轉輸流量=0.08+0.015/2=0.0875m3/s故Q3總=0.0875+0.02=0.1075m3/s答案：第一段0.03m3/s，第二段0.08m3/s，第三段0.1075m3/s。六、案例分析題（共20分）背景：某城市老城區(qū)改造，原排水系統(tǒng)為合流制，現(xiàn)需改造為分流制。已知區(qū)域面積2km2，其中建筑屋面占20%（ψ=0.9），硬質路面占30%（ψ=0.8），綠地占50%（ψ=0.15）。當?shù)乇┯陱姸裙綖椋簈=[167×(1+0.8logP)]/(t+10)^0.7（L/(s·ha)），設計重現(xiàn)期P=2a，地面集水時間t1=10min，管內流行時間t2=20min。問題：1.說明合流制改造為分流制的主要原因。（5分）2.計算該區(qū)域雨水設計流量。（10分）3.若雨水管采用DN600鋼筋混凝土管（n=0.014），試校核其是否滿足最小流速要求（設計充滿度h/d=0.7，水力半徑R=(d/2)(2h/d(h/d)2)/d=d(h/d)(2h/d)/4）。（5分）解答：1.合流制改造為分流制的原因：合流制雨天將大量雨水帶入污水廠，增加處理負荷，可能導致溢流污染；分流制可分別處理污水（集中處理）和雨水（就近排放），提高污水廠運行穩(wěn)定性；減少初期雨水對水體的污染（合流制溢流含大量污染物）；適應城市發(fā)展對排水系統(tǒng)可靠性的更高要求。2.雨水設計流量計算：總匯水面積F=2km2=200ha綜合徑流系數(shù)ψ=0.2×0.9+0.3×0.8+0.5×0.15=0.18+0.24+0.075=0.495降雨歷時t=t1+t2=10+20=30min暴雨強度q=[167×(1+0.8log2)]/(30+10)^0.7=[167×(1+0.8×0.3010)]/40^0.7≈[167×1.2408]/10.08≈207.2/10.08≈20.56L/(s·ha)雨水設計流量Q=ψ·q·F=0.495×20.56×200≈0.495×4112≈2035L/s≈2.035m3/s3.流速校核：管徑d=0.6m，h/d=0.7，故水深h=0.42m水力半徑R=d(h/d)(2h/d)/4=0.6×0.7×(20.7)/4=0.6×0.7×1.3/4≈0.546/4≈0.1365m過水面積A=(d2/4)×[arccos((d/2h)/(d/2))(d/2h)√(h(dh))/(d/2)2]（圓管部分面積公式），或簡化為A=(πd2/4)×(h/d)×(1(h/d)/π×√(4(h/d)(h/d)2))，近似取A=(π×0.62/4)×0.7≈0.2827×0.7≈0.1979m2流速v=Q/A=2.035/0.1979≈10.28m/s（顯然不合理，說明設計管徑過小，實際應調整管徑）正確計算：雨水設計流量應為2.035m3/s，DN600管最大過流能力（滿流時）v=1/n