給水排水管網(wǎng)課后習題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列關于給水管網(wǎng)類型的描述中，正確的是（）。A.樹狀管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性優(yōu)于環(huán)狀管網(wǎng)B.環(huán)狀管網(wǎng)投資低于樹狀管網(wǎng)C.樹狀管網(wǎng)末端易出現(xiàn)死水區(qū)D.環(huán)狀管網(wǎng)適用于對供水安全性要求低的區(qū)域2.城市給水管網(wǎng)設計中，生活用水的經(jīng)濟流速通常取值范圍為（）。A.0.30.6m/sB.0.61.2m/sC.1.52.0m/sD.2.02.5m/s3.排水管網(wǎng)中，污水管道的最小設計管徑為（）。A.150mmB.200mmC.250mmD.300mm4.給水管網(wǎng)水力計算中，比流量的計算公式為（）。A.\(q_s=\frac{Q_d\sumq_{big}}{L}\)B.\(q_s=\frac{Q_d}{L}\)C.\(q_s=\frac{Q_d\times1.2}{L}\)D.\(q_s=\frac{Q_dq_{big}}{L}\)（注：\(Q_d\)為最高日用水量，\(\sumq_{big}\)為大用戶集中流量，\(L\)為管網(wǎng)總長度）5.雨水管渠設計中，設計重現(xiàn)期P的取值主要影響（）。A.管道坡度B.暴雨強度C.管道粗糙系數(shù)D.地面集水時間6.給水管網(wǎng)中，節(jié)點流量的分配原則是（）。A.將沿線流量按1:1比例分配給相鄰節(jié)點B.將沿線流量的一半分配給上游節(jié)點，另一半分配給下游節(jié)點C.僅分配給下游節(jié)點D.僅分配給上游節(jié)點7.排水管網(wǎng)中，合流制管道的設計流量不包括（）。A.生活污水量B.工業(yè)廢水量C.初期雨水棄流量D.雨水徑流量8.給水泵站設計中，選泵的主要依據(jù)是（）。A.最高日平均時流量與揚程B.最高日最高時流量與揚程C.平均日平均時流量與揚程D.最高日最低時流量與揚程9.下列管材中，適用于高壓給水管網(wǎng)的是（）。A.混凝土管B.鋼管C.塑料管D.陶土管10.排水管道水力計算中，設計充滿度的取值與（）無關。A.管徑大小B.管道坡度C.污水性質(zhì)D.管道埋深二、多項選擇題（每題3分，共15分，少選得1分，錯選不得分）1.環(huán)狀給水管網(wǎng)的優(yōu)點包括（）。A.供水可靠性高B.投資成本低C.水質(zhì)不易惡化D.水力條件均勻2.排水管網(wǎng)系統(tǒng)的組成部分包括（）。A.雨水口B.檢查井C.泵站D.處理構筑物3.給水管網(wǎng)水錘產(chǎn)生的主要原因有（）。A.閥門快速關閉B.水泵突然停機C.管道坡度變化D.管道內(nèi)流速過高4.下列關于排水管道設計流速的描述中，正確的是（）。A.最小設計流速為0.6m/s（污水管）B.最大設計流速為5m/s（金屬管）C.雨水管最小設計流速與污水管相同D.流速過低易導致管道淤積5.給水管網(wǎng)水質(zhì)保護措施包括（）。A.定期沖洗管道B.采用非金屬管材C.控制管網(wǎng)壓力穩(wěn)定D.增大管道埋深三、填空題（每題2分，共20分）1.給水管網(wǎng)按結(jié)構形式分為樹狀管網(wǎng)和__________。2.排水管網(wǎng)中，雨水管渠的最小設計管徑為__________。3.給水管網(wǎng)水力平差的目的是使各環(huán)的__________閉合差滿足要求。4.排水管道設計中，地面集水時間\(t_1\)一般取__________分鐘。5.給水管材的選擇需考慮強度、耐腐蝕性、__________和經(jīng)濟性。6.合流制排水系統(tǒng)分為直排式合流制、截流式合流制和__________。7.給水管網(wǎng)中，大用戶集中流量是指用水量超過__________的用戶流量。8.排水管道水力計算的三大參數(shù)為流速、坡度和__________。9.給水泵站的揚程由靜揚程、吸水管水頭損失和__________組成。10.雨水管渠設計中，徑流系數(shù)\(\psi\)的取值范圍為__________（一般城市硬化區(qū)域）。四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述樹狀管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)的優(yōu)缺點對比。2.說明給水管網(wǎng)布置的主要原則。3.排水管網(wǎng)設計中，為什么要控制最小設計流速和最大設計流速？4.簡述暴雨強度公式中參數(shù)\(P\)（重現(xiàn)期）和\(t\)（降雨歷時）的物理意義及對設計的影響。5.給水管網(wǎng)水錘有哪些危害？常用的防護措施有哪些？五、應用題（共35分）（一）給水管網(wǎng)水力計算（15分）某城市給水管網(wǎng)最高日用水量為10萬m3/d，其中大用戶集中流量為2萬m3/d，管網(wǎng)總長度為50km（雙側(cè)配水）。管網(wǎng)中某管段長度為1000m，沿線流量均勻分布。1.計算該管網(wǎng)的比流量（3分）；2.計算該管段的沿線流量（3分）；3.若該管段連接節(jié)點A和節(jié)點B，計算節(jié)點A和節(jié)點B分配的節(jié)點流量（3分）；4.若該管段直徑為300mm，粗糙系數(shù)\(n=0.013\)，計算管段流速（4分，已知謝才公式\(v=\frac{1}{n}R^{2/3}i^{1/2}\)，假設水力坡度\(i=0.005\)，圓管水力半徑\(R=d/4\)）；5.校核流速是否符合經(jīng)濟流速要求（2分）。（二）雨水管網(wǎng)設計計算（20分）某城市區(qū)域采用雨水管網(wǎng)排水，設計重現(xiàn)期\(P=2a\)，地面集水時間\(t_1=10min\)，匯水面積\(F=2ha\)（1ha=10?m2），徑流系數(shù)\(\psi=0.8\)。該區(qū)域暴雨強度公式為：\[q=\frac{2000(1+0.8\lgP)}{t^{0.6}}\]（\(q\)單位：L/(s·ha)，\(t\)單位：min）1.計算管段設計降雨歷時\(t\)（假設管內(nèi)流行時間\(t_2=5min\)）（3分）；2.計算該管段的設計暴雨強度\(q\)（4分）；3.計算該管段的設計流量\(Q\)（3分）；4.選擇管段直徑（參考：D=300mm時，最大過流能力\(Q_{max}=120L/s\)；D=400mm時，\(Q_{max}=250L/s\)）（3分）；5.若所選管徑為400mm，粗糙系數(shù)\(n=0.014\)，計算管道坡度（已知圓管滿流時\(R=d/4\)，謝才公式\(v=\frac{1}{n}R^{2/3}i^{1/2}\)，流量\(Q=v\times\frac{\pid^2}{4}\)）（5分）；6.校核流速是否滿足最小設計流速要求（最小設計流速\(v_{min}=0.75m/s\)）（2分）。參考答案一、單項選擇題1.C2.B3.B4.A5.B6.B7.C8.B9.B10.D二、多項選擇題1.ACD2.ABCD3.AB4.ABD5.ABC三、填空題1.環(huán)狀管網(wǎng)2.300mm3.水頭損失4.5155.水力條件（或摩阻系數(shù)）6.全處理式合流制7.管網(wǎng)總用水量的5%（或具體數(shù)值根據(jù)規(guī)范，如1000m3/d）8.充滿度9.壓水管水頭損失10.0.50.9四、簡答題1.樹狀管網(wǎng)優(yōu)點：構造簡單、投資低、施工方便；缺點：供水可靠性差，末端易出現(xiàn)死水區(qū)，水質(zhì)易惡化。環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)點：供水可靠性高，水力條件均勻，水質(zhì)穩(wěn)定；缺點：投資高，構造復雜。2.布置原則：①滿足用戶水量、水壓、水質(zhì)要求；②管網(wǎng)應遍布整個供水區(qū)域；③優(yōu)先沿現(xiàn)有或規(guī)劃道路布置，避開復雜地形；④干管應靠近大用戶，減小輸水管長度；⑤環(huán)狀管網(wǎng)宜布置在用水密集區(qū)，樹狀管網(wǎng)用于郊區(qū)等低要求區(qū)域。3.控制最小流速（污水管0.6m/s，雨水管0.75m/s）是為防止管道內(nèi)污水中懸浮物沉淀淤積；控制最大流速（金屬管10m/s，非金屬管5m/s）是為避免流速過高沖刷管壁，造成管道磨損破壞。4.重現(xiàn)期\(P\)：在一定長時期內(nèi)，等于或大于某一暴雨強度的降雨出現(xiàn)一次的平均間隔時間，\(P\)越大，設計暴雨強度越大，管道斷面越大，投資越高但內(nèi)澇風險越低。降雨歷時\(t\)：降雨過程中連續(xù)降雨的時段，包括地面集水時間\(t_1\)和管內(nèi)流行時間\(t_2\)，\(t\)越大，暴雨強度越小，設計流量越小。5.危害：水錘會導致管道內(nèi)壓力劇烈波動，可能引起管道破裂、水泵損壞、閥門變形等。防護措施：①緩慢關閉閥門；②水泵出口設置止回閥；③管道高點設置空氣閥；④安裝水錘消除器或調(diào)壓塔；⑤限制管道流速（一般≤2.5m/s）。五、應用題（一）給水管網(wǎng)水力計算1.比流量\(q_s=\frac{Q_d\sumq_{big}}{L}=\frac{10000020000}{50000}=1.6L/(s·m)\)（注：50km=50000m，最高日用水量轉(zhuǎn)換為s單位：10萬m3/d=100000/86400≈1.157m3/s=1157L/s；大用戶流量2萬m3/d=20000/86400≈0.231m3/s=231L/s；比流量公式中單位需統(tǒng)一，正確計算應為\(q_s=\frac{(1157231)L/s}{50000m}=0.0185L/(s·m)\)，原答案單位換算錯誤，正確步驟如下：最高日用水量\(Q_d=10\times10^4m^3/d=10^5/86400≈1.1574m^3/s=1157.4L/s\)大用戶集中流量\(\sumq_{big}=2\times10^4m^3/d=231.48L/s\)管網(wǎng)總長度\(L=50km=50000m\)（雙側(cè)配水時是否需考慮？若題目未說明，按單側(cè)計算）比流量\(q_s=(Q_d\sumq_{big})/L=(1157.4231.48)/50000≈0.0185L/(s·m)\)2.管段沿線流量\(q_{line}=q_s\timesL_{pipe}=0.0185L/(s·m)\times1000m=18.5L/s\)3.節(jié)點流量分配：沿線流量的一半分給上游節(jié)點A，另一半給下游節(jié)點B，故\(q_A=q_B=18.5/2=9.25L/s\)4.管段流速計算：圓管水力半徑\(R=d/4=0.3m/4=0.075m\)謝才系數(shù)\(C=1/n\timesR^{2/3}=1/0.013\times0.075^{2/3}≈76.92\times0.177≈13.62m^{1/2}/s\)流速\(v=C\times\sqrt{i}=13.62\times\sqrt{0.005}≈13.62\times0.0707≈0.963m/s\)5.經(jīng)濟流速校核：生活用水經(jīng)濟流速0.61.2m/s，計算流速0.963m/s符合要求。（二）雨水管網(wǎng)設計計算1.設計降雨歷時\(t=t_1+t_2=10min+5min=15min\)2.暴雨強度\(q=\frac{2000(1+0.8\lg2)}{15^{0.6}}≈\frac{2000(1+0.8\times0.3010)}{15^{0.6}}≈\frac{2000\times1.2408}{3.1748}≈782.5L/(s·ha)\)3.設計流量\(Q=\psiqF=0.8\times782.5\times2=1252L/s\)（注：此處單位需注意，\(q\)單位為L/(s·ha)，\(F\)單位為ha，故\(Q\)單位為L/s。但實際計算中，若\(F=2ha\)，則\(Q=0.8\times782.5\times2=1252L/s\)，但雨水管常用管徑最大過流能力一般為數(shù)百L/s，可能題目數(shù)據(jù)設置偏大，或\(F=2ha\)應為0.2ha，此處按題目數(shù)據(jù)計算）4.選擇管徑：D=400mm時\(Q_{max}=250L/s\)，遠小于1252L/s，說明題目數(shù)據(jù)可能有誤（可能\(F=0.2ha\)），假設\(F=0.2ha\)，則\(Q=0.8\times782.5\times0.2=125.2L/s\)，選擇D=400mm（\(Q_{max}=250L/s\)）滿足要求。5.管道坡度計算（以D=400mm，\(Q=125.2L/s=0.1252m^3/s\)為例）：滿流時過水面積\(A=\pid^2/4=3.14\times0.4^2/4=0.1256m^