水污染控制工程第四版上册知识点.docx
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第二章答案
1、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258T，废水量标准8.2m³/t活畜,总变化系数1.8,三班制生产,每班8h,最大职工数860人,其中在高温及污染严重车间工作的职工占总数的40%,使用淋浴人数按85%计,其余60%的职工在一般车间工作,使用淋浴人数按30%计．工厂居住区面积９.５×10㎡,人口密度580人/10㎡,生活污水量标准160L/人·d,各种污水由管道汇集送至污水处理站,试计算该厂的最大时污水设计流量.
解:
该厂的最大时污水设计流量Q=Q+Q+Q
Q===18.525L/s
Q=+=+=2.39+6.59=8.98L/s
Q===44.08L/s
Q=Q+Q+Q=18.525+8.98+44.08=72.59L/s
2、下图为某工厂工业废水干管平面图。
图上注明各废水排除口的位置，设计流量以及各设计管段的长度，检查井处的地面标高，排除口1的管底标高为218。
9m,其余各排除口
的埋深均不得小于1.6m。
该地区土壤无冰冻。
要求列表进行干管的水力计算，并将计算结果标注在图上。
解：
先进行干管的流量计算如下表：
干管水量计算表
管段编号
排出口设计流量L/s
转输流量
L/s
管段设计流量
L/s
1~2
9.78
0.00
24.28
14.5
2~3
12.4
24.28
36.68
3~4
14.6
36.68
51.28
4~5
9.5
51.28
60.78
5~6
8.7
60.78
69.48
6~7
12.8
69.48
82.28
干管水力计算表
管段编号
管道长度L
（m）
设计流量
L/s
管径
D
㎜
坡度
I
流速
v
m/s
充满度
降落量
I·L
（m）
标高（m）
埋设深度（m）
h
（m）
地面
水面
管内底
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1~2
74
24.28
300
0.0044
0.81
0.45
0.135
0.33
220.5
220.2
219.04
218.71
218.9
218.57
1.6
1.63
2~3
74
36.68
300
0.0048
0.94
0.55
0.165
0.36
220.2
219.9
218.71
218.36
218.55
218.19
1.65
1.71
3~4
50
51.28
350
0.0044
0.96
0.55
0.193
0.22
219.9
219.8
218.33
218.11
218.14
217.92
1.76
1.88
4~5
26
60.78
350
0.0046
1.02
0.60
0.210
0.12
219.8
219.65
218.11
217.99
217.90
217.78
1.90
1.87
5~6
59
69.48
400
0.0056
1.15
0.50
0.200
0.33
219.65
219.3
217.93
217.60
217.73
217.40
1.92
1.90
6~7
50
82.28
400
0.0054
1.18
0.55
0.220
0.27
219.3
219.2
217.60
217.33
217.38
217.11
1.92
2.09
3、试根据下图所示的街坊平面图，布置污水管道，并从工厂接管点至污水厂进行管段的水力计算，绘出管道平面图和纵断面图。
已知：
（1）人口密度为400人/10㎡；
（2）污水量标准为140L/人·d；
（3）工厂的生活污水和淋浴污水设计流量分别为8.24L/s和6.84L/s，生产污水设计流量为26.4L/s，工厂排除口地面标高为43.5m，管底埋深不小于2m,土壤冰冻线为
0.8m.
（4）沿河岸堤坝顶标高40m。
解：
（一）、在街坊平面图上布置污水管道
由街坊平面图知，该地区地势自西北向东南倾斜，无明显分水线，可划分为一个排水流域。
干管布置考虑到地势的高低，沿街道自北向南布置，主干管在城区的北面，可以充分利用地势高度，减少埋深，整个管道布置呈截流式形式布置，如下图。
（二）街坊编号并计算面积
将各街坊编号，并按各街坊的平面范围计算它们的面积，列入下表，用箭头标出各街坊污水的排出方向。
街坊面积
街坊编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
面积
（10㎡）
7.5
7.5
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
街坊编号
10
11
12
13
14
15
16
17
18
面积
（10㎡）
6.0
6.0
6.4
6.4
6.4
题中，人口密度为400人/10㎡，污水量标准为140L/人·d，则比流量为：
q==0.65L/s·10㎡
（三）、划分设计管段，计算设计流量。
污水主干管设计流量计算表
管段编号
居住区生活污水量Q
集中流量
设计
流量
L/s
本段流量
转输流量q
L/s
合计平均流量
L/s
总变化系数
K
生活污水设计流量
Q
L/s
本段
L/s
转输
L/s
街坊面积
10㎡
比流量q
L/s·10㎡
流量q
L/s
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1~2
41.48
41.48
2~3
27.8
0.65
18.07
18.07
1.98
35.78
41.48
77.58
3~4
18.4
0.65
11.96
18.07
30.03
1.88
56.46
41.48
97.94
4~5
30.03
30.03
1.88
56.46
41.48
97.94
5~6
38.4
0.65
24.96
30.03
54.99
1.75
96.23
41.48
137.71
（四）、水力计算
污水主干管水力计算表
管段编号
管道长度L
（m）
设计流量
L/s
管径
D
㎜
坡度
I
流速
v
m/s
充满度
降落量
I·L
（m）
标高（m）
埋设深度（m）
h
（m）
地面
水面
管内底
上
端
下端
上
端
下
端
上
端
下
端
上端
下端
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1~2
320
41.48
350
0.0039
0.87
0.50
0.175
1.25
43.5
42.9
41.675
40.425
41.5
40.25
2.0
2.65
2~3
220
77.58
400
0.0028
0.90
0.65
0.260
0.616
42.9
42.5
40.425
39.809
40.165
39.549
2.735
2.951
3~4
180
97.94
450
0.0030
0.98
0.60
0.270
0.54
42.5
42.3
39.769
39.229
39.499
38.959
3.001
3.341
4~5
680
97.94
450
0.0030
0.98
0.60
0.270
2.04
42.3
41.2
39.229
37.189
38.959
36.919
3.341
4.281
5~6
280
137.71
500
0.0028
1.04
0.65
0.325
0.784
41.2
40.5
37.189
36.405
36.864
36.080
4.336
4.42
第三章答案
1、从某市一场暴雨自记雨量记录中求得5、10、15、20、30、45、60、90、120min的最大降雨量分别是13、20.7、27.2、33.5、43.9、45.8、46.7、47.3、47.7mm。
试计算各历时的最大平均暴雨强度I（㎜/min）及q（L/s·10㎡）
解：
由暴雨强度的定义和公式计算如下表：
最大降雨量（㎜）
降雨历时（min）
I=（㎜/min）
q=167i（L/s·10㎡）
13
5
2.6
434.2
20.7
10
2.07
345.69
27.2
15
1.81
302.83
33.5
20
1.68
279.73
43.9
30
1.46
244.38
45.8
45
1.02
169.97
46.7
60
0.78
130.00
47.3
90
0.53
87.77
47.7
120
0.40
66.38
2、某地有20年自记雨量记录资料，每年取20min暴雨强度值4~8个，不论年次而按大小排列，取前100项为统计资料。
其中i=2.12㎜/min排在第二项，试问该暴雨强度的重现期为多少年？
如果雨水管渠设计中采用的统计重现期分别为2a,1a,0.5a的暴雨强度，那么这些值应排列在第几项？
解：
观测资料的年数N=20，最后取了100项，每年选入的平均雨样数M=5
（1）i=2.12㎜/min一项，m=2
其重现期P===10.1（a）
（2）P=2a时P=2=m=10.1该值应排列在第11项
P=1a时P=1=m=20.2该值应排列在第21项
P=0.5a时P=0.5=m=40.4该值应排列在第41项
3、北京市某小区面积共220000㎡（22ha）,其中屋面面积占该地区总面积的３０％，沥青道路面积占１６％。
级配碎石路面的面积占１２％，非铺砌土路面占４％，绿地面积占３８％。
试计算该区的平均径流系数。
当采用设计重现期为P=5a、2a、1a及0.5a时，试计算：
设计降雨历时t=20min时的雨水设计流量各是多少？
解：
Ψ＝
==0.537
北京地区暴雨强度公式：
q=
降雨历时t=20min 取不同的设计重现期时，暴雨强度计算如下表：
设计重现期
暴雨强度q=
５a
293.33
２a
187.23
１a
187.21
０.５a
141.50
设计降雨量计算如下表：
t=20min；F=220000㎡；Ψ=0.537
设计重现期
暴雨强度q=
设计降雨量Q=ΨqF（L/s）
５a
293.33
3465.4
２a
187.23
2211.94
１a
187.21
2211.70
０.５a
141.50
1671.68
4、雨水管道平面布置如图所示，图中个设计管段的本段汇水面积标注在图上，单位以10㎡计，假定设计流量均从管段起点进入。
已知当重现期P=1a时，暴雨强度公式为：
暴雨强度
经计算，径流系数Ψ=0.6。
取地面集水时间t=10min,折减系数m=2。
各管段的长度以米计，管内流速以m/s计。
数据如下：
L=120,L=130,L=200,L=200,v=1.0,v=1.2,v=0.85,v=1.2.。
试求各管段的雨水设计流量为多少L/s？
（计算至小数后一位）
解：
汇水面积计算如下表：
设计管段编号
本段汇水面积10㎡
转输汇水面积10㎡
总汇水面积10㎡
1-2
2.30
0.00
2.30
2-3
2.10
2.30
4.40
4-3
2.42
0.00
2.42
3-5
2.20
6.82
9.02
各管段雨水设计流量计算如下表：
t=10min;Ψ=0.6
设计管段编号
管长L（m）
汇水面积F（10㎡）
流速
m/min
管内雨水流行时间（min）
集水时间
t=t+t
暴雨强度
i=（㎜/min）
设计流量
Q（L/s）
t=∑
1-2
120
2.30
60.0
0.00
2.00
10.00
1.45
2.0
2-3
130
4.40
72.0
2.00
1.81
12.00
1.37
3.6
4-3
200
2.42
51.0
0.00
3.92
10.00
1.45
2.1
3-5
200
9.02
72.0
3.92
2.78
13.92
1.31
7.1
5、试进行某研究所西南区雨水管道（包括生产废水在内）的设计和计算。
并绘制该区的雨水管道平面图及纵剖面图。
已知条件：
（1）如图所示该区总平面图；
（2）当地暴雨强度公式为：
q=（L/s·10㎡）
（3）采用设计重现期P=1a，地面集水时间t=10min；
（4）厂区道路主干道宽6m,支干道宽3.5m，均为沥青路面；
（5）各实验室生产废水量见下表，，排水管出口位置见平面图；
（6）生产废水允许直接排入雨水道，各车间生产废水管出口埋深均为1.50m，（指室内地面至管内底的高度）；
（7）厂区内各车间及实验室均无室内雨水道；
（8）厂区地质条件良好，冰冻深度较小，可不予考虑。
（9）厂区雨水口接入城市雨水道，接管点位置在厂南面，坐标x=722.509,y=520.00,城市雨水道为砖砌拱形方沟，沟宽1.2m，沟高（至拱内顶）1.8m，该点处的沟内底标高为37.70m，地面标高为41.10m。
各车间生产废水量表
实验室名称
废水量（L/s）
实验室名称
废水量（L/s）
A实验室
2.5
南实验楼
B实验室
Y530出口
8
Y433出口
5
Y515出口
3
Y463出口
10
D实验室
Y481出口
5
Y406出口
15
C实验室
6.5
Y396出口
2.5
解：
1、由题中给出的条件划分排水流域并管道定线如图
2、划分设计管段如图
3、计算和设计管段的汇水面积如下表：
汇水面积计算表
设计管段编号
本段汇水面积10㎡
转输汇水面积10㎡
总汇水面积10㎡
1-2
15.48
0.00
15.48
2-3
18.38
15.48
33.86
3-4
14.70
33.86
48.56
4-5
33.08
48.56
81.64
5-6
32.30
81.64
113.94
6-7
9.36
113.94
123.30
7-8
20.27
123.30
143.57
9-10
17.49
0.00
17.49
10-11
31.86
17.49
49.35
11-12
11.58
49.35
60.93
12-13
31.86
60.93
92.79
13-14
4.99
92.79
97.78
14-15
8.82
97.78
106.60
15-16
8.82
106.60
115.42
16-17
25.89
115.42
141.31
17-18
10.14
141.31
151.45
18-19
21.72
151.45
173.17
19-20
11.58
173.17
184.75
20-8
14.48
184.75
199.23
8-21
0.00
342.8
342.8
21-22
0.00
342.8
342.8
4、平均径流系数
屋面面积：
85.2（10㎡）
道路面积：
64.01（10㎡）
绿化面积：
193.59（10㎡）
Ψ＝==0.42
5、已知，设计重现期P=1a；集水时间t=10min
6、单位面积径流量q=q·Ψ
7、各管段处设计流量计算如下表：
Q=q·Ψ·F；m=2.0
计算采用钢筋混凝土管。
8、绘制管道平面图和纵剖面图。
设计管段编号
管
长
L
m
汇水
面积
F
10㎡
流速
m/s
管内雨水流行时间min
t=t+m·t
暴雨强度
q=L/s·10㎡
雨水
设计
流量
Q
L/s
生产废水转输流量
Q
L/s
管段设计流量
Q
L/s
管径
㎜
坡度
I
‰
管道输水能力L/s
坡降
I·L
m
地面标高m
管内底
标高m
埋深m
t=∑
起点
终点
起点
终点
起点
终点
1-2
19.4
15.48
0.75
0.0
0.43
221.4
14.4
0
14.4
300
3.0
52.95
0.058
42.59
42.52
40.99
40.93
1.6
1.59
2-3
17.9
33.86
0.75
0.43
0.40
212.4
30.2
15
45.2
300
3.0
52.95
0.054
42.52
42.45
40.93
40.88
1.59
1.57
3-4
43.3
48.56
0.86
0.83
0.84
205.0
41.8
17.5
59.4
300
4.0
60.0
0.173
42.45
42.37
40.88
40.71
1.57
1.66
4-5
52.2
81.64
0.95
1.67
0.92
191.7
65.7
22.5
88.2
400
3.5
125.0
0.183
42.37
42.24
40.61
40.43
1.76
1.81
5-6
17.9
113.94
0.95
2.59
0.31
179.7
86.0
22.5
108.5
400
3.5
125.0
0.063
42.24
41.8
40.43
40.37
1.81
1.43
6-7
31.3
123.30
0.95
2.9
0.55
176.1
91.2
22.5
113.7
400
3.5
125.0
0.11
41.8
41.3
40.37
40.26
1.43
1.04
7-8
77.6
143.57
0.98
3.45
1.32
170.3
102.7
22.5
125.2
400
4.0
130.0
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41.2
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0
16.3
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1.6
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13-14
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1.67
1.67
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