注册公用设备工程师考试密押题库与答案解析勘察设计注册公用设备工程师给水排水专业案例上午真题201.docx
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[注册公用设备工程师考试密押题库与答案解析]勘察设计注册公用设备工程师给水排水专业案例上午真题2012年
勘察设计注册公用设备工程师给水排水专业案例上午真题2012年
单项选择题
问题:
1.新设计固定式取水构筑物矩形进水孔，每个进水孔的设计流量为62000m3/d，孔面积为3m2，孔侧设格栅，格栅厚度10mm，栅条间隙净距100mm，则新设计的进水孔均可作为下列哪项河流特征及取水方式的进水孔（经计算分析说明理由）?
注：
格栅阻塞系数取0.75。
A.无冰絮河流中岸边式取水，有冰絮河流中河床式取水
B.有冰絮河流中河床式取水，有冰絮河流中岸边式取水
C.有冰絮河流中岸边式取水，无冰絮河流中河床式取水
D.无冰絮河流中河床式取水，无冰絮河流中岸边式取水
答案:
C[解析]设计流量Q=62000m3/d=0.7176m3/s
栅条引起的面积减少系数K1为：
根据题意，栅条阻塞系数K2=0.75。
则进水孔的设计流速v0为：
5.3.15条岸边式取水构筑物，有冰絮时为0.2m/s～0.6m/s；无冰絮时为0.4m/s～1.0m/s；河床式取水构筑物，有冰絮时为0.1m/s～0.3m/s；无冰絮时为0.2m/s～0.6m/s。
该流速可作为有冰絮河流中岸边式取水或无冰絮河流中河床式取水，故选C。
（1）由于《室外给水设计规范》规定了不同情况下的进水孔过栅流速，因此应先计算出过栅流速，然后再根据流速进行判断。
（2）根据《给水工程》格栅面积计算公式可以得出以上v0的计算公式。
问题:
2.某城镇采用地表水源，水厂设计规模240000m3/d，水厂自用水量为最高日供水量的10%，供水管网漏损水量为最高日供水量的8%，原水输水管道漏损水量为水厂设计水量的6%，则该城镇水厂取水泵房的设计流量为下列哪项?
A.11000m3/h
B.11600m3/h
C.11660m3/h
D.12508m3/h
答案:
C[解析]水厂设计水量Q1=水厂设计规模+水厂自用水量=240000+240000×10%=264000m3/d=11000m3/h
水厂取水泵房的设计流量Q'1=水厂设计水量Q1+原水输水管道漏损水量=11000+11000×6%=11660m3/h
选C。
（1）水厂设计规模等于水厂的最高日供水量，因此已经包含了供水管网的漏损水量。
（2）根据《给水工程》第1.3.1节第2）取用地表水源水时，取水构筑物、一级泵站、从水源至净水厂的原水输水管（渠）及增压泵站的设计流量应按照最高日平均时供水量确定，并计入输水管（渠）的漏损水量和净水厂自用水量。
其中α为净水厂自用水率；β为输水管（渠）漏损水量占设计规模的比例。
而题目中给出的是“原水输水管道漏损水量为水厂设计水量的6%”，因此不能直接套用上面的公式。
（3）根据《给水工程》第1.3.1节第1）净水厂水处理构筑物设计水量按照最高日供水量（设计规模）加水厂自用水量确定。
取用地表水源水时，水处理构筑物设计水量按照下式计算：
因此水厂设计水量也可以按照这个公式计算，其中α=10%，
（4）题目中没有给出水处理构筑物在一天内的实际运行时间，则按照全天运行考虑，即24h。
（5）对于此类题目重在理解，不能教条。
问题:
3.某城镇输水工程敷设了DN800、DN600两根水泥砂浆衬里铸铁管（并联输水），输水管长3000m，则DN800铸铁管输送的流量占两根输水管输送流量之和的百分比为下列哪项?
A.68.28%
B.64.00%
C.56.25%
D.46.45%
答案:
A[解析]解法一
根据《室外给水设计规范》第7.2.2条第2款，混凝土管（渠）及采用水泥砂浆衬里的金属管道水头损失计算公式为：
其中
故
设DN800和DN600管道的流速分别为v1和v2，两管道的水力半径R分别为0.2m和0.15m，则根据两个管道的水头损失相等可以得到：
解之
设DN800和DN600管道的输送流量分别为Q1和Q2，根据Q=Av有：
所以选A。
解法二
又因则有
当两管并联输水且管材相同时，n、l和hy都相等。
则有
（1）题目中给出了管材为水泥砂浆衬里铸铁管，应根据规范选择相应的水头损失计算公式。
（2）管道并联输水时，各并联管道的水头损失相同。
（3）管道的粗糙系数n可以不代入具体的值，因为在求解的时候分子分母约掉了。
（4）连通管的设置也是并联输水管道计算的主要内容，详见《给水工程》。
问题:
4.某管网用水区域、管段长度和节点关系如图所示。
下表所列为各区域最高日用水量，管网中节点6有集中用水Qj=12L/s。
用管线比流量法计算节点4的节点流量占总节点流量的百分比为下列哪项?
区域最高日用水量时变化系数备注G1Q1=2500m3k1=1.20用水范围为图中各阴影内G2Q2=1800m3k2=1.22G3Q3=1600m3k3=1.25 注：
G1区域用水量中不包括节点6集中用水量。
A.18.51%
B.21.18%
C.36.92%
D.42.24%
答案:
A[解析]首先计算各区域的最高日最高时用水量Qh
最高日最高时用水量=最高日用水量÷24×时变化系数
计算得各区域的最高日最高时用水量分别为：
Qh1=Q1×k1=2500×1.20=3000m3/d=34.7L/s
Qh2=Q2×k2=1800×1.22=2160m3/d=25.0L/s
Qh3=Q3×k3=1600×1.25=2000m3/d=23.1L/s
再计算各区域的比流量。
对于每个区域来说，它四周的管段都属于单侧供水，因此管段的计算长度取实际长度的一半，则各区域的计算长度Li分别为：
L1=L1—6/2+L6—7/2+L7—4/2+L4—2/2+L2—1/2
=260÷2+150÷2+140÷2+120÷2+150÷2=410m
L2=L2—4/2+L4—5/2+L5—3/2+L3—2/2
=120÷2+140÷2+120÷2+140÷2=260m
L3=L4—7/2+L7—8/2+L8—5/2+L5—4/2
=140÷2+140÷2+140÷2+140÷2=280m
各区域的比流量qli分别为：
与节点4相连的各管段沿线流量为：
节点4的节点流量q4为与节点4相连的各管段沿线流量的一半，即：
总节点流量Qz为：
Qz=Qh1+Qh2+Qh3+Qj
=34.7+25.0+23.1+12=94.8L/s
故有
答案选A。
问题:
5.当水温t1=5℃时，某自来水厂混合池的速度梯度G1=700s-1，此时水的密度ρ1=1000kg/m3，水的动力黏度μ1=154.3×9.8×10-6Pa·s。
则当水温上升20℃后，混合池的速度梯度G2值相对于G1值变化的百分数为下列哪项?
（注：
假设水温变化对水头损失的影响忽略不计，水温上升20℃后，ρ2=997kg/m3，水的动力黏度μ1=90.6×9.8×10-6Pa·s）
A.3.3%
B.10.3%
C.20.3%
D.30.3%
答案:
D[解析]解法一
根据《给水工程》公式
式中，h为混凝设备中的水头损失（m）；T为水流在混凝设备中的停留时间（s）。
在t1=5℃时由G1=700s-1可得
即
当水温上升20℃后，水温达到25℃，此时有
故有
根据选项，选择D。
解法二
由可知，当水温由t1=5℃上升到t2=25℃，其水头损失h和停留时间T不变，则有
故
本题比较简单，考点只有速度梯度的计算公式，只是计算过程稍微复杂一点，细心即可。
解法二的计算量较小。
问题:
6.平流沉淀池的设计流量Q=100000m3/d，其停留时间采用1.5h，平流沉淀池有效水平长度L=90m，水深H=3.5m，拟采用桁车排泥，若桁车跨度约9m，则平流沉淀池应分为多少格?
A.1格
B.2格
C.3格
D.4格
答案:
B[解析]沉淀池的有效容积V=设计流量×停留时间=100000m3/d×1.5h=6250m3
设沉淀池的总宽度为B，则有
《室外给水设计规范》9.4.17平流沉淀池的每格宽度宜为3～8m，条文说明9.4.17平流沉淀池的有效水深，可采用3.0～3.5m。
沉淀池的每格宽度（或导流墙间距），宜为3～8m，最大不超过15m，长度与宽度之比不得小于4；长度与深度之比不得小于10。
根据《给水排水设计手册（第二版）》第9册专用机械，吸泥机的桁车架车轮的跨距应比池宽大400～600mm，即单边各大200～300mm。
通过对桁车厂家的咨询，也得到相同的答案。
若沉淀池应分为2格，则每格宽度9.9m。
此时桁车的跨度约为10.3～10.5m，约9m的桁车显然跨度不够，所以分两格不合适。
若沉淀池应分为3格，则每格宽度6.6m。
此时桁车的跨度约为7.0～7.2m，约9m的桁车跨度要大一些，但是可以使用，且长宽比为13.6m＞4m，满足规范，所以可以分为3格。
显然分为1格桁车跨度不够，分为4格则桁车跨度剩余太多，均不合适。
选择B。
本题到底分为2格还是3格更合理，仁者见仁，智者见智。
如果题目中说明该“约9m”的桁车是已经存在的（例如利用旧的桁车），则分为2格桁车跨度不够，只能分为3格。
若沉淀池尺寸设计出来后再制定“约9m”的桁车，则分为2格所需的桁车离9m更为接近。
且通过对桁车生产厂商的咨询，厂商都是根据沉淀池的尺寸制定桁车，所以桁车的尺寸没有固定模式。
因此在实际设计过程中不会遇到此类问题。
考生只需将本题的原理理解清楚，不要太拘泥于答案。
问题:
7.某单层粗砂滤料普通快滤池，设计流量3600m3/h，平均设计滤速8m/h，当若要求其中两格滤池停产时，其强制滤速为11m/h，则该座滤池的单格滤池中穿孔大阻力配水系统的孔隙总面积为下列哪项是合适的?
A.0.10m2
B.0.15m2
C.0.20m2
D.0.26m2
答案:
B[解析]普通快滤池在两格滤池停产时，其他各格滤池的强制滤速是不完全相同的，因此这里的11m/h指的是不超过11m/h。
设该滤池分为n格，每格的滤池面积为s（m2），则有：
8ns≤11（n-2）s
解之
n≥7.33
四舍五入，取n=8。
则每格滤池的面积为：
s=3600÷8÷8=56.25m2
《室外给水设计规范》9.5.13大阻力穿孔管配水系统孔眼总面积与滤池面积之比宜为0.20%～0.28%。
则有
单格滤池中穿孔大阻力配水系统的孔隙总面积=56.25×（0.20%～0.28%）=（0.1125～0.1575）m2
根据题中选项，取0.15m2，选择B。
（1）滤池的设计流量=设计滤速×每格的滤池面积×滤池格数
（2）强制滤速是指当滤池中的1格或者多格进行反冲、停产检修时，保持滤池的总过滤水量不变，此时其他几格滤池的短时间过滤速度。
本题的强制滤速应为不超过11m/h。
因此不能分为7格。
（3）大阻力穿孔管配水系统孔眼总面积应按照规范的参数计算，需要熟悉规范。
问题:
8.一座重力式无阀滤池的平均冲洗强度q=15L/（m2·s），冲洗历时t=6min，过滤速度为Vf=8m/h，若两格滤池共用一个冲洗水箱，则一格滤池冲洗完成后其水箱水面将会下降多少（忽略水箱内的构造结构所占体积）?
A.2.3m
B.2.7m
C.3.0m
D.3.2m
答案:
A[解析]设每格滤池的水平面积为F（m2），则一格滤池冲洗所需水量为：
V=0.06qFt=0.06×15×6×F=5.4F
两格合用一个冲洗水箱时，在冲洗过程中另一格滤池仍在过滤，其产水量为：
则冲洗水箱中水量减少值为：
ΔV=V-V'=5.4F-0.8F
水箱水面下降值H为：
选择A。
问题:
9.某镇规划居住区人口22000人，平均日综合生活用水定额为240L/（人·d）。
则该镇的综合生活污水排水管道总设计流量为下列哪项（综合污水定额按综合生活用水定额的85%计）?
A.91L/s
B.106L/s
C.66L/s
D.52L/s
答案:
A
问题:
10.如图所示，A、B为毗邻的区域，面积FA=FB=12.5hm2，地面集水时间均为8min，径流系数均为0.55。
管段1-2的管内流行时间为10min。
雨水从计算管段的起端汇入。
设计重现期取1年。
折减系数取1。
采用流量叠加法计算的图中管段2-3的设计流量应为哪项?
P=1年的暴雨强度公式：
A.4216.4L/s
B.3525.5L/s
C.4907.4L/s
D.3205.0L/s
答案:
A[解析]根据已知条件，由于A和B区域的面积相等，径流系数也相等，因此A和B区域上产生的最大流量也相等，为：
A和B区域的地面集水时间tA和tB均为8min，管段1-2的管内流行时间t1-2为10min，则A区域上的最大流量流到2点的集水时间为tA+mt1-2=8+10=18min，B区域上的最大流量流到2点的集水时间为tB=8min。
由于tA+mt1-2≠tB，故2点的最大流量可能发生在A区域或B区域单独出现最大流量时。
第一种情况，最大流量可能发生在全部B区域参与径流时。
由于mtA-B＞tB，此时A区域的雨水还没有流到2点，因此2点的最大流量即为B区域上产生的最大流量。
第二种情况，最大流量可能发生在全部A区域参与径流时，此时B区域的最大流量已经流过2点，但还有后续雨水流到2点，因此2-3管段的最大流量即为A区域上产生的最大流量加上B区域上的部分流量。
由于A和B区域上产生的最大流量相同，因此第二种情况比第一种情况的雨水量要大。
管段的设计流量取两种情况的最大值，所以2-3管段的设计流量按照第二种情况计算。
2-3管段的设计流量Q为：
根据题目中给出的选项，选择A。
（1）关于面积叠加法和流量叠加法的概念。
如下图所示，A区域的雨水流入1点的检查井，B区域的雨水流入2点的检查井，C区域的雨水流入3点的检查井。
假设：
a．每个区域的汇水面积随降雨历时的增加而均匀地增加；b．降雨历时t等于或大于汇水面积最远点的雨水流达设计断面的集水时间τ；c．雨水从计算管段的起端流入管段；d．径流系数Ψ为确定值，为方便讨论，均取1；e．各区域的集水时间均为τ1；f．各管段内的雨水流行时间均小于集水时间均为τ1；折减系数均取1。
1）管段1-2的雨水设计流量
该管段只收集A区域的雨水。
因此当A区域最远点的雨水流达1点时，即t=τ1时，该管段的雨水量最大。
1-2管段的设计流量为：
Q1-2=FA·q1（L/s）
式中，q1为管段1-2的暴雨强度，即相应于降雨历时t=τ1的暴雨强度[L/（s·hm2）]。
2）后续管段的雨水设计流量
对于管段2-3的雨水设计流量，当t=τ1时，区域B的全部面积和区域A的部分面积上的雨水流达2点，但管段2-3的雨水流量不是最大。
只有当t=τ1+t1-2时（为雨水在管段1-2内的流行时间），区域A和区域B全部面积的雨水流达2点，管段2-3的雨水流量达到最大值。
a．面积叠加法
若将区域A和B看作一个整体，则总的汇流面积等于FA+FB，暴雨强度等于降雨历时为t=τ1+t1-2的暴雨强度，则管段2-3的雨水设计流量为：
Q2-3=（FA+FB）·q2（L/s）
式中，q2为管段2-3的暴雨强度，即相应于降雨历时t=τ1+t1-2的暴雨强度[L/（s·hm2）]。
依次类推，则各管段设计流量公式的一般形式为：
式中，Qk为第k管段的设计流量（L/s）；qk为第k管段的暴雨强度，即相应于降雨历时（ti为第i管段内雨水的流行时间）的暴雨强度[L/（s·hm2）]；ψk为第k区域的径流系数；m为折减系数。
以上方法将计算管段及其上游的所有汇流面积相叠加看成一个整体，采用统一的暴雨强度，即计算管段的暴雨强度，叫作面积叠加法。
b．流量叠加法
在降雨历时t=τ1+t1-2时，区域B全部面积的雨水流达2点，流量为FB·q2。
区域A流入2点的雨水量等于降雨历时t=τ1时区域A流入1点的雨水量（因为在t=τ1时流入1点的雨水经过t1-2时间在管段1-2内流达2点）。
所以管段2-3的雨水设计流量为：
Q2-3=FA·q1+FB·q2（L/s）
式中各符合含义同上。
依次类推，则各管段设计流量公式的一般形式为：
式中，qi为第i管段的暴雨强度，即相应于降雨历时（tj为第j管段内雨水的流行时间）的暴雨强度[L/（s·hm2）]；其他符号含义同上。
由上可知，各设计管段的雨水设计流量等于其上游管段转输流量加上本管段产生的流量之和，叫作流量叠加法。
从以上分析可知，面积叠加法计算雨水设计流量，方法简便，但其所得的设计流量偏小，一般用于雨水管渠的规划设计计算；而流量叠加法必须逐段计算叠加，过程较繁复，但其所得的设计流量通常比面积叠加法大，偏于安全，一般用于雨水管渠的工程设计计算。
（2）此题属于特殊汇水面积上雨水设计流量的计算，即汇水面积的轮廓形状很不规则，汇水面积呈畸形增大（包括几个相距较远的独立区域雨水的交汇），或汇水面积地形坡度变化较大，或汇水面积各部分径流系数有显著差异的情况。
特殊汇水面积上雨水设计流量的计算，一般采用流量叠加法。
由于本题中A和B区域上产生的最大流量相同，且管段1-2的管内流行时间为10min大于B区域的地面集水时间8min，因此管段2-3的最大流量只可能发生在A区域最大流量流到2点的时候。
（3）若题目中B区域的面积改为25hm2，其他参数不变，则需要对两种情况分别计算，并取流量最大者。
对于第一种情况，当B区域产生的最大流量流入2点时，A区域还没有雨水流入2点，则2-3管道的最大流量为：
对于第二种情况，2-3管段的最大流量为：
设计流量取以上两者的最大值，6517L/s。
（4）若题目中B区域的地面集水时间tB改为14min，其他参数不变，则tA+mt1-2=18min＞tB=14min且mt1-2=10min＜tB=14min。
需要对两种情况分别计算，并取流量最大者。
对第一种情况，当全部B区域参与径流时，A区域的最大流量还没有流到2点但有部分面积的径流流到2点。
此时（即降雨开始14min时）流入2点的A区域面积等于降雨开始4min（tB-mt1-2=4min）时流入1点的A区域面积。
即：
则2-3管道的最大流量为：
对于第二种情况，最大流量仍然为4216.3L/s。
设计流量取以上两者的最大值，4216.3L/s。
（5）若题目中B区域的地面集水时间tB改为20min，其他参数不变。
则tA+mt1-2=18min＜tB=20min。
需要对两种情况分别计算，并取流量最大者。
对第一种情况，当全部B区域参与径流时，A区域的最大流量已经流过2点，因此2-3管段的最大流量即为B区域上产生的最大流量加上A区域上的部分流量。
此时2-3管道的最大流量为：
第二种情况，最大流量可能发生在全部A区域参与径流时，此时B区域的最大流量还没有流到2点，仅有部分区域的雨水流到B点，这部分面积为：
则2-3管道的最大流量为：
设计流量取以上两者的最大值，4040.1L/s。
（6）若题目中A区域的地面集水时间tB改为5min，B区域的地面集水时间tB改为15min，其他参数不变。
此时tA+mt1-2=15min=tB，A和B区域的最大流量同时到达2点，则2-3管道的设计流量为：
问题:
11.已知某雨水管段的设计流量为150L/s，采用钢筋混凝土圆管，n=0.013，地面坡度为I=0.001。
则下列哪项设计数值（管径D，设计流速v，坡度I）最经济合理?
A.D=400mm，v=1.19m/s，I=0.0052
B.D=500mm，v=0.77m/s，I=0.0016
C.D=600mm，v=0.53m/s，I=0.006
D.D=700mm，v=0.39m/s，I=0.003
答案:
B[解析]解法一
根据《室外排水设计规范》
4.2.1排水管渠的流量，应按下列公式计算：
Q=Av
和4.2.2排水管渠的流速，应按下列公式计算：
雨水管道按照满流计算。
管径为D（m）的圆管水流有效断面面积为水力半径为则有：
已知流量Q为150L/s=0.15m3/s，n=0.013，代入上式得：
当D=400mm、500mm、600mm、700mm时，计算得相应的坡度I为0.0052、0.0016、0.0006和0.0003，计算得相应的流速v分别为1.19m/s、0.77m/s、0.53m/s和0.39m/s。
显然，选项中C和D计算结果错误，而且当管径取600mm和700mm时计算流速小于最小设计流速0.75m/s，不合理。
对于D=400mm和500mm的管道，500mm管道的坡度与地面坡度最接近，所以选500mm管道最合理。
选择B。
解法二
由解法一中的公式将地面坡度I=0.001代入得：
采用D=0.5m时，v=0.77m/s，I=0.0016
采用D=0.6m时，v=0.53m/s，I=0.006
当D=600mm时，流速已经小于最小设计流速0.75m/s，所以应该选择管径等于500mm的管道比较合理。
解法三
已知设计流量Q=150L/s，管壁粗糙系数n=0.013，地面坡度I=0.001。
查教材第4册《常用资料》关于D=400mm的满流计算表，当Q=150.16L/s时，v=1.195m/s，I=0.0052。
同理，查关于D=500mm的满流计算表，当Q=150.99L/s时，v=0.769m/s，I=0.0016。
查关于D=600mm的满流计算表，当Q=150.42L/s时，v=0.532m/s，I=0.0006。
当D=600mm时，流速已经小于最小设计流速0.75m/s，所以应该选择管径小于等于500mm的管道。
由于地面坡度为0.001，设计时应选择与地面坡度最相近的管段坡度，选项B最为接近。
问题:
12.某城市污水处理厂采用传统活性污泥法工艺，曝气池设计流量Q=70000m3/d，有效容积V=2500m3，曝气池进水BOD5=150mg/L，出水BOD5=15mg/L，设计BOD污泥负荷Ls=0.2kgBOD5/（kgMLSS·d），回流污泥浓度Xr=10000mg/L。
则污泥回流比应为下列哪项?
A.17%
B.27%
C.37%
D.47%
答案:
C[解析]设曝气池中混合液悬浮固体（MLSS）浓度为X，由
有
故：
选择C。
问题:
13.某城市污水处理厂设计规模50000m3/d，采用AAO工艺，要求出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918—2002中一级B标准，下
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