排水工程((上册))课后答案与例题
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第二章习题 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9.5×104 ㎡,人口密度580人/104 ㎡,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 1 +Q 2 +Q 3
Q 1 =k·n·k z 24×3600 =160×9.5×585×1.824×3600 =18.525L/s Q 2 =A 1 B 1 K 1 +A 2 B 2 K 2 T×3600 +C 1 D 1 +C 2 D 2 3600 =860×60%×25×3.0+860×40%×35×2.58×3600 +860×60%×30%×40+860×40%×85%×603600 =2.39+6.59=8.98L/s
Q 3 =m·M·k z T×3600 =258×8.2×1.8×103 3600×24 =44.08 L/s Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 =18.525+8.98+44.08=72.59 L/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
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
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) hD
h (m) 地 面 水 面 管底
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 1.632~3 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 1.713~4 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 1.884~5 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 1.875~6 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 1.906~7 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/104 ㎡; (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 (104 ㎡) 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 (104 ㎡) 6.0 6.0 6.4 6.4 6.4
题中,人口密度为400人/104 ㎡,污水量标准为140L/人·d,则比流量为: q 0 =400×14086400 =0.65L/s·104 ㎡ (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 1 集 中 流 量 设计 流量 L/s 本 段 流 量 转输流量q 2 L/s 合计平均流量 L/s 总变化系数 K z 生活污水设计流量 Q 1 L/s 本段 L/s 转输 L/s 街坊面积 104 ㎡ 比流量q 0 L/s·104 ㎡ 流量q 1
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) hD
h (m) 地 面 水 面 管底
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. 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. 36.405 36.864 36.080 4.336 4.42
第三章 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·104 ㎡) 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=Ht (㎜/min) q=167i (L/s·104
㎡) 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 20 =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 20 =2.12㎜/min 一项,m=2
其重现期P=NM+1mM =20×5+12×5 =10.1(a)
(2) P=2a时 P=NM+1mM 2=20×5+1m×5 m=10.1 该值应排列在第11项 P=1a时 P=NM+1mM 1=20×5+1m×5 m=20.2 该值应排列在第21项 P=0.5a时 P=NM+1mM 0.5=20×5+1m×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=∑F i ·Ψ i F
=220000×30%×0.90+220000×16%×0.90+220000×12%×0.45+220000×4%×0.30+220000×38%×0.15220000 =0.537 北京地区暴雨强度公式:q=2001(1+0.811lgP)(t+8)0.711