第二章習題1、某肉類聯合加工廠每天宰殺活牲畜258T,廢水量標準8。2m3/t活畜，總變化系數1。8，三班制生產，每班8h，最大職工數860人，其中在高溫及污染嚴重車間工作的職工占總數的40％,使用淋浴人數按85％計,其余60%的職工在一般車間工作，使用淋浴人數按30%計．工廠居住區面積９.５×10EQ\S(4)㎡,人口密度580人/10EQ\S(4）㎡,生活污水量標準160L/人·d，各種污水由管道匯集送至污水處理站，試計算該廠的最大時污水設計流量.解：該廠的最大時污水設計流量Q=QEQEQ\S(）EQ\S（,1）+QEQEQ\S（)EQ\S(,2)+QEQEQ\S（)EQ\S（,3）QEQEQ\S（)EQ\S(，1）=EQ\F（k·n·kEQ\S(，z)，24×3600）=EQEQ\F（160×9。5×585×1。8,24×3600)=18.525L/sQEQEQ\S（）EQ\S(,2）=EQ\F（AEQ\S（，1）BEQ\S(，1)KEQ\S（，1)+AEQ\S(,2）BEQ\S(，2)KEQ\S(,2），T×3600）+EQ\F（CEQ\S(，1)DEQ\S(，1）+CEQ\S（，2)DEQ\S（，2)，3600）=EQ\F(860×60％×25×3.0+860×40％×35×2。5,8×3600）EQ+EQ\F（860×60%×30％×40+860×40％×85%×60，3600）=2。39+6。59=8。98L/sQEQ\S(，3）=EQ\F(m·M·kEQ\S（，z),T×3600)=EQ\F（258×8.2×1。8×10EQ\S（3）,3600×24)=44.08L/sQ=QEQEQ\S（）EQ\S(，1）+QEQEQ\S(）EQ\S（，2）+QEQEQ\S()EQ\S(，3）=18.525+8.98+44。08=72.59L/s2、下圖為某工廠工業廢水干管平面圖.圖上注明各廢水排除口的位置,設計流量以及各設計管段的長度，檢查井處的地面標高，排除口1的管底標高為218.9m，其余各排除口的埋深均不得小于1。6m。該地區土壤無冰凍。要求列表進行干管的水力計算,并將計算結果標注在圖上。解：先進行干管的流量計算如下表：干管水量計算表管段編號排出口設計流量L/s轉輸流量L/s管段設計流量L/s1~29。780。0024.2814。52~312。424。2836。683～414。636。6851.284~59.551。2860.785～68。760.7869。486～712。869。4882.28干管水力計算表管段編號管道長度L（m)設計流量L/s管徑D㎜坡度I流速vm/s充滿度降落量I·L（m)標高（m)埋設深度（m)EQ\F（h，D)h(m）地面水面管內底上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171~27424。283000。00440。810。450。1350。33220.5220.2219.04218。71218.9218。571。61。632～37436.683000。00480。940.550.1650.36220。2219.9218。71218。36218。55218。191.651。713～45051。283500.00440。960。550。1930.22219。9219.8218。33218。11218。14217。921。761。884~52660。783500.00461.020.600。2100。12219。8219.65218.11217.99217。90217。781。901。875~65969.484000.00561.150。500。2000.33219.65219。3217。93217.60217。73217.401。921。906~75082。284000.00541。180.550。2200。27219。3219。2217。60217。33217。38217.111.922.093、試根據下圖所示的街坊平面圖，布置污水管道，并從工廠接管點至污水廠進行管段的水力計算，繪出管道平面圖和縱斷面圖。已知：人口密度為400人/10EQ\S（4）㎡；污水量標準為140L/人·d；工廠的生活污水和淋浴污水設計流量分別為8。24L/s和6。84L/s，生產污水設計流量為26.4L/s，工廠排除口地面標高為43。5m，管底埋深不小于2m，土壤冰凍線為0。8m。(4)沿河岸堤壩頂標高40m。解：(一）、在街坊平面圖上布置污水管道由街坊平面圖知，該地區地勢自西北向東南傾斜，無明顯分水線，可劃分為一個排水流域。干管布置考慮到地勢的高低，沿街道自北向南布置，主干管在城區的北面,可以充分利用地勢高度,減少埋深,整個管道布置呈截流式形式布置，如下圖。（二)街坊編號并計算面積將各街坊編號,并按各街坊的平面范圍計算它們的面積，列入下表,用箭頭標出各街坊污水的排出方向.街坊面積街坊編號123456789面積（10EQ\S（4)㎡）7.57.56。46。46.46。46.46。4街坊編號101112131415161718面積（10EQ\S（4）㎡)6。06。06.46.46。4題中，人口密度為400人/10EQ\S（4)㎡，污水量標準為140L/人·d，則比流量為：qEQ\S（，0）=EQ\F(400×140,86400）=0。65L/s·10EQ\S（4）㎡(三）、劃分設計管段,計算設計流量.污水主干管設計流量計算表管段編號居住區生活污水量QEQ\S（,1）集中流量設計流量L/s本段流量轉輸流量qEQ\S（，2）L/s合計平均流量L/s總變化系數KEQ\S（，z）生活污水設計流量QEQ\S（，1)L/s本段L/s轉輸L/s街坊面積10EQ\S(4）㎡比流量qEQ\S(，0）L/s·10EQ\S(4）㎡流量qEQ\S(,1)L/s134567891011121～241。4841.482~327.80。6518。0718。071.9835.7841.4877。583～418。40。6511。9618.0730。031.8856。4641。4897。944～530.0330。031。8856.4641。4897。945～638.40.6524。9630。0354.991。7596.2341。48137.71（四）、水力計算污水主干管水力計算表管段編號管道長度L(m）設計流量L/s管徑D㎜坡度I流速vm/s充滿度降落量I·L（m）標高（m）埋設深度（m）EQ\F（h，D)h（m）地面水面管內底上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171～232041.483500。00390.870.500.1751。2543。542.941.67540.42541。540.252。02.652～322077。584000.00280。900。650。2600。61642.942.540。42539。80940。16539。5492。7352。9513~418097。944500.00300.980。600。2700。5442。542。339。76939。22939。49938。9593.0013。3414~568097。944500。00300。980.600。2702。0442.341。239。22937。18938。95936。9193.3414。2815～6280137。715000。00281。040.650.3250.78441。240.537.18936。40536。86436。0804.3364。42第三章從某市一場暴雨自記雨量記錄中求得5、10、15、20、30、45、60、90、120min的最大降雨量分別是13、20.7、27.2、33.5、43。9、45。8、46。7、47.3、47。7mm.試計算各歷時的最大平均暴雨強度I（㎜/min）及q（L/s·10EQ\S(4)㎡）解：由暴雨強度的定義和公式計算如下表：最大降雨量（㎜）降雨歷時(min）I=EQ\F(H,t)（㎜/min）q=167i(L/s·10EQ\S（4）㎡）1352.6434。220.7102。07345。6927。2151。81302。8333。5201。68279。7343。9301。46244。3845.8451。02169。9746.7600.78130.0047.3900。5387。7747.71200。4066。38某地有20年自記雨量記錄資料,每年取20min暴雨強度值4～8個,不論年次而按大小排列,取前100項為統計資料.其中iEQEQ\S（，20）=2.12㎜/min排在第二項，試問該暴雨強度的重現期為多少年？如果雨水管渠設計中采用的統計重現期分別為2a，1a，0.5a的暴雨強度,那么這些值應排列在第幾項?解：觀測資料的年數N=20，最后取了100項,每年選入的平均雨樣數M=5(1）iEQEQ\S（，20）=2。12㎜/min一項,m=2其重現期P=EQ\F(NM+1，mM）=EQ\F(20×5+1，2×5)=10。1(a）（2)P=2a時P=EQ\F（NM+1，mM）2=EQ\F(20×5+1，m×5）m=10。1該值應排列在第11項P=1a時P=EQ\F(NM+1,mM)1=EQ\F（20×5+1,m×5)m=20.2該值應排列在第21項P=0.5a時P=EQ\F（NM+1，mM）0.5=EQ\F（20×5+1，m×5）m=40.4該值應排列在第41項北京市某小區面積共220000㎡（22ha）,其中屋面面積占該地區總面積的３０％,瀝青道路面積占１６％。級配碎石路面的面積占１２％,非鋪砌土路面占４％，綠地面積占３８％。試計算該區的平均徑流系數。當采用設計重現期為P=5a、2a、1a及0。5a時，試計算：設計降雨歷時t=20min時的雨水設計流量各是多少？解：Ψ＝EQ\F(∑FEQ\S(，i)·ΨEQ\S（，i),F）=EQ\F（220000×30%×0.90+220000×16％×0.90+220000×12%×0.45+220000×4%×0.30+220000×38％×0。15，220000)=0.537北京地區暴雨強度公式:q=EQ\F（2001（1+0。811lgP）,(t+8）EQ\S（0.711）)降雨歷時t=20min取不同的設計重現期時，暴雨強度計算如下表:設計重現期暴雨強度q=EQ\F（2001（1+0.811lgP)，（t+8）EQ\S(0。711））５a293.33２a187.23１a187。21０。５a141。50設計降雨量計算如下表:t=20min；F=220000㎡;Ψ=0.537設計重現期暴雨強度q=EQ\F（2001（1+0。811lgP）,（t+8）EQ\S(0。711）)設計降雨量Q=ΨqF（L/s)５a293。333465.4２a187。232211。94１a187。212211。70０。５a141。501671.68雨水管道平面布置如圖所示，圖中個設計管段的本段匯水面積標注在圖上，單位以10EQ\S（4）㎡計,假定設計流量均從管段起點進入。已知當重現期P=1a時，暴雨強度公式為：暴雨強度經計算，徑流系數Ψ=0.6。取地面集水時間tEQ\S(，1）=10min，折減系數m=2。各管段的長度以米計,管內流速以m/s計。數據如下：LEQ\S（,1—2）=120，LEQ\S（,2—3）=130，LEQ\S(，4—3)=200，LEQ\S(,3—5）=200，vEQ\S(,1—2）=1。0，vEQ\S（，2—3)=1。2,vEQ\S（，4-3）=0。85,vEQ\S（，3-5)=1.2。。試求各管段的雨水設計流量為多少L/s?（計算至小數后一位）解：匯水面積計算如下表：設計管段編號本段匯水面積10EQ\S(4)㎡轉輸匯水面積10EQ\S(4)㎡總匯水面積10EQ\S(4）㎡1-22。300.002。302—32。102。304.404—32。420.002。423—52。206。829。02各管段雨水設計流量計算如下表：tEQ\S（，1）=10min；Ψ=0。6設計管段編號管長L（m）匯水面積F（10EQ\S（4)㎡）流速m/min管內雨水流行時間(min)集水時間t=tEQ\S(,1)+tEQ\S（,2)暴雨強度q=EQ\F（20。154，（t+18。768)EQ\S(0.784））(㎜/min）設計流量Q(L/s）tEQ\S（，2）=∑EQ\F(L，v)EQ\F(L,v)1—21202。3060。00.002.0010。001。452.02—31304。4072.02.001。8112.001.373.64—32002。4251.00.003。9210。001.452。13—52009.0272。03.922。7813。921。317.1第四章習題某市一工業區擬采用合流管渠系統,其管渠平面布置如圖所示，個設計管段的管長和排水面積,工業廢水量如下表所示，其他原始資料如下：設計管段的管長和排水面積、工業廢水量管段編號管長m排水面積10EQ\S（4）㎡本段工業廢水流量L/s備注面積編號本段面積轉輸面積合計1-285Ⅰ1。20202—3128Ⅱ1.79103—459Ⅲ0.83604—5138Ⅳ1。9305—6165。5Ⅴ2.1235設計雨水量計算公式暴雨強度q=EQ\F（10020（1+0。56lgP）,t+36)設計重現期采用1a地面集水時間tEQ\S(，1）=10min該區域平均徑流系數經計算為0.45設計人口密度為300人/10EQ\S（4）㎡，生活污水量標準按100L/（人·d）計。截流干管的截流倍數nEQ\S(，0）采用3.試計算（1）各設計管段的設計流量；（2)若在5點設置溢流堰式溢流井，則5~6管段的設計流量及5點的溢流量各為多少？此時5~6管段的設計管徑可比不設溢流井的設計管徑小多少?解：和區域的生活污水設計流量為：設計人口密度為300人/10EQ\S（4）㎡，生活污水量標準按100L/（人·d)區域面積10EQ\S(4）㎡人口（人)生活污水量L/dL/sⅠ1。20360360000。42Ⅱ1。79537537000.62Ⅲ0。83249249000.29Ⅳ1。93579579000.67Ⅴ2.12636636000。74各管段設計流量計算如下表：設計重現期采用1a地面集水時間tEQ\S(,1）=10min該區域平均徑流系數經計算為0.45管段編號管長m排水面積10EQ\S（4）㎡管內流行時間minq=EQ\F（10020(1+0.56lgP)，t+36）設計流量L/s本段轉輸合計tEQ\S（,2）=∑EQ\F（L，v）EQ\F（L，v)v雨水生活廢水工業廢水總計1-2851。20。01。20.01.880。75217。83117.630.4220138.052—31281.791。22。991.882.370。90209。27281。571.0430312。613—4590。832。993.824.250。861。14199。4342。771.3390434.14—51381.933。825。755。111。951。18196。04507。252。0090599.255-6165.52。125。757。877.06188。84668。792.74125796。53注：表中管內雨水的流速根據水力計算所得，水力計算的管徑、坡度結果并未列出因為nEQ\S(,0）=3，5～6管段QEQ\S（，f）=92L/s，溢流井轉輸的總設計流量為Q=(nEQ\S(，0)+1）QEQ\S(,f)=（3+1）×92=368L/s則①5點的溢流量為QEQ\S（,0)=599。25—368=231。25L/s②5～6管段的設計流量：tEQ\S(，2）=0轉輸排水面積為0，QEQ\S(,5~6)=368+0。74+35+EQ\F(10020(1+0。56lg1),10+36）×0。45×2.12=611。55L/s③由水力計算圖，不設溢流井時5~6管段DN900設溢流井時5~6管段DN800比較可知，5~6管段的設計管徑可比不設溢流