給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)考試+課后習(xí)題答案

1、給水用途：生活用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、市政消防用水廢水：生活污水、工業(yè)廢水、雨水給水系統(tǒng)：保證城市工礦企業(yè)等用水的各項構(gòu)筑物和輸配水管網(wǎng)組成的系統(tǒng)給水管網(wǎng)：將經(jīng)過給水處理后的水送到各個給水區(qū)域的全部管道給排水系統(tǒng)主要功能：水量保障、水質(zhì)保障、水壓保障子系統(tǒng)：原水取水系統(tǒng)、給水處理系統(tǒng)、給水管網(wǎng)系統(tǒng)、排水管網(wǎng)系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、排放和重復(fù)利用系統(tǒng)水質(zhì)標準：原水、給水、排放水質(zhì)標準水質(zhì)變化過程：給水處理：將原水水質(zhì)凈化或加入有益物質(zhì)，使之達到給水水質(zhì)要求的過程用戶用水：用戶用水改變水質(zhì)，使之成為污水或廢水的過程，水質(zhì)受到不同程度污染廢水處理：對污水或廢水進行處理，取出污染物質(zhì)，使之達到排放水質(zhì)標準水輸

2、送壓力方式：全重力給水、一級加壓給水、二級加壓給水、多級加壓給水管網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)具備的功能：水量輸送、水量調(diào)節(jié)、水壓調(diào)節(jié)給水構(gòu)成：輸水管、配水管網(wǎng)、水壓調(diào)節(jié)設(shè)施及水量調(diào)節(jié)設(shè)施排水構(gòu)成：廢水收集設(shè)施、排水管網(wǎng)、水量調(diào)節(jié)池、提升泵站、廢水輸出管、排放口按系統(tǒng)構(gòu)成：統(tǒng)一給水管網(wǎng)、分區(qū)給水管網(wǎng)按輸水方式：重力輸水管網(wǎng)系統(tǒng)、壓力輸水排水系統(tǒng)：合流制、分流制連續(xù)性方程：對任一節(jié)點來說，流向該節(jié)點的流量必須等于從該節(jié)點流出的流量。能量方程：表示管網(wǎng)每一環(huán)中各管段的水頭損失和等于零的關(guān)系影響生活用水量的主要因素:生活習(xí)慣、氣候變化、一天的時間變化等給水排水工程規(guī)劃：針對水資源開發(fā)和利用、供水排水系統(tǒng)建設(shè)的綜合優(yōu)化功

3、能和工程布局進行的專項規(guī)劃任務(wù)：1確定給水排水系統(tǒng)的服務(wù)范圍與建設(shè)規(guī)模；2確定水資源綜合利用與保護措施；3確定系統(tǒng)的組成與體系結(jié)構(gòu)；4確定給水排水主要構(gòu)筑物的位置；5確定給水排水處理的工藝流程與水質(zhì)保證措施；6給水排水管網(wǎng)規(guī)劃和干管布置與定線；7確定廢水的處置方案及其環(huán)境影響評價；8給水排水工程規(guī)劃的技術(shù)經(jīng)濟比較原則：1貫徹執(zhí)行國家和地方相關(guān)政策和法規(guī)；2城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)規(guī)劃時應(yīng)兼顧給水排水工程；3給水排水工程規(guī)劃要服從城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃；4合理確定遠近期規(guī)劃與建設(shè)范圍城市用水量：分類估算法、單位面積法、人均綜合指數(shù)法、年遞增率法、線性回歸法、生長曲線法給水管網(wǎng)布置原則：1按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當?shù)貙?/p>

4、際情況布置給水管網(wǎng)，要進行多方案技術(shù)經(jīng)濟比較；2主次明確，先搞好輸水管渠與主干管布置，再布置一般管線與設(shè)施；3盡量縮短管線長度，節(jié)約工程投資與運行管理費用；4協(xié)調(diào)好與其他管道、電纜和道路等工程的關(guān)系；5保證供水具有適當?shù)陌踩煽啃裕?盡量減少拆遷，少占農(nóng)田；7管渠的施工、運行和維護方便；8遠近期結(jié)合，留有發(fā)展余地，考慮分期實施的可能性形式：樹狀網(wǎng)、環(huán)狀網(wǎng)排水管網(wǎng)布置原則：1按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況布置排水管網(wǎng)，要進行多方案技術(shù)經(jīng)濟比較；2先確定排水區(qū)域和排水體制，然后布置排水管網(wǎng)，應(yīng)按從干管到支管的順序布置；3充分利用地形，采用重力流排除污水及雨水，并使管線最短、埋深最?。?協(xié)調(diào)好與

5、其他管道、電纜和道路等工程的關(guān)系，考慮好與企業(yè)內(nèi)部管網(wǎng)的銜接；5規(guī)劃時要考慮到使管渠的施工、運行和維護的方便；6遠近期規(guī)劃相結(jié)合，考慮發(fā)展，盡可能安排分期實施形式：平行式：地形坡度很大的城市、正交式：地形平坦略向一邊傾斜的城市給水管網(wǎng)類型：按水源：單水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)、多水源多水源給水系統(tǒng)的優(yōu)缺點：優(yōu)點：便于分期發(fā)展給水系統(tǒng)，供水比較可靠，管網(wǎng)內(nèi)水壓比較均勻。缺點：隨著水源的增多，設(shè)備和管理工作相應(yīng)增加。簡化原則：宏觀等效原則、小誤差原則管線簡化：刪除次要管線、當管線交叉點很近時，可以將其合并為同一交叉點、將全開的閥門去掉，將管線從全閉閥門處切斷、并聯(lián)的管線可以簡化為單線管，其直徑采用水利等效原

6、則計算、在可能的情況下，將大系統(tǒng)拆分為多個小系統(tǒng)，分別進行分析計算管網(wǎng)圖表示方法：幾何表示法、集合表示法經(jīng)濟流速：一般采用優(yōu)化方法求得設(shè)計流速或管徑的最優(yōu)解,在數(shù)學(xué)上歸納為求一定年限下內(nèi)管網(wǎng)造價和管理費用之和為最小的流速設(shè)計充滿度：在設(shè)計流量下，污水在管道中的水深h和管道直徑D的比值?？傋兓禂?shù)：最大日最大時污水量與平均日平均時污水量的比值。污水設(shè)計流量：污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過的污水最大流量。本段流量：從管段沿線街坊流過來的污水量。傳輸流量：從上游管段和旁側(cè)管段流來的污水量。集中流量：從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共建筑物流來的污水量。集水時間：將雨水徑流從流域的最遠點留到出口斷面的時間。.

7、雨水管段的設(shè)計流量計算時的假設(shè)：1）降雨在整個匯水面積上的分布是均勻的，降雨強度在選定的降雨時段內(nèi)均勻不變；2）匯水面積隨集流時間增長的速度為常數(shù)。地面集水時間的影響因素：地形坡度、地面鋪砌、地面種植情況、水流路程、道路縱坡和寬度等因素，但地面集水時間主要取決于雨水流行距離的長短和地面坡度。節(jié)點服務(wù)水頭：節(jié)點地面高程加上節(jié)點所連接用戶的最低供水壓力虛環(huán)：為了將定壓節(jié)點間路徑的能量方程統(tǒng)一為環(huán)能量方程而設(shè)的環(huán)，多水源的管網(wǎng)，為了計算方便，有時將幾個或多個水壓已定的水源節(jié)點（泵站、水塔等）用虛線和虛節(jié)點0連接起來，也形成環(huán)。10.什么情況下考慮采用合流制排水系統(tǒng)？合流制管網(wǎng)的設(shè)計有何特點1排水區(qū)域

8、內(nèi)有一處或多處水源充沛的水體，其流量和流速都足夠大，一定量的混合污水排入后對水體造成的污染危害程度在允許的范圍以內(nèi)。2街坊和街道的建設(shè)比較完善，必須采用暗管渠排除雨水，而街道橫斷面又較窄,管渠的設(shè)置位置受到限制時,可考慮選用合流制。3地面有一定的坡度傾向水體，當水體高水位時，岸邊不受淹沒。污水在中途不需要泵汲。特點：1.管渠的布置應(yīng)使所有服務(wù)面積上的生活污水、工業(yè)廢水和雨水都能合理地排入管渠，并能以可能的最短距離坡向水體。2.沿水體岸邊布置與水體平行的截流干管，在截流干管的適當位置上設(shè)置溢流井，使超過截流干管設(shè)計輸送能力的那部分混合污水能順利地通過溢流井就近排入水體。3.必須合理地確定溢流井的

9、數(shù)目和位置，以便盡可能減少對水體的污染、減小截流干管的斷面尺寸和縮短排放渠道的長度。4.在合流制管網(wǎng)的上游排水區(qū)域，如果雨水可沿地面的街道邊溝排泄，則該區(qū)域可只設(shè)置污水管道。只有當雨水不能沿地面排泄時，才考慮布置合流制管網(wǎng)。給水排水系統(tǒng)由哪些子系統(tǒng)組成？各子系統(tǒng)包含哪些設(shè)施？原水取水系統(tǒng)：水源地、取水設(shè)施、提升設(shè)備、輸水管渠；給水處理系統(tǒng)：水質(zhì)處理設(shè)備；給水管網(wǎng)系統(tǒng)：輸水管渠、配水管網(wǎng)、水壓水量調(diào)節(jié)設(shè)施；排水管網(wǎng)系統(tǒng)：收集與輸送管渠、水量調(diào)節(jié)池、提升泵站及附屬構(gòu)筑物；廢水處理系統(tǒng)：水質(zhì)凈化設(shè)備；排放和重復(fù)利用系統(tǒng)：廢水受納體、最終處置設(shè)施7.重力給水和壓力給水各有何特點？1從物理學(xué)角度來說重力

10、給水是壓力給水的一種形式2重力給水推動力是水的自身重力，壓力給水推動力一般是外來力需要消耗能源3重力給水水流向下而壓力給水水流向上4壓力給水水流量比較容易控制城市用水量一般包括哪些部分？請分別舉例說明。1：規(guī)劃期內(nèi)由城市給水工程統(tǒng)一供給的居民生活用水、工業(yè)用水、公共設(shè)施用水以及其他用水水量的總和；2城市給水工程統(tǒng)一供給意外的所有用水水量總和表達用水量變化有哪兩種方法？它們分別是如何表達的？量的變化用兩種方法表達：一種是通過日變化系數(shù)表達，日變化系數(shù)等于一年中最高日用水量與平均日用水量的比值；一種是通過時變化系數(shù)表達，時變化系數(shù)等于最高日的最高時用水量與平均時用水量的比值。為什么給水排水管網(wǎng)中的

11、水流實際上是非恒定流，而水力計算時卻按恒定流對待？如果在設(shè)計和施工中注意改善管道的水力條件，可使管道內(nèi)水的流動狀態(tài)盡可能的接近均勻恒定流，同時因為變速流公式計算的復(fù)雜性水流動的變化不定，即使采用變速流公式計算也很難保證精確。因此，為了簡化計算工作，管道的水力計算按恒定流計算。為何要將給水排水管網(wǎng)模型化？通過哪兩個步驟進行模型化？給水排水管網(wǎng)是一類大規(guī)模且復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為便于規(guī)劃、設(shè)計和運行管理，應(yīng)將其簡化和抽象為便于用圖形和數(shù)據(jù)表達和分析的系統(tǒng)。1.刪除次要管線2.刪除不影響全局水力特性的設(shè)施對于樹狀管網(wǎng)，可以通過列割集流量連續(xù)性方程組并變換后，將各管段流量表示成節(jié)點流量的表達式，但為什

12、么只有單定壓節(jié)點樹狀管網(wǎng)能直接利用連續(xù)性方程組解出各管段流量？管網(wǎng)計算的原理是基于質(zhì)量守恒和能量守恒，由此得出連續(xù)性方程和能量方程。單定壓節(jié)點樹狀管網(wǎng)中的節(jié)點水壓已定，流量可有由后面的管段算出，故也是已知量，這樣，已知樂節(jié)點水壓和管段流量，就可以通過列割集流量連續(xù)性方程組并變換后，將各管段流量表示成節(jié)點流量的表達式2.給水管網(wǎng)水力分析的前提條件有哪些？為什么必須已知至少一個節(jié)點的水頭？對實際情況進行調(diào)查研究，調(diào)查用水量、節(jié)點流量、不同材料管道的阻力系數(shù)和實際管徑、管網(wǎng)水壓分布。因為節(jié)點流量平衡條件，必須確定一點流量才能推算。8.為什么說哈代克羅斯平差算法是水力分析的最簡單方法？它也是最高效的方

13、法嗎？牛頓-拉夫森算法解環(huán)方程組時，需要反復(fù)多次求解L階線性方程組，如果管網(wǎng)中環(huán)數(shù)L很大時,線性方程組的求解很困難.現(xiàn)在我們分析系數(shù)矩陣F,發(fā)現(xiàn)它不但是一個對稱正定矩陣，也是一個主對角優(yōu)勢稀疏矩陣，當L較大時其大多元素為0,主對角元素值是較大的正值非主對角的不為零的元素都是較小的負值,因而,哈代-克羅斯算法只保留主對角元素,忽略其他所有元素,其水力分析步驟與牛頓-拉夫森算法完全相同,只是計算環(huán)流量采用水頭平差公式,代替解線性方程組.6.管段設(shè)計流量分配的目的是什么？為了進行給水管網(wǎng)的細部設(shè)計,要將設(shè)計總流量分配到系統(tǒng)中去,就是將最高日用水流量分配到管網(wǎng)圖的每條管和各個節(jié)點上去。樹狀管網(wǎng)流量分配

14、計算特點：單定壓節(jié)點樹狀管網(wǎng)，從水源到各節(jié)點，只能沿一個唯一的路徑供水，因此任意一管段流量等于該管段之后所有節(jié)點流量的總和。環(huán)狀管網(wǎng)管段流量分配原則：1）體現(xiàn)供水的目的性，從水源或多個水源出發(fā)進行管段流量分配，使供水流量沿較短的距離擴散到整個管網(wǎng)的所有節(jié)點上去；2）體現(xiàn)供水的經(jīng)濟性，向主要供水方向（如通向密集用水區(qū)或用水大戶）分配較多的流量，向次要供水方向分配較少的流量，特別注意不能逆向流3）體現(xiàn)供水的可靠性，應(yīng)確定兩條或兩條以上平行的主要供水方向，并且應(yīng)在各平行供水方向分配相接近的較大流量，垂直主要供水方向的管段上也要分配一定的流量。3.為什么在污水管道設(shè)計時，管道底坡（簡稱管道坡度）與水力坡度是等同的？因為污水管道以重力流為主，其充滿度一般小于1，水在管道中流行，水力坡度與管道坡度就會相同污水管道銜接時應(yīng)遵守兩個原則：1）盡可能提高下游管段埋深，降低造價；2）避免上游管段中形成回水而造成淤積。10.為了使污水管網(wǎng)設(shè)計滿足規(guī)范并盡可能降低造價，有哪些原則應(yīng)該遵循？以設(shè)計原始資料為依據(jù)，按照規(guī)范的要求制定方案，并在多個方案中進行比較，得出最優(yōu)方案