水污染控制工程第四版上册知识点.doc

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。08 L/s
Q=Q+Q+Q=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
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
0。31
41。3
41.2
40。26
39.95
1。04
1.25

9-10
37。3
17.49
0.75
0.0
0。83
221。4
16。3
0
16.3
300
3.0
52.95
0.11
42.36
42。25
40.76
40。65
1.6
1。6

10—11
11。9
49.35
0。75
0.83
0.26
205。0
42。49
2.5
45.0
300
3。0
52。95
0。036
42.25
42。23
40。65
40。61
1。6
1。62

11—12
32。8
60.93
0。86
1。09
0.64
200。57
51。33
2.5
53.83
300
4。0
60。0
0。13
42。23
42。1
40。61
40.48
1.62
1.62

12-13
10。4
92.79
0.95
1.73
0.18
190。80
74.36
17。5
91。86
400
3.5
125.0
0.036
42。1
42。01
40。38
40。34
1.72
1。67

13-14
10.4
97。78
0.95
1。91
0.18
188。3
77.33
17.5
94。83
400
3。5
125。0
0。036
42。01
41。97
40.34
40.30
1。67
1。67

14—15
14。9
106。60
0.95
2.09
0。26
185.90
83。23
17。5
100.73
400
3。5
125.0
0.052
41。97
41。88
40。30
40。25
1.67
1.63

15—16
14。9
115。42
0.95
2.35
0。26
182.57
88.51
25。5
113。51
400
3。5
125。0
0。052
41。88
41。8
40。25
40。20
1.63
1。60

16-17
10。4
141。31
1。0
2。61
0。17
179。43
106。5
35
141。5
500
2。7
200.0
0.028
41.8
41.76
40。10
40.07
1.70
1。69

17-18
23。9
151。45
1。0
2。78
0。40
177.46
112。88
35
147.88
500
2.7
200。0
0.065
41。76
41。7
40.07
40。01
1。69
1.69

18—19
11.9
173。17
1。0
3。18
0.20
173。06
125。87
35
160.87
500
2。7
200。0
0。032
41.7
41.66
40.01
39。98
1。69
1.68

19-20
14.9
184.75
1.0
3.38
0。25
171。00
132。68
35
167.68
500
2.7
200。0
0。04
41。66
41。3
39。98
39。94
1。68
1。36

20—8
7。5
199.23
1.0
3。63
0。13
168。49
141。00
35
176.00
500
2.7
200。0
0。02
41。3
41.2
39。94
39。92
1。36
1.28

8-21
16。4
342.8
1.06
4。77
0。26
158。36
228。00
57。5
285.5
600
2.3
300.0
0。038
41。2
41。2
39.82
39.78
1。38
1.42

21-22
9。00
342.8
1。06
5。37
0。14
153。71
221。3
57.5
278.8
600
2。3
300。0
0.021
41。2
41。1
39.78
39.76
1。42
1。34

第四章习题
某市一工业区拟采用合流管渠系统，其管渠平面布置如图所示，个设计管段的管长和排水面积，工业废水量如下表所示,其他原始资料如下：
设计管段的管长和排水面积、工业废水量
管段编号
管长 m
排水面积 10㎡

本段工业废水流量 L/s
备注
面积编号
本段面积
转输面积
合计
1—2
85
Ⅰ
1.20

20

2—3
128
Ⅱ
1。79

10

3—4
59
Ⅲ
0。83

60

4—5
138
Ⅳ
1。93

0

5-6
165。5
Ⅴ
2.12

35

1、 设计雨水量计算公式
暴雨强度 q=
设计重现期采用1a
地面集水时间 t=10min
该区域平均径流系数经计算为0.45
2、 设计人口密度为300人/10㎡，生活污水量标准按100L/（ 人·d）计.
3、 截流干管的截流倍数n采用3。
试计算(1）各设计管段的设计流量；（2）若在5点设置溢流堰式溢流井,则5~6管段的设计流量及5点的溢流量各为多少？此时5~6管段的设计管径可比不设溢流井的设计管径小多少？
解：和区域的生活污水设计流量为：
设计人口密度为300人/10㎡,生活污水量标准按100L/( 人·d）
区域
面积10㎡
人口（人）
生活污水量
L/d
L/s
Ⅰ
1。20
360
36000
0。42
Ⅱ
1.79
537
53700
0。62
Ⅲ
0.83
249
24900
0.29
Ⅳ
1。93
579
57900
0。67
Ⅴ
2。12
636
63600
0。74
各管段设计流量计算如下表：
设计重现期采用1a
地面集水时间 t=10min
该区域平均径流系数经计算为0.45
管段编号
管长 m
排水面积10㎡
管内流行时间min
q=

设计流量L/s
本段
转输
合计
t=∑

v
雨水
生活废水
工业废水
总计
1—2
85
1.2
0.0
1.2
0.0
1。88
0。75
217。83
117.63
0.42
20
138。05
2—3
128
1.79
1。2
2.99
1。88
2。37
0.90
209.27
281。57
1.04
30
312。61
3-4
59
0.83
2。99
3.82
4。25
0。86
1。14
199.4
342。77
1。33
90
434。1
4-5
138
1。93
3。82
5。75
5。11
1.95
1。18
196.04
507.25
2。00
90
599。25
5—6
165。5
2。12
5.75
7。87
7。06

188.84
668.79
2.74
125
796。53
注：表中管内雨水的流速根据水力计算所得,水力计算的管径、坡度结果并未列出因为n=3，5~6管段Q=92L/s,溢流井转输的总设计流量为Q=（ n+1） Q=（3+1）×92=368L/s
则①5点的溢流量为Q=599。25-368=231.25L/s
②5～6管段的设计流量：t=0 转输排水面积为 0，
Q=368+0.74+35+×0.45×2。12=611.55L/s
③由水力计算图，不设溢流井时5～6管段DN900
设溢流井时5～6管段DN800
比较可知，5～6管段的设计管径可比不设溢流井的设计管径小100mm