給水工程課后思考題答案59298.doc

第一章 給水系統(tǒng)1. 由高地水庫供水給城市，如按水源和供水方式考慮，應(yīng)屬于哪類給水系統(tǒng)？水源方式屬于地表水給水系統(tǒng)，按供水方式屬于自流給水系統(tǒng)。2. 給水系統(tǒng)中投資最大的是哪一部分，試行分析。輸配水系統(tǒng)。3. 給水系統(tǒng)是否必須包括取水構(gòu)筑物、水處理構(gòu)筑物、泵站、輸水管和管網(wǎng)、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物等，哪種情況下可省去其中一部分設(shè)施？不是。大城市通常不設(shè)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物；地下水水質(zhì)好可以省略水處理構(gòu)筑物；水源處于適當(dāng)高程，可以省去一級(jí)泵站或二級(jí)泵站或同時(shí)省去；城市附近山上有泉水時(shí)，可建泉室供水系統(tǒng)不設(shè)泵站。4. 什么是統(tǒng)一給水、分質(zhì)給水和分壓給水，哪種系統(tǒng)目前用得最多？統(tǒng)一給水：用同一系統(tǒng)供應(yīng)生活、生產(chǎn)和消防等各種用水。分質(zhì)給水：水源經(jīng)不同的水處理過程和管網(wǎng)，將不同水質(zhì)的水供給各類用戶。分壓給水：根據(jù)水壓要求不同而供水。用得最多的是統(tǒng)一給水系統(tǒng)。5. 水源對(duì)給水系統(tǒng)布置有哪些影響？當(dāng)?shù)赜胸S富的地下水，可在城市上游或給水區(qū)內(nèi)開鑿管井或大口井。水源處于適當(dāng)高程，能重力輸水，可省去泵站；有泉水的，可建泉室。地表水為水源時(shí)，上游取水，加以處理。水源豐富，隨用水量增長而發(fā)展為多水源給水系統(tǒng)?？菟竟?jié)、地下水位下降、海水倒灌時(shí)，采用跨流域、遠(yuǎn)距離取水方式。6. 工業(yè)給水有哪些系統(tǒng)，各適用于何種情況？循環(huán)給水系統(tǒng)，火力發(fā)電、冶金、化工等冷卻水用量大的企業(yè)中。復(fù)用給水系統(tǒng)，適用于在車間排出的水可不經(jīng)過處理或略加處理就可供其它車間使用的情況。7. 工業(yè)用水量平衡圖如何測(cè)定和繪制？水量平衡圖起什么作用？查明水源水質(zhì)和取水量，各用水部門的工藝過程和設(shè)備，現(xiàn)有計(jì)量儀表的狀況，測(cè)定每臺(tái)設(shè)備的用水量、耗水量、排水量、水溫等，按廠區(qū)給水排水管網(wǎng)圖核對(duì)，對(duì)于老的工業(yè)企業(yè)還應(yīng)測(cè)定管道和閥門的漏水量。了解工廠用水現(xiàn)狀，采取節(jié)約用水措施，健全工業(yè)用水計(jì)量儀表，減少排水量，合理利用水資源以及對(duì)廠區(qū)給水排水管道的設(shè)計(jì)都很有用處。第二章 設(shè)計(jì)用水量1. 設(shè)計(jì)城市給水系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮哪些用水量？綜合生活用水，包括居民生活用水和公共建筑及設(shè)施用水。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水。消防用水。澆灑道路和綠地用水。 未預(yù)計(jì)水量及管網(wǎng)漏失水量。2. 居住區(qū)生活用水量定額是按哪些條件制定的？城市人口、每人每日平均生活用水量和城市給水普及率。3. 影響生活用水量的主要因素有哪些？水資源、氣候條件、生活習(xí)慣4. 城市大小和消防流量的關(guān)系如何？中小城市消防流量所占比例較大5. 怎樣估計(jì)工業(yè)生產(chǎn)用水量？根據(jù)工業(yè)用水的以往資料，按歷年產(chǎn)值用水增長率推算。根據(jù)單位工業(yè)產(chǎn)值的用水量、工業(yè)用水量增長率與工業(yè)產(chǎn)值的關(guān)系，或單位產(chǎn)值用水量與用水重復(fù)利用率的關(guān)系加以預(yù)測(cè)。6. 工業(yè)企業(yè)為什么要提高水的重復(fù)利用率？降低工業(yè)用水單耗。7. 說明日變化系數(shù)Kd 和時(shí)變化系數(shù)Kh 的意義。它們的大小對(duì)設(shè)計(jì)流量有何影響？Kd;一年中最高日用水量與平均日用水量比值。Kh:最高一小時(shí)用水量與平均用水量比值。數(shù)值越大，設(shè)計(jì)流量越大。第三章 給水系統(tǒng)的工作情況1. 如何確定有水塔和無水塔時(shí)的清水池調(diào)節(jié)容積？有水塔時(shí)，清水池容積由一、二級(jí)泵站供水量曲線確定。無水塔時(shí)，由一級(jí)泵站供水量和用水量曲線確定。2. 取用地表水源時(shí)，取水口、水處理構(gòu)筑物、泵站和管網(wǎng)等按什么流量設(shè)計(jì)？最高日平均時(shí)流量3. 已知用水量曲線時(shí)，怎樣定出二級(jí)泵站工作線？無水塔時(shí)，工作線等于用水量。有水塔時(shí)，盡量接近用水量曲線，分三級(jí)供水。4. 清水池和水塔起什么作用？哪些情況下應(yīng)設(shè)置水塔？調(diào)節(jié)泵站供水量和用水量流量差值。小城市用水量不均勻時(shí)，可以設(shè)置水塔，工業(yè)用水按生產(chǎn)要求可以設(shè)置水塔。5. 有水塔和無水塔的管網(wǎng)，二級(jí)泵站的計(jì)算流量有何差別？沒有水塔時(shí)，流量按最高日最高時(shí)計(jì)算；有水塔時(shí)，按用水量變化曲線擬合。6. 無水塔和網(wǎng)前水塔時(shí)，二級(jí)泵站的揚(yáng)程如何計(jì)算？Hp=Zc+Hc+hs+hc+hn7. 寫出消防時(shí)的二級(jí)泵站揚(yáng)程計(jì)算式。Hp=Zc+Hf+hs+hc+hn8. 對(duì)置水塔管網(wǎng)在最高用水時(shí)、消防時(shí)和轉(zhuǎn)輸時(shí)水壓線是怎樣的？無能為力。第四章 管網(wǎng)和輸水管渠布置1、管網(wǎng)布置應(yīng)滿足什么要求答：按照城市規(guī)劃平面圖布置管網(wǎng)，考慮給水系統(tǒng)分期建設(shè)的可能性，并留有發(fā)展余地管網(wǎng)布置必須考慮供水安全可靠，當(dāng)局部管網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，斷水范圍應(yīng)減小到最少；管線遍布在整個(gè)給水區(qū)內(nèi)，保證用戶有足夠的水量和水壓；力求以最短的距離敷設(shè)管線，以降低管網(wǎng)的造價(jià)和供水能量非要。2、管網(wǎng)布置有哪兩種基本形式？各適用情況及其優(yōu)缺點(diǎn)？答：樹狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)。樹狀網(wǎng)適用于小城市和小型工礦企業(yè)。其供水可靠性差、末端用水量很小，水流緩慢水質(zhì)容易變壞，出現(xiàn)渾水或者紅水、有水錘，管線容易損害，但是造價(jià)一般較低。環(huán)狀網(wǎng)適用于大城市，其供水可靠性高、大大減輕了水錘的危害，但是造價(jià)高。3、一般城市是哪種形式的管網(wǎng)，為什么要采用這這種形式？答：在城市建設(shè)初期，可采用樹狀網(wǎng)，以后隨著給水事業(yè)的發(fā)展，逐步連接成環(huán)狀網(wǎng)。4、管網(wǎng)定線應(yīng)確定哪些管線的位置？其余管線位置和管徑怎樣確定？答：城市管網(wǎng)定線是指在地形圖上確定確定管線的走向和位置，定線一般只限于管網(wǎng)的干管及干管之間的連接管，不包括干管到用戶的分配管和接到用戶的進(jìn)水管。定線取決于城市平面布置，供水區(qū)地形，水源和調(diào)節(jié)水池位置，街區(qū)和大用戶的分布，河流、鐵路、橋梁等位置。干管延伸方向應(yīng)和二級(jí)泵站輸水到水池、水塔、大用戶的水流方向一致。干管的間距可根據(jù)街區(qū)的情況采用500800m。干管一般按城市道路規(guī)劃定線，但盡量避免在高級(jí)路面或重要道路下通過，以減少今后檢修困難。給水管道與其他管道、建筑物、鐵路的水平距離應(yīng)參照有關(guān)規(guī)定。5、管網(wǎng)布置要考慮哪些主要的附屬設(shè)備？答：在供水范圍內(nèi)的道路下需敷設(shè)分配管，以便把干管的水送達(dá)用戶和消火栓。6、工業(yè)企業(yè)內(nèi)的給水管網(wǎng)與城市給水管網(wǎng)相比有哪些特點(diǎn)？答：工業(yè)企業(yè)大內(nèi)的管網(wǎng)定線比城市管網(wǎng)簡單，因?yàn)閺S區(qū)內(nèi)車間位置明確，車間用水量大且比較集中，易于做到以最短的管線達(dá)到用水量最大的車間的要求，但是，由于某些工業(yè)企業(yè)有許多地下建筑物和管線，地面又有運(yùn)輸設(shè)施，以致定線比較困難。7、輸水管渠定線時(shí)考慮哪些方面？答：輸水管渠定線要考慮必須與城市建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，盡量縮短線路長度，減少拆遷，少占農(nóng)田，便于管渠施工和運(yùn)行維護(hù)，保證供水安全，選線時(shí)，應(yīng)選擇最佳的地形和地質(zhì)條件，盡量沿現(xiàn)有道路定線，以便施工和檢修，減少與鐵路，公路和河流的交叉，管線應(yīng)避免穿越畫皮，巖層，沼澤、高水位和河水淹沒沖刷地區(qū)，以降低造價(jià)和便于管理。第五章 管段流量、管徑和水頭損失1、什么叫比流量？怎么樣計(jì)算？比流量是否隨用水量變化而變化？答：假定用水量均勻分布在全部干管上，由此算出干管線單位長度的流量，叫做比流量。qs=（Q-q）/l干管長度一定時(shí)，比流量隨用水量增減而變化，最高日用水時(shí)和最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的比流量不同，隨意在管網(wǎng)計(jì)算時(shí)須分別計(jì)算。2、從沿線流量求節(jié)點(diǎn)流量的折算系數(shù)是如何導(dǎo)出的？值一般在什么范圍？答：求出一個(gè)沿線不變流量的折算流，使它產(chǎn)生的水頭損失等于實(shí)際沿管線變化的流量產(chǎn)生的水頭損失。3、為什么管網(wǎng)計(jì)算時(shí)必須先求出節(jié)點(diǎn)流量？如何從用水量求節(jié)點(diǎn)流量？答：實(shí)際上，每一段管段內(nèi)的流量分配不一定是均勻的，這樣就難以確定管徑和水頭損失，這就要將沿線流量轉(zhuǎn)化成出節(jié)點(diǎn)流出的流量，管網(wǎng)計(jì)算時(shí)必須先求出節(jié)點(diǎn)流量。任一節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量等于與之相連接的各管段沿線流量總和的一半。4、為什么要分配流量？分配流量時(shí)應(yīng)考慮哪些要求？5、環(huán)狀網(wǎng)和樹狀網(wǎng)的流量分配有什么不同？管網(wǎng)在不同的流量分配得到的管徑，在費(fèi)用上是否差別很大？答：(1)單水源的樹狀網(wǎng)中，從水源供水到各節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)流向，任一管段的流量等于該管段以后(順?biāo)鞣较?所有節(jié)點(diǎn)流量總和。(2)環(huán)狀網(wǎng)的流量分配比較復(fù)雜。因各管段的流量與以后各節(jié)點(diǎn)流量沒有直接的聯(lián)系。但非配流量時(shí)，必須滿足節(jié)點(diǎn)流量平衡條件qi+=0(即流向任一節(jié)點(diǎn)的流量等于流離該節(jié)點(diǎn)的流量)。環(huán)狀網(wǎng)流量分配時(shí)，不可能象樹狀網(wǎng)那樣對(duì)每一管段得到唯一的流量值，可以有不同的流量分配。6、什么是連續(xù)性方程？7、什么是能量方程？8、什么叫年折算費(fèi)用？分析它和管徑與流速的關(guān)系。答：將造價(jià)折算成一年的費(fèi)用，成為折算費(fèi)用。折算費(fèi)用隨管徑和流速的改變而變化，是一條下凹的曲線，相應(yīng)于曲線最小縱坐標(biāo)值的管徑和流速，是最經(jīng)濟(jì)的。9、什么叫經(jīng)濟(jì)流速？平均經(jīng)濟(jì)流速一般是多少？答：一般采用優(yōu)化方法求得流速的最優(yōu)解，在數(shù)學(xué)上表現(xiàn)為求一定年限t(稱為投資償還期)內(nèi)管網(wǎng)造價(jià)和管理費(fèi)用(主要是電費(fèi))之和為最小的流速，稱為經(jīng)濟(jì)流速。在設(shè)計(jì)中，平均經(jīng)濟(jì)流速為：D=100400mm，平均經(jīng)濟(jì)流速為0.60.9m/s;D400mm，平均經(jīng)濟(jì)流速為0.91.4m/s。一般，大管徑可取較大的平均經(jīng)濟(jì)流速，小管徑可取較小的平均經(jīng)濟(jì)流速。第六章 管網(wǎng)水力計(jì)算1.樹狀網(wǎng)計(jì)算過程是怎樣的？2.樹狀網(wǎng)計(jì)算時(shí)，干線和支線如何劃分，兩者確定管徑的方法有何不同？從二級(jí)泵站到控制點(diǎn)為干線，干線上一點(diǎn)分支到另外的節(jié)點(diǎn)，此為支線，干線管徑按平均經(jīng)濟(jì)流速確定，而支線管徑選取時(shí)，要參照水力坡度和流量選定，還要注意市售標(biāo)準(zhǔn)管徑的規(guī)格，注意支線各管段水頭損失之和不得大于允許水頭損失。10.用最大閉合差的環(huán)校正法時(shí)，怎樣選擇大環(huán)進(jìn)行平差計(jì)算以加速收斂？首先按照初步分配流量求得哥環(huán)的閉合差大小和方向，然后選擇閉合差大的一個(gè)環(huán)或?qū)㈤]合差較大且方向相同的相鄰連成大環(huán)。對(duì)于環(huán)數(shù)較多的管網(wǎng)可能會(huì)有幾個(gè)大環(huán)，平差時(shí)只需計(jì)算在大環(huán)上的各管段。12.如何構(gòu)成虛環(huán)（包括虛節(jié)點(diǎn)和虛管段）？寫出虛節(jié)點(diǎn)的流量平衡條件和虛環(huán)的水頭損失平衡條件。各水源供水量的匯合點(diǎn)為虛節(jié)點(diǎn)，虛環(huán)是將各水源與虛節(jié)點(diǎn)用虛線連接成環(huán)，它包括虛節(jié)點(diǎn)，該點(diǎn)泵站和水塔的虛管段、以及泵站到水塔之間的實(shí)管段。虛管段中沒有流量，不考慮摩阻，只表示按某一基準(zhǔn)滿算起的水泵揚(yáng)程或水塔水壓。13.按最高用水時(shí)計(jì)算的管網(wǎng)，還應(yīng)按哪些條件進(jìn)行核算，為什么？還應(yīng)按，消防時(shí)的流量和水壓要求，最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的流量和水壓要求，最不利管段發(fā)生故障時(shí)的事故用水量和水壓要求。這些都是為了考慮在火災(zāi)、最大轉(zhuǎn)輸、以及事故時(shí)的不利情況下仍保證一定的供水量和水壓。14.輸水管渠為什么要分段，怎樣計(jì)算分段數(shù)？為了當(dāng)一根輸水管損壞時(shí)，仍能保證70%供水量。分段數(shù)可用公式計(jì)算N=0.96（s1-sd）/（s+sp+sd）S1：沒有損壞的輸水管的摩阻，sd兩條輸水管的當(dāng)量摩阻，sp泵站內(nèi)部管線的摩阻；s：水泵摩阻 第七章 管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算1.什么是年費(fèi)用折算值？如何導(dǎo)出重力供水時(shí)管網(wǎng)的年費(fèi)用折算值表達(dá)式？管網(wǎng)年費(fèi)用折算值是按年計(jì)的管網(wǎng)建造費(fèi)用和管理費(fèi)用，它是管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算時(shí)的目標(biāo)函數(shù)，可用下式表示： W=C/t+M（C為管網(wǎng)建造費(fèi)用，M為每年管理費(fèi)用） 第八章 分區(qū)給水系統(tǒng)1.在哪些情況下給水系統(tǒng)需要分區(qū)供水？給水區(qū)很大、地形高差顯著或遠(yuǎn)距離輸水的地區(qū)。2.分區(qū)給水有哪些基本形式？并聯(lián)分區(qū)和串聯(lián)分區(qū)3.泵站供水時(shí)所需的能量由幾部分組成？分區(qū)給水后可以節(jié)約哪部分能量，哪些能量不能節(jié)約？由三部分組成：1）保證最小服務(wù)水頭所需的能量E1；2）克服水管摩阻所需的能量E2；3）未利用的能量（因各用水點(diǎn)的水壓過程而浪費(fèi)的能量）。分區(qū)后E1和E2都不能節(jié)約，而E3能被節(jié)約。4.泵站供水能能量分配圖是如何繪制的？以區(qū)域中有4個(gè)節(jié)點(diǎn)為例：1）將節(jié)點(diǎn)流量q1、q2、q3、q4等值順序按比例繪在橫坐標(biāo)上。各管段流量可從節(jié)點(diǎn)流量求出。2）縱坐標(biāo)按比例繪出各節(jié)點(diǎn)的地面標(biāo)高Z和所需的最小服務(wù)水頭H，得到若干以q為底、H+Z為高的矩形面積，這些面積的總和等于保證最小服務(wù)水頭所需的能量E1。3）每一管段流量和相應(yīng)水頭損失所形成的矩形面積總和，等于克服水管摩阻所需能量E2。4）剩下的面積以流量為底，過剩水壓為高的矩形面積之和，這就是E3。5.輸水管全長的流量不變時(shí)，能否用分區(qū)給水方式降低能量？不能。輸水管全長的流量不變，即沿線無流量分出，分區(qū)后非但不能降低能量費(fèi)用，設(shè)置基建和設(shè)備等項(xiàng)費(fèi)反而增加，管理