排水管网
第一章排水系统理论
一、名词解释
排水体制：污水的不同排除方式所形成的排水系统，称为排水体制。
区域排水系统：将两个以上城镇地区的污水系统统一排除和处理的系统，称作区域排水系统。
排水系统：排水的收集、输送、水质的处理和排放等设施以一定方式组合成的总体。
合流制排水系统：将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内的排除系统。
分流制排水系统：将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。
二、简答题
1.排水体制分几类，各类的特点，选择排水体制的原则是什么？
1）合流制排水系统：这种系统是在临河岸边建造一条截流干管，同时在合流干管与截流干管相交前或相交处设置溢流井，并在截流干管下游设置污水厂。晴天和初降雨时所有污水都送至污水厂，处理后排入水体，随着降雨的增加，雨水径流增加，当混合污水流量超过截流干管的输水能力后，就有部分混合污水经溢流井溢出，直接排入水体，成为水体的污染源，使水体遭受污染。
2）分流制排水系统：生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除。
排水系统体制的选择应根据城镇及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用的情况、原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑确定。
21、工业企业的废水，在什么条件下可以排入城市下水道？
工业企业的废水不影响城市排水管渠和污水厂等的正常运行，不对养护管理人员造成危害，不影响污水处理厂出水和污泥的排放和利用，满足次条件可以排入城市下水道。
22、排水工程的规划设计，应考虑哪些问题？
应考虑这些问题：
排水工程的规划设计应符合区域规划以及城市和工业企业的总体规划，并应与城市和工业企业中其他单项工程建设密切配合，相互协调。
排水工程的规划设计要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置协调。
排水工程的规划设计应处理好污染源与集中处理的关系。
排水工程的规划设计要考虑污水经再生后同用的方案。
排水工程的规划设计若尚需考虑给水和防洪问题时，污水排水工程应与给水工程协调，雨水排水工程应与防洪工程协调，以节省总投资。
排水工程的规划设计应全面规划，按近期设计，考虑远期发展有扩建的可能。
对原有排水工程进行改建和扩建时，从实际出发，在满足环境保护的要求下，充分利用和发挥其功效，有计划、有步骤地加以改造，使其逐步达到完善和合理化。
排水工程的规划设计必须认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范或规定。
4.试述排水系统的建设程序和设计阶段
建设程序：
2）可行性研究阶段：论证基建项目在经济上、技术上等方面是否可行。
3）计划任务书阶段：确定基建项目、编制设计文件的主要依据。
4）设计阶段：设计单位根据上级部门批准的计划任务书文件进行设计工作，并编制预算。
5）组织施工阶段：建设单位采用施工招标或其他形式落实施工工作。
6）竣工验收交付使用阶段：建设项目建成后，竣工验收交付生产使用时建筑安装施工的最后阶段。
设计阶段：
初步设计：明确工程规模、建设目的、投资效益、设计原则和标准、选定设计方案、拆迁、征地范围及数量、设计中存在的问题、注意事项及建议等。
施工图设计：施工图应满足施工、安装、加工及施工预算编制要求。
38、试述区域排水系统的特点。
1）污水厂数量少，处理设施大型化集中化，每单位水量的基建和运行管理费用低，因而经济；2）污水厂占地面积小，节省土地；3）水质、水量变化小，有利于运行管理；4）河流等水资源利用与污水排放的体系合理化，而且可能形成统一的水资源管理体系。同时，它也有一定缺点：1）当排入大量工业废水时，有可能使污水处理发生困难；2）工程设施规模大，造成运行管理困难，而且一旦污水厂运行管理不当，对整个河流影响较大；3）因工程设施规模大，发挥事业效益就慢。
第二章 污水管道系统的设计
设计充满度：在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值。
总变化系数：最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。
污水设计流量：污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量。
控制点（污水的）：在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点。
设计管段：两个检查井之间的管段采用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度。
非设计管段：
管道埋设深度：指管道内壁底到地面的距离。
本段流量：从管段沿线街坊流过来的污水量。
转输流量：从上游管段和旁侧管段流过来的污水量。
管道定线（污水的）：在城镇（地区）总平面图上确定污水管道的位置和走向。
设计流速：和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度。
最小设计坡度：相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度。
简答题
什么叫居住区生活污水定额？其值应如何确定？
居住区生活污水可参考居民生活用水定额或综合生活用水定额。
居民区生活污水定额指居民每人每天日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水量（L/cap·d）；总和生活污水定额指居民生活污水和公共设施排出污水两部分的总和（L/cap·d）。二者应根据当地采用的用水量定额，结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定。
通常采用什么方法计算城市污水设计总流量？这种计算方法有何优缺点？
Q=Q1+Q2+Q3+Q4
Q1：生活污水设计流量；Q2：工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量；Q3：工业废水设计流量；Q4：地下水渗入量及公建污水量。
上述求污水总设计流量的方法，是假定排出的各种污水，都在同一时间内出现最大流量的。但在设计污水泵站和污水厂时，如果也采用各项污水最大时流量之和作为设计依据，将很不经济，因为各种污水最大时流量同时发生的可能性较少，各种污水流量会合适，可能互相调节，而使流量高峰降低。
污水管道的水流是否为均匀流？污水管道的水力计算为什么仍采用均匀流公式？
不是均匀流。在直线管段上，当流量没有很大变化又无沉淀物时，管内污水的流动状态可接近均匀流。如果在设计与施工中，注意改善管道的水力条件，则可使管内水流尽可能接近均匀流，以及变速流公式计算的复杂性和污水流动的变化不定，即采用变速流公式计算也很难精确，因此为了简化计算工作，污水管道的水力计算仍采用均匀流公式。
在污水管道进行水力计算时，为什么要对设计充满度、设计流速、最小管径和最小设计坡度做出规定？是如何规定的？
设计充满度：
原因：
污水流量时刻在变化，很难精确计算，而且雨水或地下水可能通过检查井盖或管道接口渗入污水管道。因此，有必要保留一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，避免污水溢出妨碍卫生环境。
污水管道内沉积的污泥可能分解出一些有害气体。此外，污水中如含有汽油、苯、石油等易燃液体时，可能形成爆炸性气体。故需流出适当空间，以利管道的通风，排出有害气体，对防止管道爆炸有良好效果。
便于管道的疏通和维护管理。
规定：
管径（D）或暗渠（H）（mm） 最大设计充满度（h/D或h/H）
200——300 0.550
350——450 0.650
500——900
≥1000 0.700
0.750
设计流速
原因：污水在管内流动缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤积；当污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速应在最小值和最大值范围内。
规定：污水管道的最小设计流速定为0.6m/s，最大设计流速与管道材料有关：金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s。
18.最小管径
①原因：管径过小极易堵塞，因此为了养护工作的方便，常规定一个允许的最小管径。
②规定：在街区和厂区内最小管径为200mm，在街道下为300mm。
19.最小设计坡度
①原因：管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生沉淀。
②规定：管径200mm的最小设计坡度0.004；管径300mm的最小设计坡度0.003；其余按照计算确定。
污水管道的覆土厚度和埋设深度是否为同一含义？污水管道设计时为什么要限定覆土厚度的最小值？
不同含义。限定覆土厚度的最小值有3个原因：1）必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道；2）必须防止管壁因地面荷载而受到破坏；3）必须满足街区污水连接管衔接的要求。
污水管道定线的一般原则和方法是什么？
原则：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。
方法：考虑地形和用地布局、排水体制和线路数目、污水厂和出水口位置、水文地质条件、道路宽度、地下管线及构筑物的位置、工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况，使拟定的路线能因地制宜地利用其有利因素而避免不利因素。
当污水管道的埋设深度已接近最大允许埋深而管道仍需继续向前埋设时，一般应采取什么措施？
一般可采取以下措施：1）加强管材强度；2）填土提高地面高程以保证最小覆土厚度；3）设置泵站提高管位等方法。
污水设计管段之间有哪些衔接方法？衔接时应注意些什么问题？
水面平接和管顶平接。衔接时应注意：1）下游管段起端的水面和管底标高都不得高于上游终端的水面和管底标高；2）当管道敷设地区的地面坡度很大时，为了调整管内流速所采用的管道坡度将会小于地面坡度。为了保证下游管段的最小覆土厚度和减少上游管道的埋深，可根据地面坡度采用跌水链接；3）在旁侧管道与干管交汇处，若旁侧管道的管底标高比干管的管底标高大很多时，为保证干管有良好的水力条件，最好在旁侧管道上线设跌水井后再与干管相接。反之，若干管的管底标高高于旁侧管道的管底标高，为了保证旁侧管能接入干管，干管则在交汇处需设跌水井，增大干管的埋深。
城市污水回用工程的意义？回用水系统的组成？
既可以节约水资源，又使污水无害化，起到保护环境、控制水污染、缓解水资源不足的重要作用，尤其在缺水地区起作用更加明显。回用水系统一般由污水收集系统、再生水厂、再生输配系统和回用水管理等部分组成。
第二章 雨水管渠系统
一、名词解释
降雨历时：指连续降雨的时段，可以指一场雨全部将于的时间，也可以指其中个别的连续时段。
降雨量：指降雨的绝对量。
年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值。
月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值。
年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的绝对量。
暴雨强度：指某一连续降雨时段内的平均降雨量。
径流系数：径流量与降雨量的比值称径流系数Ψ。
汇水面积：指雨水管渠汇集雨水的面积。
降雨面积：指降雨所笼罩的总面积。
暴雨强度的频率：某特定值暴雨强度的频率指等于或大于该值的暴雨强度出现的次数m与观测资料总项数n之比的百分数。
暴雨强度的重现期：某特定值暴雨强度的重现期指等于或大于该值的暴雨强度可能出现一次的平均间隔时间。
极限强度法：承认降雨强度随降雨历时的增长而减小的规律性，同时认为汇水面积的增长与降雨历时成正比，而且汇水面积随降雨历时的增长较降雨强度随降雨历时增长而减少的速度更快，这是一种求雨水管设计流量的方法。
集水时间（集流时间）：将雨水径流从流域的最远点留到出口断面的时间。
折减系数：集水时间中管内雨水流行时间的所乘大于1的系数。
二、简答题
1.试述地面集水时间的含义，一般应如何确定地面集水时间？
地面集水时间是指雨水从汇水面积上最远点流到雨水口的时间，一般采用经验数值来确定地面集水时间。
2.径流系数的影响因素有哪些？
影响径流系数的因素有汇水面积的地面覆盖状况、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面铺砌情况等，同时还与降雨历时、暴雨强度及暴雨雨型有关。
3.暴雨强度与降雨历时的关系
暴雨强度随降雨历时的增长而减少，这是一条普遍认为的规律。
4.雨水管段的设计流量计算时，有哪些假设？
假设：1）降雨在整个汇水面积上的分布是均匀的，降雨强度在选定的降雨时段内均匀不变；2）汇水面积随集流时间增长的速度为常数。
地面集水时间的影响因素是什么？合理选定t值有何意义？
地形坡度、地面铺砌、地面种植情况、水流路程、道路纵坡和宽度等因素，但地面集水时间主要取决于雨水流行距离的长短和地面坡度。
计算雨水管渠的设计流量，应采用与哪个降雨历时t相应的暴雨强度q？为什么？
应采用的降雨历时等于汇水面积最远点雨水流达集流点的集流时间，因为根据极限强度理论，汇水面积随降雨历时的增长较降雨强度随降雨历时增长而减少的速度更快，因此采用汇水面积最远点雨水流达集流点的集流时间作为降雨历时可求得最大的降雨量，此值作为设计流量是偏安全的。
用极限强度法设计雨水管渠时，为什么要对雨水在管渠流行时间t2进行拆减系数m值的修正？
雨水管道是按满流进行设计的，但雨水管渠的水流并非一开始就到达设计状况，而是随着降雨历时的增长才能逐渐形成满流，其流速也是逐渐增大到设计流速的，这样就出现了按满流时的设计流速计算所得的雨水流行时间小于管渠内实际的雨水流行时间的情况，因此要乘以一个大于1的系数来对t2进行放大。
为什么地面坡度大于0.03地区的雨水管渠计算设计流量时，折减系数不能采用2而只能采用1.2？
因为坡度大于0.03时，雨水管中能在较短时间内达到满流，也就是达到设计的流速，而采用2的话，就会跟实际产生较大的偏差。
雨水管渠设计计算时，在什么情况下会出现下游管段的设计流量小于上一管段的设计流量的情况？此时应如何确定下游管段的管径？
当汇水面积的轮廓形状很不规则（即汇水面积呈畸形增长时），或是汇水面积地形坡度变化较大或汇水面积各部分径流系数有显著差异时，就可能发生下游管段的设计流量小于上一管段的设计流量的情况，这是因为下游管段的集水时间大于上一管段的集水时间，下游管段的暴雨强度小于上一管段的暴雨强度，且汇水面积的增加量小于暴雨强度的减少量。此时，可分两种情况进行下游设计流量的计算，选择其中最大流量作为下游的设计流量，从而确定管径：1）最大流量可能会发生在全部下游汇水面积参与径流时，此时上游中仅部分面积的雨水能流到下游；2）最大流量可能发生在全部上游汇水面积参与径流时，此时下游汇水面积的流量已经流过下游。
暴雨强度与最大平均暴雨强度的含义有何区别？
暴雨强度是指某一连续降雨时段内的平均降雨量，暴雨强度会随时间变化而变化；而最大平均暴雨强度是选用对应各降雨历时的最大降雨量所求得的暴雨强度。
圆形管道的最大流速和最大流量均不是满流时出现，为什么圆形断面的雨水管道要按满流设计呢？
雨水中主要含有泥沙等无机物质，不同于污水的性质，加以暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长。
排洪沟的设计标准为什么比雨水管渠的设计标准高得多？
我国洪水泛滥的频率较高，洪水泛滥所带来危害是灾害性的，因此排洪沟的标准必须要很高。
第四章 合流制
一、名词解释
合流制系统：在同一管渠内排出生活污水、工业废水及雨水的管渠系统。
旱流流量：晴天时的设计流量，成为旱流流量。
截流倍数：不从溢流井泄出的雨水量与旱流流量的比值，称为截流倍数。
二、简答题
1.合流制管渠系统有何特点？
1）结构简单，管渠总长度短；2）与分流制相比，截流干管管径和埋深大，泵站和污水处理厂规模大；3）雨天径流时，部分生活污水也溢流到水体，造成一定程度的污染；4）晴天时，管渠内流量小，流速低，易淤积。
2.合理地确定溢流井的数目和位置的意义？
合理地确定溢流井的数目和位置以便尽可能减少对水体的污染、减小截流干管的尺寸和缩短排放渠道的长度。
3.试比较分流制与合流制的优缺点？
可从4个角度对分流制与合流制进行优缺点比较：
环境保护角度
如果采用合流制将城市生活污水、工业废水和雨水全部送往污水厂进行处理后排放，从防止水体污染来看是较好的，但这样会使主干管尺寸过大，污水容量也会增加，建设和运营费用也相应大幅提高。采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水通过溢流井直接排入水体，水体仍然遭受污染；分流制是将城市污水全部送至污水厂进行处理，但初降雨水径流之后未加处理直接排入水体，对城市水体也会造成污染，有时还很严重。分流制虽然具有这一缺点，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般能符合城市卫生的要求。
工程造价角度
有些人认为合流制排水管道的造价比完全分流制一般要低20%—40%，可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。从总造价来看，完全分流制比合流制比合流制可能要高，但不完全分流制因初期只建污水排水系统，因而可节省初期投资费用，还可缩短施工工期。而合流制和完全分流制的初期投资均比不完全分流制要大。
维护管理角度
晴天时污水在合流制管道中只是部分流，雨天时才接近满管流，因而晴天时合流制管内流速较低，易产生沉淀，待雨天暴雨水流可以将它冲走，使合流管道的维护管理费用降低，但晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。而分流制系统可以保持管内的流速，不致发生沉淀，流入污水厂的水量和水质变化比合流制小得多，污水厂的运行易于控制。
用地角度
合流制节省土地，在街道狭窄地区尤为有利，老城区地下管网密布，地面上高楼大厦，行人多，车辆多，有些地段没有施工条件，老城区也只能保留合流制。
4.小区排水系统宜采用分流制还是合流制？为什么？
上题4个角度可以说明小区排水系统宜采用分流制。
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