30、什么是连续性方程?
答:所谓连续性方程,就是对任一节点来说,流向该节点的流量必须等于从该节点流出的流量。
31、什么是能量方程?
答:能量方程是表示管网每一环中各管段的水头损失总和等于零的关系。 32、什么叫年折算费用?分析它和管径与流速的关系。
答:年折算费用就是指在有条件地将造价折算为一年的费用。年折算费用既可以用流速表示,也可以用管径表示。
33、什么叫经济流速?平均经济流速一般是多少?
答:经济流速是指在一定年限内管网造价与管理费用之和为最小的流速。对于管径为100~400mm的管径平均经济流速一般采用0.6~0.9m/s,对于管径大于400mm的管径平均经济流速一般采用0.9~1.4m/s。
34、树状管网计算过程是怎样的?
答:树状网计算过程一般是:1)计算总用水量;2)计算管段总长度;3)求出比流量;4)再分别计算沿线流量;5)计算节点流量;6)选取控制点,列出各管段的水力计算,并按平均经济流速确定管径;7)计算干管上各支管接出处节点的水压标高;8)求出塔高和水泵扬程。
35、树状网计算时,干线和支线如何划分,两者确定管径的方法有何不同?
答:树状网计算时,干线是指从二级泵站到控制点的管线,而支线是指管网中除干线以外的其他管线。干线确定管径是按照流量以经济流速求出管径,而支线是按照水力坡度选定相近的标准管径。
36、什么叫控制点?每一管网有几个控制点?
答:控制点是指在保证该点水压达到最小服务水头时,整个管网不会出现水压不足地区的点。每一个管网一般只有一个控制点。
37、解环方程组的基本原理是什么?
答:解环方程组的基本原理是:在按初步分配流量确定的管径基础上,重新分配各管段的流量,反复计算,直到同时满足连续性方程和能量方程时为止。
38、环状网计算有哪些方法?
答:环状网计算有以下三种方法:1)环方程组解法;2)节点方程组解法;3)管段方程组解法。
39、什么叫闭合差,闭合差大说明什么问题?手工计算时闭合差允许值是多少? 答:闭合差是指初步分配流量时管段水头损失代数和。闭合差大说明初步分配流量和实际流量相差大。手工计算时,每环闭合差允许值要求小于0.5m,大环闭合差小于1.0m。
40、为什么环状网计算时,任一环内各管段增减校正流量?q后,并不影响节点流量平衡的条件?
答:由于初步分配流量时,已经符合节点流量平衡条件,即满足了连续性方程,所以每次调整流量时能自动满足此条件。
41、校正流量?q的含义是什么,如何求出?q值??q和闭合差?h有什么关系? 答:校正流量△q是指△h=0时的校正流量,△q可由△qi=△hi/(n∑∣sijqn-1ij∣)公式求得,△q与△h成正比关系。
42、应用哈代—克罗斯法解环方程组的步骤怎样?
答:应用哈代—克罗斯法解环方程组的步骤:1)根据城镇的供水情况,拟定环状网各管段的水流方向,得出初步分配流量;2)由初分流量计算各管段的摩阻系数和水头损失;3)假定各环水流顺时针方向管段中的水头损失为正,逆时针方向管段中的水头损失为负,计算该环内各管段的水头损失代数和,如果代数和大于零,说明顺时针方向各管段中初分流量多了些,逆时针方向各管段中初分流量少了些,如果代数和小于零,说明逆时针方向各管段中初分流量多了些,顺时针方向各管段中初分流量少了些;4)
求出校正流量,如果闭和差为正,校正流量即为负,反之校正流量为正;5)利用校正流量调整各管段的流量,得到第一次校正的管段流量,按此流量再进行计算,如果闭和差尚未达到允许的精度,返回到第2步再进行计算,直到闭和差符合要求为止。
43、用最大闭合差的环校正时,怎样选择大环进行平差以加速收敛?
答:首先按初分流量求得各环的闭和差大小和方向,然后选择闭和差大的一环或闭和差较大且方向相同的相邻基环连成大环,平差时以加速收敛。
44、多水源和单水源管网水力计算时各应满足什么要求?
答:多水源和单水源管网水力计算时各应满足以下要求:1)满足连续性方程;2)满足能量方程;3)各水源到分界线上控制点的沿线水头损失之差应等于水源的水压差。
45、如何构成虚环(包括虚节点和虚管段)?写出虚节点的流量平衡条件和虚环的水头损失平衡条件。
答:虚环是将各水源与虚节点用虚线连接成的环,虚节点可以任意选择,没有水压;而虚线是指虚节点与水源的虚连线,没有流量。最大用水时虚节点的流量平衡条件为:Qp+Qt=∑Q,最大用水时虚节点的水头损失平衡条件为:Hp-∑hp+∑ht-Ht=0,最大转输时虚节点的流量平衡条件为:Q‘p =∑Q‘ +Q‘t ,最大转输时虚节点的水头损失平衡条件为: -H‘p+∑h‘t-H‘t=0 。
46、按最高用水时计算的管网,还应按哪些条件进行核算,为什么?
答:按最高用水时计算的管网,还应按以下条件进行核算:1)消防时的流量和水压要求,消防时的管网核算是为了满足消防安全的需要;2)最大转输时的流量和水压要求,设对置水塔的管网,在最高用水时,由泵站到水塔同时向管网供水,但在一天内抽水量大于用水量的一段时间里,多余的水经过管网送入水塔内储存,因此这种管网还应按最大转输时的流量和水压计算;3)最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求,管网主要管段损坏时必须及时检查,在检修时间内供水量允许减少。
47、输水管渠为什么要分段,怎样计算分段数?
答:保证事故时流量仍为设计流量的70%,分段数n=0.96(s1-sd)/(s+sp+sd)计算。 48、什么是年费用折算值?如何导出重力供水时管网的年费用折算表达式? 答:年费用折算值是按年计的管网建造费用与管理费用之和。
其计算公式为W0=(p+100/t)∑bDijaLij+PQ∑hij,重力供水时无需抽水动力费用,则公式中的后一项可以省略,管网的年费用折算表达式为:W0=(p+100/t)∑bDijaLij。
49、为什么流量分配后才可求得经济管径? 答:将水头损失值代入W0=(p+100/t)∑bDijaLij+PQ∑hij公式,再对流量求其一阶和二阶导数,由于二阶导数小于零,通过一阶导数求得的极值为最大而不是最小,所以流量未分配时不能求得经济管径。
50、压力输水管的经济管径公式是根据什么概念导出的?
答:压力输水管的经济管径公式是根据年费用折算值的一阶导数为零导出的。 51、重力输水管的经济管径公式是根据什么概念导出的?
答:重力输水管的经济管径公式是根据拉格郎日条件极值法导出的。
52、经济因素f和哪些技术经济指标有关?各城市的f值可否任意套用?
答:经济因素f和供水能量变化系数、电费、单位长度管线造价公式中的系数和指数等有关。各城市的f值不能任意套用。
53、重力输水管如有不同流量的管段,它们的流量和水力坡度之间有什么关系? 答:重力输水管如有不同流量的管段,它们的流量和水力坡度之间的表达式为:na/(a+m)qij/Iij=常数。
54、说明经济管径Dij?(fxijQq)1na?mij公式的推导过程。
答:将公式hij=kqijnlij/Dijm 代入W0=(p+100/t)∑bDijaLij+PQ∑hij,并求出它的一阶导数整理得到Dij={mpk/[(p+100/t)ab]}1/(a+m)Q1/(a+m)qij1/(a+m)=(fQqijn)1/(a+m) 。
55、起点水压已知和未知的两种管网,求经济管径的公式有哪些不同?
答:起点水压已知和未知的两种管网,求经济管径的公式都是由Dij=(fxijQqijn)1/(a+m),而求经济因素时,水压已知时利用公式 f=mpk/[(p+100/t)ab] ,未知时利用公式f=Ak[a+m]/m 。
56、对置水塔管网在最高用水时、消防时和转输时的水压线是怎样的?
答:离二级泵站越远地形越高的城市,水塔可能建在管网末端而形成对置水塔的管网系统。这种系统的给水情况比较特殊,在最高用水量时,管网用水由泵站和水塔同时供给,两者各有自己的给水区,在给水区分界线上,水压最低。
57、在哪些情况下给水系统需要分区供水?
答:在给水区很大,地形高差显著,远距离输水时采用分区供水。 58、分区给水有哪些基本形式?
答:分区给水的基本形式有并联和串联分区。 59、泵站供水时所需的能量由几部分组成?分区给水后可以节约哪部分能量?哪些能量不能节约?
答:泵站供水能量由以下三部分组成:1)保证最小服务水头所需的能量E1;2)克服水管摩阻所需的能量E2;3)未利用的能量E3。分区给水后可以节约E3部分的能量,E1、E2的能量不能节约。
60、泵站供水能量分配图是如何绘制的?
答:将节点流量顺序按比例绘在横坐标上,纵坐标上按比例绘出各节点的地面标高和所需最小服务水头,得出若干以流量为底,地面标高和所需最小服务水头之和为高的矩形面积,这些面积的总和等于保证最小服务水头所需的能量。
61、输水管全长的流量不变时,能否用分区给水方式降低能量? 答:输水管全长的流量不变时,不能用分区给水方式降低能量。 62、给水系统分成两区时,较未分区系统最多可节约多少能量? 答:给水系统分成两区时,较未分区系统最多可节约1/4的能量。
63、特大城市如地形平坦,管网延伸很远,是否有考虑分区给水的必要,为什么? 答:特大城市如地形平坦,管网延伸很远,要考虑分区给水。因为管线过长,造成水压过剩而造成浪费。
64、常用水管材料有哪几种?各有什么优缺点?
答:铸铁管具有较强的耐腐蚀性,但抗冲击和抗震能力较差,重量较大,接口易漏水,水管易断裂和爆破。钢管能耐高压,耐振动,重量较轻,单管长度较长,接口方便,但承受外荷载的稳定性差,耐腐蚀性差,造价高。预应力和自应力钢筋混凝土管造价低,抗震性能差,管壁光滑,水力条件好,耐腐蚀,爆破率低,但重量大,不便于运输安装。玻璃钢管耐腐蚀,不结垢,能长期保持较高的输水能力,强度高,粗糙系数小,但造价高。塑料管强度大,表面光滑,不结垢,耐腐蚀,重量轻,水头损失小,加工和接口方便,但膨胀系数大。
65、铸铁管有哪些主要配件,在何种情况下使用?
答:铸铁管有以下主要配件:丁字管和十字管、弯管、渐缩管、短管等。承接分支管用丁字管和十字管,管线转弯处采用弯管,变化管径时采用渐缩管,改变接口形式处采用短管。
66、阀门起什么作用?有几种主要形式?各安装在哪些部位?
答:阀门用来调节管线中的流量和水压。可以分为明杆和暗杆,明杆安装在泵内,而暗杆安装在用于安装和操作地位受限制的地方。
67、排气阀和泄水阀应在哪些情况下设置?
答:排气阀安装在管线的隆起部分,而泄水阀安装在管线的最低处。 68、阀门井起什么作用?它的大小和深度如何确定?
答:给水管网除了水管以外还应设置各种附件,以保证管网的正常工作。附件主要有调节流量用的阀门、供应消防用水的消火栓、控制水流方向的单向阀等。这些附件一般应安装在阀门井内。
它的平面尺寸,取决于水管直径以及附件的种类和数量。但满足阀门操作和安装拆卸各种附件所需的最小尺寸。井的深度由水管埋设深度确定。但是,井底到水管承口或法兰盘底的距离至少为0.1m,法兰盘或井壁的距离宜大于0.15m,从承口外缘到井壁的距离,应在0.3m以上,以便于接口施工。
69、哪些情况下水管要设支墩?应放在哪些部位?
答:承插式接口的管线,在弯管处、三通处、水管尽端的盖板上以及缩管处,都会产生拉力,接口可能因此松动脱节而使管线漏水,因此在这些部位须设置支墩以承受拉力和防止事故。
但是管径小于300mm或转弯角度小于10o,且水压力不超过980kPa时,因接口本身足以承受拉力,可不设支墩。
70、水塔和水池应布置哪些管道?
答:水塔的进、出水管可以合用,也可分别设置。进水管应设在水柜中心并伸到水柜的高水位附近,出水管可靠近柜底,保证水柜内的水流循环。为防止水柜溢水和将柜内存水放空,须设置溢水管和排水管,管径可和进、出水管相同。溢水管上不应设阀门。排不管从水柜底接出,管上设阀门,并接到溢水管上。
水池与水塔的管道相似,但水池应有单独的进水管和出水管。 71、为了管理管网,平时应该积累哪些技术资料? 答:管网养护时所需技术资料有: 1)、管线图,表明管线的直径、位置、埋深以及阀门、消火栓等的布置,用户接管的直径和位置等。它是管网养护检修的基本资料;
2)、管线过河、过铁路和公路的构造详图; 3)、阀门和消火栓记录卡,包括安装年月、地点、口径、型号、检修记录等; 4)、竣工记录和竣工图。 72、如何发现管网漏水部位?
答:检漏的方法,应用较广且费用较省的有直接观察和听漏,个别城市采用分区装表和分区检漏,可根据具体条件选用先进且适用的检漏方法。
1)、实地观察法是从地面上观察漏水迹象,如排水窨井中有清水流出,局部路面发现下沉,路面积雪局部融化,晴天出现湿润的路面等,本法简单易行,但较粗略。
2)、听漏法使用最久,听漏一般在深夜进行,以免受到车辆行驶和其他杂声的干扰。有听漏棒、检漏仪等工具。
3)、分区检漏是用水表测出漏不地点和漏水量,一般只在允许短期停水的小范围内进行。方法是把整个给水管网分成小区,凡是和其他地区相通的阀门全部关闭,小区内暂停用水,然后开启装有水表的一条进水管上的阀门,使小区进水。如小区内的管网漏水,水表指针将会转动,由此可读出漏水量。
4)、漏水地位查明后,应做好记号,以便于检修。 73、为什么要测定管网压力?
答:测家管网的压力和流量,是管网技术管理的一个主要内容。测定水压,有助于了解管网的工作情况和薄弱环节。根据测定的水压资料,按0.5~1.0m的水压差,在管网平面图上绘出等水压线,由此反映各条管线的负荷。
74、管线中的流量如何测定?
答:测定流量时,须等测定水管的实际内径,然后将该管径分成上下等距离的10个测点(包括圆心共11个测点),用毕托管测定各测点的流速。因圆管断面各测点的流速为不均匀分布,可取各测点流速的平均值,再乘以水管断面积即得流量。用毕托管测流量的误差一般为3%~5%。
除此之外,还可用便携式超声波流量计,可由仪器打印出流量、流速和流向等相应数据。
75、旧水管如何恢复输水能力?
答:对已埋地敷设的管线则有计划地进行刮管涂料,即清除管内壁积垢并加涂保护
层,以恢复输水能力,节省输水能量费用和改善管网水质,这也是管理工作中的重要措施。金属管线清垢的方法很多,应根据积垢的性质来选择。松软的积垢,可提高流速进行冲洗;用压缩空气和水同时冲洗,效果更好;气压脉冲射流法清洗管道的效果也是很好的;坚硬的积垢须用刮管法清除,用钢丝绳绞车等工具使其在积垢的水管内来回拖动;大口径水管可用旋转法刮管;软质材料制成的清管器清通管道;还可用酸洗法。
管壁积垢清除以后,应在管内衬涂保护涂料,以保持输水能力和延长水管寿命。 76、保持管网水质可采取什么措施?
答:为保持管网的正常水量或水质,除了提高出厂水水质外,可采取以下措施: 1)、通过给水栓、消火栓和放水管,定期放去管网中的部分―死水‖,并借此冲洗水管。
2)、长期未用的管线或管线尽端,在恢复作用时必须冲洗干净。 3)、管线延伸过长时,应在管网中途加氯,以提高管网边缘地区的剩余氯量,防止细菌繁殖。
4)、尽量采用非金属管道。定期对金属管道清垢、刮管和衬涂水管内壁,以保证管线输水能力不致明显下降。
5)、无论在新敷管线竣工后,或旧管线检修后均应冲洗消毒。消毒之前先用高速水流冲洗水管,然后用20~30mg/L的漂白粉溶液浸泡一昼夜以上,再用清水冲洗,同时连续测定排出水的浊度和细菌,直到合格为止。
6)、定期清洗沿海水塔、水池和屋顶高位水箱。 77、试述排水系统的组成部分及每部分的作用。 答:城市污水包括排入城镇污水管道的生活污水和工业废水.将工业废水排入城市生活污水排入城市生活污水排水系统,就组成城市污水排水系统。
城市生活污水排水系统由下列几个主要部分组成: 1)、室内污水管道系统及设备。其作用是收集生活污水,并将其排送至室外居住小区污水管道中去。
2)、室外污水管道系统。分布在地面下的污水管道系统,依靠重力流输送污水到泵站、污水厂或水体。
3)、污水泵站及压力管道。污水一般以重力流排除,但往往由于受到地形等条件的限制而发生困难,这时需要设置泵站。
4)、污水厂。用来处理和利用污水、污泥。 5)、出水口及事故排出口。出水口是整个城市污水排水系统的终点设备。事故排出口是指在污水排水系统的中途,在某些易于发生故障的组成部分前面。
78、污水管道系统定线时通常需考虑的因素的是哪些?主要因素是什么?
答:定线时通常考虑的几个因素是: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。在一定条件下,地形一般是影响管道定线的主要因素。
79、简要叙述我国水资源概况及合理开发和利用水资源的方法和措施。
答:我国水资源总量约2.8万亿m3,位居世界前几位。其中地表水资源约占94%,地下水资源仅占6%左右。虽然我国水资源总量并不少,但人均水资源仅2400m3左右,只相当于世界人均占有量1/4。从地区分布而言,我国地表水资源是东南多,西北少,由东南沿海向西北内陆递减。从时程分布而言,我国地表水资源的时程分布也极不均匀。综上所述,我国水资源是相当紧缺的。一是资源型缺水,二是污染型缺水,三是管理型缺水。
合理开采和利用水源至关重要。选择水源时,必须配合经济计划部门制定水资源开发利用规划,全面考虑统筹安排,正确处理与给水工程有关部门的关系,以求合理地综合利用和开发水资源。
80、地表水源和地下水源各有何优缺点?
答:大部分地区的地下水由于受形成、埋藏和补给等条件的影响,具有水质澄清、