注冊公用設(shè)備工程師排水工程復(fù)習(xí)講義

注冊公用設(shè)備工程師《給水排水》執(zhí)業(yè)資格考試《排水工程》專業(yè)輔導(dǎo)課程

考題類型及難點分析

題量比重：排水工程（30％）考試方式：開卷題型組成：（四選一）概念題（含綜合概念題）案例分析題（含計算題、連鎖計算題）難點分析：題量大，覆蓋面廣，未劃定考試范圍內(nèi)容多，知識交錯，需要重溫復(fù)習(xí)的內(nèi)容多課程講授內(nèi)容和方法

根據(jù)考試大綱和復(fù)習(xí)教材，系統(tǒng)講授《排水工程》的基本原理和主要概念結(jié)合授課內(nèi)容，指出需要掌握的基本概念和設(shè)計計算方法參照樣題，結(jié)合課程內(nèi)容，指出可能出現(xiàn)的問題，探討答題方法和技巧互動交流，重點總結(jié)，拾遺補(bǔ)缺，融匯貫通應(yīng)考答題的基本技巧

看清題意，準(zhǔn)確理解題目的考核內(nèi)容；利用掌握的正確概念和計算方法驗證、選擇答案；采用排除法，剔除錯誤答案；答案不是非常確定時，借助教材和規(guī)范（迅速、準(zhǔn)確），進(jìn)行驗證、選擇?？刂拼痤}時間，不要依賴開卷資料；先易后難，確?；痉?，不要空白。第1章排水系統(tǒng)概論

排水工程的基本任務(wù)和主要內(nèi)容城市污水的組成與最終出路排水系統(tǒng)的體制及其選擇排水系統(tǒng)的組成與布置形式排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計原則排水系統(tǒng)的基建程序和設(shè)計階段排水工程的基本任務(wù)和主要內(nèi)容

排水工程的基本任務(wù)：保護(hù)生態(tài)環(huán)境免受污染污水的無害化和資源化保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民的健康與正常生活排水工程的主要內(nèi)容：收集各種污水并及時將其輸送至適當(dāng)?shù)攸c將污水妥善處理后排放或再利用城市污水的組成與最終出路

城市污水的組成：生活污水（人們生活中用過的水）工業(yè)廢水（工業(yè)生產(chǎn)中排出的廢水）大氣降水（雨、雪、冰雹、霜、露）城市污水的最終出路：排放水體灌溉農(nóng)田重復(fù)使用排水系統(tǒng)的體制及其選擇

排水系統(tǒng)的體制：【雨水，污水（生活、生產(chǎn)）】分流制排水系統(tǒng)（新建城區(qū)，工業(yè)企業(yè)）完全分流制排水系統(tǒng)不完全分流制排水系統(tǒng)合流制排水系統(tǒng)（截流式合流制排水系統(tǒng)）排水體制的選擇：環(huán)境保護(hù)要求經(jīng)濟(jì)造價分析維護(hù)管理費用城市排水系統(tǒng)的組成城市污水排水系統(tǒng)室內(nèi)污水管道系統(tǒng)及設(shè)備室外排水管道系統(tǒng)污水泵站及壓力管道城市污水處理廠出水口及事故排出口城市雨水排水系統(tǒng)：建筑物的雨水管道系統(tǒng)和設(shè)備居住小區(qū)或工廠雨水管渠系統(tǒng)街道雨水管渠系統(tǒng)排洪溝出水口城市排水系統(tǒng)的總平面布置城市排水系統(tǒng)總平面布置的任務(wù)：確定干管、主干管的走向確定污水處理廠和出水口的位置城市排水系統(tǒng)總平面布置的原則：管網(wǎng)密度合適，管道工程量小，水流暢通充分利用地形地勢，順坡排水，避免提升地形起伏較大的地區(qū)，采用高、低區(qū)系統(tǒng)分離盡量減少中途加壓泵站的個數(shù)截流干管的布置要使全區(qū)污水管道能便捷、直接地接入城市市排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)的的總總平平面面布布置置城市市排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)總總平平面面布布置置的的常常見見形形式式：：（教教材材圖圖））直流流正正交交式式（（適用用于于雨雨水水）正交交截截留留式式（（合流流制制）平行行式式（（排排水水坡坡度度過過大大、、減減小小流流速速、、避避免免沖沖刷刷））高低低分分區(qū)區(qū)式式（（地地形形起起伏伏過過大大，，減減少少提提升升能能耗耗））輻射射分分散散式式（（城城區(qū)區(qū)大大、、中中心心地地勢勢高高、、出出路路分分散散））環(huán)繞繞式式（（中中小小城城市市、、排排水水出出路路集集中中））第2章章污污水水管管道道系系統(tǒng)統(tǒng)的的設(shè)設(shè)計計設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的收收集集污水水管管道道系系統(tǒng)統(tǒng)的的平平面面布布置置污水水管管道道設(shè)設(shè)計計流流量量計計算算和和水水力力計計算算污水水管管道道銜銜接接的的原原則則和和方方式式的的確確定定污水水管管道道在在街街道道上上位位置置的的確確定定繪制制污污水水管管道道系系統(tǒng)統(tǒng)平平面面圖圖和和縱縱剖剖面面圖圖污水水設(shè)設(shè)計計流流量量的的計計算算污水水設(shè)設(shè)計計流流量量：：生活活污污水水量量＋工業(yè)業(yè)廢廢水水量量＋（（地地下下水水滲滲入入量量））最大大日日最最大大時時（（高高日日高高時時））污污水水流流量量流量量單單位位－－L/S（升升/秒））污水水量量變變化化系系數(shù)數(shù)：：污水水設(shè)設(shè)計計流流量量的的計計算算污水水量量設(shè)設(shè)計計標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：：居住住區(qū)區(qū)生生活活污污水水量量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：：居民民排排水水定定額額為為居居民民生生活活用用水水定定額額的的80－90％地域域、、生生活活習(xí)習(xí)慣慣、、生生活活水水平平、、給給排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)完完善善程程度度工業(yè)業(yè)企企業(yè)業(yè)生生活活污污水水和和淋淋浴浴污污水水量量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)工業(yè)業(yè)廢廢水水量量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（（單單位位產(chǎn)產(chǎn)品品排排水水定定額額））污水設(shè)計流流量的基本本計算公式式：設(shè)計流量＝排水個體數(shù)×排水定額×變化系數(shù)排水時間×單位換算污水管道的的水力計算算污水管道中中的水流特特征：重力、非滿滿管流流量、流速速、水流狀狀態(tài)不斷變變化（明渠渠非穩(wěn)定、、非均勻流流）為簡化計算算，設(shè)計管管段內(nèi)采用用穩(wěn)定均勻勻流公式進(jìn)進(jìn)行計算污水管道按按不滿流設(shè)設(shè)計的原因因：為未預(yù)見水水量的增長長留有余地地，避免污污水外溢；；利于管道通通風(fēng)，排除除有害氣體體；便于管道的的疏通和維維護(hù)管理。。污水管道的的水力計算算污水管道水水力計算的的基本公式式:污水管道的的水力計算算污水管道水水力計算的的設(shè)計規(guī)定定：管壁粗糙系系數(shù)（n）－表2－2－7設(shè)計充滿度度（h/D）（0.55－0.75）——表2－2－8最小設(shè)計流流速（vm）（管道:0.6m/s，明渠:0.4m/s）最大設(shè)計流流速（vx）（金屬管道:10m/s，非金屬:5m/s）最小設(shè)計坡坡度（I）（街區(qū)內(nèi)：0.004，街道下：0.003）最小管徑（街區(qū)內(nèi)：：200mm，街道下：300mm）最大允許埋埋深（干燥燥土壤：7－8m）最小覆土厚厚度（冰凍凍，動荷載載，支管銜銜接）——P252污水管道的的水力計算算覆土厚度：：管道外壁頂頂部到地面面的距離埋設(shè)深度：：管道內(nèi)壁底底部到地面面的距離覆土厚度埋設(shè)深度管道地面污水管道的的水力計算算污水管道水水力計算的的目的：根據(jù)設(shè)計流流量，確定定管道斷面面尺寸和敷敷設(shè)坡度，，并在滿足足設(shè)計規(guī)范范的前提下下，對設(shè)計計參數(shù)進(jìn)行行經(jīng)濟(jì)優(yōu)化化。污水管道水水力計算的的原則：充分利用地地面坡度，，減小埋深深和造價；；控制設(shè)計流流速，避免免管道淤積積和沖刷；；控制設(shè)計充充滿度在規(guī)規(guī)定范圍內(nèi)內(nèi)。污水管道的的水力計算算污水管道水水力計算的的方法（圖圖表法）：：根據(jù)所選管材材，使用相應(yīng)應(yīng)粗糙系數(shù)(n)的水力計算圖圖表；根據(jù)設(shè)計流量量（Q），初步確定管徑徑（D）；使用相應(yīng)管徑徑（D）的水力計算圖圖表進(jìn)行水力力計算；設(shè)定1個未知參數(shù)（（I，v，h/D），求定另外2個：坡度（I）控制法——盡量采用最小小設(shè)計坡度，，減小埋深；；流速（v）控制法——流速逐段增大大，參照上段段流速；充滿度（h/D）控制法——盡量采用最大大允許充滿度度，以降低工工程造價。污水管道系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計管道定線和平平面布置：任務(wù)：在總平平面圖上確定定污水管道的的位置和走向向，主干管干干管管支支管原則：管線短短，埋深小，，自流排水考慮因素：地形：充分利利用地形，順順坡排水，干干管正交布置置污水廠和排水水口位置：主主干管走向排水體制：雨雨、污水管道道的平面、高高程配合水文地質(zhì)條件件：地下水位位，地下障礙礙物道路和交通條條件：道路寬寬度>40m，可平行敷設(shè)兩兩條管道集中排水點：：工廠和大型型建筑，干管管起點污水管道系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計控制點標(biāo)高和和泵站設(shè)置：：控制點（最不不利點）：對對管道系統(tǒng)埋埋深起控制作作用的地點離出水口最遠(yuǎn)遠(yuǎn)的管道起點點；大埋深支管接接入點或低洼洼地區(qū)管道起起點；大埋深的工廠廠排水口。污水泵站：（（根據(jù)位置置和功能分類類）中途泵站；局部泵站；終點泵站。污水管道系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計管段及設(shè)設(shè)計流量的確確定：設(shè)計管段的劃劃分:流量、管徑、、坡度不變的的直線管段設(shè)計管段的設(shè)設(shè)計流量：本段流量(q1)：沿線街坊，起起點進(jìn)入轉(zhuǎn)輸流量(q2)：上游、旁側(cè)管管段集中流量(q3)：工廠，大型建建筑污水管道系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計污水管道的銜銜接：銜接方法：檢檢查井管徑、坡度、、高程、方向向發(fā)生變化和和一定距離處處銜接原則：經(jīng)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比比較盡可能減小埋埋深，降低造造價避免上游管段段中形成回水水而造成淤積積水面和管底標(biāo)標(biāo)高，下游不不能高于上游游銜接方式：水面平接：可可減小埋深，，易形成回水水管頂平接：不不產(chǎn)生回水，，埋深增加快快跌水連接：高高差過大時采采用污水管道系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計污水管道在街街道上的位置置：污水管道的特特點：輸送污水，重重力流，易滲滲漏管徑大，埋深深大連接支管和附附屬構(gòu)筑物多多污水管道的定定位原則：保證安全：禮禮讓關(guān)系，最最小凈距方便用戶接管管便于維護(hù)、清清通污水管道系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計污水管道系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計步驟驟：總平面設(shè)計（（管網(wǎng)定線，，街區(qū)編號，，街區(qū)面積））干、支管線的的平面設(shè)計（（管線定位，，設(shè)計管段））確定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（設(shè)計人口口，排水定額額）計算設(shè)計流量量（總變化系系數(shù)，管段流流量，集中流流量，轉(zhuǎn)輸流流量）管道水力計算算（選定控制制點，依次逐逐段計算）繪制管道系系統(tǒng)平面圖圖和縱剖面面圖第3章雨雨水管渠渠系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計確定當(dāng)?shù)乇┍┯陱?qiáng)度公公式和計算算方法劃分排水流流域，進(jìn)行行雨水管渠渠定線劃分設(shè)計管管段，計算算雨水設(shè)計計流量進(jìn)行雨水管管渠的水力力計算和高高程計算，，確定管渠渠的尺寸、、坡度、標(biāo)標(biāo)高及埋深深繪制雨水管管渠系統(tǒng)平平面圖和縱縱剖面圖暴雨強(qiáng)度公公式暴雨強(qiáng)度公公式是描述述降雨量、、降雨歷時時和重現(xiàn)期期三者之間間數(shù)學(xué)關(guān)系系的經(jīng)驗公公式式中：q——設(shè)計暴雨強(qiáng)強(qiáng)度，L/s.hat——降雨歷時，，minP——設(shè)計重現(xiàn)期期，aA1,b,c,n———地方參數(shù)，，根據(jù)統(tǒng)計計方法計算算確定雨量分析的的幾個要素素降雨量（H）：mm，單位面積上上的降雨體體積降雨歷時（（t）：min，連續(xù)降雨的的時間暴雨強(qiáng)度（（q）：L/s.ha，單位時間內(nèi)內(nèi)，單位面面積上的降降雨體積匯水面積（（F）：ha，雨水管渠匯匯集雨水的的面積暴雨強(qiáng)度的的重現(xiàn)期（（P）：a，等于或大于于某特定值值的暴雨強(qiáng)強(qiáng)度可能出出現(xiàn)一次的的平均間隔隔時間根據(jù)當(dāng)?shù)貙崒嶋H情況，，正確選擇擇設(shè)計參數(shù)數(shù)，才能做做出經(jīng)濟(jì)合合理的設(shè)計計。雨水管渠設(shè)設(shè)計流量的的確定極限強(qiáng)度理理論：當(dāng)匯水面積積上最遠(yuǎn)點點的雨水流流達(dá)集流點點時，全面面積產(chǎn)生匯匯流，雨水水管道的設(shè)設(shè)計流量最最大；當(dāng)降雨歷時時等于匯水水面積上最最遠(yuǎn)點的雨雨水流達(dá)集集流點的集集流時間時時，雨水管管道需要排排除的雨水水量最大。。雨水設(shè)計流流量計算公公式：式中：Q——雨水設(shè)計流流量，L/sΨ——徑流系數(shù)，，<1的經(jīng)驗數(shù)值值q——設(shè)計暴雨強(qiáng)強(qiáng)度，L/s.haF——匯水面積，，ha雨水管渠設(shè)設(shè)計流量的的確定徑流系數(shù)Ψ的確定：加權(quán)平均法法（按地面面種類，表表2－3－2）區(qū)域綜合徑徑流系數(shù)（市區(qū)：0.5－0.8，郊區(qū)：0.4－0.6）設(shè)計暴雨強(qiáng)強(qiáng)度q的確定：設(shè)計重現(xiàn)期期P：一般：1a，重要地段：：2－5a集水時間（設(shè)計降雨雨歷時）t：t=t1+mt2t1——地面集水時時間，5－15mint2——管渠內(nèi)流行行時間，t2=∑L/60v(min)m——折減系數(shù)（（暗管：m=2，明渠：m=1.2）雨水管渠設(shè)設(shè)計流量的的確定折減系數(shù)m值的含義：：采用增長管管道中流行行時間的辦辦法，達(dá)到到適當(dāng)折減減設(shè)計流量量、減小管管道斷面尺尺寸、降低低工程投資資的目的。。引入折減系系數(shù)m值的依據(jù)：：雨水管渠中中的水流并并非一開始始就達(dá)到設(shè)設(shè)計狀況，，而是隨著著降雨歷時時的增長才才能逐漸形形成滿流，，管渠內(nèi)實實際的雨水水流行時間間大于設(shè)計計計算的流流行時間；；整個管道系系統(tǒng)并不是是同一時間間任何斷面面都處于滿滿流狀態(tài)，，管道系統(tǒng)統(tǒng)存在一定定的調(diào)蓄能能力。雨水管渠設(shè)設(shè)計流量的的確定一般般情情況況雨雨水水設(shè)設(shè)計計流流量量的的計計算算：：ACB1234雨水水管管渠渠設(shè)設(shè)計計流流量量的的確確定定特殊殊情情況況雨雨水水設(shè)設(shè)計計流流量量的的確確定定：：匯水水面面積積呈呈畸畸形形增增長長；；匯水水面面積積、、地地形形坡坡度度變變化化大大；；匯水水面面積積中中，，各各部部分分徑徑流流系系數(shù)數(shù)有有顯顯著著差差異異。。特殊殊情情況況時時，，管管段段的的最最大大設(shè)設(shè)計計流流量量往往往往不不是是發(fā)發(fā)生生在在全全部部面面積積參參與與徑徑流流時時，，而而是是發(fā)發(fā)生生在在部部分分面面積積參參與與徑徑流流時時，，應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)具具體體情情況況分分析析，，采采用用不不同同方方法法計計算算可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)的的最最大大設(shè)設(shè)計計流流量量。。（P275，例題題3－1）雨水水管管渠渠系系統(tǒng)統(tǒng)的的設(shè)設(shè)計計管道道定定線線和和平平面面布布置置：：任務(wù)務(wù)：：在在總總平平面面圖圖上上確確定定雨雨水水管管渠渠的的位位置置和和走走向向，，主干干管管干干管管支支管管原則則：：管管線線短短，，及及時時，，通通暢暢主要要特特點點：：充分分利利用用城城市市河河、、湖湖、、洼洼、、淀淀調(diào)調(diào)蓄蓄雨雨水水充分分利利用用地地形形，，就就近近排排入入水水體體平行行道道路路敷敷設(shè)設(shè)，，避避開開快快車車道道合理理布布置置雨雨水水口口，，保保障障路路面面雨雨水水排排除除暢暢通通考慮慮防防洪洪，，保保證證安安全全雨水水管管渠渠系系統(tǒng)統(tǒng)的的設(shè)設(shè)計計雨水水管管渠渠水水力力計計算算的的設(shè)設(shè)計計規(guī)規(guī)定定：：重力力，，滿滿管管流流最小小設(shè)設(shè)計計流流速速:（暗管管:0.75m/s，明渠渠:0.4m/s）最大設(shè)計計流速:（金屬管:10m/s，非金屬管管:5m/s）最小設(shè)計計坡度:（雨水管道道：0.003，雨水口口連接管管：0.01）最小管徑徑:（雨水管管道：300mm，連接管：：200mm）管道銜接接方式：：管頂平接接最小覆土土厚度：：（車車行道下下：0.7m）雨水管渠渠系統(tǒng)的的設(shè)計雨水管渠渠系統(tǒng)的的設(shè)計步步驟：劃分排水水流域，，管道定定線；劃分設(shè)計計管段；；劃分、計計算各設(shè)設(shè)計管段段的匯水水面積；；確定各排排水流域域的平均均徑流系系數(shù)ψ；確定設(shè)計計重現(xiàn)期期P，地面集水水時間t1及起點埋埋深；根據(jù)當(dāng)?shù)氐乇┯陱?qiáng)強(qiáng)度公式式，計算算單位面面積徑流流量q0，（根據(jù)需要要，可繪繪制q0－t2曲線圖；；列表進(jìn)行行雨水干干管及支支管的水水力計算算；繪制管道道系統(tǒng)平平面圖和和縱剖面面圖。雨水管渠渠系統(tǒng)的的設(shè)計立體交叉叉道路排排水設(shè)計計要點：：設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)高于一一般道路路；設(shè)計重現(xiàn)現(xiàn)期P：1－5a，重要部位位采用較較高值；；地面集水水時間t1：5－10min；徑流系數(shù)數(shù)ψ：0.8－1.0；盡量縮小小匯水面面積，減減少設(shè)計計流量；；立體交叉叉地道排排水設(shè)獨獨立排水水系統(tǒng)，，出水可可靠；注意地下下水的排排除；雨水口布布設(shè)的位位置要便便于攔截截徑流。雨水管渠渠系統(tǒng)的的設(shè)計排洪溝設(shè)設(shè)計要點點：根據(jù)當(dāng)?shù)氐貤l件，，合理確確定設(shè)計計防洪標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；排洪溝應(yīng)應(yīng)盡量采采用明渠渠，盡可可能利用用原有山山洪溝；；排洪溝不不宜穿過過建筑群群并應(yīng)保保持一定定距離；；排洪溝縱縱坡一般般不小于于1％；排洪溝的的彎道曲率率半徑不不小于10倍水面寬寬度；要有足夠夠泄水能能力，處處理好與與相交河河溝的關(guān)關(guān)系；地質(zhì)良好好，水流流暢通，，防止沖沖刷；注重對原原有排洪洪溝的改改造和養(yǎng)養(yǎng)護(hù)；防止沖刷刷，鋪砌砌加固，，最大流流速控制制（表2－3－8）。第4章合合流流制管渠渠系統(tǒng)的的設(shè)計合流制管管渠系統(tǒng)統(tǒng)：常用形式式：截流流式合流流制管渠渠系統(tǒng)組成：支支管——干管——溢流井——截流干管管優(yōu)點：管管線單一一，總長長度減少少，易布布置缺點：雨污合流流，流量量大，管管徑大，，埋深大大旱季流速速低，易易淤積，，暴雨時，，污水溢溢流進(jìn)入入水體，，造成污污染第4章合合流流制管渠渠系統(tǒng)的的設(shè)計合流制管管渠系統(tǒng)統(tǒng)的使用用條件：：排水區(qū)域域內(nèi)水體體的流量量、流速速大，環(huán)環(huán)境容量量大；街道橫斷斷面窄，，管渠布布置受限限制；地面坡度度大，污污水中途途不需提提升。合流制管管渠系統(tǒng)統(tǒng)的布置置原則：：合理匯集集所有雨雨、污水水，以最最短距離離排向水水體；與水體平行布布置截流干管管，溢流水就就近排入水體體；合理確定溢流流井的數(shù)量和和位置，盡可可能減少水體體污染；充分利用地面面街道邊溝，，降低造價。。第4章合合流制管渠系系統(tǒng)的設(shè)計溢流井上游管管渠設(shè)計流量量的確定：1234水體56第4章合合流制管渠系系統(tǒng)的設(shè)計溢流井后截流流干管管段設(shè)設(shè)計流量的確確定：1234水體56第5章排排水管渠的材材料、接口、、基礎(chǔ)及構(gòu)筑筑物常用的管渠斷斷面形式：圓形：水力性性能好，便于于預(yù)制，節(jié)省省材料，受力力好；半橢圓形：荷荷載大時受力力好，可減小小管壁厚度，，適用于水量變化小的的大直徑管道道；馬蹄形：可減減少管道埋深深，降低造價價，穩(wěn)定性依靠還還土的堅實性性；卵形：小流量量時可維持較較大流速，減減少淤積；清通困難，制制作復(fù)雜；矩形：可以就就地澆鑄或砌砌筑，施工方方便，造價低低，適用于暗渠、明渠和和排洪溝道。第5章排排水管渠的材材料、接口、、基礎(chǔ)及構(gòu)筑筑物常用管道材料料及制品：混凝土管和鋼鋼筋混凝土管管：承插式，，企口式，平平口式陶土管：耐酸酸抗腐蝕性能能好，適用于排除酸酸性廢水或管管外有侵蝕性性地下水的污污水管道；金屬管：鑄鐵鐵管，鋼管；；用于耐壓高、、對滲漏要求求高、地質(zhì)條條件差的地方方；塑料