給排水設計基礎要點100問

1、請簡述水泵的定義及其分類？

答：定義：水泵是輸送和提升液體的機器，它將原動機的機械能轉化為被輸送液體的動能或勢能。

分類：葉片式水泵、容積式水泵、其它類型水泵（螺旋泵、射流泵、水錘泵、水輪泵、氣升泵等）。

2、在城鎮及工業企業的給排水工程中，大量使用的水泵是葉片式水泵，其中又以離心泵最為普通，請簡述離心泵的工作原理？

答：離心泵在啟動前，應先用水灌滿泵殼及吸水管道，然后驅動電機，使葉輪和水作高速旋轉運動，此時水受到離心力的作用被甩出葉輪，經蝸殼中的流道而流入水泵的壓水管道，由壓水管道而輸入管網中，與此同時，水泵葉輪中心處由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大氣壓的作用下，沿吸水管而源源不斷的流入葉輪吸水口，又受到高速旋轉的葉輪的作用，被甩出葉輪而輸入壓水管道，這樣，就形成了離心泵的連續輸水。

3、請簡述離心泵裝置的定速運行及調速運行工況？

答：由水泵的特性曲線可知，每一臺水泵在一定的轉速下，都有它自己固有的特性曲線，此曲線反映了該水泵本身潛在的工作能力，這種潛在的工作能力，在現實運行中，就表現為瞬時的實際出水量、揚程、軸功率及效率值等，這些曲線上的實際位置，稱之為水泵裝置的瞬時工況點，它表示了該水泵在此瞬時的實際工作能力。

定速運行工況是指水泵在恒定轉速運行情況下，對應于相應轉速在特性曲線上的工況值的確定。

調速運行工況是指水泵在可調速的電動機驅動下運行，通過改變轉速來改變水泵裝置的工況點。

4、請簡述水泵比轉數（ns）的概念及意義？

答：由于葉片泵的葉輪構造和水力性能的多種多樣性，大小尺寸也各不相同，為了對整個葉片泵進行分類，將同類型的水泵組成一個系列，這就需要有一個能夠反映泵共性的綜合性的特征數，作為水泵規范化的基礎，這個特征數稱為水泵的相似準數，又稱比轉數。

5、請簡述泵站中的水錘及其常用的水錘防護措施？

答：在壓力管道中，由于水流流速的劇烈變化而引起一系列劇烈的壓力交替升降的水力沖擊現象，稱為水錘。

泵站中常見的水錘主要有三大類：關閥水錘、停泵水錘及啟泵水錘。

關閥水錘是指管路系統中閥門關閉所引起的水錘；

停泵水錘是指水泵機組因突然失電或其它原因，造成開閥停機時，在水泵及管路中水流流速發生劇變而引起的壓力傳遞現象。

啟泵水錘是指水泵機組轉速從零到達額定值或從啟動到正常出水過程中所產生的水錘。

常用的防護措施如下：

關閥水錘的防護主要通過調節閥門的關閉規律，減小水錘壓力；

啟泵水錘的防護主要是保證管道中氣體能順利通暢的排除出管道；

停泵水錘的防護措施主要包括：

增大機組的GD2；B）閥門調節防護；C）空氣罐防護；D）空氣閥防護；E）調壓塔防護；F）單向塔防護；

6、水泵選擇時，應考慮哪些方面的因素？

答：水泵選擇主要要點：大小兼顧，調度靈活；型號整齊，互為備用；合理的用盡各水泵的高效段；留有足夠的發展空間；大中型泵站需作選泵方案比較。即工作水泵的型號及臺數應根據逐時、逐日和逐季水量變化、水壓要求、水質情況、調節水池大小、機組的效率和功率因素等，綜合考慮確定。當供水量變化大且水泵臺數較少時，應考慮大小規格搭配，但型號不宜過多，電機的電壓宜一致。

7、請簡述水泵吸水管路設計中應注意的事項？

答：水泵吸水井、進水流道及安裝高度等應根據泵型、機組臺數和當地自然條件等因素綜合確定。根據使用條件和維修要求，吸水井宜采用分格。

非自灌充水水泵應分別設置吸水管。設有3臺或3臺以上的自灌充水水泵，如采用合并吸水管，其數量不宜少于兩條，當一條吸水管發生事故時，其余吸水管仍能通過設計水量。

吸水管布置應避免形成氣囊，吸水口的淹沒深度應滿足水泵運行的要求。

吸水井布置應滿足井內水流順暢、流速均勻、不產生渦流，且便于施工及維護。大型混流泵、軸流泵宜采用正向進水，前池擴散角不宜大于40°。

水泵安裝高度應滿足不同工況下必需氣蝕余量的要求。

濕式安裝的潛水泵最低水位應滿足電機干運轉的要求。干式安裝的潛水泵必須配備電機降溫裝置。

8、臥式水泵及小葉輪立式水泵機組布置應符合哪些規定？

答：單排布置時，相鄰兩個機組及機組至墻壁間的凈距：電動機容量不大于55kW時，不小于1.0m；電動機容量大于55kW時，不小于1.2m。當機組豎向布置時，尚需滿足相鄰進、出水管道間凈距不小于0.6m。

雙排布置時，進、出水管道與相鄰機組間的凈距宜為0.6～1.2m。

當考慮就地檢修時，應保證泵軸和電動機轉子在檢修時能拆卸。

9、請簡述泵房布置應符合哪些規定？

答：滿足機電設備布置安裝運行和檢修的要求；滿足泵房結構布置的要求；滿足泵房內通風采暖和采光要求，并符合防潮防火防噪聲等技術規定和泵站設計規范；滿足內外交通運輸的要求；注意建筑造型做到布置合理適用美觀。

10、水泵出水管道明管設計時應滿足那些要求？

答：明管轉彎處必須設置鎮墩。在明管直線段上設置的鎮墩間距不宜超過100m。兩鎮墩之間的管道應設伸縮節，伸縮節應布置在上端；管道支墩的型式和間距應經技術分析和經濟比較確定。除伸縮節附近處，其他各支墩宜采用等間距布置。預應力鋼筋混凝土管道應采用連續管座或每節設2個支墩；管間凈距不應小于0.8m，鋼管底部應高出管道槽地面0.6m，預應力鋼筋混凝土管承插口底部應高出管槽地面0.3m；管槽應有排水設施。坡面宜護砌。當管槽縱向坡度較陡時，應設人行階梯便道，其寬度不宜小于1.0m；當管徑大于或等于1.0m且管道較長時，應設檢查孔。每條管道設置的檢查孔不宜少于2個；在嚴寒地區冬季運行時，可根據需要對管道采取防凍保溫措施。

11、水泵出水管道埋管設計中應滿足那些要求？

答：埋管管頂最小埋深應在最大凍土深度以下；埋管宜采用連續墊座。圬工墊座的包角可取90o-135o；管間凈距不應小于0.8m；埋入地下的鋼管應做防銹處理；當地下水對鋼管有侵蝕作用時，應采取防侵蝕措施；埋管上回填土頂面應做橫向及縱向排水溝；埋管應設檢查孔，每條管道不宜少于2個。

12、水泵出水采用鋼筋混凝土管道設計中應滿足那些要求？

答：混凝土強度等級：預應力鋼筋混凝土不得低于C40；預制鋼筋混凝土不得低于C25；現澆鋼筋混凝土不得低于C20；

現澆鋼筋混凝土管道伸縮縫的間距應按縱向應力計算確定，且不宜大于20m。在軟硬兩種地基交界處應設置伸縮縫或沉降縫；

預制鋼筋混凝土管道及預應力鋼筋混凝土管道在直線段每隔50-100m宜設一個安裝活接頭。管道轉彎和分岔處宜采用鋼管件連接，并設置鎮墩。

13、請簡述給水系統的組成？

答：給水系統由相互聯系的一系列構筑物和輸配水管網組成，主要包括：取水構筑物、水處理構筑物、泵站、輸水管渠和管網、調節構筑物等。

14、簡述如何確定給水系統的供水方式？

答：地形高差大的城鎮給水系統宜采用分壓供水。對于遠離水廠或局部地形較高的供水區域，可設置加壓泵站，采用分區供水。

當用水量較大的工業企業相對集中，且有合適水源可利用時，經技術經濟比較可獨立設置工業用水給水系統，采用分質供水。

當給水系統采用區域供水，向范圍較廣的多個城鎮供水時，應對采用原水輸送或清水輸送以及輸水管路的布置和調節水池、增壓泵站等的設置，作多方案技術經濟比較后確定。

15、當采用直接供水方式向建筑物供水時，其水頭如何確定？

答：當按直接供水的建筑層數確定給水管網水壓時，其用戶接管處的最小服務水頭，一層為10m ，二層為12m，二層以上每增加一層增加4m。

16、請簡述設計供水量包括哪些用水？

答：綜合生活用水 ( 包括居民生活用水和公共建筑用水 ) ；工業企業用水；澆灑道路和綠地用水；管網漏損水量；未預見用水；消防用水。

17、簡述日變化系數Kd和時變化系數Kh的定義，并說明其如何取值？

答：日變化系數是指一年中，最高日用水量與平均日用水量的比值；在缺乏實際用水資料情況下，最高日城市綜合用水的時變化系數宜采用1.2～1.6。

時變化系數是指在最高用水量的一天中，最高一小時用水量與平均時用水量的比值；在缺乏實際用水資料情況下日變化系數宜采用1.1～1.5。

18、輸水管（渠）線路的布置應遵循哪些基本原則？

答：盡量縮短管線的長度，盡量避開不良地質構造（地質斷層、滑坡等）處，盡量沿現有或規劃道路敷設；減少拆遷，少占良田，少毀植被，保護環境；施工、維護方便，節省造價，運行安全可靠。

19、輸水系統中原水、清水管道設計流量如何確定？

答：從水源至凈水廠的原水輸水管（渠）的設計流量，應按最高日平均時供水量確定，并計入輸水管（渠）的漏損水量和凈水廠自用水量。

從凈水廠至管網的清水輸水管道的設計流量，應按最高日最高時用水條件下，由凈水廠負擔的供水量計算確定。

20、給水管網的布置應滿足哪些要求？

答：按照城市規劃平面圖布置管網，布置時應考慮給水系統分期建設的可能，并留有充分的發展余地；管網的布置必須保證供水安全可靠，當局部管網發生事故時，斷水范圍應減到最??；管線遍布在整個給水區內，保證用戶有足夠的水量和水壓；力求以最短距離敷設管線，以降低管網造價和供水能量費用。

21、簡述管網計算的內容及步驟？

答：求出沿線流量和節點流量；求出管段計算流量；確定各管段的管徑和水頭損失；進行管網水力計算或技術經濟計算；確定水泵揚程和水塔高度；管網復核計算。

22、簡述比流量、沿線流量及節點流量的含義？

答：比流量：在管網的計算中，如果按照實際用水情況來計算管網，非但很少可能，并且因用戶用水量經常變化也沒有必要，因此，在計算時往往加以簡化，即假定用水量均勻分布在全部干管上，由此得出的干管單位長度的流量，稱為比流量；

沿線流量：供給該管段兩側用戶所需的流量；

節點流量：從沿線流量折算得出的并且假設是在節點集中流出的流量。

23、簡述樹狀輸水管網水力計算的步驟？

答：求出管路系統的比流量；求出沿線流量；求出節點流量；求出各干管管段的管徑；求出各干管節點水頭；確定水塔的高度及泵站水泵的揚程。

24、簡述環狀輸水管網水力計算的步驟？

答：初步判定各管段水流方向并選好控制點；從二級泵站到控制點間，選幾條主要平行干管，進行流量預分配，干管內流量盡可能相似；按照假定的水流方向及分配的流量進行管網水力平差計算，直到符合要求為止；得出各管段的實際流量及方向。

25、管網的校核條件應滿足哪些要求？

答：配水管網應按最高日最高時供水量及設計水壓進行水力平差計算，并應分別按下列 3 種工況和要求進行校核：

發生消防時的流量和消防水壓的要求；最大轉輸時的流量和水壓的要求；最不利管段發生故障時的事故用水量和設計水壓要求。

26、輸水管材應如何的選擇？

答：輸配水管道材質的選擇，應根據管徑、內壓、外部荷載和管道敷設區的地形、地質、管材的供應，按照運行安全、耐久、減少漏損、施工和維護方便、經濟合理以及清水管道防止二次污染的原則，進行技術、經濟、安全等綜合分析確定。

27、金屬管道防腐應注意哪些問題？

答：金屬管道內防腐宜采用水泥砂漿襯里，外防腐宜采用環氧煤瀝青、膠粘帶等涂料。

金屬管道敷設在腐蝕性土中以及電氣化鐵路附近或其他有雜散電流存在的地區時，為防止發生電化學腐蝕，應采取陰極保護措施（外加電流陰極保護或犧牲陽極）。

28、清水調節池的容積如何確定？

答：清水池的有效容積，應根據產水曲線、送水曲線、自用水量及消防儲備水量等確定，并滿足消毒接觸時間的要求。當管網無調節構筑物時，在缺乏資料情況下，可按水廠最高日設計水量的 10%～20%確定。

29、水源選擇應符合哪些要求？

答：水源的選用應通過技術經濟比較后綜合考慮確定，并應符合下列要求：

水體功能區劃所規定的取水地段；可取水量充沛可靠；原水水質符合國家有關現行標準；與農業、水利綜合利用；取水、輸水、凈水設施安全經濟和維護方便；具有施工條件。

30、簡述取水工程的任務？

答：取水工程是給水工程的重要組成部分之一。它的任務是從水源地取水，并送至水廠或用戶。

31、地下水、地表水作為供水水源應分別滿足哪些要求？

答：用地下水作為供水水源時，應有確切的水文地質資料，取水量必須小于允許開采量，嚴禁盲目開采。地下水開采后，不引起水位持續下降、水質惡化及地面沉降。

用地表水作為城市供水水源時，其設計枯水流量的年保證率應根據城市規模和工業大用戶的重要性選定，宜采用90%～97%。

32、地下水取水構筑物的位置應符合哪些要求？

答：位于水質好、不易受污染的富水地段；盡量靠近主要用水地區；施工、運行和維護方便；盡量避開地震區、地質災害區和礦產采空區。

33、簡述地下取水構筑物型式及適用條件？

答：管井適用于含水層厚度大于4m，底板埋藏深度大于8m；大口井適用于含水層厚度在5m 左右，底板埋藏深度小于15m；滲渠僅適用于含水層厚度小于5m，渠底埋藏深度小于6m；泉室適用于有泉水露頭，流量穩定，且覆蓋層厚度小于5m。

34、地下水取水構筑物的設計應滿足哪些要求？