Водоснабжение

1.ВВЕДЕНИЕ. 2. ВЫБОР ИСТОЧНИКА, СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ. 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СУТОЧНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И РЕЖИМ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ. 3.1 РАСХОДЫ ВОДЫ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫЕ НУЖДЫ НАСЕЛЕНИЯ 3.2. РАСХОДЫ ВОДЫ НА ПОЛИВКУ УЛИЦ И ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ.
3.3. РАСХОД ВОДЫ НА ПРОМЫШЛЕННОМ ПРЕДПРИЯТИИ. 3.4 РАСХОД ВОДЫ НА НЕУЧТЕННЫЕ РАСХОДЫ 3.5.РАСХОД ВОДЫ НА ПОЖАРОТУШЕНИЕ 4. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ 4.1. ТРАССИРОВКА ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ 4.2. РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ 4.3 УВЯЗКА КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ МЕТОДОМ ЛОБАЧЕВА 4.4. ДЕТАЛИРОВКА ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ 5. ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ 5.1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ВОДОЗАБОРА САМОТЕЧНЫЕ ВОДОВОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТОК РАСЧЕТНЫХ УРОВНЕЙ 6. РАСЧЕТ ВОДОПОДАЮЩИХ СООРУЖЕНИЙ 6.1 НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ПЕРВОГО ПОДЪЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО НАПОРА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ НАПОРНЫХ И ВСАСЫВАЮЩИХ ТРУБОПРОВОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА ВЫБОР НАСОСОВ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ПЕРВОГО ПОДЪЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ ОСИ НАСОСА 6.2 НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ВТОРОГО ПОДЪЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО НАПОРА ВЫБОР ТИПА НАСОСОВ ОТМЕТКА ОСИ НАСОСА НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ВТОРОГО ПОДЪЕМА 6.3 ЗАПАСНО-РЕГУЛИРУЮЩИЕ ЕМКОСТИ 7. ЗОНЫ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЗАКЛЮЧЕНИЕ: СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1.ВВЕДЕНИЕ. В современных условиях быстрого развития городских водопроводов приобретает большое народнохозяйственное значение создание высоконадежных и экономных систем водоснабжения. Проектирование и эксплуатация таких систем будет способствовать успешному выполнению планов экономического и социального развития страны. Расчет и проектирование водопроводных сетей населенных пунктов является наиболее ответственным и сложным элементом всей системы водоснабжения, её необходимо рассчитывать в условиях совместной работы с насосными станциями и регулирующими емкостями. Строительство водопроводных сетей и водоводов населенных мест требует значительных капитальных вложений, достигающих 70-80% затрат на весь комплекс системы водоснабжения. Водопроводная сеть, предназначенная для транспортирования воды и распределения ее потребителям в необходимом количестве и под требуемым напором, должна быть надежной при возможных нагрузках и любых отказов элементов системы, а также экономически целесообразной в период малых нагрузок. Решение такой сложной задачи, зависящей от различных факторов, требует учета многих технико-экономических показателей. Гидравлический расчет водопроводной сети города сводится к определению оптимальных диаметров трубопроводов и подбору таких расходов воды на участках кольцевой сети, которые позволили бы получить наименьшие суммарные невязки в кольцах и по всему контуру и, следовательно, снизить непроизводительные затраты на насосных станциях. 2. ВЫБОР ИСТОЧНИКА, СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ. Система водоснабжения – это комплекс взаимосвязанных инженерных сооружений, обеспечивающих забор воды из источника водоснабжения, очистку ее и транспортировку в необходимых количествах, требуемого качества, под необходимым напором. Системы водоснабжения по назначению можно разделить на: хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные и объединенные. По категории обеспеченности водой потребителей системы водоснабжения могут быть I, II и III категорий: при числе жителей более 50 тысяч – I; 5-50 тысяч – II; менее 5 тысяч – III. При аварии допускается снижение расчетной подачи до 30% для I категории до 3 суток; для II – до 10 суток; для III – до 15 суток, а прекращение подачи – соответственно не более, чем на 10 минут, 6 часов и 24 часа. В данном проекте рассматривается централизованная система водоснабжения II категории обеспеченности водой потребителям (количество жителей около 10,5 тысяч). Система водоснабжения населенного пункта должна обеспечивать: Хозяйственно-питьевое водопотребление в жилых и общественных зданиях, нужды коммунально-бытовых предприятий; Хозяйственно-питьевое водопотребление на предприятии; Производственные нужды промышленного предприятия, где требуется вода питьевого качества и для которого нецелесообразно сооружение отдельного водопровода; Тушение пожаров; Собственные нужды станций водоподготовки, промывку водопроводных сетей и т.п. В зависимости от источника водоснабжения системы разделяются на питаемые из поверхностных и подземных источников. В качестве источника водоснабжения принимается река, судоходная по своему назначению. Выбор источников водоснабжения производится с учетом требований, предъявляемых потребителями к качеству воды. Качество воды оценивается в створе удаленно от водозабора на расстоянии не менее 1 км и выше по течению реки. Принимается система водоснабжения, питаемая из поверхностного источника. Она состоит из сооружений для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки и транспортирования к потребителю под заданным напором в требуемых количествах. Из поверхностных источников забор воды производится береговыми и русловыми водозаборами. Сооружениями для подъема перекачки воды являются насосные станции. Насосная станция первого подъема (НС I), работающая в равномерном режиме, подает воду из водозабора на очистные сооружения, а после очистки насосная станция второго подъема (НС II) забирает воду из резервуаров чистой воды (РЧВ) и подает потребителю. Работа НС II неравномерная, режим подачи определяется степенью неравномерности потребителя. Сборные резервуары (РЧВ) служат для сглаживания неравномерности режимов НС I и НС II и хранения противопожарных и аварийных запасов. Сооружения для хранения и аккумулирования воды – водонапорные башни, выполняют ту же роль, что и РЧВ. Однозонная безбашенная система водоснабжения применяется для обеспечения водой городов, поселков, предприятий, территории со спокойным рельефом местности и коэффициентом часовой неравномерности водопотребления 1,1-1,25; схема с башней в начале сети применяется, если коэффициент часовой неравномерности превышает 1,25, а водоводы подают воду в наиболее высокую точку местности; схема водоснабжения с контррезервуаром применяется, если коэффициент часовой неравномерности больше 1,25, и, наиболее высокорасположенная точка местности находится в противоположном конце от места подачи воды в сеть; зонные схемы водоснабжения применяются при наличии пересеченного рельефа местности и большой протяженности водопроводной сети. Местоположения водонапорной башни (ВБ) определяется рельефом местности. Располагать ВБ следует на возвышенных участках, она может быть или в начале сети или в конце сети, в последнем случае система называется с контррезервуаром. Очистные сооружения могут располагаться как вблизи потребителя, так и вблизи водозаборных сооружений, чаще всего недалеко от сети потребителя. В результате сравнения возможных схем водоснабжения выбирается расчетная схема, которая имеет наилучшие показатели:
Наименьшую длину водоводов и магистральных линий; Наименьшие диаметры; Наименьшее количество насосных станций и резервуаров; Гарантированное обеспечение расходов воды и напоров. 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СУТОЧНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И РЕЖИМ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ.
Водоснабжение населенного пункта включает в себя различные категории потребителей, имеющие свои нормы водопотребления и режимы расходования, поэтому расчетные суточные расходы воды определяют отдельно для каждой категории потребления. Начинают расчет с распределителя воды – водопроводной сети, далее – насосные станции первого и второго подъема и водозаборные сооружения. В населенном пункте к основным видам водоснабжения относятся: Хозяйственно-питьевое водопотребление население с учетом нужд местной промышленности, общественных и административных зданий, а также неучтенных расходов – Q макс.сут.жит; Полив зеленых насаждений и мойка улиц, площадей, и т.д. – Q пол; Водоснабжение крупных промышленных предприятий – Q п.п; Расходы воды на нужды пожаротушения – Q пож. Суточный расход воды населенным пунктом находят как сумму слагаемых по отдельным категориям потребителей: Q сут.макс. = Q макс.сут.жит. + Qпол. + Q п.п. 3.1 РАСХОДЫ ВОДЫ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫЕ НУЖДЫ НАСЕЛЕНИЯ. По плану населенного пункта отдельно для каждого из районов определяют площади жилой застройки - А (га). А = 38,86га А = 20,48га Умножая площадь застройки на плотность населения, чел/га (по заданию), определяют расчетное количество жителей в каждом районе: Nж = А∙ρ I. 180 чел/га Nж = 38,86·180 = 6995 чел II. 130 чел/га Nж = 20,48·130 = 2663 чел Расчетный (средний за год) суточный расход водыQ ср.сут, м³/сут, на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте определяют по формуле: Q ср.сут = (Nж ∙ qж) |1000 где qж – удельная норма водопотребления на одного жителя, л сут/чел, зависит от степени благоустройства зданий; I. qж = 180 л сут/чел Q ср.сут = 6995 ·1180/1000 = 1259,1 м³/сут. II. qж = 200 л сут/чел Q ср.сут = 2663 ·200/1000 = 532,6 м³/сут. Водопроводная сеть рассчитывается из условия обеспечения максимального хозяйственно-питьевого часового расхода. Степень неравномерности водопотребления населением учитывают с помощью суточных и часовых коэффициентов неравномерности К сут. и К час. Коэффициент суточной неравномерности водопотребления, К сут, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, принимают равным: К сут.макс = 1,1-1,3; К сут.мин = 0,7-0,9 Коэффициент часовой неравномерности водопотребления, К час, следует определять из выражений: Кчас.макс. = αмакс. · βмакс. Кчас.мин. = αмин. · βмин. , где коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаем = 1,2-1,4; = 0,4-0,6; коэффициент, учитывающий число жителей в районе, может быть вычислен по формулам: βмакс. = 1 + 1/ √3N βмин. = 1 – 1,3/√3N βмакс.1 = 1 + 1/√6995 = 1,01; βмакс.2 = 1 + 1/√2663 = 1,02; βмин.1 = 1 – 1,3/√36995 = 0,93; βмин.2 = 1 – 1,3/√32663 = 0,9; Кчас.макс.1 = 1,4· 1,01 = 1,41; Кчас.макс.2 = 1,4· 1,02 = 1,41; Кчас.мин.1 = 0,5· 0,93 = 0,5; Кчас.мин.2 = 0,5· 0,9 = 0,45; Максимальный суточный расход, м³/сут, на хозяйственно-питьевые нужды населения района находят по формуле: Qмакс.сут.пит. = Qсреднесут. · Ксут.макс Аналогично, минимальный суточный расход: Qмин.сут.пит. = Qсреднесут. · Ксут.мин Qмакс.сут.пит.1 = 1259,1· 1,41 = 1775 м3/сут. Qмакс.сут.пит.2 = 532,6· 1,41 = 751 м/сут. Qмин.сут.пит.1 = 1259,1· 0,5 = 629,55 м3/сут. Qмин.сут.пит.2 = 532,6· 0,45 = 239,67 м/сут. Предельные (максимальные и минимальные) часовые расходы воды, м³/ч, определяют по формулам: qчас.макс. = Qмакс.сут.пит. · Кчас.макс./24 qчас.мин. = Qмакс.сут.пит. · Кчас.мин./24 qчас.макс.1 = 1775· 1,41/24 = 104,3 м3/ч qчас.мин.1 = 1775· 0,5/24 = 37 м3/ч qчас.макс.2 = 751 ·1,41/24 = 44,1 м3/ч qчас.мин.2 = 751· 0,45/24 = 14,1 м3/ч. Расходы в остальные часы суток максимального водопотребления принимают в зависимости от (таблица 1). Распределение по часам суток приводится в таблице3. Таблица 1 Примерный расход воды по часам суток на хозяйственно-питьевые нужды населения города. Часы суток Часовой расход, % от суточного, при коэффициенте часовой неравномерности Кч.макс = 1,4 0-1 3.50 1-2 3.45 2-3 3.45 3-4 3.40 4-5 3.40 5-6 3.55 6-7 4.00 7-8 4.40 8-9 5.00 9-10 4.80 10-11 4.70 11-12 4.55 12-13 4.55 13-14 4.45 14-15 4.60 15-16 4.60 16-17 4.60 17-18 4.30 18-19 4.35 19-20 4.25 20-21 4.25 21-22 4.15 22-23 3.90 23-24 3.80 3.2. РАСХОДЫ ВОДЫ НА ПОЛИВКУ УЛИЦ И ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ. Расходы воды на поливку в населенных пунктах и на территориях промышленных предприятий должны приниматься в зависимости от покрытия территории, способа ее поливки, вида насаждений, климатических и других местных условий.
Суточный расход на полив Qпол.сут, м³/сут, определяют либо по нормам qпол. (0,3-1,5л на 1м² поливаемой территории) [СниП 2.04.02 – 84, т.3], либо (при отсутствии данных о поливаемых площадях, виде зеленых насаждений и пр.) по удельному среднесуточному за поливочный сезон потреблению воды на полив в расчете на 1 жителя qпол. = 50-90 л/сут. Т.к. отсутствуют данные о поливаемых площадях, виде зеленых насаждений и пр. принимается qпол. (I, II) = 70 л/сут. Тогда среднесуточный расход воды на полив будет равен: Qпол. = qпол. ∙ Nж/1000, м³ Qпол.1 = 70. ∙ 6995/1000 = 489,65 Qпол.2 = 70. ∙ 2663/1000 = 186,41 Распределение поливочного расхода следует производить следующим образом: 60-70% - в утренние и вечерние часы, а 30-40% - в дневные, причем полив осуществляется вручную и поливочными машинами в соотношении 20-30% к 70-80%. Qруч.1 = 0,3 · Qпол.1 = 0.3 · 489,65 = 146,9 Qруч.2 = 0,3 · Qпол.2= 0.3 · 186,41 = 55,9 Qмаш.1 = 0,3 · Qпол.1 = 0.7 · 489,65 = 342,8 Qмаш.2 = 0,3 · Qпол.2= 0.7 · 186,41 = 130,5 3.3. РАСХОД ВОДЫ НА ПРОМЫШЛЕННОМ ПРЕДПРИЯТИИ. На промышленном предприятии вода питьевого качества расходуется на следующие цели: хозяйственно-питьевые нужды населения; прием душа; производственные (технологические) нужды. Наибольший расход воды приходится на производственные нужды и зависит от вида технологического процесса на предприятии. В курсовом проекте принимается 8-ми часовая смена с началом 1-ой смены в 8 часов; количество смен – 3. а) расход воды на хозяйственно-питьевые нужды. Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих предприятия определяется для каждой смены в зависимости от числа рабочих N и нормы водопотребления по формуле: Qсм. = qсм ·Nраб./1000, м3, где q0 = 45 л/ сут.чел – для горячих цехов; q0 = 25 л/ сут.чел – для холодных цехов. Для определения расхода, Qсм необходимо отдельно учитывать количество рабочих в холодных и горячих цехах. Общее количество работающих на предприятии 2000 человек. Распределение численности рабочих по сменам: 1 – 40% = 800чел. 2 – 40% = 800 чел. 3 – 20% = 400 чел. По цехам: Горячие цеха: 1 смена - 320 чел; 2 смена – 320 чел; 3 смена – 160 чел. Холодные цеха: 1 смена – 480 чел; 2 смена – 480 чел; 3 смена - 240 чел. Тогда, Qсм.гор.1 = 45· 320/1000 = 14,4 м3 Qсм.гор.2 = 45·320/1000 = 14,4 м3 Qсм.гор.3 = 45·160/1000 = 7,2 м3 Qсм.хол.1 = 25· 480/1000 = 12 м Qсм.хол.2 = 25· 480/1000 = 12 м Qсм.хол.3 = 25· 240/1000 = 6 м Чтобы распределить по часам смены, используется таблица 2. Таблица 2 Часы смены Количество воды, расходуемое за каждый час смены в % от полного расхода в смену В горячих цехах В холодных цехах 1 15 15 2 10 10 3 10 10 4 10 10 5 20 20 6 15 15 7 10 10 8 10 10 б) расход воды на прием душей. На данном предприятии задействованы 40% женщин и 60% мужчин. Qдуш. = N ·qдуш. · 45/n ·1000 ·60, где N – число рабочих в смену, qдуш. – расход воды на одну душевую сетку, n – Количество рабочих на одну душевую сетку, определяется по табл. 5 [1]. Принимаем для мужчин n = 5, для женщин – n = 4. Из 2000 рабочих: 800 женщин и 1200 мужчин. в I смену всего работает 800 чел. – 320 женщин и 480 мужчин; во II смену – 800 человек – 320 женщин и 480 мужчин; в III смену – 400 человек – 160 женщин и 240 мужчин Qдуш.жен = 800· 500· 45/60· 1000· 4 = 75 м³/ч Qдуш.муж = 1200·500·45/60·1000·5 = 90 м³/ч I смена: Qдуш.жен = 320·500·45/60·1000·4 = 30 м³/ч Qдуш.муж = 480 ·500·45/60·1000·5 = 36 м³/ч II смена: Qдуш.жен = 320·500·45/60·1000·4 = 30 м³/ч Qдуш.муж = 480 ·500·45/60·1000·5 = 36 м³/ч III смена: Qдуш.жен = 160·500·45/60·1000·4 = 15 м³/ч Qдуш.муж = 240 ·500·45/60·1000·5 = 18 м³/ч Расход воды на прием душа относят на первый час следующей смены. в) на технологические нужды. Расход воды на производственные нужды предприятия составляют 5000 м³/сут. Распределение водопотребления по сменам следующее: I – 40% - 1500 м³/сут II – 40% - 1500 м³/сут III – 20% - 2000 м³/сут Распределение равномерное в каждый час смены: I – 1, 2, 3, …, 8 – 1500/8 = 187,5 м³/сут II – 1, 2, 3, …, 8 – 1500/8 = 187,5 м³/сут III -1, 2, 3,…, 8 – 2000/8 = 250 м³/сут 3.4 РАСХОД ВОДЫ НА НЕУЧТЕННЫЕ РАСХОДЫ Расходы воды на нужды местной промышленности и неучтенные расходы составляют 15-20% от Qмакс.сут.пит. Qнеуч.1 = 0,2· 1775 = 355 м3/сут. Qнеуч.2 = 0,2· 751 = 150,2 м3/сут. 3.5.РАСХОД ВОДЫ НА ПОЖАРОТУШЕНИЕ В проекте рассчитывается объединенный хозяйственно – питьевой и противопожарный водопровод. Расход воды на пожаротушение не является постоянной статьей водопотребления, однако водопроводную сеть необходимо рассчитывать и на пропуск пожарного расхода. В населенном пункте расчетный расход на наружное пожаротушение и расчетное количество одновременных пожаров зависит от числа жителей и этажности застройки. По табл.5 СниП 2.04.02 – 84 принимаем 2 расчетных пожара с qпож = 15 л/с. На предприятии расход воды на пожаротушение находят в зависимости от степени огнестойкости зданий, категории производства по пожарной опасности и объема зданий. По табл.6 СниП 2.04.02 – 84 принимаем 1 пожар на предприятии с qпож = 15л/с. 4. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ Подача воды непосредственно потребителям осуществляется из водопроводной сети, которая должна быть надежной и экономичной. Это достигается правильным выбором конфигурации сети, материала и диаметров труб. Сети бывают кольцевыми, разветвленными и комбинированными. В городах обычно проектируют кольцевые сети.
Последовательность выполнения этой части проекта следующая: - Трассировка сети; - Определение предварительных расчетных расходов; - Нахождение диаметров и потерь напора на участках и в кольцах; - Гидравлическая увязка кольцевой сети;
- Конструирование водопроводной сети. Расчет считают законченным, если алгебраическая сумма потерь напора в кольцах и по внешнему контуру меньше допустимых значений (ко кольцу ±0.5м, по контуру ±1м). 4.1. ТРАССИРОВКА ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ Трассировка – это расположение водопроводных линий на территории объекта водоснабжения. Выбор трассы производят с учетом топографических и экономических требований, которые предполагают: Охват всех водопотребителей водопроводными линиями с обеспечением двухстороннего питания и с учетом перспективы развития сети; Наименьшую стоимость водоводов, обеспечивающуюся кратчайшими путями прокладки к потребителям; Беспроводную подачу воды как в нормальном, так и аварийном режиме. При трассировке сети учитывают планировку застройки; места расположения наиболее крупных потребителей воды; рельеф местности; месторасположение источника водоснабжения и т.п. Все виды городских водопроводных сетей подразделяются на магистральные линии, транспортирующие воду транзитом в наиболее удаленные районы, сопроводительные линии (перемычки), которые выравнивают нагрузку магистральных линий и обеспечивают взаимозаменяемость участков сети. Перемычки имеют меньший диаметр, чем магистрали, но не менее 100 мм [2, п.8.46]. После завершения трассировки сети намечают направления движения воды на участках сети и нумеруют узлы (рис.2). 4.2. РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ Подготовка сети к расчету Подготовка производится для схемы сети, намеченной при трассировке для обоих расчетных случаев: при пропуске максимального хозяйственно-питьевого расхода и при одновременном пропуске максимального хозяйственно-питьевого и пожарного расходов. Вначале находят удельные расходы для каждого района , л/с, т.е. расходы на 1м длины сети. qуд = q*/Σ lрасч. где q* – расход воды в час максимального водопотребления города за вычетом расходов крупных потребителей (сосредоточенные расходы), которые привязывают к отдельным узлам, л/с; Σ lрасч - суммарная расчетная длина всех участков сети района, от которых производится отбор воды. Если участок является смежным для двух районов, то при определении qуд района берется половина его фактической длины. Расход воды, отдаваемый каждым участком длиной lрасч – путевой расход участка qпут, л/с, находят по формуле qпут = qуд ∙ lрасч Расчеты путевых расходов записывают в таблицу. Таблица 4 Определение путевых расходов № района Номер участка Фактическая длина участка Расчётная длина участка qуд, л/с qпут, л/с I 1 – 2 460 460 0,012 5,52 2 – 3 520 260 0,012 3,12 2 – 10 320 320 0,012 3,84 10 – 11 360 360 0,012 4,32 11 – 1 240 240 0,012 2,88 10 – 9 140 140 0,012 1,68 9 – 7 320 160 0,012 1,92 7 – 8 280 280 0,012 3,36 8 – 11 300 300 0,012 3,6 II 3 – 4 200 200 0,01 2 4 – 5 200 200 0,01 2 4 – 9 200 200 0,01 2 5 – 6 300 300 0,01 3 6 – 7 240 240 0,01 2,4 Полученные путевые расходы сводим в узловые qузл, л/с. Узловые расходы определяем как полусумму путевых расходов участков, примыкающих к данному узлу, плюс сосредоточенный расход в узле (если он имеется): Таблица 5 Определение узловых расходов № узла Участки, прилегающие к узлу q соср qузл q пож 1 1 – 2, 1 – 11, 0 4,2 0 2 1 – 2, 2 – 3, 2 – 10 0,9 6,24 0,015 3 3 – 2, 3 – 4, 0 2,56 0 4 3 – 4, 4 – 4, 4 – 9 0 3 0 5 5 – 4, 5 – 6 0 2,5 0,015 6 6 – 5, 6 – 7 0 2,7 0 7 7 – 6, 7 – 9 0 2,16 0,015 8 8 – 7, 8 – 11 0 3,48 0 9 9 – 4, 9 – 7, 9 – 10 0 2,8 0 10 10 – 2, 10 – 9, 10 – 11 0 4,92 0 11 11 – 8, 11 – 10, 11 – 1 0 5,4 0 Итог 0,9 39,96 0,045 4.3 УВЯЗКА КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ МЕТОДОМ ЛОБАЧЕВА Расчет водопроводной сети проводят с помощью ПЭВМ по программе “Wod”, по которой определяют диаметры трубопроводов; потери напора на участках кольцевой сети; необходимые и заданные напоры при хозяйственном и промышленном водозаборе, а также с учетом пожарного расхода; скорость движения воды в трубопроводах.
Исходные данные, вводимые в программу: количество узлов, участков и колец сети; количество жителей в городе; расчетные секундные расходы районов; отличающиеся плотностью населения и нормой водопотребления коэффициенты k, n, p, в соответствии с материалом и внутренней поверхностью труб; отметки земли в узлах; необходимый напор; сосредоточенные расходы от промпредприятия и пожарный; номера и длины участков в соответствии с обслуживаемыми районами, принадлежность участков к кольцам и их направление. На ПЭВМ производят увязку кольцевой водопроводной сети методом Лобачева, т.е. при пропуске максимальных хозяйственно-питьевых расходов. При этом производят расчет поправочных расходов q и определение потерь напора на участках и в кольцах при пропуске исправленных (на величину q) предварительных расчетных расходов. Поправочный расход q для каждого кольца определяют по формуле: где - арифметическая сумма произведения расходов каждого участка на его сопротивление; h – невязка в кольце, т.е. алгебраическая сумма потерь напора на всех участках кольца, м вод. столба. Конечная невязка в каждом кольце не должна превышать ±0.5м вод.ст.; по наружному контуру ±1м вод.ст. По результатам расчета водопроводной сети строят график напоров и выполняют деталировку сети. 4.4. ДЕТАЛИРОВКА ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ Конструирование водопроводной сети заключается в составлении монтажной схемы колец водопроводной сети с учетом всех ответвлений трубопроводов, поворотов, переходов с одного диаметра на другой, мест установки арматуры (рис. 5). Порядок составления монтажной схемы водопроводной сети: Назначают места расположения пожарных гидрантов, при этом учитывается, что максимальное расстояние между гидрантами не должно превышать 150 м; Намечают места устройства колодцев во всех узловых точках и на ответвлениях сети; Намечают места расположения задвижек для отключения участков сети на ремонт, при этом расстояние между задвижками должно содержать не более пяти гидрантов; Выбирают необходимые для каждого узла фасонные части (тройники, кресты, отводы, переходы, патрубки) и вычерчивают все узлы, находящиеся в пределах рассматриваемого контура. По монтажной схеме составляют спецификацию элементов сети, приведенную в таблице 6. Для размещения арматуры на водопроводной сети предусматривают устройство колодцев или камер. Размеры и форму (круглый или прямоугольный) принимают на основании разработанной монтажной схемы колодца с учетом требований. Водопроводные колодцы устраивают, как правило, из сборного железобетона. Внутренние минимальные размеры колодцев следует устраивать из условия наименьших расстояний от труб и арматуры до поверхностей колодца. 5. ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ В курсовом проекте, в зависимости от заданного источника водоснабжения, проектируют водозаборы либо поверхностных вод, либо подземных. Расположение водозабора на местности должно быть таким, чтобы можно было обеспечить требуемую санитарно-эпидемическую надежность забора воды, для этого проектируют зоны санитарной охраны. На рыбохозяйственных реках обязательно предусматривают рыбозащиту. 5.1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ Выбор источника водоснабжения производят в соответствии с ГОСТ 2761-84. Последовательность выполнения этой части проекта следующая: 1. Определение условий забора воды, типа водозаборного сооружения и его расположение на местности; 2. Гидравлический расчет элементов водозабора; 3. Вычерчивание плана и профиля водозабора с указанием зон санитарной охраны; В соответствии с профилем разреза реки, где берега довольно крутые, а колебания горизонтов воды в створе водоприемного сооружения от 28.0 до 38.0 м. Следовательно, наиболее удобен в этом случае водозабор берегового типа (I категория). При выборе месторасположения водозабора обязательно соблюдать следующие требования: водозабор должен располагаться, возможно ближе к потребителю, сооружения должны быть наиболее простыми и доступными при эксплуатации, количество и качество воды должны удовлетворять требованиям потребителей. Местоположение водозабора должно быть выше выпуска сточных вод и выше населенного пункта по течению реки, выше стоянок судов, баз и складов, вне зоны движения судов. Для повышения надежности работы водозаборных сооружений защищают оголовки от подмыва водными потоками, поэтому берег и дно реки укрепляют. Низ водоприемных отверстий должен быть не менее чем на 0.5м выше дна водоема, а верх – на расстоянии не менее чем 0.2м от нижней кромки льда. Самотечные и сифонные водоводы в пределах русла для предохранения от истирания данными насосами обязательно заглубляют под дно не менее чем на 0.5м. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ВОДОЗАБОРА В результате расчета определяют площади водоприемных отверстий для решеток и сеток, находят диаметры и потери напора в самотечных и сифонных трубопроводах, рассчитывают уровни воды в приемных и всасывающих отделениях береговых колодцев для последующего определения напора насосов на НСI. Водоприемный колодец выполняют из железобетона круглым, прямоугольным или овальным в плане – в зависимости от места расположения его не берегу и способа отведения. Для обеспечения бесперебойности работы, периодической очистки и ремонта без прекращения подачи воды водоприемный колодец разделяют перегородками на две секции (т.к два всасывающих трубопровода). Размеры и площадь водоприемных окон определяют при одновременной работе всех секций, при средней скорости втекания воды в отверстие самоудерживающих решеток, с учетом требований рыбозащиты по формуле: ω аб = 1,25 ∙ Q рс/ v вт, м² где ω аб - площадь отверстия одной секции водоприемника, м²; Q рс - расчетный расход одной секции, м³/с, который равен Q нс1/2 – 0,05м³/с; v вт - скорость втекания воды в водоприемные отверстия, м/с, принимаем с учетом скорости течения воды в реке (v min = 1,6 м/с, т.е. больше чем 0.4 м/с) и требований по рыбозащите равной vвт = 0,1 м/с; k - коэффициент, учитывающий стеснение отверстия стержнями решетки, принимаем равным - для решеток и - для сеток, где - расстояние между стержнями принимают равным 5см – для решеток и 0.35см – для сеток, - толщина стержней (диаметр) для решеток – 8мм, для сеток – 1мм; 1.25 – коэффициент, учитывающий засорение отверстий.
Для решеток: ω аб = (50+8)/ 50 ∙ 1,25 ∙0,05/ 0,1 = 0,73 м²; Для сеток: ω аб = ((3,5+1)/ 3,5)2 ∙ 1,25 ∙0,05/ 0,1 = 1,03 м² Определив необходимую площадь окон, подбирают типовые решетки и сетки. В данном случае подходят решетки (две решетки, т.к. две секции оголовка) с размерами 800х1000м = 0.8 м². и четыре сетки с размерами 600х800м = 0.48 м².
Внутри водоприемного колодца устанавливают сорозадерживающие сетки, обеспечивающие более полную очистку воды от сора и разделяющие колодец на два отделения: приемное и всасывающее (за сеткой). Для отпугивания рыб из всасывающего отделения водоприемного колодца осуществляется всасывание трубопроводами насосов насосной станции первого подъема. Размеры колодца зависят от габаритов приемных отверстий и стенок, числа и диаметра трубопроводов. Вертикальные размеры зависят от амплитуды колебаний уровней воды в реке, толщины ледяного покрова, грунтовых условий. Принимаем диаметр водоприемного колодца 6м, высоту его 22м. По найденным необходимым площадям входящих отверстий устанавливают их количество и размеры, обычно принимают не менее двух водоприемных отверстий. Расстояние от дна реки до низа водоприемных отверстий и от нижней кромки льда до верха оголовка не менее 0.2 – 0.3м, соответственно. САМОТЕЧНЫЕ ВОДОВОДЫ Для соединения водоприемного колодца с оголовком принимают самотечные и сифонные водоводы, их количество должно быть не менее двух и соответствовать числу секций берегового колодца. Водоводы должны быть защищены от подмыва речным потоком и повреждения судами, поэтому их заглубляют ниже дна реки на судоходных реках на 0.8-2.5м. материал труб выбирают стальные с антикоррозийной изоляцией, а внутри полимерное покрытие. Сифонные водоводы принимаем в водозаборах в тех случаях, когда по геологическим и гидрогеологическим условиям прокладка сифонных водоводов затруднена. В данном случае дно и берег состоит из мелких суглинков и глины, следовательно, водоводы принимают самотечные. Расчет диаметров трубопроводов водозабора проводят с учетом допустимых скоростей, которые будут достаточными для транспортирования взвеси, находящейся в воде, не допуская ее выпадение в трубах. Скорость в водоводах следует принимать (для самотечных трубопроводов) 0.7-1.5 м/с. Размер диаметра трубопровода определяется по формуле: Dp = √(4Qp / πv) v = 0,7 – 1,5 м/с Dp max = √(4 ∙0,05/3,4 ∙0,7) = 0,3м Dp min = √(4 ∙0,05/3,4 ∙1,5) = 0,2м Из двух полученных диаметров выбираем средний D = 0,25м Принимаем D = 0,25м: при таком D наружный диаметр трубы Dнаруж = 273мм, а т.к. принимаем стальные трубы с полимерным внутренним покрытием, то к толщине стенки равной 10мм прибавляем толщину полимерного слоя 5мм, тогда внутренний диаметр, необходимый для дальнейших расчетов будет равен Dвнутр = 250 мм. Рассчитаем фактическую скорость в трубопроводе с D = 0,25м по формуле: Vф = 4 Qp/ πD2 Vф = 4 ∙ 0,05/ 3,14 ∙ 0,25 2 = 1,02 м/с Скорость в самотечных трубопроводах должна быть проверена на незаиляемость транспортируемыми по трубе мелкими наносами в количестве ρ = 720 мг/л, имеющие средневзвешенную гидравлическую крупность ω = 0,036 м/с по формуле Vтр ≥ Vкр = √ (ρ ∙ ω ∙ Dвн / 0,11 ∙ (1 – (ω/U)4,3) , м/с Vкр = √(0,72∙ 0,036 ∙ 0,25 / 0,11 ∙ (1 – (0,036/0,07)4,3) = 0,25 Т.к Vтр ≥ Vкр, то условие выполняется, значит, принимаем 2 водовода с D = 0,25м мм, и скоростью движения воды по ним Vф = 1,02 м/с. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТОК РАСЧЕТНЫХ УРОВНЕЙ В приемном отделении водоприемного колодца отметка максимального уровня воды равна z max = zвгв – h, м, где: zвгв - отметка высокого горизонта воды, потери напора в водоводах при нормальном режиме работы, для берегового колодца, h = 0.06 - 0.03м. z max =90,5 – 0,05 = 90,45, м Отметка минимального уровня воды равна: z min = zнгв – hав, где zнгв - отметка нижнего горизонта воды в реке, м; hав - потери напора в водоводах при аварийном режиме работы (для водозабора первой категорииQнс1 = Qав), где Qнс1 - расчетный расход насосной станции первого подъема. Qав = 0,05м³/с – расход при аварии по одному трубопроводу h = A ∙ l ∙ Qp2 + Σ ξ v2тр / 2g + hреш Где А - удельное сопротивление трубопровода [2,табл.2] l - длина водовода (l =70) Q´р - расходводы по одному трубопроводу (Q´р=0,05м3/с) hреш - потери напора в решетке водоприемника, м, (для сеток=0,0-0,3 м) Σξ- коэффициент местных сопротивлений [9, табл.4] (Σ ξ = 0,4) Тогда: h = 2,187∙70∙(0,05)2+0,4(1,022/2∙9,8)+0,3=0,7 z min = 80,4 – 0,7 = 79,7 , Во всасывающем отделении водоприемного колодца максимальная отметка воды zвс max = z max - hсет где hсет - потери напора в сетках, принимаем 0.1-0.3м. zвс max = 90,45 – 0,3 = 90,15м, zвс min = z min - hсет = 79,7 – 0,3 = 79,4м 6. РАСЧЕТ ВОДОПОДАЮЩИХ СООРУЖЕНИЙ 6.1 НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ПЕРВОГО ПОДЪЕМА Насосная станция первого подъема подает воду на очистные сооружения или в резервуары чистой воды (в случае отсутствия очистки) для обеспечения хозяйственно-питьевых и производственных нужд населенного пункта. Режим работы насосной станции первого подъема определяют исходя из условий равномерной подачи воды в течение суток. Производительность насосной станции складывается из водопотребления населенным пунктом и расхода на собственные нужды насосной станции Qнс1, а также пополнение противопожарного запаса воды в дни максимального водопотребления Q пож. Расчетную подачу находят по формуле: Qp = Qнс1 + Q пож, м³/с Qp = 1,05 ∙ 8226 / 24 + 1,05 ∙ 3 ∙ 3,6 ∙45 / 24 = 380,3м³/ч Пожарный расход может подаваться хозяйственно-питьевым или специальным пожарными насосами. Хранится противопожарный расход воды в РЧВ на очистной станции. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО НАПОРА Требуемый напор зависит от принятой схемы подачи воды на очистные сооружения H определяют по формуле: H = H геом + h нс + Σhw где H геом - геометрическая высота подъема, равная разности воды в смесителе на входе в очистные сооружения (z1 = 94) и нижнего уровня воды в водоприемном колодце . Н геом = z1 – z2 = 94 – 79,4 = 14,6 м потери напора во всасывающих и напорных трубопроводах
Σhw = hв.вс +hw.н; h нс - потери напора внутри насосной станции, принимаем равными 1.5-2.5м. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ НАПОРНЫХ И ВСАСЫВАЮЩИХ ТРУБОПРОВОДОВ Диаметры трубопроводов, соединяющие насосную станцию первого подъема с очистными сооружениями и водоприемным колодцам, определяют по допустимым скоростям. Рекомендуемые скорости в напорных трубопроводах при диаметрах от 250мм до 800мм принимаются равными 1.0-3.0 м/с. Для всасывающего водовода с диаметром 250-800мм скорости равны 0.8-1.5 м/с.
Диаметры трубопровода определяют по формуле: Dтр = √(4Qтp / πv) где Qтp - расход воды по одному трубопроводу, м³/с, определяют по расходу населенного пункта (таблица), без учета на пополнение пожарного запаса. Qтр = α ∙ Q нас.п / T ∙ n где количество водоводов определяют в соответствии с [2], т.к. насосная станция I категории, то количество водоводов принимаем равным 2. Qтр = 1,06 ∙ 8226 / 2 ∙ 24 = 0.05 м³/с Напорный диаметр: Dнап max = √(4 ∙0,05/3,14 ∙1) = 0,25м Dнап min = √(4 ∙0,05/3,14 ∙3) = 0,15м Среднее значение диаметра напорного трубопровода = 0,2м. Уточняем скорость: V ф = 4 ∙ 0,05 / 3,14 ∙ (0,2)2 = 1,6 м/с Всасывающий диаметр: Dвс max = √(4 ∙0,05/3,14 ∙0,8) = 0,28м Dвс min = √(4 ∙0,05/3,14 ∙1,5) = 0,2м Среднее значение диаметра напорного трубопровода = 0,25м. Уточняем скорость: V ф = 4 ∙ 0,05 / 3,14 ∙ (0,25)2 = 1,02 м/с ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА hw = α ∙ l ∙ k ∙ Qтрn / Dp где Qтр - расчетная подача насосной станции первого подъема с учетом расхода, пополняющего пожарный запас; длина водовода; коэффициент, учитывающий дополнительные потери на местные сопротивления по длине трубопровода. hwнап = 1,06 ∙ 1500 ∙ 0,001735 ∙ 0,052 / 0,24,89 = 18,06 м hwвс = vвс2 / 2g (Σξ + λ / Dвс ∙ l) м где сумма коэффициентов местных сопротивлений: правый вход в трубу через воронку – 0.2; отвод – 90градусов – 0.5; задвижка – 0.2; тройник поворотный – 1.5; итого – 2.4; коэффициент гидравлического сопротивления по длине трубы. hwвс = 1,022 / 2 ∙ 9,81 (2,4 + 0,021 / 0,25 ∙ 30) = 0,26 м Н = 14,6 + 2 + 18,06 + 0,26 = 34,92 ВЫБОР НАСОСОВ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ПЕРВОГО ПОДЪЕМА Насосы выбирают по расходу Qн = Qp, если выбираем один насос и Qн = Qp / 2 - два насоса. Необходимым условием является: Высокий КПД; Небольшой кавитационный запас; Меньшая мощность электродвигателя; Небольшой запас напора от Н (10-20%). В данном случае выбираем два насоса (Q = 190,15 м³/ч, H = 35 м) типа Д200-36, n=1450об/мин. Для него КПД=70%; N=47кВт, h=3.5м (в соответствии с рабочими точками). Диаметр рабочего колеса Dк = 360 мм, а запас напора Нзап = 5 м. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ ОСИ НАСОСА Отметка оси насоса насосной станции первого подъема определяется алгебраической суммой отметок расчетного уровня воды в водоприемном колодце z2 = 79,4м и допустимой высотой всасывания Zоси = z2 + Нвс.доп Допустимая высота всасывания может быть определена по формуле: Нвс.доп = Pатм / ρвозд ∙ g – Pпар / ρвод ∙ g - ∆h - hwвс, мм водного столба где Pатм - атмосферное давление, ρвозд - плотность воздуха равная 1.2 кг/м³, ρвод - плотность воды, Pпар - давление насыщенного водяного пара (при , Pпар = 2377Па), кавитационный запас (по характеристике насоса равен 2.5м). Па м zоси = 79,4 + 7,29 = 86,69 м Отметку фундамента насосного агрегата определяют по формуле , где высота насоса от оси до лап, принимается по каталогу м [5], тогда Zфунд = 86,69 – 0,6 = 86,09 м Учитывая высоту фундамента над отметкой уровня пола насосной станции (принимаем м) получаем, что отметка уровня пола 86,09 - 0.2 = 85,89 м. т.к.отметка земли равна 88м, то насосная станция заглублена на 2,11м 6.2 НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ВТОРОГО ПОДЪЕМА Насосная станция второго подъема забирает воду из резервуаров чистой воды и подает ее непосредственно в сеть потребителям, поэтому подача станции зависит от режима водопотребления населенным пунктом. В курсовом проекте рассматривается безбашенная система водоснабжения, и за максимальную производительность насосной станции принимается максимальное часовое водопотребление населенного пункта Qчас.макс, м³/ч, необходимо учитывать пожар. Qp = Qчас.макс + Qпож - Qпол В случае аварии Qав = 0,7 Qр Qр = 494,5 + 162 – 54,94 = 601,56 м³/ч, Qав = 0,7 ∙ 601,56 = 421,09 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ Сначала определяют экономичный расход: Qэ = 0,185 ∙ Qчас.макс + 0,814 ∙ Qср.час, где Qср.час - среднечасовой расход воды населенным пунктом, Qср.час = Qcen.макс / 24 Расход по одному трубопроводу Qтр = Qэ / 2 Qэ = 0,185 ∙ 494,5+ 0,814 ∙ 342,75 м³/ч Qтр = 342,75 / 2 = 171,4 м³/ч; Dнап = √(4 ∙0,05/3,14 ∙2) = 0,18м, V = 1,6 м/c Dвс = √(4 ∙0,05/3,14 ∙1) = 0,25м, V = 1,02 м/c ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО НАПОРА H = H геом + Σhw + hнс + hс где Σhw - потери напора в напорных водоводах, определяются дважды: на пропуск максимального часового расхода без учета пожара и с учетом пожара; H геом - геометрическая высота всасывания, равная разности отметок необходимого напора в диктующей точке Yд (точке, в которой величина необходимого напора равна действительному напору сети) и максимального уровня воды в резервуарах чистой воды,
H геом = Yд – zрчв.мин H геом.пож = zд +10 – zрчв.мин где Yд - отметка необходимого напора в диктующей точке. Yд = zд + [10 +(E – 1) ∙ 4] где Е – этажность застройки;
отметка земли в диктующей точке; 10 – максимальный свободный напор, м, в водопроводной сети: при этажности застройки больше чем 1 этаж, добавляется 4м на каждый этаж; потери напора в водопроводной сети населенного пункта от начала сети до диктующей точки (определяют по результатам увязки сети), Qср.час = Qср.час, с учетом пожара hс.пож равен hс пож = h0 ∙ Qпож / Qp2 , hн.ст = 2 м, где 2 – запас на дополнительные потери в коммуникациях. Yд = zд + [10 +(E – 1) ∙ 4] = 93,5 =[10 + (2 - 1) ∙ 4] =137,5м hc = 17,82м; hcпож = 17,82 ∙ 1622 / 601,562 = 1,3 м Hгеом = 137,5 – 90 = 47,5 м Hгеом.пож = 114 – 90 = 24,5 м Н1 = 47,5 + 2+ 16,1 + 17,82 = 83,42 Н2 = 24,5 + 2 + 1,3 + 2,5 = 30,3 ВЫБОР ТИПА НАСОСОВ Количество однотипных насосов определяют из соотношения: N = Кчас.мин / Кчас.макс. Если насосов получается больше четырех, то желательно устройство водопроводной башни или применение разнотипных насосов, один из которых обеспечивал бы минимальный расход воды Qсут.мин, а остальные насосы обеспечивали бы. Qсут.макс Количество резервных насосов определяется, исходя из рекомендаций [1, п. 7.3.]. Производительность одного насоса Qн = Qр / N, где число рабочих насосов. Принимаем три насоса с Q1 = 200,52 м³/ч и H = 83,42 м типа Д210-95 с об/мин, КПД=70%, h=5м, м, Д=255мм, N=52кВт. ОТМЕТКА ОСИ НАСОСА НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ВТОРОГО ПОДЪЕМА Определяется как zоси = z2 - Hдоп, где отметка минимального уровня воды в резервуаре чистой воды; Hдоп - допустимая высота всасывания: Нвс.доп = Pатм / ρвозд ∙ g – Pпар / ρвод ∙ g - ∆h - hwвс, hwвс - потери напора во всасывающих водоводах НСII. hwвс = vвс2 / 2g (Σξ + λ / Dвс ∙ l) м hwвс = 1,022 / 2 ∙ 9,81 (2,4 + 0,021/ 0,25 ∙ 50) = 0,35 м Нвс.доп = 100700,66 / 1000 ∙ 9,81 – 2377 / 1000 ∙ 9,81 – 5 – 0,35 = 4,7м zоси = 90 + 4,7 = 94,7 zфунд = 94,7 – 0,52 = 93,88 м (hнас = 0,52м по [5])/ zур.п = 93,88 – 0,3 = 93,58 м 6.3 ЗАПАСНО-РЕГУЛИРУЮЩИЕ ЕМКОСТИ В этом качестве принимаются резервуары чистой воды, устанавливаемые на площадке очистных сооружений. Они позволяют обеспечить равномерную работу очистных сооружений и снизить скачки в работе насосной станции второго подъема. Емкость РЧВ определяют по формуле: , м³ где регулирующий объем воды, компенсирующий неравномерность водопотребления, м, ; регулирующий объем РЧВ, % от , определяется после составления свободного графика подачи воды насосами первого и второго подъемов; противопожарный запас воды, м³: ; количество одновременных пожаров; расчетный расход воды на один пожар, л/с; объем воды на собственные нужды, м³, составляет 3-5% от . Таблица 6 Определение регулирующего объема РЧВ, % от Часы суток Подача воды НСI Подача воды НСII Разность Остаток воды в РЧВ , % 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4,02 3,14 3,39 3,41 3,76 3,99 4,18 4,24 4,5 4,12 3,85 3,72 3,6 3,56 3,95 3,95 6,01 5,02 5,04 5 4,7 4,64 4,16 4,05 0,15 1,03 0,78 10,76 0,41 0,18 -0,01 -0,07 -0,33 0,05 0,32 0,45 0,57 0,61 0,22 0,22 -1,85 -0,86 -0,88 -0,84 -0,54 -0,48 0 0,11 0,28 1,31 2,09 2,85 3,26 3,44 3,43 3,36 3,03 3,08 3,4 3,83 4.4 5,01 5,23 5,45 3,6 2,74 1,86 1,02 0.48 0 0 0,11 Сумма: 100 100 Пользуясь таблицей определяем, что а = 5,45. Тогда Wрег = 5,45 ∙ 8226 / 100 = 448,3 м³ Wпож = 3 ∙ 2 ∙ 15 ∙ 3600 / 1000 = 324 м³ Wрчв = 448 + 324 + 411,3 = 1183 м³ Принимаем два резервуара объемом 1200 м³ круглого сечения из сборного железобетона с диаметром 18м и высотой 4.8м. Отметку максимального уровня воды в РЧВ принимают на 0.2-0.5м выше отметки земли для предотвращения инфильтрации грунтовых вод в РЧВ. Отметку минимального уровня воды принимают, исходя из объема воды в резервуаре, его размеров, и выше дна на 0.2-0.3м. 7. ЗОНЫ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ Для сохранения питьевого качества воды и предупреждения загрязнения от различных антропогенных источников предусматривается устройство зон санитарной охраны (ЗСО), которые ограничивают различные виды запрещенной деятельности на территории площади водопроводных сооружений.
ЗСО состоят из трех поясов: первого – строгого режима, второго и третьего – режимов ограничения. В СНиПе [1, п. 10.8-10.20] определены границы ЗСО. Для водозаборов из поверхностных источников границы первого пояса располагаются на расстоянии не менее 200м – вверх по течению реки, вниз по течению – не менее 100м. По берегу реки – не менее 100м вверх от уреза реки, а в направлении к противоположному берегу – при ширине реки менее 100м – вся река и берег шириной 50м, при ширине реки более 100м – полоса реки не менее 100м. Границы второго пояса зависят от скорости течения воды в реки и климатического района местности и определяются временем протекания воды вверх по течению до 5 сут, а вниз по течению – не менее 250м.
Границы третьего пояса такие же, как и у второго пояса. Для подземных источников водоснабжения обязательным требованием является расположение водозабора вне территории промпредприятий и населенных пунктов. Границы первого пояса проходят на расстоянии 30-50м от водозабора, в зависимости от степени защищенности подводных вод. Границы второго и третьего поясов устанавливаются расчетом, учитывающим время продвижения микробного (для третьего пояса – химического) загрязнения воды до водозабора. Для очистных сооружений границы первого пояса проходят по ограждению площадки сооружений и на расстоянии не менее 30м от РЧВ. За границей первого пояса проходит санитарно-защитная полоса шириной 100м. На магистральных водоводах, проложенных на незастроенных территориях и транспортирующих воду от источника водоснабжения к сооружениям, предусматриваются санитарно-защитные полосы шириной 10м при диаметре до 1000мм и не менее 20м при больших диаметрах. На территории поясов предусматриваются санитарные мероприятия, защищающие сооружения от загрязнений. Так, территория первого пояса обязательно: огораживается, оборудуется предупредительными знаками, буями, сигнализацией. Здесь запрещается строительство, проживание людей, выпуск сточных вод, купание, выпас скота, стирка, рыбная ловля и т.д. На территории второго пояса запрещается плановое регулируемое строительство объектов народного хозяйства, сточные воды должны очищаться. Запрещается загрязнение территории мусором, навозом, промышленными отходами, размещение складов ядовитых веществ, кладбищ и др. объектов, могущих вызывать микробное загрязнение источников водоснабжения. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: В ходе данного курсового проекта запроектированы насосные станции первого и второго подъемов, запасно-регулирующие емкости, зоны санитарной охраны сооружений системы водоснабжения, составлена таблица суточного водопотребления, при этом учитывалась необходимость создавать высоконадежные и экономичные системы водоснабжения. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 1. СНиП 2.04.02 – 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Нормы проектирования. М., Стройиздат, 1985г. 2. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. М., Стройиздат, 1982г. 3. Тугай А.М Расчет и конструирование водозаборных узлов. Киев, Будивельник, 1978г. 4. Москвитин А.С. и др. Справочник по специальным работам. Трубы, арматура и оборудование водопроводно-канализационных сооружений. Стройиздат, 1979г. 5. Суржко О.А., Моисеенко Н.Г. Методические указания к выполнению курсового проекта по водоснабжению населенного пункта. НПИ, 1997г.