Министерство образования и науки Украины
Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет
Кафедра экологии
Расчетно-графическая работа
по дисциплине «Водоснабжение, водообеспечение и улучшение качестваводы»
Выполнила:
ст. гр. ДЭК — 41
Мыхайлык В. Н.
Проверил: проф. Душкин С. С.
Харьков – 2010
Содержание
Исходные данные
1. Определение расчётного расхода воды отдельнымикатегориями потребителей
1.1 Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нуждынаселения города
1.2 Расходы воды на коммунальныенужды города
1.2.1 Расходы воды на поливку улиц и площадей
1.2.2 Расход воды на поливку зелёных насаждений
1.3 Расход воды для промышленных предприятий
1.3.1 Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия
1.3.2 Расход воды на души на предприятии
1.3.3 Расход воды напроизводственные нужды промпредприятия
1.4 Расход воды на пожаротушение
2. Трассировка магистральных водопроводных сетей исоставление их расчётных схем
/>Исходные данные
1. Генплан города с горизонталями в масштабе 1: 10000.
2. Плотность населения — 360 чел/га.
3. Норма водопотребления — 250 л/сут.
4. Этажность застройки — 5 эт.
5. Наименование предприятия — Завод безалкогольных напитков.
6. Производительность предприятия — 125 м³/сут.
7. Количество рабочих — 1850 чел.
8. Количество рабочих в смену — 690 чел.
/>1. Определениерасчётного расхода воды отдельными категориями потребителей
/>1.1 Определение расходаводы на хозяйственно-питьевые нужды населения города
При определении расходов воды, на хозяйственно-питьевые нуждынаселения города необходимо определить его количество по отношению:
N = F * P, (1.1)
где N — численность населения, чел;
F — площадь части города, га;
Р — плотность населения, чел/га.
Площадь той или иной части города определяем после тщательногоизучения характера планировки города: результаты подсчётов территории жилых кварталов,которые предварительно нумеруются, сводим в табл.1.1.
Таблица 1.1 — Площадь территории кварталов города.№ кварталов Площадь, га № кварталов Площадь, га № кварталов Площадь, га 1 2 3 4 5 6 1 3,5 38 2,54 75 1,86 2 3 39 3,2 76 1,83 3 1 40 2,5 77 2,05 4 3,06 41 2,31 78 2,13 5 2, 19 42 2,2 79 3,55 6 1,32 43 2,4 80 3,91 7 1,5 44 1,4 81 1,03 8 1,06 45 1,82 82 4,72 9 1,1 46 2,2 83 0,97 10 2,05 47 1,74 84 1,21 11 2,37 48 1,61 85 1,47 12 2 49 1,05 86 3,42 13 2 50 2,1 87 3,5 14 1 51 1,5 88 1,6 15 2,95 52 2,61 89 0,99 16 3,5 53 2,7 90 0,87 17 1,3 54 3,61 91 1, 19 18 1,7 55 3,18 92 2,18 19 2 56 1,95 93 1 20 1,34 57 3,3 94 2,56 21 1,81 58 1,87 95 2,56 22 1,28 59 1,13 96 1,62 23 2,06 60 1,5 97 2,16 24 1,78 61 1,52 98 2,85 25 1 62 4,5 99 2,03 26 2,61 63 3,42 100 1,0 27 2,05 64 0,96 101 0,79 28 2,5 65 0,7 102 0,65 29 1,23 66 1,11 30 0,96 67 1,46 1 2 3 4 31 2 68 2,43 32 1,38 69 3,01 33 1,9 70 1,05 34 5,7 71 2,08 35 4,48 72 2,2 36 2,35 73 0,82
Σ205,1 37 1 74 0,89
N = 205,1 * 360 = 73836 чел.
Определяем площадь территории города, занятую под зелёные насаждения,площадь улиц, площадей, площадь территорий промпредприятия.
Таблица 1.2 — Площадь зелёных насаждений.№ кварталов Площадь, га № кварталов Площадь, га 1 3,03 9 3,97 2 3,95 10 3,24 3 3,37 11 3,65 4 2,94 12 1,68 5 3,89 13 1,87 6 2,91 14 1,34 7 2,76 15 2,45 8 3,42 16 2,38
Σ47,61
Площадь улиц — 34,01 га. Площадь промпредприятия — 4,7 га.
Максимальный суточный расход воды населением города определяемпоформуле:
/> (1.2)
где N — количество населения в городе; /> - норма максимального суточноговодопотребления.
/>
Средний часовой расход определяем по формуле:
/> (1.3)
Максимальный часовой расход определяем по формуле:
/> (1.4)
где Кч — коэффициент часовой неравномерности:
/> (1.5)
где />
/> - зависит от количества жителей.
/>
/>
Максимальный секундный расход воды:
/>/>1.2 Расходы воды накоммунальные нужды города
/>1.2.1 Расходы воды на поливкуулиц и площадей
Максимальный суточный расход:
/> (1.6)
где F — площадь улиц и площадей, />;
q — норма расхода воды на поливку, принимаемая в зависимостиот типа покрытия от поливки и др. условий. Для механизированной поливки усо-
вершенствованных покрытий улиц и площадей q=0,3-0,4 л//>;
n — число поливок, принимается 1-2 в зависимости от режима поливки;
0,1 — поливается 10 % от всей площади.
/>
Средний часовой расход:
/>(1.7)
Максимальный часовой расход:
/> (1.8)
где Кч — коэффициент часовойнеравномерности расходования воды на поливку, для средних городов Кч=0,4.
/>
Максимальный секундный расход воды:
/> (1.9)/>1.2.2 Расход воды на поливкузелёных насаждений
Максимальный суточный расход:
/> (1.10)
где Fз — площадь зелёныхнасаждений, />;
qз — норма расхода водына поливку, принимаемая 3,0-4,0 л//>;
n — число поливок, в сутки принимается 1-2.
0,15 — 15% от всей площади, поливается.
/> (1.11)
Средний часовой расход:
/> (1.12)
Максимальный часовой расход:
/> (1.13)
Максимальный секундный расход воды:
/>
Расчётные расходы воды на хозяйственно-питьевые и коммунальныенужды населенных мест сводим в табл.1.3.
Таблица 1.3 — Расходыводы на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды городаХарактер рас хода воды
/>
/>
/>
/> Хозяйственно-питьевые нужды населения 18459 769,13 1116,12 310,03 Неучетные расходы 1845,9 76,91 111,61 31,10 Поливка улиц 20,41 0,85 3,4 0,94 Поливка зелених насаждений 571,32 23,81 95,29 26,47 Итого 20896,63 870,70 1326,42 368,54 />1.3 Расход воды дляпромышленных предприятий
Расход воды для промышленных предприятий слагается из расходаводы на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды, расхода воды на души и расходаводы на производственные нужды.
/>1.3.1 Расход воды на хозяйственно-питьевыенужды предприятия
На пивоварном заводе работает 1850 человек, в том числе в максимальнуюсмену 430 человек.
Завод работает в три смены со следующим распределением работающихпо сменам:
1 смена максимальная — 690 чел — 37% от всего количества работающих,тогда на 2 и 3 смену приходится по 26,5 % от всего количества работающих, т.е. по360 человек.
В холодных цехах работает 80% от общего количества работающих,а в горячих цехах 20% что составляет:
хол. цеха 80% — 1480 человек,
гор. цеха 20% — 370 человек.
В максимальную смену, с количеством работающих 690 чел.:
хол. цеха 80% — 552 человек,
гор. цеха 20% — 138 человек.
Средний часовой расход:
/>
где 0,045 и 0,025 — соответственно нормы водопотребления на 1рабочего в горячих и холодных цехах;
Nг и Nх — соответственно количество работающих на предприятиив горячих и холодных цехах.
/>
Расчётные максимальный часовой и секундный расходы в разрезесуток должны приниматься по смене, в которой работает наибольшее количество рабочих,т.е. в 1 смену.
Максимальный часовой расход:
/>
где nг и nх — соответственно количество работающих на предприятиив горячих и холодных цехах.
Kг и Kx — коэффициенты часовой неравномерности соответственнов горячих и холодных цехах Kг=2,5, Kx=3;
tcм — продолжительность рабочей смены в часах, 8 часов.
/>
Максимальный секундный расход воды:
/>
/>1.3.2 Расход воды на душина предприятии
Количество работающих, пользующихся душами, устанавливается длякаждого предприятия с соблюдением санитарных норм проектирования промышленных предприятий.
На тракторном заводе количество работающих, пользующихся душами,составляет 30% от общего числа работающих, т.е.555 человек, с распределением поцехам:
в холодных цехах 10% — 185 человек,
в горячих цехах 20% — 370 человек.
В максимальную смену, с количеством работающих 690 чел.:
в холодных цехах 10% — 69 человек,
в горячих цехах 20% — 138 человек.
По нормам пользование душем принимается в течение 45 мин. Послеокончания каждой смены, а поэтому максимальный часовой расход воды на души составляет:
/>
/>
0,06 и 0,04 — соответственно нормы расхода на один душ в горячихи холодных цехах.
/>
/>
Максимальный секундный расход воды:
/>/>1.3.3 Расход воды на производственныенужды промпредприятия
Расход воды на производственные нужды промпредприятий долженприниматься по данным технологов предприятий.
Максимальный суточный расход воды предприятий на производственныенужды:
/>
где П — суточная продукция предприятия;
qуд — средний удельныйрасход на производство единицы продукции, />.
/>
При отсутствии данных о расходах воды на производственные нуждыпо отдельным сменам потребление воды принимается равным в течение всего времениработы предприятия.
Максимальный часовой расход при этом равен:
/>
где t — продолжительность работы предприятия в течении суток,ч.
Максимальный секундный расход воды на производственные нужды:
/>
Таблица 1.4 — Расход воды для промышленных предприятий.Характер рас хода воды
/>
/>
/>
/> Хозяйственно-питьевые нужды промпредприятия 2,2 7,1 2,0 Расход воды на души 39,5 10,1 Расход воды на производственные нужды 1875 78 21,7 Итого 124,6 33,8 />1.4 Расход воды на пожаротушение
Расчётный расход на наружное пожаротушение зависит от размеровнаселённого пункта, этажности здания и степени их огнестойкости, размеров производственныхзданий, категорий производств и др. факторов.
Максимальный секундный расход воды на тушение пожаров определяетсяпо формуле:
/>
где qпож — расчётный расходводы на пожаротушение 1 наружного пожара, л/с;
q’пож — расчётный расходводы на внутреннее пожаротушение, л/с;
n — число пожаров.
/>
Исходя из расчётной продолжительности пожара tn = 3ч., полный расход воды на тушение пожара можетбыть определён по формуле:
/> />
Полный расход воды на тушение пожара за 3 часа:
/>
Расход воды на пожаротушение за 1 час:
/>
Секундный расход воды на пожаротушение:
/>
Таблица 1.5 — Сводная таблица расходов воды.Характер расхода воды
/>
/>
/>
/> Хозяйственно-питьевые нужды промпредприятия 18459 769,13 1116,12 310,03 Коммунальные нужды города 59,17 24,66 98,64 74,41 Неучетные расходы 1845,9 76,91 111,61 31,0 Расходы воды для промпредприятия 124,6 33,8 Расходы воды нв пожаротушение 288,0 80,0 Итого 1738,97 529,24
/>2. Трассировкамагистральных водопроводных сетей и составление их расчётных схем
Магистральная водопроводная сеть проектируется в виде системы4 замкнутых колец, охватывающих целые группы кварталов. Кольца расчётной сети должныбыть по возможности вытянутыми вдоль преобладающего направления течения воды. Длинарасчетных участков колец магистральной сети находится в пределах 400-1000 м. Узловые точки сети нумеруются, проставляются длины каждого участка между узловыми точками, а такженамечается место сосредоточенного расхода воды — промпредприятия.
Определяем удельный расход воды по формуле:
/>
где Q — общий секундный расход, л/с;
qсоср — расход воды напромпредприятии, л/с;
Ʃl — суммарная длинаучастков магистральной сети, м.
/>
Для каждого участка магистральной сети определяем путевые расходыпо формуле:
/>
где qуд — удельный расход,л/см, l — расчётная длина участка сети, м.
/>= 0,049*470 = 23,03л/с
/> = 0,049*950 = 46,55л/с
/> = 0,049*1050 = 51,45л/с
/> = 0,049*140 = 6,86л/с
/> = 0,049*150 = 7,35л/с
/> = 0,049*320 = 15,68л/с
/> = 0,049*1150 = 56,35л/с
/> = 0,049*920 = 45,08л/с
/> =0,049*1070 = 52,43л/с
/> = 0,049*940 = 46,06л/с
/> = 0,049*950 = 46,55л/с
/> = 0,049*180 = 8,82л/с
/>= 0,049* 850 = 41,65л/с
/> =0,049*430 = 21,07л/с
/> =0,049*170 = 8,33л/с
/>= 0,049*180 = 8,82л/с
/>= 0,049*1100 = 53,9л/с
ΣQп = 540,7 л/с, чторавно Q — qсоср
Вычисленные путевые расходы воды отдельных участков заменяемузловыми расходами по формуле:
/>
т.е. узловой сосредоточенный расход в каждом узле сети равняетсяполусумме путевых расходов всех участков сети, примыкающих к данному узлу.
/>=0,5 (23,03+46,06+53,9) = 61,49 л/с
/>=0,5 (46,55+23,03) = 34,79л/с
/>=0,5 (46,55+51,45+21,07) = 59,54л/с
/>=0,5 (51,45+6,86) = 29,16л/с
/>=0,5 (6,86+7,35) = 7,11 л/с
/>=0,5 (7,35+15,68) = 11,52л/с
/>=0,5 (56,35+41,65+15,68) = 56,84 л/с
/>=0,5 (56,35+45,08) = 50,72 л/с
/>=0,5 (45,08+52,43+46,55) = 72,03 л/с
/>=0,5 (52,43+46,06) = 49,25л/с
/>=0,5 (21,07+8,82) = 14,95л/с
/>=0,5 (8,33+8,82) = 8,58л/с
/>=0,5 (53,9+8,33+8,82+41,65) = 56,35л/с
ΣQузл = 512,33л/с
Правильность вычисления узловых расходов проверяем по формуле:
ΣQузл = ΣQп = Q — qсоср
512,33=512,33=512,33
Вычисленные путевые и узловые расходы выписываем на расчётнуюсхему. На расчётной схеме указываем стрелками направления движения воды, с цельюподачи ёё по кратчайшему расстоянию к наиболее отдалённым точкам сети, а затем предварительнонамечаем количество воды, которое должен пропустить каждый расчётный участок магистральнойсети. При этом подсчёт начинаем от конца сети к началу ёё, соблюдая в каждом узлебаланс расхода воды, поступающих к узлу и отходящих от него, т.е. ƩQ=0.