Транспортирование воды

Транспортирование воды

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект по дисциплине «Транспортирование воды» состоит из двух разделов: водоснабжение и водоотведение. В первом разделе решаются задачи по обеспечению населения качественной водой для хозяйственно-питьевых нужд в любое время суток. Во втором разделе предусматривается отвод сточных вод с населенного пункта на очистные сооружения.

Главными вопросами при проектировании водопроводных сетей являются:

·   кольцевание сети;

·   определение расходов;

·   подбор наивыгоднейших диаметров труб, оптимального напора и т.п.;

·   выбор материала труб.

В данном курсовом проекте показан расчет сетей системы водоснабжения для населенного пункта с двумя районами и промышленным предприятием. Система водоснабжения - из поверхностного источника. Гидравлический расчет производится с целью определения экономики наивыгоднейших диаметров водопроводной сети и потерь напора в них. В водопроводных сетях выбраны чугунные трубы. Профиль и деталировка сделаны для первого кольца. Средняя глубина залегания грунтовых вод - 10 м.

Главными вопросами при проектировании водоотводящих сетей являются:

·   трассировка сети;

·   определение расчетных расходов;

·   подбор диаметра, уклона и глубины заложения труб;

·   выбор материала труб.

В данном проекте рассмотрена схема трассировки с пониженной стороны квартала, схема водоотведения - пересеченная (рисунок ). Санитарно- защитная зона между жилыми микрорайонами и площадкой очистных сооружений принимается по нормам /5/, таблица 1.

Перед трассировкой сетей выявляется общее направление уклонов местности в каждом бассейне канализования, выбирается полная раздельная система водоотведения, определяются границы водоотведения (в курсовом проекте это весь город).

        
I. СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Системы водоснабжения должны надежно снабжать всех потребителей водой надлежащего качества в заданном количестве и под необходимым напором при наименьших затратах на строительство и эксплуатацию сооружений.

Факторами, определяющими вид схемы водоснабжения, являются: тип используемого источника и качество воды в нем, вид потребителей и требований, предъявляемых ими к воде, рельеф местности, размещение потребителей на плане, размеры водопотребления, наличие естественных и искусственных препятствий возведению водопроводных сооружений, мощность водоисточника и его удаленность.

По выбранной схеме окончательно проектируют и рассчитывают все устройства системы водоснабжения.

В данном курсовом проекте рассматривается схема водоснабжения города при использовании поверхностных вод, она включает в себя следующие основные сооружения: водоприемное устройство; насосную станцию первого подъема, предназначенную для подачи воды на очистную станцию, где производится требуемая водообработка; резервуары чистой воды (РЧВ) для хранения запасов воды, учитывающих неравномерность поступления и забора воды из резервуара, собственные нужды очистной станции, противопожарные нужды, при определенных условиях - и аварийные возможные ситуации; насосную станцию второго подъема, подающую воду потребителям; водоводы, по которым транспортируют воду от насосной станции к объекту водоснабжения; водонапорную башню или другое напорное устройство - заземление или пневматические резервуары, в которых хранится регулирующий и противопожарный запасы воды (они одновременно создают и поддерживают в сети необходимые напоры); водопроводную сеть, состоящую из магистралей и разводящей сети, которые предназначены соответственно для транспортирования воды и распределения ее между отдельными потребителями.

        
II. РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ ГОРОДА

         2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ

         2.1 Определение расходов на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта

Для определения расчетных расходов необходимо знать количество жителей в данном городе. Находится по формуле (2.1):

N=F·ρ, чел (2.1)

где F-площадь данного района;

ρ- плотность населения.

Расчеты сведены в таблице 1.

    Таблица 1 - Таблица определения числа жителей

= 115,59·150=17339 чел в первом районе= 57,8·210=12138 чел во втором районе

В данном проекте общее количество жителей получилось равным 29477 человек.

Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в населенных пунктах принимают в зависимости от степени оснащения зданий санитарно-гигиеническим оборудованием. Эти нормы предусматривают водопотребление только в жилых домах и общественных зданиях. Они принимаются по СНиП 2.04.02-84 в зависимости от степени благоустройства населенного пункта, которая дана в задании (n1 = 130, n2 = 240);

Среднесуточный расход воды определяется по формуле (2.2):

сут cр = n · N /1000, м3 /сут (2.2)

где N-количество жителей в населенном пункте.

Максимальный и минимальный суточный расходы воды определяются по формулам (2.3), (2.4):

сут = Кmax сут ·Qcут, м3/сут (2.3)сут = Кmin сут · Qcут , м3/сут (2.4)

где Кmaxсут, Кminсут - коэффициент суточной неравномерности водопотребления максимальный и минимальный соответственно.

час =Кчас ·Qсут/24, м3/час (2.5)час = Кчас ·Qсут/24, м3/час (2.6)

Кmax час = αmax·βmax (2.7)час = αmin·βmin (2.8)

где α - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы промышленных предприятий;

β - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимаемый по таблице 2 СНиП в зависимости от числа жителей.

Секундные расходы определяются по формулам (2.9), (2.10):

с= Qчас/3,6, л/сек (2.9)с = Qчас/3,6, л/сек (2.10)

Данные расчетов хозяйственно - питьевых нужд приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Определение расходов воды на хозяйственно - питьевые нужды населенного пункта

         2.2 Расчет на нужды местной промышленности и на неучтенные расходы

  Согласно пункту СНиП 2.1 расход воды на неучтенные нужды составил

10-20% от расходов воды на хоз-питьевые нужды, соответственно каждый час суток расхода на неучтенные нужды определится по формуле (2.11):

н.р=(0.1  0.2)·Q сут.мах, м3/ч (2.11)

1н.р=0,1·2479,4=247,94 м3/ч2н.р=0,1·3204,4=320,44 м3/ч

         2.3 Определение расхода воды на полив

Нормы расхода воды на полив принимают в зависимости от поливаемой площади и характеристики полива. В данном проекте отсутствуют данные о поливаемых площадях, расход воды на полив определяют по формуле (2.12):

пол=N ·qп /1000, м3/сут (2.12)

где N - число жителей в городе;п - удельный среднесуточный расход воды на полив в расчете на одного жителя (50-90 л/сут) согласно п. 2.3 /1/. Принимаем 70 литров в сутки на человека.пол 1=17338,5·70/1000=1213,7 м3/сутпол 2=12138·70/1000=849,7 м3/сутпол общ=1213,7+849,7=2063,4 м3/сут

         2.4 Определение расхода воды на пожаротушение в населённом пункте

Расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте складывается из расхода на тушение пожара в самом нас. пункте и расходов воды на пожаротушение внутри зданий, оборудованных пожарными кранами по формуле (2.13):

пож = nн qн + nв qв, л/сут (2.13)

где nв - количество внутренних пожаров;н - количество наружных пожаров;в, qн - норма расходов воды (л/сут) на один пожар на тушение внутреннего и наружного пожара соответственно.пож =2·35+2·2,5=75 л/сут

Данные величины принимаются для наружного пожаротушения по табл.5 СНиПа; для внутреннего по табл. 1.2 СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация здания». Для данного проекта на один внутренний пожар принимаем 2,5 литра.

         2.5 Определение расхода воды на промышленном предприятии

Суточные расходы воды на предприятии складываются из:

) расход на хоз - питьевые нужды работающих;

) душевых расходов;

) расходов воды на производственные нужды предприятия.

Расчетный расход на хозяйствено-питьевые нужды за смену на промышленном предприятии складывается из расходов в горячем и холодном цехах и определяется по формулам (2.14), (2.15):

х=nx·qx /1000, м3/см (2.14)г= nг·qг/1000, м3/см (2.15)

где nх, nг- число рабочих в холодном и горячем цехах соответственно;х, qг - норма водопотребления на одного рабочего в смену, в холодном и горячем цехах соответственно; принимаем qх=25 л/см, qг=45 л/см.х см1=(200·25)/1000=5 м3/смг см1=(150·45)/1000=6,75 м3/смх см2=(100·25)/1000=2,5 м3/смг см2=(80·45)/1000=3,6 м3/см

         Расчетный душевой расход воды определяется по формуле (2.16):

душ=q д.с·m д.с·45/1000·60, м3/см (2.16)

где q д.с- норма расходов воды на 1 душевую сетку, q д.с=500л/с;д.с- число душевых сеток, определяется по формуле (2.17):

д.с =N/n (2.17)

где N-число рабочих, пользующихся душем;=расчетное количество человек, приходящихся на 1 душевую сетку, принимаем n=10.

Холодный цех:

I. mд.с= 80/10=8

Qдуш= 500*8*45/(1000*60)=3

II.   mд.с=40/10=4

Qдуш=500*4*45/(1000*60)=1,5

Горячий цех:

I. mд.с=60/10=6

Qдуш=500*6*45/(1000*60)=2.25

II.   mд.с=32/10=3,2

Qдуш=500*3.2*45/(1000*60)=1.2

Часовой расход воды на одну душевую сетку на предприятиях принимают 500л, а продолжительность пользования душем - 45минут после окончания каждой смены.

         Расход воды на производственные нужды

Расход воды на производственные нужды промышленных предприятий принимают на основании технологических расчетов (по заданию технологов или хозяйственных и планирующих организаций) в данном случае эти данные отсутствуют, тогда расходы воды ориентировочно определяем, пользуясь укрупненными удельными нормами на единицу продукции, выпускаемой предприятием. Эти нормы зависят от вида продукции, технологии производства и устанавливаются на основании опыта эксплуатации аналогичных предприятий. Ориентировочные удельные расходы воды на технологические нужды некоторых промышленных предприятий принимаем по таблице 6 А.Е. Белана.

пр=М· n , м3/сут (2.18)

 
где М - объем выпускаемой продукции в смену; М1=150 , М2=100;

n - количество воды, приходящейся на единицу выпускаемой продукции, л/см, определяется по таблицам /6/, принимаем n=10.

Qпр1=10·150=1500 м3/сут

  Qпр2= 10·100=1000 м3/сут

2.6 Суммарное распределение расходов воды в населенном пункте

Распределение расходов воды в целом по населённому пункту по часам суток всеми водопотребителями сводится в таблицу приложения В, на основании выше изложенного в п.2.1 - 2.5 настоящих указаний.

Распределение максимально-суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды по часам суток производят в зависимости от максимального коэффициента часовой неравномерности (Кчас.max), определённым по таблице 3 или по /3/.

Распределение хозяйственно-питьевых расходов воды для промышленного предприятия по часам смены принимают в зависимости от коэффициента часовой неравномерности: для холодных цехов

Кчас.max = 3,0, для горячих цехов Кчас.max = 2,5, определённым по таблице 3 или по /3/.

Таблица 3 - Распределение расходов по часам суток

Таблица 4 - Водопотребление по часам смены на хозяйственно-питьевые нужды цехов промышленных предприятий.

Таблица 5.

            3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА РЕГУЛИРУЕМЫХ ЕМКОСТЕЙ И НАЗНАЧЕНИЕ НАСОСОВ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ВТОРОГО ПОДЪЕМА

.1 Назначение режима работы насосов насосной станции 2 подъема

После того как составлена таблица расходов воды по часам суток строят ступенчатый график расхода воды по часам суток.

На данном графике строят график работы насосной станции I подъема (н.cт 1 п.), которая работает равномерно в течении суток с подачей 5,14% в каждый час:

н.ст.I=max% - (0,1…1,5%)= 5,13-0,15=4,98 % (19)

График работы насосов часовой станции II подъема (н.ст.II п.) назначается неравномерно с учетом графика водопотребления в несколько ступеней от 2 до 6, с таким расчетом, чтобы регулирующий объем бака водонапорной банки был минимальным при оптимальном режиме работы насосов.

Определение числа насосов (N) на насосной станции II подъёма можно производить по формуле:= Максимальное значение воды/ минимальное значение воды (20)= 6,02/1,87=3,2

Принимаем 3 насоса

 (21)

где: N - общее число работающих насосов на насосной станции II подъёма;- коэффициент определённый по таблице 6.

Таблица 6 - Определения коэффициента K1.

насоса:

= 6,02*1,3/3 = 2,2

= 6,02*2*1,18/3 = 4,7

= 6,02*3*1/3 = 6,02

3.2 Определение объема бака водонапорной башни

Полный объем (Wо.б.пол) бака водонапорной башни складывается из регулирующей (аккумулирующей) емкости (W per) и запаса воды (W пож), рассчитанного на 10-минутную продолжительность тушения полного наружного и одного внутреннего пожаров при одновременном максимальном расходе воды на другие нужды, согласно п.9.5, 9.6 /1/.

о.б.пол= W per + W пож, м3 (22)

о.б.пол =442,21+16,5=458,71 м3 => принимаем бак с объёмом 500 м3

Таблица 7 - Определение емкости водонапорной башни.

Максимальное значение остатка (гр.6) в процентном отношении (А%), является величиной для определения регулирующей емкости (W per)

W per=, м3 (23)

где ΣQгор - суммарный расход воды в целом по городу (гр.17 таблицы 3) максимальный суточный

Если при работе графы 6 таблицы 5 получаются отрицательные и положительные значения, то значение А% в формуле при определении Wper равно сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наибольшей отрицательной величин данной графы.per= 4,08*10838,5/100 = 442,21 м3

Неприкосновенный противопожарный запас воды в баке башни Wпож в течении 10 минут определяют по формуле;

пож=, м3 (24)

где qнар - расчетный расход воды на наружное пожаротушение, л/с;вн- расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение, л/спож= (25+2,5) * 10 * 60 / 1000 = 16,5 м3

Окончательные размеры бака водонапорной башни определяют по данным типовых проектов исходя из соотношения

=0,7+0,8 (25)

где Нв - высота столба воды в баке, м

Д- диаметр бака, м

= 7,27/9,69=0,75

Д= 1,22 3 (26)

Д= 1,22 * 3= 9,69 м

          Нв= (0,7-0,8)Д (27)

Нв= 0,75*9,69 = 7,27 м

Где Wтиппол - типовая емкость бака, принятая при расчете.

Строительная высота бака равна

Нстр=Нв+(0,5-1), м (28)

Нстр = 7,27+0,75=8,02 м

3.3 Определение объема резервуаров чистой воды

Полная емкость резервуаров чистой воды определяется как сумма аккумулирующего объема (Wper) объема для хранения неприкосновенного противопожарного запаса (Wпож) и запаса на собственные нужды очистной станции (W с.н.)

=Wрег+Wпож+Wс.н., м3 (29)

= 1404,67 +1565,64 +325,16 = 3295,47м3

Расчеты можно производить в таблице 8

            Таблица 8 - Определение емкости резервуаров чистой воды.

Wрег=, м3 (30)

где Б % - максимальное значение величины остатка в РЧВ в 6 графе таблицы 8.рег= 12,96*10838,5 / 100 = 1404,67 м3

Противопожарный запас рассчитывается на три часа согласно п.2.24 /1/

пож=+ΣWхоз-3QI, м3 (31)

пож= 3 * 75 * 3600 / 1000 + 2327,53- (3 * 4,17*10838,5/100) = 1565,64 м3с.н.= 0,03*10838,5 =325,16 м3 (3%от суммы Qгор)=4,17*10838,5 /100=451,97 м3

=Wрег+Wпож+Wс.н., м3 (29)

= 1404,67+1565,64+325,16 = 3295,47м3

Принимаем 4 резервуара объемами по 1000 м3

. Трассировка водоводов и линий кольцевой сети. Подготовка сети к гидравлическому расчету

.1 Трассировка водопроводной сети

Проектируемые водоводы и водопроводная сеть должны обеспечивать подачу и распределение потребителям требуемого количество воды под требуемый напором в соответствии с режимом работы сети.

Водопроводную сеть разбивают на расчетные участки, ограниченные узлами.

Узлы намечают в местах соединения магистральных водопроводных линий, в точках подключения водоводов к магистральной водопроводной сети, в точке подключения водонапорной башни, в местах подключения сосредоточенных расходов воды (промпредприятия).

При этом расстояние между узлами должно быть в пределах от 300 до 800 м, допускается до 1000 -1200 м для бестранзитных магистралей. При длине водопроводной линии более 1000 м и отсутствии на нем точки, где назначение расчетного узла является обязательным, на такой линии назначается дополнительный узел, делящий линию на два примерно одинаковых по длине участка.

4.2 Подготовка сети к гидравлическому расчету

В соответствии с масштабом генплана населенного пункта отдельно для каждого района вычисляют длины расчетных участков магистральной сети и затем определяют сумму длин.

Σ l = l 1-2+ l 2-3+l 3-4+l 4-5+l 5-6+ l 6-1+ l 5-2, м (32)

Σ l = 570+850+450+860+570+460+450=3725 м

Для каждого района вычисляют удельный расход при условии разной степени застройки и благоустройства зданий районов города.

∑qгормакс.водопотр =526,215 / 3,6=146,44 л/с

∑qгор транзит=281,347 / 3,6=78,15 л/с

qуд=, (34)

уд макс.= 526,215 / 3725*3,6=0,039240492л/суд транзит= 281,347 / 3725*3,6 = 0,020979865 л/с

где Σ qгор - сумма расходов воды по городу (хозяйственно-питьевой расход, неучтенные, расход воды на полив) для характерного расчетного случая (для часа максимального водопотребления) без учета расхода воды идущего сосредоточено (транзитом) по водопроводной сети (на промпредприятие) л/с;

Путевой расход (суммарная отдача воды с каждого участка сети) (Qn) определяется по отдельным участкам сети для расчетных случаев (максимальное водопотребление) по формуле:

= qудּl, л/с (35)

где l - длина участка сети (м), определенная с учетом выше изложенных требований (1, 2, 3, 4).

При расчетах должно выполняться условие:

Σ qгор= Σ Qn+ Σ Qc, л/с (36)

        где Σ Qn - сумма путевых расходов, л/с;

Σ Qc - суммарный расход воды, отбираемый из сети крупными сосредоточенными потребителями (промышленные предприятия и т.д).

Узловой расход равен полусумме величин путевых отборов из участков сети, примыкающих к данному узлу:

узл = 0,5· ΣQn, л/с (37)

Таким образом, производят замену путевых расходов на узловые. Вследствие такой замены, равномерно распределенного отбора, расчетные расходы на расчетных участках сети не изменяются. При этом должны быть осуществлена проверка:

Σqузл = ΣQn (38)

Расчеты можно оформлять по табличной форме, учитывая, что по районам может быть разная плотность и степень благоустройства. Расчёты ведутся в таблице 9.

Таблица 9 - Для часа максимального водопотребления.

Таблица 9 - Для часа максимального транзита.

Удельные, путевые и узловые расходы вычисляются для всех расчетных режимов (кроме режима пожаротушения, при котором эти расходы такие же, как и для режима максимального водопотребления).

В водопроводной сети баланс водопотребления и водоподачи проверяется по формулам для разных режимов работы сети:

для режима максимального водопотребления

нст II п = Σ qгор + Qс - Qвб (39)

,59 = 146,44+34,93-15,78=165,59 л/сек.нст II п = 5,5*10838,53/100*3,6=165,59 л/сек.вб= 0,52*10838,53/100*3,6=15,78 л/сек.с=125,74/3,6=34,93 л/сек.

Σ qгор= Σ qузл= 0,5 Σ Qп= 146,44 л/сек

где QнстIIп , Qвб - соответственно, подача насосной станцией II-го подъема, водонапорной башни и сосредоточенный расход в данный час

для режима пожаротушения при максимальном водопотреблении

Σ qпож +Qнст II п = Σ qгор + Qс + Σ qпож, - Qвб (40)

+165,59=146,44+34,93+75 - 18,064 = 240,59 л/сек.

где qпож - суммарный расход пожаротушения при расчетном количестве пожаров, л/с.

для режима максимального транзита в бак водонапорной башни

нст II п = Σ qгор + Qс + Qвб

,59 = 78,15+52,64+ 34,8 = 165,59 л/сек.нст II п = 5,5*10838,53/100/3,6=165,59 л/сек.вб= 1,1559*10838,53/100/3,6=34,8 л/сек.с=189,5/3,6 = 52,64 л/сек

Σ qгор= Σ qузл= 0,5 Σ Qп= 78,15 л/сек.

питьевой насос вода расход

4.3 Предварительное потокораспределение

На схемах сети производят предварительное потокораспределение расходов, намечая стрелками направление движения воды по каждой из водопроводных линий. При этом необходимо учитывать, что количество воды приходящей к узлу, должно быть равно количеству воды, выходящей из узла плюс узловой расход - первый закон Киргофа

Начальное потокораспределение производят для всех режимов работы сети.

Истинное потокораспределение для часа максимального водопотребления:

Rakhimbayev M. 10-VR-1 10:11:39 25-08-2013 * Kol-sety.exe Версия-3 *

Таблица расчета кольцевой водопроводной сети на случай максимального водопотребления

╔══════════════════════════════════════════════════╦══════════════════════════╗

║                Исходные данные                   ║     Расчетные данные     ║

╠══════╦═════════╦═══════╦═══════╦════════╦════════╬════════╦════════╦════════╣

║Кольцо║ Участок ║ Длина ║Диаметр║ Расход ║Скорость║ Расход ║Скорость║ Потери ║

║      ║         ║   м   ║  мм   ║  л/с   ║   м/с  ║  л/с   ║  м/с   ║    м   ║

╠══════╬═════════╬═══════╬═══════╬════════╬════════╬════════╬════════╬════════╣

║    1 ║       1 ║ 460.00║    300║   72.44║   1.025║   59.62║   0.843║   1.981║

║    1 ║       2 ║ 570.00║    300║   67.26║   0.952║   54.44║   0.770║   2.066║

║    1 ║       3 ║ 450.00║    125║   10.25║   0.835║    3.47║   0.283║   0.759║

║    1 ║       4 ║ 570.00║    300║  -72.00║   1.019║  -84.82║   1.200║  -4.797║

╟──────╨─────────╨───────╨───────╨────────╨────────╨────────╨────────╨────────╢

║    1                                               Невязка в кольце  0.00979║

╟──────╥─────────╥───────╥───────╥────────╥────────╥────────╥────────╥────────╢

║    2 ║       5 ║ 860.00║    150║   20.54║   1.162║   14.50║   0.820║   8.654║

║    2 ║       6 ║ 450.00║     80║    4.94║   0.983║   -1.10║   0.219║  -0.834║

║    2 ║       7 ║ 850.00║    250║  -45.59║   0.929║  -51.63║   1.052║  -7.058║

║    2 ║       3 ║ 450.00║    125║  -10.25║   0.835║   -3.47║   0.283║  -0.759║

╟──────╨─────────╨───────╨───────╨────────╨────────╨────────╨────────╨────────╢

║    2                                               Невязка в кольце  0.00125║

╟──────╥─────────╥───────╥───────╥────────╥────────╥────────╥────────╥────────╢

╚══════╩═════════╩═══════╩═══════╩════════╩════════╩════════╩════════╩════════╝

Трубы-Новые стальные и чугунные без внутреннего защитного покрытия

Истинное потокораспределение для часа максимального транзита:

Rakhimbayev M. 10-VR-1 13:29:59 25-08-2013 * Kol-sety.exe Версия-3 *

Таблица расчета кольцевой водопроводной сети на случай максимального транзита

╔══════════════════════════════════════════════════╦══════════════════════════╗

║                Исходные данные                   ║     Расчетные данные     ║

╠══════╦═════════╦═══════╦═══════╦════════╦════════╬════════╦════════╦════════╣

║Кольцо║ Участок ║ Длина ║Диаметр║ Расход ║Скорость║ Расход ║Скорость║ Потери ║

║      ║         ║   м   ║  мм   ║  л/с   ║   м/с  ║  л/с   ║  м/с   ║    м   ║

╠══════╬═════════╬═══════╬═══════╬════════╬════════╬════════╬════════╬════════╣

║    1 ║       1 ║ 460.00║    350║  110.00║   1.143║   98.24║   1.021║   2.332║

║    1 ║       2 ║ 570.00║    300║   63.78║   0.902║   52.02║   0.736║   1.895║

║    1 ║       4 ║ 570.00║    250║  -55.59║   1.132║  -67.35║   1.372║  -7.842║

║    1 ║       3 ║ 450.00║    125║   10.25║   0.835║    7.91║   0.644║   3.625║

╟──────╨─────────╨───────╨───────╨────────╨────────╨────────╨────────╨────────╢

║    1                                               Невязка в кольце  0.00984║

╟──────╥─────────╥───────╥───────╥────────╥────────╥────────╥────────╥────────╢

║    2 ║       5 ║ 860.00║    200║   33.81║   1.076║   24.40║   0.777║   5.364║

║    2 ║       6 ║ 450.00║    125║   20.07║   1.635║   10.66║   0.868║   6.394║

║    2 ║       7 ║ 850.00║    250║  -46.22║   0.941║  -55.63║   1.133║  -8.132║

║    2 ║       3 ║ 450.00║    125║  -10.25║   0.835║   -7.91║   0.644║  -3.625║

╟──────╨─────────╨───────╨───────╨────────╨────────╨────────╨────────╨────────╢

║    2                                               Невязка в кольце  0.00050║

╟──────╥─────────╥───────╥───────╥────────╥────────╥────────╥────────╥────────╢

╚══════╩═════════╩═══════╩═══════╩════════╩════════╩════════╩════════╩════════╝

Трубы-Новые стальные и чугунные без внутреннего защитного покрытия

Истинное потокораспределение для часа максимального водопотребления + пожар:

Rakhimbayev M. 10-VR-1 13:58:13 25-08-2013 * Kol-sety.exe Версия-3 *

Таблица расчета кольцевой водопроводной сети на случай максимального водопотребления+пожара

╔══════════════════════════════════════════════════╦══════════════════════════╗

║                Исходные данные                   ║     Расчетные данные     ║

╠══════╦═════════╦═══════╦═══════╦════════╦════════╬════════╦════════╦════════╣

║Кольцо║ Участок ║ Длина ║Диаметр║ Расход ║Скорость║ Расход ║Скорость║ Потери ║

║      ║         ║   м   ║  мм   ║  л/с   ║   м/с  ║  л/с   ║  м/с   ║    м   ║

╠══════╬═════════╬═══════╬═══════╬════════╬════════╬════════╬════════╬════════╣

║    1 ║       1 ║ 460.00║    300║   72.44║   1.025║   47.21║   0.668║   1.272║

║    1 ║       2 ║ 570.00║    300║   67.26║   0.952║   42.03║   0.595║   1.264║

║    1 ║       4 ║ 570.00║    300║  -72.00║   1.019║  -97.23║   1.376║  -6.217║

║    1 ║       3 ║ 450.00║    125║   10.25║   0.835║    7.98║   0.650║   3.688║

╟──────╨─────────╨───────╨───────╨────────╨────────╨────────╨────────╨────────╢

║    1                                               Невязка в кольце  0.00529║

╟──────╥─────────╥───────╥───────╥────────╥────────╥────────╥────────╥────────╢

║    2 ║       5 ║ 860.00║    150║   95.54║   5.406║   72.58║   4.107║ 184.618║

║    2 ║       6 ║ 450.00║     80║    4.94║   0.983║  -18.02║   3.584║-168.836║

║    2 ║       7 ║ 850.00║    250║  -45.59║   0.929║  -68.55║   1.396║ -12.093║

║    2 ║       3 ║ 450.00║    125║  -10.25║   0.835║   -7.98║   0.650║  -3.688║

╟──────╨─────────╨───────╨───────╨────────╨────────╨────────╨────────╨────────╢

║    2                                               Невязка в кольце  0.00106║

╟──────╥─────────╥───────╥───────╥────────╥────────╥────────╥────────╥────────╢

╚══════╩═════════╩═══════╩═══════╩════════╩════════╩════════╩════════╩════════╝

Трубы-Новые стальные и чугунные без внутреннего защитного покрытия

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА НА УЧАСТКАХ СЕТИ И ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ УВЯЗКА КОЛЕЦ

5.1 Определение потерь напора на участках сети

Перед началом гидравлической увязки для каждого участка сети в зависимости от его диаметра и материала труб определяют потери напора. Потери напора по длине на участке (he) сети можно определить, пользуясь потерями напора на 1км трубопровода - «1000», определяемым по таблицам Шевелева /4/ и по удельным сопротивлениям труб «S0»:

he =, м (5.1)

где l - длина расчетного участка сети, м.

С учетом местных сопротивлений, которые принимаются порядка 10% от потери по длине, суммарные потери напора на участке сети составляют:

Σh=1,1·i·l, м (5.2)

5.2 Гидравлическая увязка сети

Для проведения увязки имеется ряд методов. Наиболее часто применяют способы В.Г.Лобачева-Х.Кросов и М.М.Андрияшева.

В основе этих методов лежит 2-й Закон Кирхгофа, который гласит: сумма потерь напоров в кольце или в рассматриваемом контуре должна равняться ”0”, т.е. Δh = 0, где Δh - сумма потери напора в рассматриваемом кольце или контуре с учётом знаков потерь напора на расчетных участках сети. На участках, где поток направлен по часовой стрелке потерям присваивается “+”, а на участках где поток направлен против часовой стрелки “-”. Если Δh < +- 0,5м, то гидравлическую увязку не производят, а если Δh < ± 0,5м - следует провести гидравлическую увязку.

Гидравлическую увязку можно выполнить математическим методом или методом интуитивных попыток, используя при определении увязочного расхода воды формулу М.М.Андрияшева:

Δq = , л/с (5.3)

где Σh - сумма потерь напора в контуре без учета знака потерь напора в участках сети, м;ср - средний расход, л/с, определяется по формуле (5.4):

ср =, л/с (5.4)

где Σq - сумма расходов воды по участкам сети, входящих в рассматриваемый контур, л/с;- количество участков сети, входящих в рассматриваемый контур;

Δh- невязка потерь напора, м.

         6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДОВ, СОЕДИНЯЮЩИХ С КОЛЬЦЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ И НАСОСНУЮ СТАНЦИЮ II ПОДЪЕМА

Все водоводы рассчитываются на характерные расчетные случаи за окончательное значение диаметра водоводов принимают наибольшее, учитывая при этом пропуск расхода воды на пожаротушение. Длины водоводов определяются в соответствии с генпланом.

На нормальный режим работы все водоводы кроме всасываемых рассчитывается на расход равный половине полного расчетного расхода, с проверкой на аварийный режим работы.

Для аварийного режима работы, исходя из условий допустимого снижения воды, расход принимается равным 70% от расчетного.

Всасывающие водоводы рассчитываются на пропуск 100% рассчитываемого расхода по каждому водоводу. Все водоводы принимаем не менее двух ниток.

Все расчеты в таблице

6.2 Определение свободных напоров диктующих точках сети, построение пьезометрических линий

Для построения графика пьезометрических линий выявляют диктующую точку, наиболее удаленную по ходу движения воды от основного водопитателя (насосной станции второго подъема) и наиболее высоко расположенную по рельефу местности по сравнению с другими точками сети. Для определения пьезометрической отметки диктующей точки нужно к геодезической отметки прибавить свободный требуемый напор:

Нтр св =10+4(n-1), м (6.1)

Нтр св =10+4(5-1) = 26, м

где 10 - свободный напор для одноэтажного здания;

- напор на каждый последующий этаж;- этажные застройки, n=5 этажей.

Пьезометрические отметки и свободные напоры определяются для всех случаев в узловых точках сети по диктующему пути. Каждая последующая отметка после диктующей точки определяется по формуле (6.2):

Пi = П i - 1 + h i,i - 1 (6.2)

          где Пi - пьезометрическая отметка в искомой точке;

П i - 1 пьезометрическая отметка в известной точке;i,i - 1 потери напора на участке i,i -1.

Свободный напор в любой точки сети определяется по формуле (6.3):

Нсвi= Пi-Zi, м (6.3)

где Zi- геодезическая отметка в i-той точке сети.

Для случая пожаротушения, диктующей точкой является точка возникновения пожара. Пьезометрическая отметка в этой точке определяется по формуле (6.4):

Нпож = Zi+10, м (6.4)

В данной работе необходимо построить профили пьезометрических линий на все режимы работы сети, на которые был произведен ее расчет.

На основе проведенного гидравлического расчета сети и построенного профиля пьезометрических линий определяют высоту ствола водонапорной башни (Нстввб). Напор насосной станции II подъема при максимальном водоразборе - Нm..в.н.ст.II п., при максимальном транзите Нm.тр.н.ст.II п, при максимальном водоразборе + пожар Нпож.н.ст.II п.

Для схемы с башней в конце сети данные величины будут определены по формуле:

Нстввб = Нтреб.св + Σ h д.т.-В.Б.. - (ZВ.Б.. - Z д.т.), м

где Σ h д.т.-В.Б. - сумма потерь напора от диктующей точки (д.т.) до В.Б;В.Б.. - геодезическая отметка расположения В.Б.д.т. - геодезическая отметка расположения диктующей точки

Нm..в.н.ст.II п. = Нтреб.св + Σ h с + Σ h нап + Σ h вс + (Z д.т - Z РЧВ), м

         7. ДЕТАЛИРОВКА ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

В данном курсовом проекте используются трубы стальные и чугунные. Соединяются они сварным способом. На водопроводной сети используется следующая арматура.

. Запорно-регулирующая, к ней относятся: вентили, затворы, краны, задвижки

. Предохранительные: обратные и редукционные клапана.

. Водоразборные: колонки, пожарные гидранты.

Водопроводная арматура располагается в водопроводных колодцах. Размеры колодцев зависят от диаметра труб и размера арматуры. Кроме этого на сети предусматривают устройство мокрых колодцев диаметром 1 м предназначенные для выпуска воды из ремонтного участка.

Пожарные гидранты на сети устанавливаются на расстоянии 150м, исходя из радиуса действия 75м.

ВЫВОДЫ

В данной работе принята кольцевая водопроводная сеть запитанная от водозабора из поверхностного источника, состоящая из двух колец и соединяющаяся с насосной станцией второго подъема двумя нитками водовода по 1000 м каждый и диаметром 600мм. Сеть запроектирована из стальных труб по ГОСТ 10704-91.

8. зоны санитарной охраны

Зоны санитарной охраны должны предусматриваться на всех проектируемых и реконструируемых водопроводах хозяйственно-питьевого назначения в целях обеспечения их санитарно-эпидемиологической надежности. Зоны водопровода должны включать зону источника водоснабжения в месте забора воды (включая водозаборные сооружения), зону и санитарно-защитную полосу водопроводных сооружений (насосных станций, станций подготовки воды, емкостей) и санитарно-защитную полосу водоводов.

Зона источника водоснабжения в месте забора воды должна состоять из трех поясов: первого - строгого режима, второго и третьего - режимов ограничения

8.1 Границы строго режима ограничения для поверхностных источников

Границы первого пояса зоны поверхностного источника водоснабжения, в том числе водоподводящего канала, должны устанавливаться на расстояниях от водозабора:

а) для водотоков (реки, каналы):

·   вверх по течению - не менее 200 м;

·   вниз по течению - не менее 100 м;

·   по прилегающему к водозабору берегу - не менее 100 м от уреза воды при летне-осенней межени;

·   в направлении к противоположному берегу: при ширине водотока менее 100 м - вся акватория и противоположный берег шириной 50 м от уреза воды при летне-осенней межени и при ширине водотока более 100 м - полоса акватории шириной не менее 100 м;

·   на водозаборах ковшевого типа в границы первого пояса включается вся акватория ковша и территория вокруг него полосой не менее 100 м;

б) для водоемов (водохранилище, озеро):

·   по акватории во всех направлениях - не менее 100 м;

·   по прилегающему к водозабору берегу - не менее 100 м от уреза воды при нормальном подпорном уровне в водохранилище и летне-осенней межени в озере.

8.2 Границы первого пояса зоны подземного источника водоснабжения

Границы первого пояса зоны подземного источника водоснабжения должны устанавливаться от одиночного водозабора (скважина, шахтный колодец, каптаж) или от крайних водозаборных сооружений группового водозабора на расстояниях:

·   30 м при использовании защищенных подземных вод;

·   50 м при использовании недостаточно защищенных подземных вод.

В границы первого пояса зоны инфильтрационных водозаборов следует включать прибрежную территорию между водозабором и поверхностным источником водоснабжения, если расстояние между ними менее 150 м.

Для подрусловых водозаборов и участка поверхностного источника, питающего инфильтрационный водозабор или используемого для искусственного пополнения запасов подземных вод, границы первого пояса зоны следует предусматривать как для поверхностных источников водоснабжения.

Для водозаборов, расположенных на территории объекта, исключающего возможность загрязнения почвы и подземных вод, а также для водозаборов, расположенных в благоприятных санитарных, топографических и гидрогеологических условиях, размеры первого пояса зоны допускается уменьшать по согласованию с местными органами санитарно-эпидемиологической службы, но должны быть не менее 15 и 25 м соответственно.

К защищенным подземным водам относятся воды напорных и безнапорных водоносных пластов, имеющих в пределах всех поясов зоны сплошную водоупорную кровлю, исключающую возможность местного питания из вышележащих недостаточно защищенных водоносных пластов.

К недостаточно защищенным подземным водам относятся:

·   воды первого от поверхности земли безнапорного водоносного пласта, получающего питание на площади его распространения;

·   воды напорных и безнапорных водоносных пластов, которые в естественных условиях или в результате эксплуатации водозабора получают питание на площади зоны из вышележащих недостаточно защищенных водоносных пластов через гидрогеологические окна или проницаемые породы, кровли, а также из водотоков и водоемов путем непосредственной гидравлической связи.

При искусственном пополнении запасов подземных вод границы первого пояса зоны должны устанавливаться от инфильтрационных сооружений закрытого типа (скважин, шахтных колодцев) - 50 м, открытого типа (бассейнов и др.) - 100 м.

8.3 Границы первого пояса зоны площадки водопроводных сооружений и водоводов

Граница первого пояса зоны водопроводных сооружений должна совпадать с ограждением площадки сооружений и предусматриваться на расстоянии:

от стен резервуаров фильтрованной (питьевой) воды, фильтров (кроме напорных), контактных осветлителей с открытой поверхностью воды - не менее 30 м;

от стен остальных сооружений и стволов водонапорных башен - не менее 15 м.

Ширину санитарно-защитной полосы водоводов, проходящих по незастроенной территории, принимают от крайних водоводов: при прокладке в сухих грунтах - не менее 10 м при диаметре до 1000 мм и не менее 20 м при больших диаметрах; в мокрых грунтах - не менее 50 м независимо от диаметра. При прокладке водоводов по застроенной территории ширину полосы по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается уменьшать.

         9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВОДООТВОДЯЩЕЙ СЕТИ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

Определение расчетных расходов по участкам сети

Размеры и параметры работы самотечных трубопроводов определяются на основании расчётных расходов сточных вод. При определении этих расходов используются понятия транзитного, попутного, бокового расходов.

Водоотводящая сеть разбивается на расчетные участки. Участок сети, на котором расход постоянный называется расчетным. Длины участков могут быть равны длине микрорайона, или приняты между двумя боковыми присоединениями.

Общий средний расход сточных вод для каждого расчетного участка определяют как сумму расходов:

·   путевого, поступающего в расчетный участок от жилой застройки, расположенной на пути (по его длине);

·   бокового, поступающего от присоединяемых боковых линий сети;

·   транзитного, поступающего от выше расположенных участков;

·   сосредоточенного, от промышленных предприятий.

При определении расчётного расхода общий коэффициент неравномерности вводится только на общий средний расход. Поэтому вначале определяются средние расходы по формуле:

= q0  F

где F - площадь квартала, га;- модуль стока - расход с единицы площади жилого

квартала, л/с га;

Расчетный расход от населения определяется по модулю стока, который вычисляется для каждого района в зависимости от плотности населения и норм водоотведения.

Модуль стока или удельный расход определяется по формуле:

, л/с с га

где n- норма среднесуточного водоотведения в л/на 1 чел для данного района;

Р- плотность населения соответствующего района, чел/га;

- принимается равным 0,85

Для I района модуль стока равен:=130*150*0,85/24*3600=0,192, л/с с га

Для II района модуль стока равен:=240*210*085/24*3600=0.496, л/с с га

Расчеты приведены в таблице 12.

Таблица 12 - Определение расчета сточных вод на участках сети

. ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

Глубина заложения труб в канализации определяется для всех начальных участков уличной сети по формуле (10.1):

Н1=h+i·L-(zд- zу)+∆, м (10.1)

где Н1 - глубина заложения начальных и диктующих точек уличных коллекторов, м;- глубина заложения выпуска из здания первого смотрового колодца для дворовой сети, м и определяется по формуле (10.2):

= hпр-(0,3-0,5)≥0,7+d, м (10.2)

где hпр - нормативная глубина промерзания для данной местности, м;

,7 - нормативная величина, принимается от поверхности земли до верха трубы, м;- диаметр трубы, м;- уклон дворовой сети;- длина дворовой сети, м;д - отметка поверхности земли для первого смотрового колодца дворовой сети, м;у - отметка поверхности земли для первого смотрового колодца уличной сети, м;

∆ - перепад между лотками труб внутримикрорайонной и уличной сети (учитывается сопряжение по шелыгам), м.

Наибольшая глубина заложения труб канализационной сети, при открытой разработке грунта, для сухих нескальных пород принимается не более 7м. При глубине заложения сети более 7м, предусматривается районные насосные станции. Глубина заложения первого смотрового колодца после районной станции принимается по расчету по формуле (10.1)

Определение отметок при высотном проектировании сети

К расчетным параметрам при гидравлическом расчете канализационной сети относятся: диаметры, степень наполнения, скорости движения, уклон.

Диаметры труб принимаются в соответствии с сортаментом труб, Гостами /8,9,10/ в зависимости от расхода так, чтобы степень наполнения и скорость движения находилась в рекомендуемых приделах, а уклон труб по возможности приближался к уклону местности.

Наименьший диаметр труб самотечных сетей должны приниматься:

·   для внутриквартальной сети 150 мм,

·   для уличной сети бытовой канализации 200 мм.

Наименьшие уклоны трубопроводов и каналов следует принимать в зависимости от допустимых минимальных скоростей движения сточных вод.

Наименьшие уклоны трубопроводов для всех систем канализации следует принимать:

·   для труб диаметром 150 мм- 0,008;

·   для труб диаметром 200 мм- 0,007.

Наибольшую расчетную скорость движения сточных вод следует принимать для металлических труб - 8 м/с, для неметаллических - 4 м/с.

Нормативные значения скорости и наполнения при заданных диметрах приведены в таблице 13.

=z-H, м - начало лотка трубы; (61)= z-h, м - конец лотка трубы; (62)= z+H, м - начало воды в трубе; (63)= z+H, м - конец воды в трубе; (64)= z+d, м - начало шелыги трубы; (65)= z+d, м - конец шелыги трубы; (66)= z- z, м - глубина заложения трубы. (67)

Для канализационной сети применяют трубы неметаллические: керамические, асбестоцементные, бетонные, железобетонные, пластмассовые.

Металлические трубы - стальные и чугунные применяются ограничено (для устройства напорных водоводов, переходов под дорогами, дюкеров под реками и др.)

         11. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДООТВОДЯЩЕЙ СЕТИ

Целью гидравлического расчета является определение диаметра уклона, наполнения трубопроводов и определение скорости движения сточных вод. Расчет сети должен производится с учетом дополнительных минимальных не заиливающих и максимальных скоростей, т. е расчетная скорость должна лежать в пределах VminVpVmax

Для расчетного наполнения труб при движении сточных вод минимальных не заиливающих скоростей рекомендуется принимать в следующих пределах

Уклоны принимаются с учетом рельефа местности , чтобы обеспечить меньшую глубину заложения сети .

Для внутренней сети минимальный диаметр равен 150 мм imin=0.008

Для уличной сети dmin=200мм imin= 0.007

        
11.1 Определение отметок при высотном проектировании сети

По результатам гидравлического расчета строим продольный профиль главного коллектора.

Расчеты приведены в таблице 13.

Таблица 13. Гидравлический расчёт водоотводящей сети.

(главный коллектор)

Нзал =hпр - 0,3 ≥ 0,7+d = 1,5-0,3 = 1,2 м (Самарская область)

ВЫВОДЫ

В данной работе запроектирована и рассчитана сеть хоз. Бытовой канализации. Она предназначена для отвода стоков по содержанию относящихся к хоз.бытовым и близких к ним. Внутриквартальная сеть запроектирована из чугунных труб диаметром от 150мм. Сеть самотечная. В основном по всей трассе уклон земли является благоприятным для устройства самотечной канализационной сети. Для гашения скоростей стоков на сети предусмотрены перепадные колодцы, согласно СНиП при перепаде до 0,5 м разрешается перепадные колодцы устраивать в смотровых без специального оборудования. В конце сети предусмотрено 2 канализационных станций. Первая насосная станция предусмотрена для предотвращения сильного заглубления коллектора, она перекачивает стоки из пониженного места на возвышенность в самотечную сеть, а вторая для сбора всех городских стоков и подачу их в приемную камеру очистных сооружений с последующей очисткой и обеззараживанием стоков и сбросов их в водоем. Сброс предусмотрен вниз по течению относительно водозабора с соблюдением всех норм и правил.

            СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП РК 4.01-02 -2001 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Алматы.: Комитет по деоам строительства МэиТ РК, 2002.

2. Белан А.Е., Хорунский П.Д. Проектирование и расчет устройств водоснабжения. - Киев, Будивельник, 1981. - 192с.

3. СНиП 2.04.01-85* Внутренний водопровод и канализация зданий. - М.: Стройиздат, 1986. - 55 с.

4. Шевелев Ф.А. Таблицы гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. - М.: Стройиздат, 1973.

5. Абрамов Н.Н., Поспелова М.М., Варапаев В.Н. и др. Расчет водопроводных сетей. - М.: Стройиздат, 1976.

6. Справочник проектировщика. Отопление, водопровод и канализация. Часть 1. Под редакцией И.Г. Староверова. М.: Стройиздат, 2001 -467 [

7. СНиП 2.04.03- 85. Канализация. Госстрой СССР - Наружные сети и сооружения ЦИТП Госстроя СССР, 1986- 72с. М.

8. А.А.Лукиных, А.Н.Лукиных. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей, дюкеров по формуле Н.Н.Павловского. - М. 1975

9. Справочник по специальным работам. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации. /Изд. ред. Перешивкина А.К.- М.: Стройиздат, 1978.

10.Части соединительные чугунные, изготовление литьем в песчаные формы для трубопроводов. ГОСТ 5525-88 - М.: Изд. Стандартов, 1988. - 57с.

11 Справочник Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения. / под редакцией Б.Н. Репина. М.: Высш. Шк., 1995. 431 с. : ил.