Водоснабжение поселка Расцвет
Ростовский
государственный строительный университет
Институт
инженерно - экологических систем
Кафедра
водоснабжения и водоотведения
Пояснительная
записка курсового проекта
Водоснабжение
поселка Расцвет
Выполнил
студент ИЭС, 3 курса,
группы: ВВ-399
Медведева Мария Владимировна
Руководитель проекта:
Щуцкая Елена Евгеньевна
К защите: 19.11.14
Содержание
Исходные
данные
.
Расчёт водопотребления
.1
Расчётные расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды в жилых и общественных
зданиях
.2
Расчётный расход воды на полив улиц, проездов и зелёных насаждений
.3
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих промышленных предприятий
.4
Расход воды на душевые кабинки
.5
Расход воды на технологические нужды
.6
Расход воды на местную промышленность
.7
Расход воды на наружное пожаротушение
.
Определение ёмкости водонапорной башни и резервуара
.
Определение регулирующей ёмкости резервуара чистой воды
.
Проектирование общей схемы водоснабжения
.
Гидравлический расчёт водонапорной сети
.
Конструирование водопроводной сети
Литература
Исходные данные
|
1
|
плотность
населения
|
1
район
|
170
|
чел/га
|
|
|
2
район
|
270
|
чел/га
|
|
2
|
норма
суточного водопотребления
|
1
район
|
260
|
л/сут
|
|
|
2
район
|
250
|
л/сут
|
|
3
|
этажность
застройки
|
1
район
|
3
|
эт
|
|
|
2
район
|
4
|
эт
|
|
4
|
глубина
промерзания
|
1,6
|
м
|
|
5
|
предприятие
|
1
смена
|
2000
|
|
|
|
2
смена
|
2000
|
|
|
|
3смена
|
2000
|
|
|
6
|
количество
человек на одну душ сетку
|
18
|
чел
|
|
7
|
расход
на технологические цели
|
186
|
м^3/ч
|
|
8
|
количество
рабочих в горячих цехах
|
1600
|
чел
|
|
9
|
количество
рабочих принимающих душ в %
|
45
|
%
|
|
10
|
секундный
расчет воды для тушения пожара на пром предприятии
|
30
|
л/с
|
|
11
|
объем
здания пром предприятия
|
12
|
тыс
м^3
|
|
12
|
гарантированный
свободный напор на территории пром предприятия
|
24
|
м
вод ст
|
|
13
|
поливаемая
площадь улиц в %
|
23
|
%
|
|
14
|
площадь
|
1
район
|
56,84
|
га
|
|
|
2
район
|
51,65
|
га
|
водопровод сеть башня резервуар
1. Расчёт водопотребления
Расчёт хозяйственно-питьевого, производственного
и противопожарного водопотребления города необходим для определения расчётных
расходов - суточного, часового и секундного.
В соответствии со СНиП [3] расчётная
производительность проектируемого водопровода должна быть достаточной для
обеспечения:
а) расхода воды на хозяйственно - питьевые нужды
в жилых зданиях;
б) расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды в
общественных зданиях;
в) расхода воды на поливку и мойку городской
территории (улиц, зелёных насаждений);
г) расхода воды на поливку садов и огородов;
д) хозяйственно - питьевого водоснабжения на
промпредприятиях;
е) расхода воды на производственные нужды;
ж) прочих расходов (местная промышленность,
собственные нужды водопровода).
.1 Расчётные расходы воды на
хозяйственно-питьевые нужды в жилых и общественных зданиях
Расчётные расходы воды на хозяйственно -
питьевые нужды в жилых и общественных зданиях принимаются по принятым нормам
водопотребления и расчётному количеству жителей.
Расчётное количество жителей определяем по
формуле (1) с учётом перспективного развития города:
(1)
Где 
-
расчётное количество жителей, чел;
- площадь
населённого пункта, га;- плотность населения, чел/га (принимаем по заданию).
, 
=
170 чел/га
= 51,65 га, 
=
270 чел/га
= 
*
170 = 9690 чел.
= 51,65 * 270 =
14040 чел.
Общие средние суточные расходы воды на
хозяйственно - питьевые нужды определяются по формуле (2):
, м3/сут
(2)
Где 
-
средний расчётный расход воды на 1 жителя;
- расчётное число
жителей.
= 260 л/сут. на
человека
= 250 л/сут. на
человека
Наибольший расчётный суточный расход воды для 1
и 2 районов определяется по формуле (3):
(3)
Где 
=
1,3; 
=
1,3
= 1,3* 
=
3275,22
= 1,3 * 
=
4563
Наименьшей расчётный суточный расход воды для 1
и 2 районов определяется по формуле (4):
(4)
Где 
=
0,9 ;
= 0,9 .
= *0,7
= 2267,46
= *
0,9 = 3159
Наибольшие и наименьшие расчётные часовые
расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления на хозяйственно
- питьевые нужды населения определяются по формулам (5) и (6):
, 
(5)
= 
,
(6)
Где 
,
-
коэффициенты неравномерности часового водопотребления в течение суток.
Их значения определяются по формулам (7) и (8)
= 
(7)
= 
(8)
Где 
-
коэффициент, учитывающий благоустройство зданий, режим работы и другие местные
условия;
- коэффициент,
учитывающий количество жителей в населённом пункте.
Принимается по СНиП [3], таблица 2.
1,4*1,13 = 1,582
= 1,4*1,25 = 1,75
= 0,3*0,4 = 0,12
0,3*0,45 = 0,135
= 
=
248,37
= 
=
332,72
= 
=
11,33
= 
=
17,76
.2 Расчётный расход воды на полив улиц, проездов
и зелёных насаждений
Расход воды на полив улиц, проездов и зелёных
насаждений определяется с учётом типа покрытия, типа насаждения, климатических
условий и других местных условий по СНиП [3].
Расход воды, предназначенный для полива
находится по формуле:
= 
,
(9)
Где 
-
поливная площадь, га
= 
(10)
Где 
-
площадь 1 и 2 районов населённого пункта, га;
= 108,49*0,23 =
24,96 га
- удельный расход
на полив, принимаемый по СНиП[3], =
0,45 л/
.
= 
=
99,84
на 2 района =
99,84/2 = 49,92
За 4 часа 49,92/4 = 12,48 .
.3 Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды
рабочих промышленных предприятий
Расход воды на хозяйственно - питьевые нужды
рабочих промышленных предприятий определяется по формуле (11):
= 
,
(
11)
Где 
-
норма расхода воды на 1 человека, принимается по СНиП[3] для
Холодных цехов - 25 л/чел; для горячих цехов- 45
л/чел;
- количество
работающих соответственно в холодных и горячих цехах.
Чел.
= 
*3
= 72 
= 
*3
= 10
.4 Расход воды на душевые кабинки
Расход воды на одну душевую сетку по СНиП[3]
принимаем 500 л в течение 45 мин. После окончания смены.
Расход воды на душевую кабину определяется по
формуле (12):
= (0,375*
)/а,
(12)
Где =
2000*0,45 = 900 чел.
а = 15чел.
= 18,75
.5 Расход воды на технологические нужды
Расход воды на технологические нужды
определяется по формуле (13):
= 0,15*(+)=0,15*(3275,22+4563)=
=1175,733.
(13)
Определение максимального часового расхода.
Графа 2 и 5 показывают распределение расходов
воды на хозяйственно- питьевые нужды населения по часам суток в % от суточного
расхода. Данные для заполнения этих граф принимаются из таблицы 8[2].По данным
графы 16 таблицы 1 строим ступенчатый график водопотребления. Проектирование
режима подачи воды насосами сводится к построению ступенчатого графика их
работы.
1.7 Расход воды на наружное пожаротушение
Таблица 2
|
Место
тушения пожара
|
Объем
промышленного здания, тыс. M^3
|
кол-во
жителей
|
категория
пожароопасности
|
Степень
огнестойкости
|
Расчетное
кол-во пожаров
|
Расход,
л/с
|
расчетный
расход воды, л/с
|
|
|
|
|
|
|
один
|
всего
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
1
район
|
|
9690
|
|
|
1
|
15
|
15
|
45
|
|
2
район
|
|
14040
|
|
|
2
|
15
|
30
|
|
|
12
|
|
в
|
3
|
1
|
20
|
20
|
65
|
2. Определение ёмкости водонапорной башни и
резервуара
Все вычисления по определению ёмкости бака
сводим в таблицу 3.
Таблица3
|
Часы
Суток
|
водопотребление
в % от сут.
|
Подача
воды насосами %
|
Поступление
воды в бак %
|
Расход
воды из бака %
|
Остаток
воды в баке %
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
0-1
|
2,151514
|
2,5
|
0,348486
|
|
4,598126
|
|
1-2
|
2,073341
|
2,5
|
0,426659
|
|
5,024785
|
|
2-3
|
1,92002
|
2,5
|
0,57998
|
|
5,60476
|
|
3-4
|
2,014086
|
2,5
|
0,485914
|
|
6,090679
|
|
4-5
|
3,012691
|
4,5
|
0,487309
|
|
7,577988
|
|
5-6
|
3,95746
|
4,5
|
0,54254
|
|
8,120528
|
|
6-7
|
4,401359
|
4,5
|
0,098641
|
|
8,219169
|
|
7-8
|
4,860214
|
4,5
|
|
0,360214
|
7,858955
|
|
8-9
|
4,874744
|
4,5
|
|
0,374744
|
7,484211
|
|
9-10
|
4,512083
|
4,5
|
|
0,012083
|
7,472128
|
|
10-11
|
4,894683
|
4,5
|
|
0,394683
|
7,077445
|
|
11-12
|
5,88557
|
4,5
|
|
1,38557
|
5,691875
|
|
12-13
|
6,287545
|
4,5
|
|
1,787545
|
3,09433
|
|
13-14
|
5,633409
|
4,5
|
|
1,133409
|
2,770921
|
|
14-15
|
4,5
|
|
0,44472
|
2,326201
|
|
15-16
|
4,6323
|
4,5
|
|
0,1323
|
2,193901
|
|
16-17
|
4,42799
|
4,5
|
0,07201
|
|
2,265911
|
|
17-18
|
4,796572
|
4,5
|
|
0,296572
|
1,969339
|
|
18-19
|
5,48725
|
4,5
|
|
0,98725
|
0,982089
|
|
19-20
|
5,08273
|
4,5
|
|
0,58273
|
0,399359
|
|
20-21
|
4,89929
|
4,5
|
|
0,39929
|
0
|
|
21-22
|
3,62653
|
4,5
|
0,87347
|
|
0,87347
|
|
22-23
|
3,08823
|
4,5
|
1,41177
|
|
2,28524
|
|
23-24
|
2,5356
|
4,5
|
1,9644
|
|
4,24964
|
Баки водонапорных башен должны содержать кроме
регулирующего объёма неприкосновенный пожарный запас воды, рассчитанный на
10-минутную продолжительность тушения одного внутреннего и одного наружного
пожаров при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды т.е.
(14)
Где 
=
=
=
71,7262
;
(15)
= 
=
=
166,445
(16)
Следовательно 
166,445=
238,171316
.
Где 
-
регулирующий объём бака, ;
- противопожарный
запас, ;
- максимальный хозяйственный
и производственный расход (без учёта расхода на полив, душ) л/с;
- расход воды на
тушение одного наружного пожара, л/с;
- расход воды на
тушение одного внутреннего пожара, л/с;
-продолжительность пожара, мин.
Запас воды на собственные нужды определяются с
учётом типа и площадки фильтров, типа водозаборных сооружений и других
факторов.
(17)
3. Определение регулирующей ёмкости резервуара
чистой воды
Таблица 4
|
часы
суток
|
%
от О.С.
|
Подача
в % Н.С. 2 подъема
|
Поступление
воды в резервуар
|
Расход
воды
|
Остаток
воды в баке
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
0-1
|
4,17
|
2,5
|
1,67
|
|
1,67
|
|
1-2
|
4,17
|
2,5
|
1,67
|
|
3,33
|
|
2-3
|
4,17
|
2,5
|
1,67
|
|
5
|
|
3-4
|
4,17
|
2,5
|
1,67
|
|
6,67
|
|
4-5
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
6,34
|
|
5-6
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
6
|
|
6-7
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
5,67
|
|
7-8
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
5,34
|
|
8-9
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
5
|
|
9-10
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
4,67
|
|
10-11
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
4,34
|
|
11-12
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
4
|
|
12-13
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
3,67
|
|
13-14
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
3,34
|
|
14-15
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
3
|
|
15-16
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
2,67
|
|
16-17
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
2,34
|
|
17-18
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
2
|
|
18-19
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
1,67
|
|
19-20
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
1,34
|
|
20-21
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
1
|
|
21-22
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
0,67
|
|
22-23
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
0,34
|
|
23-24
|
4,17
|
4,5
|
|
0,33
|
0
|
Ёмкость резервуара чистой воды определяется по
формуле:
м3 (18)
=58,208+2998,809+43,633=3100,65
м3
Где 
-
запас воды на собственные нужды водопровода- 5% от суммарного суточного
расхода.
= 43,633 м3
- регулирующий
объём резервуара.
- противопожарный
запас воды в резервуаре.
м3
м3
Где 
-
секундное количество воды для одновременного пожара.
- наибольшее
количество воды, потребленное за 3 смежных часа для хозяйственных и
производственных нужд.
= 2471,4341м3/ч
- пополнение
резервуара во время пожара.
Так как 
-
принимаем для сети контактный резервуар.
4. Проектирование общей схемы водоснабжения
Расчётное количество воды должно быть подано
потребителю по внутренней водопроводной сети до самой высокой и наиболее
отдалённой водоразборной точки и изливаться под напором. Для этого создаётся
напор в наружной сети, называемый свободным напором.
Минимальные свободные напоры в трубах наружной
водопроводной сети хозяйственно-питьевого водопровода города или посёлка
принимаются в зависимости от этажности зданий[1].
В системах производственного водоснабжения
минимальные свободны напоры технологическими требованиями данного производства,
составили 20 м.
Необходимый свободный напор вычисляем по
формуле:
(19)
Где 
-
высота расположения самого высокого (расчетного) водозаборного прибора над
поверхностью земли, м.
- сумма потерь
напора на пути движения воды от точки подключения к магистральной сети до
расчетного водозаборного прибора.
- напор, который
необходимо обеспечить у водозаборного прибора.
Минимальный свободный напор в сети хозяйственно
- питьевого водопровода должна быть не менее 10м над поверхностью земли в месте
ввода в здании при одноэтажной застройки и не менее чем на 4м. На каждом
последующем этаже. При многоэтажной застройке свободный напор по этому условию
может быть определен по формуле:
(20)
Где n - количество этажей в зданиях.
Напор в сети хозяйственно-питьевого водопровода
у потребителя не должен превышать 60 м.
5. Гидравлический расчёт водонапорной сети
Гидравлический расчет водопроводной сети сводится
в основном к определению характера распределения потоков воды по магистральным
линиям сети и соответствующих потерь напора для них при экономически
наивыгоднейшим диаметрам труб.
Водопроводная рассчитывается на следующих
режимах работы:
А) максимальный хозяйственно-питьевой расход.
Б) максимальный хозяйственно-питьевой расход и
расход на пожар.
Гидравлический расчет ведется в следующей
последовательности:
Составляем исходную расчетную схему сети, на
которой указываем длины расчетных участков сети, сосредоточенные расходы
определенных потребителей, номера узлов, колец и общих расходов подаваемых в
сеть.
л/с (21) 
Определяем удельные путевые и узловые расходы.
Удельный расход определяется по формуле:
(22)
Где 
-
общий расчетный расход, л/с.
- сумма
сосредоточенных расходов.
- общая длина
участка линии, м.
Путевые расходы определяются по формуле:
(23)
Узловые расходы определяются по формуле:
(24)
Результаты расчета сводим в таблицу 5:
Таблица 5
Расчёт путевых и узловых расходов сети
|
Участок
|
L,
м
|
Расход
|
|
|
qуд,л/с*м
|
qпут
л/с
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Р.З.В.-1
|
480
|
0,03488779
|
16,74624
|
|
1-2
|
630
|
|
21,97944
|
|
2-3
|
620
|
|
21,63056
|
|
3-6
|
790
|
|
27,56152
|
|
2-5
|
780
|
|
27,21264
|
|
4-5
|
780
|
|
27,21264
|
|
1-4
|
650
|
|
22,6772
|
|
5-6
|
640
|
|
22,32832
|
|
|
5370
|
|
187,3486
|
Таблица 6
Определение узловых расходов
|
№
|
номера
участков прилегающих к узлу
|
сумма
путевых расходов л/с
|
узловой
расход л/c
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1
|
РЧВ-1,1-2,1-4
|
65,94
|
32,96916
|
|
2
|
1-2,2-3,2-5
|
70,82
|
35,41132
|
|
3
|
2-3,3-6
|
49,19
|
24,59604
|
|
4
|
1-4,4-5
|
49,89
|
24,94492
|
|
5
|
2-5,4-5,5-6
|
72,22
|
36,10908
|
|
6
|
3-6,5-6
|
49,89
|
24,94492
|
|
РЧВ
|
РЧВ-1
|
16,75
|
|
|
|
|
187,3486
|
После подготовки водопроводной сети к расчёту и получению
величин узловых расходов намечаем желательное распределение потоков
воды(вероятное) по всем линиям сети. Распределение удобно начинать с наиболее
удалённых от мест питания узловых точек.
По намеченным приближённым расходам каждого
участка подбираем диаметры сети по таблицам [4] с учётом экономической скорости
Водопроводные сети проектируются из стальных
водопроводных труб.
Определяем потери напора сети по формуле:
= 1,05/ 1,1 * 
*
l, м. (25)
где - потери напора на
1000 м;- длина участка, м.
Определяем величину невязки в отдельных кольцах.
Ʃh = 
(26)
При вычислении считаем
потери напора для расходов, направленных по ходу часовой стрелки, положительным
(со знаком "+"), а для расходов, направленных против часовой стрелки
- отрицательным (со знаком " - ").
6. Конструирование водопроводной сети
Под конструированием водопроводной сети
подразумевается выбор материала и сортамента труб, фасонных частей, арматуры и
сооружений на сети. В основном водопроводная сеть запроектирована из стальных
водопроводных труб, часть её же - запроектирована из полиэтиленовых труб
(внутриквартальная).
Стальные трубы применялись так же для переходов
под железными дорогами, а также автомобильными дорогами, через водные преграды
и овраги, в местах пересечения водопроводной линии с сетями канализации.
Глубину заложения труб, считая от их низа,
принимаем согласно п. 8.42 [1] на 0,5 м ниже глубины промерзания грунта, равную
2,3 м, следовательно:
(27)
Сеть города и промышленного предприятия
оборудуем запорной арматурой, а также регулирующей, водозаборной и
предохранительной.
Длину ремонтных участков при прокладке водоводов
в одну линию не более 3 км. При прокладке водоводов в две линии, при отсутствии
переключений принимаем не более 5 км.
Водопроводные колонки размещаем из условия
радиуса действия каждой не более 100 м.
Литература
1.
Сомов М.А. "Водопроводные системы и сооружения"
.
Абрамов Н.Н "Расчёт водопроводных сетей"
.
Свод правил: "Водоснабжение, наружные сети и сооружения". СП 31.
13330.2012
.
Ф.А. Шевелёв "Таблицы для гидравлического расчёта стальных,
железобетонных, чугунных, асбестоцементных и пластмассовых водопроводных труб.
Изд. 4-е переработанное. Москва - 1970
.
Справочник проектировщика "Водоснабжение населённых мест и промышленных
предприятий"
.
Методические указания к курсовому проекту №113 по водоснабжению (Водопроводная
сеть). - Ростов-на-Дону: Рост. гос. строит. ун-т. 2013-20