С/х водоснабжение

2. Определение среднесуточного, максимального, годового среднесекундного водопотребления.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды Q_{сут.макс} в м³/сут. каждой категорией потребителей следует определять по формуле:

; (1.1)

где N-расчетное количество водопотребителей; q- норма водопотребления на одного потребления (среднесуточная за год) в л/сутки.

Расчетный расход в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления Q_{сут.макс} и Q_{сут.мин} в м³/сут определяется по формулам

Q_{сут.макс} = К_{сут.макс} · Q_сут.ср.; (1.2)

Q_{сут.мин} = К_{сут.мин} · Q_сут.ср.; (1.3)

где К_{сут.макс} и К_{сут.мин} – соответственно максимальный и минимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления; Q_сут.ср - расчетная (средняя за год) суточная водопотребность в м³/сут.

Коэффициенты суточной неравномерности К_{сут.макс}^к=1,2-1,3; К_{сут.макс}^ж=1,3; К_{сут.макс}^п = 1,1.

Для полива зеленых насаждений коэффициент суточной неравномерности можно принять К = 1,0 - 1,1.

Все расчеты по определению суточных расходов представлены в таблице 1.1.

Для расчета водозаборных сооружений, насосной станции первого подъема и водоводов необходимо знать секундный средний расход q_c.ср. в л/с в сутки наибольшего водопотребления Величина его определяется по формуле.

л/с (1.4)

где Q_{сут.макс} - расчетный расход в сутки наибольшего водопотребления (обозначаемый ниже, как суточный максимальный расход) в м³/сут.; Т- число часов работы сооружений в сутки Т = 24 ч; 3.6 - перевод м³/ч в л/с.

Суточный расход воды коммунальными предприятиями (расходы, которые включены в норму водопотребления на одного жителя) определяется следующим образом.

Суточный расход в бане Q_бн в м³/сут.

Q_бн = (1.5)

Суточный расход воды в прачечной Q_пр. в м³/сут.

Q_пр = (1.6)

Суточный расход воды в больнице Q_бол в м³/сут

Q_бол = (1.7)

В формулах 1.5-1.7 символы обозначают: N_k -расчетное количество людей, пользующихся водоразборными колонками (по заданию); N -общее расчетное количество населения в населенном пункте (по заданию); N_бол -количество коек в больнице (по заданию); Р', Р" -соответственно, процент жителей пользующихся баней и прачечной (по заданию); q , q , q -соответственно, нормы расхода воды на одну помывку одним человеком (q =180 л.) на стирку 1кг сухого белья (q =75 л), на одного больного в сутки (q =250 л, (приложение 3); п', п" -соответственно, количество помывок в году одним, человеком (n' = 40), норма сухого белья в кг за одного человека в год (п" =100 кг); Т-количество дней в году бани и прачечной (Т = 200 дней).

Годовая потребность населенного пункта Q_г, (м³ /год) определяется по формуле:

Q_г = (1.8)

где Q и Q - соответственно, расчетная (средняя за год) суточная водопотребность коммунального сектора и животноводческого комплекса м³/сут; t₁-число дней в году (принять t₁= 365 дней); Q - средняя суточная водопотребность промышленного предприятия в м³ /сут; t₂ - число рабочих дней в году промышленного предприятия (принять t₁ = 261 день); Q -средняя суточная водопотребность на полив зеленых насаждений в м³/сут; tз- количество поливных дней в году (из расчета, что, полив производится, пять месяцев в году, в месяце округленно принять 30 дней, tз =150 дней).

Для определения максимального секундного расхода воды поселка необходимо сначала найти ординаты суммарного часового графика водопотребления. Распределение суточных максимальных расходов воды по часам суток (в %) принимается в зависимости от коэффициентов часовой неравномерности. Коэффициент часовой неравномерности принимается по приложению 6.

Для коммунального сектора коэффициент часовой неравномерности водопотребления рекомендуется определить только по максимальному значению

К_ч.мах=_мах· _мах; (1.9)

где: _маx - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий, принимается _маx =1,2-1,4; β_мах - коэффициент, учитывающий количество жителей, в населенном пункте, принимают по приложению 5.

Для населения, пользующегося водоразборными колодцами (табл. 1.1. - 4400 чел) согласно приложению 5

К_ч.макс.= 1,4 · 1,5 = 2,1

Для населения, проживающего в благоустроенных домах (табл.1.1. - 4500 чел.)

К_ч.макс = 1,4 · 1,5 = 2,1

Среднее значение К_ч.макс =

Окончательно можно принять К_ч.макс = 2,1

По величине К_ч.макс = 2,1 подбирается типовой график распределения воды по часам суток в коммунальном секторе (см. приложение 6).

Распределение расходов воды по часам суток в коммунальном секторе определяется в зависимости от величины коэффициента часовой неравномерности водопотребления К_ч.

Предприятие работает в две смены с 7 до 23 часов. Вода на технологические нужды расходуется равномерно по 6.25 % в час от расчетного суточного расхода воды предприятия.

3. Типы водопроводных сетей. Основные требования, предъявляемые к водопроводным сетям.

Водопроводная сеть является одним из основных элементов системы водоснабжения и неразрывно свяаана в работе с водоводами, насосными станциями, подающими воду в сеть, а также с регулирующими емкостями (резервуарами и башнями).

Водопроводная сеть должна удовлетворять следующим основным требованиям:

а)         обеспечивать подачу заданных количеств воды к местам ее по

требления под требуемым напором;

б)         обладать достаточной степенью надежности и бесперебойности

снабжения водой потребителей.

Кроме того, выполняя поставленные требования, сеть должна быть запроектирована наиболее экономично, т. е. обеспечивать наименьшую величину приведенных затрат на строительство и эксплуатацию как самой сети, так и неразрывно связанных с ней в работе других сооружений системы.

Выполнение этих требований достигается правильным выбором конфигурации сети и материала труб, а также правильным определением диаметров труб с технической  и экономической   точки   зрения.

Первой задачей, которую решают при проектировании сети, является ее трассировка, т. е. придание ей определенной геометрической формы в плане.

Расположение линий водопроводной сети зависит:

1)  от характера планировки снабжаемого водой объекта,    размещения отдельных потребителей  воды, расположения проездов,  формы и  размеров  жилых  кварталов,  цехов,  зеленых  насаждений  и  т.  д.;

2)  от наличия естественных и искусственных препятствий для прокладки труб  (рек, каналов, оврагов, железнодорожных путей и т. п.);

3)         от рельефа местности.

В практике водоснабжения используют два основных вида сетей: разветвленные, или тупиковые (Ш.1), и кольцевые (III.2). Последние представляют собой систему смежных замкнутых контуров или колец.

Подача воды в заданных количествах в любую точку территории объекта водоснабжения может быть осуществлена как по разветвленной, так и по кольцевой сети. Однако в отношении надежности и обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям эти типы сетей далеко не равноценны. Авария и выключение на ремонт любого участка разветвленной сети ведут к прекращению подачи воды всем потребителям, расположенным ниже места аварии по направлению движения воды В кольцевой сети при аварии, (и выключении) любого ее участка вода" может быть подана в обход по параллельно расположенным линиям При этом нарушается снабжение водой только тех потребителей, которые присоединены к выключенному участку.

Кольцевая форма сети в известной мере парализует действие гидравлических ударов, которые иногда возникают в водопроводных сетях.

В то же время общая протяженность кольцевой сети всегда больше, чем разветвленной (для того же объекта), и поэтому строительная стоимость кольцевой сети выше.

Для большинства объектов водоснабжения — как городов, так и промышленных предприятий — в соответствии с их требованиями к надежности систем подачи воды устраивают кольцевые сети.

Разветвленные сети могут быть допущены в отдельных случаях в небольших поселковых водопроводах и водопроводах сельских местностей (использующих пожарные водоемы на территории поселка) и для снабжения водой тех производственных потребителей, которые допускают перерывы в снабжении водой.

Кроме того, разветвленные сети часто используют в крупных районных водопроводах, снабжающих ряд объектов, отстоящих друг от друга на значительные расстояния. В таких системах надежность водоснабжения обеспечивается наличием местных резервуаров достаточной емкости.

Более экономично требуемая надежность таких систем может быть обеспечена не устройством кольцевой сети, а созданием достаточных резервных емкостей у отдельных потребителей.

В городских водопроводах для подачи воды к домовым ответвлениям  водопроводные линии приходится  прокладывать  почти  по  каждому проезду и по каждой улице, поэтому сеть в целом принимает форму смежных замкнутых контуров (колец), определяемую в основном планировкой города. При этом в отношении транспортирования воды не все линии сети равноценны. В любой кольцевой сети можно наметить основные направления движения воды, определяемые формой территории объекта, а также местами расположения точек питания (точек присоединения к сети водоводов и водонапорных башен) и крупнейших потребителей воды.

Из общей массы линий, составляющих водопроводную сеть, обычно выделяется система так называемых магистральных линий, основной задачей которых является транспортирование воды транзитом в более удаленные районы снабжаемой территории. Магистрали выбираются из числа линий, идущих в направлении движения основных масс воды (сплошные линии на III.2).

При трассировке магистралей стремятся к тому, чтобы подача воды в отдельные районы города и к отдельным крупным потребителям происходила кратчайшим путем.

Система основных транзитных магистралей соединяется рядом поперечных соединительных линий (перемычек) также магистрального значения, служащих для выравнивания загрузки основных продольных магистралей и обеспечения надежности работы системы. В случае аварии на одной из магистральных линий кольцевой сети вода по соединительным ветвям поступает в другую параллельную магистраль.

Остальные линии, присоединенные к магистральной  сети и  получающие воду из нее  (пунктирные    линии на    Ш.2),    составляют так  называемую  распределительную  сеть.  Основная  задача  этой    сети — непосредственная подача воды к отдельным домовым ответвлениям,-а также подвод воды к пожарным гидрантам во время пожара.

Рассчитывают обычно лишь сеть магистральных линий. Что касается линий распределительной сети, то их диаметры принимают в зависимости от размеров пожарного расхода. Магистральные линии наряду с транспортированием воды в удаленные-районы снабжают ею также и непосредственно примыкающие к ним кварталы.

Что касается наружных сетей производственных водопроводов, то обычно нет оснований делить их на магистральные и распределительные,  и вся запроектированная  сеть полностью  подвергается    расчету.

Известное влияние на выбор трассы магистралей оказывает рельеф местности. Магистральные линии по возможности следует прокладывать по наиболее возвышенным точкам территории. При этих условиях наличие достаточных свободных напоров в магистральной сети обеспечивает создание достаточных напоров и в распределительной (нерассчитываемой) сети, питающейся от магистральной и располагаемой на более низких отметках. Такая прокладка магистралей обеспечивает также относительно меньшее давление в трубах больших диаметров.

Места расположения регулирующих емкостей (определяемые в зависимости от рельефа местности) также оказывают влияние на выбор трассы магистральной сети.

        

        Рис. 1. Схема кольцевой водопроводной сети.

        

        Рис. 2. Схема разветвленной (тупиковой) водопроводной сети.