2.7. Гидравлический расчет производственно-бытовой водоотводящей сети

Для обеспечения бесперебойной работы водоотводящей сети производится ее гидравлический расчет, который сводится к выбору диаметра и уклона трубопровода, способных обеспечить пропуск расчетного расхода при соблюдении самоочищающей или большей скорости и наполнении не более регламентированного нормами [1]. Расчет ведется в табличной форме (таблица 2.8) параллельно с построением профилей коллекторов.

При производстве гидравлического расчета необходимо соблюдать следующие условия [6]:

- принцип наращивания скоростей по длине коллектора;

- возможность самотечного присоединения боковых линий;

- обеспечение наименьшей глубины заложения сети;

- обеспечение возможности расположения коллекторов на нормативно допустимых расстояниях от других коллекторов;

- отсутствие подпора в сети.

Таблица 2.8 заполняется следующим образом. Заполнение граф 1, 2, 10 и 11 производятся согласно генплана с учетом трассировки водоотводящей сети. В графу 3 заносятся результаты вычисления расчетных расходов из таблицы 2.6 графы 15. Графы 4, 5, 6, 7 заполняются по данным таблиц [12, 13] с учетом требований СНиП [1] для гидравлического расчета водоотводящей сети.

Гидравлический расчет производственно-бытовой водоотводящей сети ведется по поверхности воды.

На начальных участках сети при малых расходах (менее 10-12 л/с) в трубопроводах минимального диаметра (d = 200 мм) могут не обеспечиваться регламентированные минимальные скорости V = 0,7 м/с и наполнения h/d > 0,5. В этом случае участок считают «безрасчетным» и диаметр трубопровода принимают равным минимальному (d=200мм), а уклон – равным уклону поверхности земли, но не менее i_min= 0.005 [6].Параметры работы трубопровода не принимают во внимание.

Таблица 2.8 - Ведомость гидравлического расчета водоотводящей сети

№ участка	Длина участка, l, м		Расчетный расход, qрасч, л/с		Диаметр, d, мм		Уклон, i		Скорость, V, м/с		Наполнение
											h/d		h, м
1	2		3		4		5		6		7		8
Продолжение таблицы 2.8
Падение уклона Нк = i ∙ l, м		Отметки по расчетным участкам, м
		поверхности земли				поверхности воды				дна трубы
		в начале		в конце		в начале		в конце		в начале		в конце
9		10		11		12		13		14		15

Продолжение таблицы 2.8

Глубина заложения, м
в начале	в конце
16	17

Уклон земли i определяется по формуле

, (2.19)

где z₁ и z₂ - отметки земли на точках 1 и 2, м;

l_1-2 - длина участка 1-2, м.

Для «безрасчетного» участка графы 6, 7, 8, 12 и 13 обычно не заполняются, но с целью получения реального положения работы участка водоотводящей сети желательно заполнить эти графы 6, 7, 8, 12, 13 независимо от того, что они «безрасчетные» и дальнейшие расчеты производить исходя из них.

Отметка лотка трубы в диктующей точке z₄ определяется по формуле

z₄ = z₁ – H₁, (2.20)

где H₁ - падение уклона земли на участке 1-2, м.

Высота наполнения труб h, м условно принимается равным размеру по вертикали.

Отметка поверхности воды z₅, м в диктующей точке 1 определяется по формуле

z₅ = z₄ + h_1-2, (2.21)

где h_1-2 - высота наполнения трубы на участке 1-2, м;

z₄ - отметка лотка трубы в точке 1, м;

Отметка лотка трубы z₆, м в конце расчетного участка 1-2 определяется по формуле

, (2.22)

где - падение уклона земли на участке 1-2, м.

Отметка поверхности воды z₇, м в точке 2 определяется по формуле

z₇ = z₆ + h_1-2 (2.23)

Рисунок 2.4 - Расчетная схема для гидравлического расчета участков коллектора водоотводящей сети

Отметка поверхности воды z₈, м в точке 3 определяется по формуле

, (2.24)

где - падение уклона земли на участке 2-3, м.

Отметка лотка трубы z₉, м в конце расчетного участка 2-3 определяется по формуле

, (2.25)

где - высота наполнения трубы на участке 2-3, м.

При переходе от «безрасчетного» участка к «безрасчетному» отметка лотка трубы в начале последующего участка принимается равной отметке лотка трубы в конце предыдущего участка. При переходе от «безрасчетного»

участка к «расчетному» отметка поверхности воды в начале последующего участка z₇, м, принимается равной

В том случае, если к коллектору присоединяются боковые ветки, вначале производят их расчет, а затем сравнивают отметки лотка трубы и боковой ветки коллектора. Отметка лотка трубы боковой ветки коллектора должны быть выше отметок лотка главного коллектора, а отметки поверхности воды боковых веток коллектора чтобы также были выше отметок поверхности воды на главном коллекторе. Допускается, чтобы отметки воды на главном коллекторе и боковой ветки коллектора были на одном уровне, но не желательно. Это самый худший случай.

Во избежании засорения трубопроводов необходимо стремиться к тому, чтобы величина скорости была не менее минимальной для данного диаметра труб [6] и либо оставалась неизменной, либо увеличивалась от участка к участку. При скоростях более 1,5 м/с допускается снижение скорости на последующих участках на 15-20%.

При гидравлическом расчете водоотводящей сети для подбора диаметров, скоростей и наполнений руководствуются требованиями СНиП [1] (см. Приложение А, таблица А.8).

Скорости в боковых коллекторах не должны превышать скорости на главном коллекторе, т.е. V_гл.кол > V_{бок.веток}.

Если по ходу движения жидкости глубина наполнения в трубопроводе уменьшается (увеличение уклона или диаметра трубы при увеличении расхода) во избежании создания подпора жидкости выравнивание производится по лотку трубы.