Лекція № 1,2 Водопостачання

1. Загальні відомості про водопостачання.

а) Схема водопостачання;

б) Поняття про норми і режими водоспоживання;

в) Джерела водопостачання і водозабірні споруди;

г) Насосні станції.

2. Зовнішні водопровідні мережі.

а) Трасування і глибина закладання водопроводу;

б) Етапи проектування водопровідних мереж;

в) Гідравлічний розрахунок водопровідних мереж.

3. Устрій мереж і споруди на них.

Література „ Городские инженерные сети и колекторы”

Алексеев М.И. и др. Ленинград. Стройиздат. 1990 г. стр. 8-61.

Вода потрібна людині для господарських, санітарно-гігієнічних, виробничих і протипожежних цілей. Для транспортування води до місць її споживання служать мережі водопостачання, а з метою організованого відведення забруднених вод служать каналізаційні мережі.

Водопостачання як наука відноситься до прикладних технічних наук і її завданням є вивчення схем систем водопостачання з метою підвищення економічної ефективності.

Система водопостачання складається із таких елементів: водозабірних споруд, насосних станцій, водонапірних башт, резервуарів чистої води, водопроводів, магістральних і розподільчих мереж.

Системи водопостачання класифікуються за такими ознаками:

1. По роду обслідуваних об’єктів (промислове, міське, сільськогосподарське).

2. По призначенню ( господарське, виробниче для водопостачальних та промислових підприємств, протипожежне водопостачання.

3. По взаємному зв’язку окремих систем водопостачання (сумісні) їх застосовують тоді, коли вимоги до якості води співпадають для всіх водопровідних систем; (роздільні системи) всі елементи систем є самостійними. ( системи) мають спільні елементи (наприклад, спільні водозабори).

4. По роду джерел води (поверхневі, підземні).

1. По числу обслуговуючих об’єктів (місцеві, групові).

2. По способу подачі води – напірні і самотічні.

3. По способу служби (постійні і тимчасові).

4. По розташуванню водопровідних споруд, пристроїв і трубопроводів відносно споживачів. Зовнішні і внутрішні водопроводи.

Системи водопостачання підприємств можуть бути прямотічні і зворотні. Зворотні – це ті системи, коли вода використовується для охолодження обладнання. В останній час системи зворотного водопостачання включають і блок по очищенню цих вод.

а) Схеми водопостачання. Схема залежить від виду і потужності джерела водопостачання від якості води, від планувальної схеми населеного пункту, рельєфу місцевості, роду і кількості абонентів.

Приклади схем.

Забір води із поверхневих джерел

Забір води із підземних джерел.

Охолоджувальна система.

С истема зворотного водопостачання.

1. – джерело води; 2 – водозабірна споруда; 3 – насосна станція першого підйому; 4 – очисні споруди; 5 – резервуари чистої води; 6 – камера переключень; 7 – насосна станція другого прийому; 8 – водоводи; 9 – водонапірні башти; 10 – водопровідна мережа; 11 – подача води в місто; 12 – подача води на промислове підприємство; 13 – охолоджуючий пристрій, наприклад гродирня; 14 – насосна станція оборотного водопостачання; 15 – промислове підприємство; 16 – контур прямоточного водопостачання; 17 – теплообмінник; 18 – замкнутий контур водопостачання; 19 – охолоджуваний пристрій.

б) Норми і режими водопостачання.

Системи водопостачання проектують на основі знаходження втрат води (річні, добові, годинні і секундні).

Розрахункові витрати води на господарчі потреби знаходять на основі питомих норм водоспоживання.

Норми водоспоживання залежать від рівня облаштування населених місць чи промислових підприємств, а також кліматичних умов і пори року.

Степінь облаштування жилої зони	Питомі норми водоспоживання в л/добу (середньодобові за рік)
Користування водою із водозбірних колонок	30 ÷ 50
Будинки мають водопровід і каналізацію, ванни відсутні	125 ÷ 160
Будинки з ванними і місцевими водонагрівачами	160 ÷ 230
Все те ж і централізованим гарячим водопостачанням	230 ÷ 350

Розрахункові добові витрати Q доб. (м³/доб).

Q доб. = q *N / 1000,

де N – чисельність абонентів (жителів).

Є добові витрати води найбільшого і найменшого водоспоживання.

Q ^max_{доб. =} К^max_доб * Q_доб

Q^min_доб. = К^min_доб. * Q_доб

Розрахункові годинні витрати води м³/год знаходять за формулами:

q^max_г = Q ^max_доб / 24

q^min_г = Q^min_доб. / 24

Витрати води на поливку вулиць, площ і зелених насаджень коливаються від 0,3 до 15 літрів на 1 м² поверхні.

Витрати води на виробничі потреби Q _доб. = q * M* n, де

q – норма водоспоживання на одиницю продукції;

M – число одиниць продукції, що випускається за зміну;

n – число змін.

Кількість води на охолодження апаратури визначається за формулою:

Q_год. = Q_т ÷ с (λ₁ * λ₂), де

Q_т - надлишки теплоти, що необхідно відводити водою (МДж/год);

с – теплоємність води( 4,19 МДж/м^3оС);

λ_1, λ₂ – температура води на вході і виході в апарат (^оС).

Витрати води на гасіння пожеж приймається по будівельних нормах (табл. 5).

Мінімальний напір в одноповерховій зоні 10 м в інших зонах.

Н = 4(n-1)+10, де

n – кількість поверхів.

в) Джерела водопостачання і водозабірні споруди.

В якості джерел водопостачання можуть бути підземні (напірні і безнапірні пластові, під руслові, шахтні і інші води) та поверхневі (ріки, озера, ставки, канали і моря). Моря при умові спорудження опріснюючих установок.

Безпосередній забір води проводиться шляхом влаштування водозабору. (Наводяться приклади водозаборів).

Підземні водозабори.

а) трубчатий (свердловина).

1. оголовок.

2. лаз.

3. об садна колона.

4. експлуатаційна колона.

5. водопідйомна труба.

6. насос.

7. вемоктуючі отвори.

8. занурений електродвигун.

9. верхня частина фільтра.

10. відстійна частина фільтра.

11. водоупори.

12. водоносний горизонт.

13. робоча частина фільтра.

14. сальник.

15. рівень води в колоні.

16. динамічний рівень води.

17. крива депресії.

18. статичний рівень води.

19. напірний водовід.

20. патрубок для відбору вод.

21. манометр.

22. електрощит.

б) Променевий водозабір

1. з бірний колодязь

2. засувка

3. водозабірні промені

ż_о – рівень ґрунту променем;

m – висота водоносного шару.

І нфільтраційні водозабори. (План)

1. колодязі для спостережень.

2. збірний колодязь.

3. лінії забору води.

4. всмоктуючи лінія.

5. насосна станція.

6. напірний водовод.

Поверхневий водозабір.

1. насос.

2. всмоктуючи лінія.

3. отвори з решітками.

4. береговий колодязь.

5. сітка.

6. нагнітаюча лінія.

7. насосна станція.

Насосні станції служать для підвищення тиску води з метою її транспортування.

Насосні станції першого і другого підйому.

По розташуванню відносно поверхні землі: заглиблені, напівзаглиблені і наземні.

Висота всмоктування:

Н_вс = Р_атм/p_д - Р_пар/p_д – V²_н/2q – hw, де

Н_вс – різниця позначок осі робочого колеса насоса і поверхні води, м;

Р_{атм –} атмосферний тиск в Па;

Р_{пар –} допустимий тиск в площині всмоктування при якому відсутня кавітація, Па;

V²_{н –} швидкість води на вході у насос в н/с;

p – щільність рідини, кг/м³

q – прискорення сили тяжіння м/с² – 9,8

hw – втрати тиску у вспомагаючому

Лекція № 3, 4