4.8.2 Определение действующих пьезометрических отметок и свободных напоров в узлах сети

Для вычисления пьезометрических отметок в узлах сети вначале вычисляют необходимые свободные напоры в узлах сети при хозяйственном водопотреблении и при пожаре.

Свободный напор 10 м. На каждом последующем этапе накладываем еще 4 м. В расчетах принимаем, что село застроено одноэтажными домами: Нсв=10 м.

Графы 1 и 2 заполняем согласно схеме сети. Отметки земли в узлах сети (графа 3) определяем по генплану поселка. Вычисленные потери напора (графа 4) заполняем по данным таблицы 5.

Увязанные потери напора (графа 5) − исправленные значения графы 4 с целью устранения полученной при расчете невязки по внешнему контуру ΔНК, которую распределяем примерно пропорционально абсолютным значениям потерь напора на участках сети.

Условную отметку пьезометрической линии в узле (графа 6) назначаем с

запасом примерно на 50 м больше отметки поверхности земли этого узла. Условные отметки пьезометрической линии в остальных узлах вычисляют

следующим образом. Если обходить кольцевую сеть по внешнему контуру по направлению движения воды, то условная отметка пьезометрической линии каждого последующего узла равна условной отметке этой линии в предыдущем узле минус увязанные потери напора на этом участке сети.

На участках, где движение при принятом обходе контура будет против движения воды, условная отметка пьезометрической линии в последующем узле будет равна условной отметке этой линии в предыдущем узле плюс увязанные потери напора на этом участке сети.

Условные свободные напоры в узле (графа 7) вычисляют как разность условной отметки пьезометрической линии (графа 6) и отметки поверхности земли в данном узле (графа 3).

После вычисления графы 7 для всех узлов кольцевой сети и тупиков находим в ней узел с минимальными значением условного свободного напора Нусл.св min, который и будет диктующим.

Графу 8 вычисляем, уменьшая графу 6 на некоторую величину, которая определяется по формуле:

ΔНК= Нусл.св. min- Нсв , м

(4.19)

ΔНК= 49,62 - 10= 39,62 м.

Действительный свободный напор в каждом узле (графа 9) - разность действительной отметки пьезометрической линии и отметки поверхности земли в данном узле.

Расчет по участку 1-2:

Значение графы 3 определяем по генплану Н1= 153,1 м.

Графа 4: значение h= +0,452 из таблицы 5 (графа 12).

Графа 6: НПЬЕЗ.1=Н1+50= 153,1+50=203,1 м.

Графа 7: h=203.1 – 153,1=50 м.

Графа 8: НПЬЕЗ.1=203,1 – 42,39=160,71м.

Графа 9: НД.СВ.= 160,71 – 153,1=7,61 м.

Расчет ведем в табличной форме (таблица 4.7).

4.8.3 Определение вместимости и геометрических размеров и высоты ствола водонапорной башни

Условно принимаем, что напорный водовод от насосной станции ІІ подъема до водонапорной башни тоже прокладывается в две нитки. Тогда общая вместимость бака определяется по формуле:

WБ =WР+WНПЗ, м3

(4.20)

где WР – регулирующий объем бака, м3

WНПЗ – неприкосновенный противопожарный запас воды, м3

WР=Qmax.СУТ (И+Н)/100 , м3

(4.21)

где Qmax.СУТ – расчетный суточный расход населенного пункта в сутки наибольшего потребления.

И, Н – максимальные разницы ординат интегральных графиков подачи и потребления, соответственно, по избытку и недостатку в процентах от расчетного суточного расхода (таблица 3.2 графа 14).

Для дальнейших расчетов строим интегральные графики потребления воды населением и подачи ее в башню насосной станцией ІІ подъема (рисунок 4.1). График работы насосной станции ІІ подъема выбираем так, чтобы сумма максимальных разностей по избытку и недостатку была минимальной.

Рисунок 4.1 Интегральные графики потребления и подачи воды

По графику находим значение И1=2,5%, И2=6,4%, Н1=2,5%, Н2=3,7%. И1+Н1=2,5+2,5=5%;

И2+Н2=7,4+4,7=12,1%;

WР=31,463∙12,1/100=3,8 м3.

В баке водонапорной башни должен хранится неприкосновенный противопожарный запас воды, рассчитанный на 10 минутную продолжительность тушения 1 внутреннего и 1 внешнего пожара при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды.

WНПЗ=t∙60(qНАР+qВН+qСЕК.max)/1000 , м3

(4.22)

где t − время тушения пожара, мин;

qНАР, qВН − соответственно, расходы воды на тушение одного наружного и одного внутреннего пожара, л/с.

WНПЗ=10∙60(15+5+22,47)/1000=25,48 м3.

Тогда,

WБ=3,8 +25,48 =29,28 м3.

Округляем: WБ =50 м3 WБ ( приложение 2,5/5/).

Типовой проект водонапорной башни 901-5-21/70

Высота ствола башни-18м

Вместимость бака - 50 м3

Внутренний диаметр бака – 3,088 м

Строительная высота бака - 6,96 м

Высота регулирующего запаса воды в баке:

hР= WР/0,785·D2ВН, м

(4.23)

где D2ВН − внутренний диаметр бака, без учета толщины стенок.

hР=3,8/0,785·3,0882=0,58 м.

Расстояние от дна бака до нижней отметки регулирующего запаса воды:

HП=НСТР-(0,3+ hР), м

(4.24)

где НСТР − строительная высота бака.

hП=6,96 - (0,3+0,58)=6,08 м.

Высоту расположения бака башни определяем из условия обеспечения расчетного напора в сети: при низшем уровне воды в баке на случай пожаротушения; при низшем уровне регулирующего запаса воды на случай хозяйственно- питьевого водопотребления. Поэтому высоту ствола башни обычно определяют два раза: при пропуске по сети максимального хозяйственного расхода воды; на случай пожара.

Сначала определяем диктующую точку, за диктующую точку принимаем самую удаленную от ВБ точку.

По генплану определяем отметки земли диктующей точки (142 м) и водонапорной башни (154 м).

Определяем максимальное расстояние от башни до диктующей точки в зависимости от длины участка сети.

Находим высоту ствола башни:

НВБ=НСВ+zД.Т.+ΣhВБ-Д.Т.-zВБ, м

(4.25)

где НСВ − свободный напор в конечной точке сети;

zД.Т. − отметка земли диктующей точки;

ΣhВБ-ДТ. − сумма потерь напора от водонапорной башни до диктующей точки;

ΣhВБ-Д.Т.= h1-2 + h2-3+ h3-4 + h4-5 + h5-6 + h6-7 + h7-8 =+0,452-0,256+0,786-1,268-0,358-0,342+0,833= -0,153м.

zВБ − отметка земли водонапорной башни.

НВБ=17,28+142-0,153.- 154=5,127 м

Выбираем ближайший по справочнику (приложение 2.5 /5/) стандарт

НВБ= 6 м (типовой проект 901-5-21/70).

Оборудование башни состоит из подающего, отводящего, пожарного трубопроводов, переливной и спускной труб. Запорно-регулирующая арматура размещается в водопроводном колодце, расположенном у подножия башни. На подающем трубопроводе установлен клапан запорный поплавковый КЗП-100, обеспечивающей регулирование воды в башне.

Башни могут отключаться и опорожняться независимо друг от друга.

В качестве емкостей для хранения противопожарного объема воды на территории школы, клуба приняты отдельно стоящие резервуары емкостью 50м3 и 100м3.

Конструкция резервуаров принята по типовым проектам 901-4-57.83, 901-4-58.83.

Резервуары представляют собой сборно-монолитные железобетонные емкости, заглубленные в грунт, с обсыпкой грунтом 0,75м обеспечивающим теплоизоляцию.

Резервуары оборудованы люками-лазами, лестницами, вентиляционными колонками. Укладка трубопровода. Сдача в эксплуатацию. Водопроводные трубы укладывают в траншеи с учетом расчетной глубины промерзания грунтов (по климатическим условиям 1,8м).Глубина заложения труб принимаем на 0,5м больше, т.е. 2,3м [19].

Ширину траншей по низу для прокладки трубопроводов назначают в зависимости от диаметра труб, способа их укладки и заделки стыков. При монтаже стыков в траншее, ширину ее по дну назначают с таким расчетом, чтобы с каждой стороны трубы оставался промежуток 0,3м. Чтобы стенки траншеи не обвалились, их делают с откосами, либо укрепляют дощатыми щитами с распорками. Перед укладкой труб дно траншеи зачищают вручную для того, чтобы трубы плотно ложились на дно.

Для монтажа в траншее стыковых соединений отрывают приямки. Засыпают траншеи после испытания. Трубопроводы испытывают дважды: первый раз при незасыпанных траншеях, что позволяет легко обнаружить и исправить дефекты в трубопроводах, второй раз после засыпки, при сдаче ее в эксплуатацию. Длину испытываемых участков принимают не более одного километра, на концах испытываемого трубопровода ставят заглушки, а на поворотах и по концам - упоры. При гидравлическом испытании трубопроводы заполняют водой с наиболее пониженной точки.

Для проверки герметичности трубопроводов проводят испытание на утечку.

После испытания, перед сдачей в эксплуатацию, трубопроводы промывают водой при возможно большей скорости (не менее 1 м/с), а затем под контролем врача дезинфицируют, заполнив его на сутки хлорированной водой, содержащей 40 мг/л активного хлора.

Автоматизация системы водоснабжения. Работа скважинных насосов автоматизирована по уровню воды в водонапорных башнях: при верхнем уровне воды отметка 172 м насосы отключаются, при уровне воды на 0,5 м выше верхнего пожарного уровня отметка 171,5 м насосы включаются.

При отключении электроэнергии и закрытой задвижки, в случае пожара необходимо эту задвижку открыть вручную.