2. Определение водопотребления населенного пункта. Проектирование системы водопровода

1.2.1. Определение водопотребления населенного пункта

Водоснабжение является одним из важнейших факторов санитарно-технического оборудования сельских населенных мест. Вода расходуется на хозяйственно-питьевые, санитарно-гигиенические и противопожарные нужды. На производственных предприятиях она необходима для технологических процессов, орошения полей, животноводческих ферм и др.

Производительность объединенного хозяйственно противопожарного и производственного водопровода сельских населенных пунктов, в зависимости от местных условий, должна обеспечивать:

хозяйственно-питьевое водоснабжение в районах жилой застройки, в общественных и производственных зданиях;

поливку и мойку территории населенных пунктов (улиц, площадей, зеленых насаждений);

производственные нужды тех предприятий, где требуется вода питьевого качества или для которых нецелесообразно устройство отдельного водопровода;

тушение пожаров;

собственные нужды станций очистки и подготовки воды;

нужды сельскохозяйственных производственных комплексов;

прочие нужды, в том числе промывку водопроводящих и канализационных сетей.

Исходными данными для определения водопотребления населенного пункта являются:

виды и названия водопотребителей;

количество водопотребителей;

степень благоустройства населенного пункта;

генеральный план населенного пункта с горизонталями.

Всех водопотребителей населенного пункта рекомендуется разделить на четыре сектора:

1) жилой и административно-коммунальный;

2) животноводческий;

3) производственный;

4) противопожарный.

Определение водопотребления для жилого сектора

Режим хозяйственно-питьевого водопотребления по времени года в течение суток бывает неравномерен. Расчетный (средний за год) суточный расход воды Q_сут.ср. на хозяйственно-питьевые нужды определяют по формуле

Q_сут.ср. = ,

где q_ж - норма хозяйственно-питьевого водопотребления в населенных пунктах на одного жителя среднесуточная (за год), л/сут. (см. табл. 1);

N - расчетное число жителей.

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления Q_сут., м³/сут., определяют по формулам

Q_{сут. макс .}= К _{сут. макс.} Q_{сут. ср.,}

Q_{сут. мин.} = К_{сут. мин.} Q_{сут. ср.,}

где К_{сут. макс.} и К _{сут. мин.} - коэффициенты суточной неравномерности водопотребления, учитывающие уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели, следует принимать равными

К_{сут. макс.} = 1,1 - 1,3,

К_{сут. мин.} = 0,7 - 0,9.

Расчетные часовые расходы воды q_ч, м³/ч, определяют по формулам

q_{ч макс.} = ,

q_{ч мин.} = ,

где К_{ч макс.} и К_{ч мин.} - коэффициенты часовой неравномерности максимального и минимального водопотребления в сутки.

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления следует определять по формулам

К_{ч макс.} = _макс._макс.,

К_{ч мин.} = _мин._мин.,

где  - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, принимаемый

_макс. = 1,2 - 1,4,

_мин. = 04 - 0,6;

-коэффициент, учитывающий количество жителей в населенном пункте, принимаемый по таблице 9.

Максимальный секундный расход определяют по формуле

q_{сек макс.} = (л/с).

Таблица 9. Значение коэффициента 

Количество жителей, тыс. человек	До 1	1,5	2,5	4	6	10	20	50	100	500
max	2	1,8	1,6	1,5	1,4	1,3	1,2	1,15	1,1	1,05
min	0,1	0,1	0,1	0,2	0,2	0,4	0,5	0,6	0,7	0,85

П р и м е ч а н и я. 1. Суточный расход воды в населенном пункте при наличии районов с различной степенью благоустроенности следует определять как сумму суточных расходов воды по отдельным районам, определенным по соответствующей норме водопотребления и количеству жителей.

2. Коэффициент  при определении расходов воды для расчета сооружений и сети, включая сети внутри квартала или микрорайона, следует принимать в зависимости от количества обслуживаемых ими жителей, а при зональном водоснабжении - с учетом количества жителей в каждой зоне.

Определение водопотребления для административно-коммунального сектора

Для административно-коммунального сектора среднесуточный и максимальный суточный расходы определяются по тем же формулам, что и для жилого сектора. Коэффициенты суточной неравномерности принимаются в пределах 1,1 – 1,3. Нормы расхода воды в общественных, коммунальных зданиях представлены в таблице 7. Нормы расхода воды на 1 поливку приведены в таблице 2.

Q_{ч макс.} = (м³/ч),

где Т – продолжительность водопотребления, ч;

К_{ч макс.} - коэффициент часовой неравномерности, принимается такой же, как и для жилого сектора.

Максимальный секундный расход определяют так же, как и для жилого сектора.

Определение водопотребления для животноводческого сектора

Среднесуточный и максимальный суточный расходы определяются по формулам так же, как и для жилого сектора. Коэффициент суточной неравномерности принимается равным 1. Нормы расхода воды для животных приведены в таблице 6.

Максимальный часовой и максимальный секундный расходы определяют по аналогичным формулам, принимая коэффициент часовой неравномерности 2,5.

Определение водопотребления для производственного сектора

Расчетные расходы воды для производственных целей следует определять по формулам:

максимальный часовой

Q_{ч макс.} = (м³/ч),

максимальный секундный

q_{сек макс.} = (л/с),

где m - норма расхода воды на единицу выпускаемой продукции, определяется на основании технологических данных, некоторые из них приведены в таблице 6;

М - количество единиц продукции за расчетный период (24, 16 или 8 ч);

Т - продолжительность работы предприятия (24, 16 или 8 ч);

К - коэффициент часовой неравномерности, принимают равным 2,5.

Определение водопотребления для сектора

пожаротушения

Противопожарный водопровод должен предусматриваться в населенных пунктах с числом жителей свыше 50 человек, на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях и может быть объединенным с хозяйственно-питьевым, производственным или отдельным противопожарным водопроводом.

Расчетные расходы воды на наружное тушение пожара и число одновременных пожаров определяют в зависимости от численности жителей в населенном пункте, этажности, вида застройки, а также степени огнестойкости и категории производства по пожарной опасности сельскохозяйственных предприятий, зданий, сооружений и площади, занимаемой предприятием.

Расчетный расход воды на наружное пожаротушение для населенных пунктов с числом жителей до 500 человек принимают 5 л/с, независимо от огнестойкости зданий и этажности застройки. При числе жителей до 5000 человек - 10 л/с, независимо от степени огнестойкости зданий.

Расходы воды определяют по вышеприведенным формулам, принимая коэффициенты часовой и суточной неравномерности равными 1. Формулы используют в обратном порядке: определяют максимальный часовой расход, зная максимальный секундный (табл. 8); затем – максимальный суточный расход, зная коэффициент часовой неравномерности; среднесуточный расход, зная коэффициент суточной неравномерности.

Все расчеты водопотребления сельского населенного пункта сводят в таблицу, форма которой приведена ниже.

Таблица 10. Ведомость суточного водопотребления населенного пункта

№ п.п.	Наименование водопотребителей	Единица измерения	Количество водопотребителей	Норма водопотребления, л/сут.	Продолжительность водопотребления, ч	Среднесуточный расход, Qсут.ср., м3/сут.	Коэффициент суточной неравномерности, Ксут.	Максимальный суточный расход, Qсут.макс., м3/сут	Коэффициент часовой неравномерности, Кч	Максимальный часовой расход, Qч макс., м3/ч	Максимальный секундный расход, qсек.макс. ,л/с
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
						Qсут.с.		Qсут.макс.		Qч макс.	qсек макс.

Среднесуточный расход воды Q_сут.ср. необходимо знать для определения емкости водохранилища, годового водопотребления и определения себестоимости воды; максимальный суточный расход - для определения размеров очистных сооружений, емкости резервуаров, расчета водоводов; максимальный часовой расход - для определения количества скважин и мощности насосов; максимальный секундный расход - для расчета водопроводной сети.

Таблица составлена для определения водопотребления отдельно по секторам: для хозяйственно-питьевого, производственного и сельскохозяйственного. Максимальный расход в разные часы суток для каждого отдельного сектора различный. С этой целью в практике проектирования колебания часового водопотребления принято изображать в виде таблицы 12 с использованием данных таблицы 11.

Процентное распределение максимального суточного расхода по секторам определяется по отношению к общему максимальному расходу воды по всему сельскохозяйственному предприятию (итог - Q _{сут.макс.}). Затем в таблице 12 определяют суммарный «пиковый» часовой расход за период суток по всему сельскохозяйственному предприятию, имея расходы по часам суток и по секторам (А% гр. 8, табл. 12).

Зная максимальный суточный расход воды Q_{сут.макс.} (м³/сут.) и «пиковый» часовой расход в процентах (А%), определяют расчетный максимальный секундный расход по формуле

Q_{сек макс.} = Q _{сут.макс.}  А 1000/100·3600, л/с.

По расходу Q_{сек макс.} рассчитывают сеть водопровода.

Таблица 11. Таблица расхода воды по часам суток, %

Часы суток	Жилой и коммунально-бытовой сектор	Животноводческий сектор	Производственный сектор
0 - 1	0,75	3,1	2,5
1 - 2	0,75	2,1	2,5
2 - 3	1	1,9	2,5
3 - 4	1	1,7	2,5
4 - 5	3	1,9	2,5
5 - 6	5,5	1,9	2,5
6 - 7	5,5	3,3	5
7 - 8	5,5	3,5	5
8 - 9	3,5	6,1	5
9 - 10	3,5	9,1	5
10 - 11	6	8,6	5
11 - 12	8,5	2,9	5
12 - 13	8,5	3,3	5
13 - 14	6	4,3	5
14 - 15	5	4,8	5
15 - 16	5	2,9	5
16 - 17	3,5	10	5
17 - 18	3,5	4,8	5
18 - 19	6	2,9	5
19 - 20	6	3,1	5
20 - 21	6	2,6	5
21 - 22	3	6,5	5
22 - 23	2	5,3	2,5
23 - 24	1	3,4	2,5
Итого	100	100	100

Таблица 12. Распределение максимального суточного расхода воды по часам, %

Часы суток	Жилой сектор		Животноводческий сектор		Производственный сектор		Суммарный часовой расход воды к общему суточному	Водопотребление от начала суток
	сут.макс. (табл.11)	общий	сут.макс· (табл.11)	общий	сут.макс. (табл.11)	общий
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0-1 1-2 2-3 3-4 … … 22-23 23-24
	100	 А	100	 Б	100	 В	100