2609

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ( ННГАСУ)

Кафедра «Инженерно-экологических систем и технологий»

О.В. Кащенко, В.А. Земскова

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

Учебно-методическое пособие

к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Комплексное использование водных ресурсов»

для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Водоснабжение и водоотведение

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

1

УДК 628.1/2

Кащенко О.В. Комплексное использование водных ресурсов [Текст]: учебное пособие / О.В. Кащенко, В.А. Земскова; Нижегород. гос. архит.-строит. ун-т – Н.Новгород: ННГАСУ, 2016. – 26 с; ил.1 электрон. опт. диск (CD-RW)

Приводятся основные положения комплексного использования водных ресурсов для водоснабжения населенного пункта и промышленного предприятия. Рассмотрен порядок выполнения расчетов систем водохозяйственного комплекса населенного пункта. Представлена методика расчета схем водоснабжения и водоотведения населенного пункта и промышленного предприятия, Изложены принципы составления водохозяйственного баланса для населенного пункта и промышленного предприятия.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения расчетно-графической работы по дисциплине «Комплексное использование водных ресурсов» по направлению подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Водоснабжение и водоотведение.

2

3

ВВЕДЕНИЕ

Современное развитие общества базируется на достижениях научнотехнического прогресса, которое будучи ориентированным на максимальное удовлетворение растущих потребностей людей, сопровождается ростом числа и видов промышленных объектов. Рост численности населения на планете способствует увеличению потребления ресурсов, к важнейшим из которых относится вода.

Вода используется во всех сферах жизнедеятельности, включая хозяйственно-бытовые нужды людей и все виды промышленного производства. Кроме того, вода обеспечивает существование экосистем всех природных комплексов, что неразрывно связано с потребностями человека и определяет зависимость его существования. Это определяет комплексность использования водных ресурсов. При этом в результате всех видов использования вода человеком она загрязняется и не подлежит дальнейшему использованию в большинстве случаев.

Таким образом, аспекты рациональности использования водных ресурсов являются ключевыми в планировании и управлении всех видов деятельности.

4

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

1)Ситуационный план, М 1:250 000;

2)Исходные данные по населенному пункту, включая:

−географическое расположение;

−площадь жилой застройки, га;

−плотность населения, чел/га;

−норма водопотребления, л/сут. на 1 чел.;

−данные о наличии и характеристики коммунально-бытовых предприятий и административных зданий.

3)Исходные данные по промышленному предприятию:

−вид предприятия;

−производительность, ед. изм./сут.;

−число работающих, чел.;

−среднегодовое потребление воды, м3/ед. изм.;

−среднегодовое отведение сточных вод, м3/ед. изм.

4)Исходные данные по поверхностному источнику водоснабжения:

−минимальный расход воды, м3/с;

−требуемый транзитный сток в замыкающем створе, м3/с;

−скорость движения воды в реке, м/с;

−коэффициент извилистости;

−средняя глубина в маловодный период, м;

−показатели качества воды.

2. ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Целью выполнения расчетно-графической работы является закрепление теоретических знаний студента и применение их на стадии проектирования.

На основании исходных данных необходимо произвести расчет баланса водопотребления и водоотведения в населенном пункте и на промышленном предприятии с учетом различных схем водоснабжения и оценить рациональность использования водных ресурсов.

Расчетно-графическая работа состоит из пояснительной записки с расчетами, схемами и соответствующими обоснованиями объемом 15-20 стр.

В пояснительной записке должны быть обоснованы следующие конструктивные решения:

5

1.Выбор и обоснование мест расположения водозаборных, водоочистных сооружений и очистных сооружений канализации.

2.Определение расходов воды и количества сточных вод в населенном пункте.

3.Определение расходов воды и количества сточных вод на промышленном предприятии.

4.Расчет водохозяйственного баланса.

5.Оценка рациональности использования водных ресурсов в населенном пункте и на промышленном предприятии.

В графической части работы на листе формата А2 или А1 выполняется генплан населенного пункта, промышленного предприятия, схема водоснабжения и водоотведения.

3. ВЫБОР МЕСТ РАСПОЛОЖЕНИЯ ВОДОЗАБОРНЫХ, ВОДООЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ И ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ КАНАЛИЗАЦИИ

На стадии проектирования населенного пункта необходимо оценить район застройки по основным географическим, геологическим и гидрологическим условиям.

Физико-географические условия района строительства оцениваются с учетом заданной области строительства по географическим картам.

Необходимо указать:

−физико-географическое положение (возвышенность, низменность и т.д. с абсолютными отметками над уровнем моря);

−климат в районе застройки;

−среднегодовую температуру наружного воздуха;

−температуру наиболее холодной пятидневки;

−глубину промерзания грунтов в районе строительства;

−количество атмосферных осадков за год:

−повторяемость направлений ветров, с построением розы ветров.

Водообеспеченность территории оценивается по заданию. Необходимо указать имеющиеся источники водоснабжения, качество воды, уровни воды (средний, минимальный).

По имеющимся показателям выбираем наиболее приемлемый вариант водоснабжения и возможность водоотведения стоков. С учетом розы ветров

6

и рельефа местности планируем место расположения водозаборных сооружений, водопроводных и канализационных очистных сооружений.

Выбор мест расположения водозабора и водоочистных сооружений производится в соответствии с рекомендациями [1] с учетом зон санитарной охраны.

Выбор мест расположения площадки канализационных очистных сооружений относительно населенного пункта производится в соответствии с рекомендациями [2] с учетом санитарно-защитных зон.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ В НАСЕЛЕННОМ ПУНКТЕ

Определение расчетных расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте производится на основании исходных данных в соответствии с [1].

Расчетное число жителей в населенном пункте определяется с учетом площади жилой застройки и плотности населения:

где:

Fнп – расчетная площадь населенного пункта, га; n0 – плотность населения, чел/га.

Среднесуточный хозяйственно-питьевой расход:

где:

qж – норма водопотребления, л/(сут.× чел.)

Расход воды на нужды коммунально-бытовых предприятий (КБП) и административных зданий определяется согласно прил. 3 [2].

Общее количество воды, расходуемое коммунально-бытовыми предприятиями, определяется:

7

Расход воды на полив зеленых насаждений и мойку асфальтовых покрытий определяется с учетом площади населенного пункта согласно п. 2.3 [1].

Минимальная площадь зеленых насаждений должна составлять 10 %. Площадь определяется по генплану. Расчет проводится в форме табл. 2.

Определение годовых хозяйственно питьевых расходов воды в населенном пункте.

Максимальный годовой расход:

8

где:

kсут. max – коэффициент суточной неравномерности, определяется по [1].

Общий максимальный расход хозяйственно-питьевой воды в населенный пункт (QНП.год.max) поступает от водозабора и водопроводных очистных сооружений.

Неучтенные расходы (10-15 % от максимального расхода) компенсируют безвозвратные потери воды с утечками.

Таким образом, из максимального расхода какая-то часть безвозвратно теряется (QНП бп), часть поступает на нужды населения (QНП max), часть – на полив в летнее время улиц, зеленых насаждений, газонов и цветников

(QНП пол).

Неучтенные расходы или безвозвратные потери воды в населенном

5. ВОДОСНАБЖЕНИЕ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

5.1. Источники водоснабжения

Качество воды в источнике водоснабжения определяется составом и содержанием примесей, которые определяют её пригодность для конкретного вида водопользования.

Для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения из подземных и поверхностных источников установлены три класса качества, для которых рекомендуются следующие методы обработки вод:

Подземные источники водоснабжения:

1-й класс – качество воды по всем показателям удовлетворяет требованиям [5] – не требуется очистка;

2-й класс – качество воды имеет отклонения по отдельным показателям, которые могут быть устранены: аэрированием, фильтрованием, обеззараживанием;

9

3-й класс – доведение качества воды до необходимых требований, методами обработки, предусмотренными во 2-ом классе, с применением дополнительных методов − фильтрование с предварительным отстаиванием, использование реагентов и т.д.

Поверхностные источники водоснабжения:

1-й класс – для получения воды, требуется обеззараживание, фильтрование с коагулированием или без него;

2-й класс – для получения воды, требуется коагулирование, отстаивание, фильтрование, обеззараживание; при наличии фитопланктона – микрофильтрование;

3-й класс – доведение качества воды методами обработки, предусмотренными во 2-м классе, с применением дополнительной ступени осветления, окислительных и сорбционных методов, обеззараживания и т.д.

5.2. Водозаборные сооружения

Забор воды из источника водоснабжения и подача ее на очистные сооружения или непосредственно в сеть потребителя осуществляется с помощью водозаборных сооружений, состоящих из водоприемных устройств и насосной станции I-подъема. От правильности принятых при этом решений в части расположения и производительности зависит бесперебойность водоснабжения потребителей.

Производительность водозаборных сооружений для населенного пункта (м3/сут). В работе необходимо описать принятые водозаборные

сооружения по приведенной классификации.

Водозаборные сооружения могут различаться по следующим основным признакам:

−по виду источника – речные, водохранилищные, озерные, канальные, морские;

−по назначению – хозяйственно – питьевые и производственные;

−по требуемой категории надежности подачи воды. Все категории надежности водозаборов соответствуют категориям надежности подачи воды, систем водоснабжения объектов и принимаются по табл. 9 п. 4.4 [1];

−по производительности: малой - меньше 1 м3/с, средней – от 1 до 6 м3/с, большой – больше 6 м3/с;

10