1.Основные схемы распределения воды в Н.П. В систему распределения воды входят следующие основные элементы: 1)распределительная и разводящая сеть труб; 2)напорно-регулирующее устройство; 3)насосная станция 2-го подъема. Основные схемы питания сети: 1.схема с

односторонним питанием сети через башню РИСУНОК. 1-линия пьезометрического напора, 5- линия необходимого напора, 6- разводящая сеть труб, 7-Н.С. 2-го подъема, 8-водонапорная башня, 9-населенный пункт. Н.С. подает воду в башню, оттуда она самотеком идет в распределительную сеть. 2.Схема с контррезервуаром.РИСУНОК. 2- пьезометрическая линия при питании сети, 3- пьезометрическая линия при питании сети из башни. 3. комбинированная схема.РИСУНОК. В период максимального водопотребления вода в сеть поступает из Н.С. и ВНБ. Когда потребление в сети меньше подачи Н.С. неизрасходованная часть воды транзитом идет в водонапорную башню, а когда Н.С. не работает вода из ВНБ самотеком поступает в сеть. В случае комбинированной схемы часть населенного пункта снабжается по первой схеме, а часть по второй. на практике встречаются более сложные схемы.

2.Режимы водопотребления, часовые расходы воды. В течении суток объем водопотребления не остается одинаковым, происходят значительные колебания часовых расходов, вызванные сменой дня и распорядком работы. Изменение расходов в течение суток изучаются опытным путем и, после статистической обработки строят графики колебания часовых расходов, выражающие режим суточного водопотребления. Кроме них различают и другие режимы водопотребления (годовые, месячные, недельные). Среднечасовой расход в сутки максимального водопотребления: Qср. ч.=Qсут.мах./24. Для расчета водопроводной сети необходимо знать максимальные и минимальные часовые расходы: qч.мах.=Кч.мах.*Qсут.мах , qч.min=Кч.min*Qсут.min.Коэффициенты часовой неравномерности: Кч.мах=αмах*βмах, Кч.min=αmin*βmin.Коэффициент α зависит от благоустройства зданий, числа смен и др. условий. Его принимают: αмах=1,2-1,4; αmin=0,4-0,6. Коэффициент β выбирают в зависимости от числа жителей. Начиная от 100 жителей до 20 тыс. βмах колеблется от 4,5 до 1,2 , а βmin- от 0,01 до 0,5. Максимальный часовой расход можно определить также непосредственно по суточному графику-аналогу колебания часовых расходов воды. Для некоторых водопотребителей суточный режим потребления остается почти равномерным (некоторые отрасли промышленности, полив зеленых насаждений и т.д.), т.е. в течение рабочего времени изменяется по часам.

3.Расчет кольцевой водопроводной сети. Для кольцевых сетей в следствии не определенного направления движения воды по участкам система возможных уравнений явл-ся незамкнутой. Существует ряд расчетных методов с соблюдением 2-х условий: 1) Σq=0 – равенство расходов в узле (приток равен оттоку), Σh=0 – равенство потерь напора на участках, где вода движется по часовой стрелке и в обратном направлении. Расчет ведут в последовательности: 1)назначают направление движения воды по участкам; 2) намечают распределение расходов на участках (Σq = 0); 3)определяют по исходным данным (прикидочным) расходам диаметры труб на участках; 4) вычисляют потери напора на участках и выполняют увязку сети (Σh=0). Диаметры определяются по экономическим показателям, т.е. чтобы строительство сети вызывало наименьшие затраты. Dоп=Э0,15q0,43С0,28, где Э- эконом. фактор, Э=mσγ∆, где m-коэффициент зависящий от материала труб, σ- стоимость 1кВт*ч эл. энергии (σ=1), γ- коэффициент неравномерности потребления эл. энергии (γ=0,2-0,4), ∆- коэффициент учитывающий стоимость Н.С., а также поправку при 2-х ставочном тарифе на эл.энергию (∆=1,5-2,0). С=qi /qгол , где qi –расход данного участка, qгол - расход головного участка. Минимальный диаметр 100мм. Σh=0 в замкнутом контуре. Если Σh≠0, то прикидочные расходы необходимо перераспределить, сводя поправочный коэффициент ∆q=±∆h/2ΣSq, л/с.где ∆h-невязки потерь в данном кольце. S=Akl, S- сопротивление данного участка сети, А- удельное сопротивление данного участка, k- поправочный коэффициент значениям А, который зависит от скорости движения воды в трубе. h= Sq2. Затем для каждого кольца вычисляют поправочный расход. Увязку кольца сети ведут до тех пор пока невязка в каждом кольце будет не больше допустимой, т.е. в пределах ±0,2-0,5м, которые по всему внешнему контуру не более ±1,5м. Потери напора условно берут со знаком «+» на тех участках сети, где направление потока совпадает с направлением часовой стрелки, и «-« если не совпадает. Тупиковый участок – боковые ответвленные разветвления трубопроводов с известным напором в точке подключения и заданными направлениями движения воды. Задача расчета сводится к определению диаметров труб. Диаметры труб вычисляют по наибольшему расходу на хозяйственно-питьевые нужды с учетом экономического фактора: Э=mσγ∆.

4. Принципы расчета тупиковой кольцевой сети. Тупиковые участки с точки зрения гидравлического расчета следует рассматривать как боковые ответвления разветвленных трубопроводов с известным напором в точке подключения и с заданным направлением движения воды. Основной задачей расчета тупиковых участков является определение их диаметра и потери напора. dтуп.уч.=Э0,15q0,43. Расчеты заносим в таблицу « Определения диаметра труб на тупиковых участках сети»1 графа – участок сети, 2 – расход одной нитки q, л/с, 3 графа – вычисленный диаметр dвыч, мм, 4 графа – примятый диаметр dпр, мм.

5.Расчет водопроводной сети с контррезервуаром. Сеть с контррезервуаром получает воду: 1)в период максимального хозяйственного водозабора от Н.С.напорного резервуара; 2) в часы работы Н.С. при минимальном водозаборе – только от Н.С.; 3)в часы, когда Н.С. не работает – только от напорного резервуара. Удельный и расчетные расходы для каждого из первых 3-х случаев водозабора и питания будут различны. Для их определения необходимо построить суточный график водопотребления и на него нанести график подачи воды насосами. 1случай расчета сети (л/с),(часы 10…12) мах водозабор в сети: Qсут.мах=(Qс/3,6)*100. 2случай: минимальный расход Qсут.min=Ксут.min*Qср.сут.. 3случай расчета сети :для определения q0 и Qmin следует брать час с максимальным водозабором. Техника расчета с контррезервуаром при всех указанных случаях ее питания и распределения расходов воды такая: определяют узловые отборы, намечают направления потоков, расчетные участковые расходы. Диаметры труб обычно назначают по первому случаю расчета с учетом других случаев водозабора. Принятый диаметры исправляют только при особой необходимости. После назначения диаметра труб определяют потери напоров по участкам и увязывают сеть, что позволяет в конечном итоге установить действительное распределение расходов и напоров воды по отдельным участкам, а следовательно, определить необходимую высоту башни и значение полного водоподъема насосной станции.

6.Регулирующие и запасные сооружения систем водоснабжения.К регулирующим и запасным сооружениям в системах водоснабжения относятся : водонапорная башня, подземные и наземные резервуары, пневматические напорно-регулирующие установки с воздушно-водяными котлами. Регулирующие и запасные сооружения разделяют:1. по назначению на: 1)регулирующие (содержат аккумулирующий запас воды на регулирование), 2)запасные ( содержат запас воды на пожар, аварии и др. нужды), 3)запаснорегулиующие (содержат и те, и др. объемы); 2.по создаваемым напорам на: напорные и безнапорные. В напорных сооружениях емкость располагают на высоте, необходимой для создания в водопроводной сети требуемого напора. К напорным сооружениям относят: ВБ, водонапорные резервуары, пневматические котлы. Безнапорные сооружения – подземные и надземные резервуары при Н.С., вода из которых забирается насосом. Запасные сооружения – это в основном резервуары, т.к. использовать В.Б. для запасов воды невыгодно. РИСУНОК. 1-компенсатор, 2- напорный резервуар, 3-задвижка, 4- днище, 5-водопровод к потребителю, 6,7- сливной переливной трубопровод в резервуаре.

7.Определение высоты водонапорной башни. Определяем высоту ствола водонапорной башни. Высота расположения бака водонапорной башни должна определяться из обеспечения потребного напора в сети:

при низшем уровне воды в баке (на случай пожаротушения);

при низшем уровне регулирующего запаса воды (на случай хозяйственно-питьевого водопотребления).

Сначала определяем отметки земли водонапорной башни – ZВНБ и диктующей точки – ZДТ (по генеральному плану).

Определяем максимальное расстояние от водонапорной башни до

диктующей точки (т.е. выбираем самые длинные участки от водонапорной башни до диктующей точки).

Определяем потери напора на этих участках:

∑hуч=h1-4+h4-7+h7-8

Исходя из этого высота ствола водонапорных участков будет равна:

HБ=HСВ+ZДТ+ ∑hуч – ZВБ,

где HСВ – свободный напор в конечной точке сети, зависящий от этажности застройки населенного пункта с учетом противопожарной безопасности.

Для одноэтажной застройки HСВ =10 м. На каждый последующий этаж прибавляется 4 м.

Полученная высота ствола водонапорной башни, округляется до ближайшего большего стандартного значения (минимум 9 м, максимум 30 м).

8. Определение регулирующего объема резервуара.Существуют графический и табличный методы. 1)Графический метод. Строят интегральные кривые потребления и подачи воды.РИСУНОК. 1-Н.С. работает 24часа, 2-Н.С. работает 19часов, 3-кривая водопотребления. С графика берут значения наибольшей ординаты по избытку (И) и по недостатку (Н) и суммируют. Wрег=Qсут.мах*(И+Н)/100. (И+Н)- берем минимальные. Графический метод наиболее прост, но менее точен, однако как показывает практика эта точность достаточна. 2) Табличный метод .Он тоже основан на совмещении режима водопотребления и водоподачи. Расчеты проводят в табличной форме. Таблица содержит графы: 1-часы суток, 2- потребление воды в населенном пункте, 3- года, 4- поступление воды в бак,5-расходование воды из бака, 6- остаток в баке, 7- фактический остаток в баке. Графы 2 и 3 заполняют по данным графиков водопотребления и водоподачи. Графы 4 и 5 разность граф 2 и 3 (если потребление меньше, то в 5, если больше, то в 4). Для графы 6 намечают час, когда бак будет пуст. К нему прибавляя или вычитая соответственно 4 и 5 будем для каждого часа получать количество воды оставшейся в баке к концу каждого часового промежутка. Наибольшее значение в графе 6 и есть регулирующий объем Рмах.рег. (%). Уточнив час, когда бак будет пуст можно сделать пересчет в графе 7, чтобы все значения были положительны. Регулирующий объем: Wрег = Рмах.рег * Qсут.мах /100, где Рмах.рег - наибольший регулирующий объем, определяемый по таблице, %.

9. Определение пожарного объема.Пожарный расход (объем) яв-ся неприкосновенным и рассчитывается по формуле: Wпож.= Qмах.час.+ nqнар.+qвн., где Qмах.час-расход воды в час мах водопотребления на хозяйственно- питьевые нужды, n-число одновременных пожаров (n=1), qнар и qвн- соответственно расходы на тушение одного наружного и одного внутреннего пожаров (qнар=15л/с, qвн=5л/с). Определяем пожарный расход по формуле: Qпож.= (Qмах.час/3,6)+ nqнар+ qвн. Согласно полученному расходу на тушение пожара составляем расчетную схему распределения расходов по участкам сети с учетом пожарного расхода.

10. Автоматизированные гидропневматические установки.В системах лопастного водоснабжения животноводческих ферм, бытовых зданий в качестве напорных сооружений широко применяются насосные установки с гидропневматическими аккумуляторами. Схема гидропневматической установки:РИСУНОК. 1-погружной эл.насос, 2-водоподъемная труба, 3- обратный и воздушный клапаны, 4- воздушно-водяной котел, 5- воздушный регулятор, 6- реле давления, 7- станция управления, 8- предохранительный клапан, 9- манометр, 10- нагнетательная труба, 11- вентиль. При гидропневматических установках давление в разводящей сети столба воды высотой, равной высоте башни, заменяется давлением сжатого воздуха. Водоемный резервуар соединен с воздушным аккумулятором трубопроводом. Компрессор нагнетает сжатый воздух в воздушный аккумулятор. Насосы подают воду по трубе в водоемный резервуар. Если открыть на трубе вентиль, то сжатый воздух из аккумулятора начнет поступать в резервуар. Давление на поверхности воды в резервуаре равно давлению воздуха в аккумуляторе. Под этим давлением вода проступает по трубе в разводящую сеть. В небольших системах гидропневматического одоснабжения с переменным давлением установка компрессора не обязательна. Сжатие пополнение объема воздуха обеспечивается попеременным заполнением водой и опорожнением резервуара. При наполнении вода, поднимаясь в резервуар, сжимает находящийся в нем воздух и выталкивает его в резервуар. После некоторого числа наполнений резервуара водой давление воздуха в резервуаре может достигнуть значения, необходимого для дальнейшей эксплуатации установки. В системах идропневматического водоснабжения постоянного давления на трубе, соединяющей воздушный аккумулятор с водоемным резервуаром, устанавливают редукционный клапан. При проходе через редукционный клапан давление воздуха понижается до определенного постоянного значения, соответствующего регулируемой установке клапана. Вследствие этого давление в резервуаре остается всегда постоянным. При повышении уровня воды в резервуаре излишек воздуха удаляется из него в компрессор. Водоемный пневматический резервуар должен быть оборудован манометром, предохранительным клапаном на случай повышения давления в резервуаре более расчетного; поплавковым лапаном,закрывающим вход в трубу при чрезмерном повышении уровня воды в резервуаре; поплавковым клапаном на входе в трубу для предупреждения прорыва сжатого воздуха в сеть при чрезмерном понижении уровня воды в резервуаре; водомерной трубкой для наблюдения за положением уровня воды в резервуаре; спускная трубка должна быть предусмотрена для выпуска конденсата из резервуара. Гидропневматическое одоснабжение целесообразно применять, когда не допустимо устройство водонапорной башни из-за большой ее стоимости в следствии недостаточно устойчивых грунтов основания, а также при устройстве небольших систем водоснабжения со сравнительно высоким давлением.

11. Специальные водоподъемные устройства. Водоструйные установки широко применяют в различных отраслях народного хозяйства. В с/х их эксплуатируют в трубчатых и шахтных колодцах, наряду с погружными насосами это основное водоподъемное оборудование. Водоструйная установка состоит из центробежного насоса и струйного аппарата, которой расположен в колодце ниже динамического уровня и соединен с центробежным насосом колоннами труб. Имеются также конструкции, в которых струйный аппарат ( эжектор) встроен в корпус центробежного насоса, а при необходимости может быть отсоединен и установлен в колодце. Принцип работы водоструйной установки основан на изменении всасывающей способности центробежного насоса за счет действия струйного аппарата. Совместная работа центробежного насоса и струйного аппарата позволяет поднимать воды с больших глубин.

РИСУНОК. 1 – центробежный насос, 2- водоподъемная труба, 3- струйный аппарат, 4- напорная труба. Водоструйные установки можно разделить на: 1) водоструйные установки двухлинейной конструкции с параллельным расположением труб, 2) водоструйные установки двухлинейной конструкции с центральным расположением труб, 3) водоструйные установки однолинейной конструкции с использованием обсадной колонны в качестве напорного трубопровода. Эрлифты (эр-воздух, лифт-подъемник), применяют для подъема воды в с/х более 100 лет. Эрлифт работает следующим образом. Сжатый воздух от компрессора через маслоотделитель и ресивер поступает в башмак – форсунку, где, смешиваясь с водой, образует водовоздушную эмульсию. Форсунка находится ниже инамического уровня. Воду в колодце и водоподъемной трубе можно представить как жидкость, находящуюся в 2-х сообщающихся сосудах. До образования водовоздушной эмульсии уровень воды в колодце и водоподъемной трубе будет одинаков. После образования эмульсии, единица массы которой меньше единицы массы воды, а также поскольку частицы воздуха в точках соприкосновения с водой оказывают динамическое воздействие, воздушная эмульсия будет подниматься по водоподъемной трубе и, поступив в приемное устройство, распадаться с выделением воздуха.РИСУНОК. 1- компрессор,2- маслоотделитель и ресивер,3-приемный колпак,4- резервуар,5- водоподъемная труба, 6- форсунка, 7- воздушная труба. Гидравлические тараны просты по конструкции и в эксплуатации, необходимое условие их устойчивой работы – наличие перепада не менее 0,5 – 1м. Гидротаранная установка состоит из гидравлического тарана, питательной и нагнетательной труб. Основные узлы гидротарана – корпус, воздушный колпак, ударный и нагнетательный клапаны. одоподъемник работает следующим образом: вода из источника по питательной трубе поступает в гидротаран и через ударный клапан вытекает с возрастающей скоростью. С увеличением скорости давление на ударный клапан повышается и он закрывается, что приводит к гидравлическому удару. Давление в питательной трубе становится больше, чем в воздушном колпаке, нагнетательный клапан открывается, и вода поступает в воздушный колпак. Поскольку в питательной трубе давление упадет, ударный клапан откроется вновь, а нагнетательный закроется. Вода из воздушного колпака под давлением сжатого воздуха будет поступать в напорный трубопровод. В дальнейшем процесс будетповторятся автоматически.РИСУНОК. 1- питательная труба,2 и 3- ударный и нагнетательный клапаны,4- трубка для пополнения воздуха,5- воздушный колпак, 6- штырь.

12. Расчет водоводов (основные принципы). Транспортировка воды по водоводам – та часть трубопровода от места добывания до места потребления. По способу создания напора различают следующие типы водоводов: 1) самотечно-напорные

риСУНОК. 1- линия статического напора, 2- линия гидродинамического напора. Т.к. линия 1 выше линии 2, то трубы рассчитываются по статическому напору, линии труб прокладываются ниже линии 2. 2) нагнетательно-напорные. Когда уровень воды в источнике водоснабжения ниже уровня в питательном резервуаре.

РУСУНОК. Принимаемая конструкция определяются принципом меньшей стоимости. Σh – потери напора в расчете которых состоит основная задача. z1+P1/ρg+αv12/2g=z2+P2/ρg+αv22/2g+Σh.

РИСУНОК. Σh=hL+hi; hL=v2/R2C2L; hi=(λL/d)v2/2g; q=πd2/4v; h=Aq2L, где А – удельное сопротивление трубопровода, S=АL – удельное сопротивление на участке трубопровода. А=64/C2π2d5=16λ/π22gd5; λ=f(Re) – ламинарное движение; λ=f(Re,∆/d) – турбулентное движение. 1) λ=f(Re) – гладкостенные области; 2) λ=f(Re,∆/d) – переходная область; 3) λ=f(∆/d) – квадратичная область. Т.к. квадратичная область не зависит от величины скорости const, то для определения и принимаем формулу h=Aq2L=Sq2.

13. Установление скорости движения воды. В данной ситуации необходимо руководствоваться тех-ми и экон-ми соображениями. Тех-ие сводятся к указаниям min и max. Эти придельные значения нельзя считать окончательными установленными на длительный срок, т.к. они изменяются с изминением конструкций трубопровода, кач-во воды. При назначении этих приделов учитываются: 1)предохранение трубопроводов от истирания его взвесями; 2)обеспечение прочности и устойчивости трубопровода при случайных колебаниях напора и гидроударе. Макс. скорость для водоводов с min кол-ом арматуры (задвижки, водомеры, вантузы и т.д.), работа к-ых может быть нарушена при резких повышениях напора, принимают 2-3м/с. Макс. скорость для распределительных трубопроводов (городских водопроводов) оборудованных большим кол-ом арматуры может быть принята 1-2 м/с. Для воды не содержащих крупных примесей с учетом сохр-ия труб от истирания возможно допустить скорость воды до 5-6м/с. Допустимая min скорость опр-ся из условия незаиляемости, это значение во многом зависит от размеров взвесей содержащихся в воде и от положения трубопровода. При илистых примесях min=0,16-0,2 м/с, при наличии песчаных взвесей (мелких менее 0,1мм) min=0,35м/с.Специалистами рекомендуются в разводящих городских водопроводах принимать min0,3-0,4м/с, т.к. известно что горизонтальном трубопроводе при =0,5м/с, песок несомый водой не осождается.

14. Опр-ие наивыгоднейшего расхода воды. Для каждого диаметра труб по формуле q=m+1√(RN/ACmφt), можно опр-ть наивыгоднейший расход, к-му соотв-ет наименьшая стоимость транспортирования 1м3 воды, при пропуски по этому трубопроводу любого другого расхода наша стоимость будет больше min SSmin. Между этими двумя расходами для следующих по ГОСТ один за другим диаметров d1 и d2 имеется придельный расход, при пропуски к-го стоимость одинаковое(S1=S2). Для труб с d1 этот расход будет верхним приделом, а для труб d2 –нижнем приделом (ограничивающим экон-ки выгодное qmin), таким образом по ГОСТ можно найти максимальный и минимальный придельные экон-ки выгодные расходы.

15. Устройство параллельных линий водоводов

По мере роста потребления воды пропускная способность су­ществующего водовода может оказаться недостаточной для по­дачи потребителю большего расхода воды Q. Для увеличения

Рис. 3.25. Устройство параллельных линий водоводов. Схема повышения производительности водовода:

а — увеличение гидравлического уклона; б — устройство параллельной линии; в — пе­реключения на параллельных водоводах; 1 — пьезометрическая линия при аварии в точ­ке, отмеченной крестом; 2 — пьезометрическая линия при нормальной работе водовода; 3,4 и 5 — различные схемы переключения; 6 — водовыпуск; НС — насосная станция; Р— резервуары.

подачи воды по водоводу нужно повысить отметку пьезометри­ческой линии, которая создается в начальной точке водовода (рис. 3.25, а), до Н2 или, сохраняя первоначальную отметку Н1 уменьшить сопротивление водовода так, чтобы при пропуске увеличенного расхода общая потеря напора по водоводу не пре­вышала h= H1-H (рис. 3.25, б).

С этой целью прокладывают по всей длине водовода или по части его вторую параллельную линию труб пр. На участках тп и рг при пропуске увеличенного расхода воды по одной ли­нии водовода потери напора повышаются, а на участке пр рас­ход пропускается по двум ниткам трубопровода, поэтому потери напора в сравнении с первоначальными уменьшаются. Суммар­ная же величина потерь напора по всему водоводу остается без изменения

h1+h2+h3=h.

Переключения на водоводах. Водоводы из нескольких линий труб прокладывают также для большей надежности подачи воды. Бесперебойное водоснабжение может быть обеспечено устройством резервуаров соответствующей вместимости или про­кладкой нескольких ниток водовода. Выбор определяется эко­номическими соображениями, а также учетом местных условий (возможность длительного хранения воды без ухудшения ее ка­чества, условия строительства резервуаров и водоводов, плани­ровка, перспективы роста водопотребления и т. п.).

Вопрос о числе ниток (линий) водовода решают в зависимо­сти от возможности кратковременного перерыва в подаче воды потребителю при авариях на водоводе.

При нормальной работе водовода весь расход воды пропус­кается по двум линиям (на рис. 3.25, в пьезометрическая ли­ния 2), то есть по каждой линии проходит Qав/2. При аварии (на рис. 3.25, в место аварии отмечено крестом) аварийный расход воды (Зав проходит полностью через линию, параллельную ава­рийному участку, а на остальных участках — в количестве Qав /2.

При этом

Qав = φ1Q1.где φ1<1—коэффициент допустимого при аварии уменьшения нормального расхода воды.

СНиП определяет для водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий с пожарным расходом воды более 25 л/с значение φ1 не менее 0,7. При меньших пожарных расхо­дах допускается подача воды в запасные резервуары по одному водоводу. Значение φ1 в каждом конкретном случае следует устанавливать из условий эксплуатации водопровода, учитывая допустимое снижение расхода воды по водоводу при аварии.

Обычно для упрощения ремонта и строительства параллель­ные линии водоводов устраивают из труб одного диаметра. Соединительные линии при небольшой их длине можно делать из труб меньшего диаметра, что позволит также уменьшить диа­метр задвижек «а них. Различные схемы узлов в колодцах пере­ключений приведены на рисунке 3.25, в. При схеме 3 ремонт задвижки на соединительной линии вызывает необходимость прекращения подачи воды по двум линиям водовода.Целесообразно колодцы переключения совмещать с различ­ными устройствами «а водоводе (водовыпуски, вантузы и т. д.).

16. Расчет сети на случай пожара. Расчетный расход воды на наружное пожаротушение и расчетное число одновременных пожаров n в НП зависит от числа жителей в нем и этажности зданий. Расчетный расход воды для тушения внутреннего пожара опр-ют по СНиП 2.04.02-84. Предварительность расчета: 1.Намечают место пожара(обычно оно самое удаленное). Узловой расход опр-ют путем прибавления расхода воды, необходимого для тушения одного наружного и внутреннего пожаров, к узловому расходу qi. Расходы остальных узлов остаются такими же как и при расчете сети. Секундный расход:qсек.пож.=qi+qн.п.+qв.п..Расход воды, притекающей к узлу1 по уч-ку Б-1: q=qпож.-qБ-1.Зная общий расход, поступающий на кольцевую сеть при пожаре, и узловые расходы, намечают точку схода истоков, направления движения воды по уч-ам сети, задаются прикидочными расходами на уч-ах сети. Затем находят потери напора и увязывают сеть: h=Sq2=KAlq2. Вводят поправочный расход: Δq=±Δh/2∑ (Sq).Затем проверяют работу тупиков при нормальном пожарном режиме и аварии во время пожара на одной нитки.

17. Соор-я на сети. меропр-ия по организации водосн-ия относятся: 1) добыча воды; 2) улучшении ее качества; 3) подъем воды насосными установками; 4) транспортировка воды от источника до потребления; 5) распределение воды м/у потребителями и создание условия для наиболее удобного и целесообразного получения ее каждым потребителем. Общая схема соор-ий выполняющих основные производственные функции: 1-вододобывающие соор-я; 2-насосные станции 1-го подъема; 3-соор-ия по улучшению качества воды; 4-насосные станции 2-го подъема; 5-водовод; 6-водонапорная башня; 7-распределительная сеть. Факторы определяющие очередность и необходимость соор-ий: -- местные условия; -- требования предъявляемые к качеству воды; -- характер водных ресурсов. Чтобы правильно распределить указанные соор-ия и определить их размеры необходимо знать какое количество воды используется той или иной частью НП. Для этого необходимо знать число и состав водопотребителей. В СНП это м/б: 1)индивид-ые нужды насел-ия; 2)коммунально-бытовые нужды; 3)расход пром-ым предприятием расположенный в данном НП; 4)расход на обслуживание животных и содержание разл-ых с/х машин.

18. Типы и устройства водоводов. Вода от места ее добывания д/б подана к месту водопотребления. Эта производственная операция наз-ся транспортированием воды. Сущ-ет 2 способа трансп-ия воды: перевозке ее в различной по вместимости таре и транспортировать по трубам и каналам. В с/х водосн-ии большое значение имеет водоводы, т.е. та часть водопровода, по которой вода доставляется от места добывания до центра потребления воды. По способу создания напора, необх-ое для перемещения воды по водоводам, их можно разделить самотечно-напорные, нагнетательно-напорные, самотечные( гравитационные) и комбинированные. Для возможности применения самотечно-напорного водовода необх-ма, чтобы уровень воды в резервуаре, который питает водовод, была больше уровня воды в питаемом резервуаре на h – размер потерь напора по водоводу при пропуске заданного расхода воды. Отличительными признаками самотечно-напорного водовода: превышение линии статического напора над линией гидродинамического напора, поэтому прочность труб рассчит-ся в этом типе водовода по статическому напору; линия труб расположена ниже линии гидрадинамического напора. Нагнетательно-напорный водовод применяют когда уровень воды в ист-ке водосн-ия ниже уровня воды в питаемом резервуаре. Напор для перемещения воды по водоводу создается насосной станцией. Отличительные признаки: линия гидродинамического напора проходит выше линии труб. В самотечно-напорном и нагнетательно-напорном водоводах трубы укладывают на определенной глубине от поверх-ти земли, следуя рельефу поверх-ти. В каждом случае необходимо применять такую конструкцию и такой тип водовода, при которых стоимость транспортирования 1 м3 воды была бы наименьшей, а надежность действия водовода наибольшей.

19. Методы расчета вертикальных водозаборов. Основы расчета воды вертикальных водозаборов предложил Дюпюи в 1857 году, которые основаны на следующих допущениях: 1)зеркало грунтовых горизонтально, поверхность подстилающего водоупорного слоя горизонтально. Схема притока воды к колодцу опущенному в безнапорный водоносный грунт. РИСУНОК. r<х<Rд, h0<y<H (2). Количество воды притекающей к колодцу через поверхность какой- либо поверхности равного напора ωэ(линия ab) при известном коэф. фильтрации будет q= ωэКфdy/dS (1), где dy – разность отметок напора на эквипотенциальной поверхности ac и ближайшей эквипотенциальной поверхности a1c1, находящейся от первой по линии токов на расстоянии dS. Формула (1) при допущении (2): q=πКф(H2-h02 )/ln Rд/r. Если колодец опущен в напорный водоносный пласт, то пьезометрическая поверхность подземных вод, секомая плоскостью АА, находится выше кровли пласта ББ. Количество воды, протекающей через цилиндрическую поверхность, находящуюся на расстоянии х от оси колодца, будет q=2πхmКф(dy/dx). Интегрируя получаем q=2πmКф(H-h0/ln(Rд/ r0)). Переходя к десятичным логарифмам получаем: q=2,72mКф(H-h0/lgRд/r0). Справедливо лишь при понижениях уровня воды в колодце, при которых h0>m.

РИСУНОК. Схема притока воды к колодцу в напорном водоносном пласте.

20.Захват подземных вод группой колодцев. РИСУНОК. Общая схема группового колодца: 1- водозаборные колодцы, 2 – сборный водовод, 3- сборный колодец, 4- гидроизогипсы. При размещении группы колодцев необходимо учитывать следующее: 1) для каптирования наибольшего количества подземной воды с наименьшими эксплуатационными затратами необходимо располагать колодцы в один ряд, нормальный к направлению движения грунтового потока. 2) колодцы располагают в местах с максимальной водопроводимостью.3) целесообразно устраивать колодцы в речных долинах и на речных террасах.4) не рекомендуется располагать колодцы в местах, затапливаемых поверхностными водами. 5) следует размещать колодцы в понижениях подстилающего водоупорного слоя. 6) при благоприятных условиях размещать каптаж на отметках позволяющих подавать воду самотеком. Необходимость в возникновении группы колодцев произошла из-за недостаточной производительности одного колодца для удовлетворения потребности в воде. Основные центры водопотребления с/х расходуют воду в количестве, которое не может обеспечить один колодец.

22. Водозабор из каналов и рек с малой глубиной. Каналы используют когда другие источники отсутствуют или находятся на значительном расстоянии. Недостаток канала оросительных и обводнительных): периодичность действия, что требует предусмотреть емкости. Если воду забирают из канала, то проектируют русловой водозабор ( состоит из водоприемника, самотечных линий, береговых колодцев). Забор воды из небольших каналов нежелателен, т.к. здесь вода неудовлетворительного качества; водозаборы стесняют сечение каналов, что плохо сказывается на гидравлическом режиме. Забор воды из рек с малой глубиной осуществляется несколькими способами:1) отрывают в дне углубленной прорези, применяют водозаборные ковши;2) поднимают воду и проводят работу по регулированию русел;3) захват воды скважинами или лучевыми водозаборами

21. Сооружения для забора воды из поверхностных источников. Береговые водоприемники устраиваются на берегу или в непосредственной близости к берегу. Выбор между береговым и русловым водоприемником делается на основании следующих соображений: 1) применение береговых водоприемников возможно только при наличии достаточных глубин у берега, что наблюдается при берегах с откосами не менее чем 1:2 или 1:2,5. 2) при пологих берегах водоприемник относят от берега к глубокому месту с расчетом, что водоприемное отверстие находится на 0,5 – 0,8м от дна и 1-1,5м от поверхности дна. 3) при устойчивом дне и опасности заноса водоприемник можно устроить у берега и вырыть в дне реки канал, подводящей к водоприемнику и обеспечивающий необходимую глубину. Водоприемник питьевого водоснабжения при получаемом качестве воды в русле следует устраивать руслового типа. При выборе местоположения водоприемника следует обеспечить в соответствии со СНиПом необходимой степени надежности. 1 степень: бесперебойный отбор расчетного расхода воды,2 степень: возможность перерыва в подаче воды до 5 часов или снижение ее подачи в течении 1 месяца, 3 степень: отбор воды может прекращаться до 3 суток. Устройство водоприемника влияет на режим реки, изменяется распределение скоростей воды. РИСУНОК.1- водоприемник, 2- вихревая зона,b- длина выступа водоприемника в русло, с-ширина вихревой зоны. В верхних слоях с=1,06 в придонных с=1,56. Береговые водоприемники существуют защитные и не защитные. Защитные устраивают для забора воды более 0,5м3/сек при крутых берегах с достаточными береговой зоне глубинами типа мостового устоя. РИСУНОК.1 – сетка,2-скала. При наличии электроэнергии и достаточно благоприятных условиях для устройства основные береговые водоприемники типа мостового устоя совмещают с насосной станцией. Вода из реки поступает через окна в стенах водоприемника. Они располагаются на различных глубинах, это позволяет забирать воду из разных по высоте слоев потока. Для задерживания более мелких примесей, содержащихся в воде водоприемник может быть разделен съемными фильтровальными сетками на 2 отделения.

23. Особенности забора воды из водохранилища и озер. Водохранилища и озера можно рассматривать как водоемы, имеющие много общего. Крупные водохранилища, которые образуются путем плотин, решают комплексные задачи: водоснабжения, водного транспорта, энергетики. При их проектировании учитывают следующие показатели водохранилищ и озер: размер и объем водохр-ща, волнообразования и степень волнения волн, загрязненность, биологическая характеристика водоема, а также качество воды. Особенности водохранилища и озер, которые необходимо учитывать при проектировании, яв-ся изменение качества воды. Оно меняется по сезонам года, по длине водоема, по глубине. Поэтому водоприемник относят дальше от берега, учитывая возможность переработки берега. Наиболее удачным для забора воды из водохранилища и озер считается водоприемник руслового типа с забором на разных отметках. В озерах водоприемные отверстия располагают на высоте 1,5-2м и больше от поверхности воды, чтобы избежать захвата планктона. Обязательно учитывают заиление.

24. Береговой колодец. Промывка колодца. Береговой колодец – элемент водозабора руслового типа, в котором находится концы самотечных линий. Он состоит из надземных и подземных частей. Подземная часть обычно в плане круглая, имеет по две приемные и две всасывающие секции. Размеры в плане определяют из условий размещения оборудования: размеров труб и др. оборудования, условия монтажа, демонтажа и ремонта. Размеры по вертикали соответствуют уровню воды в колодце и размещению оборудования. Между приемным и всасывающим отделениями находятся сетки. Колодец выполняет функции и первичного отстойника(приемное отделение). Сетки в береговых колодцах, через которые проходит вода из приемного отделения во всасывающее, могут быть плоские(подъемные) и вращаться. Тип и размер сеток подбирают по справочникам. Отметки воды в береговых колодцах определяют в соответствии уровню воды в реке и потерь напора при разных режимах самотека труб: при УНВ, УВВ, при аварии. Схема размещения берегового колодца с насосной станции первого подъема.

Рисунок. Эта схема используется, если река в период высоких вод не выходит из берегов.

рисунок 2. если при паводке река затопляет, тогда используют вертикальный центробежный насос.

РИСУНОК 3. Прокладывают сифонный трубопровод, т.к. укладка самотечных линий трудна и дорого. Для берегового колодца обязательно установление приспособлений для очисти от осадков. Лучше применять водоструйный насос. Он нужен для промывки берегового колодца. Другое название гидроэлеватор – эжектор, который питается от насосной станции первого подъема.