1. Гидрологические расчеты

   1. Определение характеристик водных ресурсов реки

Определим относительную среднюю квадратичную ошибку нормы годового стока:

e₀=100% (1.1)

e₀=100%=1.35 %

Согласно СНиП 2.01.14-83 продолжительность считается достаточной, и Q_o считается нормой годового стока.

Коэффициент асимметрии C_s-безразмерный статический параметр. Из исходных данных известно, что C_s=1.17.

Рассчитаем среднемноголетний объем стока W_o..

W_o- количество воды, стекающее с водосбора за год:

W_o=Q_o*T=3.25*31536000 =102.49 млн.м³ (1.2)

где Т — число секунд в году, равное 31536000 секунд.

Среднемноголетний модуль стока M_o – количество воды в литрах стекающее в секунду с квадратного километра площади сбора:

M_o= Q₀*10³/F, л/с км² (1.3)

где F — площадь водосбора, км².

M_o=3.25*10³/324=10.03 л/с км²

Слой стока - количество воды, стекающее с водосбора за какой-либо интервал времени, равное толщине слоя, равномерно распределенного по площади этого водосбора. Слой стока выражается в мм. Средний многолетний слой стока вычислить по зависимости:

h₀= W_o*10³/F, мм (1.4)

h₀=102.49*10³/324=316.32 мм

Далее результата расчетов внесем в таблицу 1.1

Таблица 1.1

Характеристики годового стока

Q0	W0	M0	h0	Cv	Cs	e0
м3/с	млн.м3	л/с км2	мм
1	2	3	4	5	6	7
3,25	102,49	10,03	316,32	0,37	1,17	1,35

2. Расчет годового стока заданной обеспеченности

При проектировании водохозяйственных комплексов обычно используют очень маловодный год обеспеченностью 95%.

Среднегодовой расход воды расчетной обеспеченностью Q_p%:

Q_p%= Q₀*K_p% (1.5)

где K_p% - модульный коэффициент заданной обеспеченности

K_p%=1± Ф_9%* C_v (1.6)

Где Ф_95% - число Форстера, зависит от C_s принимаем из Приложения 1, равным -1.25.

K_95%=1+(-1.25*0.37)=0.54

По формуле 1.5 посчитаем среднегодовой расход воды расчетной обеспеченностью. Q_95%= 3.25*0.54=1.75 м³/с.

Объем годового стока расчетной обеспеченности W_p%

W_p%= Q_p%*T (1.7)

W_95%=1.75*31536000=55.18 млн.м³

Таблица 1.2

Расчет годового стока 95% обеспеченности реки в створе

Q0	Cs	Ф95%	Cv	K95%	Q95%	W95%
м3/с					м3/с	млн.м3
1	2	3	4	5	6	7
3,25	1,17	-1,25	0,37	0,54	1,95	55,18

1.3 Внутригодовое распределение речного стока

Внутригодовое распределение стока рассчитывается по типовым схемам (схема Б)его распределения по месяцам. Данные берем из Приложение В.

Q_а=(12* Q_95%*а)/100, м³/с (1.8)

W_а= Q_а* T_а, млн.м³  (1.9)

где a - относительное распределение стока в данном месяце в процентах от годового, %;

T_а, количество секунд в данном месяце, с

Таблица 1.3

Расчет внутригодового распределения стока 95% обеспеченности

Параметры	Месяцы
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
a, %	5,0	8,0	28,4	17,8	9,8	7,4	2,9	2,7	1,6	5,2	6,0	4,9
Qа,м3/с	1,2	1,9	6,6	4,2	2,3	1,7	0,7	0,6	0,4	1,2	1,4	1,1
Wа,млн.м3	3,1	4,5	17,8	10,8	6,1	4,5	1,8	1,7	1,0	3,3	3,6	3,1

2. Гидрологические расчеты

В работе участниками ВХК являются наиболее распространенные водопотребители – коммунально – бытовое хозяйство, промышленность и сельское хозяйство.

Данные об участниках внесем в таблицу 2.1

Таблица 1.4

Характеристики участников ВХК

Участники ВКХ	Единица измерения	Значение	Схема водоснабжения
КБХ:
площадь НП	га	6300
плотность населения		85
степень благоустройства		3
Нефтеперерабатывающий завод:
площадь ПП	га	375
вид выпускаемой продукции		нефть
объем продукции	год	8*104
Сельскохозяйственное производство:
площадь орошения	га	1545
вид животноводства		коровы
количество голов	шт	3500

4. Расчет водопотребления и водоотведения участников ВХК

4.1 Коммунально-бытовое хозяйство

Коммунально-бытовое хозяйство – это совокупность предприятий, служб и хозяйств по обслуживанию населения

1. Определение годовых расходов воды в населенном пункте

Для определения максимального годового расхода используем формулу 4.1.

Q^НП_мах= Q_ср.сут*K_сут*365, м³/год (4.1)

где K_сут – коэффициент суточной неравномерности, принимается из СНиП СНиП 2.04.02-84*. K_сут=1.0

Q_ср.сут – среднесуточный хозяйственно-питьевой расход.

Q_ср.сут=q_ж*N/1000, м³/сут (4.2)

q_ж – норма водопотребления, зависящая от степени благоустройства жилой застройки.

N – расчетное число жителей в НП.

N=F_нп*n_o, чел (4.3)

n_o – расчетное число жителей, чел/га;

F_нп – площадь НП.

Согласно генплану площадь жилой застройки составляет F=6300 га, (Площадь жилой застройки определяется по схеме генплана, в соответствии с масштабом.) При плотности населения n_o=85чел/га количество жителей города составляет:

N=6300*85=535500 чел

В соответствии с заданной степенью благоустройства жилых зданий по СНиП q_ж=230-350 л/сут., принимаем среднесуточное хозяйственно-питьевое водопотребление q_ж=300 л/сут. Расчетный среднесуточный расход воды составляет:

Q_ср.сут=300*535500/1000=160650 м³/сут

Q^нп_мах=160650*1*365=58637250 м³/год

Таблица 4.1

Хозяйственно-питьевые расходы НП

F	n0	N	qж	Qср.сут	Qнпmax
га	чел/га	чел.	л/сут	м3/сут	м3/год
1	2	3	4	5	6
6300	85	535500	300	160650	58637250

Общий поливочный расход в НП определим по формуле:

Q_п.-м.= Q^нп_м+ Q^нп_пол, м³/год (4.4)

где Q^нп_м – расход воды на мойку.

Q^нп_пол – поливочный расход, зависящий от норма на поливку q_п и K_п и поливаемой площади F_п.

Q^нп_м= F_м* q_м* K_м*10, м³/год (4.5)

Q^нп_пол= F_п* q_п* K_п*10, м³/год (4.6)

F_п= F_нп*P/100, га (4.7)

где P-площадь в % от площади населенного пункта.

Таблица 4.2

Поливочные расходы в НП

Виды поливаемых территорий	P, %	F, га	мойки			поливки			Qп.-м.
			qм, л/м2	Kм	Qнпм	qп, л/м2	Kп	Qнпп
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
твердые покрытия	4,8	302,4	1,3	60	235872	0,3	60	54432	290304
зеленые насаждения	4,5	283,5				3	60	510300	994140
газоны, цветники	3,2	201,6				4	60	483840

Общий максимальный расход хозяйственно питьевой воды в населенных пункт поступает в водозабора и очистных сооружений.

Неучтенные расходы составляют 10-15% , компенсируют безвозвратные потери воды.

Q^нп_БП=(Q^нп_max+ Q_п.-м.)*10%÷15%, м³/год (4.8)

Q^нп_БП=(58 637 250+1284444)*0.1=5 992 169,4 м³/год

Тогда найдем общий годовой максимальный расход в населенном пункте:

Q^нп_{год max}= Q^нп_max+ Q_п.-м.+ Q^нп_БП, м³/год (4.9)

Q^нп_{год max}=58 637 250+1284444+5992169,4=65913863,4м³/год

Таблица 4.3

Годовой расход в НП

Qнпmax	Qп.-м	QнпБП	Qнпгод max
м3/год	м3/год	м3/год	м3/год
1	2	3	4
58 637 250	1284444	5 992 169,4	65913863,4

2. Определение годовых расходов воды в населенном пункте

Из поступающих в населенны пункт расходов воды в систему канализации НП и на очистные сооружения поступает расход Q^нп_max уже в виде хозяйственно-бытовых стоков.

Q^нп_{ХБ СТ}= Q^нп_max, м³/год (4.10)

Q^нп_{ХБ СТ}=58 637 250, м³/год

Также необходимо учитывать дождевые, моечные и талые стоки.

Годовой объем стока от дождевых вод определим по формуле:

W^нп_Д=2.5*h_гд* Ψ_д * Ψ_вн *F_нп, м³/год (4.11)

где h_гд – слой осадков, мм, за теплый период года, образующийся за  апрель – октябрь, установленный на основании справки Гидрометеоцентра или определяется по табл. 2 СНиП 23-01-99. h_гд=122 мм.

Ψ _д - общий коэффициент стока дождевых вод. Для нашего случая примем Ψ _д =0.7.

Ψ_вн- коэффициент, учитывающий интенсивность дождевого стока, в зависимости от распространения водонепроницаемых поверхностей. Ψ_вн=0.9

W^нп_Д=2.5*122*0.7*0.9*6300=1210545 м³/год

Годовой объем стока талых вод определим по формуле:

W^нп_т=2.5*h_гт* Ψ_т * Ψ_в *F_нп, м³/год (4.12)

Ψ_т - общий коэффициент стока талых вод . Ψ_т=0.6.

h_т - слой осадков, мм, за холодный период года (определяет общее годовое количество талых вод) или запас воды в снежном покрове к началу снеготаяния, образующийся за ноябрь – март, установленный на основании справки Гидрометеоцентра или или определяется по табл. 2 СНиП 23-01-99. h_т=210 мм.

Ψ_в- коэффициент вывоза снега. Принимаем отсутствие вывоза - 10.

W^нп_т=2.5*210*0.6*10*6300=19845000 м³/год

Годовой объем стока поливомоечных вод:

W^нп_м= Q^нп_м* Ψ_м, м³/год (4.13)

Ψ_м- коэффициент стока поливомоечных вод. Ψ_м=0.5

W^нп_м=235872*0.5=117936 м³/год

Расход сточных хозяйственно-бытовых вод от населенного пункта с учетом поверхностного стока, поступающий на очистные сооружения:

Q^нп _СТ= Q^нп_{ХБ СТ}+ W^нп_Д+ W^нп_т+ W^нп_м, м³/год (4.14)

Q^нп _СТ=58637250+1210545+19845000+117936=79810731 м³/год

Таблица 4.4

Годовой расход сточных вод в НП

QнпХБ СТ	WнпД	Wнпт	Wнпм	Qнп СТ
м3/год	м3/год	м3/год	м3/год	м3/год
1	2	3	4	5
58637250	1210545	19845000	117936	79810731

2. Промышленность

Воду на промышленных предприятиях используют как составную часть выпускаемой продукции, для вспомогательных целей и для поддержания необходимых санитарно-гигиенических условий.

Промышленность является одним из наиболее ответственных потребителей воды, требующих практически бесперебойной ее подачи

1. Определение годовых расходов воды на промышленном предприятии

Годовой расход водопотребления для каждой категории определяется по формуле:

Q^пп= W* q_i* k, м³/год (4.15)

где W – годовой объём производства в условных единицах в год;

q_i – среднегодовой расход воды на единицу продукции. Берем из приложения Г.

Q^пп_об – расход водопотребления оборотной воды;

Q^пп_тех – расход водопотребления технической воды;

Q^пп_ПР – расход водопотребления воды питьевого качество для производственных нужд;

Q^пп_х-б – расход водопотребления воды для хозяйственно-питьевых целей;

k – коэффициент изменения среднегодовых расходов воды. Принимаем равным 1.

Таблица 4.5

Годовой расход воды на ПП по категориям водопотребления

ПП	W	qоб	qтех	qпр	qх-б	QППоб	QППтех	QППпр	QППх-б
	Ед/год	м3/ед	м3/ед	м3/ед	м3/ед	м3/год	м3/год	м3/год	м3/год
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
4	8*104	73,7	0,45	0,05	0,05	5896000	36000	4000	4000

Площадь покрытий , подвергающейся уборке на производстве, принимаем равной 10% от все площади ПП.

Годовой расход на механизированную мойку:

Q^пп_м= F_м* q_м* k_м, м³/год (4.16)

где F_м – площадь покрытий , подвергающаяся мокрой уборке.;

q_м- норма на мойку покрытий;

Q^пп_м=375000*0.13*60=29250 м³/год

Безвозвратные потери воды в промышленности связаны с утечками в трубопроводах и водозаборной арматуре и 10-15% от максимального водопотребления. А также с технологическими процессами на ПП.

Общий расход безвозвратного водопотребления:

Q^пп_БПпол= ∑Q^пп_мах* (0.1÷0.15)+ ∑(W* q_i*k), м³/год (4.17)

где ∑Q^пп_мах – максимальное водопотребление на ПП

∑Q^пп_мах= Q^ПП_об+ Q^ПП_тех+ Q^ПП_пр+ Q^ПП_х-б+Q^пп_м (4.18)

q_i – удельная норма безвозвратного водопотребления.

∑Q^пп_мах=5896000+36000+4000+4000+29250=5969250 м³/год

Q^пп_БПпол=5969250*0.15+(80000*0.15*1)=907387,5 м³/год

Общий годовой максимальный расход на предприятии:

Q^ПП_{год max}=∑Q^пп_мах+ Q^пп_БПпол=5969250+907387,5=6876637,5 м³/год (4.19)

Таблица 4.6

Годовой расход воды на ПП

QППоб	QППтех	QППпр	QППх-б	QППм	QППБПпол	QППгод max
м3/год	м3/год	м3/год	м3/год	м3/год	м3/год	м3/год
1	2	3	4	5	6	7
5896000	36000	4000	4000	29250	907387,5	6876637,5