Лабораторна робота №12 Тема: Визначення розрахункової витрати води

Воду витрачають в населених пунктах для різносторонніх потреб, але в першу чергу для пиття і господарчо-побутових цілей в житлових і громадських будівлях, а також для санітарно-побутових потреб працівників промислових і сільськогосподарських підприємств. Крім того, на багатьох промислових підприємствах для виробничих потреб також потрібна питна вода. Це, зокрема, підприємства харчової промисловості—молокозаводи, м'ясокомбінати, кондитерські фабрики, заводи безалкогольних напоїв і тому подібне. Деякі виробництва (фармацевтичне, текстильне, мікробіологічного синтезу і тому подібне) потребують води спеціальної якості, наприклад, стерильною, антропогенною, пом'якшеною, деіонізованою, такою, що дистилює. її одержують з питної водопровідної шляхом додаткової обробки. Певні технологічні потреби у воді існують і на самих водопроводах (наприклад, для промивання швидких фільтрів, приготування розчинів коагулянтів і дезінфектантів і тому подібне). У кожному населеному пункті обов'язково повинен бути запас води для гасіння пожеж. Багато водопровідної води витрачають для миття вулиць і поливання зелених насаджень теплої пори року, для роботи фонтанів і зрошування теплиць.

За питому норму водоспоживання прийняте в містах 600 л на добу, в сільській місцевості — 150 л на добу на 1 жителя. Відмічена орієнтовна норма водоспоживання передбачає витрати води на господарській-питні потреби в житлових і громадських будівлях, потреби місцевої промисловості, прибирання вулиць і поливання зелених насаджень. Ця норма може змінюватися на 10—20% залежно від кліматичних і інших місцевих умов, а також від ступеня впорядкування. Якщо в населеному пункті є великі промислові підприємства, яким потрібна для виробничих потреб питна вода, норму збільшують на 25%. З урахуванням промислового водокористування вона складає у великих містах 750 л на добу на 1 жителя.

Розрізняють два види водопостачання: централізовано (водопровідне) і децентралізовано (місцеве). В умовах централізованого водопостачання воду подають споживачам за допомогою водопроводу. Це комплекс інженерних споруд, призначених для забору води з джерела водопостачання (поверхневого або підземного), обробки для доведення її якості до вимог діючого стандарту на питну воду, подачі питної води до місць використання і ділення її між водокористувачами через мережу трубопроводів. При цьому конкретні споживачі мають можливість брати воду або з вуличних водорозбірних пристроїв (колонок), або з водопровідних кранів, якщо будинок підключений до водопровідної мережі, тобто за наявності внутрішнього водопроводу. У разі місцевого водопостачання воду беруть безпосередньо з джерела за допомогою водозабірної споруди, наприклад, ґрунтову воду — з шахтних колодязів (колодязів), джерельну — з каптажів. Такий спосіб водопостачання самий поширений в сільській місцевості.

Загальне добове водоспоживання (Q) в населеному пункті розраховують за формулою:

Q=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆+Q₇,

де Q₁ — добові витрати води на господарський-питні і побутові потреби в житлових і громадських будівлях. Залежать від ступеня впорядкування з урахуванням коефіцієнтів добової нерівномірності.

Q₂ — витрати води на перспективу розвитку населеного пункту (15% від Q₁ і Q₃, Q₂=15%(Q₁+Q₃)).

Q₃ — витрати води на виробничі потреби промислових і сільськогосподарських підприємств.

Визначають на підставі технологічних даних. У разі їх відсутності приймають за 25% від витрат, розрахованих, виходячи з питомого водоспоживання,

Q₃=25%Q₄=5625.

Q₄— витрати води для будинків відпочинку, санаторний-туристичних комплексів, дитячих таборів, які не враховані в Q₃

.

Q₅ — витрати води для поливання зелених насаджень і миття вулиць

.

Q₆ — витрати води на гасіння пожеж, Q₆=0.

Q₇ — додаткові витрати води, з урахуванням місцевих особливостей, зокрема кліматичних умов. Приймають у розмірі 10—20% від Q₁,

Q₇=15%Q₁.

За наявності в населеному пункті централізованої системи гарячого водопостачання до 40% води від загальних витрат поступає споживачам окремою мережею. У нормах ДБН 360-92 "Містобудування. Планування і забудова міських і сільських поселень" (табл. 1 ) враховані витрати води в житлових будинках, гуртожитках, готелях, школах, дитячих дошкільних закладах, суспільних установах, середніх і вищих учбових закладах, а також на підприємствах культурно-побутового, комунального обслуговування і громадського харчування, за винятком будинків відпочинку, санаторний-туристичних комплексів, дитячих таборів. Окрім ступеня впорядкування, під час визначення норми водопостачання враховують кліматичні умови, потужність джерела водопостачання, поверховість забудови, культурні традиції населення і інші місцеві умови. У деяких містах завдяки розвитку водопровідної мережі норми водопостачання вищі, наприклад до 400 л на добу. Вважають, що норма водопостачання 500 л на добу є максимально доцільною.

Таблиця 1. Норми господарського-питного водоспоживання в населених пунктах (ДБН 360-92)

Ступінь впорядкування районів житлової забудови	Середньодобова (за рік) норма господарсько-питного водоспоживання на 1 мешканця фізико-географічних районів, л
	Полісся Західний лісостеп	Лісостеп	Степ
Водопровід, каналізація, централізоване гаряче водопостачання	280	290	300
Водопровід, каналізація, місцеві водонагрівачі	200	210	230

Добові витрати води (м³ на добу) на господарсько-питні і побутові потреби в житлових і громадських будівлях розраховують за формулою:

де q_i – питоме середньодобове водоспоживання на

одного жителя (за даними табл. 1), л на добу;

N_i – розрахункова кількість жителів у районах житлової

забудови з різним ступенем впорядкування.

Оскільки воду використовують нерівномірно як в окремі години доби, так і сезони року, то середні норми водопостачання приймають з так званими коефіцієнтами нерівномірності: добовим (відношення максимальної добової витрати води до середньодобової) і годинним (відношення максимальних витрат води на годину до середньочасового. Коефіцієнт добової нерівномірності складає Кдоб. _мах= 1,1— 1,3; Кдоб _мін = 0,7—0,9. Облік коефіцієнтів нерівномірності під час проектування водопроводу дає можливість забезпечити безперервне постачання води в години пік, в жару, коли водоспоживання збільшується. Окремо враховують витрати води на господарчо-побутові потреби на промислових підприємствах: 45 л за зміну на одного працівника в гарячих цехах з тепловиділенням понад 83,68 кДж (20 ккал) на 1 м³ повітря за 1 рік і 25 л за зміну — в інших.

Розроблені диференційовані норми витрат води окремими споживачами. У санаторіях і будинках відпочинку середньодобові витрати води на 1 ліжко складають за наявності при всіх житлових кімнатах ванн — 200 л, душів — 150 л. У дитячих таборах з їдальнями, які працюють на сировині, і пральнями — 130 л на добу на 1 місце.

Витрати води для поливання зелених насаджень і миття вулиць у теплий період року в середньому складають з розрахунку на одного жителя 80—90 л на добу. Якщо відома площа зелених насаджень, вулиць і міських площ, кількість води розраховують за Сніпом 2.04.02-84.

Отже, сумарна потужність міського господарського-питного водопроводу повинна забезпечувати всі потреби населеного пункту в доброякісній питній воді.

Особливості постачання міст з підземних джерел і поверхневих водоймищ.

Гігієнічні вимоги до централізованого господарського-питного водопостачання населених місць

Централізовано господарське-питне водопостачання — це сукупність заходів і споруд із забезпечення населених пунктів доброякісною питною водою в достатній кількості, які передбачають механізований забір води з джерела, її очищення, знезараження і, при необхідності, спеціальну обробку і доставку споживачам мережею водопровідних труб. Цей вид водопостачання, порівняно з місцевим (децентралізованим), є зручнішим і відчутно покращує санітарний рівень і епідемічне благополуччя населених пунктів. Його перевагами є:

1) можливість вибрати найкоротше джерело води;

2) забезпечити санітарну охорону джерела;

3) передбачити, при необхідності, можливість поліпшення якості води;

4) забезпечити населення потрібною кількістю якісної питної води;

5) забезпечити належний технологічний і гігієнічний контроль за режимом підготовки і якістю питної води.

Комплекс інженерних споруд, призначених для централізованого водопостачання, за допомогою яких здійснюють водозабір з джерела, обробка води з метою доведення її якості до вимог діючого стандарту, подачу в населений пункт і ділення між споживачами, називають господарський-питним водопроводом.

Основні складники водопроводу:

1) джерело водопостачання (підземне або поверхневе);

2) водозабірні споруди;

3) водопідіймальні пристрої (насосні станції);

4) очисні споруди;

5) споруди для накопичення запасів води;

6) споруди для доставки і ділення води (водоводи, водопровідна мережа, водорозбірні споруди на мережі). Серед методів поліпшення якості води на очисних спорудах водопроводів розрізняють основні і спеціальні. Основні методи — освітлення, знебарвлення і знезараження.

Завдання 1: Визначення розрахункової витрати води.

Початкові дані. Водопровідна система повинна забезпечувати необхідну кількість води в умовах нерівномірності споживання, тому проектування систем водопостачання повинне здійснюватися виходячи з максимальної витрати. Максимальна добова витрата води (Q_{макс.доб.}, м³/добу) визначається за формулою:

Q_{макс.доб.} ⁼ Q_cр.доб.*K_{доб. ,}

де Q_cр.доб. — середня витрата води в добу, м³/доба;

K_доб. — коефіцієнт добової нерівномірності.

Споживання води протягом доби в населених місцях відбувається також нерівномірно. Ця нерівномірність залежить від умов життя населення, рівня впорядкування житла і режимів технологічних процесів промислових підприємств.

Розміри окремих споруд і установок, потужність насосних станцій і місткість резервуарів залежать від кількості води, що подається, і встановленого режиму роботи.

Робота водопровідної мережі визначається режимом споживання з нерівномірністю споживання як по сезонах і днях тижня, так і по окремому годиннику доби. Розрахунок нерівномірності здійснюється відповідно до максимальної секундної витрати (Q_макс.с,л/с), яка визначається за формулою:

Q_макс.с = Q_cр.доб. *K_ч / 86,4 ,

де К_ч — коефіцієнт годинної нерівномірності.

Коефіцієнт годинної нерівномірності водоспоживання також залежить від рівня впорядкування житлового фонду міста. Тому для кожної категорії забудови максимальна секундна витрата повинна визначатися окремо.

Коефіцієнти добової (К_сут) і годинної (К_ч) нерівномірності приймаються по Сніп 31-74.

Промислове водоспоживання міста приймаємо рівномірним протягом доби.

Графік поливального водоспоживання запроектований так, щоб поливання не співпадало з найбільшим господарський побутовим споживанням, тому при розрахунку максимальної секундної витрати води поливальне водоспоживання не враховується.

Рішення. Максимальну добову витрату води (табл. 1) на господарчо-побутові потреби розраховуємо на підставі даних і коефіцієнтів добової нерівномірності по СНІП 31-74.

Максимальна добова витрата води рівна 124,2 тис. м³.

Підставляючи у формулу (2) значення з табл. 1, одержимо максимальні секундні витрати води по кожному району водопостачання (табл. 2).

ТАБЛИЦЯ 1. МАКСИМАЛЬНА ДОБОВА ВИТРАТА ВОДИ В ОКРЕМИХ РАЙОНАХ ВОДОПОСТАЧАННЯ, м³

	Райони
Споживання	I	II	III	IV	V	VI
У впорядкованих будинках при Ксут =1,05 У будинках без ванних кімнат при K=1,1 У будинках без каналізації при K=1,2	19200 643 210	12 700 313 -	6180 - 570	6300 412 -	14 500 - -	26200 - -
Разом на комунально-побутові потреби На промислові потреби при Ксут =1,1 На поливання при Ксут =1	20 053 8800 2120	13013 1100 1427	6750 5500 1451	6712 6400 863	14500 4500 1437	26200 1100 2282
Сумарна витрата води	30 973	15 540	13701	13 975	20437	29582

ТАБЛИЦЯ 2. МАКСИМАЛЬНА СЕКУНДНА ВИТРАТА ВОДИ «ПО ОКРЕМИХ РАЙОНАХ ВОДОПОСТАЧАННЯ, л/с

	Райони
Витрата	I .	II	III	IV	V	VI
У впорядкованих будинках при Кч=1,2 У будинках без ванних кімнат при Кч=1,35 У В будинках без каналізації при Кч= 1,8	267 10,05 4,37	176,4 4,88 -	85,8 - 11,8	87,5 6,5 -	201,4 - -	364 - -
Разом на промислові потреби при Кч= 1	281,42 102	181,28 12,7	97,6 63,7	94 74	201,4 52	364 12,7
Разом (округлено)	383	194	161	168	253	377

Сумарна секундна витрата води рівна 1536 л/с.

Завдання 2: Визначити добові витрати води на господарсько-питні і побутові потреби в житлових і громадських будівлях.

Початкові значення:варіанти завдань

№за/п	Розрахункова кількість жителів у районах з різним ступенем впорядку-вання,-тис.чол.	Середньодобова (за рік) норма господарсько-питного водоспоживання на 1 мешканця фізико-географічних районів,л
		Полісся		Лісостеп		Степ
		Водопро-вод,каналі-зація,цент-ралізоване горяче водо поста-чання	Водопровод,каналізація, місцеві водонагрівачі	Водопровод,каналізація, Централі-зоване горяче водопос-тачання	Водопровод,каналізація, місцеві водонагрівачі	Водопро-вод,каналізація,цент-ралізоване горяче водопос-тачання	Водопровод,каналі-зація, місцеві водонагрівачі
1	300	280	200	290	210	300	240
2	250	260	180	281	220	280	235
3	230	265	185	283	211	285	236
4	280	267	195	284	216	284	234
5	260	269	186	289	214	286	237
6	290	264	187	287	218	287	231
7	270	261	184	286	213	284	239
8	265	263	186	284	219	283	238
9	275	265	183	280	218	289	234
10	295	271	182	290	217	281	230
11	285	276	195	284	210	291	237
12	240	279	193	289	195	293	234
13	235	271	194	287	196	294	236
14	245	278	197	286	197	297	231
15	260	273	198	287	194	298	235
16	290	271	199	286	198	299	238
17	270	274	193	284	195	294	239
18	265	280	194	280	193	295	231
19	275	264	192	290	190	296	239
20	265	261	198	284	219	287	238
21	275	263	200	290	218	284	234
22	295	265	184	281	217	283	230
23	285	271	186	283	210	289	237
24	240	276	183	284	195	281	237
25	235	279	182	290	196	291	234
26	245	265	195	286	216	293	236
27	260	267	193	284	214	291	231
28	290	269	194	283	218	293	235
29	300	264	185	281	213	294	236
30	270	261	195	287	219	297	234

Рішення: Заповнити таблицю

Добові витрати води на господарсько-питні и побутові потреби в будівлях,м3/добу			Витрати води на виробничі потреби промислових і сільс./госп. підпри-ємств,м3/добу			Витрати води на перспективу розвитку 55аселеного пункту,м3/добу
Полісся	Лісостеп	Степ	Полісся	Лісостеп	Степ	Полісся	Лісостеп	Степ
1	2	3	4	5	6	7	8	9

Продовження таблиці

Додаткові витрати води з урахуванням місцевих особливостей,м3/добу			Загальне водоспоживання в населеному пункті,м3/добу
Полісся	Лісостеп	Степ	Полісся	Лісостеп	Степ
10	11	12	13	14	15

Лабораторна робота №13