Водопроводная сеть города
Работа из раздела: «
Строительство и архитектура»
/
Водопроводная сеть города
Реферат
В-90-Брест.: 2011: ___стр.: таблиц, рисунков, источников 6.
Ключевые слова: вода, трассировка, водопроводные линии, насосная станция, водонапорная башня, напор, водопотребление, гидравлический расчет, пьезолинии, диктующая точка.
Содержит результаты водохозяйственных расчетов, а также гидравлические расчеты системы водоснабжения населенного пункта для различных режимов функционирования: на случай максимального водопотребления, случай максимального водопотребления с учетом пожара, на случай максимального транзита в водонапорную башню. Для каждого случая построены карты свободных напоров и карты пьезолиний. По результатам расчета составлена сводная таблица параметров насосных станций при различных режимах работы водопроводной сети.
Содержание
- Введение
- 1. Характеристика населенного пункта (приложение к заданию)
- 1.1 Характеристики населенного пункта
- 2. Водохозяйственные расчеты
- 2.1 Расчет суточных хозяйственно-питьевых расходов воды населением
- 2.2 Расчет суточного объема воды на полив
- 2.3 Расчет потребления воды на промышленных предприятиях и предприятиях местной промышленности
- 2.3.1 Объем воды необходимый для нужд прачечной
- 2.3.2 Расчет суточного объёма воды на нужды столовой
- 2.4 Расчет сводного суточного графика почасового водопотребления
- 3. Гидравлический расчет водопроводной сети
- 3.1 Выбор системы водоснабжения
- 3.2 Трассирование водопроводной сети населенного пункта
- 3.3 Определение удельных расходов воды
- 3.4 Определение расходов воды, отбираемых на участках магистральных трубопроводов (путевых расходов)
- 3.5 Вычисление узловых расходов воды
- 3.6 Расчет режима работы насосной станции второго подъема
- 3.8 Предварительное потокораспределение
- 3.9 Подбор материала и диаметров труб
- 3.10 Увязка водопроводной сети
- 3.11 Расчет пьезометрических отметок и свободных напоров. Построение карт пьезолиний и карт свободных напоров
- 3.12 Проектирование водонапорной баши
- 3.13 Определение размеров резервуара чистой воды (РЧВ)
- 3.14 Определение напора насосной станции II подъема
- 4. Гидравлический расчет водопроводной сети на случай максимального водопотребления с учетом пожара
- 4.1 Определение количества одновременных пожаров и расчетных расходов воды на тушение пожаров
- 4.2 Предварительное потокораспределение на случай пожара
- 4.3 Увязка водопроводной сети на случай пожара
- 4.4 Расчет пьезометрических отметок. Построение карт пьезолиний и карт свободных напоров при пожаре
- 4.5 Определение напоров насосных станций второго подъема при пожаре
- 5. Гидравлический расчет водопроводной сети на случай максимального транзита воды в водонапорную башню
- 5.1 Определение удельных расходов воды
- 5.2 Определение расходов воды, отбираемых на участках магистральных трубопроводов (путевых расходов)
- 5.3 Вычисление узловых расходов воды
- 5.4 Расчет производительности водопитателей
- 5.5 Предварительное потокораспределение и увязка водопроводной сети на случай максимального транзита в башню
- 5.6 Расчет пьезометрических отметок. Построение карт пьезолиний и карт свободных напоров
- 5.7 Определение напоров насосных станций второго подъема при транзите
- 6. Реконструкция водопроводной сети
- 6.1 Определение обьемов водопотребления по второй очереди строительства
- 6.2 Расчет производительности водопитателей
- 6.3 Гидравлический расчет сети с учетом второй очереди строительства
- 6.4 Построение карт пьезолиний и карт свободных напоров
- 7. Основные показатели по системе водоснабжения
- 8. Технико-экономические расчеты
- 8.1 Определение стоимости водопроводной сети и водоводов II подъема
- 8.2 Определение стоимости насосной станции
- 8.3 Определение стоимости водонапорной башни
- 8.4 Определение стоимости резервуаров чистой воды
- 9. Составление деталировки водопроводной сети
- Заключение
- Литература
Введение
Система водоснабжения представляем собой сложный комплекс взаимосвязанных инженерных сооружений предназначенных для захвата воды, улучшения качества, транспортирования и распределения среди потребителей. Экономичность, надежность функционирования этой системы во многом определяется качеством проектных решений.
Целью проекта является приобретение навыков проведения водохозяйственных расчетов и расчетов отдельных элементов системы водоснабжения. Нужно научиться принимать проектные решения с учетом экономических факторов, выполнять гидравлический расчет водопроводной сети на ЭВМ.
В курсовом проекте требуется выполнить гидравлические расчеты системы водоснабжения населенного пункта для различных режимовфункционирования: на случай максимального водопотребления, на случай максимального водопотребления с учетом пожара, на случай максимального транзита в водонапорную башню. Для каждого случая нужно построить карты свободных напоров и карты пьезолиний. По результатам расчетов составляется сводная таблица параметров насосных станций при различных режимах работы водопроводной сети.
1. Характеристика населенного пункта (приложение к заданию)
1.1 Характеристики населенного пункта
Населенный пункт Береза расположен в Республике Беларусь.
Характеристика первого района:
расчетная этажность застройки - 5 этажей;
степень благоустройства зданий - 3 (СНиП 2.04.02-84);
расчетное количество населения - 17000 человек.
Характеристика второго района:
расчетная этажность застройки - 1 этажа;
степень благоустройства зданий - 2 (СНиП 2.04.02-84);
расчетное количество населения - 6000 человек.
Данные по коммунальным предприятиям:
Баня - 730 посетителей в смену;
Прачечная - 1880 кг сухого белья в сутки;
Столовая - 2190 количество обедающих;
Таблица 1.1 - Исходные данные по промышленным предприятиям
|
Данные по промышленным предприятиям
|
П/П №1
|
|
|
Количество смен
|
3
|
|
|
Кол-во выпускаемой продукции в сутки, ед.
|
298
|
|
|
Кол-во выпускаемой продукции в max смену, ед.
|
119
|
|
|
Норма расхода воды на единицу выпускаемой продукции, м3
|
5
|
|
|
Количество работающих в сутки, чел.
|
6815
|
|
|
Количество работающих в max смену, чел.
|
2726
|
|
|
Работает в горячих цехах, %
|
50
|
|
|
Санитарная характеристика производственных процессов
|
4а
|
|
|
Характеристика производственного процесса по пожарной опасности
|
Б
|
|
|
Степень огнестойкости здания
|
II
|
|
|
Объем здания, тыс. м3
|
174
|
|
|
2. Водохозяйственные расчеты
2.1 Расчет суточных хозяйственно-питьевых расходов воды населением
По таблице 1 [1] с учетом степени благоустройства районов жилой застройки принимается нормы водопотребления на одного жителя:
для первой зоны q1=125 л/сут
Поскольку суточное водопотребление в течение года изменяется, то следует определять максимально суточное и минимально суточное водопотребление.
Расход воды на хоз. - питьевые нужды населения в сутки среднего водопотребления соответственно составит:
для 1-го района
Водопотребление в максимальные сутки определяется по формуле:
В минимальные сутки водопотребление рассчитывается из зависимости:
где Ксут. макс. и Ксут. мин. - соответственно максимальный и минимальный коэффициенты неравномерности, которые принимаются в соответствие с рекомендациями [1] равными:
Ксут. макс. =1.1-1.3
Ксут. мин. =0.7-0.9
Коэффициенты принимаются в зависимости от степени благоустройства районов жилой застройки населенного пункта. Коэффициенты суточной неравномерности принимаем:
1-й район: Ксут. макс. =1.1Ксут. мин. =0.9
Расчет Qсут. мах, Qсут. min сводим в таблицу 2.1
Расходы воды на нужды местной промышленности обслуживающей население и неучтенные расходы дополнительно рекомендуется принимать в размере до 20% от суммарного среднесуточного расхода на хоз. - питьевые нужды населения [1].
Для рассматриваемого случая расходы на нужды местной промышленности и неучтенные расходы принимаем: для 1-го района - 10%
Таблица 2.1 - Суточные объемы воды на хозяйственно-питьевые расходы населением города.
|
Район и виды расходов
|
Расчетное число жителей
|
Норма водопотреб-ления, л/сут
|
Коэффициент суточной неравномерности водопотребления
|
Суточные расходы, м3/сут
|
|
|
|
|
Ксут. маx
|
Ксут. min
|
Средн.
|
Макс.
|
Мин.
|
|
|
1-район
|
|
|
Расход населением
|
17000
|
125
|
1,1
|
0,9
|
2125
|
2337,5
|
1912,5
|
|
|
Неучтенные расходы 10%
|
|
|
|
|
212,5
|
233,75
|
191,25
|
|
|
Итого по 1 району
|
2337,5
|
2571,25
|
2103,75
|
|
|
2.2 Расчет суточного объема воды на полив
Удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление воды на поливку при отсутствии данных о площадях по видам благоустройства (зеленые насаждения, проезды и т.п.) в расчете на одного жителя следует принимать 50-90 л/сут в зависимости от климатических условий, мощности источника водоснабжения, степени благоустройства населенных пунктов и других условий. В зависимости от местных условий удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление воды на поливку в расчете на одного жителя можно принять в размере qпол = 4.10 л/сут.
В проекте принимаем удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление на поливку в расчете на одного жителя: qпол=4 л/сут
,
Разбиваем этот расход на 5 часов Qчас. полив. =68/5=13,6 м3/ч.
И распределяем этот расход на необходимые часы.
Полив осуществляется в часы минимального водопотребления.
2.3 Расчет потребления воды на промышленных предприятиях и предприятиях местной промышленности
Расчет потребления воды предприятием
Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды и души на промышленных предприятиях принимают дополнительно к хозяйственно-питьевому водопотреблению населением города. Их рассчитывают на время пребывания рабочих и служащих на производстве. Приведенные в таблице 2.2 нормы не включают расход воды на пользование душами.
Таблица 2.2 Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления и коэффициенты неравномерности расходов воды
|
Виды цехов
|
Нормы расхода воды на1 человека в смену, л
|
Коэффициенты часовой неравномерности водопотребления, kчас
|
|
|
Цехи с тепловыделением более 20 ккал на 1 м3/ч
|
45
|
2,5
|
|
|
Остальные цехи
|
25
|
3
|
|
|
В соответствии с таблицей 4 [1] для холодных цехов принята норма водопотребления на одного работающего qх = 25 л/смену; для горячих цехов qг = 45 л/смену.
Количество работающих на промпредприятии №1 по сменам составит:
смена № 1 - 2726 чел.
смена № 2 - 2045 чел.
смена № 3 - 2044 чел.
Расчет расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды работающих сведены в таблицу 2.3.
Душевые расходы
Количество человек на одну душевую сетку принимаем по таблице 2.4 [6] в соответствии с группой производственных процессов по санитарной характеристике.
Для санитарной характеристики производственных процессов Iа, на одну душевую сетку приходится 15 человек. Количество одновременно работающих сеток:
промышленное предприятие №1:
Ns1max=2726/15=182 шт
Ns1II=2045/15=136 шт
Ns1III=2044/15=136 шт
Норма на одну душевую составляет 500 л/ч, а продолжительность работы душа 45 минут. Количество воды, расходуемой за 45 минут одной душевой сеткой составит:
Qs = (500*45) /60 =375 литров.
Расход воды на одного рабочего за смену: 375/15 = 25 л/смену.
Промышленное предприятие №1:
На всю2726*25=68150л/смену =68,15 м3/смену
Qсм.2. =2045*25=51125л/смену=51,125 м3/смену
Qсм.3. =2044*25=51100л/смену =51,10 м3/смену
Расход воды на производственные процессы
Предприятие №1 работает в три смены.
Количество выпускаемой продукции по сменам составляет:
Промпредприятие №1:
1 - ая смена 119ед. 2 - ая смена 90ед. 3 - ая смена 89ед.
Откуда расходы на производственные нужды по сменам:
Промышленное предприятие №1:
1 - ая 119* 5=595 м3/смену; 2 - ая 90* 5= 450 м3/смену;
3 - ая 89 * 7= 445 м3/смену.
Расчёт потребления воды на промышленном предприятии сведён в таблице 2.3.
Таблица 2.3 Расходы воды на промышленном предприятии.
|
Предприятие
|
№№ смен
|
Наименование цехов
|
Хозяйственно-питьевые нужды
|
Расход на душевые нужды
|
Производственные нужды
|
Всего м3/см
|
|
|
|
|
Количество работающих, чел.
|
Норма водопотребления. л/см.
|
Расход воды за смену, м3/см
|
Колво работающих, чел. N
|
Норма водопотребления, л/см, qдуш.
|
Расх м3/см Qдуш.
|
Кво продукции, т
|
Удельный Расход, м3/т
|
Расход, м3/см Qпр.
|
|
|
|
П/П №1
|
1
|
холодный горячий общий
|
1363 1363 2726
|
25 45
|
34,075 61,335 95,41
|
2726
|
25
|
68,15
|
119
|
5
|
595
|
758,56
|
|
|
2
|
холодный горячий общий
|
1023 1022 2045
|
25 45
|
25,575 45,99 71,565
|
2045
|
25
|
51,125
|
90
|
5
|
450
|
572,69
|
|
|
3
|
холодный горячий общий
|
1022 1022 2044
|
25 45
|
25,55 45,99 71,54
|
2044
|
25
|
51,10
|
89
|
5
|
445
|
567,64
|
|
|
Всего в сутки
|
85, 20 153,315 238,515
|
|
170,575
|
|
1490
|
1898,89
|
|
|
Расчет суточного объёма воды для нужд бани
Объем воды необходимый на баню рассчитывается по выражению:
где Qбани - объем воды на баню; N - количество посетителей в смену;
qбани - норма расхода воды в сутки максимального водопотребления qбани=180 л/сут табл.3 [2]
2.3.1 Объем воды необходимый для нужд прачечной
Объем воды необходимый на прачечную:
где n-количество килограмм сухого белья в сутки n=1880; qпрач - норма расхода воды в сутки максимального водопотребления qпрач=75 л/сут табл.3 [2]
2.3.2 Расчет суточного объёма воды на нужды столовой
Объем воды необходимый на столовую:
где N-количество обедающих; qстол - норма расхода воды в сутки максимального водопотребления qстол=12 л/сут табл.3 [2]
.
2.4 Расчет сводного суточного графика почасового водопотребления
Определим коэффициенты часовой неравномерности:
где: max, min - коэффициенты, учитывающие степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие условия. В соответствии со СНиП 2.04.02 принимаем для первого района:
max = 1,2; min = 0,6
max, min - коэффициенты учитывающие количество жителей в населенном пункте, табл.3 [2];
max = 1,2; min = 0,5
По максимальным коэффициентам часовой неравномерности выбираем соответствующие типовые графики распределения расходов по часам суток, табл. 14 [2] 11.
3. Гидравлический расчет водопроводной сети
3.1 Выбор системы водоснабжения
В рассматриваемом примере с учетом природных условий, принята система водоснабжения с забором воды из поверхностного и подземного источников. Водопроводная сеть проектируется кольцевой, с водонапорной башней расположенной в наиболее возвышенной точке населенного пункта.
3.2 Трассирование водопроводной сети населенного пункта
Принципы трассирования водопроводной сети:
Главные магистральные линии направлены по кратчайшему расстоянию к наиболее крупным водопотребителям. Водопроводные линии должны быть расположены равномерно на одной линии. Кольца приблизительно одинаковой площади. Водопроводные линии следует располагать по проездам или обочинам дорог параллельно линиям застройки. И по возможности вне асфальтово-бетонных покрытий. Трассы трубопроводов следует проектировать подземными вблизи автодорог. Авто и железные дороги, трубопроводы должны пересекать под углом 90 градусов.
3.3 Определение удельных расходов воды
Удельный расход воды (расход, отбираемый на единицу длины сети) определяется для каждой зоны застройки отдельно по формуле:
, л/с. м
где Qпут - путевой расход, отбираемый равномерно из всех участков магистральных трубопроводов.
L - сумма приведенных длин линий, из которых вода отбирается с расходом Qпут, м.
При вычислении приведенной длины руководствуются следующим:
в L включаются участки магистральных линий, из которых вода отбирается с двух сторон в данной зоне, поэтому участки, проходящие по незастроенным территориям, зеленым насаждениям, а также через реки, озера, овраги, не включаются в суммарную приведенную длину сети;
при расположении данного участка на границе двух районов с разной плотностью проживающего населения, в L включается половина длины данного участка для каждой зоны.
В соответствии с генпланом, длина магистральных линий в 1-ом районе составляет: L1 = 6940м. Удельный расход воды:
для 1-ого района:
3.4 Определение расходов воды, отбираемых на участках магистральных трубопроводов (путевых расходов)
Расходы воды, отбираемые на участках магистральных трубопроводов (путевые расходы), определяются из выражения:
qпут. i = qуд•Li, л/с
где qуд - удельный расход, л/с•м; Li - длина участка, м.
Результаты расчетов путевых расходов сведены в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 Результаты расчета путевых расходов
|
Участок
|
Приведенная длина, м
|
Расход qпут., л/с
|
|
|
1-район
|
|
|
1-2
|
130
|
1,42
|
|
|
2-3
|
200
|
2,18
|
|
|
3-4
|
150
|
1,64
|
|
|
4-5
|
120
|
1,31
|
|
|
5-7
|
210
|
2,29
|
|
|
5-8
|
210
|
2,29
|
|
|
2-6
|
60
|
0,66
|
|
|
6-7
|
90
|
0,98
|
|
|
7-9
|
120
|
1,31
|
|
|
8-9
|
200
|
2,18
|
|
|
9-10
|
170
|
1,86
|
|
|
10-13
|
270
|
2,95
|
|
|
6-13
|
280
|
3,06
|
|
|
10-12
|
290
|
3,17
|
|
|
12-11
|
80
|
0,87
|
|
|
11-13
|
340
|
3,71
|
|
|
13-14
|
240
|
2,62
|
|
|
1-14
|
340
|
3,71
|
|
|
Итого
|
3500
|
38,21
|
|
|
3.5 Вычисление узловых расходов воды
Узловые расходы условно принимаются фиксированными, не зависящими от напора в водопроводной сети и определяются по формуле:
qуз. к = 0,5qпут + Qкр. п. к.; л/с
где qуз. к - водоотбор из узла, л/с:
qпут - сумма путевых расходов воды на участках, примыкающих к рассматриваемому узлу, л/с
Qкр. п. к - отбор воды крупными водопотребителями из узла (сосредоточенные расходы), л/с.
В час максимального водопотребления сосредоточенные расходы составляют:
промышленное предприятие № 1 - Qп/п= 141,47 м3/ч = 39,3 л/с
баня - Qб = 8,21 м3/ч = 2,28 л/с
прачечная - Qпр. = 8,81 м3/ч = 2,45 л/с
столовая - Qст = 0,79 м3/ч = 0,22л/с
Расчет узловых расходов воды сведен в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 Результаты расчета узловых расходов
|
Номер узловой точки
|
Номера прилегающих к узловой точке участков
|
У qпут., л/с
|
Qкр. п.
|
Qузл., л/с
|
|
|
1
|
1-2,1-14
|
5,13
|
|
2,57
|
|
|
2
|
2-3,2-6,2-1
|
4,26
|
|
2,13
|
|
|
3
|
3-2,3-4
|
3,82
|
2,45
|
4,36
|
|
|
4
|
3-4,4-5
|
2,95
|
2,28
|
3,76
|
|
|
5
|
4-5,5-8,5-7
|
5,89
|
|
2,95
|
|
|
6
|
2-6,6-13,6-7
|
4,70
|
0,22
|
2,57
|
|
|
7
|
6-7,5-7,7-9
|
4,58
|
|
2,29
|
|
|
8
|
5-8,8-9
|
4,47
|
39,3
|
41,54
|
|
|
9
|
8-9,7-9,9-10
|
5,35
|
|
2,68
|
|
|
10
|
9-10,10-12,10-13
|
7,98
|
|
3,99
|
|
|
11
|
12-11,11-13
|
4,58
|
|
2,29
|
|
|
12
|
12-10,12-11
|
4,04
|
|
2,02
|
|
|
13
|
11-13,10-13,6-13,13-14
|
12,34
|
|
6,17
|
|
|
14
|
13-14,14-1
|
6,33
|
|
3,17
|
|
|
Итого
|
76,42
|
44,25
|
82,49
|
|
|
3.6 Расчет режима работы насосной станции второго подъема
Поскольку в примере расчета принята трехсторонняя схема питания, в час максимального водопотребления (подача воды в сеть в этот час осуществляется от двух насосных станций и от водонапорной башни), то необходимо вычислить, сколько воды будет поступать от насосных станций и сколько от водонапорной башни. Это можно определить путем совмещения графиков водопотребления и работы насосной станции 2-го подъема.
Режим работы насосной станции 2-го подъема чаще принимается в 2 ступени, в дневное время, включены все рабочие насосы, в ночное часть агрегатов выключают, это позволяет уменьшить регулирующий объем водонапорной башни и снизить избыточные напоры в водопроводной сети. Назначение графика работы насосных станций второго подъема является многовариантной задачей, поэтому для ее решения целесообразно использовать ЭВМ. Расчет оптимального режима работы насосной станции 2-го подъема выполняется по программе NS1-2F. BAS в среде QBASIC.
Результаты расчетов приведены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 Результаты расчета режима работы насосных станций второго подъема
3.7 Расчет производительности водопитателей
В соответствии с заданием на курсовую работу насосная станция подаёт: из подземного источника - 80% расчётного расхода, из поверхностного - 20% расчётного расхода.
Cсуммарная подача Н.С. II на второй ступени согласно расчету на ЭВМ составит:
Тогда подача Н.С. II №1 из подземного источника составит:
qн. с. = 0,4 ?Qн. с. II = 0,4* 65.73 = 26.29 л/с
Подача Н.С. II №2:
qн. с. = 0,6 ?Qн. с. II=0,6* 65.73 = 39.44 л/с
Расход воды из башни:
Qб = qч. мах - ?Qн. с. II, л/с
qч. мах= 296.84 м3/ч = 82.46 л/с
Qб = 82.46 - 65.73 =16.73 л/с
3.8 Предварительное потокораспределение
После вычисления узловых расходов и определения подачи водопитателей осуществляется предварительное потокораспределение, цель которого назначение направлений движения воды в линиях сети и определение линейных расходов. Количество воды, подаваемое в водопроводную сеть водопитателями, должно быть равно количеству воды, отбираемой потребителями.
Требуется, чтобы для каждого узла было справедливо тождество:
qi =0;
где qi - сумма поступающих в i-тый узел и уходящих из него расходов воды.
Поступающие в узел расходы принимаются со знаком '+”, уходящие со знаком '-”. Данные предварительного потокораспределения приведены на рисунке 3.1.
3.9 Подбор материала и диаметров труб
В пределах населенного пункта принимаются чугунные напорные трубы по ГОСТ 9583-75, для водоводов 2-го подъема - стальные, по ГОСТ 10704-76.
3.10 Увязка водопроводной сети
Гидравлическая увязка водопроводной сети выполняется с помощью ЭВМ. Расчет осуществляется по программе 'WODSFF. BAS”, в QBASIC.
Исходные данные по описанию участков приведены в таблице 3.4.
Результаты гидравлического расчета для случая максимального водопотребления приведены в таблице 3.5 и на рис.3.5.
Таблица 3.4 Исходные данные для гидравлического расчета на случай максимального водопотребления
|
№участка
|
№№ колец
|
Диаметр, мм
|
Длина, м
|
Расход, л/с
|
Тип труб
|
|
|
слева
|
справа
|
|
|
|
|
|
|
1
|
0
|
1
|
150
|
400
|
13,15
|
1
|
|
|
2
|
1
|
0
|
150
|
400
|
13,15
|
1
|
|
|
3
|
0
|
2
|
150
|
130
|
10,58
|
2
|
|
|
4
|
0
|
3
|
150
|
200
|
6,24
|
2
|
|
|
5
|
0
|
3
|
100
|
164
|
1,88
|
2
|
|
|
6
|
3
|
0
|
100
|
120
|
1,88
|
2
|
|
|
7
|
3
|
2
|
100
|
60
|
2,21
|
2
|
|
|
8
|
3
|
5
|
150
|
90
|
21,59
|
2
|
|
|
9
|
4
|
3
|
100
|
210
|
2,29
|
2
|
|
|
10
|
4
|
0
|
100
|
210
|
7,12
|
2
|
|
|
11
|
8
|
0
|
100
|
50
|
8,37
|
1
|
|
|
12
|
0
|
8
|
100
|
50
|
8,37
|
1
|
|
|
13
|
4
|
0
|
200
|
200
|
31,91
|
2
|
|
|
14
|
4
|
5
|
150
|
120
|
21,59
|
2
|
|
|
15
|
5
|
0
|
150
|
170
|
13,00
|
2
|
|
|
16
|
6
|
0
|
200
|
290
|
30,00
|
2
|
|
|
17
|
6
|
5
|
125
|
270
|
13,01
|
2
|
|
|
18
|
2
|
5
|
150
|
280
|
21,95
|
2
|
|
|
19
|
0
|
6
|
100
|
80
|
7,42
|
2
|
|
|
20
|
0
|
6
|
100
|
340
|
5,13
|
2
|
|
|
21
|
2
|
0
|
125
|
240
|
9,98
|
2
|
|
|
22
|
2
|
0
|
125
|
340
|
13,15
|
2
|
|
|
23
|
7
|
0
|
150
|
520
|
19,72
|
1
|
|
|
24
|
0
|
7
|
150
|
520
|
19,72
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.5 Результаты гидравлического расчета на случай максимального водопотребления
3.11 Расчет пьезометрических отметок и свободных напоров. Построение карт пьезолиний и карт свободных напоров
В результате гидравлического расчета водопроводной сети определяются потери напора на участках. Водопровод должен подавать воду не только в нужном количестве, но и под необходимым напором, поэтому выполняется расчет свободных напоров во всех узлах распределительной сети. Для всех узлов должно соблюдаться условие:
Нсв. ? Нтр.
Для вычисления свободных напоров, предварительно определяются пьезометрические отметки в узлах. Вычисления начинаются с диктующей точки, для которой:
Zп. л. (д. т.) = Zз. д. т + Нтр, м
где Zд. т. - пьезометрическая отметка в диктующей точке, м; Zз. д. т - отметка земли в диктующей точке, определяется по генплану интерполяцией, м.; Н. тр - требуемый напор в диктующей точке:
Н. тр=10+4 (n-1), м
n - расчетная этажность застройки, для первого района n = 4 этажей, откуда требуемый напор составят 26 м.
Отметки пьезолиний прочих узлов вычисляются при обходе сети по формуле:
Zп. л. (i+1) = Zп. л. (i) ± h [ (i+1) - i)]
где Zп. л. (i+1) - пьезометрическая отметка последующегоузла водопроводной сети, м.; Zп. л. (i) - пьезометрическая отметка предыдущего узла сети, м.; h [ (i+1) - i)] - потери напора на участке между (i+1) и i-ым узлами.
Свободный напор в i-ом узле вычисляется по формуле:
Нсв. (i) = Zп. л. (i) - Zз (i)
Zз (i) - отметка земли в узле, определяется по генплану интерполяцией.
Результаты расчета пьезометрических отметок и свободных напоров для случая максимального водопотребления приведены на рис.3.2.
Для построения карт пьезолиний и свободных напоров в масштабе вычерчивается схема водопроводной сети, затем интерполяцией определяются точки с одинаковыми значениями отметок, соединяя эти точки, получается карта пьезолиний. Аналогично строится карта свободных напоров. Карта пьезолиний приведена на рис.3.3, а свободных напоров - на рис.3.4.
3.12 Проектирование водонапорной баши
Бак водонапорной башни хозяйственно-противопожарного водопровода должен содержать объем воды для регулирования неравномерности водопотребления и неприкосновенный противопожарный запас: для населенных мест на 10-минутную продолжительность тушения одного внутреннего и одного наружного пожаров при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды.
Полный объем водонапорной башни определяется по формуле:
Wп (б) = Wрег (б). + Wпп, м3
где Wпож - неприкосновенный противопожарный запас воды в баке башни:
Wпп = 0,6· (Qр. с. + Qп), м3
где Qр. с - расчетный расход воды из водопроводной сети в час максимального водопотребления (Qр. с = 511,78 м3/ч = 142,16 л/с); Qп - расход воды на 10-ти минутную продолжительность одного внутреннего и одного наружного пожара.
Откуда:
п = 2*2,5 +45=50 л/с, Wпп = 0,6• (82 +50) =79,2 м3
Регулирующий объем бака принимается из табл.3.3, Wрег =137,54м3
С учетом способности центробежных насосов к саморегулированию (увеличение подачи при снижении напора и наоборот), регулирующая емкость бака может быть уменьшена по сравнению с расчетным значением для системы водоснабжения с контррезервуаром на 30.40%:
Wп (б) = 137,54. +79,2 = 216,74 м3
Для дальнейших расчетов принимается типовая водонапорная башня вместимостью 500 м3
Высота противопожарной призмы:
Высота ствола водонапорной башни:
Нствола = Нсв (Вб) - hп. п. = 26-0,27 = 25,73 м
ПринимаемНствола =26м, по приложению 6 [5]
где Нсв (Вб) - свободный напор в узле, в котором расположена водонапорная башня, м.
3.13 Определение размеров резервуара чистой воды (РЧВ)
Резервуары предназначены для хранения хозяйственных, противопожарных, технологических и аварийных запасов воды.
Резервуары должны быть надежны в работе, экономичны и удобны в эксплуатации; материал, из которого они выполнены, не должен ухудшать качество воды.
Для обеспечения надежности водоснабжения в системах крупных водопроводов устроим по 2 резервуара на каждой насосной станции, дающих в сумме расчетную емкость. Это позволяет выключать на ремонт или промывку один из резервуаров.
Объем РЧВ определяется по формуле:
Wполн (РЧВ) = Wрег (РЧВ) + Wв/с + Wпп, м3
где Wрег (РЧВ) - регулирующая емкость, м3; Wпп - неприкосновенный противопожарный запас воды, м3; Wв/с - объем воды на нужды водоочистной станции, м3.
Wрег (РЧВ) = 428,74 м3 (см. табл.3.3)
Wпп=пож+ Wх-п - 3Qнс1, м3
где пож - расход воды на тушение расчетного количества одновременных пожаров, л/с;
Qпож = 30+0,5*15=37,5 л/с
Wх-п - объем воды, использующейся на хозяйственно-питьевые нужды в течение 3-х смежных часов с максимальным водопотреблением. (См. сводную таблицу почасового водопотребления, табл.2.3.)
Wх-п = 296,84 +265,53 +254,80 = 817,17 м3
Qнс1 - подача насосной станции 1-го подъема, м3/ч;
Qнс1= q%*Qсут. мах/100=203,7 м3/ч
Wпп=+817,17 - 3•203,7 =611,07 м3
Wв/с - расход воды на собственные нужды водоочистной станции:
Wв/с = (0,01…0,015) •Qсут. макс, м3
Wв/с = 0,01 • 4889,38 = 48,89 м3
Wполн (РЧВ) = 428,74 + 48,89 +611,07 = 1088,7 м3
Ёмкость резервуаров принимается пропорциональной подаче насосных станций.
Объем одного РЧВ (на каждой насосной станции II подъема принимается по два РЧВ):
|
Подземный источник (60%) Wполн (РЧВ) подз =Wполн. (РЧВ) *0,6=653,22м3 Объём одного РЧВ: Wполн (РЧВ) подз (1) =Wполн (РЧВ) подз/n=653,22/2= =326,61 м3 SРЧВ=Wполн (РЧВ) подз/H=500/3=166,67 м2 м W1пп= (Wпп*0,6) /2=183,3м3 hпп = Wпп/S=183,3 /166,67=1,1м
|
Поверхностный источник (40%) Wполн (РЧВ) пов =Wполн. (РЧВ) *0,4=435,48 м3 Объём одного РЧВ: Wполн (РЧВ) пов (1) =Wполн (РЧВ) пов/n=435,48/2= =217,74 м3 Потиповому проекту принимаем Д=9.0м SРЧВ=пД2/4 =63,585 м2 W1пп= (Wпп*0,4) /=122,21 м3 hпп = Wпп/S=122,21 /63,585 =1,92м
|
|
|
При объеме РЧВ до 2000 м3 принимаем круглый в плане резервуар высотой Н=3,5 м. При объеме больше 2000 м3 - прямоугольный.
Рисунок 3.5 Расчетная схема РЧВ
3.14 Определение напора насосной станции II подъема
Система водоснабжения должна обеспечивать требуемые напоры в сети. Напоры насосных станций определяем по формуле:
Ннс = Zпл. н. с - Zвод. РЧВ + hк, м
где Zпл. н. с - отметка пьезометрической линии насосной станции II подъема, м (см. п.2.11);
hк - потери во всасывающих линиях, коммуникациях и измерительном устройстве насосной станции
Принимаем hк=3,5 м
ZводаРЧВ - отметка уровня воды в РЧВ, соответствующая противопожарному объему, м
hп. п - высота противопожарного объема, м
ZводаРЧВ = Zз. н. с. - 0,5 + hп. п., м
Zз. н. с. - отметка земли возле насосной станции, м;
0,5 - заглубление дна РЧВ на площадке водоочистной станции, м.
Напор Н.С. II №1 подземной:
ZводаРЧВ = 104,5 - 0,5 + 1,1 = 105,10м
Ннс№1 = 137,71 - 105,1+ 3,5 =36,11 м
Напор Н.С. II №2 поверхностной:
ZводаРЧВ =95,0 - 0,5 + 1,92 = 96,42 м
Ннс№2 = 137,24 - 96,42+ 3,5 = 44,32 м
4. Гидравлический расчет водопроводной сети на случай максимального водопотребления с учетом пожара
4.1 Определение количества одновременных пожаров и расчетных расходов воды на тушение пожаров
Для населенного пункта расчетный расход воды на наружное пожаротушение принимается в зависимости от общего количества жителей и расчетной этажности жилой застройки.
Общее количество жителей в городе: N1 = 17000 чел.
Большая этажность застройки по районам n = 5 этажа.
Для объединенного хозяйственно-противопожарного водопровода при количестве жителей в городе менее 25 тыс. человек к расчету принимается расход воды на пожаротушение как сумма максимального расхода (для города или промпредприятий) и половины минимального расхода (для города или промпредприятий).
Qпож = 15 л/с, количество одновременных пожаров - 2.
Принимаем:
для предприятия № 1 - при объеме здания 174 тыс. м3, степени огнестойкости II и категории Б-Qпож. п/п1 = 30 л/с
Для объединенного водопровода, обслуживающего промышленное предприятие и город, принимается к расчету 2 одновременных пожара.
Общий расход воды на пожаротушение: Qпож. = 15 + 30 =45 л/с
4.2 Предварительное потокораспределение на случай пожара
На генплане намечаются узлы предположительного возникновения пожара. К узловым расходам в этих точках прибавляются расходы на пожаротушение.
Противопожарный расход добавляется к подаче насосных станций 2-го подъема. Подача насосных станций при пожаре составит:
= qн. с. №1 + 0,4?qпож. =44,29 л/с
= qн. с. №2 + 0,6?qпож. = 6,44 л/с
4.3 Увязка водопроводной сети на случай пожара
Выполняется предварительное потокораспределение с учетом новых значений узловых расходов, см. рис. 4.1., и осуществляется гидравлическая увязка сети при новых значениях линейных расходов. По результатам гидравлического расчета вычисляются пьезометрические отметки и свободные напоры, строятся карты пьезолиний и карты свободных напоров. Требуемые напоры во всех узлах водопроводной сети при возникновении пожара принимаются равными 10 м, независимо от расчетной этажности застройки.
Исходные данные по описанию участков приведены в таблице 4.1.
Результаты гидравлического расчета представлены в таблице 4.2 и на рис.4.5.
Таблица 4.1 Исходные данные для гидравлического расчета на случай макс. водопотребления с учетом пожара
|
№участка
|
№№ колец
|
Диаметр, мм
|
Длина, м
|
Расход, л/с
|
Тип труб
|
|
|
слева
|
справа
|
|
|
|
|
|
|
1
|
0
|
1
|
200
|
400
|
13,15
|
1
|
|
|
2
|
1
|
0
|
200
|
400
|
31,15
|
1
|
|
|
3
|
0
|
2
|
200
|
130
|
25,58
|
2
|
|
|
4
|
0
|
3
|
150
|
200
|
21,24
|
2
|
|
|
5
|
0
|
3
|
150
|
164
|
16,88
|
2
|
|
|
6
|
3
|
0
|
10
|
120
|
1,88
|
2
|
|
|
7
|
3
|
2
|
125
|
60
|
2,21
|
2
|
|
|
8
|
3
|
5
|
125
|
90
|
21,59
|
2
|
|
|
9
|
4
|
3
|
100
|
210
|
2,29
|
2
|
|
|
10
|
4
|
0
|
100
|
210
|
7,12
|
2
|
|
|
11
|
8
|
0
|
150
|
50
|
8,37
|
1
|
|
|
12
|
0
|
8
|
150
|
50
|
8,37
|
1
|
|
|
13
|
4
|
0
|
250
|
200
|
61,91
|
2
|
|
|
14
|
4
|
5
|
100
|
120
|
21,59
|
2
|
|
|
15
|
5
|
0
|
250
|
170
|
13,00
|
2
|
|
|
16
|
6
|
0
|
300
|
290
|
60,00
|
2
|
|
|
17
|
6
|
5
|
100
|
270
|
13,01
|
2
|
|
|
18
|
2
|
5
|
100
|
280
|
21,95
|
2
|
|
|
19
|
0
|
6
|
100
|
80
|
7,42
|
2
|
|
|
20
|
0
|
6
|
100
|
340
|
5,13
|
2
|
|
|
21
|
2
|
0
|
100
|
240
|
9,98
|
2
|
|
|
22
|
2
|
0
|
100
|
340
|
13,15
|
2
|
|
|
23
|
7
|
0
|
250
|
520
|
46,72
|
1
|
|
|
24
|
0
|
7
|
250
|
520
|
19,72
|
1
|
|
|
Таблица 4.2 Результаты гидравлического расчета
4.4 Расчет пьезометрических отметок. Построение карт пьезолиний и карт свободных напоров при пожаре
Расчет пьезометрических отметок и свободных напоров выполняется аналогично расчету при максимальном водопотреблении с разницей в том, что свободный напор в диктующей точке принимается равным 10 м. Результаты расчета пьезометрических отметок и свободных напоров для случая 'максимального водопотребления + пожар' приведены на рис.4.2.
Карты пьезолиний и свободных напоров приведены на рис.4.3 и рис.4.4 соответственно.
4.5 Определение напоров насосных станций второго подъема при пожаре
Требуемый напор насосных станций 2-го подъема на случай 'максимального водопотребления + пожар' рассчитываем аналогично п.3.14.:
Система водоснабжения должна обеспечивать требуемые напоры (10 м.) во всех узлах сети. Напоры насосных станций при пожаре:
Ннс = Zпл. н. с. пож. - Zдна. РЧВ + hк, м
гдеZпл. н. с. пож. - отметка пьезометрической линии насосной станции II подъема, при пожаре, м. hк - потери во всасывающих линиях и коммуникациях Н. С. Принимаем hк=3,5 м
ZднаРЧВ - отметка уровня воды в РЧВ, соответствующая противопожарному объему, м
hп. п - высота противопожарной призмы, м
Zдна. РЧВ = Zз. н. с. - 0,5., м
Напор Н.С. II №1 подземной:
Zдна. РЧВ1 = 104,5 - 0,5 = 104,0 м
Ннс№1 =125,96-104,0 + 3,5 = 25,46 м
Напор Н.С. II №2 поверхностной:
Zдна. РЧВ2 =95,0 - 0,5 = 94,5 м
Ннс№2 = 124,82-94,5+3,5 = 33,82м
5. Гидравлический расчет водопроводной сети на случай максимального транзита воды в водонапорную башню
5.1 Определение удельных расходов воды
Для гидравлического расчета водопроводной сети на случай транзита за расчетный принимается час, в который в водонапорную башню поступает максимальный расход, т.е. разница между подачей насосной станции и водопотреблением в этот час максимальная. Согласно таблице 3.3, в 20 час в водонапорную башню поступает наибольший расход воды - 17,48 л/с. Удельный расход воды (расход, отбираемый на единицу длины сети) определяется для каждой зоны застройки отдельно по формуле:
, л/с. м
Удельный расход воды: для 1-ого района:
qуд1 =56,57/ (3,6*3500) = 0,00449л/с* м
5.2 Определение расходов воды, отбираемых на участках магистральных трубопроводов (путевых расходов)
Расходы воды, отбираемые на участках магистральных трубопроводов (путевые расходы), определяются из выражения:
qпут. i = qуд•Li, л/с
Результаты расчетов путевых расходов сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 Результаты расчета путевых расходов
|
Участок
|
Приведенная длина, м
|
Расход qпут., л/с
|
|
|
1-район
|
|
|
1-2
|
130
|
0,58
|
|
|
2-3
|
200
|
0,90
|
|
|
3-4
|
150
|
0,67
|
|
|
4-5
|
120
|
0,54
|
|
|
5-7
|
210
|
0,94
|
|
|
5-8
|
210
|
0,94
|
|
|
2-6
|
60
|
0,27
|
|
|
6-7
|
90
|
0,40
|
|
|
7-9
|
120
|
0,54
|
|
|
8-9
|
200
|
0,90
|
|
|
9-10
|
170
|
0,76
|
|
|
10-13
|
270
|
1,21
|
|
|
6-13
|
280
|
1,26
|
|
|
10-12
|
290
|
1,30
|
|
|
12-11
|
80
|
0,36
|
|
|
11-13
|
340
|
1,53
|
|
|
13-14
|
240
|
1,08
|
|
|
1-14
|
340
|
1,53
|
|
|
Итого
|
3500
|
15,71
|
|
|
5.3 Вычисление узловых расходов воды
Узловые расходы условно принимаются фиксированными, не зависящими от напора в водопроводной сети и определяются по формуле:
qуз. к = 0,5 qпут + Qкр. п. к.; л/с
В час максимального транзита в башню сосредоточенные расходы составляют:
промышленное предприятие № 1 - Qп/п = 17,88 л/с
Расчет узловых расходов воды сведен в таблицу 5.2.
водопроводная сеть насосная станция
Таблица 5.2 Результаты расчета узловых расходов
|
Номер узловой точки
|
Номера прилегающих к узловой точке участков
|
У qпут., л/с
|
Qкр. п.
|
Qузл., л/с
|
|
|
1
|
1-2,1-14
|
2,11
|
|
1,00
|
|
|
2
|
2-3,2-6,2-1
|
1,75
|
|
0,88
|
|
|
3
|
3-2,3-4
|
1,57
|
|
0,79
|
|
|
4
|
3-4,4-5
|
1,31
|
|
0,66
|
|
|
5
|
4-5,5-8,5-7
|
2,42
|
|
1,21
|
|
|
6
|
2-6,6-13,6-7
|
1,93
|
|
0,97
|
|
|
7
|
6-7,5-7,7-9
|
1,88
|
|
0,94
|
|
|
8
|
5-8,8-9
|
1,84
|
17,88
|
18,80
|
|
|
9
|
8-9,7-9,9-10
|
2, 20
|
|
1,10
|
|
|
10
|
9-10,10-12,10-13
|
3,08
|
|
1,54
|
|
|
11
|
12-11,11-13
|
1,89
|
|
0,95
|
|
|
12
|
12-10,12-11
|
1,66
|
|
0,83
|
|
|
13
|
11-13,10-13,6-13,13-14
|
5,08
|
|
2,54
|
|
|
14
|
13-14,14-1
|
2,61
|
|
1,31
|
|
|
Итого
|
31,33
|
17,88
|
33,58
|
|
|
5.4 Расчет производительности водопитателей
Cуммарная подача Н.С. II:
qн. с1. = 0,4?Qн. с. II = 0,4* 65,73= 26,29 л/с
qн. с.2 = 0,6 ?Qн. с. II = 0,6* 65,73= 39,44 л/с
Производительность ВБ в час максимального транзита воды ВБ:
Qб = ?Qн. с. II - qч. мах, л/с
q= 33,59 л/с
Qб = 65,73-33,59 =32,14 л/с
5.5 Предварительное потокораспределение и увязка водопроводной сети на случай максимального транзита в башню
После вычисления узловых расходов и определения подачи водопитателей осуществляется предварительное потокораспределение. Затем осуществляется гидравлическая увязка сети.
Данные предварительного потокораспределения приведены в таблице 5.3.
Результаты предварительного потокораспределения приведены на рисунке 5.1.
Результаты гидравлического расчета представлены в таблице 5.4 и рис. 5.5
Таблица 5.3 Исходные данные для гидравлического расчета на случай максимального транзита в башню
|
№участка
|
№№ колец
|
Диаметр, мм
|
Длина, м
|
Расход, л/с
|
Тип труб
|
|
|
слева
|
справа
|
|
|
|
|
|
|
1
|
0
|
1
|
200
|
400
|
13,15
|
1
|
|
|
2
|
1
|
0
|
200
|
400
|
13,15
|
1
|
|
|
3
|
0
|
2
|
200
|
130
|
21,00
|
2
|
|
|
4
|
0
|
3
|
150
|
200
|
1,40
|
2
|
|
|
5
|
0
|
3
|
150
|
164
|
0,61
|
2
|
|
|
6
|
3
|
0
|
10
|
120
|
0,05
|
2
|
|
|
7
|
3
|
2
|
125
|
60
|
18,72
|
2
|
|
|
8
|
3
|
5
|
125
|
90
|
18,99
|
2
|
|
|
9
|
4
|
3
|
100
|
210
|
0,05
|
2
|
|
|
10
|
4
|
0
|
100
|
210
|
1,31
|
2
|
|
|
11
|
0
|
8
|
150
|
50
|
16,07
|
1
|
|
|
12
|
8
|
0
|
150
|
50
|
16,07
|
1
|
|
|
13
|
4
|
0
|
250
|
200
|
52,27
|
2
|
|
|
14
|
4
|
5
|
100
|
120
|
18,1
|
2
|
|
|
15
|
5
|
0
|
250
|
170
|
36,27
|
2
|
|
|
16
|
6
|
0
|
300
|
290
|
37,17
|
2
|
|
|
17
|
6
|
5
|
100
|
270
|
0,36
|
2
|
|
|
18
|
2
|
5
|
100
|
280
|
1,24
|
2
|
|
|
19
|
0
|
6
|
100
|
80
|
1,44
|
2
|
|
|
20
|
0
|
6
|
100
|
340
|
0,49
|
2
|
|
|
21
|
2
|
0
|
100
|
240
|
2,93
|
2
|
|
|
22
|
2
|
0
|
100
|
340
|
2,24
|
2
|
|
|
23
|
7
|
0
|
250
|
520
|
19,72
|
1
|
|
|
24
|
0
|
7
|
250
|
520
|
19,72
|
1
|
|
|
Таблица 5.4 Результаты гидравлического расчета на случай максимального транзита в башню
5.6 Расчет пьезометрических отметок. Построение карт пьезолиний и карт свободных напоров
Расчет пьезометрических отметок выполняется аналогично режиму максимального водопотребления с той лишь разницей, что за диктующую точку принимается водонапорная башня, требуемый напор при этом равен сумме высоты ствола и высоты бака (см. п.3.12). Карты пьезолиний и карты свободных напоров строятся аналогично рассмотренных ранее расчетных режимов. Результаты расчета пьезометрических отметок, карты пьезолиний и свободных напоров представлены на рис. 5.2., 5.3., 5.4.
5.7 Определение напоров насосных станций второго подъема при транзите
Насосные станции второго подъема при транзите должны обеспечить восполнение запаса воды в водонапорной башне до максимального уровня. Система водоснабжения должна обеспечивать требуемые напоры в сети. Напоры насосных станций при транзите определяются из зависимости:
Ннс = Zпл. н. с + hк-Zвод. РЧВ, м
где Zпл. н. с - отметка пьезометрической линии насосной станции II подъема, м (см. п.3.11; hк - потери во всасывающих линиях и коммуникациях насосной станции. Принимаем hк=3,5 м, ZводаРЧВ - отметка уровня воды в РЧВ, соответствующая противопожарному объему, м
Напор насосной станции №1 подземной:
ZводаРЧВ =105,10 м, Ннс№1 = 141,52+3,5-105,1= 39,92 м
Напор насосной станции II №2:
ZводаРЧВ =96,42 м, Ннс№2 = 138,96+ 3,5 - 96,42= 46,04 м
6. Реконструкция водопроводной сети
6.1 Определение обьемов водопотребления по второй очереди строительства
Характеристика первого района
расчетная этажность застройки - 1 этаж
степень благоустройства зданий - 2 (Здания, оборудованные внутренним водопроводом, канализацией (умывальниками, мойками и душами) с централизованным горячим водоснабжением)
расчетное количество населения - 6000 человек
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения второго района
Расход воды на хоз. - питьевые нужды населения 2-го района в сутки среднего водопотребления соответственно составит:
для 2-го района
Водопотребление в максимальные сутки:
Таблица 6.1 Суточные объемы воды на хозяйственно-питьевые расходы населением города.
|
Район и виды расходов
|
Расчетное число жителей
|
Норма водопотребления л/сут
|
Коэффициент суточной неравномерности водопотребления
|
Суточные расходы
|
|
|
|
|
Ксут. маx
|
Ксут. min
|
Средн.
|
Макс.
|
Мин.
|
|
|
1-район
|
|
|
Расход населением
|
6000
|
110
|
1,2
|
0,8
|
660
|
792
|
528
|
|
|
Неучтенные расходы 10%
|
|
|
|
|
66
|
79,2
|
52,8
|
|
|
Итого по 2 району
|
726
|
871,2
|
580,8
|
|
|
Определение максимальных часовых расходов воды населением второго района.
Определим коэффициенты часовой неравномерности:
где: max, - коэффициенты, учитывающие степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие условия. В соответствии со СНиП 2.04.02-84 принимаем для второго района: max = 1,3; max, - коэффициенты, учитывающие количество жителей в населенном пункте, табл.2.6 [6]
для второго района: max = 1,3;
Тогда коэффициенты часовой неравномерности для второго района:
Кч. max=1.3·1,3=1,69?1,7
По максимальным коэффициентам часовой неравномерности принимаются соответствующие типовые графики распределения расходов по часам суток, табл.2.8 [6].
, м3/ч.
Для второго района:
Qч. max=1,7·871,2/24=61,71/ч
Определение удельных расходов воды
Удельный расход воды (расход, отбираемый на единицу длины сети) определяется для каждой зоны застройки отдельно по формуле:
, л/с. м
где Qпут - путевой расход, отбираемый равномерно из всех участков магистральных трубопроводов.
L - сумма приведенных длин линий, из которых вода отбирается с расходом Qпут, м.
При вычислении приведенной длины руководствуются следующим: в L включаются участки магистральных линий, из которых вода отбирается с двух сторон в данной зоне, поэтому участки, проходящие по незастроенным территориям, зеленым насаждениям, а также через реки, озера, овраги, не включаются в суммарную приведенную длину сети; при расположении данного участка на границе двух районов с разной плотностью проживающего населения, в L включается половина длины данного участка для каждой зоны.
Удельный расход воды: для 1-ого района:
для 2-ого района:
Определение расходов воды, отбираемых на участках
магистральных трубопроводов (путевых расходов)
Расходы воды, отбираемые на участках магистральных трубопроводов (путевые расходы), определяются из выражения:
qпут. i = qуд•Li, л/с
где qуд - удельный расход, л/с•м;
Li - длина участка, м.
Результаты расчетов путевых расходов сведены в таблицу 6.3.
Таблица 6.3 Результаты расчета путевых расходов
|
Участок
|
Приведенная длина, м
|
Расход qпут., л/с
|
|
|
1-район
|
|
|
1-2
|
130
|
1,42
|
|
|
2-3
|
200
|
2,18
|
|
|
3-4
|
150
|
1,64
|
|
|
4-5
|
120
|
1,31
|
|
|
5-7
|
210
|
2,29
|
|
|
5-8
|
210
|
2,29
|
|
|
2-6
|
60
|
0,66
|
|
|
6-7
|
90
|
0,98
|
|
|
7-9
|
120
|
1,31
|
|
|
8-9
|
200
|
2,18
|
|
|
9-10
|
170
|
1,86
|
|
|
10-13
|
270
|
2,95
|
|
|
6-13
|
280
|
3,06
|
|
|
10-12
|
290
|
3,17
|
|
|
12-11
|
80
|
0,87
|
|
|
11-13
|
340
|
3,71
|
|
|
13-14
|
240
|
2,62
|
|
|
1-14
|
340
|
3,71
|
|
|
Итого
|
3500
|
38,21
|
|
|
2-район
|
|
|
9-15
|
70
|
2,35
|
|
|
15-16
|
120
|
4,03
|
|
|
16-17
|
200
|
6,72
|
|
|
17-12
|
120
|
4,03
|
|
|
итого
|
510
|
17,13
|
|
|
Вычисление узловых расходов воды
Узловые расходы условно принимаются фиксированными, не зависящими от напора в водопроводной сети и определяются по формуле:
qуз. к = 0,5 qпут + Qкр. п. к.; л/с
где qуз. к - водоотбор из узла, л/с:
qпут - сумма путевых расходов воды на участках, примыкающих к рассматриваемому узлу, л/с
Qкр. п. к - отбор воды крупными водопотребителями из узла (сосредоточенные расходы), л/с.
В час максимального водопотребления сосредоточенные расходы составляют:
промышленное предприятие
№ 1 - Qп/п = 174,36 м3/ч = 48,43 л/с
баня - Qб = 7,09 м3/ч = 1,97 л/с
прачечная - Qпр. = 5,16 м3/ч = 1,43 л/с
столовая - Qст = 0,61 м3/ч = 0,17л/с
Расчет узловых расходов воды сведен в таблицу 6.4.
Таблица 6.4 Результаты расчета узловых расходов
|
Номер узловой точки
|
Номера прилегающих к узловой точке участков
|
У qпут., л/с
|
Qкр. п.
|
Qузл., л/с
|
|
|
1
|
1-2,1-14
|
5,13
|
|
2,57
|
|
|
2
|
2-3,2-6,2-1
|
4,26
|
|
2,13
|
|
|
3
|
3-2,3-4
|
3,82
|
2,45
|
4,36
|
|
|
4
|
3-4,4-5
|
2,95
|
2,28
|
3,76
|
|
|
5
|
4-5,5-8,5-7
|
5,89
|
|
2,95
|
|
|
6
|
2-6,6-13,6-7
|
4,70
|
0,22
|
2,57
|
|
|
7
|
6-7,5-7,7-9
|
4,58
|
|
2,29
|
|
|
8
|
5-8,8-9
|
4,47
|
39,3
|
41,54
|
|
|
9
|
8-9,7-9,9-10,15-9
|
7,71
|
|
3,86
|
|
|
10
|
9-10,10-12,10-13
|
7,98
|
|
3,99
|
|
|
11
|
12-11,11-13
|
4,58
|
|
2,29
|
|
|
12
|
12-10,12-11,12-17
|
8,07
|
|
4,04
|
|
|
13
|
11-13,10-13,6-13,13-14
|
12,34
|
|
6,17
|
|
|
14
|
13-14,14-1
|
6,33
|
|
3,17
|
|
|
15
|
9-15,15-16
|
6,38
|
|
3, 19
|
|
|
16
|
15-16,16-17
|
10,75
|
|
5,38
|
|
|
17
|
16-17,12-17
|
10,75
|
|
5,38
|
|
|
6.2 Расчет производительности водопитателей
Тогда подача Н.С. II №1 из подземного источника составит: qн. с1. = = 33,16л/с
Подача Н.С. II №2 из поверхностного источника:
qн. с2. = 49,73 л/с
6.3 Гидравлический расчет сети с учетом второй очереди строительства
Трассирование водопроводной сети 2-го района осуществляется в соответствии с рекомендациями, изложенными выше.
Нумерация участков и колец 1-ой очереди строительства сохраняется, вновь проектируемые участки и кольца нумеруются аналогично рассмотренным выше правилам.
Исходные данные для гидравлического расчета приведены в табл.6.6 Данные предварительного потокораспределения приведены на рисунке 6.1 Результаты гидравлического расчета для случая максимального водопотребления приведены в таблице 6.7 и рис.6.5
Таблица 6.6 Исходные данные для гидравлического расчета.
|
№участка
|
№№ колец
|
Диаметр, мм
|
Длина, м
|
Расход, л/с
|
Тип труб
|
|
|
слева
|
справа
|
|
|
|
|
|
|
1
|
0
|
1
|
200
|
400
|
20,01
|
1
|
|
|
2
|
1
|
0
|
200
|
400
|
13,15
|
1
|
|
|
3
|
0
|
2
|
200
|
130
|
17,44
|
2
|
|
|
4
|
0
|
3
|
150
|
200
|
6,24
|
2
|
|
|
5
|
0
|
3
|
150
|
164
|
1,88
|
2
|
|
|
6
|
3
|
0
|
100
|
120
|
1,88
|
2
|
|
|
7
|
3
|
2
|
125
|
60
|
9,07
|
2
|
|
|
8
|
3
|
5
|
125
|
90
|
28,45
|
2
|
|
|
9
|
4
|
3
|
100
|
210
|
2,29
|
2
|
|
|
10
|
4
|
0
|
100
|
210
|
7,12
|
2
|
|
|
11
|
8
|
0
|
150
|
50
|
8,37
|
1
|
|
|
12
|
0
|
8
|
150
|
50
|
8,37
|
1
|
|
|
13
|
4
|
0
|
250
|
200
|
31,91
|
2
|
|
|
14
|
4
|
5
|
100
|
120
|
28,45
|
2
|
|
|
15
|
5
|
9
|
250
|
170
|
6,14
|
2
|
|
|
16
|
6
|
9
|
300
|
290
|
23,14
|
2
|
|
|
17
|
6
|
5
|
100
|
270
|
13,01
|
2
|
|
|
18
|
2
|
5
|
100
|
280
|
21,95
|
2
|
|
|
19
|
0
|
6
|
100
|
80
|
7,42
|
2
|
|
|
20
|
0
|
6
|
100
|
340
|
5,13
|
2
|
|
|
21
|
2
|
0
|
100
|
240
|
9,98
|
2
|
|
|
22
|
2
|
0
|
100
|
340
|
13,15
|
2
|
|
|
23
|
7
|
0
|
250
|
520
|
30,0
|
1
|
|
|
24
|
0
|
7
|
250
|
520
|
19,72
|
1
|
|
|
25
|
9
|
0
|
150
|
120
|
15,12
|
2
|
|
|
26
|
9
|
0
|
100
|
200
|
9,74
|
2
|
|
|
27
|
9
|
0
|
100
|
120
|
4,36
|
2
|
|
|
28
|
9
|
0
|
100
|
70
|
1,17
|
2
|
|
|
Таблица 6.7 Результаты гидравлического расчета для случая максимального водопотребления
6.4 Построение карт пьезолиний и карт свободных напоров
Результаты расчета пьезометрических отметок и свободных напоров для случая максимального водопотребления приведены на рис.6.2.
Для построения карт пьезолиний и свободных напоров в масштабе вычерчивается схема водопроводной сети, затем интерполяцией определяются точки с идинаковыми значениями отметок, при соединении этих точек получается карта пьезолиний. Аналогично строится карта свободных напоров. Карта пьезолиний приведена на рис.6.3, а свободных напоров - на рис.6.4.
7. Основные показатели по системе водоснабжения
Таблица 7.1 Основные показатели по системе водоснабжения
|
Наименование системы
|
Расчетный расход воды
|
Примечание
|
|
|
м3/сут
|
м3/ч
|
л/с
|
|
|
|
Объединенная система водоснабжения
|
4889,38
|
203,72
|
1358,16
|
|
|
|
Н.С. №1 Режим максимального водопотребления
|
|
|
26,29
|
Напор 36,11 м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим максимального водопотребления + пожар
|
|
|
44,29
|
Напор 25,46 м
|
|
|
Н.С. №2 Режим максимального водопотребления
|
|
|
39,44
|
Напор 44,32 м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим максимального водопотребления + пожар
|
|
|
66,44
|
Напор 33,82 м
|
|
|
8. Технико-экономические расчеты
Для определения стоимости прокладки сети и сооружений использованы укрупненные показатели, приведенные в [8] и Приложениях 2-10 настоящих методических указаний. Укрупненные показатели позволяют определить ориентировочную стоимость и применяются на стадии технико-экономического обоснования при проектировании.
Использование укрупненных показателей при выполнении курсового проекта позволит определить стоимость нескольких вариантов водоснабжения и выбрать из них наиболее приемлемый с точки экономической целесообразности.
8.1 Определение стоимости водопроводной сети и водоводов II подъема
Расчет выполнен с использованием данных Приложений 2 и 3 и сведен в таблицу 8.1.
Таблица 81.
Расчет стоимости прокладки водоводов II подъема и водопроводной сети в ценах 1991 года
|
№ уч-ка
|
Обоснование
|
Диаметр, мм
|
Длина, м
|
Материал, труб
|
Стоимость прокладки (тыс. руб.)
|
|
|
|
|
|
|
1м
|
всего
|
|
|
1
|
Прил.3
|
200
|
400
|
сталь
|
36,81
|
14,72
|
|
|
2
|
Прил.3
|
200
|
400
|
сталь
|
36,81
|
14,72
|
|
|
3
|
Прил.2
|
200
|
130
|
чугун
|
41,99
|
5,46
|
|
|
4
|
Прил.2
|
150
|
200
|
чугун
|
32,40
|
6,48
|
|
|
5
|
Прил.2
|
150
|
164
|
чугун
|
32,40
|
5,31
|
|
|
6
|
Прил.2
|
100
|
120
|
чугун
|
24,62
|
2,95
|
|
|
7
|
Прил.2
|
125
|
60
|
чугун
|
28,77
|
1,73
|
|
|
8
|
Прил.2
|
125
|
90
|
чугун
|
28,77
|
2,59
|
|
|
9
|
Прил.2
|
100
|
210
|
чугун
|
24,62
|
5, 19
|
|
|
10
|
Прил.2
|
100
|
210
|
чугун
|
24,62
|
5, 19
|
|
|
11
|
Прил.3
|
150
|
50
|
сталь
|
27,48
|
1,37
|
|
|
12
|
Прил.3
|
150
|
50
|
сталь
|
27,48
|
1,37
|
|
|
13
|
Прил.2
|
250
|
200
|
чугун
|
52,88
|
10,58
|
|
|
14
|
Прил.2
|
100
|
120
|
чугун
|
24,62
|
2,95
|
|
|
15
|
Прил.2
|
250
|
170
|
чугун
|
52,88
|
8,99
|
|
|
16
|
Прил.2
|
300
|
290
|
чугун
|
65,58
|
19,02
|
|
|
17
|
Прил.2
|
100
|
270
|
чугун
|
24,62
|
6,65
|
|
|
18
|
Прил.2
|
100
|
280
|
чугун
|
24,62
|
6,89
|
|
|
19
|
Прил.2
|
100
|
80
|
чугун
|
24,62
|
1,97
|
|
|
20
|
Прил.2
|
100
|
340
|
чугун
|
24,62
|
8,37
|
|
|
21
|
Прил.2
|
100
|
240
|
чугун
|
24,62
|
5,91
|
|
|
22
|
Прил.2
|
100
|
340
|
чугун
|
24,62
|
8,37
|
|
|
23
|
Прил.3
|
250
|
520
|
сталь
|
43,80
|
22,78
|
|
|
24
|
Прил.3
|
250
|
520
|
сталь
|
43,80
|
22,78
|
|
|
25
|
Прил.2
|
150
|
120
|
чугун
|
32,40
|
3,89
|
|
|
26
|
Прил.2
|
100
|
200
|
чугун
|
24,62
|
4,92
|
|
|
27
|
Прил.2
|
100
|
120
|
чугун
|
24,62
|
2,95
|
|
|
28
|
Прил.2
|
100
|
70
|
чугун
|
24,62
|
1,72
|
|
|
Всего стоимость
|
205,82
|
|
|
8.2 Определение стоимости насосной станции
Стоимость насосных станций II-го подъема № 1 и № 2 определяется по методике, изложенной в [8, стр.4-5].
Расчет сводится в таблицу 8.2.
Таблица 8.2.
Расчет стоимости насосных станций
|
Обоснование
|
Наименование объекта
|
Единица измерения
|
Количество единиц измерения
|
Цена единицы измерения, руб.
|
Стоимость объекта, тыс. руб.
|
|
|
|
|
|
СМР
|
Оборудование
|
Всего
|
СМР
|
Оборудование
|
Всего
|
|
|
табл.36
|
Насос-ная станция № 1
|
м3/сут.
|
2271,46
|
|
|
|
|
|
|
|
|
табл.36
|
Насос-ная станция № 2
|
м3/сут.
|
3407,62
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8.3 Определение стоимости водонапорной башни
Стоимость водонапорной башни (высота ствола 26 м, полный объем бака 300 м3) определяется по Приложению 7 и составляет:
всего - 58,61 тыс. руб.,
в том числе: строительно-монтажные работы - 57,61 тыс. руб.;
оборудование - 1,00 тыс. руб.
8.4 Определение стоимости резервуаров чистой воды
Согласно выполненным расчетам вместимость резервуара составляет РЧВ нС№1 составляет 250 м3. Принимается резервуар т.п., № 901-4-58.83 по Приложению 10, стоимость которого составляет:
всего - 27,65 тыс. руб.,
в том числе: строительно-монтажные работы - 27,22 тыс. руб.;
оборудование - 0,43тыс. руб.
Вместимость резервуара составляет РЧВ НС№1 составляет 500 м3. Принимается резервуар т.п., № 901-4-72.83 по Приложению 10, стоимость которого составляет:
всего - 35,28 тыс. руб.,
в том числе: строительно-монтажные работы - 34,99 тыс. руб.;
оборудование - 0,29тыс. руб.
8.5 Определение стоимости строительства системы водоснабжения
По ранее полученным данным составляется сводная таблица.
Таблица 8.3.
Сводный расчет стоимости строительства системы водоснабжения
|
№ п. п.
|
Наименование объекта
|
Стоимость, тыс. руб.
|
|
|
|
Всего
|
в том числе
|
|
|
|
|
строительно-монтажные работы
|
оборудование
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
Водоводы II-го подъема и водопроводная сеть
|
205,82
|
205,82
|
-
|
|
|
2
|
Насосная станция II-го подъема № 1
|
|
|
|
|
|
3
|
Насосная станция II-го подъема № 1
|
|
|
|
|
|
4
|
Водонапорная башня
|
58,61
|
57,61
|
1,0
|
|
|
5
|
Резервуар чистой воды (2 шт.) - для НС № 1
|
27,65
|
27,22
|
0,43
|
|
|
6
|
Резервуар чистой воды (2 шт.) - для НС № 2
|
35,28
|
34,99
|
0,29
|
|
|
9. Составление деталировки водопроводной сети
Таблица 9.1 Спецификация фасонных частей
|
Поз.
|
Обозначение
|
Наименование
|
Кол-во
|
Масса ед., кг
|
Прим.
|
|
|
1
|
ППТФ 200х200
|
Тройник фланцевый с пожарной подставкой
|
1 шт.
|
92
|
|
|
|
2
|
ППТФ 200х150
|
Тройник фланцевый с пожарной подставкой
|
1 шт.
|
83
|
|
|
|
3
|
ППТФ 150х100
|
Тройник фланцевый с пожарной подставкой
|
1шт.
|
57
|
|
|
|
4
|
ППТФ 100х100
|
Тройник фланцевый с пожарной подставкой
|
3 шт.
|
42
|
|
|
|
5
|
ХФ 200х125
|
Переход фланцевый
|
1 шт.
|
30,4
|
|
|
|
6
|
ХФ 125х100
|
Переход фланцевый
|
3 шт.
|
16,3
|
|
|
|
7
|
ПФР 150
|
Патрубок фланец-раструб
|
2 шт.
|
22,1
|
|
|
|
8
|
ПФР 200
|
Патрубок фланец-раструб
|
3 шт.
|
31,1
|
|
|
|
9
|
ПФР 125
|
Патрубок фланец-раструб
|
4 шт.
|
18,2
|
|
|
|
10
|
ПФР 100
|
Патрубок фланец-раструб
|
7 шт.
|
13,6
|
|
|
|
11
|
30с14нж1
|
Задвижка Ш 200
|
3 шт.
|
129,0
|
|
|
|
12
|
30с14нж1
|
Задвижка Ш 150
|
2 шт.
|
77,0
|
|
|
|
13
|
30с14нж1
|
Задвижка Ш 125
|
4 шт.
|
58,5
|
|
|
|
14
|
30с14нж1
|
Задвижка Ш 100
|
7 шт.
|
39,5
|
|
|
|
18
|
ЧНР200ЛАх6000 ГОСТ 9583-75
|
Трубы чугунные Ш 200
|
2 шт.
|
44,6
|
|
|
|
19
|
ЧНР150ЛАх6000 ГОСТ 9583-75
|
Трубы чугунные Ш 150
|
1 шт.
|
30,5
|
|
|
|
20
|
ЧНР125ЛАх6000 ГОСТ 9583-75
|
Трубы чугунные Ш 125
|
2 шт.
|
24,5
|
|
|
|
21
|
ЧНР100ЛАх6000 ГОСТ 9583-75
|
Трубы чугунные Ш 100
|
5 шт.
|
18,9
|
|
|
|
Заключение
В курсовом проекте приведены водохозяйственные расчеты проектируемой водопроводной сети. Расчеты произведены для трех случаев: для случая максимального водопотребления, для случая максимального водопотребления с учетом пожара и для случая максимального транзита в водонапорную башню. Для каждого случая были расчитаны пьезометрические отметки и свободные напоры, а затем построены карты свободных напоров и карты пьезолиний. После этого были определены напоры насосных станций второго подъема, также для каждого случая. По результатам расчета составлена сводная таблица параметров насосных станций при различных режимах работы водопроводной сети.
Литература
Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. - 6-е изд. доп. и перераб. - М.: Стройиздат, 2010г.
Белан А.Е., Хоружий П.Д. Проектирование и расчет устройств водоснабже ния. - К.: Будiвельник, 2008. - 192 с.
Карасев Б. В.' Насосные и воздуходувные станции.' Учебник для ВУЗов. - Мн.: Выш. шк., 2009г. - 326с.
Методическое руководство к расчету кольцевой водопроводной сети населенного пункта на ЭВМ. - Брест, БПИ, 2011. - 40 с.
Методические указания к выполнению проекта по дисциплине'Водопроводные сети и сооружения”. - Брест, БГТУ, 2009. - 78с.
