Министерство образования и науки Украины
Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет
Кафедра экологии
Расчетно-графическая работа
по дисциплине "Водоснабжение, водообеспечение и улучшение качества воды"
Выполнила:
ст. гр. ДЭК - 41
Мыхайлык В. Н.
Проверил: проф. Душкин С. С.
Харьков – 2010
Содержание
Исходные данные
1. Определение расчётного расхода воды отдельными категориями потребителей
1.1 Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города
1.2 Расходы воды на коммунальные нужды города
1.2.1 Расходы воды на поливку улиц и площадей
1.2.2 Расход воды на поливку зелёных насаждений
1.3 Расход воды для промышленных предприятий
1.3.1 Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия
1.3.2 Расход воды на души на предприятии
1.3.3 Расход воды на производственные нужды промпредприятия
1.4 Расход воды на пожаротушение
2. Трассировка магистральных водопроводных сетей и составление их расчётных схем
Исходные данные
1. Генплан города с горизонталями в масштабе 1: 10000.
2. Плотность населения - 360 чел/га.
3. Норма водопотребления - 250 л/сут.
4. Этажность застройки - 5 эт.
5. Наименование предприятия - Завод безалкогольных напитков.
6. Производительность предприятия - 125 мі/сут.
7. Количество рабочих - 1850 чел.
8. Количество рабочих в смену - 690 чел.
1. Определение расчётного расхода воды отдельными категориями потребителей
1.1 Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города
При определении расходов воды, на хозяйственно-питьевые нужды населения города необходимо определить его количество по отношению:
N = F * P, (1.1)
где N - численность населения, чел;
F - площадь части города, га;
Р - плотность населения, чел/га.
Площадь той или иной части города определяем после тщательного изучения характера планировки города: результаты подсчётов территории жилых кварталов, которые предварительно нумеруются, сводим в табл.1.1.
Таблица 1.1 - Площадь территории кварталов города.
| № кварталов | Площадь, га | № кварталов | Площадь, га | № кварталов | Площадь, га |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | 3,5 | 38 | 2,54 | 75 | 1,86 |
| 2 | 3 | 39 | 3,2 | 76 | 1,83 |
| 3 | 1 | 40 | 2,5 | 77 | 2,05 |
| 4 | 3,06 | 41 | 2,31 | 78 | 2,13 |
| 5 | 2, 19 | 42 | 2,2 | 79 | 3,55 |
| 6 | 1,32 | 43 | 2,4 | 80 | 3,91 |
| 7 | 1,5 | 44 | 1,4 | 81 | 1,03 |
| 8 | 1,06 | 45 | 1,82 | 82 | 4,72 |
| 9 | 1,1 | 46 | 2,2 | 83 | 0,97 |
| 10 | 2,05 | 47 | 1,74 | 84 | 1,21 |
| 11 | 2,37 | 48 | 1,61 | 85 | 1,47 |
| 12 | 2 | 49 | 1,05 | 86 | 3,42 |
| 13 | 2 | 50 | 2,1 | 87 | 3,5 |
| 14 | 1 | 51 | 1,5 | 88 | 1,6 |
| 15 | 2,95 | 52 | 2,61 | 89 | 0,99 |
| 16 | 3,5 | 53 | 2,7 | 90 | 0,87 |
| 17 | 1,3 | 54 | 3,61 | 91 | 1, 19 |
| 18 | 1,7 | 55 | 3,18 | 92 | 2,18 |
| 19 | 2 | 56 | 1,95 | 93 | 1 |
| 20 | 1,34 | 57 | 3,3 | 94 | 2,56 |
| 21 | 1,81 | 58 | 1,87 | 95 | 2,56 |
| 22 | 1,28 | 59 | 1,13 | 96 | 1,62 |
| 23 | 2,06 | 60 | 1,5 | 97 | 2,16 |
| 24 | 1,78 | 61 | 1,52 | 98 | 2,85 |
| 25 | 1 | 62 | 4,5 | 99 | 2,03 |
| 26 | 2,61 | 63 | 3,42 | 100 | 1,0 |
| 27 | 2,05 | 64 | 0,96 | 101 | 0,79 |
| 28 | 2,5 | 65 | 0,7 | 102 | 0,65 |
| 29 | 1,23 | 66 | 1,11 | ||
| 30 | 0,96 | 67 | 1,46 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 31 | 2 | 68 | 2,43 | ||
| 32 | 1,38 | 69 | 3,01 | ||
| 33 | 1,9 | 70 | 1,05 | ||
| 34 | 5,7 | 71 | 2,08 | ||
| 35 | 4,48 | 72 | 2,2 | ||
| 36 | 2,35 | 73 | 0,82 | Σ205,1
|
|
| 37 | 1 | 74 | 0,89 |
N = 205,1 * 360 = 73836 чел.
Определяем площадь территории города, занятую под зелёные насаждения, площадь улиц, площадей, площадь территорий промпредприятия.
Таблица 1.2 - Площадь зелёных насаждений.
| № кварталов | Площадь, га | № кварталов | Площадь, га |
| 1 | 3,03 | 9 | 3,97 |
| 2 | 3,95 | 10 | 3,24 |
| 3 | 3,37 | 11 | 3,65 |
| 4 | 2,94 | 12 | 1,68 |
| 5 | 3,89 | 13 | 1,87 |
| 6 | 2,91 | 14 | 1,34 |
| 7 | 2,76 | 15 | 2,45 |
| 8 | 3,42 | 16 | 2,38 |
Σ47,61
Площадь улиц - 34,01 га. Площадь промпредприятия - 4,7 га.
Максимальный суточный расход воды населением города определяем поформуле:
(1.2)
где N - количество населения в городе; - норма максимального суточного водопотребления.
Средний часовой расход определяем по формуле:
(1.3)
Максимальный часовой расход определяем по формуле:
(1.4)
где Кч - коэффициент часовой неравномерности:
(1.5)
где
- зависит от количества жителей.
Максимальный секундный расход воды:
1.2 Расходы воды на коммунальные нужды города
1.2.1 Расходы воды на поливку улиц и площадей
Максимальный суточный расход:
(1.6)
где F - площадь улиц и площадей, ;
q - норма расхода воды на поливку, принимаемая в зависимости от типа покрытия от поливки и др. условий. Для механизированной поливки усо-
вершенствованных покрытий улиц и площадей q=0,3-0,4 л/;
n - число поливок, принимается 1-2 в зависимости от режима поливки;
0,1 - поливается 10 % от всей площади.
Средний часовой расход:
(1.7)
Максимальный часовой расход:
(1.8)
где Кч - коэффициент часовой неравномерности расходования воды на поливку, для средних городов Кч=0,4.
Максимальный секундный расход воды:
(1.9)
1.2.2 Расход воды на поливку зелёных насаждений
Максимальный суточный расход:
(1.10)
где Fз - площадь зелёных насаждений, ;
qз - норма расхода воды на поливку, принимаемая 3,0-4,0 л/;
n - число поливок, в сутки принимается 1-2.
0,15 - 15% от всей площади, поливается.
(1.11)
Средний часовой расход:
(1.12
Максимальный часовой расход:
(1.13)
Максимальный секундный расход воды:
Расчётные расходы воды на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды населенных мест сводим в табл.1.3.
Таблица 1.3 - Расходы воды на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды города
| Характер рас хода воды | ||||
| Хозяйственно-питьевые нужды населения | 18459 | 769,13 | 1116,12 | 310,03 |
| Неучетные расходы | 1845,9 | 76,91 | 111,61 | 31,10 |
| Поливка улиц | 20,41 | 0,85 | 3,4 | 0,94 |
| Поливка зелених насаждений | 571,32 | 23,81 | 95,29 | 26,47 |
| Итого | 20896,63 | 870,70 | 1326,42 | 368,54 |
1.3 Расход воды для промышленных предприятий
Расход воды для промышленных предприятий слагается из расхода воды на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды, расхода воды на души и расхода воды на производственные нужды.
1.3.1 Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия
На пивоварном заводе работает 1850 человек, в том числе в максимальную смену 430 человек.
Завод работает в три смены со следующим распределением работающих по сменам:
1 смена максимальная - 690 чел - 37% от всего количества работающих, тогда на 2 и 3 смену приходится по 26,5 % от всего количества работающих, т.е. по 360 человек.
В холодных цехах работает 80% от общего количества работающих, а в горячих цехах 20% что составляет:
хол. цеха 80% - 1480 человек,
гор. цеха 20% - 370 человек.
В максимальную смену, с количеством работающих 690 чел.:
хол. цеха 80% - 552 человек,
гор. цеха 20% - 138 человек.
Средний часовой расход:
где 0,045 и 0,025 - соответственно нормы водопотребления на 1 рабочего в горячих и холодных цехах;
Nг и Nх - соответственно количество работающих на предприятии в горячих и холодных цехах.
Расчётные максимальный часовой и секундный расходы в разрезе суток должны приниматься по смене, в которой работает наибольшее количество рабочих, т.е. в 1 смену.
Максимальный часовой расход:
где nг и nх - соответственно количество работающих на предприятии в горячих и холодных цехах.
Kг и Kx - коэффициенты часовой неравномерности соответственно в горячих и холодных цехах Kг=2,5, Kx=3;
tcм - продолжительность рабочей смены в часах, 8 часов.
Максимальный секундный расход воды:
1.3.2 Расход воды на души на предприятии
Количество работающих, пользующихся душами, устанавливается для каждого предприятия с соблюдением санитарных норм проектирования промышленных предприятий.
На тракторном заводе количество работающих, пользующихся душами, составляет 30% от общего числа работающих, т.е.555 человек, с распределением по цехам:
в холодных цехах 10% - 185 человек,
в горячих цехах 20% - 370 человек.
В максимальную смену, с количеством работающих 690 чел.:
в холодных цехах 10% - 69 человек,
в горячих цехах 20% - 138 человек.
По нормам пользование душем принимается в течение 45 мин. После окончания каждой смены, а поэтому максимальный часовой расход воды на души составляет:
0,06 и 0,04 - соответственно нормы расхода на один душ в горячих и холодных цехах.
Максимальный секундный расход воды:
1.3.3 Расход воды на производственные нужды промпредприятия
Расход воды на производственные нужды промпредприятий должен приниматься по данным технологов предприятий.
Максимальный суточный расход воды предприятий на производственные нужды:
где П - суточная продукция предприятия;
qуд - средний удельный расход на производство единицы продукции, .
При отсутствии данных о расходах воды на производственные нужды по отдельным сменам потребление воды принимается равным в течение всего времени работы предприятия.
Максимальный часовой расход при этом равен:
где t - продолжительность работы предприятия в течении суток, ч.
Максимальный секундный расход воды на производственные нужды:
Таблица 1.4 - Расход воды для промышленных предприятий.
| Характер рас хода воды | ||||
| Хозяйственно-питьевые нужды промпредприятия | 2,2 | 7,1 | 2,0 | |
| Расход воды на души | 39,5 | 10,1 | ||
| Расход воды на производственные нужды | 1875 | 78 | 21,7 | |
| Итого | 124,6 | 33,8 |
1.4 Расход воды на пожаротушение
Расчётный расход на наружное пожаротушение зависит от размеров населённого пункта, этажности здания и степени их огнестойкости, размеров производственных зданий, категорий производств и др. факторов.
Максимальный секундный расход воды на тушение пожаров определяется по формуле:
где qпож - расчётный расход воды на пожаротушение 1 наружного пожара, л/с;
q’пож - расчётный расход воды на внутреннее пожаротушение, л/с;
n - число пожаров.
Исходя из расчётной продолжительности пожара tn = 3ч., полный расход воды на тушение пожара может быть определён по формуле:
Полный расход воды на тушение пожара за 3 часа:
Расход воды на пожаротушение за 1 час:
Секундный расход воды на пожаротушение:
Таблица 1.5 - Сводная таблица расходов воды.
| Характер расхода воды | ||||
| Хозяйственно-питьевые нужды промпредприятия | 18459 | 769,13 | 1116,12 | 310,03 |
| Коммунальные нужды города | 59,17 | 24,66 | 98,64 | 74,41 |
| Неучетные расходы | 1845,9 | 76,91 | 111,61 | 31,0 |
| Расходы воды для промпредприятия | 124,6 | 33,8 | ||
| Расходы воды нв пожаротушение | 288,0 | 80,0 | ||
| Итого | 1738,97 | 529,24 |
2. Трассировка магистральных водопроводных сетей и составление их расчётных схем
Магистральная водопроводная сеть проектируется в виде системы 4 замкнутых колец, охватывающих целые группы кварталов. Кольца расчётной сети должны быть по возможности вытянутыми вдоль преобладающего направления течения воды. Длина расчетных участков колец магистральной сети находится в пределах 400-1000 м. Узловые точки сети нумеруются, проставляются длины каждого участка между узловыми точками, а также намечается место сосредоточенного расхода воды - промпредприятия.
Определяем удельный расход воды по формуле:
где Q - общий секундный расход, л/с;
qсоср - расход воды на промпредприятии, л/с;
Ʃl - суммарная длина участков магистральной сети, м.
Для каждого участка магистральной сети определяем путевые расходы по формуле:
где qуд - удельный расход, л/см, l - расчётная длина участка сети, м.
= 0,049*470 = 23,03л/с
= 0,049*950 = 46,55л/с
= 0,049*1050 = 51,45л/с
= 0,049*140 = 6,86л/с
= 0,049*150 = 7,35л/с
= 0,049*320 = 15,68л/с
= 0,049*1150 = 56,35л/с
= 0,049*920 = 45,08л/с
=0,049*1070 = 52,43л/с
= 0,049*940 = 46,06л/с
= 0,049*950 = 46,55л/с
= 0,049*180 = 8,82л/с
= 0,049* 850 = 41,65л/с
=0,049*430 = 21,07л/с
=0,049*170 = 8,33л/с
= 0,049*180 = 8,82л/с
= 0,049*1100 = 53,9л/с
ΣQп = 540,7 л/с, что равно Q - qсоср
Вычисленные путевые расходы воды отдельных участков заменяем узловыми расходами по формуле:
т.е. узловой сосредоточенный расход в каждом узле сети равняется полусумме путевых расходов всех участков сети, примыкающих к данному узлу.
=0,5 (23,03+46,06+53,9) = 61,49 л/с
=0,5 (46,55+23,03) = 34,79л/с
=0,5 (46,55+51,45+21,07) = 59,54л/с
=0,5 (51,45+6,86) = 29,16л/с
=0,5 (6,86+7,35) = 7,11 л/с
=0,5 (7,35+15,68) = 11,52л/с
=0,5 (56,35+41,65+15,68) = 56,84 л/с
=0,5 (56,35+45,08) = 50,72 л/с
=0,5 (45,08+52,43+46,55) = 72,03 л/с
=0,5 (52,43+46,06) = 49,25л/с
=0,5 (21,07+8,82) = 14,95л/с
=0,5 (8,33+8,82) = 8,58л/с
=0,5 (53,9+8,33+8,82+41,65) = 56,35 л/с
ΣQузл = 512,33л/с
Правильность вычисления узловых расходов проверяем по формуле:
ΣQузл = ΣQп = Q - qсоср
512,33=512,33=512,33
Вычисленные путевые и узловые расходы выписываем на расчётную схему. На расчётной схеме указываем стрелками направления движения воды, с целью подачи ёё по кратчайшему расстоянию к наиболее отдалённым точкам сети, а затем предварительно намечаем количество воды, которое должен пропустить каждый расчётный участок магистральной сети. При этом подсчёт начинаем от конца сети к началу ёё, соблюдая в каждом узле баланс расхода воды, поступающих к узлу и отходящих от него, т.е. ƩQ=0.