Южно-Уральский государственный университет
Архитектурно-строительный факультет
КУРСОВАЯ
по водоснабжению
Выполнил: Плетнёв Д.В.
Ст. гр. АС-319
Проверил: Антоненко И.В.
Челябинск 2006
Содержание
I. Определение потребности в воде населенного пункта. Выявление расчетного часа и расчетного расхода воды
1. Расход воды на нужды бань и прачечных
2. Расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений
3. Расход воды на промышленном предприятии
4. Расход воды на пожаротушение
5. Общий расчетный расход воды в городе в сутки наибольшего водопотребления
6. Определение суммарных расходов
7. Режим работы насосной станции 2-го подъема
8. Определение емкости бака водонапорной башни
9. Определение емкости резервуаров насосной станции 2-го подъема
II. Расчет сетей водоотведения города
1. Определение расходов сточных вод от бань и прачечных
2. Выбор системы водоотведения и схемы водоотведения
3. Определение модулей стока и средних расходов с площадей стока
4. Определение расходов сточных вод от промышленных предприятий
5. Определение расходов сточных вод на участках сети
I. Определение потребности в воде населенного пункта. Выявление расчетного часа и расчетного расхода воды
При проектировании вновь строящихся и реконструируемых централизованных систем наружных водопроводов для обеспечения водой населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий решается вопросы по определению расчетных расходов воды
на хозяйственно-питьевые нужды, пожаротушение, мытье улиц, площадей и полив газонов, зеленых насаждений и сельскохозяйственных посадок.
За основу расчета принимаются нормы водопотребления
на указанные нужды и коэффициенты неравномерности водопотребления.
Нормой водопотребления называется количество воды, расходуемой на определенные нужды в единицу времени или на единицу вырабатываемой продукции.
Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды для жилой застройки л промышленных предприятий различны и назначаются по СНиП 2.04.02-84 “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения”.
Для жилых зданий нормы выбираются в зависимости от благоустройства районов застройки и климатических условий.
На промышленных предприятий вода расходуется на хозяйственно-питьевые нужды и для душей.
Исходные данные:
| Поселок городского типа | ||
| Плотность населения: Р1; Р2 | 190; 240 чел/га | |
| Площадь жилой застройки: F1; F2 | 430,84 га; 306,04 га | |
| Степень благоустройства | централизованное горячее водоснабжение |
|
Бытовые учреждения: количество бань nбань количество прачечных nпрачечн. |
2 шт. 2 шт. |
|
| Данные по промышленным предприятиям: | ||
| Маш. завод | Радиозавод | |
| Количество смен в сутки: nсм | 3 | 2 |
Количество работающих на предприятии: всего |
7420 |
6290 |
| в гор. цехах | 4950 | - |
| в хол. цехах | 2470 | 6290 |
Количество работающих в максимальную смену: всего |
4455 |
3775 |
| в гор. цехах | 2962 | - |
| в хол. цехах | 1493 | 3775 |
Количество пользующихся душем: в сутки |
5300 |
4494 |
| в макс. смену | 3184 | 2698 |
| Расход на технологические нужды | 3564 | 8460 |
| Коэффициент часовой неравномерности | 1 | 1,2 |
К концу расчетного срока предполагается подавать воду для технологических нужд предприятий из городского водопровода.
1. Хозяйственно-питьевые нужды населения.
Согласно генплану площадь жилой застройки составляет F1
=430,84 га, F2
=306,04 га (
Площадь жилой застройки определяется по схеме генплана, в соответствии с масштабом. Улицы, бульвары и т.п. в определяемую площадь не включаются) При плотности населения Р1=190чел/га; Р2=240 чел/га количество жителей города составляет:
N=P·F=190·430,84 + 240·306,04=155310 чел. (N округлить вверх кратно 10) (1)
В соответствии с заданной степенью благоустройства жилых зданий по СНиП q=230-350 л/сут., принимаем среднесуточное хозяйственно-питьевое водопотребление q=300 л/сут. Расчетный среднесуточный расход воды составляет:
Qсут. ср. =N·q / 1000=155310 · 300/1000=46593 мі/сут (2)
где N - число жителей,
1000 - перевод литров в м3
.
Хозяйственно-питьевое водопотребление неравномерно как по часам суток, так и по суткам. Это связано с условиями быта населения, режимом работы предприятий, степенью благоустройства зданий и т.д. Поэтому всегда рассчитывается расход воды в сутки наибольшего водопотребления (обычно это выходные дни):
Qсут. max=kсут. max · Qсут. ср. =1,2 · 46593=55911,6 мі/сут (3)
kсут. max - коэффициент суточной неравномерности водопотребления - это отношение суточного расхода воды в дни наибольшего водопотребления к среднему суточному расходу:
kсут. max = Qсут. max / Qсут. ср. (4)
Величина kсут. max зависит от степени благоустройства зданий. С увеличением степени благоустройства коэффициент суточной неравномерности уменьшается. Этот коэффициент также выбирается по СНиП: kсут. max=1,1…1,3. Принимаем kсут. max=1,2.
С учетом количества воды на нужды местной промышленности, обслуживающей население, и других неучтенных расходов (п.2.1 СНиП) расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления составляет:
Q'сут. max= Qсут. max + 0,05 · Qсут. max (5)
Q'сут. max =55911,6 + 0,05 · 55911,6=58707,18 мі/сут
Необходимо также определить коэффициенты часовой неравномерности водопотребления (п.2.2 СНиП):
kч. max=αmax · βmax =1,3 · 1,0,86=1,412≈
1,4 (6)
где α- коэффициент, зависящий от степени благоустройства зданий и режима работы предприятий: αmax = 1,2...1,4;
β- коэффициент, зависящий от числа жителей в населенном пункте определяется по таблице 1.
Таблица 1
| Коэффициент βmax | Число жителей, тыс. чел. | ||||||||||||||||
| до 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 0,75 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 20 | 50 | 100 | 300 | ≥1000 | |
| 4,5 | 4 | 3,5 | 3 | 2,5 | 2,2 | 2 | 1,8 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,15 | 1,1 | 1,05 | 1 | |
1. Расход воды на нужды бань и прачечных
Расход воды на бани и прачечные определяем в зависимости от их пропускной способности с учетом существующих норм водопотребления.
Количество мест в бане, определяемое из расчета 5 мест на 1000 жителей (Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий):
Пб = 5N / 1000=5·155310/1000=776,55≈
777 чел (7)
Принимаем две бани общей вместимости 777 чел.
Продолжительность работы бани принимается обычно tб = 16 ч. (от 7 до 23 час). Норма водопотребления на одного посетителя бани принята (приложение 3 СНиП “Внутренний водопровод и канализация зданий”) q6
=180 л/чел.:
Q6
=0,001·Пб ·tб ·q6
=0,001·777·16·180=2237,8 м3
/сут (8)
Расход воды в прачечной определяется по норме расхода воды на 1 кг сухого белья: qпр =75 л/кг (по СНиП).
Количество белья, поступающего в смену (tсм=8 ч) от 1000 жителей принимаем согласно СНиП 2.04.07. - 85 “Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений": qпр =120 кг.
Общее количество белья, поступающего в прачечные за одну смену:
G пр =0,001·g пр·N=0,001·120·155310=18637,2 кг (9)
Обычно прачечная работает в 2 смены с 7 до 23 час (nсм
=2). Суточное водопотребление прачечной:
Q пр =0,001·G пр · nсм
· qпр =0,001·18637,2·2·75=2795,58 м3
/сут (10)
2. Расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений
Расход воды на эти нужды определяется (п.2.3 СНиП “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения”) исходя из числа жителей города - 50...90л/сут на одного жителя в зависимости от природно-климатических условий. Например, для Южного Урала qпол
=60 л/сут на человека. Расход воды на поливку зеленых насаждений и улиц составляет:
Qпол
=0,001·qпол
·N=0,001·60·155310=9318,6 м3
/сут (11)
Опыт эксплуатации городских водопроводов показывает, что 70...80% суточного количества воды на поливку в городах расходуется механизированным способом, т.е. поливомоечными машинами, а 20...30% - вручную из поливочных кранов.
Для рационального использования воды питьевого качества отбор воды поливомоечными машинами предусматривается из реки, и эту часть расхода исключаем из рассчитанных расходов. Поэтому расчетный расход воды на поливку (вручную):
Qпол
=9318,6·0,2=1863,72≈
1864 м3
/сут. (округлить вверх кратно 0,5)
3. Расход воды на промышленном предприятии
На промышленном предприятии вода расходуется на хозяйственно-питьевые нужды, на душевые и на технологические нужды.
А) Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды (табл.2)
Норма водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды принята (по п.2.4 СНиП 2.04.02-84 “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения”): для “горячих” цехов - 45 л/чел в смену, для “холодных" цехов - 25 л/чел. Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятий определяется по формуле:
Q=Nчел. см. ·q / 1000 (12)
Таблица 2
Кол-во рабочих по сменам |
Норма водопотребления |
Расход воды, мі/чел в смену |
сумма | |||||
| Маш. завод | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | ||
| гор. цех | 2962 | 994 | 994 | 45 | 133,29 | 44,73 | 44,73 | 222,75 |
| хол. цех | 1493 | 489 | 488 | 25 | 37,33 | 12,23 | 12,2 | 61,76 |
| Итого | 4455 | 1483 | 1482 | 170,62 | 56,96 | 56,93 | 284,51 | |
| Радиозавод | хол. цех | 3775 | 2515 | 25 | 94,38 | 62,88 | 157,26 | |
Б) Расход воды на душевые нужды (табл.3):
Расход воды на прием душей определяется из расчета 500 л/ч на одну душевую сетку, расчетная продолжительность пользования душем - 45 мин. Следовательно, расчетный расход на одну душевую сетку составляет 375 л/ч. По нормам одна душевая сетка устанавливается на 15, 7 и 5 рабочих в зависимости от степени загрязнения, обусловленного характером производства. Принимаем (по СНиП 2.04.02, п.2.4) 7 человек на одну душевую сетку на машзаводе и 15 человек на одну душевую сетку на радиозаводе. Расход воды в одну смену определяется по формуле:
Qд1=n дс ·qдс ·0,001 мі/смену (13)
Таблица 3
| Смена | Кол-во раб. в смену |
Кол-во польз. душем |
Кол-во чел. на 1 сетку |
Кол-во душ. сеток |
Расход в смену, мі |
|
| Маш. завод | 1 | 4455 | 3184 | 7 | 455 | 170,63 |
| 2 | 1483 | 1058 | 7 | 151 | 56,63 | |
| 3 | 1482 | 1058 | 7 | 151 | 56,63 | |
| Итого | 283,89 | |||||
| радиозавод | 1 | 3775 | 2698 | 15 | 180 | 67,5 |
| 2 | 2515 | 1796 | 15 | 120 | 45 | |
| Итого | 112,5 |
В) Расход воды на технологические нужды по данным технологов составляет 3564 мі/сут (за 3 смены) на машзаводе и 8460 мі/сут (за 2 смены) на радиозаводе.
Г) Общий расход воды на предприятиях за сутки определяется как:
Qз =Qд ·Qх-п ·Qтехнологич. мі/сут (14)
Маш. завод 4132,4 мі/сут
Радиозавод 8729,76 мі/сут
4. Расход воды на пожаротушение
Этот расход определяется в зависимости от числа жителей и характера застройки по СНиП 2.04.02-84:
расчетное количество пожаров - nп
-2;
расход воды на 1 пожар жилого здания - qпж
=35л/с;
продолжительность тушения пожара - 3 часа.
Расход воды на наружное пожаротушение на промышленном предприятии зависит от площади предприятия, объема зданий, степени их огнестойкости и категории производства по пожарной опасности. Принимаем норму расхода воды на 1 пожар промышленного здания (машзавод) qпп
=20 л/с и на 1 пожар промышленного здания (радиозавод) qпп
=10 л/с.
При наличии в городе промышленных предприятий общий расход на пожаротушение определяется как сумма большего необходимого расхода плюс половина меньшего необходимого расхода. Общий расход на наружное пожаротушение:
Qпож. нар.
=2·35+2· (20+10) /2=100 л/с (15)
Расход воды на внутреннее пожаротушение принимают (по СНиП 2.04.01-85, табл.2) из расчета одновременного действия двух пожарных струй по 2,5 л/с:
Qпож. вн.
=2,5·2=5 л/с (16)
Общий расход воды на пожаротушение в городе и на предприятии:
Qпож.
= Qпож. нар
+ Qпож. вн
= 100+5= 105 л/сек (17)
5. Общий расчетный расход воды в городе в сутки наибольшего водопотребления
Общий расход воды в городе - это сумма всех необходимых расходов, кроме расхода на пожаротушение, т.к этот объем должен храниться в водонапорном баке или в специальных резервуарах:
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды - 58707,18 Расход воды на нужды бань - 2237,8
Расход воды на нужды прачечных - 2795,58
Расход воды на поливку улиц - 1864
Расход воды на машиностроительном заводе - 4132,4
на радиозаводе - 8729,76
Итого:
- 78466,72 мі/сут
Распределение расхода воды из водопровода в сутки наибольшего водопотребления рассчитано.
6. Определение суммарных расходов
Распределение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения принято с учетом ранее рассчитанного коэффициента часовой неоднородности Кч
=1,4.
На машиностроительном и радиозаводе имеются свои резервуары и насосная станция, вода из городского водопровода будет поступать в эти резервуары примерно равномерно в течение каждой смены, расходоваться она будет по графику завода.
С учетом всего этого составляется таблица распределения расходов воды в городе по часам суток наибольшего водопотребления (табл.5) и определяется час наибольшего расхода воды.
7. Режим работы насосной станции 2-го подъема
Режим работы насосной станции 2-го подъема обычно принимается ступенчатым за счет изменения количества работающих насосов. График работы насосной станции должен по возможности приближаться к графику водопотребления: в этом случае объем бака водонапорной башни будет наименьшим. Однако по условиям эксплуатации насосных станций число ступеней должно быть не больше трех. Обычно число ступеней насосных агрегатов принимается равным 2 для города с расходом воды 50...60 тыс. мі в сутки. При этом регулирующая емкость бака водонапорной башни должна быть от 2,5 до 6% от суточного расхода города. В нашем примере принято две ступени работы насосной станции 2-го подъема: в периоды с 0 до 4 часов и с 20 до 24 часов часовая производительность насосов будет составлять 2,7%, а в период с 4 до 20 часов - 4,9% от общего расхода воды. Общая подача воды насосами в сеть: 2,7% · 8 + 4,9% · 16=100%.
8. Определение емкости бака водонапорной башни
Объем бака водонапорной башни:
V6
=Vp
+Vп
, м3
, (18)
где Vp
- регулирующая емкость, м3
, Vп
- противопожарный запас воды, м3
. Строим график водопотребления: (см. рис.1).
Регулирующая емкость бака водонапорной башни (в% от суточного расхода) определяют путем совмещения графиков водопотребления и работы насосной станции (табл.6). Из табл.6 видно, что максимальный остаток воды в баке (или регулирующая емкость) составляет 6,22% от суточного расхода воды, или
Vp
=6,06·78403,75/100=4751,28 м3
(19)
В баке водонапорной башни предусматривается также хранение противопожарного запаса воды на тушение одного наружного и одного внутреннего пожара в течение 10 мин (п.9.5. СНиП 2.07.02-84), т.е.
Vпож
= (Qпож. нар
+ Qпож. вн
) ·t/1000= (100+5) ·10·60/1000=63 м3
(20)
60 - перевод мин в сек
10 - время тушения пожара
1000 - перевод литров в м3
Общий объем бака водонапорной башни:
V6
=4751,28+63=4814,28 м3
9. Определение емкости резервуаров насосной станции 2-го подъема
Общий объем резервуаров у насосной станции 2-го подъема определяется по формуле:
Wpe
з
=Wper
+Wн. з.,
+ Wст
(21) где
Wper
- регулирующая емкость, м3
;
Wн. з. -
неприкосновенный противопожарный запас воды, м3
;
Wст
- запас воды на промывку фильтров и другие собственные нужды очистной станции, м3
.
Регулирующая емкость резервуаров Wper
определяется (в% от суточного расхода воды) путем совмещения графиков работы насосной станции 1-го подъема и насосной станции 2-го подъема. В данном примере Wper
- это площадь графика (см. рис.1) между линиями поступления воды со стороны очистных сооружений в количестве около 4,17% от суточного расхода и откачки ее из резервуара насосной станцией 2-го подъема (4,9% от суточного) в течение 16 часов (от4 до 20 часов). Переводя эту площадь из процентов в м3
, получаем
Wper
= (4,9-4,17) ·16·78403,75/100=9157,56м3 (
22)
Wн. з
=3· (Qпож
- Qср. ч)
+Σqч.
max
м3 (
23)
где Qпож
- часовой расход на тушение пожаров,
Qпож
=3,6·105=378м3
/ч; (24)
Qср. ч
- часовой расход воды, поступающей в резервуары со стороны очистных сооружений,
Qср. ч
=Qсут.
max
/24=78403,75/ 24=3266,82мі/ч; (25)
qч.
max -
суммарный расход воды за 3 часа наибольшего водопотребления. В данном примере это суммарный расход воды городом с 7 до 10 часов,
Σqч.
max
=12935,29м3
.
Wн. з.
=3* (378-3266,82) + 12935,29=4268,83 m3
.
Объем воды на собственные нужды очистной станции WCT
рассчитывается на две промывки при промывке одного фильтра или на три промывки при одновременной промывке двух фильтров. Величину WCT
определяют после расчета водоочистной станции с учетом типа и площади фильтров, а также интенсивности их промывки. Ориентировочно ее можно принимать равной WCT
= (0,01...0,015) Qсут.
max
. Для данных условий принимаем объем воды на нужды станции равным 1,5% от Qсут.
max
, т.е.
WCT
=0,015Qсут.
max
=0,015·78403,75= 1176,06м3
.
Общий объем резервуаров составит
Wpe
з
=9157,56+4268,83+1176,06=14602,45 м3
.
II. Расчет сетей водоотведения города
1. Определение расходов сточных вод от бань и прачечных
Эти расходы определяются согласно СНиП 2.04.01-85 "Внутренний водопровод и канализация зданий":
Нормы водоотведения для населенных мест принимаются равными нормам водопотребления. В нормы водоотведения входят все виды потребления воды в городе, за исключением расходов воды на производственные нужды и на поливку улиц и зеленых насаждений.
Ранее уже говорилось о неравномерности потребления воды. В связи с этим существует и неравномерность ее отведения. Длительными наблюдениями установлено, что неравномерность поступления сточных вод в канализационную сеть зависит от среднего их расхода, и коэффициенты неравномерности принимаются в зависимости от среднего расхода сточных вод, протекающих по канализационной сети. Поэтому необходимо учитывать, что расходы на водопотребление рассчитывались для суток максимального водопотребления.
В табл.2 СНиП 2.04.01-84 приводятся нормы водоотведения для часов и суток максимального водоотведения. Коэффициент суточной неравномерности Ксут
рекомендуется принимать равным 1,1-1,3 в среднем 1,2 (п.7.1) При вычислении среднесуточного расхода сточных вод от отдельных объектов суточные нормы расхода воды уменьшаются на эту величину. Следовательно, среднесуточный расход воды от бань и прачечных равен:
Qср. б.
= Qб
/ Ксут (
26)
где Qб
- расход воды на нужды бань в сутки наибольшего водопотребления.
Qср. б.
= Qб
/ Ксут
=2237,8/1,2=1864,8 м3
/сут
Расход воды от прачечных:
Qср. пр.
= Qпр
/ Ксут
= 2795,58/1,2=2329,65 мэ
/сут
Для ряда объектов (бань и прачечных) нормы расхода воды даны на единицу продукции. Расчетный расход для них определяется по формуле:
qр.
=Qср. б
·1000/3600·Тб
=1864,8·1000/3600·16=32,38 л/с (27)
Тб
16 ч - продолжительность работы бани.
qр.
=Qср. пр
·1000/3600·Тпр
=2329,65·1000/3600·16=40,45 л/с
2. Выбор системы водоотведения и схемы водоотведения
Задачей трассировки является выбор кратчайшего пути для отведения сточных вод на очистные сооружения. Разработку схем водоотводящих сетей начинают после определения места расположения очистных сооружений. Площадку под очистные сооружения выбирают ниже города по течению реки и, как правило, с подветренной стороны для господствующих ветров по отношению к жилой застройке.
Водоотводящие сети проектируются как самотечные трубопроводы. Для обеспечения движения воды трубопроводы должны прокладываться с уклоном в направлении движения воды. Для исключения значительных. заглублений трубопроводы необходимо трассировать в направлениях, совпадающих с уклоном поверхности земли. Это условие является определяющим при разработке схем водоотводящих сетей.
Перед составлением схемы обслуживаемый объект разбивается на бассейны водоотведения. С учетом расположения горизонталей на генплане проводятся линии водоразделов. При продолжении их до пересечения с границами обсуживаемого объекта можно ориентировочно определить число бассейнов водоотведения и их границы. Составление схемы водоотведения целесообразно начинать с трассировки коллекторов бассейнов водоотведения. Их располагают по самому низкому месту бассейна. Трассировка коллектора должна совпадать с уклоном поверхности земли. Коллекторы бассейнов завершаются выходом к водоему или за пределы объекта водоотведения. При плоском рельефе местности границы бассейнов назначаются из условий возможно большего охвата территории самотечной сетью, а коллекторы в этом случае трассируются по середине бассейна.
Затем может быть выполнена трассировка главного коллектора, задача которого - принять и отвести воду от коллекторов бассейнов к очистным сооружениям. Часто он располагается вдоль реки - по ее берегу. Так как очистные сооружения находятся внизу по течению реки относительно обслуживаемого объекта, то направление трассировки главного коллектора, как правило совпадает с направлением течения воды в реке. В этом направлении наблюдается и уклон поверхности. В том случае если отведение сточных вод от какого-либо коллектора бассейна в главный коллектор невозможно самотечным путем, в схеме сети предусматривается насосная станция. В этом случае получается зонная схема сети. Перекачка сточных вод сопряжена с затратой большого количества электроэнергии и приводит к увеличению эксплуатационных расходов. Поэтому по возможности следует принимать схему сети с самотечным отводом воды на очистные сооружения даже с небольшой территории города. При большом числе насосных станций и напорных трубопроводов большой протяженности схемы водоотведения имеют низкую надежность и эксплуатация их существенно осложняется.
Дальнейший этап составления схемы - трассировка уличных водопроводов. Место их расположения определяется необходимостью приема и отвода воды от каждого квартала застройки. Начертание внутриквартальных сетей и уличных трубопроводов и зависит от рельефа местности и размеров кварталов. О схемах уличных сетей говорилось на лекции. Наиболее рациональна трассировка по пониженной стороне обслуживаемого квартала. При плоском рельефе и разном направлении уклонов местности в пределах квартала допускается трассировка по объемлющей схеме. При трассировке уличных сетей к коллекторам бассейнов в направлении уклона поверхности земли обеспечивается их минимальное заглубление. В пределах жилой застройки все коллекторы и сети трассируются по городским проездам.
Пересечения трубопроводов с инженерными объектами и коммуникациями или с естественными препятствиями представляют собой сложные и ответственные сооружения. Поэтому автомобильные и железные дороги с интенсивным движением, реки и другие препятствия становятся дополнительными линиями,разделяющими обслуживаемые объекты на бассейны.
3. Определение модулей стока и средних расходов с площадей стока
Норма водоотведения равна норме водопотребления: qH
=300 л/сут.
В норму водоотведения включают расходы сточных вод от хозяйственно-бытовых нужд населения, расходуемые дома и вне дома: в банях, прачечных, школах, больницах, культурных и административньгх учреждениях. Поэтому при определении величины модуля стока вычисляем остаточную норму водоотведения, т.е. норму отведения уменьшаем на величину расходов в вышеперечисленных зданиях.
Территория любого, даже самого маленького городка, обычно бывает разбита на районы. Допустим, в нашем примере город разбит на два района.
Для 1-го района (см. генплан города): площадь 1-го района 430,84 га, следовательно, число жителей N =81860 чел. (округлить вверх кратно 5); q=300 л/сут - норма водоотведения для первого района; qб
= qр
nб
/ nб
, т.е. расчетный расход воды для бань всего города поделить на количество бань в городе и умножить на их количество в данном районе.
Следовательно, в 1-ом районе расположена одна баня и одна прачечная, тогда
q6
=16,19 л/с; qпp =20,225 л/с.
Остаточная норма водоотведения вычисляется по формуле:
n№ост
=q№/3600·24- (q6
№ +qпp№) /N№=300/3600·24- (16, 19+20,225) /81860=0,00391 л/с (28)
Для 2-го района: число жителей NІ =N- N№=73450 чел:
q =300 л/сут - норма водоотведения для второго района;
q6
І=16,19 л/с; qпpІ =20,225 л/с.
Остаточная норма водоотведения:
nІ ост
=300/3600·24 - (16, 19+20,225) /73450=0,00397 л/с
Фактически сточные воды поступают в городскую сеть от отдельных зданий с различными расходами. Однако на стадии проектирования на генплане указываются только границы микрорайонов, п
Р - плотность населения.
q№уд
= n№ост
·Р№=0,00391·190=0,743 л/с·га (29), q2
уд
=
0,00397· 240 = 0,953 л/с·га
Далее находим величины площадей стока и средних расходов, поступающих с них:
qср
=qуд
· F, (30)
где F- величина площади стока.
Результаты заносим в табл.7.
4. Определение расходов сточных вод от промышленных предприятий
Расход сточных вод от промышленных предприятий определяется как сумма производственных, душевых и хозяйственно-бытовых расходов в максимальную смену.
А) Максимальный секундный расход производственных сточных вод
для машзавода определяется по формуле:
qпр
= Qmax
. см
·К·1000/3600·T=1188·1000/3600·8=41,25 л/с (31),
где Qmax
. см -
наибольший расход сточных вод предприятия в смену, т.е. расход на технологические нужды в максимальную смену.
Qmax
. см.
= Qтехнологич.
/ n=3564/3=1188 л/с
К - коэффициент часовой неравномерности; согласно заданным условиям К=1;
n - количество смен;
Т - продолжительность смены; Т=8 ч.
Для радиозавода:
qпр
= Qmax
. см
·К·1000/3600·T=5076·1,2·1000/3600·8=211,5 л/с
Б) Максимальный расход хозяйственно-бытовых сточных вод
определяется по формуле:
Для Маш. завода:
q х-б =q х· Кч · Nx
+ q г· Кч · Nr
= (25·3·1493+45·2,5·2962) /3600·8=15,46 л/c
Где q х и qг - нормы расхода для "холодных" и "горячих" цехов,
q х =25 л/с; q г =45 л/с
Кч и Кч - коэффициенты часовой неравномерности притока сточных вод соответственно для "холодных" и "горячих" цехов,
Кч =3; Кч =2,5;
Nx
и Nr
- количество работающих в "холодных" и "горячих" цехах в максимальную смену;
Т - продолжительность смены, Т=8 ч.
Для радиозавода:
q х-б = q х· Кч · Nx
/ 3600·T=25·3·3775/3600·8=9,83 л/c.
В) Расход сточных вод определяют по формуле:
Для Маш. завода:
Qдуш
. =qд. с.
· nд. с.3
600=375·455/3600=47,4 л/c (33),
Для радиозавода:
Qдуш
. =qд. с.
· nд. с.3
600=375·180/3600=18,75 л/c
Г) Общий максимальный расход от маш. завода при отводе сточных вод всех категорий составит:
qmax. расч. = q пр + q х-б + q душ = 41,25+15,46+47,4=104,11 л/c (34)
для радиозавода:
qmax. расч. = q пр + q х-б + q душ = 211,5+9,83+18,75=240,08 л/c
5. Определение расходов сточных вод на участках сети
Для определения этих расходов вся сеть водоотведения города разбивается на расчетные участки, нумерация которых производится от наиболее удаленных точек вниз по течению воды до конца главного коллектора.
Расчетный расход сточных вод на участках мы уже определили ранее как произведение среднего расхода или модуля стока на величину площади.
Расчетный расход от обслуживающих зданий (т.е. бань и прачечных) принимается как сосредоточенный и поступает в начало расчетного участка, отводящего сток от квартала, в котором расположено это здание.
Расчетный расход от промышленных предприятий также является сосредоточенным.
Расходы сточных вод на отдельных расчетных участках сети водоотведения вычисляются как
qi = (q путев +
q транзит) х Кgen
max
+
q соср, (35)
q путев,q транзит. - путевой и транзитный расходы, поступающие в начало участка с прилегающего квартала;
Kgenmax - общий максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод (табл.8), который определяется по СНиП 2.04.03-85 "Канализация. Наружные сети и сооружения";
q соср. - сосредоточенные расходы сточных вод от предприятий бытового назначения (т.е. бань и прачечных) и промышленных предприятий.
Таблица 8
| Общий коэффициент неравномерности притока сточных вод | Средний расход сточных вод, л/с | ||||||||
Максимальный |
5 | 10 | 20 | 50 | 100 | 300 | 500 | 1000 | 5000 |
| Кgen
max |
2,5 | 2,1 | 1,9 | 1,7 | 1,6 | 1,55 | 1,5 | 1,47 | 1,44 |
Если считать, что прямоугольниками обозначены жилые кварталы; маленькими стрелками - внутриквартальный сток; большими - направление потока воды в трубопроводе, а цифрами - узлы сети канализации, то тогда для участка 4-5; Транзитный расход -
расход на предшествующем участке (участке 3-4); путевой расход -
расход, поступающий с прилегающего к участку 4-5 квартала. Путевой расход в расчетный участок поступает по всей длине квартала, однако в целях упрощения расчета его условно считают поступающим в начале участка (в точке 4). Это создает некоторый допустимый запас в расчете. Сосредоточенный расход -
это расход от промышленных предприятий или предприятий бытового обслуживания. Различают транзитный и местный сосредоточенные расходы. Местный (или собственный) сосредоточенный расход -
расход от промышленного предприятия, расположенного в прилегающем квартале; транзитный сосредоточенный расход (или расход притоков) -
расход от предприятий, расположенных в кварталах, прилегающих к вышележащим участкам сети.
3 4 5
Рис.2. Схема транзитного и путевого расходов
Результаты расчетов представлены в таблице 9.
Таблица5. Распределение расходов воды в городе по часам суток наибольшего водопотребления.
Час наибольшего потребления воды: 9...10 ч (5,82%).
| Часы суток | Хоз. - пить. нужды | Полив | Бани | Прачечная | Маш. завод | Радиозавод | суммарный расход | ||||||
| % | м3
|
м3
|
м3
|
м3
|
технолог. | хоз. - пить. | душевые | технолог. | хоз. - пить | душевые | м3
|
% | |
| 0. .1 | 2,75 | 1614,45 | 148,5 | 7,12 | 1770,07 | 2,26 | |||||||
| 1. .2 | 2,95 | 1731,86 | 148,5 | 7,12 | 1887,48 | 2,41 | |||||||
| 2. .3 | 2,45 | 1438,33 | 148,5 | 7,12 | 1593,95 | 2,03 | |||||||
| 3. .4 | 2,6 | 1526,39 | 148,5 | 7,12 | 1682,01 | 2,15 | |||||||
| 4. .5 | 3,8 | 2230,87 | 148,5 | 7,12 | 2386,49 | 3,04 | |||||||
| 5. .6 | 4,1 | 2406,99 | 310,67 | 148,5 | 7,12 | 2873,28 | 3,66 | ||||||
| 6. .7 | 4,5 | 2641,82 | 310,67 | 148,5 | 7,12 | 634,5 | 11,80 | 3754,41 | 4,79 | ||||
| 7. .8 | 4,9 | 2876,65 | 310,67 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 21,33 | 56,63 | 634,5 | 11,80 | 4370,72 | 5,57 | |
| 8. .9 | 4,9 | 2876,65 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 21,33 | 634,5 | 11,80 | 4003,43 | 5,11 | |||
| 9. .10 | 5,85 | 3434,37 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 21,33 | 634,5 | 11,80 | 4561,14 | 5,82 | |||
| 10. .11 | 4,9 | 2876,65 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 21,33 | 634,5 | 11,80 | 4003,43 | 5,11 | |||
| 11. .12 | 4,7 | 2759,24 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 21,33 | 634,5 | 11,80 | 3886,01 | 4,96 | |||
| 12. .13 | 4,4 | 2583,12 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 21,33 | 634,5 | 11,80 | 3709,89 | 4,73 | |||
| 13. .14 | 4,1 | 2406,99 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 21,33 | 634,5 | 11,80 | 3533,77 | 4,51 | |||
| 14. .15 | 4,1 | 2406,99 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 21,33 | 423,00 | 7,86 | 67,5 | 3385,83 | 4,32 | ||
| 15. .16 | 4,4 | 2583,12 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 7,12 | 170,63 | 423,00 | 7,86 | 3650,87 | 4,66 | ||
| 16. .17 | 4,3 | 2524,41 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 7,12 | 423,00 | 7,86 | 3421,54 | 4,36 | |||
| 17. .18 | 4 | 2348,29 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 7,12 | 423,00 | 7,86 | 3245,42 | 4,14 | |||
| 18.19 | 4,2 | 2465,70 | 310,67 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 7,12 | 423,00 | 7,86 | 3673,50 | 4,68 | ||
| 19.20 | 4,4 | 2583,12 | 310,67 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 7,12 | 423,00 | 7,86 | 3790,91 | 4,83 | ||
| 20. .21 | 4,5 | 2641,82 | 310,67 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 7,12 | 423,00 | 7,86 | 3849,62 | 4,91 | ||
| 21. .22 | 4,8 | 2817,94 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 7,12 | 423,00 | 7,86 | 3715,07 | 4,74 | |||
| 22. .23 | 4,5 | 2641,82 | 139,863 | 170,79 | 148,5 | 7,12 | 45 | 3153,09 | 4,02 | ||||
| 23. .24 | 3,9 | 2289,58 | 148,5 | 7,12 | 56,63 | 2501,83 | 3, 19 | ||||||
| итого: | 100 | 58707,18 | 1864 | 2237,8 | 2732,58 | 3564 | 284,51 | 283,89 | 8460 | 157,26 | 112,5 | 78403,75 | 100 |
Рис.1. График водопотребления
Таблица 6
Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни (в% от суточного расхода)
| Часы суток | Расход воды | Подача воды | Поступление воды | Остаток воды |
| городом | насосами | в бак | в баке | |
| 0. .1 | 2,26 | 2,700 | 0,44 | 0,44 |
| 1. .2 | 2,41 | 2,700 | 0,29 | 0,73 |
| 2. .3 | 2,03 | 2,700 | 0,67 | 1,40 |
| 3. .4 | 2,15 | 2,700 | 0,55 | 1,95 |
| 4. .5 | 3,04 | 4,900 | 1,86 | 3,81 |
| 5. .6 | 3,66 | 4,900 | 1,24 | 5,05 |
| 6. .7 | 4,79 | 4,900 | 0,11 | 5,16 |
| 7. .8 | 5,57 | 4,900 | -0,67 | 4,49 |
| 8. .9 | 5,11 | 4,900 | -0,21 | 4,28 |
| 9. .10 | 5,82 | 4,900 | -0,92 | 3,36 |
| 10. .11 | 5,11 | 4,900 | -0,21 | 3,15 |
| 11. .12 | 4,96 | 4,900 | -0,06 | 3,09 |
| 12. .13 | 4,73 | 4,900 | 0,17 | 3,26 |
| 13. .14 | 4,51 | 4,900 | 0,39 | 3,65 |
| 14. .15 | 4,32 | 4,900 | 0,58 | 4,23 |
| 15. .16 | 4,66 | 4,900 | 0,24 | 4,47 |
| 16. .17 | 4,36 | 4,900 | 0,54 | 5,01 |
| 17. .18 | 4,14 | 4,900 | 0,76 | 5,77 |
| 18.19 | 4,68 | 4,900 | 0,22 | 5,99 |
| 19.20 | 4,83 | 4,900 | 0,07 | 6,06 |
| 20. .21 | 4,91 | 2,700 | -2,21 | 3,85 |
| 21. .22 | 4,74 | 2,700 | -2,04 | 1,81 |
| 22. .23 | 4,02 | 2,700 | -1,32 | 0,49 |
| 23. .24 | 3, 19 | 2,700 | -0,49 | 0,00 |
| итого: | 100 | 100 | 0 |
Таблица 7
| Номер | Индекс | Величина площади | Средний расход с |
| микрорайона | площади стока | стока F, га | площади стока qср, л
/с*га |
| модуль стока для первого района- | 0,743 | ||
| 1 | а | 24,5 | 18, 20 |
| б | 24,5 | 18, 20 | |
| 2 | а | 14,4 | 10,70 |
| б | 21,6 | 16,05 | |
| в | 6,2 | 4,61 | |
| 3 | а | 24,16 | 17,95 |
| б | 24,16 | 17,95 | |
| 4 | а | 24,50 | 18, 20 |
| б | 24,50 | 18, 20 | |
| 5 | а | 26,60 | 19,76 |
| б | 26,60 | 19,76 | |
| 6 | 37,80 | 28,09 | |
| 7 | а | 16,24 | 12,07 |
| б | 21,12 | 15,69 | |
| в | 18,04 | 13,40 | |
| 8 | а | 21, 20 | 15,75 |
| б | 25, 20 | 18,72 | |
| 9 | а | 14,00 | 10,40 |
| б | 13,36 | 9,93 | |
| в | 22,16 | 16,46 | |
| итого по району: | 430,84 | ||
| модуль стока для второго района- | 0,953 | ||
| 10 | а | 12,08 | 11,51 |
| б | 44,88 | 42,77 | |
| в | 1,00 | 0,95 | |
| 11 | а | 19,80 | 18,87 |
| б | 19,80 | 18,87 | |
| 12 | а | 21,48 | 20,47 |
| б | 24,32 | 23,18 | |
| 13 | а | 5,76 | 5,49 |
| б | 18,48 | 17,61 | |
| в | 26,80 | 25,54 | |
| 14 | а | 17,16 | 16,35 |
| б | 17,16 | 16,35 | |
| 15 | а | 18,90 | 18,01 |
| б | 18,90 | 18,01 | |
| 16 | а | 19,76 | 18,83 |
| б | 19,76 | 18,83 | |
| итого по району: | 306,04 | ||
Таблица 9
| Номер | Индекс площади | Средние расходы с жилой | Расчетные расходы, л/с | ||||||||
| расчетного | стока | застройки, л/с | |||||||||
| участка | путевой | транзитный | путевые | транзитные | общие | Kgen max
|
с микро- | сосредоточенные расходы | суммар- | ||
| района | ные рас- | ||||||||||
| собствен- | притоков | общие | ходы | ||||||||
| ные | |||||||||||
| 1-2 | 9а | - | 10,40 | - | 10,40 | 2,09 | 21,76 | - | 21,76 | ||
| 3-2 | 9б | - | 9,93 | - | 9,93 | 2,13 | 21,15 | - | - | 21,15 | |
| 2-4 | 5б | 1-2,3-2 | 19,76 | 20,33 | 40,09 | 1,77 | 70,96 | - | - | 70,96 | |
| 4-5 | 5а | 2-4 | 19,76 | 40,09 | 59,85 | 1,68 | 100,55 | - | - | 100,55 | |
| 5-6 | 4б | - | 18, 20 | - | 18, 20 | 1,94 | 35,31 | - | - | 35,31 | |
| 9-6 | 4а | 18, 20 | 18, 20 | 1,94 | 35,31 | 20,225 | 20,225 | 55,53 | |||
| 6-7 | 3б | 5-6,9-6 | 17,95 | 36,40 | 54,35 | 1,69 | 91,85 | - | 20,225 | 20,225 | 112,08 |
| 11-7 | 3а | - | 17,95 | - | 17,95 | 1,94 | 34,82 | - | 34,82 | ||
| 7-8 | 2в | 6-7,11-7 | 4,61 | 72,3 | 76,91 | 1,65 | 126,90 | - | 20,225 | 20,225 | 147,13 |
| 8-10 | 2б | 7-8 | 16,05 | 76,91 | 92,96 | 1,61 | 149,67 | - | 20,225 | 20,225 | 169,89 |
| 37-15 | 7а | - | 12,07 | 12,07 | 2,06 | 24,86 | - | 24,86 | |||
| 14-15 | 7б | - | 15,69 | - | 15,69 | 1,99 | 31,22 | - | 31,22 | ||
| 15-10 | 2а | 37-15,14-15 | 10,70 | 27,76 | 38,46 | 1,78 | 68,46 | 16, 19 | 16, 19 | 84,65 | |
| 10-12 | 1б | 15-10,8-10 | 18, 20 | 131,42 | 149,62 | 1,588 | 237,54 | - | 36,415 | 36,415 | 273,95 |
| 12-13 | 1а | 10-12 | 18, 20 | 149,62 | 167,82 | 1,583 | 265,67 | 104,11 | 36,415 | 36,415 | 302,08 |
| 13-17 | 6 | 12-13 | 28,09 | 167,82 | 195,91 | 1,576 | 308,76 | 140,525 | 140,525 | 449,28 | |
| 20-22 | 9в | - | 16,46 | - | 16,46 | 1,97 | 32,44 | - | - | 32,44 | |
| 22-23 | 3в | 20-22 | 5,49 | 16,46 | 21,95 | 1,89 | 41,49 | - | - | 41,49 | |
| 23-26 | 13б | 22-23 | 17,61 | 21,95 | 39,56 | 1,89 | 74,77 | - | - | 74,77 | |
| 24-26 | 13в | - | 25,54 | - | 25,54 | 1,86 | 47,58 | - | - | 47,58 | |
| 26-27 | 16а | 23-26,24-26 | 18,83 | 65,1 | 83,93 | 1,63 | 136,81 | - | - | 136,81 | |
| 27-28 | 16б | 26-27 | 18,83 | 288,76 | 307,59 | 1,548 | 476,15 | 240,08 | - | 240,08 | 716,23 |
| 28-29 | 15а | 27-28 | 18,01 | 307,59 | 325,60 | 1,54 | 501,42 | - | 240,08 | 240,08 | 741,50 |
| 21-30 | 12а | - | 20,47 | - | 20,47 | 1,69 | 34,59 | 16, 19 | - | 16, 19 | 50,78 |
| 25-30 | 12б | - | 23,18 | - | 23,18 | 1,88 | 43,55 | - | - | 43,55 | |
| 30-29 | 15б | 25-30,21-30 | 18,01 | 43,65 | 61,66 | 1,68 | 103,59 | - | 16, 19 | 16, 19 | 119,78 |
| 32-33 | 11а | - | 18,87 | - | 18,87 | 1,92 | 36,28 | - | - | 36,28 | |
| 31-33 | 11б | - | 18,87 | - | 18,87 | 1,92 | 36,23 | 20,225 | - | 20,225 | 56,46 |
| 33-34 | 14б | 31-33,32-33 | 16,35 | 37,74 | 54,09 | 1,69 | 91,41 | - | 20,225 | 20,225 | 111,64 |
| 29-34 | 14а | 30-29,28-29 | 16,35 | 387,26 | 403,61 | 1,52 | 613,49 | 256,27 | 256,27 | 869,76 | |
| 34-35 | 10в | 33-34,29-34 | 0,95 | 457,70 | 458,65 | 1,51 | 692,56 | - | 276,495 | 276,495 | 969,06 |
| 35-17 | 10б | 34-35 | 42,77 | 458,65 | 501,42 | 1,50 | 752,13 | - | 276,495 | 276,495 | 1028,63 |
| 18-36 | 8а | - | 15,75 | - | 15,75 | 1,99 | 31,34 | - | - | - | 31,34 |
| 19-36 | 8б | - | 18,72 | - | 18,72 | 1,93 | 36,13 | - | 36,13 | ||
| 36-16 | 7в | 18-36, 19-36 | 13,40 | 34,47 | 47,87 | 1,71 | 81,86 | - | 81,86 | ||
| 16-17 | 10а | 36-16 | 11,51 | 47,87 | 59,38 | 1,68 | 99,76 | 99,76 | |||
| 17-ОС | - | 35-17,16-17,13-17 | - | 756,71 | 756,71 | 1,48 | 1119,93 | - | 1119,93 | ||
| итого (л/с):
|
1119,93
|
||||||||||