ВВЕДЕНИЕ

Под водоснабжением принято понимать комплекс санитарных мероприятий и инженерных сооружений, предназначенных для обеспечения водой требуемого качества различных ее потребителей.

Система водоснабжения состоит из водоисточников и водозаборных сооружений, насосных станций и водоочистных комплексов, магистральных трубопроводов, резервуаров и других устройств.

Водоснабжение – одна из важнейших отраслей техники, устройства населенных пунктов, развитие промышленности и сельского хозяйства.

Водоснабжение базируется на использовании природного сырья – воды, запасы которого, как и других природных ресурсов, ограничены. Это предопределяет необходимость разумного и бережного отношения к воде.

В настоящее время в связи с ростом объемов потребляемой воды, недостаточностью в ряде районов местных природных источников воды, все чаще возникает необходимость комплексного решения водохозяйственных проблем для наиболее рационального и экономичного обеспечения водой всех водопользователей и водопотребителей данного района.

Для нужд современных городов, промышленных предприятий и энергохозяйств необходимы огромные количества воды, строго соответствующей по своему качеству требованиям ГОСТ 2874-89 «Вода питьевая». Для решения этой важной задачи требуется тщательный выбор источников водоснабжения, организация охраны их от загрязнений, строительства водоочистных станций. Важной водохозяйственной проблемой является проведение широких комплексных мероприятий по защите от загрязнений почвы, воздуха и воды, по оздоровлению рек и целых бассейнов.

В настоящее время проблема очистки воды становится все острее, создаются прогрессивные системы рационального использования воды.

I. ВОДОПРОВОДНЫЕ СЕТИ

Одним из основных элементов систем водоснабжения является водопроводная сеть, работа которой неразрывно связана с водоводами, насосными станциями и регулирующими емкостями.

Водопроводная сеть предназначена не только для транспортирования, но и для распределения воды потребителям.

По начертанию в плане водопроводные сети бывают разветвленные (тупиковые) и кольцевые.

Водопроводная сеть должна обеспечивать хозяйственно-питьевое водоснабжение в жилых и общественных зданиях, а также нужды коммунально-бытовых, зрелищных и спортивных мероприятий; хозяйственно-питьевое водопотребление на промышленных предприятиях; тушение пожаров.

I.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУТОЧНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ

При проектировании систем водоснабжения населенных пунктов удельное водопотребление на хозяйственные нужды население должно приниматься в зависимости от степени благоустройства и климатических условий.

Тогда среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте с учетом неучтенных расходов, состоит:

                   Q_ж х N_ж х 1,15

Q^н.п _ср.сут. = ---------------------                                      (1)                                                       

                           1000

где Q^н.п _ср.сут. – среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта, м³/сут;

        q_ж – удельное водопотребление, л/сут.;

        N_ж – расчетное число жителей в районах, жилой застройки с различной степенью благоустройства, чел.;

        1,15 – дополнительный расход воды на нужды местной промышленности и неучтенных расходов воды в размере 10-20% от суточного расхода на хозяйственно-питьевые нужды (принимаем 15%)

                                       350 х 60000 х 1,15

Q^н.п _ср.сут. = ------------------------- = 24150 м³/сут.

                                                  1000

РАСХОДЫ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫЕ НУЖДЫ

Этот расход изменяется по сезонам года, поэтому расчетным является расход воды в сутки наибольшего водопотребления с учетом коэффициента суточной неравномерности равен:

                                     

                        Q^н.п _{сут. max} = К_{сут. max} х Q^н.п _{сут. ср.};                        (2)

где К_сут. – коэффициент суточной неравномерности, учитывающий уклад жизни населения, степень благоустройства зданий;

        Q^н.п _сут.max – максимальный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте, м³/сут.

 

Q^н.п _сут.max = 1, х 24150 = 26565 м3/сут.

Расход воды на поливку территорий и зеленых насаждений в населенных пунктах и на территориях промышленных предприятий: должны приниматься в зависимости от покрытия территории, способе ее поливки, вида насаждений климатических и других местных условий.

При отсутствии данных о площадях по видам благоустройства удельное среднесуточное за поливочный сезон потребления воды на поливку в расчете на одного жителя следует принимать 50-90 л/сут. в зависимости от климатических условий. Количество поливок надлежит принимать 1-2 раза в сутки в зависимости от климатических условий.

Суточный расход воды на поливочные нужды равен:

                 N_ж х q_пол.

Q^пол._cут. = --------------- ,                                (3)                                                                               

                                                   1000

где Q^пол._сут. – расход воды на поливочные нужды, м3/сут.;

       N_ж – число жителей в районах жилой застройки, чел.;     

        q_пол. – норма водопотребления на поливочные нужды.

                                             60000 х 50

Q^{пол .}_сут. = ----------------- = 3000 м³/сут.

                                                   1000

Общий суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте составит:

                             

                              Q^гор. _сут. = Q^н.п _сут.max + Q^пол _сут.,                                       (4)

где Q^гор._сут. – общий суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте, м³/сут.;

       Q^н.п_сут.max – максимальный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте, м³/сут.;

       Q^пол._сут. – суточный расход воды на поливочные нужды, м³/сут.

Q^гор._сут. = 26565 + 3000 = 29565 м³/сут.

Суточный расход воды на промышленном предприятии складывается из следующих расходов:

                    Q^п.п_сут. = Q^х.п_сут. + Q^тех._сут. + Q^душ._сут.,                                          (5)                                                                          

где Q^х.п_сут. – расход воды на хозяйственные нужды рабочих на промышленном предприятии, м³/сут.;

       Q^п.п_сут. – общий суточный расход воды на промышленном предприятии, м³/сут.;

       Q^тех._сут. – суточный расход воды на технологические нужды предприятия, м³/сут.;

        Q^душ._сут. – суточный расход воды на душевые нужды рабочих, м³/сут.

Q^п.п_сут. = 5300 + 98 + 24 = 5422 м³/сут.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время пребывания их на производстве составляет:

 

                                Q^х.п_сут. = Q^г.ц._сут. + Q^х.ц._сут.,                               (6)

где Q^г.ц_сут. – расход воды на хозяйственные нужды в горячем цехе, м³/сут.;

      Q^х.ц_сут. – расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в холодном цехе, м³/сут.

Q^х.п_сут. = 35 + 63 = 98 м³/сут.

Нормы хозяйственно-питьевые водопотребления для рабочих, разнорабочих в горячих цехах, принимаются 45 л в смену на одного рабочего, а в остальных 25 л в смену.

Суточный расход воды в горячем цехе определяется по формуле:

                N^г.ц х q^г.ц

Q^г.ц_сут. = --------------- ,                                    (7)                                                     

                   1000 

где N^г.ц – число рабочих в горячем цехе, чел.;

      q^г.ц – удельный расход воды в горячем цехе, принимаемый 45 л/смену.

                                               1400 х 45

Q^г.ц_сут.  = ------------------ = 63 м³/сут.

                                                    1000

Суточный расход воды в холодном цехе определяется по формуле:

                N^х.ц  х q^х.ц

Q^х.ц_сут. = ------------------- ,                              (8)                                                     

                    1000

где N^х.ц  - число рабочих в холодном цехе, чел.;

      q^х.ц – удельный расход воды в холодном цехе, принимаемый                  25 л/смену.

                                           1400 х 25

Q^х.ц_сут. = ------------------ = 35 м^3/cутки.

                                                 1000

На производствах, связанных с загрязнениями тел или требующих особого санитарного режима, дополнительно должен быть учтен расход воды в душевых из расчета 500 л/час на одну душевую сетку в течение               45 минут после окончания смены.

Суточный расход воды на душевые нужды на промышленном предприятии равен:

                  n_сет. х q_душ. х К_см

Q^душ._сут. = ---------------------- ,                       (9)                                                   

                         1000

где n_сет. – количество душевых сеток, шт.;

      q_душ. – удельный расход воды на одну душевую сетку, л/смену;

      К_см. – количество смен, шт.

                                              65 х 1 х 375

Q^душ._сут. = ------------------------ = 24 м³/сут.

                                                    1000

Количество душевых сеток определяется по формуле:

           N_раб.

n_сет. = -------- ,                                      (10)                                                                        

           n_раб.

где N_раб. – число рабочих пользующихся душем в смену, чел.;

      n_раб. – расчетное количество человек на одну душевую сетку, чел.

            

                                                         65

n_раб. =  ------ = 65

                                                         10

Общегородской суточный расход воды составит:

                             Q^общ._сут. = Q^гор._сут. + Q^п.п_сут.                               (11)

 

                                  Q^общ._сут. = 5422 + 29565 = 34987

I.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ НА ЧАС ПОЖАРОТУШЕНИЯ

В современной практике пожаротушение осуществляют подачей воды из пожарных гидрантов, размещаемых на наружной водораспределительной сети хозяйственно-питьевого объединенного с противопожарным водовода, а для внутреннего пожаротушения используют пожарные краны, устанавливаемые на сети внутреннего водопровода.

При определении противопожарных расходов считают, что час пожаротушения совпадает с часом максимального водопотребления и тогда расчетный расход воды в час пожаротушения определяется по формуле:

                           Q^пож._{расч.max.} = q^общ._{расч.max.} + q^пож._расч. ,                      (12)

где q^пож._{расч.max.} – расчетный расход воды в час пожаротушения, совпадающий с часом максимального водопотребления, л/с.;

         q^общ._{расч.max.} – расчетный расход воды в городе и на промышленном предприятии, л/с.;

         q^пож._расч. – расход воды на тушение пожаров в населенном пункте и промпредприятиях, л/с.

q^пож._{расч.max.} = 599,97 + 82,5 = 682,47 л/с

        q^пож._расч. = П_пож. х q^н.п_{расч.пож.} + 0,5 х q^п.п_{расч.пож.} + q_{в.н. ,}                       (13)

где П_пож. – количество одновременных пожаров в населенном пункте;

      q^п.п_{расч.пож.} – расход воды на тушение одного пожара на предприятии, л/с;

      q_вн. – расход воды на внутреннее пожаротушение, л/с.

q^пож._расч. = 2 х 35 + 0,5 х 15 + 5 = 82,5 л/с

I.3. РЕЖИМ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ В ТЕЧЕНИЕ СУТОК ОБЪЕДИНЕННОЙ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Основным фактором, определяющим режим работы всех элементов системы водоснабжения, является режим расходования воды потребителями, которых эта система обслуживает. Потребители расходуют воду в течение суток неравномерно. Степень расходования воды зависит от категории водопотребления и коэффициента часовой неравномерности.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЧАСОВОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ

Часовые расходы воды определяются с учетом коэффициентов часовой неравномерности водопотребления – максимального К_ч.max.  и минимального К_ч.min,  которые вычисляются по формулам:

 

                        К_ч.max. = a_max х b_max.                                                      (14)

                        К_ч.min. =a_min х b_min.                                                        (15)

где  a - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и других местных условий;

         b - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте.

К_ч.max. = 1,2 х 1,14 = 1,35

I.4. СОСТАВЛЕНИЕ ТАБЛИЦЫ ЧАСОВОГО ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ВОДЫ

На основании вышеперечисленных суточных расходов воды составляем таблицу часового водопотребления. Такая таблица составляется с той  целью, чтобы знать расходы воды в каждый час суток, как в % измерении, так и в м³.час.

I.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ В НАСЕЛЕННОМ ПУНКТЕ И НА ПРОМЫШЛЕННОМ ПРЕДПРИЯТИИ

По таблице 1 «Водопотребление в городе и на промпредприятии в графе 14 определяем час максимального водопотребления, который является расчетным при расчете водоводов и водопроводной сети.

Необходимо определить расчетные секундные расходы воды в этот час в городе и на промпредприятии.

Расчетный секундный расход воды в городе и на промпредприятии составит:

                        q^общ._расч.max

q^общ._{расч.max.} = ---------------- ,                              (16)                                                       

                             3,6

где q^общ._{расч.max.} – часовой расход воды в городе и на промпредприятии, соответствующий max % часового водопотребления, м³/ч.;

       3,6 – коэффициент, учитывающий перевод из куб. м/час в л/с.

                                                    2159,89

q^общ._{расч.max.} = ---------------- = 599,97 л/с

                                                        3,6

 Расчетный секундный расход воды в населенном пункте составит:

                q^н.п_нас.         

q^н.п_расч.= --------- ,                                         (17)                                                                   

                 3,6

где q^н.п_нас. – часовой расход воды в населенном пункте, соответствующий max % часового водопотребления, м³/ч.

                1487,6

q^н.п_расч.= ------------ = 413,22 л/с

                    3,6

Расчетный секундный расход воды на промышленном предприятии составит:

                                                     q^п.п_час.             

                                                q^п.п_расч.= ----------- ,                                     (18)                                                                 

                                                       3,6

где q^п.п_час. – часовой расход воды на промышленном предприятии, м³/ч.

                                                 672,29

q^п.п_расч. = -------------- = 186,75 л/с

                                                     3,6

I.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВМЕСТИМОСТИ БАКА ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

Водонапорные башни предназначены для хранения регулирующих и противопожарных запасов воды, а также для создания в сети необходимых напоров.

Бак В.Б – хозяйственно-противопожарного водопровода должен содержать следующий объем воды для регулирования неравномерности водопотребления и неприкосновенный противопожарный запас на 10-минутную продолжительность тушения одного внутреннего и одного наружного пожаров при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды.

Полный объем бака башни м³, определяется по формуле:

                               W_В.Б = W_рег. + W_пож. ,                                          (19)

где W_пож.  - неприкосновенный противопожарный запас воды в баке башни для тушения одного внутреннего и одного наружного пожаров в течение 10 минут, м³;

       W_рег. – регулирующий объем бака башни, м³.

W_В.Б = 3043,85 + 383,98 = 3424,83 м³

Неприкосновенный противопожарный запас воды в баке башни определяется по формуле:

               W_пож. = 0,6 х (q^общ._{расч.max.} + q^н.п_{расч.пож.} + q_вн) ,                   (20)

где q^общ._{расч.max.} – расчетный расход воды в городе и на промышленном предприятии, л/с;

       q^н.п_{рас.пож.} – расчетный расход воды на 10-минутное тушение наружного пожара в населенном пункте, л/с;

        q_вн.  - расчетный расход воды на тушение 1 внутреннего пожара в течение 10 минут, л/с.

W_пож. = 0,6 х (599,97 + 35 + 5) = 383,98 м³

Регулирующий объем определяется путем совмещения графиков водопотребления и подачи питающих башню насосов, то есть насосов в насосной станции второго подъема.

Объем определяется дважды:

                                               Q^общ._сут. х К_равн.

                                             W_рег. = ----------------------- ,                            (21)                                                       

                                                        100

                                               34987 х 8,7

W^равн._рег. = ---------------------- = 3043,85 м³

                                                                                     100

В те часы, когда подача воды насосами насосной станции второго подъема превышает ее потребление городом, избыток воды поступает в башню и наоборот, когда потребление воды городом превышает ее подачу насосной станции второго подъема, недостающее количество воды поступает из башни.

Так как объем бака башни получился более 1000 м³ сеть принимаем без водонапорной башни.

I.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ НА УЧАСТКАХ СЕТИ

После трассировки магистральную водопроводную сеть разбивают на расчетные участки. Начало и конец каждого участка нумеруют (номер узлов).

Узлы намечают в точках подключения водоводов от насосной станции и от водонапорной башни, а также в местах отбора воды крупными водопотребителями в местах устройства пересечений и ответвлений магистральных линий.

Для расчета водопроводных сетей принимается то, что вода расходуется равномерно по длине участков сети, то есть количество воды, отдаваемой каждым участком, пропорционально его длине.

Расход приходящейся на единицу длины сети, называется удельным расходом и определяется по формуле:

                               q^общ._{расч.max.}  - q^п.п_расч.

                              q_уд.  = -------------------------  ,                                             (22)

                                                                    SL

где q^общ._{расч.max.} – расчетный расход воды в городе и на промышленном предприятии, л/с;

       q^п.п_расч. – расчетный расход воды на промышленном предприятии, л/с;

         SL – сумма всех длин расчетных участков, м;

        q_уд.  - удельный расход, л/с.

                                      599,97 – 186,75

q_уд. = ---------------------- = 0,09091 л/с

                                               4545

В длину не включают участки линий проходящих по незастроенной территории, по площадям, мостам и так далее. Для участков магистральной сети, проходящей по границам застройки или по улицам с односторонней застройкой, учитывают половину длины.

В населенных пунктах с различной плотностью населения в отдельных районах удельные расходы следует определять для каждого района q_уд. будет различен для отдельных расчетных случаев.

Точку отбора воды из сети или места ответвления потока называют гидравлическим узлом. Считаем, что в каждом узле сети потребляется расход – это узловой расход.

Узловые расходы на расчетных участках сети определяются по формуле:

                                                q_уз. = 0,5 х q_уд. х SL ,                              (23)                                             

где SL – сумма длин участков, примыкающих к рассматриваемому узлу, м.;

       q_уд. – удельный расход, л/с.

Сумма всех расходов должна быть равна общему притоку воды в данную систему (q^общ._{расч.max.}).

Определяем узловые расходы на каждой точке сети:

q₁ = 05 х q_уд. х SL

q₁ = 0,5 х 0,09091 х 1370 = 62,27335 л/с

q₂ = 0,5 х 0,09091 х 1370 = 62,27335 л/с

q₃ = 0,5 х 0,09091 х 2005 = 91,157275 л/с

q₄ = 0,5 х 0,09091 х 1315 = 59,773325 л/с

q₅ = 0,5 х 0,09091 х 1170 = 53,18235 л/с

q₆ = 0,5 х 0,09091 х 1860 = 84,5663 л/с

Составляем баланс расходов для проверки правильного распределения узловых расходов в точках сети:

                              q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆ + q_пр.пр. = q^общ._{расч.max.}        (24)                 

62,27335 + 62,27335 + 91,157275 + 59,773325 + 53,18235 + 84,5663 + 186,75 = 599,975

599,975 = 599,975

Составив расчетную схему водоотбора из сети производится распределение потоков воды, подаваемой в сеть водоподателями и определяются расчетные расходы по участкам.

При выборе направления потоков необходимо стремиться к тому, чтобы подвод к каждой узловой точке происходил кратчайшим путем и чтобы основные магистрали были загружены примерно одинаково.

I.8. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ НА ЧАС МАКСИМАЛЬНОГО ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ

После определения узловых расходов намечаем первоначальное потокораспределение воды по линиям сети, определяя расчетные расходы на каждом участке. Количество воды, притекающей к узлу, равно количеству воды, вытекающей из этого узла.

Узел 1

q_5-4 + q_3-4 = q₄

                                                q₄                 59,7733

q_5-4 = q_3-4 = ------- = ----------------- = 29,5

                                                 2                  2

Принимаем:

q_5-4 = 29,5 л/с

q_3-4 = 30,2733 л/с

Узел 5

q_6-5 = q₅ + q_5-4

q_6-5 = 53,1823 + 29,5 = 82,6823

Узел 6

q_1-6 = q₆ + q_6-3

q_1-6 = 84,5663 + 82,6823 + 60,9305 = 228,1791 л/с

Узел 3

q_2-3 + q_6-3  = q₃  + q_3-4

                                                                                                 q₃ + q_3-4

q_2-3 = q_6-3  = -------------------

                                                                  2

                                            91,1572 + 30,2733

q_2-3 = q_6-3 = ------------------------------------------- = 60,5 л/с

                                                          2

Принимаем: q_2-3 = 60,5 л/с

                      q_6-3 = 60930 л/c

Узел 2

q_1-2 = q₂ + q_2-3

q_1-2 = 62,2733 + 60,5 = 122,7733 л/с

 Узел 1

q^общ._{расч.max.} = q₁ + q_1-6 + q_1-2 + q

q^общ._{расч.max.} = 62,2733 + 228,1791 + 122,7733 + 186,75 = 599,97

По найденным расчетным расходам при условии, чтобы скорость воды была около 1,0 м/с, по таблице Шевелева определяем диаметры линий (участков) сети и потери напора на каждом участке, заносим их в таблицу. Далее находим невязки Ñh в каждом кольце.

Если невязка о кольцах > 0,5, то есть h > 0,5, то необходимо перераспределить расходы воды на участках сети с учетом знака невязки, то есть разгрузить перегруженные и перебросить некоторый расход на недогруженные. Перераспределение происходит до тех пор, пока невязки Ñh во всех кольцах не станут < + - 0,5 м.

I.9. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ НА ЧАС ПОЖАРОТУШЕНИЯ, СОВПАДАЮЩИЙ С ЧАСОМ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ

Рассчитав водопроводную сеть на час максимального водопотребления, необходимо произвести проверочные гидравлические расчеты ее на случай пожара в час максимального водопотребления, то есть проверить принятые диаметры линий сети на пропуск дополнительного количества воды, подаваемого для тушения полжара сосредоточенным расходом в намеченном месте.

Узел 4

q_3-4 + q_5-4 = q₄ +35 л/с

                                                              q₄ + 35

q_3-4 = q_5-4 = ----------------

                                                                                                       2

                                                   59,7733 + 35

q_3-4 = q_5-4 = --------------------- = 47 л/с

                                                            2

Принимаем: q_3-4 = 47 л/с

                      q_5-4 = 47,7733 л/с

Узел 3

q_2-3 + q_6-3 = q₃ + q_3-4

                                                                                              q₃ + q_3-4

q_2-3 = q_6-3 = ------------------

                                                                2

                                                  47 + 91,1572

q_2-3 = q_6-3 = ------------------------- = 69 л/с

                                                            2

Принимаем: q_2-3  = 69 л/с

                      q_6-3 = 69,1572 л/с

Узел 6

q_1-6 = q₆ + q_6-3 + q_6-5

q_1-6 = 84,5663 + 69,1572 + 135,9556 = 289,6791 л/с

Узел 5

q_6-5 = q₅ + q_5-4 + 35 л/с

q_6-5 = 47,7733 + 35 + 53,1823 = 135,9556 л/с

Узел 2

q_1-2 = q₂ + q_2-3

q_1-2  = 622733 + 69 = 1312733 л/с

Узел 1

q^пож._расч.max = 12,5 л/с + q₁ + q_1-6 + q_1-2  + q^п.п_расч.

q^пож._расч.max  = 12,5 + 62,2733 + 289,6791 + 131,2733 + 186,75 = 682,47 л/с

Гидравлические расчеты сети на час пожаротушения совпадающими с часом максимального водопотребления, сводятся в таблицу № 4 «Таблица гидравлического расчета кольцевой сети на час пожаротушения».

На основании таблицы выполнено два рисунка (рис. 5 и рис. 6), на которых указаны предварительные и окончательные расходы на участках сети в час пожаротушения.

I.10. РАСЧЕТ ВОДОПАДОВ

Водопады прокладывают в две и более нитки, каждая из них рассчитывается на пропуск 50 % соответствующего расчетного расхода воды от насосной станции II подъема.

Как правило для водопадов следует применять железобетонные трубы. Для малого диаметра труб можно применять пластмассовые.

Водоводы рассчитывают на три характерных случая:

1 на час максимального водопотребления;

2 на случай аварии;

3 на час пожаротушения.

                                                           q^общ._{расч.max.}

1. q^max_вод. = ----------------

                                                                  2

                                                 599,97

q^max_вод. = ---------------- = 299,985 л/с

                                                     2

По данному расходу принимаем по таблице Шевелева железобетонные трубы. Находим диаметр водоводов и 1000 i. После чего определяем потери напора в водоводах.

                                                          1000 i х l

h^max._вод.  = ----------------

                                                             1000

                                                   1,65 х 700

h^max._вод. = ----------------- = 1,155

                                                         1000

d = 630 мм               1000 i = 1,65                V= 1,13 м/с

2. В случае аварии на одном водоводе, второй водовод пропустит 70% от общего расхода воды.

q^авар._вод. = 0,7 х q^общ._{расч.max.}

q^авар._вод. = 0,7 х 599,97 = 419,979 л/с

d = 630 мм                    1000 i =  3,00                 V = 1,58 м/с

Находим потери напора по формуле:

                                                         1000 i х l

h^авар_вод. = ----------------------

                                                             1000

                                                        700 х 3,00

h^авар_вод. = -----------------------

                                                             1000

3. Рассчитываем водоводы на час пожаротушения

q^пож._вод. = q^авар._вод. + q^пож._расч.

q^пож._вод. = 419,979 + 82,5 = 502,479 л/с

d = 630 мм                    1000i = 4,11                     V = 1,88 м/с

                                                         1000 i х l

h^пож._вод. = --------------------

                                                             1000

                                                   411 х 700

h^пож._вод. = --------------------- = 2,877

                                                       1000

I.11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ И СВОБОДНЫХ НАПОРОВ В УЗЛАХ СЕТИ НА ЧАС МАКСИМАЛЬНОГО ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ

 

Z₁ = 72,7                        Z₄ = 76,4                          Z_и.с. = 70

Z₂ = 74,6                        Z₅ = 74,6

Z₃ = 75,7                        Z₆ = 74,1

Минимальный свободный напор в сети принимаем в зависимости от этажности застройки и определяет по формуле:

H^св._д.т. = 10 + 4 (n –1) ,

где 10 – свободный напор на первый этаж, м;

       4 – напор на каждый последующий этаж, м;

       n – число этажей

H⁴_св = 10 + 4(6 – 1) = 30

H⁴_n = H⁴_св + Z₄ = 30 + 76,4 = 106,4

H³_n = H⁴_n + h_3-4

H³_n = 2,527 + 106,4 = 108,93

H²_n = H³_n + h_2-3

H²_n = 1,513 + 10893 = 110,44

H¹_n = H²_n + h_1-2

H¹_n = 1,251 + 110,44 = 111,69

H⁵_n = H⁴_n + h_5-4

H⁵_n = 2,849 + 106,4 = 109,25

H⁶_n = H⁵_n + h_5-6

H⁶_n = 0,926 + 109,25 = 110,18

H¹_n = H⁶_n + h_1-6

H¹_n = 0,727 + 110,18 = 110,90

H^н.с.Iiп._n = H¹_n + h^авар._вод.

H^н.с.Iiп._n = 111,69 + 2,1 = 113,79

H³_св = H³_n – Z₃

H³_св = 108,93 – 75,7 = 33,23

H²_св   = H²_n – Z₂

H²_св = 110,44 – 74,6 = 35,84

H¹_св   = H¹_n(max) – Z₁

H¹_св   = 111,69 – 72,7 = 38,99

H⁵_св   = H⁵_n – Z₅

H⁵_св   = 109,25 – 74,6 = 34,65

H⁶_св  = H⁶_n – Z₆

H⁶_св = 110,18 – 44,1 = 36,08

H^{н.с. II}_св  = H^н.с.IIп._n(max) – Z_{н.с. Iiп.}

H^{н.с. II}_св = 113,79 – 70 = 43,79

НА ЧАС ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Z₁ = 72,7                                  Z₄ = 76,4                               Z_н.с. = 70

Z₂ = 74,6                                  Z₅ = 74,6

Z₃ = 75,7                                  Z₆ = 74,1

H^cв._д.м. = 10 – свободный напор в сети на час пожаротушения в системе противопожарного водоснабжения низкого давления, м.

H^д.в._n = H^д.в._св + Z_д.в. = 10 + 76,4 = 86,4

H³_n = H⁴_n + h _3-4

H³_n = 6,414 + 86,4 = 92,814

H²_n = H³_n + h_2-3

H²_n = 2,07 + 92,814 = 94,884

H¹_n = H²_n + h_1-2

H¹_n = 1,502 + 94,884 = 96,386

H⁵_n = H⁴_n + h_5-4

H⁵_n = 6,324 + 86,4 = 92,724

H⁶_n = H⁵_n + h_6-5

H⁶_n = 2,034 + 92,724 = 94,758

H¹_n = H⁶_n + h_1-6

H¹_n = 1,074 + 94,758 = 95,832

H^н.с.IIп._n = H¹_(max) + h ^пож_вод.

H^н.с.IIп._n = 96,386 + 2,877 = 99,263

H²_св = H²_n – Z₂

H²_св = 94884 – 747 = 20,184

H¹_св = H¹_(max) – Z₁

H¹_св = 96,386 – 72,7 = 23,686

H⁵_св = H⁵_n – Z₅

H⁵_св = 92,724 – 74,6 = 18,124

H⁶_св = H⁶_n – Z₆

H⁶_св = 94,758 – 74,1 = 20,658

H³_св = H³_n – Z₃

H³_св = 92,814 – 75,7 = 17,114

H^н.с.Пп._св = H^н.с.Пп._n(max) – Z_н.сПп.

H^н.с.Пп._св = 99,263 – 70 = 29,263

I.12. РАСЧЕТ НАСОСОВ II ПОДЪЕМА

В насосной станции второго подъема устанавливаются хозяйственные насосы, служащие для подачи воды городу на хозяйственно-питьевые нужды и пожарные насосы, предназначенные для подачи воды в городскую сеть в час пожаротушения. Необходимые рабочие параметры хозяйственных и пожарных насосов будут:

1. На хозяйственно-питьевые нужды

Необходимая подача насосов:

Q_хоз.п.  = 3,6 х q^общ._{расч.max.}

Q_хоз.п.  = 3,6 х 599,97 = 2159,892 м³/ч

Необходимый напор:

H_хоз.п.  = H^св_{хоз.п.н.ст.Пп.} + h_ком ,

где h_ком  - потери напора в коммуникациях

H_хоз.п.  = 43,79 + 2 = 45,79

2. На час пожаротушения

Необходимая подача насосов:

Q_пож. = q^пож._{расч.max.} х 3,6

Q_пож. = 682,47 х 3,6 = 245,892 м³/ч

Необходимый напор:

H_пож. = H^св._{пож.н.ст.Пп.} + h_ком.

H_пож. = 29,263 + 5 = 34,263

По которому подбираем насосы:

В насосной станции II подъема устанавливаем 4 насоса, 2 рабочих и 2 резервных, которые обеспечат нужную подачу воды в час максимального водопотребления.

Насосы марки Д 1250 – 65

Производительность – 1250 м³/ч.

Напор – 65 м. вод. Ст.

Тип А – 00113 – 4м

Мощность электродвигателя – 320 кВт.

Число оборотов, п – 1450

Масса агрегата – 4245 кг.

I.13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ СЕТИ

Глубина заложения сети водопроводных труб зависит от глубины промерзания почвы, температуры воды и режима ее подачи.

Согласно СниП глубина заложения труб, считая до низа трубы, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины промерзания грунта.

H_з. = H_гл.пр.  + 0,5 ,

где H_гл.пр.  – глубина промерзания (в Воронежской области);

      0,5 – дополнительная высота

H_з. = 0,9 + 0,5 = 1,4

На основании выше перечисленного построим продольный профиль сети и пьезометрический график.