Определение расходов воды на нужды города

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.