Расчет водопроводных сетей

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО  ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ГИДРАВЛИКА»

 

 

РАСЧЁТ ВОДОПРОВОДНЫХ  СЕТЕЙ

 

 

 

 

 

 

 

  Выполнил  студент__________ Т.Ю.Джурик

ИСИ направление  «строительство» 3519

                       Руководитель____________ Н.А.Юст

 

 

 

Благовещенск 2011 г

                                             Содержание

 

1. Введение……………………………………………………………………3
2. Схемы водоснабжения…………………………………………………….5
3. Трассировка водопроводной сети………………………………………...8
4. Гидравлический расчёт тупиковой и кольцевой водопроводной сети..12
5. Определение экономически наивыгоднейших диаметров……………..14
6. Увязка сети………………………………………………………………...16
7. Определение расчётных  расходов………………………………………18
8. Гидравлический расчёт наружной сети трубопроводов………………..23
9. Заключение………………………………………………………………..33
10. Список используемой литературы……………………………………....35
11. Приложение……………………………………………………………….36 
    

Введение

Водоснабжение - это совокупность мероприятий по обеспечению водой  различных её потребителей: населения, предприятий, транспорта... Комплекс инженерных сетей, осуществляющих задачи водоснабжения, называется системой водоснабжения или водопроводом. Разделяют наружные и внутренние сети водоснабжения.

Наружные сети водоснабжения  являются одним из основных элементов  системы водоснабжения, они существуют уже несколько тысячелетий. Для  целей водоснабжения используются природные источники воды: поверхностные открытые водоёмы (реки, водохранилища, озёра, моря), подземные (грунтовые и артезианские воды и родники). [1]

Системы водоснабжения классифицируют по назначению, характеру используемых водных источников, способам подачи, распределения  и доставки воды. Системы водоснабжения (водопроводы) в зависимости от назначения подразделяют на:

- хозяйственные питьевые  – подача воды на питьевые, хозяйственно-бытовые и санитарно-технические нужды, а также на благоустройство населенных пунктов (полив улиц, зеленых насаждений и др.);

- производственные –  подача воды различным отраслям  производства (заводы, фабрики и  др.) и для нужд сельского хозяйства  (животноводческие фермы, производственные  комплексы, предприятия по переработке  сельскохозяйственной продукции, теплицы, пастбища и т.д.); качество воды определяется требованиями производства. Системы производственного водоснабжения могут быть оборотные, с повторным использованием воды и др.;

- противопожарные – подача  воды на тушение пожаров.

Перечисленные типы водопроводов могут быть как самостоятельными, так и объеденными. Объединяют водопроводы  в том случае, если требования, предъявляемые к качеству воды, одинаковы или это выгодно экономически. [2]

Проектирование сети водоснабжения  производится в зависимости от конкретных условий и требований, в общем  виде: достаточная степень надёжности бесперебойного снабжения водой; обеспечение подачи воды заданного количества под требуемым напором; экономичность системы.

Эти требования влияют на расположение линий водопроводной сети, также  влияние оказывают: рельеф местности, существование препятствий в виде рек, железных дорог;  планировка объекта; расположение проезда; размер жилых кварталов, наличие зелёных насаждений.

Существует два вида сетей:разветвлённая или тупиковая, кольцевая. А также есть комбинированная. [1]

Стоимость водопроводной  сети населенных мест составляет около 50—70% стоимости всего водопровода, поэтому ее трассировке, конструированию и сооружению должно уделяться   большое   внимание.

Советские ученые А. А. Сурин, Н. Н. Гениев, Л. Ф. Мошнин, В. П. Сироткин, М. М. Андрияшев, В. Г. Лобачев, Н. Н. Абрамов, М. В. Кирсанов, Ф. А. Шевелев и другие провели большую работу по развитию теории расчета, созданию методов и приемов расчета водопроводных сетей, улучшению их работы и снижению стоимости. [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                  Схемы водоснабжения

Схема водоснабжения населённого  пункта зависит прежде всего от вида источника водоснабжения.

На территории населённого  пункта (обычно на возвышенности) сооружается водонапорная башня, которая, как и резервуары чистой воды, служит для хранения и аккумулирования запасов воды. Необходимость устройства башни объясняется следующими обстоятельствами. Расход воды из водопроводной сети в течение суток колеблется в значительной степени, в то время как подача воды насосами станции  подъёма относительно равномерна. В те часы суток, когда насосы подают в сеть воды больше, чем её расходуется, излишек поступает в водонапорную башню; в часы максимального расходования воды потребителями, когда расход подаваемый насосами, недостаточен, используется вода из башни. Водонапорная башня, расположенная в противоположном от насосной станции конце города, называется контррезервуаром. При наличии вблизи населённого пункта значительного естественного возвышения вместо водонапорной башни сооружают наземный водонапорный резервуар.

 При использовании  в качестве источника водоснабжения  подземных вод схема водоснабжения  значительно упрощается. В этом  случае очистные сооружения обычно  не нужны, так как подземные  воды часто не требуют очистки.  В некоторых случаях не устраивают  также резервуаров чистой воды и насосной станции  подъёма, так как вода может подаваться в сеть насосами, установленными в буровых скважинах.[4]

а)

б)

Рис.1.  Системы водоснабжения:  а)питаемые из поверхностного источника; б) из подземного; 1-оголовок, 2-самотечные всасывающие линии, 3- береговой колодец, 4- насосная станция 1 подъема, 5- водоочистные сооружения, 6- резервуар чистой воды, 7- насосная станция 2 подъёма, 8- водоводы, 9- водонапорная башня, 10- распределительная сеть, 11- колодец. [5]

Иногда населённый пункт  снабжается водой из двух или более  источников. Тогда применяется система водоснабжения с двусторонним или многосторонним питанием.

При расположении источника  водоснабжения на значительной высоте по отношению к населённому пункту, когда возможна подача воды из источника без помощи насосов (самотёком), устраивают гравитационный водопровод.

Промышленные предприятия, отличающиеся значительным разнообразием технологических операций, потребляющие для отдельных процессов воду различного качества и требующие подачи её под различными напорами, имеют сложные схемы водоснабжения. При расположении промышленного предприятия вблизи посёлка для них устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод.

В районах, где имеется  много относительно близко расположенных  предприятий, применяют групповые  системы водоснабжения. При устройстве групповых (или районных) систем сокращается число очистных сооружений, насосных станций, водоводов и, следовательно, уменьшается строительная и эксплуатационная  стоимость системы.

Водоснабжение промышленных предприятий может быть прямоточным, оборотным и с последовательным использованием воды.

а)    б)

Рис.2.  а - схема прямоточного водоснабжения промышленного предприятия: 1 - водозаборное сооружение; 2 - насосная станция; 3 - сооружения водоподготовки; 4 - хозяйственно - противопожарный водопровод; 5 - производственный водопровод; 6 - канализационная сеть; 7 - цеха; 8 - очистные сооружения; 9 - населенный пункт;

б - схема оборотного водоснабжения промышленного предприятия: 1 - водозаборное сооружение; 2, 5 - насосные станции; 3 - водоводы; 4 - сооружения для охлаждения воды (градирни); 6, 8 - распределительная сеть; 7 - производственные агрегаты.

Нередко для производственных целей требуется подача воды  различного качества и под разными напорами. В этом случае устраивают две или несколько самостоятельных сетей.

Воду, использованную в технологическом  процессе,  удаляют в канализационную сеть и после соответствующей очистки сбрасывают в водоём ниже по течению относительно объекта водоснабжения.

На ряде промышленных предприятий (химические, нефтеперерабатывающие и металлургические заводы, ТЭЦ, и пр.) воду применяют для целей охлаждения и она почти не загрязняется, а только нагревается. Такую производственную воду, как правило, используют вновь, предварительно охладив её.

Оборотное водоснабжение  экономически выгодно, когда промышленное предприятие расположено на значительном расстоянии от источника водоснабжения или на значительном возвышении по отношению к нему, так как при прямоточном водоснабжении в этих случаях будут велики затраты электроэнергии на подачу воды. Также выгодно устраивать оборотное водоснабжение, если расход воды в водоёме мал, а потребности в производственной воде велики.

Схему водоснабжения с  последовательным (или повторным) использованием воды применяют в тех случаях, когда воду, сбрасываемую после одного технологического цикла, можно использовать во втором, а иногда и в третьем технологическом цикле промышленного предприятия. Воду,  использованную в нескольких технологических циклах, удаляют затем в канализационную сеть. Применение такой схемы водоснабжения экономически целесообразно, когда необходимо сократить расход свежей воды.[4]

         Трассировка водопроводной сети

Водопроводная сеть состоит из водоводов, магистральной сети и распределительных  трубопроводов. Для транспортирования  воды от источника водоснабжения  к очистным сооружениям и от резервуаров чистой воды к магистральной сети прокладывают водоводы. Для обеспечения бесперебойного поступления воды в водопроводную сеть водоводы должны быть уложены не менее чем в две параллельные линии, расстояние между которыми принимается 10—100 м, а пропускная способность каждой из них, согласно СНиП, должна составлять не менее 70% расчетного расхода системы водоснабжения. Магистральная сеть служит в основном для транзитного транспортирования необходимого количества воды, а распределительная — для передачи воды из магистралей к отдельным потребителям через домовые вводы.

Проектирование и расчет водоводов  и водопроводных сетей начинают с выбора и обоснования трасс линий па плане. Водоводы и сети трассируются исходя из условий обеспечения требуемой надежности их работы и наименьшей строительной стоимости. Размещение линий водоводов и сетей зависит от следующих условий:

-местоположения источников водоснабжения, характера планировки населенного пункта или промышленного предприятия, расположения отдельных водопотребителей и т. п.;

-наличия естественных и искусственных препятствий для прокладки труб (реки, овраги, каналы, железнодорожные пути и

др.);

-начертания сети в плане (тупиковая или кольцевая).

При трассировании водопроводов предусматривают:

расположение сети на минимальном  расстоянии от водопитателя;

прокладку водовода по местности с  минимальным числом предприятий;

прокладку водовода в геологических  условиях, обеспечивающих минимальные затраты средств на строительство;

трассирование водовода вблизи автодорог  для облегчения его обслуживания;

возможность организации зоны санитарной охраны водовода;

обход пониженных участков местности.

Составление схемы водопроводной  сети населенных пунктов начинают с  определения мест расположения водонапорной башни или напорных резервуаров. Затем наносят на план линии водопроводной сети с таким расчетом, чтобы они снабжали водой все жилые районы. Магистрали назначают из числа линий, расположенных в направлении движения основной массы воды, и подающих воду к регулирующим емкостям. Они должны быть равномерно распределены по территории, охватывая все наиболее крупные водопотребители. Основные магистрали соединяют перемычками - обычно через 500--1000 м. К регулирующим емкостям вода должна подаваться не менее чем с двух сторон. Магистральные линии следует прокладывать по наиболее высоким точкам рельефа, что позволит снизить давление в трубах.

Глубину заложения водоводов  и водопроводных сетей необходимо принимать такую, чтобы исключить возможность замерзания воды в зимний период и нагрева ее в летнее время. При этом минимальная глубина заложения трубопроводов (от низа труб) должна быть па 0,3—0,5 м больше расчетной глубины промерзания грунта.

На территории населенных пунктов водопроводные линии  следует располагать по обочинам дорог, прямолинейно и параллельно границам застройки.

По начертанию в плане  разводящие водопроводные сети разделяют на разветвленные, или тупиковые (рис.3,а), кольцевые, или замкнутые (рис. 3,6).

В сельскохозяйственном водоснабжении  получили распространение разветвленные водопроводные сети. Следует отметить, что водопроводная сеть, выполненная по тупиковой схеме, дешевле, но менее надежна и принимается в тех случаях, когда допустимы перерывы в водоснабжении на период устранения возможной аварии. Разветвленная сеть состоит из отдельных линий, в каждую из которых вода поступает только с одной стороны, поэтому при повреждении трубы па каком-либо участке магистральной линии прекращается подача воды потребителям, расположенным за местом повреждения по направлению движения воды.