Потреби міста у водопостачанні

   Лабораторна робота № 1

   Тема: Потреби міста у водопостачанні. 

   Мета  роботи: Вивчення напрямків водокористування в місті та методики розрахунку загальної потреби міста у водопостачанні.

   Теоретична  частина.

         Потреби у воді для населення міста  змінюються протягом різних сезонів та в межах кожної доби. В літній період максимальне водоспоживання відмічено з 5 до 11 та з 17 до 22 годин. Взимку загальна потреба у воді зменшується. Максимальне споживання відмічено з 7 до 13 та з 18 до 21 години. Останній максимум втричі менший, ніж в літку, коли спостерігається збільшення кількості використаної води для поливу газонів.

   Для розрахунків потреби води використовується величини середньодобової витрати, які є сумою погодинного аналізу. Для різних міст і сіл вони суттєво  відрізняються (табл. 1). Необхідно також враховувати максимальну потребу, яка перевищує середньодобову приблизно в 1,5 рази. Крім того значна кількість води витрачається для гасіння пожеж. Більшість відділів пожежної охорони одержує воду від найближчого пожежного гідранта, пов'язаного з локальною розподільчою системою. Якщо немає ніяких пожежних насосів, автоцистерн або пересувних насосів, вода подається шлангами з найближчого водного джерела. Водопостачальна система розрахована на те, щоб забезпечити: 1) максимальну щогодинну потребу, 2) максимальну щодобову потребу; плюс потребу на гасіння вогню з будь-якої групи гідрантів у системі. Ця вимога для пожежегасіння часто є визначальною у встановленні розмірів каналу, потужності насоса і місткості резервуара для міст з населенням до 200 тис. мешканців. Обсяг водопостачання, необхідний для ліквідації вогню або принаймні його обмеження, для окремої групи будинків може бути оцінений за емпіричною формулою:

   F= 224 С√A,

   де  F — потрібний для пожежегасіння потік у літрах за хвилину; С — коефіцієнт, який враховує тип конструкції, наявність автоматичних розприскувачів та розташування будинків; дорівнює 1,5 для дерев'яних конструкцій, 1,0 для звичайних конструкцій, 0,8 для конструкцій з негорючих матеріалів та 0,6 — для вогнезахищених конструкцій; А — загальна площа забудови або площа поверхів, м².

   Таблиця 1. Середньодобові та максимальні добові витрати води в різних містах і селах на господарчі потреби.

   Для житлових районів з будинками  на одну чи на дві сім'ї потрібний  потік води, який коливається від 1800 (коли відстань між будинками  перевищує ЗО м) до 9600 л/хв. (коли будинки стоять впритул).

   Для типової відстані між будинками у 3-9 метрів необхідним є потік води в межах між 3600-5700 л/хв.

   У разі пожежі комунальна водопровідна система має бути спроможною підтримувати необхідний потік води протягом 2-10 годин. Тому має зберігатись потрібний запас води в цистерні, а крім того резервний насос для роботи повинен бути готовим до експлуатації за умови перебою у водопостачанні. Рекомендується забезпечувати тривалість роботи пожежного водопостачання протягом мінімум 2 год. при витратах 9600 л/хв., чи до максимальної тривалості у 10 годин для випадків великих пожеж з більшою витратою води.

Таблиця 2. Використання води в Україні.

   Порядок проведення обчислень.

   Обчисліть обсяг водовикористання (середні добові витрати, максимальні добові витрати і витрати на пожежегасіння) змішаного індустріального комерційно-житлового міста населенням 100 тис. мешканців. Загальна площа забудови – 250 тис. м². Припустіть, що для цього об'єкту С = 1,0 і визначте необхідну потужність розподільчої системи каналу.

   Рішення.

     З даних табл. 2, видно, що щоденна витрата води людиною дорівнює 660 л/добу. Тоді:

   а) середні добові витрати міста = 660 х 100 000 = 66.0 х 10⁶ л/добу.

      З таблиці 1 витікає, що максимальні добові витрати становлять 1.5 х (середні добові витрати).

     б) максимальні добові витрати = 1,5 х 66 х 10⁶ = 99,0 х 10⁶ л/добу;

   в) потрібний для пожежегасіння потік у літрах за хвилину може бути обчислений за формулою (1): F = 224 С √A = 224∙ 1 √250000 = 112х10³ л/хв.;

   г) максимальні потрібні витрати на пожежегасіння на добу (з врахуванням до 10 годин): 112х10³ л/хв. 600 = 67,2х10⁶ л/добу;

   д) сумарна потужність водопостачальної мережі складається з суми максимальної добової потужності та максимальної потрібної потужності для пожежогасіння.

     Виходячи із цього, ми знаходимо:

   99,0 х 10⁶ л/добу + 67,2 х 10⁶ л/добу = 156,2 х 10⁶ л/добу.

   Звідси  потужність водопостачання має бути 156.2 х 10⁶ л/добу. 

   Завдання.

   Обчисліть необхідну потужність водопостачання для міст з площею забудови (Х м² ) з населенням У (тис. мешканців) за даними таблиці 3 (за Вашим варіантом). 
 

   Контрольні  питання:

   1. Що враховують максимальні добові  витрати води?

   2. Як забезпечується водою пожежегасіння?

   3. З чого складається загальний баланс водопостачання?

   4. Які механізми пов'язують чисельність населення міста з потребою у воді? 

   Таблиця 3.