Водоснабжение города

Для гидравлического  расчета водопроводной сети и назначения режима работы насосной станции второго подъема необходимо знать график водопотребления по часам суток. Для этого определяется режим расходования воды в течение суток по каждой из категорий водопотребления, в соответствии с [1, п.2.7,2.8].

Режим водопотребления  на хозяйственно-питьевые нужды обычно принимается на основании данных о фактических режимах работы аналогичных населенных пунктов, в  зависимости от максимального коэффициента часовой неравномерности  .

 Максимальный q_ч.max ,м³/ч, и минимальный q_ч.mm , м³/ч, часовые расходы в сутки наибольшего водопотребления определяются по формулам

,                                             (8)

,                                           (9)

где К_ч.max - максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления;

          K_ч.min - минимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления.

Коэффициенты    часовой    неравномерности    хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов К_ч.max , K_ч.min , м³/ч,  определяются как

,                                              (10)

,                                               (11)

где α_max, α_min- коэффициенты, учитывающие степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и др., по [1];

       β_max, β_min- коэффициенты, учитывающие общее число жителей в населенном пункте [1, таблица 2].

Продолжительность периодов среднего водопотребления Т_т принимается равной 8-10 часам.

Продолжительность максимального  водопотребления Т_тах определяется по формуле

,                                       (12)

где Т_max - продолжительность максимального водопотребления,

        T_min - продолжительность минимального водопотребления,

        T_m - продолжительность среднего водопотребления.  

Продолжительность минимального водопотребления Т_тin определится из соотношения

.                                               (13)

Для района: α_max = 1,4, α_min = 0,6, β_max = 1,13, β_min = 0,64

Максимальный К_ч.max , м³/ч, и минимальный K_ч.min , м³/ч, коэффициенты часовой неравномерности водопотребления для района равны

,

.

Максимальный q_ч.max , м³/ч, и минимальный q_ч.mm, м³/ч, часовые расходы в сутки наибольшего водопотребления района равны

,

.

Продолжительность максимального  водопотребления Т_тах, ч, для района равен

.

Продолжительность минимального водопотребления Т_т , ч, для района равен

.

Распределение расходов воды по часам суток на поливку  должно исключать полив в часы максимального водопотребления  в населенном пункте.

График распределения  воды на предприятии производится в зависимости от режима его работы.

Режим водопотребления  на технологические нужды обычно задается технологами данного промышленного  предприятия. В курсовом проекте  принимается равномерное распределение  воды по часам работы предприятия.

Определенные часовые расходы заносим в соответствующие графы таблицы 3, затем суммируем и выражаем в % от Q_cyт.max. По данным таблицы строим ступенчатый график  водопотребления в городе, в течение суток, и определяем час максимального водопотребления.

 

4  Назначение режима работы насосной станции второго подъема. Определение емкостей водонапорной башни и резервуаров чистой воды

Период водопотребления	Продолжительность периода, час	Расходы по периодам водопотребления
		население		Промышленное предприятие, м3	Общий расход		Подача насосной ст. 2 подьема		Приток в бак, м3	Расход из бака, м3
		Хозяйственно-питьевые, м3	Поливочные, м3		М3	%	М3	%
Максимальный суточный расход , м3/сут	24	10626	350	33,20	11009,20	100	11009,20	100	-	-
Средний часовой расход , м3/ч	9	442,75	-	12,45	455,20	4,13	458,72	4,16	2,78	-
Минимальный часовой  расход , м3/ч	7	168,25	50	9,68	227,93	2,54	458,72	4,16	230,79	-
Максимальный часовой расход , м3/ч	8	699,25	-	11,07	710,32	6,45	458,72	4,16	-	251,60
Секундный расход , л/с	-	194,24	-	3,08	197,31	1,79	127,42	4,16	-	69,97

 

Таблица 1 – Сводная  таблица расчетных расходов воды

 

Рисунок 1 – Совмещенный  график работы водопотребления 

Режим работы насосной станции второго подъема  выбирается так, чтобы достичь минимальной регулирующей емкости башни.

Суммарная емкость  бака водонапорной башни W_б, л/с, складывается из регулирующей емкости W^б_рег и пожарного запаса воды W_n.

.                                                  (14)

Регулирующий  объем определяем по совмещенному графику, как несоответствие между режимом водопотребления и подачей насосной станции второго подъема.

Пожарный  запас, необходимый на тушение одного пожара q_п в течение 10 мин., при максимальном водопотреблении города q_r , м³, определяем по формуле

,                                               (15)

,

.

Окончательные размеры бака водонапорной башни  определяем по данным типовых проектов, а при их отсутствии из соотношения высоты бака и его диаметра ; тогда , .

Определение емкости резервуаров чистой воды (РЧВ) производим на основании совмещенного графика поступления воды в резервуары от насосной станции первого подъема, который всегда принимается равномерным, и принятого графика отбора ее насосами второго подъема.

Суммарный объем  резервуара W_Р.Ч.В. , м³, определяем по формуле

.                                 (16)

где W^РЧВ_рег - регулирующий объем воды в РЧВ. При совпадении графиков работы насосных станций первого и второго подъемов определяется по [1, п.9.7];

W_Н.П.З. - объем неприкосновенного пожарного запаса, м³ ;

 W_соб. - объем воды на собственные нужды очистной станции, м³, принимается 2 - 4 % от общего суточного расхода воды, подаваемого потребителю.

.

Объем неприкосновенного пожарного запаса W_Н.П.З., м³ , определяем по формуле

,                                (17)

где 3Q_пож. - запас воды на тушение расчетного числа пожаров длительностью три часа;

3Q_max - суммарный расход за три смежных часа максимального водопотребления без учета воды на полив территорий, прием душа на промышленном предприятии (таблица 2);

Q₁ - подача воды насосной станции первого подъема, м /ч.

Запас воды на тушение расчетного числа пожаров длительностью три часа 3Q_пож., м³, равен

.

Суммарный расход за три смежных часа максимального водопотребления 3Q_max, м³, равен

.

Подача воды насосной станции первого подъема  Q₁, м /ч, равна

.

Объем неприкосновенного пожарного запаса W_Н.П.З., м³, равен

.

Объем воды на собственные нужды очистной станции W_соб., м³, равен

.

Суммарный объем  резервуара W_Р.Ч.В. , м³, равен

По общему объему РЧВ определяем их количество и размеры по типовым проектам. Принимаем два резервуара, емкостью 1000м³.

Паспорт: Типовой проект

№ 901-4-5с

Площадь (18000*12000)мм³=228,96*10⁶мм²

Высота 1,2м

Ширина 1,8м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Гидравлический расчет сети

5.1    Расчетные режимы работы сети

Для сетей, с контррезервуаром, расчетным режимом является работа сети, в час максимального транзита воды в башню. Он наблюдается обычно в час минимального водопотребления и определяется по наибольшему притоку в бак.

Сети подвергаются ряду проверочных расчетов.

Проверяется способность сети пропустить в "час max" дополнительный пожарный расход (час пожара). Точками возникновения пожара в городе являются наиболее удаленные от начала сети и высоко расположенные точки. Полный расход на тушение пожара подает насосная станция второго подъема, т.к. башня опорожняется в первые 10 минут пожара, его определяют по формуле

,                                          (18)

где Q_ч.max - общий расход по городу в час max водопотребления за вычетом поливочных и душевых расходов на предприятии, если таковые имеются в этот час;

        q_пож - расход воды на тушение расчетного числа пожаров в городе, л/с.

.

При этом расходы  воды в общественных, коммунальных, промышленных предприятиях, пожарные расходы учитываются как сосредоточенные отборы q_cocp. Расходы воды в жилых зданиях и поливочные расходы в населенном пункте считаются равномерно - распределенными по всей длине магистральной сети q_p-p.

Равномерно-распределенный расход определяем по формуле

,                                                 (19)

где q_общ - общий расход по городу, л/с;

        - суммарный сосредоточенный расход, л/с.

5.2   Подготовка сети к гидравлическому расчету

Подготовку сети к гидравлическому расчету производим в следующей последовательности.

1. Трассу сети, нанесенную на генплане, вычерчиваем на листе в виде схемы с указанием точки подсоединения водоводов и места подключения башни к сети (рисунок 2).
2. Сеть разбиваем на расчетные участки, проставляем номера расчетных точек. Границами участков являются узлы и точки ответвлений сосредоточенных расходов. Проставляем длину каждого участка. Вычисляем общую длину участков сети .

Для каждого  района определяем удельные расходы

.                                                           (20)

3. По удельным расходам определяем путевые расходы для каждого расчетного участка сети

,                                                     (21)

где l - длина расчетного участка, м.

Определение путевых расходов ведем в табличной форме (таблица 2).

Таблица 2 – Путевые расходы

Номер участка	Длина, l, м	Час максимального водопотребления
		Удельный расход qуд, л/с*м	Путевой расход qп, л/с
1-2	1450	0,024	35,26
2-4	1060	0,024	25,78
1-3	680	0,024	16,54
3-4	1230	0,024	29,91
4-6	1000	0,024	24,32
3-5	1000	0,024	24,32
5-6	1230	0,024	29,91
			∑=186,02

 

 

Таблица 3 – Узловые  расходы

Номер узловой точки	Наименование сосредоточение потребителей	Номера, примыкающие к узлу участков	Час максимального водопотребления
			∑qп	qузл=0,5∑qп	qсоср	qобщузл
1	П.П.	1-2; 1-3	51,79	25,90	11,18	37,08
2		1-2; 2-4	61,03	30,52		30,52
3		1-3; 3-4; 3-5	70,76	35,38		35,38
4		2-4; 3-4; 4-6	80,00	40,00		40,00
5		3-5; 5-6	54,23	27,11		27,11
6		4-6; 5-6	54,23	27,11		27,11
						∑=197,20