Проектирование водопроводной сети города Наровля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Проблема развития водоснабжения тесно связана с решением главных задач: повышение уровня жизни людей и создание здоровых условий труда и отдыха. К тому же, бурный рост городского и промышленного строительства и, как следствие, увеличение объемов используемой воды, а также объемов сбрасываемых сточных вод приводят к необходимости пересмотра и совершенствования порядка использования природных водоемов для нужд народного хозяйства и охраны их от загрязнения.

Таким образом, жизнь ставит перед специалистами в области водоснабжения новые большие и важные задачи.

Вода наиважнейшая составляющая жизни на нашей планете. Всего на Земле 1500 млн км³ воды. Пресная вода, которая интересует человека в первую очередь, составляет только лишь 1%. По всему миру расходуется 7 млрд м³ воды в сутки.

В странах СНГ потребляется 500 км³ воды в год.

А ведь от достатка воды, причем чистой и качественной, зависят высокие урожаи, продукция многих отраслей промышленности, гигиена, здоровый отдых людей, существование животных и многое другое.

Система водоснабжение - это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи к потребителям.

Выделяют следующие виды потребителей:

- хозяйственно-питьевые нужды населения;

- производственные нужды (хозяйственно-питьевые и технологические);

- пожарное водоснабжение;

- полив территорий, зеленых насаждений.

В общем случае в задачи систем водоснабжения входят: забор воды из природного источника, улучшение её качества в соответствии с необходимыми требованиями, транспортирование на территорию объекта и подача ко всем заданным точкам отбора.

Основным требованием к работе систем водообеспечения является выполнение ими заданных функций и достижение при этом высоких показателей надёжности и экономичности, характеризующейся наименьшими затратами средств на сооружение системы и ее эксплуатацию.



1. Природно-климатическая характеристика района расположения города Наровли

Город Наровля находится в Гомельской области Республики Беларусь. В соответствии с [4], Гомельская область относится ко IIВ климатическому району. Климатические параметры холодного периода года и поправка на ветровой недоучет, соответствующие данному району, представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Климатические параметры холодного периода года

Метеорологическая характеристика	Единица измерения	Величина
Абсолютная минимальная температура воздуха	єС	минус 35
Температура наиболее холодных суток обеспеченностью: - 0,92 - 0,98	єС єС	минус 28 минус 32
Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью: - 0,92 - 0,98	єС єС	минус 24 минус 28
Температура воздуха обеспеченностью 0,94	єС	минус 10,5
Сумма отрицательных средних месячных температур	єС	минус 18,7
Средняя продолжительность периодов со средней суточной температурой воздуха не выше: - 0 єС - 8 єС - 10 єС	сут сут сут	125 194 211
Средняя температура воздуха периодов со средней суточной температурой воздуха не выше: - 0 єС - 8 єС - 10 єС	єС єС єС	минус 4,7 минус 1,6 минус 0,7
Среднее число дней с оттепелью за декабрь-февраль	сут	36
Дата начала и окончания отопительного периода (период с температурой воздуха не выше 8 єС):- начало - конец		9.10 20.04
Средняя месячная относительная влажность: - в 15 ч. наиболее холодного месяца (января) - за отопительный период	% %	80 82
Среднее количество (сумма) осадков за ноябрь-март	мм	194
Среднее месячное атмосферное давление на высоте установки барометра за январь	гПа	1002,7
Преобладающее направление ветра за декабрь-февраль	румб	Ю
Средняя скорость ветра за отопительный период	м/с	3,9
Максимальная из средних скоростей ветра по румбам в январе	м/с	4,0
Среднее число дней с ветром со скоростью 10 м/с при отрицательной температуре воздуха	сут	1
Поправка к осадкам на ветровой недоучет		1,35

Климатические параметры теплого периода года и поправка на недоучет, соответствующие данному району, приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Климатические параметры теплого периода года

Метеорологическая характеристика	Единица измерения	Величина
Среднее атмосферное давление на высоте установки барометра: - месячное за июль - за год	гПа гПа	997,9 1000,8
Высота барометра над уровнем моря	м.	126,3
Температура воздуха обеспеченностью: - 0,95 - 0,96 - 0,98 - 0,99	єС єС єС єС	22,5 23,0 25,0 27,0
Средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца года (июля)	єС	24
Абсолютная максимальная температура воздуха	єС	38
Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч. наиболее теплого месяца (июля)	%	55
Среднее количество (сумма) осадков за апрель-октябрь	мм	436
Суточный максимум осадков за год: - средний из максимальных - наибольший из максимальных	мм мм	38 90
Преобладающее направление ветра за июнь-август	румб	СЗ
Минимальная из средних скоростей ветра по румбам в июле	м/с	3,4
Повторяемость штилей за год	%	9
Максимальная за год интенсивность осадков в течение 20 мин: - средняя из максимальных - наибольшая из максимальных	мм/мин мм/мин	0,73 1,11
Поправка к осадкам на ветровой недоучет		1,02

Средняя месячная и годовая температура воздуха, средняя за месяц и за год суточная амплитуда температуры воздуха, средняя месячная и годовая относительная влажность, средняя за месяц и за год продолжительность солнечного сияния, соответствующая данному району, приведена в таблице 3.

Таблица 3 - Средняя месячная и годовая температура воздуха, средняя за месяц и за год суточная амплитуда температуры воздуха, средняя месячная и годовая относительная влажность, средняя за месяц и за год продолжительность солнечного сияния

Месяц	Средняя месячная и годовая температура воздуха, єС	Средняя за месяц и за год суточная амплитуда температуры воздуха, єС	Средняя месячная и годовая относительная влажность, %	Средняя за месяц и за год продолжительность солнечного сияния, час
Январь	минус 7,0	6,3	84	54
Февраль	минус 6,1	6,8	82	74
Март	минус 1,5	7,2	79	131
Апрель	6,6	8,6	70	176
Май	13,9	11,0	65	264
Июнь	17,0	10,8	69	261
Июль	18,5	10,5	71	260
Август	17,4	10,7	73	246
Сентябрь	12,5	10,2	77	168
Октябрь	6,5	7,8	81	115
Ноябрь	0,7	5,0	86	44
Декабрь	минус 4,1	5,0	88	31
Год	6,2	8,3	77	1824

Среднее за год число дней с температурой воздуха ниже и выше заданных пределов и с переходом температуры воздуха через 0 єС в течение суток, глубина промерзания грунта, глубина нулевой изотермы в грунте, снежный покров, среднее число дней с атмосферными явлениями за год, соответствующие данному району, приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Среднее число дней с температурой воздуха ниже и выше заданных пределов и с переходом воздуха через 0 єС в течение суток, глубина промерзания грунта, глубина нулевой изотермы в грунте, снежный покров, среднее число дней с атмосферными явлениями за год

Метеорологическая характеристика	Единица измерения	Величина
Среднее число дней с минимальной температурой воздуха равной и ниже: - минус 35 єС - минус 30 єС - минус 25 єС	сут сут сут	0,1 0,3 3
Среднее число дней с максимальной температурой воздуха равной и выше: - 25 єС - 30 єС - 34 єС	сут сут сут	45 6 0,6
Среднее число дней с переходом температуры воздуха через 0 єС	сут	68
Глубина промерзания грунта: - средняя из максимальных за год - наибольшая из максимальных - тип грунта	см см	63 148 песок
Глубина нулевой изотермы в грунте: - средняя из максимальных за год - максимум обеспеченностью - 0,90 - 0,98	см см см	61 115 154
Высота снежного покрова: - средняя из наибольших декадных за зиму - максимальная из наибольших декадных - максимальная суточная за зиму на последний день декады	см см см	19 59 52
Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова	сут	88
Среднее число дней с атмосферными явлениями за год: - пыльная буря - гроза - туман - метель	сут сут сут сут	1,6 27 54 19



2. Расчет водопотребления города и составление сводной таблицы водопотребления

2.1 Определение расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды населения

Расчетные расходы воды от населения определяются по расчетной численности населения и нормам водопотребления с учетом коэффициента неравномерности водопотребления.

Расчетную численность населения определяют по формуле

, (1)

где F - площадь жилых кварталов, га;

с - плотность населения, чел/га.

Среднесуточный расход воды определяется по формуле

, (2)

где К_н - коэффициент, учитывающий потребность в воде населенного пункта и неучтенные расходы (потери, протечки). Принимаем К_н = 1,15;

qн - норма водопотребления на одного человека в сутки, принимаемая по [1] в зависимости от степени санитарно-технического оборудования жилых зданий, л/сут.·чел.

.

Потребители расходуют воду на протяжении года, суток, часов весьма неравномерно, поэтому для проектирования системы водоснабжения необходимо также знать расходы воды в сутки с максимальным Q_cут.max и минимальным Q_cут.min водопотреблением.

(3)

где К_сут.max - максимальный коэффициент суточной неравномерности, принимают К_сут.max = 1,1..1,3 в соответствии с [1];

К_сут.min - минимальный коэффициент суточной неравномерности, принимают К_сут.min = 0,7..0,9 в соответствии с [1].

Принимаем К_сут.max = 1,2 и К_сут.min = 0,8.

Средний часовой расход определяется по формуле

Колебание водопотребления в течении суток характеризуется экспериментальной величиной - коэффициентом часовой неравномерности водопотребления К_час, определяемой из выражений

(4)



где б - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий, принимаемый по [1]: б_max = 1,2..1,4 и б_min = 0,4..0,6;

в - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимаемый по [1, таблица 1] в зависимости от численности населения.

Принимаем б_max = 1,3; б_min = 0,5; в_max = 1,15; в_min = 0,59.

Определим расчётные минимальные и максимальные часовы расходы на хозяйственно-питьевые нужды по формулам

; (5)

2.2 Определение расходов воды на производственные нужды

Цель расчета - определение расхода воды в смену на каждом предприятии, а также расхода воды в горячих цехах на прием душа в конце смены. Данные о регламенте работы предприятия (I, II или III смены) приводятся в задании.

Расход воды, м³/см, для холодных и горячих цехов каждой смены определяется соответственно по формулам



(6)

где N_х и N_г - число человек работающих соответственно в холодных и горячих цехах;

q_x и q_г - норма водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды для холодных и горячих цехов соответственно, q_x = 25 л/см.• чел, q_г =45 л/см.• чел [1]. Максимальный часовой расход бытовых сточных вод для холодных и горячих цехов определяется соответственно по формулам

(7)

где К_х и К_г - коэффициенты часовой неравномерности соответственно для холодных и горячих цехов, К_х = 3, К_г = 2,5 [1];

Т - продолжительность смены, ч.

Максимальный секундный расход воды для холодных и горячих цехов определяется соответственно по формулам

(8)

Расход воды на одну душевую сетку - 500 л/ч [1], время приёма душа - 45 минут после окончания смены.

Душевые расходы определяются по формулам

(9)

(10)

где q_д - норма расхода воды на одну душевую сетку, л/д.с., равная

N_д - количество душевых сеток, используемое в течение суток, определяется по формуле

(11)

где - общее число рабочих в горячем цеху;

N₁ - количество человек, пользующихся одной душевой сеткой.

Число человек в холодных и горячих цехах, количество используемых душевых сеток, значения расходов сточных вод на производственные нужды промышленных предприятий ПП1 и ПП2 сведены в таблицу 5.

Таблица 5- Определение расхода воды на промышленных предприятиях

Наименование предприятие	Смена	Наименование цеха
		холодный	горячий	душ
		мі/см	мі/ч	л/с	мі/см	мі/ч	л/с	мі/см	мі/ч	л/с
ПП1	1	3,15	1,18	0,33	2,43	0,76	0,21	0,75	0,75	0,21
	2	3,7	1,39	0,39	1,67	0,52	0,14	0,38	0,38	0,11
	3	4,28	1,61	0,45	0,86	0,27	0,08	0,38	0,38	0,11
ПП2	1	3,23	1,21	0,34	2,52	0,79	0,22	1,5	1,5	0,42
	2	3,8	1,42	0,39	1,71	0,53	0,15	1,13	1,13	0,31
	3	4,38	1,64	0,46	0,9	0,28	0,08	0,38	0,38	0,11
ПП3	1	3,33	1,25	0,35	2,57	0,80	0,22	4,13	4,13	1,15
	2	3,9	1,46	0,41	1,76	0,55	0,15	3,0	3,0	0,83
	3	4,5	1,69	0,47	0,9	0,28	0,08	1,5	1,5	0,42

Итого по промышленным предприятиям суммы максимальных секундных расходов:

?q_пп1 = 2,03 л/с;

?q_пп2 = 2,48 л/с;

?q_пп3 = 4,08 л/с.

2.3 Определение расходов воды на полив территории

Расчетные расходы на поливку зеленых насаждений определяются в зависимости от нормы поливки на единицу площади и площади поливаемой территории.

При отсутствии данных о площади поливаемой территории расход воды на поливку Q_п , м³/сут, определяется по формуле

, (12)

где q_п - норма расхода воды на поливку, л/сут·чел. Принимаем 50 л/сут·чел.

Принимаем пять часов поливки: с четырех до семи часов и с девятнадцати до двадцати одного часа.



3. Распределение воды по часам суток

После нахождения расходов на производственные, хозяйственно-питьевые нужды и на полив территории производим распределение воды по часам суток (таблица 6). Имея распределение воды по часам суток, строим интегральный и ступенчатый графики водопотребления (рисунок 1, 2).

По данным таблицы 6 можно сделать вывод, что наибольшее часовое водопотребление наблюдается с 19 до 20 часов и равно Q_max.час = 820,68 м³/ч.

Определим расчетные секундные расходов сети в час максимального водопотребления: а) максимальный

(13)

б) сосредоточенный

(14)

в) путевой

(15)

Таблица 6 - Распределение расхода воды населенного пункта по часам суток

Часы суток	Расход воды населением	Расход воды на поливку	Расход воды промышленными предприятиями	Общий расход воды	Ордината интегрирования
			горячие цеха	холодные цеха	душевые сетки
	%	мі/ч	%	мі/ч	%	мі/ч	%	мі/ч	мі/ч	%	мі/ч
0-1	1,5	114,55			12,05	0,32	6,25	0,82	4,51	1,19	120,2	1,19
1-2	1,5	114,55			12,05	0,32	12,50	1,65		1,15	116,52	2,34
2-3	1,5	114,55			12,05	0,32	12,50	1,65		1,15	116,52	3,49
3-4	1,5	114,55			12,05	0,32	18,75	1,48		1,17	117,35	4,66
4-5	2,5	190,90	20	474,29	12,05	0,32	6,25	0,82		6,62	666,33	11,28
5-6	3,5	267,26	20	474,29	12,05	0,32	12,50	1,65		7,38	743,52	18,66
6-7	4,5	343,62	20	474,29	12,05	0,32	12,50	1,65		8,14	819,88	26,8
7-8	5,5	419,98			15,65	0,42	18,75	2,48		4,20	422,88	31,0
8-9	6,25	477,25			12,05	0,90	6,25	0,61	2,26	4,78	481,02	35,78
9-10	6,25	477,25			12,05	0,90	12,50	1,21		4,76	479,36	40,54
10-11	6,25	477,25			12,05	0,90	12,50	1,21		4,76	479,36	45,3
11-12	6,25	477,25			12,05	0,91	18,75	1,82		4,77	479,98	50,07
12-13	5	381,80			12,05	0,91	6,25	0,61		3,81	383,32	53,88
13-14	5	381,80			12,05	0,91	12,50	1,21		3,81	383,92	57,69
14-15	5,5	419,98			12,05	0,91	12,50	1,21		4,19	422,0	61,88
15-16	6	458,16			15,65	1,18	18,75	1,83		4,58	461,17	66,46
16-17	6	458,16			12,05	0,62	6,25	0,71	6,38	4,63	465,87	71,09
17-18	5,5	419,98			12,05	0,62	12,50	1,43		4,19	422,03	75,28
18-19	5	381,80			12,05	0,62	12,50	1,43		3,81	383,85	79,09
19-20	4,5	343,62	20	474,29	12,05	0,62	18,75	2,13		8,15	820,68	87,24
20-21	4	305,45	20	474,29	12,05	0,62	6,25	0,71		7,76	781,07	95,0
21-22	3	229,08			12,05	0,62	12,50	1,43		2,30	231,13	97,3
22-23	2	152,72			12,05	0,62	12,50	1,43		1,54	154,77	98,84
23-24	1,5	114,55			15,65	0,80	18,75	2,13		1,16	117,48	100,00
Итого	100	7636,07	100	2371,45					13,15	100,00	10070,3

4. Гидравлический расчет трубопроводов

Цель гидравлического расчета - определение экономически наивыгоднейших диаметров труб и потерь напора в трубопроводе. Экономически выгодным является такой диаметр труб, при котором приведенные затраты на строительство и эксплуатацию трубопровода будут минимальными. Сеть делят на расчетные участки длиной не более 800 м. Участки разграничивают узлами. Узлы назначают во всех точках сети, где имеются сосредоточенные расходы воды, а также во всех точ ках пересечения линии и изменения диаметра труб и нумеруют, назначают участки и определяют удельный, путевой, узловой и расчетный расходы.

Удельный расход определяется по формуле

, (16)

где - расход воды, равномерно распределенный по длине сети, л/с;

- длина всей магистральной сети, м.

Путевой расход на участке определяется по формуле

, (17)

где l_i - длина участка, м.

Узловой расход определяется по формуле



. (19)

Таблица 7 - Расчет путевых и узловых расходов воды

Узел	Линия сети	Длина линий, м	Расход, л/с	Водо- потребитель	Расход воды водопотр., л/с	Полный узловой расход воды, л/с
			путевой	узловой
1	1 - ВБ	500	9,059	14,767	ПП3	4,08	18,847
	1 - 2	700	12,683
	1 - 20	430	7,791
2	2 - 1	700	12,683	8,606			8,606
	2 - 3	250	4,529
3	3 - 2	250	4,529	5,345			5,345
	3 - 4	340	6,160
4	4 - 3	340	6,160	13,951			13,951
	4 - 5	670	12,139
	4 - 25	530	9,603
5	5 - 4	670	12,139	12,320			12,320
	5 - 6	100	1,812
	5-21	590	10,689
6	6 - 5	100	1,812	5,526			5,526
	6 - 7	510	9,240
7	7 - 6	510	9,240	14,132	ПП2	2,48	16,612
	7 - 8	610	11,052
	7 - 24	440	7,972
8	8 - 7	610	11,052	6,342			6,342
	8 - 9	90	1,631
9	9 - 8	90	1,631	4,077			4,077
	9 - 10	360	6,522
10	10 - 9	360	6,522	9,965			9,965
	10 - 11	420	7,609
	10 - 26	320	5,798
11	11 - 10	420	7,609	8,062			8,062
	11 - 12	470	8,515
12	12 - 11	470	8,515	11,142			11,142
	12 - 13	760	13,769
13	13 - 12	760	13,769	13,135	ПП1	2,03	15,165
	13 - 14	390	7,066
	13 - 27	300	5,435
14	14 - 13	390	7,066	5,707			5,707
	14 - 15	240	4,348
15	15 - 14	240	4,348	4,711			4,711
	15 - 16	280	5,073
16	16-17	400	7,247	10,418			10,418
	16-15	280	5,073
	16-22	470	8,515
17	17-16	400	7,247	7.157			7,157
	17-18	390	7,066
18	18-17	390	7,066	5,617			5,617
	18-19	230	4,167
19	19-18	230	4,167	10,871			10,871
	19-20	490	8,878
	19-21	480	8,697
20	20-19	490	8,878	8,335			8,335
	20-1	430	7,791
21	21-19	480	8,697	9,693			9,693
	21-5	590	10,689
22	22-16	470	8,515	8,787			8,787
	22-23	500	9,059
23	23-22	500	9,059	7,066			7,066
	23-24	280	5,073
24	24-23	280	5,073	6,523			6,523
	24-7	440	7,972
25	25-4	530	9,603	4,802			4,802
26	26-10	320	5,798	2,899			2,899
27	27-13	300	5,435	2,718			2,718
Итого		12540	227,2	227,2		8,59	235,79

4.1 Гидравлический расчет сети на случай максимального водопотребления

Чтобы начать расчет, необходимо выбрать материал труб, диметры которых будут обеспечивать пропуск расчетных расходов.

В данной курсовом проекте принимаем пластмассовые трубы (полиэтиленовые, ГОСТ 18599-2001). Полиэтиленовые трубы изготавливают диаметром от 10 до 1200 мм.

После определения узловых расходов воды задаем точку схода потоков - точка 10 - и на схеме сети по всем участкам намечаем стрелками направление движения воды и распределение расходов, используя закон Кирхгоффа: расход воды, притекающий к узлу, должен быть равен расходу воды, вытекающему из узла.

По намеченным расходам воды для каждого участка определяем экономически наивыгоднейшие диаметры труб, скорость движения воды и потери напора в трубопроводе. Данные параметры для каждого участка подбираем по [5].

Потери напора на участке сети определим по формуле

, (20)

Где l-длина участка, м. Алгебраичекая сумма потерь напора по кольцу должна быть равна нулю. При этом потерям напора на участках с направлением движения воды по часовой стрелке присваивают знак “плюс”, против часовой стрелки - “минус”. Допускается невязка по внешнему контуру от 1 до 1,5 м, в отдельных кольцах от 0,5 до 1 м.

Если невязка больше допустимой, необходимо изменить диаметры труб и потери напора или увязать сеть. Увязку сети производят только в кольцевой схеме. Гидравлический расчет сети удобнее свести в таблицу 8

Таблица 8 - Расчет разводящей сети на пропуск секундного максимального расхода воды

№ п/п	Участок сети	Длина участка	Расчетный расход воды на участке q, л/с	Диаметр трубопровода d, мм	Скорость движения воды v, м/с	Потери напора, м
						1000i	на участке h = il
1	2	3	4	5	6	7	8
I	1-2	700	49,373	280	1,21	5,89	-4,123
	2-3	250	40,767	250	1,25	7,12	-1,78
	3-4	340	35,422	225	1,34	9,11	-3,097
	4-5	670	16,669	180	1,00	7,16	-4,797
	5-21	590	16,669	180	1,00	7,16	4,224
	21-19	480	26,362	200	1.26	9,51	4,565
	19-20	490	150,200	400	1,54	5,25	2,573
	20-1	430	158,535	400	1,62	5,75	2,473
						Сумма	0,038
II	5-6	100	21,018	200	1,02	6,56	-0,656
	6-7	510	15,492	160	1,15	10,7	-5,457
	7-24	440	15,492	160	1,15	10,7	4,708
	24-23	280	22,015	200	1,07	7,11	1,991
	23-22	500	29,081	225	1,11	6,56	3,28
	22-16	470	37,868	250	1,16	6,22	2,923
II	16-17	400	100,193	355	1,31	4,56	1,824
	17-18	390	107,350	355	1,39	5,05	1,970
	18-19	230	112,967	355	1,46	5,56	1,279
	19-21	480	26,362	200	1,26	9,51	-4,565
	21-5	590	16,669	180	1,00	7,16	-4,224
						Сумма	3,073
III	7-8	610	16,851	180	1,00	7,16	-4,368
	8-9	90	10,509	140	1,04	10,5	-0,945
	9-10	360	6,432	110	1,02	13,6	-4,896
	10-11	420	6,432	110	1,02	13,6	5,712
	11-12	470	14,494	160	1,08	9,49	4,460
	12-13	760	25,636	200	1,24	9,19	6,984
	13-14	390	41,489	250	1,28	7,43	2,898
	14-15	240	47,196	250	1,46	9,42	2,261
	15-16	280	51,907	280	1,26	6,31	1,767
	16-22	470	37,868	250	1,16	6,22	-2,923
	22-23	500	29,081	225	1,11	6,56	-3,28
	23-24	280	22,015	200	1,07	7,11	-1,991
	24-7	440	15,492	160	1,15	10,7	-4,708
						Сумма	0,971
Контур	1-2	700	49,373	280	1,21	5,89	-4,123
	2-3	250	40,767	250	1,25	7,12	-1,78
	3-4	340	35,422	225	1,34	9,11	-3,097
	4-5	670	16,669	180	1,00	7,16	-4,797
	5-6	100	21,018	200	1,02	6,56	-0,656
	6-7	510	15,492	160	1,15	10,7	-5,457
	7-8	610	16,851	180	1,00	7,16	-4,368
	8-9	90	10,509	140	1,04	10,5	-0,945
	9-10	360	6,432	110	1,02	13,6	-4,896
	10-11	420	6,432	110	1,02	13,6	5,712
	11-12	470	14,494	160	1,08	9,49	4,460
	12-13	760	25,636	200	1,24	9,19	6,984
	13-14	390	41,489	250	1,28	7,43	2,898
	14-15	240	47,196	250	1,46	9,42	2,261
	15-16	280	51,907	280	1,26	6,31	1,767
	16-17	400	100,193	355	1,31	4,56	1,824
	17-18	390	107,350	355	1,39	5,05	1,970
	18-19	230	112,967	355	1,46	5,56	1,279
	19-20	490	150,200	400	1,54	5,25	2,573
Контур	20-1	430	158,535	400	1,62	5,75	2,473
						Сумма	5,606

Кольца водопроводной сети должны быть в гидродинамическом равновесии, которое возможно при условии, что потери напора в трубах с движением воды по часовой стелке будут равны потерям напора в трубах с двжением воды против часвой стрелки. Это значит, что распределение потоков воды по линиям кольцевой сети должно быть таким, чтобы было выдержано равенство для каждого кольца сети

(21)

Потери напора по расчетным участкам кольца с движением воды по часовой стрелке со знаком плюс, на участках кольца с движением воды против часовой стрелки - со знаком минус.

Абсолютные величины допустимых невязок потерь напора не должны превышать: в кольцах - 0,5м, по внешнему контуру сети - 1,5м.

В данном случае невязка по первому кольцу составляет Дh = 0,038 м, по второму кольцу - Дh = 3,073 м, по третьему- Дh= 0,971 м, по внешнему контуру сети - Дh = 5,606 м.

Выполняем увязку сети по методу М.М.Андрияшева. Потеи напора в кольцах увязываем с помощью поправочных расходов Дq.

По методу М.М.Андрияшева поправочный расход Дq, л/с, определяется по формуле

,(22)

где

q_ср-средний расход воды для всех видов входящих в кольцо участков,л/с;

±h-невязка потерь напоров в кольце, м;

У|h|-сумма абсолютных значений потерь напора по кольцу, м

Средний расход воды для всех видов входящих в кольцо участков q_ср, л/с, определим по формуле

,(23)

где

q_i-риф ическая сумма расходов воды на всех участках кольца, л/с;

n-число участков в кольце.

Для первого кольца средний расход воды равен

л/с.

Поправочный расход равен

Аналогично, производя вычисления для второго кольца, получаем Дq = ,078 л/с и для третьего Дq = 0,258 л/с.

Знак поправочного расхода принимаем в зависимости от направления движения воды на участке. Если по участку вода движется по часовой стрелке, т.е. Дh имеет знак плюс, то знак поправочного коэффициента меняется на противоположный.

Вводим поправочные расходы и производим аналогичные вычисления. Результаты расчетов сводим в таблицу 9. Схема расчета сети на пропуск максимального расхода изображена на рисунке 5.

Таблица 9 - Первое исправление

№ п/п	Участок сети	Расчетный расход воды на участке	Длина участка	Первое исправление
				Поправочный расход ?q, л/с	Исправленный расход на участке q, л/с	Диаметр трубопровода d, мм	Скорость движения воды v, м/с	Потери напора, м
				в данном кольце	в смежном кольце	общий				1000i	на участке h = il
I	1-2	49,373	700	0,042		0,042	49,415	355	0,64	1,29	-0,903
	2-3	40,767	250	0,042		0,042	40,809	250	1,25	7,12	-1,78
	3-4	35,422	340	0,042		0,042	35,464	225	1,34	9,11	-3,097
	4-5	16,669	670	0,042		0,042	16,711	180	1,00	7,16	-4,797
	5-21	16,669	590	-0,042	2,078	2,036	18,705	200	0,90	5,27	3,109
	21-19	26,362	480	-0,042	2,078	2,036	28,398	225	1,07	6,17	2,962
	19-20	150,200	490	-0,042		-0,042	150,158	400	1,54	5,25	2,573
	20-1	158,535	430	-0,042		-0,042	158,493	450	1,62	5,75	2,473
										Сумма	0,54
II	5-6	21,018	100	2,078		2,078	23,096	180	1,38	12,7	-1,27
	6-7	15,492	510	2,078		2,078	17,57	180	1,06	7,93	-4,044
	7-24	15,492	440	-2,078	0,258	-1,82	13,672	180	0,81	4,92	2,165
	24-23	22,015	280	-2,078	0,258	-1,82	20,195	180	1,20	9,98	2,794
	23-22	29,081	500	-2,078	0,258	-1,82	27,261	225	1,03	5,79	2,895
	22-16	37,868	470	-2,078	0,258	-1,82	36,048	280	0,89	3,37	1,584
	16-17	100,193	400	-2,078		-2,078	98,115	355	1,27	4,33	1,732
	17-18	107,350	390	-2,078		-2,078	105,272	355	1,36	4,89	1,907
	18-19	112,967	230	-2,078		-2,078	110,889	355	1,44	5,39	1,239
	19-21	26,362	480	2,078	-0,042	2,036	28,398	225	1,07	6,17	-2,962
	21-5	16,669	590	2,078	-0,042	2,036	18,705	200	0,90	5,27	-3,109
										Сумма	0,895
III	7-8	16,851	610	0,258		0,258	17,109	180	1,03	7,54	-4,599
	8-9	10,509	90	0,258		0,258	10,767	140	1,07	10,9	-0,981
	9-10	6,432	360	0,258		0,258	6,69	110	1,05	14,4	-5,184
	10-11	6,432	420	-0,258		-0,258	6,174	110	0,97	12,5	5,25
	11-12	14,494	470	-0,258		-0,258	14,236	160	1,06	9,20	4,324
	12-13	25,636	760	-0,258		-0,258	25,378	225	0,96	5,07	6,853
	13-14	41,489	390	-0,258		-0,258	41,231	250	1,28	7,43	2,898
	14-15	47,196	240	-0,258		-0,258	46,938	250	1,43	9,08	2,179
	15-16	51,907	280	-0,258		-0,258	51,649	280	1,26	6,31	1,767
	16-22	37,868	470	0,258	-2,078	-1,82	36,048	280	0,89	3,37	1,584
	22-23	29,081	500	0,258	-2,078	-1,82	27,261	225	1,03	5,79	2,895
	23-24	22,015	280	0,258	-2,078	-1,82	20,195	180	1,20	9,98	2,794
	24-7	15,492	440	0,258	-2,078	-1,82	13,672	180	0,81	9,92	2,165
										Сумма	0,069

Невязка по кольцу Дh_к = 0,64 м.

4.2 Гидравлический расчет сети на пропуск максимального секундного и пожарного расходов

При проверочном расчете водопроводной сети на случай пожара диаметры труб не изменяют, основные потоки воды направляют к месту пожара. Точками пожара назначают узлы сети, наиболее удаленные от водонапорной башни или расположенные на высоких отметках. Расчетные расходы воды распределяют заново, сеть увязывают.

В соответствии с заданной численностью населения (47429 чел.) и этажностью застройки (3 этажа), принимаем расчётное количество одновременных пожаров - 2, возникающих в точках 7 и 13, и общий расход воды на один внутренний и один наружный пожар - 30 л/с [3].

Схема разводящей сети с внутренними и внешними пожарами изображена на рисунке 6.

Все расчеты сводим в таблицу 10.

Таблица 10 - Расчет разводящей сети на пропуск секундного максимального и пожарного расходов воды

№ п/п	Участок сети	Длина участка	Расчетный расход воды на участке q, л/с	Диаметр трубо-провода d, мм	Скорость движения воды v, м/с	Потери напора, м
						1000i	на участке h = il
1	2	3	4	5	6	7	8
I	1-2	700	56,873	355	1,38	7,43	-5,201
	2-3	250	48,267	250	1,49	9,77	-2,443
	3-4	340	42,922	225	1,62	12,8	-4,352
	4-5	670	24,169	180	1,44	13,7	-9,179
	5-21	590	24,169	200	1,44	13,7	8,083
	21-19	480	33,862	225	1,28	8,44	4,051
	19-20	490	202,7	400	2,08	8,92	4,371
	20-1	430	211,035	450	2,18	9,71	4,175
						Сумма	-0,495
II	5-6	100	36,018	180	2,14	27,8	-2,78
	6-7	510	30,492	180	1,79	20,2	-10,302
	7-24	440	30,492	180	1,45	12,2	5,368
	24-23	280	37,015	180	2,20	29,1	8,148
	23-22	500	44,081	225	1,69	13,9	6,95
	22-16	470	52,868	280	1,29	6,53	3,069
	16-17	400	145,193	355	1,88	8,62	3,448
	17-18	390	152,35	355	1,98	9,48	3,697
	18-19	230	157,967	355	2,03	9,92	2,282
	19-21	480	33,862	225	1,28	8,44	-4,051
	21-5	590	24,169	200	1,44	13,7	-8,083
						Сумма	7,746
III	7-8	610	16,851	180	1,00	7,16	-4,368
	8-9	90	10,509	140	1,04	10,5	-0,945
	9-10	360	6,432	110	1,02	13,6	-4,896
	10-11	420	6,432	110	1,02	13,6	5,712
	11-12	470	14,494	160	1,08	9,49	4,460
	12-13	760	25,636	225	0,98	5,24	3,982
	13-14	390	71,489	250	2,19	19,3	7,527
	14-15	240	77,196	250	2,38	22,3	5,352
	15-16	280	81,907	280	1,99	14,2	3,976
	16-22	470	52,868	280	1,29	6,53	-3,069
	22-23	500	44,081	225	1,69	13,9	-6,95
	23-24	280	37,015	180	2,20	2,91	-8,148
	24-7	440	30,492	180	1,79	20,2	-8,888
						Сумма	-6,255

Выполняем увязку сети по методу М.М.Андрияшева как и в предыдущем случае. Результаты сводим в таблицу 11.

Таблица 11 - Первое исправление

№ п/п	Участок сети	Расчетный расход воды на участке	Длина участка	Первое исправление
				Поправочный расход ?q, л/с	Исправленный расход на участке q, л/с	Диаметр трубопровода d, мм	Скорость движения воды v, м/с
				в данном кольце	в смежном кольце	общий				1000i	на участке h = il
I	1-2	56,873	700	-0,458		-0,458	56,415	355	0,73	1,63	-2,485
	2-3	48,267	250	-0,458		-0,458	47,809	250	1,46	9,42	-2,355
	3-4	42,922	340	-0,458		-0,458	42,464	225	1,62	12,8	-4,352
	4-5	24,169	670	-0,458		-0,458	23,711	180	1,41	13,2	-8,844
	5-21	24,169	590	0,458	4,506	4,964	29,133	200	1,40	11,5	6,785
	21-19	33,862	480	0,458	4,506	4,964	38,826	225	1,47	10,8	5,184
	19-20	202,7	490	0,458		0,458	203,158	400	2,08	8,92	4,371
	20-1	211,035	430	0,458		0,458	211,493	450	1,72	5,53	8,378
										Сумма	0,682
II	5-6	36,018	100	4,506		4,506	40,524	180	2,41	34,1	-3,41
	6-7	30,492	510	4,506		4,506	34,998	180	2,06	25,8	-13,158
	7-24	30,492	440	-4,506	-1,675	-6,181	24,311	180	1,17	8,27	3,639
	24-23	37,015	280	-4,506	-1,675	-6,181	30,834	180	1,82	20,8	5,824
	23-22	44,081	500	-4,506	-1,675	-6,181	37,9	225	1,43	10,3	5,15
	22-16	52,868	470	-4,506	-1,675	-6,181	46,687	280	1,14	5,28	2,482
	16-17	145,193	400	-4,506		-4,506	140,687	355	1,82	8,21	3,284
	17-18	152,35	390	-4,506		-4,506	147,844	355	1,90	8,84	3,448
	18-19	157,967	230	-4,506		-4,506	153,461	355	1,98	9,48	2,180
	19-21	33,862	480	4,506	0,458	4,964	38,826	225	1,47	10,8	-5,184
	21-5	24,169	590	4,506	0,458	4,964	29,133	200	1,40	11,5	-6,785
										Сумма	-6,955
III	7-8	16,851	610	-1,675		-1,675	15,176	180	0,91	6,08	-3,709
	8-9	10,509	90	-1,675		-1,675	8,834	140	0,86	7,51	-0,676
	9-10	6,432	360	-1,675		-1,675	4,757	110	0,75	7,96	-2,866
	10-11	6,432	420	1,675		1,675	8,107	110	1,29	20,6	8,652
	11-12	14,494	470	1,675		1,675	16,169	160	1,23	11,9	5,593
	12-13	25,636	760	1,675		1,675	27,311	225	1,03	5,79	4,400
	13-14	71,489	390	1,675		1,675	73,164	250	2,26	20,3	7,917
	14-15	77,196	240	1,675		1,675	78,871	250	2,41	22,8	5,472
	15-16	81,907	280	1,675		1,675	83,582	280	2,04	14,8	4,144
	16-22	52,868	470	-1,675	-4,506	-6,181	46,687	280	1,14	5,28	2,482
	22-23	44,081	500	-1,675	-4,506	-6,181	37,9	225	1,43	10,3	-5,15
	23-24	37,015	280	-1,675	-4,506	-6,181	30,834	180	1,82	20,8	-5,824
	24-7	30,492	440	-1,675	-4,506	-6,181	24,311	180	1,44	13,7	-6,028
										Сумма	9,443

4.3 Расчет водоводов

расход вода гидравлический сеть

Водоводы - трубопроводы, подающие воду от основных сооружений в магистральную разводящую сеть. Они прокладываются между насосной станцией второго подъема и водонапорной башней и на участке от водонапорной башни до первого водоразборного узла. Как правило, отбор воды из водоводов не производится. В зависимости от типа водоисточника, удалённости его от объекта водоснабжения, рельефа местности, количества транспортируемой воды, технико-экономических показателей водоводы подразделяются на напорные, самотечные (или гравитационные) и комбинированные.

Число линий водоводов принимают с учётом категории системы водоснабжения и очередности строительства. Для обеспечения необходимой пропускной способности водовода при аварии устраивают через определенное расстояние переключения.

Расчет водоводов выполняется для тех же режимов, по которым рассчитывают сеть, определяя экономически наивыгоднейший диаметр труб и потери напора в них.

В нашем случае водоводы от водонапорной башни к узлу 1 прокладывают в две линии. Соответственно, расход по каждой из линий составит

Расход по каждой из линий при пожаре

При аварии на одной из линий рабочая линия должна пропускать 70% необходимого расхода воды.

Гидравлический расчет водоводов сводим в таблицу 12.

Таблица 12 - Гидравлический расчет водоводов

Участок	Диаметр водовода d, мм	Длина l, м	Число работающих линий	Расход каждой линии водовода qв, л/с	Скорость движения воды в водоводе х, м/с	Уклон 1000i	Потери напора в водоводе, м
Максимальный водозабор
ВБ - 1	355	490	2	113,6	1,46	5,56	2,724
ВБ - 1	400	490	1	159,04	1,62	5,75	2,818
Максимальный водоразбор и пожар
ВБ - 1	400	490	2	143,6	1,46	4,77	2,377
ВБ - 1	450	490	1	201,04	1,64	5,08	2,489

Окончательно принимаем диаметр водоводов d_в=450 мм. Результаты пересчета потерь для этого диаметра сводим в таблицу 12.

Таблица 12 - Гидравлический расчет водоводов

Участок	Диаметр водовода d, мм	Длина l, м	Число работающих линий	Расход каждой линии водовода qв, л/с	Скорость движения воды в водоводе х, м/с	Уклон 1000i	Потери напора в водоводе, м
Максимальный водозабор
ВБ - 1	450	490	2	113,6	0,91	1,79	0,877
ВБ - 1	450	490	1	159,04	1,28	3,27	1,602
Максимальный водоразбор и пожар
ВБ - 1	450	490	2	143,6	1,15	2,71	1,328
ВБ - 1	450	490	1	201,04	1,64	5,08	2,489

Гидравлический расчет тупиков сведем в таблицу 13.



Таблица 13 - Гидравлический расчёт тупиков

Участок	Диаметр водовода d, мм	Длина l, м	Число работающих линий	Расход каждой линии водовода qв, л/с	Скорость движения воды в водоводе х, м/с	Уклон 1000i	Потери напора в водоводе, м
4-25	90	530	1	4,802	1,15	21,6	11,448
13-27	75	300	1	2,718	0,95	19,0	5,7
10-26	75	320	1	2,899	0,98	20,2	6,464



5. Определение размеров бака водонапорной башни

Общий объем водонапорной башни W_б, м³, определяется по следующей формуле

,(24)

Где W_р-регулирующий объем воды, м³;

W_п-неприкосновенный противопожарный запас воды, м³.

Регулирующий объем водонапорной башни определяем при ступенчатой работе насосной станции второго подъема. Более точно регулирующий объем подсчитывается табличным способом. В таблице 14 приведен расчет варианта работы насосной станции второго подъема при ступенчатой подаче.

Таблица 14 - Расчет регулирующей вместимости водонапорной башни при ступенчатой работе насосной станции второго подъема

Часы суток	Расходы воды, %	Подача воды насосами, %	Поступление в бак, %	Расход из бака, %	Остаток воды в баке, %
0 - 1	1,19	1,5	0,31		0,31
1 - 2	1,15	1,5	0,35		0,66
2 - 3	1,15	1,5	0,35		1,01
3 - 4	1,17	1,5	0,33		1,34
4 - 5	6,62	4,9		1,72	-0,38
5 - 6	7,38	4,9		2,48	-2,86
6 - 7	8,14	4,9		3,24	-6,1
7 - 8	4,20	4,9	0,7		-5,4
8 - 9	4,78	4,9	0,12		-5,28
9 - 10	4,76	4,9	0,14		-5,14
10 - 11	4,76	4,9	0,14		-5,0
11 - 12	4,77	4,9	0,13		-4,87
12 - 13	3,81	4,8	0,99		-3,88
13 - 14	3,81	4,8	0,99		-2,89
14 - 15	4,19	4,9	0,71		-2,18
15 - 16	4,58	4,9	0,32		-1,86
16 - 17	4,63	4,9	0,27		-1,59
17 - 18	4,19	4,8	0,61		-0,98
18 - 19	3,81	4,8	0,99		0,01
19 - 20	8,15	4,9		3,25	-3,24
20 - 21	7,76	4,9		2,86	-6,1
21 - 22	2,30	4,8	2,5		-3,6
22 - 23	1,54	4,8	3,26		-0,34
23 - 24	1,16	1,5	0,34		0,00
У	100,00	100,00	13,55	13,55

Режим работы насосной станции второго подъема надо выбирать такой, чтобы сумма максимальных разностей по избытку (И) и недостатку (Н) воды была бы наименьшей, т.е. чтобы объем регулирующей емкости был минимальным.

Так, если принять работу насосной станции в течение 24 часов, при ступенчатой подаче, то сумма разностей по избытку и недостатку составит

И + Н = 1,34 + 6,1 = 7,44 %. (25)

Регулирующий объем воды W_р, м³, в баке водонапорной башни определяем по формуле

(26)

Неприкосновенный противопожарный запас воды W_пож, м³, в баках водонапорных башен следует рассчитывать на десятиминутную продолжительность тушения одного внутреннего и одного наружного пожаров при подаче наибольшего расхода воды на другие нужды по формуле



, (27)

Где q_с.max -секундный максимальный расход воды в сети, л/с;

q_п.н, q_п.в-принятые при расчете сети расходы воды на тушение одного наружного и одного внутреннего пожаров, л/с.

.

Тогда объем бака водонапорной башни

W_б = 749,2 + 154,78 = 904,01 м³.

Принимаем типовую башню с двумя металлическим баками объемом W = 500 м³ каждый.

Бак водонапорной башни выполняется в форме цилиндра высотой h и диаметром d. Объем бака рассчитывается по формуле

.(28)

Так как между высотой и диаметром существует зависимость , то формула для определения объема бака примет вид

. (29)

Из формулы (29) определим значение диаметра бака , м,

Примем диаметр бака водонапорной башни d = 10 м.

Примем высоту бака h = 7 м.

Выразим из уравнения (28) высоту бака h

Подставив в эту формулу значения пожарного и регулирующего объемов, найдем соответственно высоту пожарного и высоту регулирующего запасов воды в баке



6. Определение высоты ствола водонапорной башни

Высота ствола водонапорной башни определяется по формуле

, (30)

где

H_св-свободный напор в диктующей точке, м;

Уh-сумма потерь напора в трубах сети при максимальном водозаборе на участках от башни до диктующей точки, м;

Z_б, Z_д-поверхности земли у башни и диктующей точке, м.

Свободный напор в сети водопровода для хозяйственно-питьевого водопотребления определяется в зависимости от этажности зданий: при одноэтажной застройке H_св составляет не менее 10 м, а при большей этажности на каждый этаж добавляется по 4 м.

Следовательно

. (31)

где n - количество этажей жилых кварталов, n = 5, n = 3.

Так, свободный напор H_св, м, для жилых кварталов с пятиэтажной застройкой (n = 5) м.

Свободный напор H_св, м, для жилых кварталов с трехэтажной застройкой (n = 3)

м.

В данном курсовом проекте Z_б = 120,3 м, Z_д = 114,0 м.

Сумма по пути ВБ - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7-8-9-10 составляет

Сумма по пути ВБ - 1 - 20 - 19 - 21 - 5 - 6 - 7-8-9-10 составляет

Сумма по пути ВБ -1 -20- 19 -18- 17 -16 -22-23-24-7-8-9-10 составляет

Сумма п о пути ВБ -1 -20- 19 -18- 17 -16 -15-14-13-12-11-10 составляет

Принимаем максимальное значение потерь

В рассматриваемом контуре диктующей является точка 10, поэтому именно для нее и рассчитывается высота ствола водонапорной башни.

Проверим достаточность вычисленной высоты башни для обеспечения нужного напора при пожаре в диктующей точке 10.

Необходимая высота башни при пожаре

Свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления при тушении пожара должен быть не менее 10 м от поверхности земли. Сумма по пути ВБ - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7-8-9-10 составляет

Сумма по пути ВБ - 1 - 20 - 19 - 21 - 5 - 6 - 7-8-9-10 составляет

Сумма по пути ВБ - 1 -20 - 19 - 18 - 17 -16 -22-23-24-7-8-9-10 составляет

Сумма по пути ВБ -1 -20- 19 -18- 17 -16 -15-14-13-12-11-10 составляет

Принимаем максимальное значение потерь

Тогда необходимая высота башни при пожаре

Так как то принимаем высоту ствола водонапорной башни Н_б=47 м. Необходимый напор при пожаре будут создавать насосы.



7. Определение размеров резервуаров чистой воды

Для повышения надежности системы водоснабжения применяют резервуары чистой воды (РЧВ) для хранения в них регулирующего, противопожарного, аварийного запасов воды и запаса воды на собственные нужды. Общее число резервуаров в одном узле должно быть не менее двух.

Общий объём резервуара чистой воды, W, м³,

(32)

где W_p - регулирующий объём воды, м³;

W_пож - полный неприкосновенный противопожарный запас воды, м³;

W_ав. - объем на случай аварии, м³;

W_{соб.нуж.} - объем воды на собственные нужды водоочистной станции, м³.

Регулирующий объем вычисляем по таблице 13.

Таблица 15 - Расчет регулирующей вместимости резервуаров чистой воды

Часы суток	Подача воды НC-I,%	Забор воды насосами второго подъема, %	Поступление в РЧВ, %	Расход из РЧВ, %	Остаток воды в РЧВ, %
0 - 1	4,17	1,5		2,67	-2,67
1 - 2	4,17	1,5		2,67	-5,34
2 - 3	4,16	1,5		2,66	-8
3 - 4	4,17	1,5		2,67	-10,67
4 - 5	4,17	4,9	0,73		-9,94
5 - 6	4,16	4,9	0,74		-9,2
6 - 7	4,17	4,9	0,73		-8,47
7 - 8	4,17	4,9	0,73		-7,74
8 - 9	4,16	4,9	0,74		-7,0
9 - 10	4,17	4,9	0,73		-6,27
10 - 11	4,17	4,9	0,73		-5,54
11 - 12	4,16	4,9	0,74		-4,8
12 - 13	4,17	4,8	0,63		-4,17
13 - 14	4,17	4,8	0,63		-3,54
14 - 15	4,16	4,9	0,74		-2,8
15 - 16	4,17	4,9	0,73		-2,07
16 - 17	4,17	4,9	0,73		-1,34
17 - 18	4,16	4,8	0,64		-0,7
18 - 19	4,17	4,8	0,63		-0,07
19 - 20	4,17	4,9	0,73		0,66
20 - 21	4,16	4,9	0,74		1,4
21 - 22	4,17	4,8	0,63		2,03
22 - 23	4,17	4,8	0,63		2,66
23 - 24	4,16	1,5		2,66	0,00
У	100,00	100,00	13,33	13,33

Используя формулы (25) и (26) применительно расчета резервуара, находим регулирующий объем

И + Н = 2,66 + 10,67 = 13,33 %;

Полный неприкосновенный пожарный объём воды, W_пож, м³,

(33)

где t - продолжительность тушения пожара, t = 3 часа;

q_пож - расход воды на тушение пожара, q_пож = 30 л/с;

n - расчетное число одновременных пожаров [3], n = 2;

a, b, c - ординаты трёх смежных часов наибольшего водопотребления, %; Q_сут.max - суточная максимальная подача воды, м³/сут.

Запас воды на случай аварии равен



(34)

где t - время необходимое на ликвидацию аварии на водоводе, принимается в зависимости от диаметра и глубины заложения труб, t = 12.

Объем воды на собственные нужды водоочистной станции рассчитывается на две промывки одного фильтра. При отсутствии данных о водоочистной станции объем можно определить ориентировочно как 3-12% от Q_сут.max._. Примем 7%.

Общий объём резервуара чистой воды составит

Принимаем два разнотипных прямоугольных резервуара объемом 6000 м³ и 3000 м³ каждый, из сборного железобетона, высотой 4,8 м, размером в плане 3636 м и 2430 м.

Вычислим слой воды для резервуара вместимостью 6000 мі

(35)

где F - площадь резервуара, м².

Наивысший уровень воды в резервуаре ₆ принимают на 0,5 м выше отметки поверхности земли ₁.

₆ = ₁ + 0,5 = 118,9 + 0,5 = 119,4 м.

Отметка дна резервуара



₂ = ₆ - Н_В = 119,4 - 4,55 = 114,9 м.

Отметка высшего уровня воды в резервуаре при хранении его неприкосновенного противопожарного объёма

₃ = ₂ + h_пож,

где h_пож - высота противопожарного слоя воды, вычисляется по формуле (35) с подстановкой пожарного объема воды

₃ = 114,9 + 1,35 = 116,3 м.

Отметка уровня воды в резервуаре при хранении его аварийного объёма

₄ = ₃ + h_ав ,

где h_ав - высота аварийного слоя воды, вычисляется по формуле (35) с подстановкой аварийного объема воды

₄ = 116,6 + 1,81 =118,4 м.

Отметка уровня воды в резервуаре при хранении объёма воды на собственные нужды



₅ = ₄ + h_{соб.нуж.},

где h_{соб.нуж.} - высота слоя воды для собственных нужд, вычисляется по формуле (35) с подстановкой объема воды на собственные нужды

₆ = 118,4 + 0,36 = 118,8 м.

Отметка уровня воды в резервуаре при хранении его регулирующего объёма

₆ = ₅ + h_р,

где h_р - высота регулирующего слоя воды, вычисляется по формуле (33) с подстановкой регулирующего объема воды

₆ = 118,8+ 0,69 = 119,4 м.



8. Определение свободных напоров и построение пьезометрических линий

Свободные напоры определяются во всех расчетных узлах магистральной водопроводной сети, водоводах и водонапорной башне (до дна резервуара). За диктующую точку принимаем наиболее удаленную от источника питания точку 10.

Начальная отметка пьезометра равна сумме отметки поверхности земли и свободного напора в критической точке. Пьезометрическая отметка последующего узла равна сумме пьезометрической отметки предыдущего узла и потерь напора на расчетном участке. Величина фактического свободного напора равна разности между пьезометрической отметкой и отметкой поверхности земли.

Расчеты по определению свободных напоров для максимально хозяйственного водопотребления сводим в таблицу 16.

Таблица 16 - Определение свободных напоров для максимального водопотребления

Номер расчетных узлов	Номера расчетных участков	Потери напора на участках, м	Необх. свободный напор, м	Отметки, м	Фактический свободный напор, м
				пьезометрические	поверхности земли
1	2	3	4	5	6	7
ВБ	ВБ-1	1,602	47	167,4	120,4	47
1	1-20	2,473	26	165,798	119,1	46,698
20	20-19	2,573	26	163,325	119,5	43,825
19	19-18	1,239	26	160,752	118,5	42,252
18	18-17	1,907	26	159,513	118,5	41,013
17	17-16	1,732	26	157,606	117,4	40,206
16	16-15	1,767	18	155,874	116,6	39,274
15	15-14	2,179	18	154,107	116,1	38,007
14	14-13	2,898	18	151,928	116,1	35,828
13	13-12	6,853	18	149,03	115,5	33,53
12	12-11	4,324	18	142,177	115,3	26,877
11	11-10	5,25	18	137,53	114,9	22,953
10			18	132,03	114,0	18,603

Аналогичные расчеты произведем для свободных напоров при пожаре.

Расчеты по определению свободных напоров при пожаре сводим в таблицу 17.

Таблица 17 - Определение свободных напоров при пожаре

Номер расчетных узлов	Номера расчетных участков	Потери напора на участках, м	Необх. свободный напор, м	Отметки, м	Фактический свободный напор, м
				пьезометрические	поверхности земли
1	2	3	4	5	6	7
ВБ	ВБ-1	5,08	61	181,4	120,4	61
1	1-20	4,175	10	176,32	119,1	57,22
20	20-19	4,371	10	172,145	119,5	52,645
19	19-18	2,282	10	167,774	118,5	49,274
18	18-17	3,697	10	165,492	118,5	46,992
17	17-16	3,448	10	161,795	117,4	44,395
16	16-15	3,976	10	158,347	116,6	41,747
15	15-14	5,352	10	154,371	116,1	38,271
14	14-13	7,527	10	149,019	116,1	32,919
13	13-12	3,982	10	141,492	115,5	25,992
12	12-11	4,460	10	137,51	115,3	22,21
11	11-10	5,712	10	133,05	114,9	18,15
10			10	127,338	114,0	13,338



Заключение

В данном курсовом проекте спроектирована водопроводная сеть города Наровля. Город расположен в Гомельской области. Численность населения города - 47429 человек, плотность - 105 чел/га. В данном населенном пункте имеется три крупных промышленных предприятия. Застройка города трех- и пятиэтажная. В этажных зданиях устроен внутренний водопровод, канализация, водоснабжение с газовыми водонагревателями.

Проект включил в себя расчеты расходов воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды с учетом неравномерности водопотребления на протяжении года, суток, часов, а также расчет расхода на полив территории.

По составленной таблице распределения расхода воды населенного пункта по часам суток найдено значение наибольшего часового водопотребления, которое наблюдается с 19 до 20 часов и равно Q_max.час = 820,68 м³/ч.

В ходе гидравлического расчета сети определены экономически наивыгоднейшие диаметры труб и потери напора в трубопроводе. В данном курсовом проекте приняты пластмассовые трубы (полиэтиленовые, ГОСТ 18599-2001).

Для хранения регулирующего и пожарного запасов воды и для создания свободного напора в диктующей точке принята водонапорная башня с железобетонным баком объемом W = 500 м³. Диаметр бака d = 10 м, высота h = 7 м. Высота ствола водонапорной башни Н_б=47 м (при ее определении учитывался необходимый свободный напор, отметка земли в месте установки водонапорной башни и в диктующей точке и потери напора).

Также для хранения регулирующего, неприкосновенного противопожарного, аварийного запасов и расхода воды на собственные нужды водоочистной станции запроектировано два резервуара чистой воды прямоугольной формы, объемом 6000 м³ и 3000 м³ каждый, из сборного железобетона, высотой 4,8 м, размером в плане 3636 м и 24 30 м.

Во всех расчетных узлах магистральной водопроводной сети, водоводах и водонапорной башне (до дна резервуара) определены свободные напоры. По результатам этого расчета построены пьезометрические линии и линии свободного напора.

Размещено на Allbest.ru