Обеспечение малых скоростей поступления воды в водоприемное отверстие водозабора

СОДЕРЖАНИЕ

         

          ВВЕДЕНИЕ	7

1        АДМИНИСТРАТИВНО-ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ВОДОСНАБЖЕНИЯ	9

1.1    Общие сведения об объекте	9

1.2     Природно-климатические условия	9

1.2.1  Метеорологические условия	9

1.2.2  Геологические   условия	10

1.2.3  Грунтовые воды	10

1.2.4  Рельеф	11

1.3     Сведения об источниках водоснабжения	11

2        ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР	13

2.1     Шуга	13

2.2     Методы борьбы с шугой	15

2.2.1  Обеспечение малых скоростей поступления воды в водоприемное  отверстие водозабора	15

2.2.2  Пневмозащита	16

2.2.3  Сброс теплой воды выше водозабора по течению реки	17

2.2.4  Обогрев элементов и решеток в окнах водоприемника	17

2.2.5  Применение специальных фильтрующих водоприемных оголовков	18

2.2.6  Устройство ковшевых водозаборов	19

3        ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОТРЕБНОСТИ	21

3.1     Расходы воды на хозяйственно - питьевые и бытовые нужды.	21

3.2     Определение расхода воды для зданий коммунального и	23

3.2.1  Расходы воды для нужд больницы	23

3.2.2  Расходы воды для нужд бани	24

3.2.3  Расходы воды для нужд прачечной	24

3.2.4  Расходы воды для нужд школы	25

3.2.5  Расходы воды для нужд столовой	25

3.3     Определение расхода воды для зданий общественного и коммунального назначения, не входящих в общую норму водопотребления	26

3.3.1  Расходы воды для нужд гостиницы	26

3.3.2  Расходы воды для нужд гаражa	26

3.4     Определение расходы воды на нужды промышленного предприятия	27

3.4.1  Определение расхода воды на технологические нужды	27

3.4.2  Определение расходов воды на ХПН рабочих промышленного предприятия	27

3.4.3  Определение расхода воды на приём душа работниками промышленного  предприятия	28

3.4.4  Определение воды на поливку территории ПП	29

3.5     Определение расхода воды на поливку территории города	30

3.6     Определение расхода воды на пожаротушение	30

3.7     Распределение расхода воды по часам суток	31

3.7     Трассировка водопроводной сети	31

4        ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ	33

4.1     Подготовка водопроводной сети к расчету	33

4.2     Гидравлический расчёт	38

5        РАСЧЕТ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ	39

5.1     Выбор схемы водозабора	39

5.2      Выбор конструкции водоприемных сооружений	39

5.3       Гидравлический расчет водозаборов	39

5.3.1  Определение производительности водозабора	40

5.3.2  Определение площади водоприемных окон	41

5.3.3   Подбор решеток	42

5.3.4   Подбор сеток	42

5.3.5   Расчет самотечных линий	43

5.3.6   Определение   отметок расчетных уровней   воды   в приемном отделении   берегового колодца	44

5.4      Определение отметки оси насоса	46

5.5      Подбор насосов I-го подъема	47

5.6      Конструирование водозабора	48

6         ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВОДООЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ	51

6.1      Определение расчетной производительности   очистных сооружений	51

6.2      Характеристика качества воды	51

6.3      Выбор и обоснование технологической схемы очистки воды	51

6.4      Реагентное хозяйство	52

6.5      Расчет реагентного хозяйства	54

6.5.1   Устройства для хранения коагулянта	54

6.5.2   Устройства для хранения флокулянта	55

6.5.3   Устройства для хранения извести	55

6.5.4   Устройства для приготовления раствора коагулянта	56

6.5.5   Расчет сооружений для приготовления раствора флокулянта	60

6.5.6   Расчет сооружений для приготовления извести	61

6.6      Расчет смесителя	65

6.7      Расчет контактных префильтров	69

6.8      Расчет скорых фильтров	73

6.9      Расчет сетчатого барабанного фильтра	79

6.10    Расчет резервуара чистой воды	80

6.11    Повторное использование воды	83

6.12    Обеззараживание воды	84

6.13    Определение диаметров труб обвязки	85

6.14    Компоновка водоочистных сооружений	86

6.15    Построение высотной схемы	87

7         САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЗДАНИЙ	91

7.1      Выбор системы и схемы холодного водоснабжения	91

7.2      Гидравлический расчет сети внутреннего водопровода	93

7.3      Определение требуемого напора в наружной водопроводной сети	96

7.4      Проектирование поливочного водопровода	96

7.5      Проектирование систем внутреннего горячего водоснабжения зданий	97

7.5.1   Выбор системы и схемы горячего водоснабжения здания	97

7.5.2   Гидравлический расчет системы горячего водоснабжения	97

7.6     Определение потребного напора	101

7.7     Определение часовых расходов горячей воды в час наибольшего водопотребления	101

7.8     Расчет водонагревателя	102

7.9     Проектирование и расчет системы внутренней канализации	104

7.10   Расчет системы канализации	104

7.11   Расчет дворовой канализационной сети	105

7.12   Расчет внутренних водостоков	107

8        ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ	109

8.1     Область применения технологической карты	109

8.2     Расчет геометрических размеров траншеи	109

8.3     Расчет геометрических размеров котлована	112

8.4     Определение объема земляных работ	114

8.4.1  Определение объема траншеи	114

8.4.2  Определение объема котлованов для колодцев	115

8.4.3  Определение объема растительного слоя	117

8.4.4  Определение объема грунта, разрабатываемого вручную в приямках	117

8.4.5  Определение объема ручного добора грунта	117

8.4.6  Определение объема грунта, разработанного механическим способом	118

8.4.7  Определение объема вытесненного грунт	118

8.4.8  Определение объема вынутого грунта	120

8.4.9  Определение объема грунта для обратной засыпки	120

8.5     Определение размеров отвала	121

8.6     Описание организации технологии строительного процесса, обоснование выбора строительных машин	123

8.7.1  Подготовительные работы	123

8.7.2  Срезка растительного слоя	123

8.7.3. Разработка грунта механизированным способом	124

8.7.5  Обратная засыпка котлована	127

8.7.6  Обратная засыпка котлована бульдозером с уплотнением	128

8.7.7  Выбор монтажного крана	128

8.7.8  Укладка чугунных трубопроводов	129

8.7.9  Устройство колодцев	131

8.7.10 Испытания трубопровода	131

8.7.11 Обвалование площадки	132

8.10    Калькуляция трудовых затрат	135

9        ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА	138

9.1     Общие положения о санитарной охране источников водоснабжения	138

9.2     Определение границ поясов	139

9.2.1  Определение границ поясов ЗСО поверхностного источника	139

9.2.2  Определение границ ЗСО водопроводных сооружений, водоводов	139

9.3     Основные мероприятия на территории ЗСО	140

9.3.1  Мероприятия по I поясу	140

9.3.2  Мероприятия по II и III поясу	140

9.3.3  Мероприятия по II поясу	141

9.3.4  Мероприятия по санитарно-защитной полосе водоводов	141

10      БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА	143

10.1   Инструкция по безопасному ведению земляных работ при прокладке трубопровода в траншее	143

11     ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ	149

11.1  Определение капитальных вложений	150

11.2  Определение годовых эксплуатационных затрат	151

11.3  Определение значений приведенных затрат	157

11.4  Определение проектной себестоимости 1 м3  воды	157

11.5  Определение прибыли и срока окупаемости	157

         ЗАКЛЮЧЕНИЕ	161

         СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	163

         ПРИЛОЖЕНИЕ 1	167

         ПРИЛОЖЕНИЕ 2	173







ВВЕДЕНИЕ

Водоснабжение занимает высокое и почетное место среди различных отраслей техники, которые направлены на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных пунктов и развития промышленности.

Водоснабжение – подача подземных или поверхностных вод потребителям в требуемом количестве и высоком качестве. Система водоснабжения или водопровод – сооружения, целью которых является решение задач водоснабжения. Задачами водоснабжения являются: получение воды из источников, ее очистка, транспортирование и подача водопотребителям.

Вода подается не только для нужд населения и промышленности, а также для сельского хозяйства, целью которого является выращивание сельскохозяйственных культур и получения хорошего урожая.

Целью данного проекта является расчет водопотребности, водозаборных и очистных сооружений города Мурмино Рязанской области, гидравлический расчет сети для выбора диаметров водопроводной сети. Также в данном проекте производится расчет внутреннего водопровода и канализации двухэтажного общежития и разработка технологической карты на монтаж и прокладку участка трубопровода. В экологической части проекта был поставлен вопрос о санитарной охране источников водоснабжения. В технико-экономическом обосновании будет выполнено сравнение вариантов водозабора воды (забор воды из реки и забор воды из скважины).

1 АДМИНИСТРАТИВНО-ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ВОДОСНАБЖЕНИЯ

1.1 Общие сведения об объекте

Объект водоснабжения - город Мурмино, расположенный в Рязанской области. Среди запроектированных объектов - высотные многоквартирные жилые дома, жилые дома малой этажности, торгово-офисные центры, продовольственный супермаркет, детский сад, автомагазин с пунктом шиномонтажа. Новый жилой район отличается высокой степенью благоустройства. Поэтому высокие требования предъявляются и к системе водоснабжения, которая должна обеспечить надежность подачи воды потребителю и необходимое ее качество. В данном случае, этот вопрос необходимо решить с учетом исходных данных и конкретных условий. 

Данные по торговым площадям магазинов приведены в таблице 1.1.



  Таблица 1.1 – Торговые площади магазинов

Наименование объекта

Торговая площадь, м2

1

2

Торговый центр «Мебель»

1200

Торговый центр «Промтовары»

         340

Магазин «Гастроном»

440

Продовольственный супермаркет

650

Торгово-офисный центр № 17 по ГП

470

Торгово-офисный центр № 18 по ГП

710

Автомагазин

820

1.2 Природно-климатические условия

1.2.1 Метеорологические условия

Метеорологические условия характеризуются следующими данными приведенными в таблице 1.2.

 Господствующее направление ветра - юго-западное.

1.2.2 Геологические   условия

Площадка объекта проектирования сложена суглинками. Глубина промерзания грунта 1,7 м.



  Таблица 1.2 - Климатические характеристики района строительства

Показатель

Ед. измерения

Количество

1

2

3

Средняя температура наиболее жаркого месяца

С

20,8

Средняя температура наиболее холодного месяца

С

-19,0

Абсолютная максимальная температура

С

34

Абсолютная минимальная температура

C

- 45

Относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца

%

88,0

Относительная влажность воздуха наиболее жаркого месяца

%

63

Среднегодовое количество осадков

мм

675

1.2.3 Грунтовые воды

В увлажненные периоды года возможно появление грунтовых вод в виде "верховодки".  Подземные воды в период бурения были вскрыты отдельными скважинами. Максимальный уровень грунтовых вод зафиксирован на глубине 3,0 м от поверхности.

В естественных условиях грунтовые воды не агрессивны по отношению к бетонам нормальной плотности. 

1.2.4 Рельеф

Рельеф площадки города с естественным уклоном. Отметки рельефа в пределах площади застройки колеблются от 96,000 м в северной части до 102,000 м в южной.

1.3 Сведения об источниках водоснабжения

На первый взгляд, наиболее рациональным было бы подключение нового микрорайона к городскому водопроводу. Однако, качество воды в нем далеко не всегда соответствует нормативам, так как присутствует вторичное загрязнение воды в результате движения ее по трубопроводам сети, срок службы которых в большинстве случаев уже истек. Кроме того, на очистных сооружениях в воду добавляются повышенные дозы хлора для обеззараживания и других реагентов, что ухудшает ее потребительские качества.

Показатели качества воды по результатам анализа пробной откачки из водоносного горизонта существующего водозабора из реки приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Показатели качества воды в водоносном горизонте

Показатель

Ед. изм.

Кол-во

1

2

3

Общая жесткость

ммоль/л

6,0

Щелочность

ммоль/л

5,5

Хлориды

мг/л

56,5

Сульфаты

мг/л

364,5

Мутность

мг/л

1,4

Цветность

Град.

15

Коли-индекс



3

Общее микробное число



10

рН



7,0

Железо общее

мг/л

5,5

Нитраты

мг/л

0,0008

Окисляемость

мгО2/л

2,5

Запах

Баллы

1

Привкус

Баллы

1

Углекислота

мг/л

25,0



В данном случае вода из реки отвечает требованиям [1] по бактериологическим показателям и химическому составу за исключением железа.

Таким образом, самым удачным вариантом является использование для водоснабжения воды из р. Ока.



2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2.1 Шуга

Требования надежности и эффективности работы водозаборов становятся все актуальнее в наше время, особенно в зимний период, так как он характеризуется минимумом воды в источнике водоснабжения и сложными гидрологическими условиями. Одной из самых серьезных проблем, которые возникают в этот период, является обрастание элементов водозаборов шугой и донным льдом. Эти рыхлые скопления льда серьезно мешают нормальной работе водозаборных сооружений и даже могут полностью вывести их из строя, что ведет к прекращению приема воды из источника и другим более серьезным последствиям. Полностью предотвратить влияние шуги на водозаборы не удается, поэтому важно проводить мероприятия, которые предотвращают попадание льда на элементы водозабора. Поскольку водозаборные сооружения являются наиболее уязвимой частью системы водоснабжения городов, то анализ и оценка методов по борьбе с шугой является актуальной задачей.

Скорость воды в реке препятствует образованию льда. Поэтому при отрицательных температурах воздуха до образования ледостава осенью и после вскрытия льда весной вода переохлаждается, и ее температура вследствие турбулентности потока может стать отрицательной. Это вызывает образование внутриводного льда – шуги, которая представляет собой беспорядочно движущиеся в воде кристаллы льда. В зависимости от количества образовавшейся шуги она может частично или полностью заполнять сечение русла реки, затрудняя водозабор. Образование шуги на реке представлено на рисунке 2.1.

При малоподвижной воде (скорости до 0,5 м/с) с установлением отрицательных среднесуточных температур воздуха температура воды быстро снижается на поверхности до нуля (самая плотная и теплая вода при +4 °С – на дне). Дальнейшее похолодание приводит к тому, что поверхностный слой воды переохлаждается до –1,4 °С.



Рисунок 2.1- Образование шуги на реке



При попадании из атмосферы затравок (снежинок, пылинок) на них и на взвешенных веществах в воде возникают кристаллы льда. Они смерзаются и образуют плавающие ледяные пленки. Последние постепенно смерзаются и дают начало ледяному покрову, который со временем утолщается.

В подвижной воде (при скоростях свыше 0,5 м/с и при ветре) за счет турбулентного перемешивания кристаллы льда и переохлажденные пленки (внутриводный лед) увлекаются в толщу потока и спускаются до дна. Там они примерзают к поверхностям выступающих переохлажденных элементов дна и становятся затравкой для дальнейшего роста кристаллов - образуется донный лед. Из-за притока тепла от пород русла донный лед оттаивает, отрывается и всплывает, образуя с внутриводным льдом шугу. Вместе с кристаллами льда может флотировать песок, гравий и даже камни. Донный лед образуется в холодное ночное время, а днем всплывает и образует во второй половине дня шугоход.

Шуга, двигаясь с течением реки, попадает к водозаборам. При этом ледяная взвесь обволакивает водоприемные сооружения, намерзает на прутья решеток и под действием возникающего перепада уровней воды резко уплотняется, создает ледяной щит, что приводит к прекращению приема воды. Следует иметь в виду, что кристаллические и гидрофильные вещества обмерзают быстрее. Ледяная взвесь без песка легкая и плывет в верхних потоках. Но шуга, содержащая песок, может перемещаться по всей толще.

2.2 Методы борьбы с шугой

2.2.1 Обеспечение малых скоростей поступления воды в водоприемное отверстие водозабора

Известно, что чем больше шуги в воде, тем меньше должна быть скорость поступления воды в водоприемник. Согласно [2] рекомендует при тяжелых шуголедовых условиях скорости втекания воды в водоприемные отверстия 0,06 м/с. При этом шуга движется по природному течению, не нахватываясь водозабором. Такие малые скорости воды приводят к существенному увеличению размеров водоприемных отверстий. Увеличивается количество окон в оголовках русловых водозаборов либо их размеры в русловых водозаборах. Это мероприятие является достаточно эффективным для водозаборов малой и средней производительности при малом количестве шуги. На водозаборах большой производительности увеличение размеров водоприемных окон может повлечь существенное увеличение общих размеров водоприемных сооружений и, как следствие, значительное увеличение их стоимости. Учитывая то, что шуговые явления могут наблюдаться максимум до 15 дней в году и не каждый год, такое вложение финансовых средств нельзя признать эффективным.

Если при проектировании водозабора и назначении максимальной скорости втекания воды в водоприемные отверстия шуголедовые условия не были учтены в полной мере, то существует возможность искусственного снижения скорости. Снижение скорости достигается уменьшением производительности водозабора путем периодического выключения из работы одного насосного агрегата. Безусловно, данный способ не отвечает требованиям бесперебойности водоснабжения и применим лишь как крайняя мера предотвращения полной остановки водозабора.

2.2.2 Пневмозащита

На водозаборах сжатый воздух может использоваться для создания перед входом в водоприемник водовоздушной завесы, способствующей отгону от водоприемника шугольда.

Водовоздушные завесы для борьбы с шугой на оголовках были испытаны на водозаборах Тюмени (р. Тура), Павлодара (р. Иртыш), водозаборах из Оки в Рязани и Горьком и из Оби в Барнауле и Новосибирске и др. Воздух от компрессора подводится с берега к оголовку по трубопроводу или по шлангу и выходит через дырчатую трубу в виде сплошной завесы. Труба закреплялась у нижней грани водоприемных окон под углом к речному потоку. Применение данного способа позволило значительно сократить число обратных промывок.

Водовоздушные завесы для борьбы с шугой, ограждающей акваторию водоприемника, еще более эффективны. Для создания завесы по дну реки на некотором удалении от водоприемных сооружений укладывают перфорированные воздухопроводы диаметром 50–100 мм с отверстиями 2–4 мм и с шагом примерно 25 см. Конструктивные и технологические параметры системы пневмозащиты принимаются на основе соответствующих расчетов. Сжатый воздух, выходя из перфорированных труб, создает зону восходящих потоков, которые выносят шуголедовые массы на поверхность воды, предотвращая их вовлечение в водоприемные окна. При этом вертикальная составляющая скорости потока в реке (U) должна быть больше ее горизонтальной составляющей (va) и должно выполняться соотношение U > Kva (где K – опытный коэффициент, зависящий от скорости и ледонасыщенности потока).

Согласно натурным наблюдениям на Оке, при средней скорости течения уа = 0,5 м/с и глубине потока Н = 3,5 м хороший эффект шугозащиты достигается при расходе воздуха qB = l (м3/мин) на 1 м, при этом K = 1,54. На границе зоны распространения водовоздушных потоков смерзшиеся массы шуги легко разрушаются и отклоняются при движении в стороны от водоприемника.



Рисунок 2.2 - Водоприемный оголовок с системой пневмозащиты от шуголедового воздействия: 1 – воздуховоды перфорированные; 2 – понтон из стальных труб; 3 – самотечная галерея; 4, 5 – водоприемный оголовок

2.2.3 Сброс теплой воды выше водозабора по течению реки

Одним из эффективных мероприятий по борьбе с шугой является подогрев воды, поступающей в водоприемник, путем сброса в реку выше по течению от водозабора или перед самым водозабором горячей воды. В системах водоснабжения ТЭЦ и ГРЭС может быть устроен сброс горячей воды у водозабора или предусмотрено наличие в районе водозабора котельной с большой резервной мощностью.

Конструктивно подвод воды можно осуществить в виде сосредоточенного или рассредоточенного сброса теплой воды выше водозабора или путем непосредственного подвода воды к водоприемным окнам трубами (более надежно и эффективно). Решения по сбросу теплой воды в реку выше водозабора должны обеспечивать преобладающее направление струй теплой воды непосредственно к водозабору.

2.2.4 Обогрев элементов и решеток в окнах водоприемника

Обогрев должен осуществляться заблаговременно, до начала переохлаждения воды. Несмотря на то, что воду или стержни решеток необходимо нагреть всего на 0,1 °С выше нуля, эти мероприятия чрезвычайно энергоемки. На время шугохода опускаются решетки-реостаты с электропроводящими прутьями, которые подогреваются электротоком до 0,01–0,02 °С, и обмерзание не происходит. Например, мощность, которую необходимо затратить для электрообогрева стержней решеток – 3–8 кВт·ч/м3 воды, что для водозабора средней производительности 20 тыс. м3/сут составляет 60–160 тыс. кВт·ч/сут. В улучшенном варианте используются решетки с индукционным обогревом - ток пропускается непосредственно по стержням или, если последние представляют собой трубки, обогрев их производят, закладывая внутрь электрическую грелку или пропуская по трубам нагретый теплоноситель (воду, трансформаторное масло).

Обогрев решеток производится с помощью горячей воды и пара, которые могут циркулировать по полым стержням или же выпускаться через отверстия перед входными окнами. При этом пар можно получать от передвижных парогенераторов. Поскольку оголовки русловых водозаборов малодоступны в зимнее время, для них электрообогрев решеток не применяется. В этом случае русловые водозаборы должны иметь надежные промывные устройства, позволяющие в любое время освободить оголовки, решетки, сифонные или самотечные линии от шуги.

Обогрев не может предохранить решетку от механической забивки комьями шуги и поверхностным льдом. Для исключения образования на стержнях решетки поверхностного льда ее полностью погружают в воду или утепляют выступающую из воды часть решетки так, чтобы ее температура была не ниже 0 °С.

Способы подогрева массы воды и водоприемных решеток эффективны при среднем количестве шуги в реке для водозаборов средней и большой производительности.

2.2.5 Применение специальных фильтрующих водоприемных оголовков

Применяются деревянные ряжевые, железобетонные оголовки, объемные фильтрующие кассеты из фильтрующих пластмассовых труб.

Ряжевые оголовки изготавливаются в виде сруба из бревен на берегу со смонтированными раструбами и концами самотечных линий. Такая плавучая конструкция буксиром транспортируется к месту установки и затапливается с пригрузом камнями. Используется на реках с небольшими глубинами, средними природными условиями при небольшой (до 1 м3/с) производительности водозабора.

Достоинства: простой, недорогой.

Недостатки: трудоемкий в изготовлении, неиндустриальный, труднодоступный для осмотра и замены сороудерживающих решеток, требуют устройства рыбозаградителей. На рисунке 2.3 показан деревянный ряжевый оголовок с боковым приемом воды.



Рисунок 2.3 - Деревянный ряжевый оголовок с боковым приемом воды: 1 – сороудерживающие решетки; 2 – водоприемный раструб; 3 – каменная наброска; 4 – ряж; 5 – самотечные или сифонные водоводы

2.2.6 Устройство ковшевых водозаборов

Известно, что ранний ледостав надежно обеспечен на ковшовых водозаборах. Ковшевой водозабор – это специальный водоподводящий канал, который гарантирует надежную защиту водозабора от шуги. Акватория ковшей на 2–3 дня раньше речного потока покрывается ледяным покровом. Поступающая в ковш переохлажденная вода с шугой теряет переохлаждение и смерзается с покровом. Более раннее образование ледового покрова в ковше препятствует переохлаждению воды в самом ковше. Это самое кардинальное решение, но и самое дорогостоящее, целесообразное для водозаборов большой производительности. На рисунке 2.4 показано водозаборное сооружение ковшевого типа.







Рисунок 2.4 - Водозаборные сооружения ковшового типа: а – с наносной шпорой; б – с самопромывающимся входом; 1 – наноснозащитная шпора; 2 – совмещенный водозабор берегового типа с насосной станцией; 3 – низовая дамба незатопляемая; 4 – верховая дамба

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОТРЕБНОСТИ

3.1 Расходы воды на хозяйственно - питьевые и бытовые нужды.

			                                           Nж=?F ,чел.,                                                (3.1)

где F –площадь по генплану, га;

      - расчетная площадь населения города, чел/га.

Nж=185?278=51430, чел                                        

N'ж1= 0,34?51430=17486  чел.

N'ж2= 0,28?51430=14400  чел.

N'ж3= 0,25?51430=12858  чел.

                                        N'ж4= 0,13?51430=6686  чел.

где N1, N2, N3, N4 - число жителей в районах соответственно в зданиях без ванн, с ваннами и местными водонагревателями, с централизованным горячим водоснабжением и в не канализованных районах.

Среднесуточный расход воды на ХПН определяется по формуле:



	                             (3.2)

	

где  - среднесуточная норма водопотребления на одного жителя, л/сут.

Q сут. ср1=(150?17486)/1000=2622,9  м ? / сут

Q сут. ср2=(220?14400)/1000=3168  м?/ сут

Q сут. ср3=(260?12858)/1000=3343  м?/ сут

Q сут. ср4=(45?6686)/1000=300  м?/ сут

Q сут. ср=9433,9  м?/ сут

Расчётный расход воды на хозяйственно питьевые нужды в сутки максимального водопотребления определяются по формуле:



Q сут. макс=k сут. макс? Q сут. ср м?/ сут                             (3.3)

                 Q сут. мин= k сут. мин ? Q сут. ср м?/ сут                              (3.4)  

где   kсут. макс - максимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления, kсут. макс =1,1-1,3;

         kсут. мин - минимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления, kсут. мин =0,7-0,9;



Q сут. макс=1,2?9433,9=11320,68 м?/ сут         

  Q сут. мин= 0,8?9433,9=7547,12 м?/ сут

Для населённых пунктов часовые расходы воды определяют с учётом коэффициентов часовой неравномерности водопотребления максимальный:



		                                                                       (3.5)

		                                                    (3.6)

		где  - максимальный  коэффициент часовой неравномерности водопотребления

		        - максимальный  коэффициент часовой неравномерности водопотребления

			         - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, =1,2-1,4;

        - коэффициент, учитывающий количество жителей в населённом пункте.

макс =1,15 мин =0,6

		

                                                                                

Следовательно, максимальный и минимальный часовые расходы воды населением из водонапорной сети, м3/час, определяются по формуле:



		                                      (3.7)

		

		где  - максимальный суточный расход воды

		

		                      

                                             (3.8)

                          

3.2 Определение расхода воды для зданий коммунального и 

общественного назначения входящих в общую норму водопотребления

Норма потребления для определения расчётных расходов в отдельных общественных зданиях при необходимости учёта сосредоточенных расходов следует принимать в соответствии с требованиями [4] или по таблице 4 (1).

3.2.1 Расходы воды для нужд больницы

Больница с общими ваннами и душами.



		                                                            (3.9)

		

		где Nж – количество жителей

		

		

		

Режим работы круглосуточно.



	                                                               (3.10)

	

		где Nб – количество коек в больнице

	

	

3.2.2 Расходы воды для нужд бани

Баня для мытья в мыльной воде и ополаскивание в душе.



                                           (3.11)



         

Режим работы с 9 до 20.



                                         (3.12)



		где Nбан – количество посетителей бани



           

3.2.3 Расходы воды для нужд прачечной

                                              (3.13)



		где n – количество белья в прачечной







Режим работы с 8 до 19.



                                            (3.14)

		где qпр – удельный расход прачечной





3.2.4 Расходы воды для нужд школы

                                              (3.15)





Режим работы с 6 до 22. В городе располагается 3 школы, с числом учащихся 3000 в каждой.

                                          (3.16)



		где Nшк – количество учащихся в школе





3.2.5 Расходы воды для нужд столовой

                                                    (3.17)







Режим работы круглосуточно.



                                            (3.18)



          

3.3 Определение расхода воды для зданий общественного и коммунального назначения, не входящих в общую норму водопотребления

3.3.1 Расходы воды для нужд гостиницы

Гостиница с общими ваннами и душами.



                                         (3.19)







Режим работы круглосуточно.

                                    (3.20)



3.3.2 Расходы воды для нужд гаражa

Режим работы с 8 до 19.

                                           (3.21)





	3.4 Определение расходы воды на нужды промышленного предприятия

	3.4.1 Определение расхода воды на технологические нужды

                                     (3.22)



  где - -норма расхода воды на единицу вырабатываемой продукции;

             - полный объем продукции в сутки.



  



Расход по сменам:







Режим работы смен:

1 смена 800-1600

2 смена 1600-2400

3 смена 000-800

3.4.2 Определение расходов воды на ХПН рабочих промышленного предприятия

Расход воды определяется в зависимости от норм водопотребления для холодных и горячих цехов. Норма расхода воды в горячих цехах – 45 л/чел*смену; в холодных- 25 л/чел*смену.

                                (3.23)



                                (3.24)



где Nхол – число рабочих в холодном цеху;

      Nгор – число рабочих в горячем цеху;

      qхол – удельный расход воды в холодном цеху;

      qгор – удельный расход воды в горячем цеху.



Таблица 3.1 – Расход воды на ХПН рабочих промышленного предприятия

Смены/Показания

1 смена

2 смена

3 смена

Всего

Количество человек в холодных цехах



70



40



40





150

        

1,75

1

1

3,75

Количество человек в горячих цехах



550



400



400



1350

        

24,75

18

18

60,75



3.4.3 Определение расхода воды на приём душа работниками промышленного предприятия

Норма расхода воды на 1 душевую сетку составляет 500 л/час. Продолжительность пользования душем принимается 45 минут после окончания каждой смены. Следовательно, расчётный расход на 1 душевую сетку составит 375 л. Количество сеток принимаем в зависимости от характера производства. Количество сеток, используемых в холодных и горячих цехах, рассчитывается по формулам:

		                                               (3.25)

		

		где -количество рабочих, пользующихся душем после смены в холодных цехах.

- количество, используемых душевых сеток в холодных цехах.

Принимаем количество используемых душевых сеток равным 15.



                                             (3.26)



		где -количество рабочих, пользующихся душем после смены в горячих цехах.

- количество, используемых душевых сеток в горячих цехах.

Принимаем количество используемых душевых сеток равным 5.

Таблица 3.2 – Расход воды на прием душа работниками промышленного предприятия

Смена/Показания

1 смена

2 смена

3 смена

Всего



70

40

40

150



7

4

4

-



2,625

1,5

1,5

5,625



550

400

400

1350



110

80

80





41,25

30

30

101,25

3.4.4 Определение воды на поливку территории ПП

Поливку зелёных насаждений и мойку проездов разрешается производить водой из сетей производственного водоснабжения, если качество её соответствует санитарным и агротехническим требованиям. 

 Принимаем поливку в течение 3 часов.

 Расход воды на поливку территории определяется по формуле:



		                                                                                   (3.27)

		

		где - норма расхода воды на 1 поливку, в зависимости от вида поливаемых площадей, л/м2;

		        - площадь поливаемой территории, га.



3.5 Определение расхода воды на поливку территории города

	В поливку города входит как зеленые насаждения, так и участки дорог на территории населенного пункта. Поливку примем механизированную для усовершенствующих покрытий. qуд примем 0,4 согласно требованиям для поливки.



		                                 (3.28) 

		

		где qуд – удельный расход воды на поливку;

		       Fпол – площадь поливаемой территории.                     

		   

		           

		

Примем 4 механизированные поливки в течение 4 часов.

3.6 Определение расхода воды на пожаротушение

Расход воды на наружное пожаротушение на 1 наружный пожар, а также количество одновременно возникающих в черте НП определяем по таблице 1 СП 8.13130.2009 “Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения”.

(3.29)



(3.30)











3.7 Распределение расхода воды по часам суток

Водопотребление расхода воды в течении суток неравномерно со значительными колебаниями в различные часы суток. Чтобы обеспечить требуемую пропускную способность распределения сети трубопровода и других сооружений системы водоснабжения, необходимо знать максимальный требуемый расход воды. 

Данные по распределению расходов воды по часам суток представлены в таблице №1 приложения.

3.7 Трассировка водопроводной сети

Трассировка водопроводной сети выполняется в зависимости от планировки объекта водоснабжения и размещения на его территории отдельных водопотребителей, рельефа местности, наличия естественных и искусственных препятствий для прокладки труб.

При трассировке сети должны учитываться перспективы развития объекта водоснабжения, возможности строительных и эксплуатационных затрат.

 При трассировке сети необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

- главные магистральные линии необходимо направлять по кратчайшему пути к наиболее крупным водопотребителям;

- с целью обеспечения надёжности водоснабжения основных магистралей должно быть не мене 2, соединённых перемычками, позволяющими в случае аварии выключить на ремон.......................