Проектирование систем водоснабжения в поселке городского типа в ставропольском крае

       МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ  ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА
       
     
     
     
     КАФЕДРА  “СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО  ВОДОСНАБЖЕНИЯ  И  ВОДООТВЕДЕНИЯ”
     
     
     ДИПЛОМНЫЙ  ПРОЕКТ

     «ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ В ПОСЕЛКЕ ГОРОДСКОГО ТИПА В СТАВРОПОЛЬСКОМ КРАЕ»
     
     
     
     
     
     
      Заведующий  кафедрой:  Рожков  А.Н.
      Руководитель:  Али  М.С.
      Дипломник:  Пишун Л.Д.


     
      Москва,  2017  г
       Оглавление
       Введение...............................................................................................................................................4
       
       ГЛАВА  1
       “ПРИРОДНЫЕ  УСЛОВИЯ  ОБЪЕКТА  СТРОИТЕЛЬСТВА”........................................5
       ГЛАВА  2
       “ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ  ”
       2.1.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ВОДОПОТРЕБИТЕЛЕЙ....................................................................9
       2.2.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ВОДОПОЬРЕБЛЕНИЯ......................................................................17
       2.3.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ЧАСОВЫХ  РАСХОДОВ  ВОДЫ.................................................18
       ГЛАВА  3
       «РАСЧЕТ  ВОДОПРОВОДНОЙ  СЕТИ»……………….…....................................................24
       3.1.  ВЫБОР  СХЕМЫ  СЕТИ  В  ПЛАНЕ.  ТРАССИРОВКА 
       СЕТИ  И  ВОДОВОДОВ…………………………………………..………………………….....25
       	3.2.  ВЫБОР  МАТЕРИАЛА  ТРУБ,  ОСНОВАНИЯ  ПОД  ТРУБЫ,  
       ГЛУБИНА  ЗАЛОЖЕНИЯ  ТРУБОПРОВОДОВ…………………………............................27
       	3.3.  ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ  СХЕМА  ВОДОСНАБЖЕНИЯ............................................29
       	3.4.  ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ  РАСЧЕТ  ВОДОПРОВОДНОЙ  СЕТИ.............................30
       		3.4.1.  Определение  секундных  расходов  воды.......................................................30
       		3.4.2.  Определение  путевых  и  узловых  расходов  воды..................................32
       		3.4.3.  Определение  прикидочных  расходов  на  участках  водопроводной  
                                         сети....................................................................................37
       		3.4.4.  Определение  диаметров  труб  на  участках  водопроводной  сети….40
       		3.4.5.  Увязка  кольцевой  водопроводной  сети........................................................42
       		3.4.6.  Расчёт  водопроводной  сети  на  случай  пожара......................................48
       		3.4.7.  Пьезометрические  линии  и  свободные  напоры.......................................53
       		3.4.8.  Деталировка  водопроводной  сети.....................................................................54
       ГЛАВА  4
       «РЕГУЛИРУЮЩИЕ  И  ЗАПАСНЫЕ  СООРУЖЕНИЯ»..................................................56
       	4.1.  ВОДОНАПОРНАЯ  БАШНЯ............................................................................................57
       		4.1.1.  Определение  размеров  бака  ВБ  ..................................................................58
       		4.1.2.  Определение  диаметров  труб  в  ВБ  ..........................................................59
       		4.1.3.  Технология  строительства  водонапорной  башни  ...................................59
       	4.2.  РАСЧЁТ  РЕЗЕРВУАРА  ЧИСТОЙ  ВОДЫ  ...........................................................64
       ГЛАВА  5
       «ВОДОЗАБОР  ПОДЗЕМНЫХ  ВОД»  ....................................................................................68
       	4.1.  ВЫБОР  МЕСТА  ВОДОЗАБОРА  И  РАЗМЕЩЕНИЕ  СООРУЖЕНИЙ........69
       		4.1.1.  Расчет  лучевого  водозабора  .............................................................................71
       ГЛАВА  6
       «ВОДОПОДГОТОВКА»  .................................................................................................................75
       	6.1.  ОЧИСТНЫЕ  СООРУЖЕНИЯ  .......................................................................................77
       		
       6.1.1.  Определение  состава  сооружений  и  производительности  очистных  
       сооружений  .......................................................................................................................................77
       		6.1.2.  Расчет  реагентного  хозяйства  ........................................................................78
       		6.1.3.  Расчет  смесителя  ..................................................................................................80
       		6.1.4.  Расчет  контактного  осветителя  ......................................................................81
       		6.1.5.  Хлорирование  воды.  Расчет  дозы  хлора  .................................................86
       		6.1.6.  Расчет  оборотной  промывной  системы  .....................................................86
       ГЛАВА  7
       «НАСОСНОЕ  ОБОРУДОВАНИЕ»  .............................................................................................89
       	7.1.  ПОДБОР  НАСОСА  I  ПОДЪЁМА  .............................................................................90
       	7.2.  ПОДБОР  НАСОСА  II  ПОДЪЁМА  ...........................................................................91
       ГЛАВА  8
       «ОХРАНА  ОКРУЖАЮЩЕЙ  СРЕДЫ»  .................................................................................109
       	8.1.  МОНИТОРИНГ  КАЧЕСТВА  ВОДЫ  В  ВОДНЫХ  ОБЪЕКТАХ  ................110
       	8.2.  САНИТАРНАЯ  ОХРАНА  ВОДОПРОВОДНЫХ  СООРУЖЕНИЙ  …..............113
       ГЛАВА  9
       «ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  РАСЧЕТ»  ........................................................................116
       	9.1.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  РАЗМЕРА  КАПИТАЛЬНЫХ  ВЛОЖЕНИЙ  .......................117
       	9.2.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  СЕБЕСТОИМОСТИ  1м3  ВОДЫ  ………………………........119
       СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ  ............................................................................................................125
       
     
     
     
     
     
     
     








     Введение.
     
     
     
     Во  Вселенной  нет  вещества,  которое  бы  могло  заменить  воду.  Вы  уже  знаете,  что  без  воды  не  могут  расти  растения.  Вода  растворяет  питательные  вещества  почвы  и  поставляет  их  стеблям,  листьям,  плодам.
     Человек  использует  воду  для  питья.  В  составе  крови  она  разносит  питательные  вещества  по  всему  организму.  Испаряясь  с  поверхности  кожи,  вода  препятствует  перегреванию  тела.  Важна  она  и  для  животных.  Для  некоторых  из  них,  например  рыб,  вода  —  единственная  среда  обитания.
     Вода  речного  потока  работает  на  гидроэлектростанциях,  вырабатывая  электроэнергию.  Вода  переносит  тепло  по  трубам,  обогревая  наши  дома.  Издавна  водными  путями  человек  передвигается  на  лодках.  Без  воды  не  обходится  ни  одна  отрасль  промышленности.  Её  используют  для  растворения  красок,  изготовления  бумаги,  выпекания  хлеба  и  т.  д.  Водой  орошают  поля  в  засушливых  районах.
     
     
     
     
     
     
     
     


     1  ПРИРОДНЫЕ  УСЛОВИЯ  ОБЪЕКТА  СТРОИТЕЛЬСТВА
     
     
     
     1.1  География
     
     
     
     Ставропо?льский край — субъект Российской Федерации, входит в состав Северо-Кавказского федерального округа, а также Северо-Кавказского экономического района. Административный центр — город  Ставрополь.
     Ставропольский край находится на материке Евразия в южной части России, где занимает большую часть Центрального Предкавказья. Площадь территории 66,3 тыс. кв. км.
Географические координаты: северная точка края лежит на 46°14? с.ш., южная - 43°39?с.ш., западная -40°48? в.д., восточная - 45°47? в.д.
     Расположен в центральной части Предкавказья и на северном склоне Большого Кавказа. Ставропольский край протянулся на 285 км с севера на юг и на 370 км с запада на восток.
     Ставропольский край граничит на юге с Северной Осетией-Аланией, Карачаево-Черкесской и Кабардино-Балкарской республиками, на западе и юго-западе граничит с Краснодарским краем, на северо-западе с Ростовской областью, на юго-востоке с Чеченской Республикой, на севере и северо-востоке с Калмыкией, на востоке с Дагестаном.
     
   Рельеф,  геологическое  строение  и  полезные  ископаемые.

     На территории Ставропольской возвышенности располагается большая часть территории Ставропольского края, которая на севере сливается с Кумо-Манычской впадиной, а на востоке переходит в Терско-Кумскую низменность (Ногайская степь). В полосе предгорий выделяется район Кавказских Минеральных Вод с горами-лакколитами, высотой до 1401 м (г. Бештау). Наивысшая точка края достигает 1603 метров над уровнем моря.
     Полезные ископаемые — нефть, природный газ , полиметаллы, содержащие уран, строительные материалы. Наиболее известные месторождения: газа — Северо-Ставропольско-Пелагиадинское (запасы около 229 млрд м?) и Сенгилеевское; газового конденсата — Мирненское и Расшеватское; нефти — Прасковейское.
     Разведано четыре крупных месторождения геотермальных вод края : Казьминское, Георгиевское, Терско-Галюгаевское и Нижне-Зеленчукское с общим дебитом в 12 тыс. м?/сут.
     Главным богатством края  являются  минеральные лечебные воды. На 2000-е используется около 1370 м?/сут., что составляет только 10 % от потенциала.
     
     Климат  Ставропольского Края.
     Климат умеренно-континентальный. Средняя температура января ?5 °С (в горах до ?10 °C), июля от +22…+25 °C (в горах до +14 °C). Осадков выпадает: на равнине 300—500 мм в год, в предгорьях — свыше 600 мм. Продолжительность вегетационного периода — 180—185 дней. На территории края действуют 13 метеорологических станций Росгидромета[5].
     Гидрография
     Основными  реками Ставропольского края являются — Кубань, Кума, Малка, Подкумок, Золка, Кура, Егорлык, Калаус, Маныч, Большой Зеленчук,   и др. Несколько озер, из которых крупное Тамбуканское озеро (с большими запасами лечебной грязи), озеро Цаган-Хак, часть озера Маныч-Гудило,  Сенгилеевское водохранилище, Кравцово озеро и др.
     Зима
     Метеорологическая зима начинается в третьей декаде декабря. Температурный режим января в среднем минус 13-14°С. Осадки в январе и феврале обычно только в виде снега, составляют в среднем 27 - 30мм, что в пределах нормы. Высота снежного покрова в зимний период достигает от 30 до 74 см, запасы воды перед началом снеготаяния в среднем оцениваются в 108-173 мм, при норме 70-89мм. Промерзание почвы обычно в этот период составляет 31-45 см. В течение зимы обычно в среднем отмечалось 12 дней с туманами, 13 дней со снегопадами, ухудшающими видимость, 6 дней с гололедно-изморозевыми явлениями, 5 дней с метелями, 2 дня с ветром более 15 м/с.
     Весна
     Начало весны обычно регистрируется 29 марта, что соответствует многолетним срокам. Температурный режим в весенние месяцы составляет 
     в апреле 6-7°С тепла, в мае - 14°С. Переход среднесуточной температуры воздуха через 5°С в сторону повышения происходит 8-9 апреля, в пределах нормы. В начале первой декады мая отмечены последние заморозки в воздухе 0-4°С мороза. За период весны в среднем отмечается 12 дней с туманом, 7 дней с грозой, по одному дню с ветром более 15 м/с и градом. Весенний паводок на реках области начинается обычно 31 марта - 4 апреля. Максимальные уровни половодья проходили 8-18 апреля. Разрушение ледяного покрова начинается в начале второй декады марта, а вскрытие рек - 6-12 апреля.
     Лето
     Летний режим погоды наступает ориентировочно 18 мая -1 июня, на 2- 3 дня раньше многолетних сроков на западе и юге области и на 7-9 дней позже на севере и востоке. Продолжительность метеорологического лета составляет 107-111 дней, что на 1-8 дней больше средних значений. Температурный режим в целом за июнь составляет 20°С, на 1-2°С выше нормы. Средняя температура воздуха за август 19-21 °С Летний характер погоды сохраняется до конца первой декады сентября. Воздух прогревается до 25-29°С, а средняя температура за сутки составляла 16-20°С, что на 1-5°С выше климатической нормы. Дожди в июне неравномерны и различной интенсивностью. В среднем по области осадков за июль - 42мм или 58% нормы, в августе от 76 до 116 мм или 165-251% нормы осадков. За весь летний период в среднем отмечается 52 дня с грозой, 10 дней с туманом, 5 дней с ветром 15 м/с и более, 4 дня с градом.
     Осень
     Для осени характерна теплая погода.Во второй и третьей декадах сентября воздух прогревается до 21-27°С . Первые заморозки на поверхности
     почвы отмечаются в середине сентября до - 1°С, а в воздухе - к концу сентября интенсивностью -1, 3°С. Переход среднесуточной температуры воздуха через 10°С в сторону понижения происходит 8-11 октября, на 12-15 дней позже обычных сроков в среднем по Центрально-черноземному району.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     2  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ
     
     
     
     2.1  Определение  водопотребителей.
     
     
     
     Исходные  данные.
     Объектом  водоснабжения  является  поселок  городского  типа  в  Ставропольском  крае ,  который  включает  в  себя  четыре  сектора:  коммунальный,  поливы,  производственный  и  животноводческий.
     Коммунальный  сектор  -  населенный  пункт  с  числом  жителей  10300  человек.  Жилая  зона  застроена  1,3  и  4-  этажными  зданиями,  оборудованными  водоводом  и  канализацией.  На  территории  поселка  расположены:
     * 7  школ  по  1000  человек;
     * 11  детских  садов  по  150  человек;
     * 14  магазинов;
     * стадион;
     * пекарня;
     * дом  бытового  обслуживания;
     * воинская  часть  на  1000  человек;
     * автопарк  на  30  автобусов.
     Производственный  сектор  представлен  ткатской  фабрикой,  гараж  для  уборочных  машин  и  автотранспорта  с  мойкой,  автопарк  на  30  автобусов,  котельной.
     В  настоящее  время  водоснабжение  города  осуществляется  по  старой  схеме,  которая  требует  реконструкции  без  учета  существующей  водопроводной  сети.
     2.2  Определение  водопотребления.
     
     
     
     Нормой  водопотребления  и  коэффициенты  суточной  неравномерности  для  населения  принимаем  по  СНиПу  2.04.02-84.  Расчетный  среднесуточный  расход  воды  на  хозяйственно-питьевые  нужды  населением  определяем  по  формуле:
     ,  м3/сут,
     где  qср.сут.  –  средняя  норма  водопотребления  за  год,  л/сут,  принимаемая  для  данного  типа  водопотребителей  ;
     N  –  Расчетное  число  водопотребителей;
     Максимальный  суточный  расход  вычисляем  по  формуле:
     
     ,  м3/сут,
     
     где  -  коэффициент  суточной  неравномерности,  
     Для  производства  норму  водопотребления  принимаем  по  данным  технологов.
     Проектируемый  водопровод  рассчитывается  на  пропуск  максимального  суточного  расхода  в  соответствии  с  режимом  работы  водопроводных  сооружений.
     Максимальный  суточный  расход  (м3/сут.)  вычисляется  по  формуле:
     
     
     Коэффициент  максимальной  суточной  неравномерности  показывает,  во  сколько  раз  расчетный  максимальный  суточный  расход  превышает  среднесуточный.
     Все  расчеты  по  определению  суточных  расходов  сводим  в  таблицу 1.
     По  данным  таблицы 1  строим  график  годового  водопотребления  в  населенном  пункте,  который  представлен  на  рисунке №1.
     На  основании  графика  распределения  воды  по  часам  суток  принимается  трехступенчатый  режим  работы  насосной  станции  2  подъема,  график  водоподачи  ее  представлен  на  рисунке №1.  Определение  расходов  по  отдельным  водопотребителям  представлен  в  таблице 3.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

     2.3  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ЧАСОВЫХ  РАСХОДОВ  ВОДЫ.
     
     
     
     Расходование  воды  в  течение  суток  в  населенных  пунктах  происходит  неравномерно.  Эта  неравномерность  зависит  от  режима  жизни  населения.  Колебания  расходов  воды  относительно  среднесуточного  расхода  называется  коэффициентом  неравномерности.
     Коэффициент  часовой  неравномерности  определяется:
     
     ,
     
     где    –  коэффициент,  учитывающий  степень  благоустройства  зданий,  режим  работы  предприятий  и  другие  местные  условия,  принимаемый  ;
     	-  коэффициент,  учитывающий  число  жителей  в  населенном  пункте,  т.к.  численность  населения  10,3  тыс.  человек  -    -  [1].
     ,
     От  коэффициента  часовой  неравномерности  зависит  распределение  расходов  воды  по  часам  суток  на  нужды  населения.  ,  соответственно  этому  принимаем  часовое  распределение  расходов  воды  в  %  от  максимально  суточного  расхода .  
     Распределение  расхода  воды  на  предприятиях  на  производственные  нужды  зависит  от  технологического  процесса.  В  нашем  случае  на  двух  предприятиях  предусмотрено  равномерное  распределение  расходов  в  течение  суток.  Расход  воды  на  пользование  душем  на  предприятиях  принимаем  по  окончании  смены  в  течение  45  минут.  Полив  зеленых  насаждений  и  улиц  принимаем  равномерный  в  течение  4  часов  (с  4  до  8  часов).  
     Расчетный  часовой  расход  равен:
     
     
     
     где  Р  –  часовое  водопотребление  в  %  .
     Расчет  часовых  расходов  сводим  в  таблицу 2.
     По  данным  таблицы 2  строим  график  водопотребления  населенного  пункта,  который  представлен  на  рис.2.
     Максимальный  часовой  расход  населенного  пункта  составляет  292,35  м3/ч  и  приходится  на  период  времени  с  19  до  20  часов.  
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     


     3  Расчет  водопроводной  сети
     
     
     
     3.1  Выбор  схемы  сети  в  плане.  трассировка  сети  и  водоводов.
     
     
     
     Водопроводная  сеть  –  один  из  основных  элементов  системы  водоснабжения,  который  неразрывно  связан  с  другими  водопроводными  сооружениями.  Она  должна  удовлетворять  следующим  основным  требованиям:  подавать  воду  в  требуемом  количестве  и  под  требуемым  напором,  обеспечивать  надежность  и  бесперебойность  подачи,  быть  экономичной.
     При  проектировании  водопроводной  сети  назначают  трассировку,  выбирают  материал  труб,  подбирают  диаметры  и  определяют  гидравлические  потери  напора  на  основе  расчетов  и  технико–экономического  обоснования.
     Трассировка  водопроводной  сети  заключается  в  придании  ей  определенного  геометрического  очертания.  Она  зависит  от:  планировки  населенного  пункта;  размещения  отдельных  крупных  потребителей;  наличия  естественных  и  искусственных  препятствий  при  прокладке  труб  (рек,  каналов,  оврагов,  железнодорожных  путей  и  т.п.);  рельефа  местности.
     Правила  трассировки  вытекают  из  требований,  предъявляемых  к  водопроводной  сети.  Магистральные  линии  должны  проходить  по  наиболее  высоким  отметкам  для  создания  напора  в  распределительной  сети.  По  форме  сети  делят  на  кольцевые,  т.е.  состоящие  из  одного  или  нескольких  замкнутых  контуров,  и  тупиковые.
     Кольцевые  сети  обладают  следующими  преимуществами  перед  тупиковыми:  гарантируют  надежную  и  бесперебойную  подачу  воды;  смягчают  действие  гидравлических  ударов;  имеют  меньшие  диаметры  труб;  обеспечивают  циркуляцию  воды.  Недостатком  кольцевой  сети  являются  большая  протяженность,  а  следовательно,  и  высокая  стоимость.
     Водопроводную  сеть  трассируем,  исходя  из  условия,  что  к  потребителям  вода  подается  кратчайшим  путем
     Водоводы  –  транзитные  трубопроводы,  соединяющие  отдельные  элементы  схемы  водоснабжения,  например  водозабор  с  очистной  станцией,  насосную  станцию  с  магистральной  сетью.  К  водоводам  –  главным  питающим  артериям  системы  водоснабжения  –  предъявляются  высокие  требования  в  отношении  надежности  подачи  воды.  Поэтому  водоводы  прокладываем  в  две  линии.  При  аварии  на  одной  из  линий  другая  должна  пропускать  не  менее  70  %  расхода  воды  на  хозяйственно  –  питьевые  нужды  и  весь  расход  воды  на  производственные  нужды  при  работе  по  аварийному  графику.  Прокладку  водоводов  осуществляем  по  незастроенной  территории,  не  допуская  из  них  попутного  отбора.
     
     
     
     
     
     
     
     

     3.2  Выбор  материала  труб,  основания  под  трубы,  глубина  заложения  трубопроводов.
     
     
     
     Водоводы  и  водопроводные  сети  прокладывают  из  стальных,  чугунных,  асбестоцементных,  железобетонных,  пластмассовых  и  других  труб.  При  выборе  труб,  учитывают  их  надежность,  стоимость,  гидравлические  свойства,  условия  укладки,  а  также  наличие  их  для  строительства.
     Надежность  работы  трубопровода  обусловливается  прочностью  труб,  стыковых  соединений,  устойчивостью  против  коррозии,  герметичностью.  
     На  прочность  трубы  проверяют  на  заводах  после  их  изготовления  пробным  давлением.  Максимальное  рабочее  давление  в  трубопроводе  во  время  эксплуатации  принимают  меньше  пробного.  При  этом  учитывают,  что  во  время  эксплуатации  трубы  работают  в  более  тяжелых  условиях  и  могут  терять  прочность  в  результате  коррозии.
     Водоводы  прокладываем  из  стальных  электросварных  труб,  так  как  они  обладают  высокой  прочностью,  могут  выдерживать  большие  давления.  Стальные  трубы  имеют  сравнительно  небольшую  массу,  их  легко  транспортировать.  Соединение  между  трубами  –  сварка.  Недостаток  стальных  труб  –  повышенная  подверженность  коррозии,  поэтому  для  защиты  их  необходимо  покрывать  слоем  противокоррозийной  изоляции,  используя  битумную  мастику.
     Магистральные  сети  прокладываем  из  чугунных  труб,  которые  изготавливают  длиной  от  2  до  7  м  из  серого  чугуна  путем  литья.  Они  хорошо  противостоят  коррозии  и  долговечны.  Недостатки  чугунных  труб:  большая  масса  и  пониженная  сопротивляемость  ударным  нагрузкам.  Чугунные  трубы  соединяют  раструбными  стыками.
     Тип  основания  под  трубопроводы  выбирают  в  зависимости  от  гидрогеологических  условий,  размеров  и  материала  укладываемых  труб,  конструкции  стыковых  соединений,  глубины  укладки,  транспортных  нагрузок  и  местных  условий.  Укладка  трубопроводов  в  данном  населенном  пункте  производится  на  естественное  основание.
     Водопроводные  линии  прокладывают  в  земле  на  такой  глубине,  чтобы  вода  в  трубах  не  замерзала  зимой  и  чрезмерно  не  нагревалась  летом.  Кроме  того,  необходимо  учитывать  воздействие  на  трубы  внешних  механических  нагрузок.
     Глубину  заложения  труб,  считая  до  низа,  принимаем  на  0,5  м  больше  расчетной  глубины  промерзания  грунтов  –  [1].  Для  Московской  области  глубина  промерзания  составляет  1,5м.
     Глубина  заложения  составит:  
     м.
     


     3.3 Принципиальная  схема  водоснабжения.
     
     
     
     Водопроводная  сеть  относится  ко  II-ой  категории  по  степени  надежности,  так  как  численность  населения  городка  составляет  5тыс.  человек  -  [1].  Для  обеспечения  бесперебойной  подачи  воды  предусматриваем  кольцевую  сеть  с  контррезервуаром.  
     Систему  водоснабжения  принимаем  объединенную  хозяйственно-питьевую,  производственную  и  противопожарную.
     Водозабор  осуществляется  из  безнапорного  водоносного  пласта  береговым  лучевым  водозабором.  Система  горизонтальных  или  наклонных  скважин  собирает  воду  из  водоносного  пласта  и  отводит  ее  в  центральную  водосборную  камеру.  Из  водосборной  камеры  вода  насосами  подается  на  очистные  сооружения.  Очищенная  вода  поступает  в  резервуары  чистой  воды,  откуда  насосами  насосной  станции  II-го  подъема  по  водоводам  подается  водопроводную  сеть.  Водонапорная  башня  –  контррезервуар,  располагается  в  противоположной  от  насосной  станции  стороне  города  на  отметке  233,0.

     
     
     3.4  Гидравлический  расчет  водопроводной  сети.
     
     
     
     3.4.1  Определение  секундных  расходов  воды.
     
     
     
     В  час  максимального  водопотребления  воды  подается  в  сеть  насосной  станцией  второго  подъёма  через  водонапорную  башню.
     В  час  максимального  транзита  вода  подается  в  сеть  только  насосной  станцией  второго  подъёма,  избыток  поступает  транзитом  в  контррезервуар.
     Секундные  расходы  воды  по  всем  видам  потребителей  представлены  в  таблице 3.1; таблице 3.2.
     Таблица 3.1  “Определение  секундных  расходов  воды  в  час  максимального  водопотребления”
     Таблица 3.1  
         №
         п/п
Потребители  воды
Qмакс.  сут.,
м3/ч
Расход  в  час  максимального  водопотребления
Водопотребление  в  сети
         


%
м3/ч
л/с
распр.  л/с
соср.  л/с
         К  О  М  М  У  Н  А  Л  Ь  Н  Ы  Й      С  Е  К  Т  О  Р
         1
Население
3491
5,9
206,0
57,2
57,2

         2
Детский  сад
42
8,4
3,52
0,98

0,98
         3
Школы
228
8,4
19,2
5,3

5,3
         4
Дом  быта
195
8,4
16,4
4,6

4,6
         5
Магазины
1
8,4
0,08
0,02

0,02
         6
Стадион
5
8,4
0,4
0,1

0,1
         7
Воинская  часть
98
8,4
8,2
2,3

2,3
         8
Бассейн
137
8,4
11,5
3,2

3,2
         П  О  Л  И  В
         1
Зеленых  насаждений
9

-

-

-

-

-

         2
Улиц
0,6
-
-
-
-
-
         3
Насажд.  на  приусад.уч-х
60
-
-
-
-
-
         П  Р  О  И  З  В  О  Д  С  Т  В  Е  Н  Н  Ы  Й    С  Е  К  Т  О  Р
         1
Котельная
0,1
6,25
0,006
0,002

0,002
         2
Ткацкая  фабрика
330
6,25
20,6
5,7

5,7
         3
Автопарк
18
20
3,6
1

1
         4
Гараж
9
8,4
0,75
0,2

0,2
         5
Пекарня
35
6,25
2,2
0,6

0,6
         

4658,7

292,5
81,2
57,2
24,0

     Таблица 3.2  “Определение  секундных  расходов  воды  в  час  максимального  транзита”
     Таблица 3.2  
№
п/п
Потребители  воды
Qмакс.  сут.,
м3/ч
Расход  в  час  максимального  водопотребления
Водопотребление  в  сети
       
       
       
%
м3/ч
л/с
распр.  л/с
соср.  л/с
       К  О  М  М  У  Н  А  Л  Ь  Н  Ы  Й      С  Е  К  Т  О  Р
       1
Население
3491
2,9
101,2
28,1
28,1

       
       
       
       
101,2
28,1
28,1
       
     
     
     
     
     
     
     3.4.2  Определение  путевых  и  узловых  расходов  воды.
     
     
     
     Расход  воды  отдаваемый  каждым  участником  -  путевой  расход  воды  равен:
     
     
     
     где  -  удельный  расход,  л/с*м
     –  длина  участка  в  м.
     
     Интенсивность  отбора,  т.е.  расхода  воды,  приходящегося  на  единицу  длины,  называют  удельным  расходом  и  определяют  по  формуле:
     
     
     
     Для  часа  максимального  водопотребления  удельный  расход  равен:
       на  1  п.м.
     Для  часа  максимального  транзита  удельный  расход  составит:
       на  1  п.м.
     Расчёты  по  определению  путевых  расходов  выполнены  в  таблицах 4,6.
     

     Таблица 4  “  Определение  путевых  расходов  на  участках  сети  в  час  максимального  водопотребления”.
     Таблица 4  
Участки
Длина  участков,  м
Удельный  расход,  л/с*м
Путевой  расход,  л/с
       1-2
       800
       0,0048
       3,8
       2-3
       375
       
       1,8
       3-4
       335
       
       1,6
       4-5
       605
       
       2,9
       5-6
       465
       
       2,2
       6-7
       300
       
       1,4
       7-8
       650
       
       3,1
       8-9
       530
       
       2,5
       9-10
       800
       
       3,8
       10-11
       710
       
       3,4
       11-12
       800
       
       3,8
       12-13
       670
       
       3,2
       13-14
       240
       
       1,2
       14-15
       575
       
       2,8
       15-21
       800
       
       3,8
       21-1
       265
       
       1,3
       15-12
       665
       
       3,2
       16-15
       585
       
       2,8
       17-16
       570
       
       2,7
       17-19
       750
       
       3,6
       19-7
       495
       
       2,4
       18-20
       800
       
       3,8
       20-8
       700
       
       3,4
       2-17
       430
       
       2,1
       18-17
       800
       
       3,8
       18-11
       625
       
       3,0
       Итого:
       15340
       
       73,4

     Для  упрощения  расчётов  для  определения  прикидочных  расходов  на  участках  сети  принято  путевые  расходы  заменять  узловыми.  Предварительно  в  каждом  узле  расходуется  50%  путевых  расходов,  примыкающих  к  узлу  расчетных  участков  сети.
     Узловой  расход  определяется  по  формуле:
     
     
     Расчёты  по  определению  узловых  расходов  выполнены  в  таблицах 5,7.
     
     Таблица 5  “Определение  узловых  расходов  в  час  максимального  водопотребления  ”.

     Таблица 5
№  узла
Участки  прилегающие  к  узлу
Путевые  расходы  на  участках,л/с
0,5,л/с
в  узле,л/с
Полный  узловой  расход,л/с
1
1-21,1-2
1,3+3,8
2,55
2,3+0,1+3,2
8,15
2
1-2,2-3,2-17
3,8+1,8+2,1
3,85
0,98+5,3
10,13
3
3-2,3-4
1,8+1,6
1,7

1,7
4
3-4,4-5
1,6+2,9
2,25
1
3,25
5
5-4,5-6
2,9+2,2
2,55

2,55
6
6-5,6-7
2,2+1,4
1,8

1,8
7
7-6,7-19,7-8
1,4+2,4+3,1
3,45

3,45
8
8-7,8-9,8-20
3,1+2,5+3,4
4,5

4,5
9
9-8,9-10
2,5+3,8
3,15

3,15
10
10-9,10-11
3,8+3,4
3,6
0,2
3,8
11
11-10,11-12,11-18
3,4+3,8+3,0
5,1
0,02
5,12
12
12-11,12-13,12-15
3,8+3,2+3,2
5,1
0,002
5,102
13
13-12,13-14
3,2+1,2
2,2
4,6
6,8
14
14-13,14-15
1,2+2,8
2,0

2,0
15
15-14,15-16,15-21,
15-12
2,8+2,8+3,8+3,2
6,3
5,7+0,6
12,6
16
16-15,16-17
2,8+2,7
2,8

2,8
17
17-16,17-19,17-2,
17-18
2,7+3,6+2,1+3,8
6,1

6,1
18
18-11,18-17,18-20
3,0+3,8+3,8
5,3

5,3
19
18-17,19-7
3,8+2,4
3,1

3,1
20
20-18,20-8
3,8+3,4
3,45

3,45
21
21-1,21-15
1,3+3,8
2,55

2,55
Итого:


73,4
24,0

97,4

     Таблица 6  “Определение  путевых  расходов  воды  на  участках  кольцевой  сети  в  час  максимального  транзита”.

     Таблица 6
Участки
Длина  участков,  м
Удельный  расход,  л/с*м
Путевой  расход,  л/с
       1-2
       800
       0,0018
       1,4
       2-3
       375
       
       0,7
       3-4
       335
       
       0,6
       4-5
       605
       
       1,1
       5-6
       465
       
       0,8
       6-7
       300
       
       0,5
       7-8
       650
       
       1,2
       8-9
       530
       
       1,0
       9-10
       800
       
       1,4
       10-11
       710
       
       1,3
       11-12
       800
       
       1,4
       12-13
       670
       
       1,2
       13-14
       240
       
       0,4
       14-15
       575
       
       1,0
       15-21
       800
       
       1,4
       21-1
       265
       
       0,5
       15-12
       665
       
       1,2
       16-15
       585
       
       1,1
       17-16
       570
       
       1,0
       17-19
       750
       
       1,4
       19-7
       495
       
       0,9
       18-20
       800
       
       1,4
       20-8
       700
       
       1,3
       2-17
       430
       
       0,8
       18-17
       800
       
       1,4
       18-11
       625
       
       1,1
       Итого:
       15340
       
       27,6
     
     
     
     

     Таблица 7  “Определение  узловых  расходов  в  час  максимального  транзита  ”.
     Таблица 7  
№  узла
Участки  прилегающие  к  узлу
Путевые  расходы  на  участках,л/с
0,5,л/с
в  узле,л/с
Полный  узловой  расход,л/с
1
1-21,1-2
0,5+1,4
0,95

0,95
2
1-2,2-3,2-17
1,4+0,7+0,8
1,45

1,45
3
3-2,3-4
0,7+0,6
0,65

0,65
4
3-4,4-5
0,6+1,1
0,85

0,85
5
5-4,5-6
1,1+0,8
0,95

0,95
6
6-5,6-7
0,8+0,5
0,65

0,65
7
7-6,7-19,7-8
0,5+0,9+1,2
1,3

1,3
8
8-7,8-9,8-20
1,2+1,0+1,3
1,75

1,75
9
9-8,9-10
1,0+1,4
1,2

1,2
10
10-9,10-11
1,4+1,3
1,35

1,35
11
11-10,11-12,11-18
1,3+1,4+1,1
1,9

1,9
12
12-11,12-13,12-15
1,4+1,2+1,2
1,9

1,9
13
13-12,13-14
1,2+0,4
0,8

0,8
14
14-13,14-15
0,4+1,0
0,7

0,7
15
15-14,15-16,15-21,
15-12
1,0+1,1+1,4+1,2
2,4

2,4
16
16-15,16-17
1,1+1,0
1,1

1,1
17
17-16,17-19,17-2,
17-18
1,0+1,4+0,8+1,4
2,3

2,3
18
18-11,18-17,18-20
1,1+1,4+1,4
1,95

1,95
19
18-17,19-7
1,4+0,9
1,15

1,15
20
20-18,20-8
1,4+1,3
1,35

1,35
21
21-1,21-15
0,5+1,4
0,95

0,95
Итого:


27,6
0,0

27,6
     
     
     
     
     
     
     
     
     3.4.3 Определение  прикидочных  расходов  на  участках  водопроводной  сети.
     
     
     
     Определение  расчетных  расходов  на  участках  водопроводной  сети  относится  к  числу  гидравлически  неопределимых  задач.  Поэтому  при  расчёте  используется  теоретический  закон  Кирхгофа  (баланс  расхода  в  узлах).  Прикидочные  расходы  определяются  в  следующем  порядке:
     1. Задаемся  направлением  движения  воды  так,  чтобы  ко  всем  узлам  вода  подходила  кратчайшим  путём;
     2. Определяем  расходы  из  условия  первого  закона  Кирхгофа,  т.е.  приток  воды  к  узлу  должен  быть  равен  оттоку;
     3. Учитываем  взаимозаменяемость  участков,  особенно  для  головных  участков  сети.  То  есть  расходы  на  участках  должны  распределяться  так,  чтобы  при  отключении  одной  из  линий  обеспечивать  подачу  расхода  по  другой  линии.  Для  этого  участки,  прилегающие  к  узлу,  должны  иметь  близкие  по  размеру  диаметры  труб.  Прикидочные  расходы  на  участках  сети  в  час  максимального  водопотребления  и  в  час  максимального  транзита  показаны  на  расчетных  схемах 3,4.
     
     
     
     
     
     
     

     3.4.4  Определение  диаметров  труб  на  участках  водопроводной  сети.
     
     
     
     По  прикидочным  расходам  определяем  диаметры  на  каждом  участке  сети.  Экономический  диаметр  трубопровода,  соответствующий  минимуму  приведенных  затрат,  при  расчётном  расходе  q  выражается  формулой:
     
     ,
     
     где  Э -  экономический  фактор,  который  учитывает  гидравлические  свойства  труб  и  экономические  параметры,  влияющие  на  стоимость  строительства  и  эксплуатацию  трубопровода:
     
     
     
     где  m-  коэффициент,  зависящий  от  факторов  мало  изменяющихся  для  данного  района  и  устанавливающейся  от  материала  труб,  m=0,43-  для  чугунных  труб;
     стоимость  1кВт-ч  электроэнергии;
       коэффициент,  учитывающий  стоимость  насосных  станций,  ;
       коэффициент,  учитывающий  неравномерность  потребления  электроэнергии  и  при  производительности  свыше  1000  м3/сут  принимается  .
       коэффициент,  учитывающий  влияние  всех  участков  сети  на  работу  рассматриваемого  участка:
     
     где  расход  i-го  участка,  м3/с;
         расход  головного  участка,  м3/с.
     
     Экономический  фактор  принимаем  равным  Э=0.......................