- •1. Выбор системы канализации
- •2. Выбор площадки очистных сооружений
- •3. Определение числа жителей в городе и количества объектов хощяйственно бытового назначения сосредоточенным сбросом сточных вод
- •4. Определение расчетных расходов производствено – бытовых сточных вод
- •4.1. Определение сосредоточенных расходов, входящих в норму водоотведения
- •4.2. Определение средних расходов бытовых сточных вод с площади стока
- •Определение средних расходов сточных вод с площадей стока
- •4.3. Определение сосредоточенных расходов, не входящих в норму водоотведения
- •4.4. Определение расчетных расходов сточных вод промышленных предприятий
- •Определение расходов производственных сточных вод промышленного предприятия
- •4.5. Определение расчетных расходов на расчетных участках сети
- •5. Гидравличесий расчет и конструирование производственно бытовой сети
- •Ведомость гидравлического расчета производственно – бытовой канализационной сети
- •6. Гидравлический расчет и проектирование дюкера
- •Потери напора при аварии на дюкере
- •7. Определение притока сточных вод на главную насосную станцию по часам суток
- •Ведомость притока сточных вод на главную канализационную насосную станцию по часам суток
- •8. Расчет и конструирование дождевой сети
- •Значения удельного дождевого стока
- •9. Сооружения на канализационной сети
5. Гидравличесий расчет и конструирование производственно бытовой сети
Целью гидравлического расчета канализационной сети является определение диаметров и уклонов прокладки трубопроводов, обеспечивающих самотечное движение сточных вод с незаиливающими скоростями на всех участках сети.
Гидравлический расчет канализационных сетей производится с использованием следующих основных зависимостей:
где - скорость движение сточной жидкости;
с – коэффициент Шези, определяемой по формуле:
где n1 – коэффициент, определяемый по формуле академика Н.Н. Павловского:
где n1 – коэффициент шероховатости, принимаемый для самотечных коллекторов круглого сечения равным 0,014, а для напорных трубопроводов – 0,013;
R – гидравлический радиус, м; i – гидравлический уклон.
При расчете самотечных коллекторов гидравлический уклон допускается определять по формуле
где g – ускорение силы тяжести, м/с2;
- коэффициент Дарси, учитывающий различную степень турбулентности потока и определяемый по формуле профессора Н.Ф. Федорова
где э – эквивалентная шероховатость, см;
Re – число Рейнольдса;
а2 – безразмерный коэффициент учитывающий характер шероховатости труб и каналов.
При расчете канализационной сети вводятся следующие допущения:
- движение сточной жидкости в трубах равномерны, т.е. уклон дна трубы равен гидравлическому уклону;
- весь расчетный расход участка поступает в его начале, причем величина расхода не меняется в пределах расчетного участка;
- местные потери при диаметрах труб менее 500мм не учитываются, кроме потерь в специальных сооружения на сети, в тоже время для труб диаметром более 500мм целесообразно учитывать местные потери.
Выбранные диаметры и уклоны должны обеспечивать отведение расчетных расходов сточных вод при допустимых значениях скоростей и наполнений h/D:
При этом уклоны принимаются с учетом рельефа местности такими, чтобы обеспечить возможно меньшую глубину заложения сети.
Расчету подлежит каждый участок сети. По результатам расчета определяется глубина заложения каждого участка в начали и в конце его.
Величина дополнительного притока qаd определяется по зависимости
где md – величина максимального суточного количества осадков, мм.
Таблица 5.1.
Ведомость гидравлического расчета производственно – бытовой канализационной сети
№ участка |
Расчетный расход, л/с. |
Длина l, м |
Диаметр D, мм |
Уклон i |
Падение H, м |
Заполнение |
Скорость , м/с. |
Отметки, м |
Глубина заложения, м |
Длина сети от начала, км |
Дополнительный приток, л/с |
Суммарный расход, qsum л/с |
Пропускная способность трубы, л/с |
||||||||
h/D |
h,м |
поверхности земли |
поверхности воды |
дна канала |
в начале |
в конце |
средняя |
||||||||||||||
в начале |
в конце |
в начале |
в конце |
в начале |
в конце |
||||||||||||||||
Главный коллектор и приток 1-2-3 |
|||||||||||||||||||||
1-2 |
2,76 |
380 |
200 |
0,007 |
2,66 |
- |
- |
- |
10,85 |
10,80 |
- |
- |
9,305 |
6,645 |
1,545 |
4,155 |
2,85 |
0,76 |
0,9956 |
3,7556 |
27,7 |
2-3 |
5,51 |
190 |
200 |
0,007 |
1,33 |
- |
- |
- |
10,80 |
10,55 |
- |
- |
6,645 |
5,315 |
4,155 |
5,235 |
4,695 |
1,14 |
1,4934 |
7,0034 |
27,7 |
3-4 |
8,27 |
420 |
200 |
0,007 |
2,94 |
- |
- |
- |
10,55 |
10,50 |
- |
- |
9,005 |
6,065 |
1,545 |
4,435 |
2,99 |
1,98 |
2,5938 |
10,8638 |
27,7 |
4-5 |
34,35 |
250 |
300 |
0,004 |
1,00 |
0,56 |
0,168 |
0,85 |
10,50 |
10,25 |
6,233 |
5,233 |
6,065 |
5,065 |
4,435 |
5,185 |
4,81 |
5,4 |
7,074 |
41,424 |
61,7 |
5-6 |
63,45 |
350 |
350 |
0,004 |
1,4 |
0,64 |
0,224 |
0,98 |
10,25 |
10,25 |
8,929 |
7,529 |
8,705 |
7,305 |
7,545 |
2,945 |
2,245 |
9,12 |
11,9472 |
75,3972 |
93,0 |
6-7 |
86,15 |
400 |
400 |
0,003 |
1,2 |
0,69 |
0,276 |
0,95 |
10,25 |
10,30 |
7,581 |
6,381 |
7,305 |
6,105 |
2,945 |
4,195 |
3,57 |
10,46 |
13,7026 |
99,8526 |
115,1 |
7-8 |
240,77 |
170 |
600 |
0,003 |
0,51 |
0,66 |
0,396 |
1,23 |
10,30 |
10,30 |
6,501 |
5,991 |
6,105 |
5,595 |
4,195 |
4,705 |
4,45 |
23,08 |
30,2348 |
271,0048 |
339,5 |
8-НС |
240,77 |
400 |
600 |
0,003 |
1,2 |
0,66 |
0,396 |
1,23 |
10,30 |
10,30 |
5,991 |
4,791 |
5,595 |
4,395 |
4,705 |
5,905 |
5,305 |
23,88 |
31,2828 |
272,0528 |
339,5 |
Приток 9-10-11-12-4 |
|||||||||||||||||||||
9-10 |
1,84 |
230 |
200 |
0,007 |
1,61 |
- |
- |
- |
11,80 |
11,75 |
- |
- |
10,255 |
8,645 |
1,545 |
3.105 |
2,325 |
0,46 |
0,6026 |
2.4426 |
27,7 |
10-11 |
3,68 |
160 |
200 |
0,007 |
1,12 |
- |
- |
- |
11,75 |
11,35 |
- |
- |
8,645 |
7,525 |
3,105 |
3,825 |
3,465 |
0,78 |
1,0218 |
4,7018 |
27,7 |
11-12 |
15,68 |
350 |
200 |
0,006 |
2,1 |
0,59 |
0,118 |
0,81 |
11,35 |
10,95 |
7,643 |
5,543 |
7,525 |
5,425 |
3,825 |
5,525 |
4,675 |
1,94 |
2,5414 |
18,2214 |
25,6 |
12-4 |
26,27 |
270 |
250 |
0,005 |
1,35 |
0,59 |
0,1475 |
0,86 |
10,95 |
10,50 |
9,5525 |
8,2025 |
9,405 |
8,055 |
1,545 |
2,445 |
1,995 |
2,92 |
3,8252 |
30,0952 |
42,4 |
Приток 13-11 |
|||||||||||||||||||||
13-11 |
7,35 |
230 |
200 |
0,007 |
1,61 |
- |
- |
- |
11,48 |
11,35 |
- |
- |
9,935 |
8,325 |
1,545 |
3.025 |
2,285 |
0,46 |
0,6026 |
7,9526 |
27,7 |
Приток 14-12 |
|||||||||||||||||||||
14-12 |
9,19 |
220 |
200 |
0,007 |
1,54 |
- |
- |
- |
11,03 |
10,95 |
- |
- |
9,485 |
7,945 |
1,545 |
3,005 |
2,275 |
0,44 |
0,5764 |
9,7664 |
27,7 |
Приток 15-9-13-14-5 |
|||||||||||||||||||||
15-9 |
1,84 |
220 |
200 |
0,007 |
1,54 |
- |
- |
- |
11,85 |
11,80 |
- |
- |
10,305 |
8,765 |
1,545 |
3,035 |
2,29 |
0,44 |
0,5764 |
2,4164 |
27,7 |
9-13 |
5,51 |
150 |
200 |
0,007 |
1,05 |
- |
- |
- |
11,80 |
11,51 |
- |
- |
8,765 |
7,715 |
3,035 |
3,795 |
3,415 |
0,74 |
0,9694 |
6,4794 |
27,7 |
13-14 |
18,23 |
340 |
250 |
0,004 |
1,36 |
0,51 |
0,1275 |
0,73 |
11,51 |
11,03 |
7,8425 |
6,4825 |
7,715 |
6,355 |
3,795 |
4,675 |
4,235 |
1,84 |
2,4104 |
20,6404 |
37,9 |
14-5 |
30,74 |
270 |
300 |
0,004 |
1,08 |
0,52 |
0,156 |
0,82 |
11,03 |
10,25 |
6,511 |
5,431 |
6,355 |
5,275 |
4,675 |
4,975 |
4,825 |
3,02 |
3,9562 |
34,6962 |
61,7 |
Приток 16-13 |
|||||||||||||||||||||
16-13 |
5,53 |
210 |
200 |
0,007 |
1,47 |
- |
- |
- |
11,76 |
11,51 |
- |
- |
10,215 |
8,745 |
1,545 |
2,765 |
2,155 |
0,42 |
0,5502 |
6,0802 |
27,7 |
Приток 17-14 |
|||||||||||||||||||||
17-14 |
9,19 |
320 |
200 |
0,007 |
2,24 |
- |
- |
- |
11,10 |
11,03 |
- |
- |
9,555 |
7,315 |
1,545 |
3,715 |
2,63 |
0,64 |
0,8384 |
10,0284 |
27,7 |
Приток 15-16-17-6 |
|||||||||||||||||||||
15-16 |
1,84 |
220 |
200 |
0,007 |
1,54 |
- |
- |
- |
11,85 |
11,70 |
- |
- |
10,305 |
8,765 |
1,545 |
2,935 |
2,24 |
0,44 |
0,5764 |
2,4164 |
27,7 |
16-17 |
12,8 |
250 |
200 |
0,007 |
1,75 |
- |
- |
- |
11,70 |
11,10 |
- |
- |
8,765 |
7,015 |
2,935 |
4,085 |
3,51 |
0,94 |
1,2314 |
14,0314 |
27,7 |
17-6 |
26,93 |
270 |
250 |
0,006 |
1,62 |
0,57 |
0,1425 |
0,93 |
11,10 |
10,25 |
7,1575 |
5,5375 |
7,015 |
5,395 |
4,085 |
4,855 |
4,47 |
1,48 |
1,9388 |
28,8688 |
46,5 |
Приток 18-16 |
|||||||||||||||||||||
18-16 |
3,68 |
220 |
200 |
0,007 |
1,54 |
- |
- |
- |
11,80 |
11,70 |
- |
- |
10,255 |
8,715 |
1,545 |
2,985 |
2,265 |
0,44 |
0,5764 |
4,2564 |
27,7 |
Приток 19-17 |
|||||||||||||||||||||
19-17 |
9,19 |
320 |
200 |
0,007 |
2,24 |
- |
- |
- |
11,40 |
11,70 |
- |
- |
9,855 |
7,615 |
1,545 |
3,485 |
2,515 |
0,64 |
0,8384 |
10,0284 |
27,7 |
Приток 20-19-7 |
|||||||||||||||||||||
20-19 |
3,68 |
220 |
200 |
0,007 |
1,54 |
- |
- |
- |
11,85 |
11,45 |
- |
- |
10,305 |
8,765 |
1,545 |
2,685 |
2,115 |
0,44 |
0,5764 |
4,2564 |
27,7 |
19-7 |
9,19 |
330 |
200 |
0,007 |
2,31 |
- |
- |
- |
11,45 |
10,30 |
- |
- |
8,765 |
6,455 |
2,685 |
3,845 |
3,265 |
1,1 |
1,441 |
10,631 |
27,7 |
Коллектор 24-25-26-27 и приток 21-22-23-24 |
|||||||||||||||||||||
21-22 |
7,95 |
320 |
200 |
0,007 |
2,24 |
- |
- |
- |
11.20 |
11,15 |
- |
- |
9,405 |
7,165 |
1,795 |
3,985 |
2,89 |
0,64 |
0,8384 |
8,7884 |
27,7 |
22-23 |
15,21 |
250 |
200 |
0,006 |
1,5 |
0,59 |
0,118 |
0,81 |
11,15 |
10,80 |
7,283 |
5,783 |
7,165 |
5,665 |
3,985 |
5,135 |
4,56 |
1,14 |
1,4934 |
16,7034 |
25,6 |
23-24 |
30,44 |
280 |
300 |
0,004 |
1,12 |
0,52 |
0,156 |
0,82 |
10,80 |
10,55 |
9,161 |
8,041 |
9,005 |
7,885 |
1,795 |
2,665 |
2,23 |
2,32 |
3,0392 |
33,4792 |
61,7 |
24-25 |
34,05 |
340 |
300 |
0,004 |
1,36 |
0,56 |
0,168 |
0,85 |
10,55 |
10,55 |
8,053 |
6,693 |
7,885 |
6,525 |
2,665 |
4,025 |
3,345 |
3,0 |
3,93 |
37,98 |
61,7 |
25-26 |
53,51 |
260 |
350 |
0,003 |
0,78 |
0,63 |
0,2205 |
0,85 |
10,55 |
10,53 |
6,7455 |
5,9655 |
6,525 |
5,745 |
4,025 |
4,785 |
4,405 |
3,52 |
4,6112 |
58,1212 |
80,6 |
26-27 |
81,9 |
250 |
400 |
0,003 |
0,75 |
0,65 |
0,260 |
0,94 |
10,53 |
10,40 |
6,005 |
5,255 |
5,745 |
4,995 |
4,785 |
5,405 |
5,095 |
6,0 |
7,86 |
89,76 |
115,1 |
Приток 28-23 |
|||||||||||||||||||||
28-23 |
15,66 |
310 |
200 |
0,006 |
1,86 |
0,59 |
0,118 |
0,8 |
10,85 |
10,80 |
9,173 |
7,313 |
9,055 |
7,195 |
1,795 |
3,605 |
2,7 |
0,62 |
0,8122 |
16,4722 |
25,6 |
Приток 21-28-25 |
|||||||||||||||||||||
21-28 |
13,12 |
230 |
200 |
0,005 |
1,15 |
0,58 |
0,116 |
0,73 |
11,15 |
10,85 |
9,471 |
8,321 |
9,355 |
8,205 |
1,795 |
2,645 |
2,22 |
0,46 |
0,6026 |
13,7226 |
23,4 |
28-25 |
20,39 |
280 |
250 |
0,004 |
1,12 |
0,54 |
0,135 |
0,75 |
10,85 |
10,55 |
8,34 |
7,22 |
8,205 |
7,085 |
2,645 |
3,465 |
3,055 |
1,02 |
1,3362 |
21,7262 |
37,9 |
Приток 21-29-30-26 |
|||||||||||||||||||||
21-29 |
5,3 |
230 |
200 |
0,007 |
1,61 |
- |
- |
- |
11,20 |
11,15 |
- |
- |
9,405 |
7,795 |
1,795 |
3,355 |
2,575 |
0,46 |
0,6026 |
5,9026 |
27,7 |
29-30 |
15,21 |
250 |
200 |
0,006 |
1,5 |
0,58 |
0,116 |
0,8 |
11,15 |
10,85 |
7,911 |
6,411 |
7,795 |
6,295 |
3,355 |
4,555 |
3,955 |
0,96 |
1,2576 |
16,4676 |
25,6 |
30-26 |
33,03 |
280 |
300 |
0,004 |
1.12 |
0,55 |
0,165 |
0,84 |
10,85 |
10,53 |
6,46 |
5,34 |
6,295 |
5,175 |
4,555 |
5,355 |
4,955 |
1,98 |
2,5938 |
35,6238 |
61,7 |
Приток 28-30 |
|||||||||||||||||||||
28-30 |
15,73 |
230 |
200 |
0,006 |
1,38 |
0,59 |
0,118 |
0,81 |
10,85 |
10,85 |
9,173 |
7,793 |
9,055 |
7,675 |
1,795 |
3,175 |
2,485 |
0,46 |
0,6026 |
16,3326 |
25,6 |
Приток 29-31-32-27 |
|||||||||||||||||||||
29-31 |
5,5 |
230 |
200 |
0,007 |
1,61 |
- |
- |
- |
11,15 |
10,90 |
- |
- |
9,355 |
7,745 |
1,795 |
3,155 |
2,475 |
0,46 |
0,6026 |
6,1026 |
27,7 |
31-32 |
10,6 |
250 |
200 |
0,006 |
1,5 |
0,47 |
0,094 |
0,74 |
10,90 |
10,77 |
7,839 |
6,339 |
7,745 |
6,245 |
3,155 |
4,525 |
3,84 |
0,96 |
1,2576 |
11,8576 |
25,6 |
32-27 |
18,84 |
280 |
250 |
0,004 |
1,12 |
0,52 |
0,130 |
0,73 |
10,77 |
10,40 |
6,375 |
5,255 |
6,245 |
5,125 |
4,525 |
5,275 |
4,9 |
1,98 |
2,5938 |
21,4338 |
37,9 |
Приток 30-22 |
|||||||||||||||||||||
30-32 |
7,95 |
230 |
200 |
0,007 |
1,61 |
- |
- |
- |
10,85 |
10,77 |
- |
- |
9,055 |
7,445 |
1,795 |
3,325 |
2,56 |
0,46 |
0,6026 |
8,5526 |
27,7 |
Приток 34-35-27 и приток 31-33-34 |
|||||||||||||||||||||
31-33 |
7,95 |
240 |
200 |
0,007 |
1,68 |
- |
- |
- |
10,85 |
10,83 |
- |
- |
9,055 |
7,375 |
1,795 |
3,455 |
2,625 |
0,48 |
0,6288 |
8,5788 |
27,7 |
33-34 |
15,21 |
280 |
200 |
0,006 |
1,68 |
0,58 |
0,116 |
0,80 |
10,83 |
10,55 |
7,491 |
5,811 |
7,375 |
5,695 |
3,455 |
4,855 |
4,155 |
1,04 |
1,3624 |
16,5724 |
25,6 |
34-35 |
33,59 |
350 |
300 |
0,004 |
1,4 |
0,55 |
0,165 |
0,84 |
10,55 |
10,55 |
8,92 |
7,52 |
8,755 |
7,355 |
1,795 |
3,195 |
2,495 |
1,74 |
2,2794 |
35,8694 |
61,7 |
35-27 |
39,25 |
310 |
300 |
0,004 |
1,24 |
0,61 |
0,183 |
0,87 |
10,55 |
10,40 |
7,538 |
6,298 |
7,355 |
6,115 |
3,195 |
4,285 |
3,74 |
2,76 |
3,6156 |
42,8656 |
61,7 |
Приток 32-35 |
|||||||||||||||||||||
32-35 |
7,95 |
200 |
200 |
0,007 |
1,4 |
- |
- |
- |
10,80 |
10,55 |
- |
- |
9,005 |
7,605 |
1,795 |
2,945 |
2,37 |
0,4 |
0,524 |
8,474 |
27,7 |
27-D1-D2-7 |
|||||||||||||||||||||
27-D1 |
127,26 |
30 |
450 |
0,003 |
0,09 |
0,73 |
0,3285 |
1,04 |
10,40 |
10,25 |
8,9335 |
8,8435 |
8,605 |
8,515 |
1,795 |
1,735 |
1,765 |
10,8 |
14,148 |
141,408 |
157,8 |
D1-D2 |
127,26 |
160 |
3×250 |
0,0106 |
1,696 |
1,0 |
0,250 |
1,3 |
10,25 |
10,25 |
8,855 |
7,069 |
8,515 |
6,819 |
1,735 |
3,341 |
- |
11,12 |
14,5672 |
141,8272 |
157,8 |
D2-7 |
127,26 |
30 |
450 |
0,003 |
0,09 |
0,73 |
0,3285 |
1,04 |
10,25 |
10,30 |
7,1475 |
7,0575 |
6,819 |
6,729 |
3,431 |
3,571 |
3,501 |
11,18 |
14,6458 |
141,9058 |
157,8 |
Величина глубины потока воды в трубопроводе h вычисляется как произведение наполнения в коллекторе (h/D) на его диаметр D:
Определение глубины заложения коллектора в начальной точке 0,9 м.
Отметка лотка канала поверхности воды определяются как разности соответствующих отметок первого сечения ( вначале участка) и величины падения уклона трубопровода Н на участке:
После чего обязательно проводится проверка величины :
В ходе расчета необходимо следить (особенно для участков сети, проектируемой в условиях плоского рельефа или в мокрых плывунных грунтах, а также при вынужденной трассировке против естественного уклона местности), чтобы глубины заложения в конечных точках участков не превышали 5,5-6,0 м. Если по заданию уровень стояния грунтовых вод высокий, то в этих точках необходимо проектировать насосную станцию подкачки, поскольку строительство сети в водонасыщенных грунтах технически сложно и экономически нецелесообразно.
По результатам гидравлического расчета (табл.8) вычерчиваются профили боковых притоков и главных коллекторов. В курсовом проекте заданием предусматривается разработка чертежа профиля только одного главного коллектора (рис.3). под построением профиля главного коллектора понимается его начертание на разрезе местности в плоскости его трассы до главной канализационной насосной станции с учетом рельефа местности, глубины залегания грунтовых вод и подземных инженерных сооружений.
На профиле коллектора (рис.3) в местах присоединения указываются отметки дна и диаметра труб боковых присоединений.
Учитывая, что глубина промерзания грунтов в Ленинградской области составляет 1,2м, величину определяют как: