Vodoprovodnye_seti_Rybachuk

Дворники производят полив равномерно 6 часов в сутки. При

с 5 до 8 и с 17 до 20 часов (заполняем столбцы 10, 17).

Вода на нужды местной промышленности (QМП 945 м3/сут) расходуется равномерно в течение суток, её часовой расход, со-

ставит: qМП 945 39,4 м3/ч. 24

Вода на нужды местной промышленности используется с 0 до 21 часов (заполняем столбец 19).

Принимаем распределение расхода воды на технологические нужды предприятия (Qтех 2400 м3/сут) равномерным в течение работы предприятия, тогда часовой расход qтех , м3/ч, определя-

ем: qтех 2400 100 м3/ч (данные заносим в столбец 20). 24

На хозяйственно-питьевые нужды рабочих предприятий вода по часам соответствующих смен (рабочее время первой смены принимается с 8 до 16, второй с 16 до 24, третьей с 0 до 8 часов) распределяется в зависимости от коэффициента часовой неравномерности, Kч , в соответствии с прил. 3. Для горячих цехов этот коэффициент имеет значение Kч.г 2,5, для холодных –

Kч.х 3 (заполняем столбцы 21, 22, 23 и 24).

На душевые нужды рабочих вода расходуется в первый час после окончания соответствующей смены (заполняем столбцы 25 и 26). Расход воды на полив вносим в графу 27 в часы ручного полива в НП.

Суммарные часовые (суточный) расходы по предприятию (столбец 28) вычисляются сложением соответствующих расходов на технологические, хозяйственно-питьевые, душевые нужды и расходы воды на полив (складываем значения 20, 22, 24, 25, 26 и 27 столбцов).

Суммарные расходы по объекту включают в себя путевые,

30

сосредоточенные и общие. Сосредоточенные часовые (суточные) расходы (столбец 29) определяются сложением соответствующих сосредоточенных расходов по предприятию и населенному пункту (складываем значения столбцов 8, 15 и 28). Равномерно распределенныё (путевые) часовые (суточные) расходы находятся суммированием расходов на хозяйственно-питьевые нужды (за вычетом сосредоточенных расходов) в населенном пункте, на поливку и нужды местной промышленности и вычитанием из суммы значения сосредоточенных расходов. В данном случае значение столбца 30 = (столбец 11 – 8)+(столбец 18 – 15). Общий расход (столбец 31) является суммой сосредоточенных и равномерно распределенных расходов (складываем значения столбцов 29 и 30). Общий расход (столбец 32) является выражением часовых расходов в процентах от суммарного суточного расхода, принятого за 100 %. По данным 32-го столбца строим ступенчатый график потребления воды по часам суток (рис. 1).

Рис. 1. Ступенчатый график потребления и подачи воды

2.3. Выбор схемы водоснабжения, места расположения головных водопроводных сооружений и башни

При использовании в качестве источника реки, место расположения водозабора принимают выше населенного пункта по течению реки с таким расчётом, чтобы поверхностный загрязнен-

31

ный сток с территории города не мог попасть в воду, забираемую водозаборными сооружениями. Очистные сооружения, резервуары чистой воды и насосную станцию II подъема располагают обычно в непосредственной близости от водозаборов.

Для сокращения высоты водонапорной башни (с целью удешевления) её следует располагать на самом высоком месте населенного пункта, желательно в пределах застроенной части (но не на проездах).

Башня связывается с сетью одним водоводом. Число водоводов от насосной станции до сети должно быть не менее двух.

Выбор схемы водоснабжения объекта (населенного пункта, предприятия) является одной из наиболее ответственных задач проектирования. При проектировании водопроводной сети решается вопрос о выборе такой схемы расположения водоводов, магистральных линий, насосных станций, резервуаров и башен, при которой технико-экономические показатели их устройства и эксплуатации были бы наилучшими. На выбор схемы оказывают влияние такие основные факторы, как рельеф местности, место расположения используемых источников водоснабжения, размеры объекта водоснабжения и требования потребителей в отношении количества воды и напоров.

Врезультате сравнения возможных схем водоснабжения должна быть установлена расчётная (основная) схема, имеющая лучшие технико-экономические показатели, из которых на стадии сравнения вариантов следует выделить длину водоводов и магистральных линий, количество насосных станций, резервуаров, местоположение и высоту водонапорной башни. При этом надежность подачи заданного количества воды потребителям и обеспечение напоров должны быть гарантированы для всех рассматриваемых схем.

Впрактике водоснабжения применяются централизованная или зонные схемы водоснабжения.

Централизованная (однозонная) схема водоснабжения устраивается в основном для обеспечения водой объектов, расположенных на сравнительно небольшой территории со спокойным рельефом местности и требующих напоров, незначительно отличающихся друг от друга. Она может быть без башни или

сбашней.

32

Схема водоснабжения без башни применяется для снабжения водой потребителей, относительно равномерно расходующих воду в течение суток, когда необходимость в устройстве регулирующих ёмкостей отпадает. Такими потребителями являются крупные города с коэффициентами часовой неравномерности 1,1Ä1,25. Башня в начале сети устраивается для схем водоснабжения, когда коэффициенты часовой неравномерности превышают 1,25 (обычно при суточном водопотреблении до 10Ä15 тыс. м3) и при расположении наиболее высоких точек местности (в начале сети) перед объектом водоснабжения. Схема водоснабжения с контррезервуаром устраивается при коэффициентах часовой неравномерности, превышающих 1,25, если наиболее высоко расположенная точка местности находится на противоположной стороне от места подачи воды водоводами в сеть (в конце сети).

Зонные схемы водоснабжения устраиваются при сильно пересеченном рельефе местности или большой протяженности сети, когда транспортирование воды ведет к большим потерям напора, на покрытие которых требуется создание значительного (иногда недопустимого) напора в начале сети, а также при необходимости различных напоров для отдельных потребителей. По своему устройству различают последовательные и параллельные зонные схемы водоснабжения.

2.4. Трассировка водопроводной сети

Водопроводная сеть предназначена для распределения подаваемой воды по территории объекта водоснабжения, обеспечивая возможность отбора воды в заданных точках с требуемым напором.

Работу по трассировке водопроводной сети следует начинать с анализа факторов, влияющих на её очертание в плане: конфигурации территории объекта водоснабжения, его планировки (расположения улиц, предприятий, отдельных районов), мест расположения наиболее крупных потребителей, мест подачи воды в сеть, рельефа местности, расположения естественных и искусственных препятствий. Соблюдая требования, предъявляемые к сети, и учитывая факторы, влияющие на её устройство, нужно выбрать такое расположение магистралей водопроводной сети, ко-

33

торое обеспечивало бы возможно меньшую её протяженность, наилучшие условия прокладки, позволяло легко и экономично осуществлять её дальнейшее развитие, если это потребуется. На территории населенного пункта главные магистрали трассируются по основному направлению движения воды (обусловленному формой территории объекта водоснабжения). Магистральная сеть должна охватывать всех наиболее крупных потребителей воды, подавать воду к регулирующим ёмкостям и принимать её от водопитателей, совпадать с продольным направлением площади застройки, по возможности равномерно охватывать территорию города и вместе с тем подавать воду в удалённые места кротчайшим путем в то же время она должна быть равномерно распределена по территории населенного пункта. Основные магистрали соединяются между собой перемычками, обеспечивающими перераспределение воды между магистралями при аварии на них. Кольца, образованные магистралями и перемычками, должны иметь форму, вытянутую вдоль основного движения воды. Для обеспечения надежности работы сети число магистралей должно быть не менее двух; расстояние между ними 600-800 м. Длину магистралей принимают от 400 до 800 м.

Для распределения потоков воды в случае аварии на отдельных участках этих линий или при изменении режима работы сети магистрали связываются перемычками, расстояние между которыми принимается 800-1000 м. Длину перемычек принимают от 300 до 600 м. В курсовом проекте с целью сокращения трудоёмкости гидравлического расчёта сети эти расстояния можно принимать несколько большими, чтобы число колец было не более четырех. Сеть наносится на генплан с указанием номеров колец, номеров узловых точек и длин расчётных участков.

Водопроводная сеть должна иметь возможно меньшую протяженность участков. Для этого линии наружного контура сети должны обеспечивать двухстороннее питание потребителей, т.е. магистральные линии и перемычки необходимо располагать внутри застройки населенного пункта.

34

ПРИМЕР 5

Источником водоснабжения проектируемого объекта является река. С учетом рельефа местности и коэффициента часовой неравномерности ( Kч.max 1,25 ) принимаем централизованную схему водоснабжения с контррезервуаром. Место забора воды для нужд потребителей назначаем выше города по течению реки, и вблизи этого места располагают водозаборные и очистные сооружения, насосные станции I и II подъемов, резервуары чистой воды. Водонапорную башню располагаем в месте с наибольшими геодезическими отметками земли (в конце сети). От насосной станции II подъема и от водонапорной башни до сети прокладываются водоводы. Для объекта водоснабжения запроектирована трехкольцевая водопроводная сеть.

2.5. Выбор расчётных режимов работы водопроводной сети

Расчёт водопроводных сетей должен производиться по всем характерным часовым расходам суток максимального водопотребления. Число расчётных режимов принимается в зависимости от выбранной схемы водоснабжения:

-для безбашенной схемы – режимы максимального и минимального водопотребления;

-для схемы с башней в начале сети – режим максимального водопотребления;

-для схемы с контррезервуаром – режимы максимального водопотребления и максимального транзита воды в бак водонапорной башни.

Для всех схем водоснабжения должны быть проведены проверочные расчёты сети на пропуск расчётного пожарного и аварийного (при аварии на одной из основных магистральных линий) расходов воды в час максимального водопотребления.

Расчётные режимы (часы) работы сети назначаются по ступенчатому графику потребления и подачи воды. Час максимального водопотребления принимается при наибольшем потреблении воды объектом. Час максимального транзита соответствует максимальному поступлению воды в бак водонапорной башни при наибольшем количестве работающих насосов. При режиме

35

тушения пожаров полный расход воды (на нужды всех потребителей и на тушение пожаров) подает насосная станция II подъема (башня при этом режиме не работает). При режиме аварии все потребители должны обеспечиваться водой по аварийному графику (70 % от расчётного расхода) за счет подачи воды насосной станцией второго подъёма и водонапорной башней.

3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ II ПОДЪЕМА

После построения ступенчатого графика водопотребления определяют количество рабочих насосов, их производительность, продолжительность работы и назначают режим работы (время включения и выключения) насосов насосной станции второго подъема.

Насосы станции II подъема (если система водоснабжения с водонапорной башней) в час максимального водопотребления подают в сеть 85-93 % от часового расхода (остальные P 7 15 % подает водонапорная башня), т.е. подача насосов определяется:

то три рабочих насоса, если n 2,5 – два или три насоса.

При выборе насосов НС-II следует принимать однотипное оборудование.

Производительность группы работающих насосов при числе

36

рабочих nнас можно определить:

где К – увеличение подачи насоса при одиночной работе его на

сеть (принимать по табл. 5); n* – число работающих насосов; nнас – принятое число насосов.

После определения подачи насосов задаёмся предположительной продолжительностью работы насоса или групп насосов с максимальным приближением графика подачи насосов к графику водопотребления. Время включения второго или третьего насосов необходимо назначать так, чтобы избежать большой разности ординат между подачей насосов и потреблением в населенном пункте.

По производительности одного насоса намечаем продолжительность его работы t1.

При трёх рабочих насосах продолжительность их одновре-

37

Время совместной работы двух насосов определяем по формуле t1 2 24 t1 t1 2 3 , ч.

При двух рабочих насосах продолжительность их одновременной работы t1 2 , ч, может быть выражена из баланса расходов

Следует принять во внимание, что включение и выключение насосов может происходить и внутри любого часа с учетом потребления города. Для этого необходимо определить среднечасовую подачу насосов следующим образом:

где t 0,1 0,9 ч – время работы соответствующей группы насосов в пределах часа; P – подача, соответствующей группы насосов, %.

Подачу одного насоса определяют как долю от общего водо-

где Zб – отметка поверхности земли около водонапорной башни, м; Zр – отметка расчётного уровня в резервуарах чистой воды

(принимается при предварительных расчётах на 2,5 м ниже отметки поверхности земли около насосной станции), м; Hб – высота ствола водонапорной башни (до низа бака), м; hб – расчётная глубина воды в баке водонапорной башни (предварительно можно принять hб = 5-6 м), м; hнс – потери напора во внутренних коммуникациях насосной станции (принимаются равными 2,5 м), м; hс – потери напора в водоводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни (принимаются предварительно равными 5Ä6 м на 1 км длины водопроводных

38

линий), м.

Высота ствола водонапорной башни Hб , м, определяется

где Zi и Zб – отметки земли в диктующей точке и в месте расположения водонапорной башни, м; HСВ – свободный напор в диктующей точке (принимается в зависимости от этажности зданий [1, п. 2.26]), м; hi-б – потери напора в водопроводных линиях от диктующей точки до водонапорной башни (принимаются предварительно равными 3Ä4 м на 1 км длины линий), м.

По подаче одного насоса и требуемому напору производится выбор марки центробежного насоса по [8, прил. IV; 7, табл. V.25] или другой литературе.

ПРИМЕР 6

Выбор насосов НС-II

По ступенчатому графику водопотребления определяем количество рабочих насосов, их производительность, продолжительность работы и назначаем режим работы (время включения и выключения) насосов насосной станции второго подъема.

Принимаем, что подача водонапорной башни в час максимального водопотребления составляет 7,5 % от часового расхода.

7,5 5,72 0,43 %, 100

где 5,72 – потребление воды в час максимального водопотребления, %.

Подача насосов НС-II составит PНС-II 5,72 0,43 5,29 %.

Находим количество рабочих насосов n 5,29 3,1, 1,69

где 1,69 – минимальное часовое водопотребление в течение суток, %.

Принимаем три рабочих насоса. Тогда подача трех насосов

39