Визначення розрахункових витрат води

Вступ

Здавна люди для забезпечення своєї життєдіяльності споруджували системи водопостачання, найвідоміша з яких римська.

Будівництво нових сучасних систем водопостачання дозволить задовільнити зростаючі потреби населення і промисловості в доброякісній воді. Розрахунок і проектування водопровідної мережі, є метою даного курсового проекту.

Проектування водопровідних мереж пов‘язане з вирішенням таких основних питань: вибором схеми водопостачання, визначенням розмірів водоспоживання в населеному пункті, трасуванням водопровідної мережі та водопроводів, їх гідравлічним і техніко-економічним розрахунком, визначенням розмірів напірно- регулюючих споруд, встановленням необхідних напорів і подач насосів ІІ-го підйому, а також проведенням деталюванням ділянки водопровідної мережі.

1. Характеристика об‘єкта і вибір схеми водопостачання

Об‘єктом водопостачання є місто, ситуаційний план якого приведений на рис. 1.1. Для міста характерні дві житлові зони забудови багатоповерхова (кількість поверхів – 5) та малоповерхова (кількість поверхів – 1). В багатоповерховій зоні проживає 55500 жителів (ступінь благоустрою житла за [1] - 3),в малоповерховій – 10000 жителів (ступінь благоустрою житла за [1]– 2).

В теплий період року на протязі 155 діб здійснюється полив квітників і газонів площею 1,1 га, а також присадибних ділянок площею 2,4 га. На території міста діють такі промислові підприємства: овочепереробний комбінат (Г),повстяна фабрика (Д). Характеристики даних підприємств наведені у таблиці 1.1

Таблиця 1.1. Характеристики промислових підприємств.

№п/п	Назва підприємства	Кількість змін	Кількість продукції, що виробляється, т	Об‘єм найб. будівлі, тис. м^3	Категорія виробництва за пожежною безпекою	Ступінь вогнестійкості будівлі	Необхідний напір,м
за добу	за макс. зміну
	Овочепереробний комбінат					Г	ІІІ
	Повстяна фабрика					Д	ІІІ

Характеристики грунту на території міста: глибина промерзання – 0,95 м; глибина залягання ґрунтових вод – 1,4; грунти на трасі водопроводу – піски. Система водопостачання повинна забезпечувати подачу необхідної кількості води, потрібної якості на потреби всіх категорій споживачів. У даному курсовому проекті приймаємо централізовану систему водопостачання, [ 1, п. 4.3 ]. Централізована система водопостачання повинна забезпечити господарсько – питне водоспоживання, виробничі потреби підприємств, витрати води на полив і гасіння пожеж. Такий водопровід вважають об‘єднаним господарсько – питним, виробничим і протипожежним. Протипожежний водопровід приймаємо низького тиску [ 1, п. 2.29, 2.30 ], вільний напір в мережі (на рівні поверхні землі) при пожежегасінні повинен бути не менше 10 м.

2.1. Добові витрати води населенням

Розрахункові (середні за рік) добові витрати води на господарсько-питні потреби визначають за формулою, м³/доб:

Q_{сер.доб} = q·N·K_m /1000

де q – середнє за рік питоме водоспоживання для даного ступеня санітарного благоустрою житла [ 1, п.2.1];

N – розрахункова кількість жителів у районах житлової забудови різного ступеню благоустрою;

K_m – коефіцієнт, який враховує витрати води в громадських закладах, що забезпечує населення продуктами харчування [ 1, табл.1,пр.4 ].

Розрахункові витрати води за добу найбільшого і найменшого водоспоживання, м³/доб:

Q_{доб.макс} = К_{доб.макс}·Q_{сер.доб}; Q_{доб.мін} = К_{доб.мін}·Q_{сер.доб}

Коефіцієнти добової нерівномірності водоспоживання К_доб, які враховують устрій життя населення, режим роботи підприємств, ступінь благоустрою будинків, зміни водоспоживання протягом року та днів тижня [ 1, п.2.2 ] становлять:

К_{доб.макс} = 1,1…1,3; К_{доб.мін} = 0,7…0,9.

Таблиця 2.1. Добові витрати води населенням

	Число жителів, люд	Питоме добове водоспоживання	Кm, %	Коефіцієнт добової нерівномірності водоспоживання	Добові витрати, м^3/доб
Кдоб.макс	Кдоб.мін	Qсер.	Qмакс.	Qмін.
А			1,1	1,1	0,9
Б			1,2	1,2	0,8
Σ

2.2 Добові витрати води на потреби промислових підприємств

Середні добові за рік витрати визначаються за формулами:

Q_ср.доб = Р_{доб ·}q_пр.; Q_ср.зм = Р_зм ·q_{пр .}

де Р_зм, Р_доб – к-сть продукції, яка виготовляється на підприємстві за добу або за зміну;

q_пр – питома витрата на одиницю продукції, що випускається підприємством, м³ [ 2, дод.4].

Q_{доб.макс.} = Q_ср.доб·К_літ; Q_{доб.мін} = Q_ср.доб·К_зим.

де К_літ, К_зим – коефіцієнти нерівномірності водоспоживання в літній і зимовий період

Таблиця 2.2 Добові витрати води на потреби підприємств

№ пр	Назва підприємства	Одиниця виміру	qпр	Кдоб	К-сть змін	Рзм	Добові витрати,м^3/доб
Кліт	Кзим	Qср.	Qмакс.	Qмін.
	Овочепереробний комбінат	т	3,2
	Повстяна фабрика	т	49,74
Σ
Σ

2.3 Добові витрати води на полив

Добові витрати води на полив визначаються за формулою, м³/доб

Q_пол = 10·q_n · F_n · m,

де q_n - питомі витрати на один полив, л/м² [1, табл.3];

F_n – площа поливу, га; m – кількість поливів на добу: m – 1…2 [1,п.2.3]

Таблиця 2.3 Добові витрати води на полив

Вид територій поливу	Fn,га	Qn, л/м^2	Кількість поливів на добу	Добові витрати, м^3/доб
Qсер.	Qмакс.	Qмін.
Квітники і газони	1,1
Присадибні ділянки	2,4
Всього	3,5	-	-

2.4 Сумарні добові та річні витрати

Річні витрати води визначаються за формулою

Q_річ = Q_{сер.доб.п} · Т_п + Q_{сер.доб.н} · Т_н, м³/рік

Q_{сер.доб.п,} Q_{сер.доб.н.} – середньодобові витрати води в місті відповідно протягом поливного та неполивного періодів, м³/рік;

Т_п, Т_н – відповідно тривалість поливного та неполивного періодів, діб.

Т_н = 365 – Т_п =365-155 = 210 діб

Таблиця 2.4 Підсумкова таблиця добових витрат води споживачами міста

№ п/п	Споживачі	Добові витрати, м^3/доб
Qсер.	Qмакс.	Qмін.
	Населення:
	багатоповерхова зона
	малоповерхова зона
	Підприємства:
	овочепереробний комбінат
	повстяна фабрика
	Полив:
	квітники і газони
	присадибні ділянки
Всього

2.5 Погодинні витрати води

Згідно 1, п.4.11] подальший розрахунок проводимо відносно максимальних значень водоспоживання. Розподіл добових витрат води для кожної години проводимо за фактичним типовим графіком розподілу добових витрат [ 2, дод.6].

Знаходимо коефіцієнти погодинної нерівномірності К_год., для багатоповерхової зони:

К_{год.макс} = α_{макс ·} β_макс = 1,2·1,15 = 1,4

α_макс – коефіцієнт, який враховує ступінь благоустрою будинків, режим роботи підприємств та інші місцеві умови [ 1, п.2.2];

β_макс – коефіцієнт, що враховує кількість жителів в населеному пункті [ 1,табл.2]

Таблиця 2.5 Погодинні витрати води в населеному пункті

Години доби	Населення І-ї житлової зони	Населення ІІ-ї житлової зони	Підприємства	Полив, м^3/год	Сумарні витрати	Ординати інтегральної кривої
%	м^3/год	%	м^3/год	А	Б	м^3/год	%
0_1	2,50		1,00						2,31	2,31
1_2	2,65		1,00						2,43	4,74
2_3	2,20		1,00						2,05	6,80
3_4	2,25		1,00						2,10	8,90
4_5	3,20		2,00						3,02	11,92
5_6	3,90		3,00						3,86	15,78
6_7	4,50		5,00						4,61	20,39
7_8	5,10		6,50						5,29	25,68
8_9	5,35		6,50						5,54	31,22
9_10	5,85		5,50						5,73	36,95
10_11	5,35		4,50						5,18	42,13
11_12	5,25		5,50						5,22	47,36
12_13	4,60		7,00						4,85	52,21
13_14	4,40		7,00						4,68	56,89
14_15	4,60		5,50						4,67	61,56
15_16	4,60		4,50						4,55	66,11
16_17	4,90		5,00						4,94	71,05
17_18	4,60		6,50						4,87	75,92
18_19	4,70		6,50						4,96	80,88
19_20	4,50		5,00						4,61	85,49
20_21	4,40		4,50						4,47	89,96
21_22	4,20		3,00						4,12	94,07
22_23	3,70		2,00						3,45	97,52
23_24	2,70		1,00						2,48
Сума

Для малоповерхової зони:

К_{год.макс} = α_{макс ·} β_макс =1,3·1,3 = 1,7

Остаточно приймаємо для багатоповерхової зони забудови К_{год.макс} = 1,4, а для малоповерхової К_{год.макс} = 1,7, і за додатком 6 [2] встановлюємо розподіл водоспоживання за годинами доби для відповідних зон.

2.6 Витрати води на пожежегасіння

Кількість одночасно можливих пожеж у даному населеному пункті визначається для різних зон забудови згідно [1, табл.5]. Розрахункова кількість пожеж та витрата на їх гасіння визначаються в залежності від кількості жителів у кожній зоні забудови. Визначаємо сумарні витрати води у кожному з можливих пунктів пожежегасіння,[1,табл.7].

Таблиця 2.6 Витрати води на пожежегасіння

Місце пожежегасіння	Кількість одночасних пожеж	qпож, л/с	Сумарна пожежна витрата,л/с	Примітки
Зовн.	Внутр.
Багатоповерхова зона					N = 55500 жит. nn =5
Малоповерхова зона			-		N = 10000 жит. nn =1
Підприємство А					W =15000 м^3 Г ІІІ
Підприємство Б					W =35000 м^3В ІІІ
Театр					W =28000 м^3 nn = 4

Висновок: приймаємо 2 пожежі з найбільшими витратами у багатоповерховій житловій зоні.

2.7 Графіки водоспоживання та роботи насосів

Графіки будуються на основі розрахунків по табл.2.7. Інтегральний графік водоспоживання наведено на рис.2.1, а ступінчастий – на рис.2.2.

При сумарній подачі води насосами першого та другого ступенів повинна виконуватись рівність.

Р₁· Т₁ + Р₂· Т₂ = 100

де Р₁ і Р₂ – подача насосів відповідно першого та другого ступенів, %;

Т₁ і Т₂ – тривалість роботи насосів першого та другого ступенів.

Таблиця 2.7 Погодинні витрати води, що подаються насосною станцією

Години доби	Водоспоживання	Подача насосною станцією	Надлишки і недостачі
ступінчастий графік	інтегральний графік	ступінчастий графік	інтегральний графік
0_1	2,31	2,31	2,6	2,6	0,29
1_2	2,43	4,74	2,6	5,2	0,46
2_3	2,05	6,80	2,6	7,8	1,00
3_4	2,10	8,90	2,6	10,4	1,50
4_5	3,02	11,92	2,6		1,08
5_6	3,86	15,78	2,6	15,6	-0,18
6_7	4,61	20,39	4,95	20,55	0,16
7_8	5,29	25,68	4,95	25,5	-0,18
8_9	5,54	31,22	4,95	30,45	-0,77
9_10	5,73	36,95	4,95	35,4	-1,55
10_11	5,18	42,13	4,95	40,35	-1,78
11_12	5,22	47,36	4,95	45,3	-2,06
12_13	4,85	52,21	4,95	50,25	-1,96
13_14	4,68	56,89	4,95	55,2	-1,69
14_15	4,67	61,56	4,95	60,15	-1,41
15_16	4,55	66,11	4,95	65,1	-1,01
16_17	4,94	71,05	4,95	70,05	-1,00
17_18	4,87	75,92	4,95		-0,92
18_19	4,96	80,88	4,95	79,95	-0,93
19_20	4,61	85,49	4,95	84,9	-0,59
20_21	4,47	89,96	4,95	89,85	-0,11
21_22	4,12	94,07	4,95	94,8	0,73
22_23	3,45	97,52	2,6	97,4	-0,12
23_24	2,48		2,6		0,00
Всього

Дані про розрахункові витрати води в населеному пункті й подачу води насосами ІІ підйому наведені в таблиці 2.8.

Таблиця 2.8 Розрахункові витрати води

№ п/п	Назва	Одиниці виміру	Витрата
Водоспоживання
	Річна	м^3/год
	Максимальна добова	м^3/год
	Максимальна погодинна	м^3/год
	Максимальна секундна	л/с	379,4
	Протипожежна	л/с
	Протипожежна повна	л/с	449,4
Подача насосами ІІ підйому
	Річна	м^3/рік
	Добова	м^3/год
	Погодинні
1.Насосами І ступеню	м^3/год
2.Насосами ІІ ступеню	м^3/год
	Секундні
1.Насосами І ступеню	л/с	172,2
2.Насосами ІІ ступеню	л/с	328,1
3.Пожежними насосами	л/с	449,4

Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра водопостачання та бурової справи

Дата добавления: 2015-08-31