Проектирование сетей водоснабжения в заданном населенном пункте

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

Федеральное агентство по образованию

 

Иркутский государственный  технический университет

 

Факультет строительства и городского хозяйства

 

Кафедра водоснабжения, водоотведения,

охраны  и рационального использования  водных ресурсов

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

“Водоснабжение” на тему:

 

“Проектирование сетей водоснабжения в заданном населенном пункте”

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы ВВз - 06-1

Жилинский Д.В.

 

Проверила: к.т.н., доцент

Судникович В.Г.

 

 

 

 

Проект  защищен на оценку     “                    ”

 

 

 

 

 

 

Иркутск

2011

 

Содержание 

 

Введение

 

1.  Исходные данные для проектирования.

2.  Основные  виды и обоснование выбора  системы водоснабжения для заданного  населенного пункта.

3.  Нормы  водопотребления и коэффициенты  неравномерности для потребителей  заданного населенного пункта.

4.  Определение расчетных расходов и составление таблицы

4.1 Определение расходов на хозяйственно-питьевые нужды населения и здания  общественного назначения

4.2 Расчетный расход воды на технологические нужды предприятия

4.3 Расчетный расход воды на бытовые и душевые нужды для промышленного

предприятия

4.4. Расчетный расход воды на поливку покрытий и насаждений.

5.  Построение совмещенного графика часового водопотребления и работы насосов в сутки максимального водопотребления

6.  Определение потребной емкости резервуара водонапорной башни

7.  Определение расчетных расходов воды

7.1 Определение расчетных расходов воды в максимальное часовое водопотребление в сутки максимального водопотребления

7.2 Определение расчетных расходов воды в максимальное часовое водопотребление и пожаротушение в сутки максимального водопотребления

7.3 Определение расчетных расходов воды при максимальном транзите воды в бак водонапорной башни в сутки максимального водопотребления

8.  Составление расчетных схем водопроводной сети

8.1 Составление расчетной схемы для случая максимального часового водопотребления в сутки максимального водопотребления.

8.2 Составление расчетной схемы для случая максимального часового водопотребления и пожаротушения в сутки максимального водопотребления.

8.3 Составление расчетной схемы при максимальном транзите воды в бак водонапорной башни в сутки максимального водопотребления.

8.4. Определение узловых расходов в сети водоснабжения.

9.   Предварительное потокораспределение воды по участкам водопроводной сети и назначение диаметров для всех участков сети.

10. Гидравлический расчет водопроводной сети.

11. Расчет потерь напора в  водоводах.

12. Построение графиков пьезометрических линий

13. Определение потребного напора насоса и подбор марки центробежных насосов

14. Деталировка водопроводного кольца с указанием мест установки пожарных гидрантов и оборудования в колодцах.

15. Выбор и детальная разработка водопроводного колодца, составление спецификации оборудования и арматуры.

 

Заключение

 

Список используемой в курсовом проекте литературы

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Комплекс сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, то есть получение  воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям, называется системой водоснабжения  или водопроводом. При проектировании системы водоснабжения любого объекта, будь то жилое здание, производственный комплекс или объект сельского хозяйства, прежде всего, должно быть определено, какое количество воды и какой категории по качественным показателям требуется подавать данному потребителю. Для наиболее правильного и быстрого решения этой задачи необходимо со всей возможно полнотой учесть все категории возможных потребителей и установить в ходе проектирования все их требования к количеству и качеству подаваемой воды.

Отметим, что вода потребителями  расходуется на разнообразные нужды. Однако большинство видов использования  воды в современных процессах  может быть сведено к следующим  основным категориям:

а) хозяйственно-питьевые потребности  людей (жители населенных пунктов и  персонал на производственных предприятиях);

б) осуществление производственных процессов, связанных с применением  воды в технологии;

в) расходы воды, связанные с  обеспечением благоустройства населенных пунктов и промышленных предприятий: поливка и мытье улиц и площадей, полив зеленых насаждений, газонов, стадионов и т.д.;

г) расходы воды на пожаротушение (в  том числе неприкосновенный запас  воды на пожаротушение и экстренный расход воды)

Заметим, что основной вид потребления  воды в сельском хозяйстве – на орошение земель – представляет собой  отдельную отрасль ввиду сложности  технологического процесса и не охватывается понятием “водоснабжение”.

Требования, предъявляемые отдельными категориями потребителей к количеству и качеству используемой воды, весьма различны. Например, вода, используемая для хозяйственно-питьевых целей, должна отвечать самым высоким санитарным и вкусовым требованиям. Качества воды, используемой для различных отраслей промышленности, различны и определяются характером технологических процессов. Наконец, к  качеству воды, применяемой  для поливки улиц и зеленых  насаждений, а также для пожаротушения, какие-либо специальные требования не предъявляются.

В общем случае в задачи систем водоснабжения входят: получение  воды из природного источника, улучшение  ее качественных характеристик в  соответствии с требованиями потребителей, транспортирование на территорию объекта  водоснабжения и подача ко всем заданным точкам отбора. Заметим, что при этом в точках отбора всегда должны быть обеспечены заранее заданные давления в трубах водопроводной сети.

Проектирование систем водоснабжения  – это ответственный и очень  важный пункт в комплексе благоустройства  населенного пункта, и поэтому  к проектированию следует приступать только после детального рассмотрения всех факторов, влияющих на качественное и бесперебойное обеспечение  потребителей водой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные для проектирования сети водоснабжения.

 

Этажность застройки жилого района – 5 этажей;

Плотность населения, чел/га – 410;

Степень благоустройства районов  жилой застройки – застройка  зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией, с ванными  и местными водонагревателями (ВК, ВН);

Хозяйственно-бытовые объекты:

Бани (посетителей в сутки) – 230;

Прачечные (тонн сухого белья в  сутки) – 11;

Аптека (рабочие) – 20;

Общежитие (проживающие) – 180;

Детский сад - ясли (дети) – 100;

Школы (число обучающихся в сутки) – 1200;

Гостиницы (число мест) – 200;

Характеристика грунтов – супесь;

Агрессивность грунтовых вод к  бетону – агрессивны;

Средняя глубина залегания грунтовых  вод – 4 метра;

Промышленное предприятие:

Количество смен на предприятии  – 3 смены;

Объем выпуска продукции, тонн:

в сутки – 200;

в первую смену – 150;

Норма водопотребления в м³ на 1 тонну продукции – 15;

Коэффициент неравномерности потребления  воды на производственные нужды – 1,8;

Общее количество рабочих в холодных цехах по сменам:

1 смена (с 7 до 15 часов) – 200;

2 смена (с 15 до 23 часов) – 120;

3 смена (с 23 до 7 часов) – 90;

Общее количество рабочих в горячих  цехах по сменам:

1 смена (с 7 до 15 часов) – 170;

2 смена (с 15 до 23 часов) – 70;

3 смена (с 23 до 7 часов) – 60;

Количество душевых сеток – 6;

Усредненная глубина промерзания  грунта в заданном географическом районе – 1,9 метра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Основные виды и обоснование выбора системы водоснабжения для заданного населенного пункта.

 

В соответствии с основными типами потребителей воды ниже приводится классификация  систем водоснабжения, различающаяся  по следующим признакам:

а) по видам потребителей: системы  хозяйственно –питьевого водоснабжения, в том числе сельскохозяйственного; промышленного водоснабжения; противопожарного водоснабжения; поливочные системы, а также многофункциональные, охватывающие несколько видов потребления.

б) по видам объектов водоснабжения: системы водоснабжения городов, поселков, промышленных объектов.

в) по охватыванию снабжаемых объектов: системы водоснабжения одного объекта; системы групповые, районные, охватывающие группу объектов, или разнородные  объекты на территории района.

г) по кратности использования подаваемой воды: системы прямоточные; с оборотом воды; с последовательным использованием воды на различных установках.

д) по природным источникам водоснабжения: системы, использующие воды поверхностных источников (реки, водохранилища, озера, моря); системы, использующие подземные воды (грунтовые, артезианские воды, родниковые источники);

е) по способам подачи воды: самотечные системы (гравитационные); с механической подачей воды (нагнетательные); со смешанной подачей (в пределах системы).

Из представленных выше типов систем водоснабжения на основании различных  факторов, характеризующих тип населенного  пункта, наличие промышленности, количество населения, рельеф местности, выбирается система, наиболее отвечающая требованиям  потребителей в данном районе. Отметим, что в реальных условиях на территории населенного пункта существуют одновременно различные категории потребителей, следовательно, разнообразные требования к качеству и количеству потребляемой воды, давлениям в сети и способам отбора.

Первой и основной задачей, решаемой при проектировании сети, является ее  трассировка, то есть придание определенной геометрической формы. Учитывая все  характеристики, от которых зависит  расположение водопроводной сети, наш  выбор сводится к двум основным видам, используемым на практике: разветвленные (тупиковые) или кольцевые (система  замкнутых контуров), которые в  отношении надежности и обеспечения  бесперебойной подачи воды далеко не равноценны.

Итак, учитывая все характеристики заданного для проектирования района, рельеф местности, планировку населенного  пункта, население и требования потребителей по количеству и качеству отбираемой воды, принимаем следующую схему  водоснабжения: кольцевая прямоточная  схема водоснабжения (состоящая  из четырех колец) с нагнетательной подачей воды из поверхностного источника  в населенный пункт, в том числе  для хозяйственно-бытовых и производственных нужд, с водонапорной башней.

Расположение водозаборных и очистных сооружений, насосных станций, резервуаров  чистой воды и магистральных линий  зависит от условий местности  и детально показано на чертеже.

 

3. Нормы водопотребления и коэффициенты неравномерности для потребителей заданного населенного пункта.

 

Определение количества требуемой  потребителю воды является важным моментом при обеспечении водой населенного  пункта. Так как процесс отбора воды из сети потребителями носит  случайный характер, в результате анализа практических данных выведены средние нормы водопотребления  для различных категорий потребителей. Опыт эксплуатации систем водоснабжения населенных пунктов дает возможность определить фактический расход воды одним жителем при различной степени благоустройства жилой застройки и в разных климатических поясах. Анализ и обработка этих фактических материалов позволяют выработать нормы водопотребления, то есть расход воды на одного жителя. Эти нормы являются основополагающими при расчете сетей водоснабжения.

В соответствии с заданной в курсовом проекте степенью благоустройства  жилой застройки (застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией, с ванными и местными водонагревателями), принимаем норму водопотребления, равную 180 л/сут на 1 жителя.

 

4. Определение расчетных расходов.

 

1. Определение расходов на хозяйственно-питьевые нужды населения и здания

общественного назначения.

 

Расчетный расход на хозяйственно-питьевые нужды населения вычисляется по количеству жителей, пользующихся водопроводом, нормам потребления воды и коэффициенту неравномерности.

N=Р*F        

где N – число жителей пользующихся водопроводом, Р – плотность населения в чел/га, F – площадь жилой застройки в га.

N=410*463=189 830 чел

Принимаем количество жителей 190 000 чел.

Благоустройство района – ВК, ВН – внутренний водопровод и канализация, а также местные водонагреватели. В соответствии с таблицей №1 [1] при такой степени благоустройства, норма водопотребления одного жителя принимаем 210 л/сут. Средний суточный расход воды определяется по формуле:

Q сут mid =q_ж*N/1000      

где Q сут mid – средний расход в м³/сут, q_ж– норма водопотребления одного жителя в л/сут, N – количество жителей.

Q сут mid =180*190 000/1000=34 200 м3/сут

Наибольшее суточное водопотребление  определятся по формуле:

Q сут max = Q сут mid * К  сут max     

Наименьшее суточное водопотребление  определятся по формуле:

Q сут min = Q сут mid * К сут min    

где К сут max, К сут min – коэффициенты суточной неравномерности водопотребления, учитывающие уклад жизни населения, режим работы, степень благоустройства и изменение водопотребления по сезонам года и дням недели. Принимаются по [1]. К max сут = 1,1-1,3, К сут min =0,7-0,9