Общая характеристика водоснабжения административного района и районного центра

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИИ 
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования 
Тверской государственные технический университет

Кафедра: «Геологии, переработки торфа и сапропеля»

 

 

 

 

Курсовая работа

по  дисциплине:

«Технология и обустройство территории»

 

 

 

 

Выполнила: студентка

  группы ПОТ-0808

Борисова Е.А.

Приняла: Макаренко  Г.Л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тверь 2012 г

Содержание

1. Общая характеристика  водоснабжения административного  района и районного центра………………………………………………………………....3

1.1.Водоснабжение……………………………………..…………………3

1.2.Водоподготовка……………………………………..………………...4

1.3.Источники водоснабжения…………………………...………………5

1.4.Система водоснабжения………………………………..…………….6

1.5.Классификация систем водоснабжения………………….………….7

2. Схема водоснабжения  города из подземных  или  поверхностных источников………………………………………………………………………8

3. Характеристика  района исследования (Пеновский  район)……….……..12                                                     4. Расчет водопотребления района………………………………….……….14   

5. Расходы воды  по видам потребления по административному  району и по районному центру……………………………………………………………….16             

5.1. Хозяйственно-питьевое  водопотребление населения……………...16 

5.2. Противопожарное  водопотребление………….……………...……..17                                                                                         Список литературы…………………………………………………….………..19

 

 

 

 

 

 

 

1. Общая характеристика водоснабжения

административного района и районного центра

1. Водоснабжение

Проблема снабжения населения качественной питьевой водой стоит остро во всем мире. Тяжелое положение с этим вопросом сложилось и в РФ. В настоящее время примерно каждая восьмая из исследованных проб питьевой воды из централизованных систем водоснабжения не отвечает требованиям ГОСТа "Вода питьевая" по бактериологическим показателям и каждая пятая проба - по химическим показателям. Существующая система водоснабжения города базируется на использовании подземных вод четвертично-неогенового комплекса

Водоснабжéние — подача поверхностных или подземных вод водопотребителям в требуемом количестве и в соответствии с целевыми показателями качества воды в водных объектах. Инженерные сооружения, предназначенные для решения задач водоснабжения, называют системой водоснабжения, или водопроводом.

Цели водоснабжения

Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные  нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям:

• расход на хозяйственно-питьевые нужды (питье, приготовление пищи, умывание, стирка, поддержание чистоты жилищ и т. д.),
• расход на производственные нужды (расход предприятиями промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т. д.),
• расход для пожаротушения.

При подаче воды учитывают  её качество, например, к питьевой воде предъявляются требования СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Для доведения качества воды до требуемых норм используют водоподготовку.

 

2. Водоподготовка

Водоподготовка — обработка воды, поступающей из природного водоисточника, для приведения её качества в соответствие с требованиями технологических потребителей. Может производиться на сооружениях или установках водоподготовки для нужд коммунального хозяйства, теплогенерирующих предприятий, транспорта, промышленных предприятиях. Качество подготавливаемой воды для пищевых целей описывается СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

Цели водоподготовки

Водоподготовка заключается в освобождении воды от грубодисперсных и коллоидных примесей и содержащихся в ней солей, тем самым предотвращаются отложение накипи, унос солей паром, коррозия металлов, а также загрязнение обрабатываемых материалов при использовании воды в технологических процессах.

Этапы водоподготовки

Водоподготовка включает следующие основные методы обработки:

• осветление (удаление из воды коагуляцией, отстаиванием и фильтрованием коллоидальных и суспензированных загрязнений);
• умягчение (устранение жёсткости воды осаждением солей кальция и магния, известью и содой или удаление их из воды катионированием);
• обессоливание и обескремнивание (ионный обмен или дистилляцией в испарителях);
• удаление растворённых газов (термическим или химическим методом) и окислов железа и меди (фильтрованием).
• биологическая очистка воды от бактерий, вирусов и других микроорганизмов. В настоящее время в основном используется хлор, озон и УФ-стерилизация.
• улучшение органолептических свойств воды (удаление из воды веществ, придающих воде запах (сероводород, хлор), и ряда органических веществ).

3. Источники водоснабжения

Выбор источника является одной из наиболее ответственных  задач при устройстве системы  водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации. Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

• обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;
• обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;
• давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;
• обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
• обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение  вопроса о выборе источника водоснабжения  для каждого данного объекта  требует тщательного изучения и  анализа водных ресурсов района, в  котором расположен объект. Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:

• поверхностные источники — моря или их отдельные части (заливы, проливы), водотоки (реки, ручьи, каналы), водоемы (озера, пруды, водохранилища, обводненные карьеры), болота, природные выходы подземных вод (гейзеры, родники), ледники, снежники;
• подземные источники — бассейны подземных вод, водоносные горизонты.

4. Система водоснабжения

            Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, то есть обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах).

Основные элементы системы водоснабжения

 

Система водоснабжения (населенного  места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:

• водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,
• водоподъемные сооружения, то есть насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления,
• сооружения для очистки воды,
• водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,
• башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения.

В зависимости от местных  природных условий и характера  потребления воды, а также в  зависимости от экономических соображений схема водоснабжения и составляющие ее элементы могут меняться весьма сильно. Большое влияние на схему водопровода оказывает принятый источник водоснабжения: его характер, мощность, качество воды в нем, расстояние от него до снабжаемого водой объекта и т. п. Иногда для одного объекта используется несколько природных источников.

5. Классификация систем водоснабжения

Системы водоснабжения  могут классифицироваться по ряду основных признаков.

По назначению:

• системы водоснабжения населенных мест (городов, поселков),
• системы производственного водоснабжения,
• системы сельскохозяйственного водоснабжения,
• системы противопожарного водоснабжения,
• комбинированные системы водоснабжения (хозяйственно-производственные, хозяйственно-противопожарные и т. д.).

По способу  подачи воды:

• самотечные (гравитационные),
• с механизированной подачей воды (с помощью насосов),
• зонные (в одни районы самотеком, в другие насосами).

По характеру  используемых природных источников :

• получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т. д.),
• получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские и т. д.),
• смешанного типа.

По способу  использования воды:

• системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды),
• системы оборотного водоснабжения,
• системы с повторным использованием воды.

 

2. Схема водоснабжения города из подземных 

или поверхностных источников

   Под системой водоснабжения подразумевается комплекс сооружений, необходимых для снабжения водой потребителей в необходимом количестве, требуемого качества и под требуемым напором при обеспечении надежности их работы.

В зависимости  от источника питания водой объекта  они подразделяются на системы, забирающие воду из поверхностных источников и из подземных источников. По способу подачи воды потребителям системы могут быть напорными и безнапорными. Возможна комбинация этих схем подачи воды. Система водоснабжения состоит из сооружений для забора воды из источника, её транспортирования, обработки, хранения и регулирования подачи. Вид водозаборного сооружения зависит от характера источника водоснабжения. Из поверхностных источников водоснабжения (рис. 2) забор воды осуществляется береговыми и русловыми водозаборами различной конструкций, из подземных (рис. 3) – водозаборными скважинами, шахтными колодцами,  горизонтальными и лучевыми водозаборами, сооружениями для каптажа подземных вод.

.

 

 

 

 

Подъем и  перекачка воды на очистные сооружения или к потребителю осуществляется насосной станцией первого подъема. После прохождения процесса кондиционирования вода подаётся потребителю насосной станцией 2-го подъема. Возможно устройство нескольких последовательно или параллельно работающих станций, что определяется техническими и экономическими требованиями. Сооружение для кондиционирования воды необходимы для доведения её качества до требований, предъявляемой к ней абонентами. Резервуары чистой воды (сборные резервуары)  служат для сглаживания неравномерности режима работы насосных станций 1 и 2 подъемов и хранения аварийных и противопожарных объемов воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Водоводы следует  рассматривать как сооружения транспортирования  воды к местам ее распределения. Они  представляют собой систему труб (напорных и безнапорных) и каналов, по которым вода поступает городу, поселку или промышленному объекту.

Для распределения  воды по территории объекта и раздачи  её потребителям устраиваются водопроводные  сеть. Они представляют систему трубопроводов, уложенным по улицам, проездам и  т.д., оборудованные необходимой арматурой для целей регулирования, ремонта, отбора воды для целей пожаротушения, поливки и т.д. 

  Сооружения для хранения и аккумулирования воды (водонапорная башня ) выполняет туже роль, что и резервуар чистой воды. Они сглаживают несоответствие режима работы насосной станции 2 подъема и режима водопотребления. Если источник расположен выше отметок снабжаемой водой территории, то появляются предпосылки для подачи воды потребителю самотеком. К таким источникам относятся горные водохранилища и ключи, а также напорные артезианские воды. При этом отпадает необходимость устройства насосных станций, перекачивающих воду от источника питания до потребителя. При значительной удаленности потребителя от источника может возникнуть необходимость устройства нескольких последовательно работающих насосных станций, перекачивающих воду по водоводам. Если город имеет развитою территорию и сложный пересеченный рельеф местности, то для создания у абонентов требуемого давления устраивают несколько насосных станций. При совпадении режимов работы насосной станции и режимов водопотребления необходимость устройства резервуаров и башен для целей регулирования отпадает. Таким образом, обязательными элементами системы водоснабжения являются водозаборные сооружения, водоводы и водопроводная сеть. 

 

 

 

 

3. Характеристика района исследования (Пеновский район)

 

 

 

 

 

 

 

   Пеновский район расположен на северо-западе Тверской области России, в верховьях реки Волги, на юго-западных отрогах Валдайской возвышенности.

Административным центром Пеновского района является — Пено — посёлок городского типа. Поселок расположен на реке Волга, её притоке реке Жукопа и озере Пено, в 242 км к западу от Твери. Площадь поселка 81, 1 тыс га. Численность районного центра (на 01.01.2012г) – 4087 чел. 
Поселок  Пено возник в начале 20 века при железнодорожной станции на линии Бологое-Великие Луки. В 1930 стал районным центром. В число сельских поселений входят: Ворошиловское, Заевское, Охватское, Рунское, Середкинское и Чайкинское.

Датой образования Пеновского района считается 1 июня 1929 года, год образования поселка Пено – 1906 год. 
Общая площадь района составляет 238, 5 тыс.га.. Общая численность населения района (на 01.01.2012г) 6686 чел,  количество населенных пунктов – 136.

Пеновский район по праву считается одним из самых богатых, самобытных и красивых мест в России.

Большая часть Пеновского района на 77, 4% покрыта лесом, характерным для южно-русской тайги: сосна, дуб, липа, береза, клен, вяз и другие. В лесах произрастает морошка, клюква, голубика. Район богат разнообразным животным миром: медведь, лось, волк, лиса, кабан, куница, выдра, бобер, норка, заяц, белка, глухарь, хорь, куропатка, рябчик, тетерев, утки. Водный мир района представлен рыбой такой как, лещ, щука, судак, ряпушка, плотва, язь, окунь, карась и другие.

Имеются полезные ископаемые: торф, известняк, бурый уголь, песок, глина, кварцевый песок.

Отличительной чертой Пеновского района является то, что по его территории протекают две великие реки Европы – Волга и Западная Двина. Как известно, Волга несет свои воды в Каспийское море, а Западная Двина – в Балтийское. Интересной особенностью является тот факт, что эти реки текут в разные стороны, хотя их источники находятся друг от друга всего в 20 км. К основным рекам района относится Волга, Западная Двина, Жукопа, Кудь.

Водные ресурсы занимают 10 тыс.га. (4, 2%), сельхозугодья – 17, 8 тыс.га (7, 5%).

Наиболее крупные  Верхневолжские озера — озеро Селигер (площадь 262.5 км²), Волго (площадь 61 км²), Вселуг (площадь 30 км²), Стерж (площадь 18 км²),Пено (площадь 17 км²).

К знаментельным памятникам природы Пеновского района можно  отнести остров Ново-Соловецкий на озере Вселуг, на котором в 1701 г. была построена церковь и основан мужской монастырь.

 

4. Расчет водопотребления района и районного центра

Плотность населения района и районного  центра     ρ

Площадь района, га SР	Площадь районного центра, га SРЦ	Число жителей, чел		Плотность населения, чел/га
		района NР	районного центра NРЦ	района ρР	районного центра ρРЦ
238500	81100	6686	4087	0,028	0,05

 

Района                     ρ_Р= N_Р/ s_Р – плотность населения района, чел/га

ρ_Р=6686/238500=0,028 чел/га

Районного центра      ρ_РЦ= N_РЦ/ s_РЦ – плотность населения районного центра, чел/га

ρ_РЦ=4087/81100=0,05 чел/га

 

Среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды    Q_ср.сут.

Удельное водопотребление, q, л/сут. на 1 чел.	Число жителей, чел
	Района Nр	Районного центра Nрц
310 (по заданию)	6686	4087

 

Района                        Q _ср.сут.= qxN_Р/1000 (м³/сут)

Q _ср.сут.=310 х 6686/1000=2072,66 (м³/сут)

 

Районного центра      Q _ср.сут.= qxN_РЦ/1000 (м³/сут)

Q _ср.сут.=310 х 4087/1000=1266,97

 

Максимальный суточный расход воды Q _{сут. мак.}

К _{сут. мак.}= 1,2 – коэффициент суточной неравномерности (согласно СНИП)

Района Q _{сут. мак.}= Q _ср.сут х К _{сут. мак.}

Q _{сут. мак}=2072,66 х 1,2 = 2487,192

Районного центра Q _{сут. мак.}= Q _ср.сут. х К _{сут. мак.}

Q _{сут. мак.}= 1266,97 х 1,2 = 1520,364

 

Максимальный часовой расход воды Q _ч..мак.

К  _{час. мак.}- коэффициент суточной неравномерности (СНИП) (учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятий степень благоустройства зданий и т.д.)

Района                      Q _ч.мак.= Q _{сут. мак} х К _{час.. мак}./24

Q _ч.мак.= 2487,192 х 1,82/24=188,61

Районного центра     Q _ч.мак.= Q _{сут. мак} х К _{час.. мак}./24

Q _ч.мак.= 1520,364 х 1,82/24=115,29

К  _{час. мак.}=α_max x β_max

К  _{час. мак.}=1,3 х 1,4 = 1,82

α_max – коэффициент, учитывающий те же обстоятельства, что и К  _{час. мак.} (согласно СНИП) рекомендуется принимать равным 1,3

β_max – коэффициент, который учитывает количество жителей района или районного центра  (согласно СНИП, см. табл.)

Таблица                Значения β_max  в зависимости от количества жителей

	Количество  жителей района, районного центра, тыс. чел.
	6	19	20	50	100
βmax	1,4	1,3	1,2	1,15	1,1

 

 

5. Расходы воды по видам потребления

по  административному району и по районному центру

1. Хозяйственно-питьевое водопотребление населения

Средний  за  год  суточный  расход  воды  определяем  по  формуле:

где  q_ср – принятая средняя норма водопотребления, л/(чел*сут)

(При заданной  степени  благоустройства   жилых  зданий  норма  хозяйственно  – питьевого  водопотребления  на  1  жителя (среднесуточная за  год) составит  q_ср = 230  л/сут);

N – число   жителей (района, районного центра), чел;

Расчетные  расходы  воды  в  сутки  наибольшего  и  наименьшего  водопотребления (района, районного центра)  определяем  по  формуле:

Расчетные  часовые  расходы  воды (района, районного центра) определяем  по  формуле:

 

2. Противопожарное водопотребление

Расчетное число  одновременных пожаров (при расчетной  численности населения по административному району и районному центру  6686  чел., 4087 чел.)  принимаем  равным – 3;  расход  воды  на  один  пожар    (жилая застройка свыше 3-х этажей), а с учетом внутреннего пожаротушения в две струи по q = 2,5 л/с, суммарный расход составит Q= +2*2.5= 40+2*2.5=45 л/с. Это число пожаров, куда входят пожары на промышленных предприятиях, расположенных в черте районного центра.

 

Определение емкости и размеров бака водонапорной башни

Целью расчета  является определение общей емкости бака W_б водонапорной башни, включающего регулирующий объем воды W _peг.б. , а также пожарный запас W_п.б.

W_б = W _рег.б + W _п.б.

W_б = 197,45 + 360 =557,45 м³

Для нахождения величины W _peг.б.  необходимо сложить самое большое (W _{ост.мак.} ) и самое малое значение (W _{ост.мин.} ) остатка воды в баке в течение суток, выраженное в %.

Тогда W _peг.б.  определится по формуле:

W _peг.б = Q _{сут.сум.} х (W _{ост.мак.} + W _{ост.мин.} ) х 0,01 (м³).

W _peг.б =1845,336 х (1,07+0) х 0,01 = 197,45 м³

Q _{сут.мах.} = 1845,336 м³/ч –данные о водопотреблении (хозяйственно-питьевое)

W _{ост.мак} = 1,07 м³/ч (СНИП, табл)

W _{ост.мин.}= 0 м³/ч (СНИП, табл)

Пожарный объем W_п.б. определяется из расчета тушения n количества одновременно возникающих пожаров в городе, насчитывающим определенное количество жителей (СНиП табл. ).

Определяется  расход воды, требуемый для тушения  каждого пожара. Тогда W_п.б. будет определяться по формуле:

W_п.б. = n x q_п x 600 х 0,001 (м³),

W_п.б. = 15 х 40 х 600 х 0,001=360 м³

где n - количество одновременных пожаров (принимается 15 пожаров):

q - расход воды на тушение каждого пожара, л/с (40 л/с);

600 - продолжительность  тушения пожара, с;

0,001 - переводной  коэффициент.

После нахождения W_п.б и W_peг.б подсчитывается их сумма, т.е. определяется емкость бака водонапорной башни W_б .

Бак водонапорной башни выполняется в форме  цилиндра высотой h и диаметром d. Как правило h = (2/3) d.

Объем бака подсчитывается по формуле:

W_б = F _осн x h = ( p d²/ 4) x [( 2/3) d] = ( p /6) d³.

W_б =( p /6) d³=557,45

Подставляя  значения W_б в данную формулу, определяется величина d, а затем h.

d = 10,2 м

h= (2/3)d = 6,8 м

F _осн = 81,98 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1.  СНиП 2.04.02-84. «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

2.  СНиП III-4.80.« Техника безопасности в строительстве».

3. СНиП 1.04.03-85. «Нормы продолжительности  строительства и задела в строительстве  предприятий, зданий и сооружений».

4  Фрог Б.Н., Левченко А.П.,«Водоподготовка». Учебное пособие для

вузов .- М., Издательство МГУ, 1996.- 680 с..

5.  Золотницкий Н.Д, Пчелинцев В.А , «Охрана труда в строительстве». Учебник для вузов. - М., Высшая школа, 1978.

6.  Попкович Г.С., Гордеев М.А., «Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения». Учебник для вузов.-М., Высшая школа, 1986.-392 с..

7.  Кожинов В.Ф., «Очистка питьевой и технической воды», примеры и расчеты, - М., 1971.

8.  Абрамов Н.Н., «Водоснабжение».Учебник для вузов.- 3-е изд., перераб. и доп.- М., Стройиздат, 1982.- 440 с..

9.  Назаров И.А., «Справочник проектировщика. Водоснабжение население населенных мест и промышленных предприятий». Изд. 2-е, перераб. и доп. – М., Стройиздат, 1977.- 288 с..