Расчет водоснабжения города

Введение

Актуальность  исследований заключается в следующем. Городское хозяйство - это комплекс расположенных на территории города предприятий, учреждений и организаций, призванных удовлетворять социально-бытовые  потребности проживающего в нем  населения. Оно включает в свой состав жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ), предприятия бытового обслуживания, строительную промышленность, предприятия торговли, общественного питания, здравоохранения, культуры и т.д. Совокупность однородных предприятий городского хозяйства образует отрасль (торговля, ЖКХ, здравоохранение и др.) Количество предприятий городского хозяйства и объем их работы зависят в основном от численности населения города, их спроса на ассортимент, объема и качества услуг. Отличительной особенностью городского хозяйства как многоотраслевой территориальной системы является комплексность, взаимообусловленность функционирования отраслей.

Развитие  городского хозяйства приводит к  необходимости составления перспективных  планов. Это связано в первую очередь  с тем, что население городов непрерывно растет. Вследствие этого требования к объему продукции (услуг) городского хозяйства даже при сохранении уровня потребления систематически растут. В связи с этим для поддержания и улучшения здоровых, удобных и культурных условий жизни городского населения необходимо тщательно планировать объем предоставления будущих работ, услуг, а также внедрять современные технологии.

В зависимости  от вида производимого ресурса или  оказываемых услуг в городах  формируются соответствующие системы технологий:

4 санитарного  благоустройства для поддержания  оптимальных санитарно-гигиенических  условий проживания людей и  защиты окружающей среды;

4т водоснабжение  для забора воды из природных  источников, улучшения ее качества  и подачи потребителям;

•4 канализации  для приема, отведения, очистки т  обеззараживания сточных вод;

транспортного обслуживания населения для переозки пассажиров

и грузов;

4 энергообеспечение  для снабжения городов и поселков  топливом, энергетической и тепловой  энергией.

Системы жизнеобеспечения играют значительную роль в экономике городов и сельских поселений. На их создание выделяется до 40 % всех средств, вкладываемых в застройку населенных пунктов. Для обеспечения нормального функционирования системы жизнеобеспечения ежегодно должно выделяться не менее 20-25 % всех бюджетных средств. Поэтому для будущих специалистов в области экономики и управления городских хозяйством является важным получение глубоких знаний в области технике и технологий различных систем жизнеобеспечения.

Цель  курсового проекта по выбору техники  и организации технологических  процессов в городском хозяйстве - закрепление и углубление знаний, полученных при изучении дисциплины «Техника и технология отраслей городского хозяйства», а так же получение  практических знаний на выявление и определение экономических затрат по отраслям городского хозяйства.

Задачами  курсового проекта является расчет потребности в водоснабжении, численности  городского транспорта и техникотехнологического обеспечения.

Предметом исследования являются основные мероприятия по благоустройству города.

Объектом  исследования является город, городские  коммуникационные службы.

Курсовой  проект включает в себя введение, 3 главы, заключение, список использованных источников литературы.

Глава 1. Расчет водоснабжения города

Системы водоснабжения играют важную роль в жизни города. Системы водоснабжения, включающие в себя сооружения и установки  для забора и подъема воды, очистки ее до установленных требований, транспортирования и подачи потребителям, проектируются в зависимости от состава и нагрузок потребителей, от наличия и расположения источников водоснабжения.

В настоящее время в России 98% городов и 84% поселков городского типа имеют системы централизованного  водоснабжения. В состав системы  водоснабжения города входят: водоприемники, очистные сооружения,

водонапорные резервуары, водоотводы, разводящая сеть водопровода.

Одной из основных задач является выбор источника водоснабжения  города. По виду источника водозабора выделяют: поверхностные (например, реки, озера), подземные (например, артезианские, грунтовые воды), смешанные (поверхностные и подземные).

Водоприемники из поверхностных источников следует располагать выше населенного  места и других источников загрязнения  реки. При этом обязательно учитывается гидрологический режим реки. Водозаборы подземных вод необходимо располагать в местах, где могут быть обеспечены надлежащие санитарно-гигиенические условия, и обязательно вне промышленных и селитебных территорий. Использование подземных источников при их достаточной мощности более предпочтительно, так как качество этой воды значительно выше, чем воды из поверхностных источников.

Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводных  сооружений состоят из первого и  второго пояса. Территория первого пояса находится под охраной; на ней запрещаются все виды строительства и проживание людей. Границы этой зоны устанавливаются с учетом перспективного развития водопроводных сооружений. На территории второго пояса использование земель и водного зеркала допускается только по разрешению органов СЭС.

Выделяют следующие типы водопотребления: хозяйственно-питьевое, производственное и противопожарное.

Для приведения воды, подаваемой для  хозяйственно-питьевых целей, в соответствие с требованиями ГОСТа, проводят очистку воды на очистных сооружениях. Размеры земельных участков для станций очистки воды принимаются в зависимости от их производительности в соответствии с требованиями СНиП 2.07.01-05.

Для обеспечения бесперебойного водоснабжения  населенного пункта целесообразно проектирование кольцевых водопроводных сетей.

Система водоотведения (канализации) включает в себя сети и сооружения для приема жидкостей и их транспортировки  к очистным сооружениям, очистки стоков, выпуска в водоемы.

Различают три вида сточных вод: хозяйственно-бытовые, про

изводственные и ливневые (дождевые). В зависимости от способа водоотведения выделяются следующие виды канализационных систем: общесплавная, раздельная, полураздельная и комбинированная. В связи с тем, что методы очистки разных типов стоков сильно различаются, то экономическое и экологическое преимущество имеет комбинация разных канализационных систем для каждого города.

Ливневая канализация, как правило, отделена от остальной сети. В ряде малых городов атмосферные осадки отводят по открытым лоткам и кюветам. Проектирование общей канализации хозяйственно-бытовых, производственных и ливневых стоков исключает возможность вовлечения в хозяйственный оборот большого объема менее загрязненных ливневых стоков без значительных затрат по очистке.

Сточные воды отдельных кварталов  собираются коллекторами, которые затем  объединяются в главный коллектор, доводящий стоки до очистных сооружений. Схема может быть централизованной, когда все стоки сводятся на одни очистные сооружения, и децентрализованной.

Важнейшим объектом являются сооружения очистки. В настоящее время приняты  следующие методы очистки: механическая, химическая, биологическая. Размеры  земельных участков для станций  очистки воды принимаются по проектам в зависимости от их производительности. Недостаточное внимание к очистным подсистемам может поставить город на грань экологической катастрофы.

Схема расположения основных объектов канализации  определяется рельефом местности, планом застройки города, гидрогеологическими, санитарными и другими условиями.

Исходя из варианта работы имелись следующие исходные данные:

• общая подача всех скважин к началу проектного периода 181 тыс. м /сут;

« численность  населения города 220 тыс.чел.;

« количество израсходованной  воды в году, предшествующем перспективному периоду 142 тыс. m^j ;

® общая  площадь улиц 3367 га;

• максимальный суточный расход воды 200 м /сут.

Имея, процентное соотношение районов  города и общую численность населения  определяем численность населения каждого района. Так, например, зная, что в первом районе составляет 15,8 %, найдем количество численности населения путем умножения общей численности населения на имеющийся процент. Таким образом, получим 220*15,8%/100=34,76. Аналогично находим и все остальные районы (Таблица 1.1.). По условию задания к курсовому проекту, находим численность населения в тех же района, без увеличения процентного соотношения районов, в перспективном периоде. Результаты указаны в Таблице 1.1. 

Таблица 1.1.

Районы водоснабжения  в зависимости от численности  их населения

Районы водоснабжения в зависимости от численности их населения

Более наглядно численность населения  по районам можно изобразить на рисунке 1.1.

Рис. 1.1. Численность населения по районам

Таблица 1.2.

Аналогичная диаграмма для перспективного периода изображена на рисунке

1.2. 

Рис. 1.2. Численность населения  в перспективном периоде

Водопотребление повсюду быстро растет, однако, не только из-за увеличения численности  населения, а также вследствие урбанизации, индустриализации и в особенности  развития сельскохозяйственного производства, в частности орошаемого земледелия. Суточное мировое потребление воды достигло 26 540 млрд. л, или 4280 л на человека. 72% от этого объема расходуется на орошение, а 17,5% - на промышленные нужды. Около 69% ирригационных вод утрачено безвозвратно. Целлюлозно- бумажная промышленность - одна из самых водоемких вследствие огромного объема перерабатываемого сырья. На производство каждой тонны целлюлозы и бумаги в среднем затрачивается 150 ООО л воды во Франции и 236 ООО л в США. В процессе производства газетной бумаги на Тайване и в Канаде расходуется около 190 ООО л воды на 1 т продукции, производство же тонны высококачественной бумаги в Швеции требует 1 млн. л воды.

Топливная промышленность. Для производства 1000 л высококачественного авиационного бензина необходимо 25 000 л воды, а  автомобильного бензина - на две трети меньше.

Текстильная промышленность требует  много воды для замачивания сырья, его очистки и промывки, отбеливания, крашения и отделки тканей и для  других технологических процессов. Для производства каждой тонны хлопчатобумажной ткани необходимо от 10 000 до 250 000 л воды,  

шерстяной - до 400 ООО л. Изготовление синтетических тканей требует значительно  больше воды - до 2 млн. л на 1 т продукции.

Металлургическая промышленность. В ЮАР при добыче 1 т золотой  руды расходуется 1000 л воды, в США при добыче 1 т железной руды 4000 л и 1 т бокситов - 12 000 л. Для производства железа и стали в США требуется примерно 86 000 л воды на каждую тонну продукции, но до 4000 л из них составляют безвозвратные потери (главным образом, на испарение), и, следовательно, примерно 82 000 л воды может быть использовано повторно. Водопотребление в черной металлургии значительно варьирует по странам. На производство 1 т чугуна в чушках в Канаде тратится 130 000 л воды, на выплавку 1 т чугуна в доменной печи в США - 103 000 л, стали в электропечах во Франции - 40 000 л, а в Германии - 8000-12 000 л,

Электроэнергетика. Для производства электроэнергии на ГЭС используется энергия падающей воды, приводящая в движение гидравлические турбины. В США на ГЭС ежедневно расходуется 10 600 млрд. л воды. В таблице 1.3. указан расход воды на промышленные нужды по районам.

Таблица 1.3.

Промышленное водопотребление  по районам

Таблица 1.4. указывает тоже самое, но после роста населения на 25%

Таблица 1.4. Промышленное водопотребление  по районам 

Сравнительный анализ разберем наглядно на рисунке 13.

100% 1 80% • 60% 40% 20% 0%

1111

!§»

1111

vЬ с:^ьщ

|§11 iiill и || 11111 Кшшшшш! 1

■шшМмцц

IV

Рис. 1.3. Сравнительное изображение промышленного водопотребления по районам в зависимости от численности населения.

I после увеличения населения

i до увеличения населения

Для того чтобы определить расход воды хозяйственно-бытовые нужды  используем формулу 1.

чи сленность наееде к им.

Расход  воды = ———^——^_ * норма в сутки (1)

Результаты  представлены в таблице 3.

Таблица 1.5.

Среднесуточный  расход воды на хозяйственно-бытовые  нужды 

Аналогично находим  суточный расход воды на хозяйственно-бытовые  нужды в перспективном периоде. Результаты записываем в таблицу 1.6

Таблица 1.6

Среднесуточный расход воды на хозяйственно-бытовые нужды Показатель Район водоснабжения J Всего по

Для расчета среднесуточного  расхода воды на поливку улиц и зеленых насаждений также используем формулу 1. Результаты указаны в таблице 1.7.

Таблица 1.7.

Среднесуточный расход воды на поливку улиц и зеленых  насаждений Показатель Район водоснабжения Всего

Соответственно результаты расчета  среднесуточного расхода воды на поливку улиц и зеленых насаждений в перспективном периоде указаны  в таблице 1.8.

Таблица 1.8.

Среднесуточный расход воды на поливку  улиц и зеленых насаждений 

Определим максимальный суточный и секундный расход воды. Максимальный суточный расход воды на хозяйственно-бытовые нужды рассчитываем на основании данных и коэффициентов суточной неравномерности по СНиП 2.04.02-05 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Найдя значения показателей для благоустроенных домов, домов без канализации и без ванных комнат находим сумму расхода на коммунально-бытовые нужды, путем суммирования показателей. Затем определяем расход воды на промышленные нужды и на поливку. После чего складываем полученные результаты и получаем суммарный расход воды. Все расчеты сводим в таблицу 1.9.

Таблица 1.9.

Максимальный суточный расход воды в отдельных районах водоснабжения

Используя данные таблицы 1.6. найдем значения максимального суточного расхода воды в отдельных районах учитывая известные коэффициенты для перспективного периода, через 15 лет. При этом будем учитывать увеличение потребления воды рассчитанного ранее для того же периода. Результаты сводим в таблицу 1.10.

Таблица 1.10.

Максимальный суточный расход воды в отдельных районах водоснабжения

Рисунок 1.4. показывает сравнительный  анализ полученных

результатов до и после увеличения населения. 

I 15000 ^:

! I ft III IV V VI

перспективный период

—известный период времени

Рис. 1.4. Сравнительный анализ двух периодов.

Для определения максимального  секундного расхода воды в отдельных  районах водоснабжения пользуемся известными коэффициентами по СНиП 2.04.02-05 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Результаты сводим в таблицу 1.11.

Таблица 1.11.

Максимальный секундный  расход воды в отдельных районах  водоснабжения, л/сут

Аналогично находим для перспективного периода. Результаты сводим в таблицу  1.12.

Таблица 1.12. 

Максимальный секундный расход воды в отдельных районах водоснабжения,

л/сут