Система водоотведения

Аннотация

 

Подкорытов А.А. Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине: «Системы водоотведения». – Челябинск: ЮУрГУ, 2011. – 14с. – Библиогр. 6 назв.


В курсовом проекте представлено проектирование сети водоотведения  города, устройство этой сети, её трассировка  и гидравлический расчет, а также  приводится графический материал с  планом города (с нанесенной на нем  трассировкой канализационной сети).

 

Оглавление

Введение 3

1 Исходные данные для проектирования 4

2 Трассировка сети водоотведения 5

3 Определение числа жителей и производительности объектов социально-бытового назначения 6

4 Определение расходов сточных вод от зданий социально–бытового назначения 7

5 Определение модулей стока и средних расходов с площадей стока 8

6 Определение расчетных расходов сточных вод от промышленных предприятий 10

7 Определение расчетных расходов на участках 12

8 Гидравлический расчет бытовой сети водоотведения 15

Список литературы: 17

 

 

 


Введение

Данная курсовая работа по дисциплине «Системы водоотведения» охватывает основные разделы курса, закрепляет теоретические  знания в области проектирования сетей водоотведения города. Основное внимание обращается на устройство сети, её трассировку и гидравлический расчет. Проектирование сети водоотведения состоит в определении бассейнов водоотведения, выявлении диктующих точек и назначении их минимальной глубины заложения, определении расчетных расходов на участках, гидравлическом расчете, конструировании сети и сооружений на ней и составлении продольных профилей коллекторов.

 

1 Исходные данные для  проектирования


Схема водоотведения представлена в приложении (рисунок 1). Масштаб 1:10000, горизонтали через 1 м.

 

  1. Характер застройки различных зон города: в городе находится два района с разной этажностью застройки, разной плотностью населения и с разной степенью благоустройства. Данные по районам города приведены в таблице 

 

Таблица 1 – Характеристики районов города

Район

Плотность населения, ρ чел/га

Норма водоотведения, qнорм., л/сут

1

238

250

2

85

200


 

     2.   В городе расположены два промышленных предприятия, данные о которых приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 – Данные о промышленных предприятиях

Предприятие

Продолжительность смен, ч

Число работающих в цехах,

чел.

Число при нимающих душ,

чел.

Расходы сточных вод предприятий, м3/сут

холодных

горячих

№1

С 8 до 16

840

1260

620

4500

С 16 до 24

432

648

460

№2

С 8 до 16

840

1260

310

1120

С 16 до 24

453

1057

145

С 0 до 8

453

1057

145


 

 

№1: металлургическое предприятие с коэффициентом  часовой неравномерности поступления  производственных сточных вод k =1,1.

№2  пищевое  предприятие с коэффициентом  часовой неравномерности поступления  производственных сточных вод  .

 

3.     Природные условия:  город находится в Новосибирской области, с категорией грунта – глина и суглинок.

 

 

 

2 Трассировка сети водоотведения

 

Задачей трассировки является выбор кратчайшего  пути для отведения сточных вод  города на очистные сооружения или  главную насосную станцию. В данном проекте пользуемся основным принципом  трассировки – обеспечения самотечного  движения сточной жидкости с минимальным  заглублением.

В пределах застройки все коллекторы трассируются по городским проездам. Уличную сеть наиболее рационально трассировать по пониженной стороне обслуживаемого квартала. При плоском рельефе  и разном направлении уклонов  местности допускается трассировка  по объемлющей схеме.


Для уменьшения протяженности уличной сети и  исключения параллельных линий с малыми расходами воды может применяться через квартальная трассировка.

Глубина заложения сети водоотведения в  конечных точках определяется в зависимости  от местных условий и намеченной трассировки, поэтому на стадии трассировки  целесообразно провести предварительный (примерный) расчет по определению максимальной  глубины заложения.

Насосные  станции размещаются в пониженных точках бассейна водоотведения. При  размещении насосных станций должны быть выдержаны санитарно-защитные зоны до жилых кварталов и пищевых  предприятий.

 

3 Определение числа жителей и производительности объектов социально-бытового назначения

 

Согласно генплану площадь жилой застройки 1 района составляет    106, 4 га. Количество жителей района:

N=ρ∙F,

где ρ – плотность населения, чел./га;


F – площадь застройки, га.

N=238·106,4 = 25 323 чел.

Площадь жилой застройки 2 района составляет 172,8 га. Количество жителей района:

N=ρ∙F= 85·172,8 = 14 688 чел.

Общая площадь жилых застроек: 106,4+172,8=279,2

Общее население города составляет: 25 323 + 14 688 = 40 011 чел.

В городе должны находиться здания социально – бытового назначения: школы, больницы, бани, прачечные, гостиницы и т. д. Вместимость, производительность этих зданий определяется по нормам проектирования [5].

Школы. По демографической гипотезе в городе ожидается 11,5% школьников от общего числа жителей, т. е. к расчетному сроку число школьников составит 40,011∙0,115 = 4601 чел.

По нормам 75% всех детей должны быть охвачены средним образованием. Это  составляет 4601∙0,75 = 3450 уч.

По таблице 14 [5] принимаем 3 средних школы вместимостью по 1296 человек каждая.

 

Больницы. Число больниц проектируется из расчета 13,53 койки приходящихся на 1000 жителей. Необходимо запроектировать больницы на 13,53∙40,011 = 541 койки. По таблице 18 [5] принимаем к проектированию 1 больницу на 500 коек и 1 больницу на 100 коек.

 

Прачечные . Рассчитываются на обработку 100 кг сухого белья в смену от 1000 жителей [5], тогда производительность прачечной составит 40,011∙100 = 4001 кг/смена. К проектированию принимаем одну прачечную с производительностью 5000 кг сухого белья в смену.

Здания социально–бытового назначения размещают в жилых кварталах территории города равномерно.

 

4 Определение расходов сточных вод от зданий социально–бытового назначения

 

Расходы сточных вод от зданий социально–бытового назначения вычисляются согласно [4] и представлены в таблице 3. При заполнении таблицы 3 следует учитывать следующее:

1) В СНиП [4] приводятся  нормы  водоотведения сточных вод для  суток и часов максимального  водоотведения. Поэтому при вычислении  среднесуточного расхода необходимо  уменьшить его с учетом коэффициента  суточной неравномерности k=1,2 т. е.

Qmid= ,

где qmax – норма водоотведения в сутки максимального водоотведения;

П – производительность объекта.

2) Для зданий, норма водоотведения которых приводится на единицу продукции (бани, прачечные и др.), расчетный расход вычисляется

,

где Т-продолжительность работы в часах в сутки.

3) Вычисление расчетного расхода  от зданий, для которых даны  нормы водоотведения на 1 человека (школы, больницы, гостиницы и  т. п.) производятся по формуле 

,


где N – суточная производительность объекта;

qmax(m) – норма водоотведения в максимальный час.

Таблица 3 – Расчетные расходы от зданий социально-бытового назначения

Здания

Продолжи

тельность

работы, ч

Суточная

производи

тельность

Норма водо–

отведения в макс. сутки, л

Средний суточный расход,м3/сут

Норма водоот

ведения в

макс час, л

Расчетный расход, л/с

Прачечная

8

5000

75

312,5

75

10,85

Школа х3

8

1296

20

21,6

2,7

1,3

Больница

24

500

240

100

14

1,94

Больница

24

100

240

20

14

3,89


Общий среднесуточный расход от зданий составит:

312,5+(21,6·3)+100+20 = 497,3 м3(20,58 л/с). 

5 Определение модулей стока и средних расходов с площадей стока

 

Модуль стока вычисляется по следующей формуле:


,

где qнорм. – норма водоотведения от одного человека, л/сут; ρ – плотность населения, чел/га.

Модуль стока для 1 района |q| = 250*238/86400 = 0,689 л/(с*га)

Модуль стока для 2 района |q| = 200*85/86400 = 0,197 л/(с*га)

Расчетные расходы стока с отдельных участков микрорайонов вычисляем по формуле:

, где |q| - модуль стока, л/(с*га); F – площадь расчетного участка, га.

Результаты расчета заносим в таблицу 4 (номера кварталов, индексы площадей стока принимаются с генплана города).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Таблица 4 – Средний расход с площади стока

№ мкр.

Индекс площади стока

Величина площади стока, га

Средний расход с площади стока, л/с

1 район: Модуль стока |q| = 250*238/86400 = 0,689 л/(с*га)

1

а

6,65

4,58

 

б

6,65

4,58

2

  

13,3

9,16

3

  

13,3

9,16

4

  

13,3

9,16

5

  

13,3

9,16

6

  

13,3

9,16

7

  

13,3

9,16

8

  

13,3

9,16

Итого

  

106,4

73,31

2 район: Модуль стока |q| = 200*85/86400 = 0,197 л/(с*га) 

9

  

13,1

2,58

10

  

13,1

2,58

11

  

13,1

2,58

12

  

13,1

2,58

13

  

13,1

2,58

14

  

13,1

2,58

15

  

13,1

2,58

16

  

13,1

2,58

17

  

13,1

2,58

18

  

13,1

2,58

19

а

6,55

1,29

 

б

6,55

1,29

20

  

24,3

4,79

Итого

  

116

22,85

Суммарно по городу

  

222,4

96,16


6 Определение расчетных расходов сточных вод от промышленных предприятий


От промышленных предприятий расход сточных вод является сосредоточенным, поступающим в ближайший расчетный  участок, и определяется как наибольшая сумма производственных, бытовых и душевых сточных вод в максимальную смену.

Максимальный секундный  расход производственных вод:

,

где – расход сточных вод предприятия в наибольшую смену;

Т – продолжительность смены, ч, Т=8 ч;

Для предприятия №1 = 4500*0,7= 2700 м3/сут (2700*100=270000 л/сут)

Для предприятия №2 = 1120*0,4= 448 м3/сут (448*100=44800 л/сут)

 л/с

 л/с

Максимальные расходы  бытовых вод определяются по формуле:

,

где 25 и 45 – удельное водоотведение  в смену на одного работающего  в холодных и горячих цехах [3], л/см;

 – число работающих в наибольшую смену в холодных и горячих цехах;

 и  – коэффициенты часовой неравномерности притока сточных вод;

Т – продолжительность смены, ч.

 

 

 

 

 

 

 

Расходы душевых вод  от предприятия определяются по формуле:

,

где – расход воды через одну душевую сетку, равный 500 л/ч [3];

 – число душевых сеток,  определяется в зависимости от  расчетного числа людей, принимающих  душ, на одну душевую сетку  и от вида производства.


Для первого предприятия расчетное число людей на одну душевую сетку примем –7, а для второго – 11 (в зависимости от количества рабочих и санитарной характеристики производственного процесса), тогда

 л/с

 л/с

Общий максимальный расчетный расход от предприятий при отводе всех категорий  сточных вод составит:

12,4+6,57+10,3 = 29,3 л/с,

4+6,57+3,1 = 13,7 л/с.

Суммарный расход (поступающий в узел 7) от двух предприятий составляет : 29,3 + 13,7 = 42,3 л/с.

 

7 Определение расчетных расходов на участках

 

Расходы сточных вод на расчетных  участках сети водоотведения вычисляются  как:


Q=[Qп+Qтр]∙Kgen max+Qсоср

где Qп и Qтр – путевой и транзитный расходы, поступающие в начало участка с прилегающего квартала; Kgen max – общий максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод, принимаются по таблице 2 [2]; Qсоср– сосредоточенные расходы сточных вод от предприятий бытового назначения и промышленных предприятий. Результаты расчетов приведены в таблице 5.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Гидравлический расчет бытовой сети водоотведения


Перед началом гидравлического  расчета сети водоотведения необходимо определить минимальное заглубление  трубопровода в начале каждого расчетного участка.

Минимальная глубина заложения  внутриквартальной сети водоотведения  в самой удаленной ее точке  может определяться по:

1) Глубине промерзания

, где

 – глубина промерзания  грунта, принимаем её равной 2 м, а рекомендуется принимать равным: 0,3м – при диаметре трубопровода до 500 мм и 0,5 м – при большем диаметре.

При диаметрах внутриквартального трубопровода 150 мм:

2) Минимальной глубине лотка от поверхности земли

  , где  d – диаметр трубы

 

Из полученных двух результатов  выбираем наибольший – 1,7 м.

При присоединении внутриквартальной  сети к внешней водоотводящей минимальная глубина заложения лотка трубопровода в диктующей точке должна быть не меньше:

 – минимальная глубина  заложения трубопровода в начале  внутриквартальной сети, – минимальный уклон трубопровода внутриквартальной сети, L+l – длина внутриквартальной сети, Zн и Zк – отметки поверхностей земли в начале и конце внутриквартальной сети, – разница в диаметрах труб внешней и внутриквартальной сетей.

Точки 1 и 3: = 1,7 + 0,008·350 + (148,7–150,5) + 0,05 =2,75 м.

Точки 2 и 3: = 1,7 + 0,008·350 + (147,7–150,5) + 0,05 =1,75  м.

Точки 5 и 4: = 1,7 + 0,008·350 + (144,8–147,7) + 0,05 =1,65  м.

Точки 7 и 6: = 1,7 + 0,008·350 + (142,7–144,6) + 0,05 =2,65  м.

Точки 8 и 9: = 1,7 + 0,008·350 + (140,6–142,7) + 0,05 =2,45  м.

Соединение труб в смежных точках расчётных участков выполняется: при разном диаметре труб – по шелыгам, в случае одинакового диаметра – по уровню воды.

Подбор диаметров и прочих характеристик  труб осуществляется по [1]. Гидравлический расчёт коллектора 1 – 14 с боковыми ответвлениями 2 – 3, 5 – 4, 7 – 6, 8 – 9, представлен в таблице 6.


Таблица 6 – Гидравлический расчет коллектора 1 – 14 с боковым ответвлением 2 – 3, 5 – 4, 7 – 6, 8 – 9.

№ участка

Расчетный расход, л/с

Длина, м

Уклон, i

Падение, м

Диаметр, мм

Заполнение

Скорость, м/с

В долях H/d

H, в метрах

Боковое ответвление коллектора

2_3

11,45

400

0,005

2,00

200

0,55

0,11

0,72

5_4

19,88

400

0,004

1,60

250

0,53

0,13

0,74

7_6

62,18

400

0,0025

1,00

350

0,75

0,26

0,81

8_9

19,88

400

0,0041

1,64

250

0,53

0,13

0,74

Коллектор 1-14

1_3

11,45

400

0,005

2,00

200

0,55

0,11

0,72

3_4

19,88

400

0,006

2,40

250

0,43

0,11

0,86

4_6

35,36

400

0,006

2,40

300

0,5

0,15

1,0

6_9

93,14

400

0,006

2,40

450

0,43

0,19

1,27

9_10

121,53

400

0,005

2,00

500

0,49

0,25

1,27

10_11

169,74

400

0,004

1,60

600

0,49

0,29

1,27

11_13

181,91

240

0,004

0,96

600

0,50

0,30

1,29

13_14

186,22

380

0,004

1,52

600

0,51

0,31

1,3


 

Окончание таблицы 6.

Отметки, м

Глубина заложения, м

Поверхности земли

Поверхности воды

Дна лотка

В начале

В конце

В начале

В конце

В начале

В конце

В начале

В конце

Боковое ответвление коллектора

147,7

146,8

146,06

144,06

145,95

143,95

1,75

2,85

144,8

144,5

143,23

141,63

143,1

141,5

1,7

3

142,7

142,2

140,31

139,31

140,05

139,05

2,65

3,15

140,6

139,7

138,28

136,64

138,15

136,51

2,45

3,2

Коллектор 1-14

148,7

146,8

146,06

144,06

145,95

143,95

2,75

2,85

146,8

144,5

144,01

141,61

143,9

141,5

2,9

3

144,5

142,2

141,60

139,20

141,45

139,05

3,05

3,15

142,2

139,7

139,09

136,70

138,9

136,5

3,3

3,2

139,7

138,8

136,70

134,70

136,45

134,45

3,25

4,35

138,8

137,8

134,64

133,05

134,35

132,75

4,45

5,05

137,8

136,7

133,05

132,10

132,75

131,79

5,05

4,91

136,7

135,2

132,10

130,58

131,79

130,27

4,91

4,93


 

Список литературы:

 

1. Лукиных А.А.Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Н.Н. Павловского. – издание 4-е, дополненное. – М.: Стройиздат,1974. – 160 с., табл. 50, рис. 3.

2. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные  сети и сооружения/ Госстрой России,- М. ГУП ЦПП,2001.72с.


3. Методичка

4. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий/ Госстрой России,- М. ГУП ЦПП,2001.56 с.

5. СНиП П-60-75. Планировка и застройка городов, посёлков и сельских населенных пунктов/ Госстрой России,- М. ГУП ЦПП,2001.77 с.

6. Калицун В.И. Водоотводящие системы и сооружения: Учеб. для ВУЗов – М.:Стройиздат, 1987. – 336 с.: ил.