Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Водонасбжение города

1. Населенный пункт город Кызылорда

2. Уровень грунтовых вод 3,1 м от поверхности земли

3. Состав грунта - супесь

4. Количество населения 13800 чел

5. Этажность 4

6. Общественное здание – столовая

7. Промышленные предприятия

а) работающих – 1380 чел

б) категория Б

в) степень огнестойкости Ш

г) объем здания – 2,5 тыс м³

Содержание

Введение...................................................................................... 3

1. Определение расчетных расходов воды населенного пункта. Составление таблицы водопотребления.....................

1.1 Определение максимального суточного водопотребления населенного пункта на хозяйственно-питьевые нужды.............

1.2 Расход воды в столовой..............................

1.3 Расход воды на нужды промышленного предприятия.........

1.4 Расход воды на пожаротушение............................

2. Определение производительности и напора насосов II подъема и емкости бака водонапорной башни.....

2.1 Определение производительности и напора насосов II подъема.............

2.2 Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни...........

2.3 Определение полной емкости бака водонапорной башни.......................

3. Гидравлический расчет сети........................................................

3.1 Определение путевых и узловых расходов............................

3.2 Расчет сети на случай максимального хозяйственно-питьевого водопотребления плюс пожар.......................................

4. Деталировка сети.................................................

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:

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

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

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

транспортного обслуживания населения для переозки пассажиров и грузов;

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.

Задачами курсового проекта является расчет потребности в водоснабжении, численности городского транспорта и технико-технологического обеспечения.

Предметом исследования являются основные мероприятия по благоустройству города.

1. Определение расчетных расходов воды населенного пункта. Составление таблицы водопотребления

1.1 Определение максимального суточного водопотребления населенного пункта на хозяйственно-питьевые нужды

Суточное количество потребляемой на хозяйственно-питьевые нужды воды населенного пункта зависит от нормы водопотребления, назначаемой в зависимости от степени благоустройства жилой застройки и от географического расположения населенного пункта.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды определяется по формуле:

Qсут. cр.= () ,

где qж - удельное водопотребление на одного человека, принимаемое по таблице 1 [1] в зависимости от степени благоустройства районов жилой застройки, л/сут чел, qж=290 л/сут чел; Nж - расчетное число жителей, чел,

Nж = ρ · F , (1.2)

где р - плотность населения, чел/га, (по заданию);

F - площадь обводняемой территории, га, (по генплану), F=29,57 га. По формулам (1.1), (1.2) находим: Nж = 300· 29,57 = 8871 чел,

Qсут. ср= м3/сут

Согласно примечанию 4 табл.1 [1] необходимо учитывать дополнительное количество воды на нужды промышленности, обеспечивающей население продуктами и другие неучтенные расходы в размере 10-20 % от суммарного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта.

Qнеучт= (1.3)

где р - принятый процент от суточного водопотребления на неучтенные расходы, р=15%. По формуле (1.3):

Суммарный расход на хозяйственно-питьевые нужды:

Qсум=Qсут.ср+Qнеучт (1.4)

Суммарный расход равен:

Qсум = 2573 + 386 = 2959 м3/сут.

Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления Qcyr.max, м3/сут, определяется по формуле:

(1.5)

где kcyr.max - коэффициент максимальной суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дня, м3/сут,

kcyт. max=l,1-1,3 по п. 2.2 [1], принимаем равным 1,2.

. =1,2·2959=3551 м3/сут Максимальный расчетный часовой расход:

(1.6)

где k - максимальный коэффициент часовой неравномерности.

Максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления kчac.max определяем по формуле:

kчac.max= αmax · βmax

где αmax - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия, αmax =1,2-1,4, принимаем αmax = 1,3;

βmax -коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимаемый, по таблице 2 [1] βmax =1,3. По (1.7) находим коэффициент часовой неравномерности:

kчac.max.=1.3·1.3=1.7

Далее по формуле (1.6) максимальный расчетный часовой расход равен:

= 252 м3/час.

По часам суток максимальное общее суточное водопотребление населенного пункта на хозяйственно-питьевые нужды распределяются в зависимости от величины кчас.max

Таблица 1.1 -неравномерности

Часовой расход, % от суточного, при коэффициенте часовой

kчас.max=1.7Часы суток Часовой расход, % Часы суток

Часовой расход,

0-1 1,0 12-13 6,5

1-2 1,0 13-14 6,5

2-3 1,0 14-15 5,5

3-4 1,0 15-16 4,5

4-5 2,0 16-17 6,0

5-6 3,0 17-18 5,5

6-7 5,0 18-19 6,5

7-8 6,0 19-20 6,5

8-9 6,5 20-21 4,5

9-10 5,5 21-22 3,0

10-11 4,5 22-23 2,0

11-12 5,5 23-24 1,0

∑=100%

1.2 Расход воды в столовой

Норма водопотребления в больнице на одну койку составляет qбол = 250 л в сутки. Количество столов в столовой определяется из расчета 4-6 стола на 1000 жителей:

расход вода насос водонапорный башня

где N - расчетное число жителей, чел. По формуле (1.8) получим:.

Суточное потребление воды в столовой:

(1.9)

Суточное потребление равно:

Часовое водопотребление в больнице в процентном отношении принимаем согласно графы 4 таблицы 1.2.

1.3 Расход воды на нужды промышленного предприятия

Распределение расходов воды на производственные нужды принимается равномерным по часам смены. Коэффициент часовой неравномерности по часам смены промпредприятия в одну смену равен 1, kч = 1 .

Часовой расход в смену определяется по формуле:

(1.10)

где qcm - расход воды на производственные нужды в смену, м3;

t - продолжительность смены, час.

Расход воды на производственные нужды в первую смену (с 8 до 16 часов) равен 500 м3, тогда часовой расход в эту смену составит:

часовой расход во вторую смену (с 16 до 24 часов) равен:

часовой расход в третью смену (с 0 до 8 часов) равен:

Расходы воды на производственные нужды распределены в табл. 1.2 графа 7.

1.3.1 Определение хозяйственно-питьевых расходов

Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды и пользование душами на промышленных предприятиях должны определятся в соответствии с требованиями таблиц 3 и 4 [2].

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды по каждой смене определяется для горячих и холодных цехов (по тепловыделению) отдельно.

Горячими считаются цеха с тепловыделением свыше 84 кДж на 1 м3/час.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в горячих цехах определяется по формуле:

(1.11)

где 45 - норма хозяйственно-питьевого водопотребления на одного человека в смену в горячих цехах, л;

n - число работающих в одну смену (по заданию);

рг - процент работающих в горячих цехах, %, равный 45% (по заданию).

По формуле (1.11) для каждой смены находим:

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в холодных цехах:

(1.12)

где 25 - норма хозяйственно-питьевого водопотребления на одного человека в смену в холодных цехах, л;

рх- процент работающих в холодных цехах, %, равный 55% (по заданию). Для каждой смены получим:

Распределение водопотребления на хозяйственно-питьевые расходы по часам суток производится в зависимости от коэффициента часовой неравномерности.

1.3.2 Определение душевых расходов

Расход воды для душевых целей на промпредприятии следует определять в соответствии с количеством душевых сеток, принимаемым по табл. 8 [2] в зависимости от санитарной характеристики производственных процессов в цехах предприятия. В случае отсутствия данных о санитарной характеристике производственных процессов следует принимать в горячих цехах 5 человек на одну душевую сетку, в холодных цехах - 7 человек на сетку.

В первую смену работают 400 человек, из которых 45 % работают в горячих цехах, т.е. 1 80 человек, в холодных цехах работают 220 человек. Из них пользуются душем: в горячих цехах - 70 %, т.е. 126 человек, в холодных цехах - 50 %, т.е. 110 человек.

Количество душевых сеток в горячих и холодных цехах определяется по формуле:

(1.13)

где m - количество человек, пользующихся душем в цеху; k — количество человек на одну душевую сетку в цеху. Количество душевых сеток в горячих цехах равно:

В холодных цехах:

Количество воды на душевые цели в смену определяется для горячих и холодных цехов отдельно:

(1.14)

где qд.c- принимается в соответствии с табл.2 [2] равным 375 л (часовой расход на одну душевую сетку принимается равным 500 л, продолжительность пользования душем 45 минут);

nс- количество душевых сеток, шт.

По формуле (1.14) для горячих цехов получим:

=9 ,75 м3/смена;

для холодных цехов:

= 6 м3/смена.

Во вторую смену работают 1380 человек, из которых 45 % работают в горячих цехах, т.е. 225 человек, в холодных цехах работают 275 человек. Из них пользуются душем: в горячих цехах - 70 %, т.е. 158 человек, в холодных цехах - 50 %, т.е. 138 человек.

Количество душевых сеток определяется аналогично первой смене по формуле (1.13).

Количество сеток в горячих цехах:

в холодных цехах:

Количество воды на души в смену определяется по формуле (1.14). Для горячих цехов душевой расход равен:

=12 м3/смена;

для холодных цехов: _

= 7,5 м3/смена.

Для третьей смены количество душевых сеток и расход воды на душевые нужды будут такими же, как и для первой смены (количество рабочих в третью смену равно 400 человек):

=9,75 м3/смена; = 6 м3/смена.

Принимаем, что в каждую смену за 5 часов до ее конца подогревается половина необходимого количества воды, т.е по 10% в час, а холодная вода будет подаваться после окончания данной смены (т.е в первый час следующей) в количестве 50% общего расхода этой смены на душевые установки.

1.4 Расход воды на поливку в городе

Расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений принимается дополнительно к городскому расходу по данным п. 2.3 [1]. При отсутствии данных о величине и характере площадей поливки удельный среднесуточный расход на поливку в расчете на одного жителя может быть принят, в зависимости от местных условий, в пределах 50-90 л/чел в сутки согласно примечанию 1 к таблице 3 [1]. Поливка производится поливочными машинами в течение 16 часов и дворниками в течение 6-8 часов (по 3-4 часа утром и вечером).

При распределении поливочных расходов по часам суток следует стремиться к тому, чтобы часы поливки не совпадали с часами максимального расхода на хозяйственно-питьевые нужды (п. 2.8 [1]).

Расход воды на поливку автомашинами составляет 60-70% от общего расхода на поливку.

Общий расход на поливку определяется по формуле

Qполив=70·N/1000 , м3/сут, (1.15)

где 70 - удельный среднесуточный расход на поливку в расчете на одного жителя, л/чел; N - число жителей, чел. По формуле (1.15) находим:

Расход воды на поливку автомашинами:

, м3/сут. (1.16)

По формуле (1.16) получим:

qмаш = 0,6-621=373м3/сут.

Расход воды на поливку дворниками:

qдв=0,4·Qполив , м3/cут (1.17)

По формуле (1.17) получим:

qдв= 0,4·621 = 248 м3/сут.

Специфика отбора воды из сети для поливки улиц и зеленых насаждений позволяет классифицировать поливочные расходы как равномерно распределенные по длине сети расходы.

Расход воды в час на поливку автомашинами:

,м/час, (1.18)

где qмаш- расход воды на поливку автомашинами, м3/сут;

16 - продолжительность поливки автомашинами.

Расход воды на поливку автомашинами равен:

м/час, Расход воды в час на поливку дворниками:

Принимаем, что поливка улиц дворниками производится в течение 8 часов.

Тогда в час расход воды составляет:

,м3/час, (1.19)

где qдв- расход воды на поливку дворниками, м3/час;

8 -продолжительность поливки дворниками, час.

По формуле (1.19) расход на поливку дворниками равен:

1.5 Расход воды на пожаротушение

Расход воды на пожаротушение складывается из расходов на наружное (из пожарных гидрантов) и внутреннее (из пожарных кранов или сплинкерных систем) тушение пожаров.

Расход воды на наружное пожаротушение и количество одновременных пожаров в населенном пункте принимают по табл. 5 [1] в зависимости от количества жителей и максимальной этажности застройки.

Согласно п. 3.10 [2] расход воды на тушение пожара внутри зданий, оборудованных пожарными кранами, следует учитывать дополнительно к расходам на наружное пожаротушение из расчета двух пожарных струй производительностью по 2,5 л/с каждая для общественных и жилых зданий объемом более 25000 м3, и одной струи для зданий менее 25000 м3.

Расчетный расход воды должен быть обеспечен при наибольшем расходе воды на другие нужды, предусмотренные п. 4.3 [1], при этом на промпредприятии расходы воды на поливку территории, прием душа, мытье полов и мойку технологического оборудования, а также на полив растений в теплицах не учитывается.

При количестве населения 9 тысяч и этажности до 7 этажей принимаем расчетное количество одновременных пожаров 1 по 15 л/с с добавкой 5 л/с (2 струи по 2,5 л/с), т. е. по 20 л/с на каждый пожар.

На промпредприятии расход воды на тушение пожара определяется по табл.7.8 [1] в зависимости от степени огнестойкости и категории производства, объема здания.

В соответствии с заданием степень огнестойкости здания - Ш, категория производства по пожарной опасности - В, ширина здания - 60 м и объем здания 160 тыс. м3. Тогда по табл. 7 [1] расход воды на тушение пожара на предприятии составляет 40 л/с. Таким образом, суммарный расход на пожаротушение составляет 20+40=60 л/с.

2. Определение производительности и напора насосов II подъема и емкости бака водонапорной башни

Для выбора режима работы насосной станции II подъема и определения емкости водонапорной башни необходимо построить ступенчатый график водопотребления по результатам расчетов табл.1 в соответствии с графами 23, 24 (рис. 2.1).

2.1 Определение производительности и напора насосов II подъема

Производительность насосов определяем с учетом того, что два насоса будут работать круглосуточно, и один насос будет включаться в работу в определенные часы.

При двух рабочих насосах, при их параллельной работе, производительность каждого равна половине расчетного расхода, а высота подачи насоса принимается для случая подачи всего расчетного расхода. При параллельной работе трех рабочих насосах производительность каждого равна трети от расчетного расхода.

При выключении из работы одного насоса производительность оставшихся увеличивается на 11%, при этом следует учитывать коэффициент параллельности.

Назначаем следующий режим работы насосов: три насоса работают 15 часов (с 6 до21 часов), остальные 9 (с 21 до 6 часов) часов работают два насоса.

Для определения производительности одного насоса решим уравнение:

где х - подача одного насоса, м3/час. Из уравнения находим х:

х = 93,37 м3/час.

Тогда три насоса подают: 3 • 93,37 = 280.11 м3/час; два насоса подают: 2·1,11·93,37 = 207,28 м3/час.

Для подбора марки насосов определяем потребный напор, который ориентировочно определяется по формуле:

(2.1)

где Z6 - отметка поверхности земли у водонапорной башни (по генплану), м, равная 74,2 м; Zp.cp - отметка среднего уровня воды в резервуарах чистой воды, принимается ниже поверхности земли у насосной станции П подъема на 2-3 м, м, равная 68,3-2,5=65,8 м;

Нб - расчетная высота ствола водонапорной башни до дна резервуара, м,

H6=z-z6+Hсв+hб (2.2)

где z - отметка поверхности земли в диктующей точке, питающейся в час максимального водоразбора от водонапорной башни, м, равная 72,5 м;

Нсв - свободный напор в диктующей точке, определяемый в зависимости от этажности застройки по п. 2.26 [1], равен 34 м;

hб - потери напора на участке от водонапорной башни до диктующей точки, м;

Нр.б - расчетная глубина воды в резервуаре напорной башни, ориентировочно принимается равной 5-6 м;

hH. ст - потери напора на внутренних коммуникациях насосной станции, принимаются предварительно равными 2-2,5 м;

hc - потери напора в водоводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни.

Hб и hc определяются из расчета потерь напора по длине 2-3 м водного столба на один погонный километр сети, т.е. гидравлический уклон равен 0,002-0,003.

Потери напора на участке водонапорная башня - диктующая точка определяется по формуле:

,м (2.3)

где i - гидравлический уклон;

lб - длина водоводов от диктующей точки до башни, равная 975 м.

H6 =0,002 · 975 =1,95 м.

Потери напора в водоводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни определяются по формуле:

,м (2.4)

где lС - длина контура НС-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-ВБ, равная 2325 м. По (2.4) получим:

Hс = 0,002 • 2325 = 4,65 м.

Подставляя полученные значения в формулу (2.2) находим расчетную высоту ствола водонапорной башни до дна резервуара:

Hб =72,5-74,2 + 34 + 1,95 = 34,25 м. Далее находим потребный напор насосов:

Hн = 74,2 - 65,8 + 34,25 + 5 + 2 + 4,65 = 54,3 м.

По [3] подбираем три насоса марки К100-65-250/2 с производительностью Q=100 м3/час и напором Н=80 м.

2.2 Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни

2.2.1 Определение табличным методом

Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни производится табличным методом. При определении регулирующей емкости назначается час суток после длительного и большого расхода из бака (21-22), считая, что к этому часу бак опорожняется, и за следующий час в графу 25 таблицы 1.2 ставим 0. Затем суммируем или вычитаем приток поступающей воды в бак за каждый час. Наибольшее число 25 графы является регулирующей емкость бака, т.е. 321,64 м3.

Наибольшее значение графы 23 соответствует максимальному транзиту, т.е. 72,22 м3, и приходится на 0-1 час.

2.2.2 Определение по аналитической формуле

В соответствии с п.9.2 [1] регулирующий объем воды в баке определяется по формуле:

,м3

где Qсут.max - расход воды в сутки максимального водопотребления, м3/сут;

kH - отношение максимальной часовой подачи в сеть водопровода с регулирующей емкостью к среднему часовому расходу в сутки максимального водопотребления,

(2.6)

(2.7)

По (2.6),(2.7) получим:

kq - коэффициент часовой неравномерности отбора воды из регулирующей емкости, определяемый как отношение максимального часового отбора к среднему часовому расходу в сутки максимального водопотребления,

Коэффициент kчравен:

Подставляя полученные значения в формулу (2.5) находим регулирующий объем воды в баке:

2.3 Определение полной емкости бака водонапорной башни

Суммарная емкость бака водонапорной башни определяется:

Wр.б=Wp+Wпож ,м3, (2.9)

где Wp - регулирующая емкость башни (определенная табличным методом), м3;

Wпож- запас воды на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 минут, м3 ,

(2.10)

где qпож - расход воды на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара, л/с.

По формуле (2.10) получим:

Далее находим суммарную емкость бака:

Wр.б =321,64+12 = 333,64 м3.

Суммарная емкость бака водонапорной башни должна находиться в пределах 2-6% от суточного расхода.

Полученная емкость бака составляет, что меньше 6%.

По суммарной емкости подбираем типовую башню емкостью 350 м3.

3. Гидравлический расчет сети

Цель гидравлического расчета водопроводной сети заключается в нахождении экономически наивыгоднейших диаметров магистральных трубопроводов всех участков сети и сопротивлений в них, достаточных для пропуска необходимого количества воды ко всем потребителям с требуемым напором и необходимой степенью надежности, а также в определении минимальных потерь напора на участках сети, которые нужны для установления высотного положения регулирующей емкости и требуемого напора насосов второго подъема, и минимальной стоимости водопроводной сети.