Водоснабжение

         СОДЕРЖАНИЕ 
 

1.    Введение…………………………………………………………………..
2.    Данные для проектирования…………………………………………….
3.    Бытовая сеть………………………………………………………………
1. Схемы трассировки сети, бассейны канализования……………….
2. Определение расчетных расходов…………………………………..
3. Гидравлический расчет сети и ее конструирование……………….
4.    Дождевая сеть…………………………………………………………….
1. Схема трассировки сети……………………………………………..
2. Гидравлический расчет дождевой сети …………………………….
5.    Расчет общесплавного коллектора……………………………………...
6.    Построение продольного профиля главного коллектора……………..
7.    Расчет разделительной камеры…………………………………………
8.    Смотровые колодцы……………………………………………………..

       9     Литература ………………………………………………………………

1. Введение

      Канализация является одним из видов инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых общественных и производственных зданий, обеспечивающих необходимые санитарно-гигиенические условия и высокий уровень удобств для труда, быта  и отдыха населения.

      Под канализацией понимается комплекс оборудования, сетей и сооружений, предназначенных для приема и удаления по трубопроводам загрязненных сточных вод за пределы населенных пунктов или промышленных предприятий, а также для их очистки и обезвреживания перед утилизацией или сбросом в водоем.

      Объектами канализации являются  здания жилого, общественного, производственного, служебного и специального назначения, оборудованные внутренним водопроводом и канализацией.

    При проектировании бытовой канализационной  сети необходимо тщательно изучить генплан местности, определить бассейн канализования, выявить диктующие точки и назначить минимальные глубины заложения их, определить расчетные расходы и расчетные участки сети произвести гидравлический расчет и конструирование сети и сооружений на них, составить продольные профили. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2    Бытовая сеть

    2.1  Схемы трассировки сети, бассейны канализования

    Трассировка является одним из важнейших этапов проектирования водоотводящих сетей населенных мест, который обычно начинается с установления границ бассейнов водоотведения. Бассейны водоотведения определяются в зависимости от рельефа местности с учетом вертикальной планировки таким образом, что границы отдельных бассейнов обычно соответствуют линиям водоразделов. Определяющим условием трассировки водоотводящих сетей является обеспечение в них самотечного движения сточных вод при минимальных объемах земляных работ. Это достигается в тех случаях, когда уклоны самотечных трубопроводов совпадают с уклонами поверхности земли.

    Изучив  данные для проектирования, принимаем полураздельную систему водоотведения, т.к. населенный пункт находится в Волгоградской области,где интенсивность выпадения дождя q₂₀=40<50 л/с×га (согласно СНиП 2.04.03-85). Полураздельная система водоотведения должна иметь две водоотводящие сети: одну для отвода бытовых и производственных вод, другую для отвода атмосферных вод. Общесплавной коллектор у этой системы единый, он принимает и отводит на очистные сооружения все бытовые и производственные воды и часть наиболее загрязненных атмосферных вод. При дождях малой интенсивности эти воды попадают в главный коллектор и далее вместе с бытовыми водами направляются на очистные сооружения. Для разделения атмосферных вод должны быть предусмотрены разделительные камеры в конце коллекторов бассейнов водоотведения водосточной сети. Достоинство полураздельной системы водоотведения заключаются в том, что при ее осуществлении перед сбросом в водоем подвергаются очистке все загрязненные воды, в том числе и наиболее загрязненные – атмосферные.

    Очистные сооружения расположены вниз по течению реки на расстоянии 500 метров от города (населенного пункта). Канализационные сети проектируем самотечными. Схема канализования – по объемам, когда уличные коллекторы охватывают квартал с трех (или более) сторон; эту схему применяют при плоском рельефе или небольшом уклоне местности (до 0,007), когда квартал имеет значительные размеры.

    Минимальная глубина заложения труб при диаметре труб до 500 мм на 0,3 меньше глубины промерзания  грунта в данном районе, а при  диаметре труб свыше 500 мм – на 0,5 м меньше глубины промерзания. Для Вологодской области минимальная глубина заложения труб составит:

    h = hм – (0,3…0,5)=1,5 – (0,3…0,5)= 1,2..1 м.

    На  рисунке 1.1 и 1.2 показаны схемы трассировки  бытовой сети. 
 
 
 
 
 
 

        2.2 Определение расчетных расходов 

    Расчетные расходы бытовых сточных вод  вычисляются по числу лиц, пользующихся канализацией, нормам водоотведения, коэффициентам  неравномерности.

    В соответствии со СНиП, самотечные линии  и напорные трубопроводы следует  проверять на пропуск суммарного расчетного максимального расхода и дополнительного притока поверхностных вод в периоды дождей и снеготаяния.

    Среднесуточный  расход, м³/сут:

     где qж – удельное водоотведение, л/сут;

           Nж – расчетное число жителей

     Nж=F · P = 276 · 55,200 = 15235 чел

        где  F – площадь населенного пункта, га;

             P – плотность населения, тыс.чел./га

     Максимальный  секундный расход, л/с:

  где k_genmax – общий коэффициент неравномерности. 

            Таблица 1 – Данные по промпредприятию  №33 

    Вычисление  расхода сточных вод от бытовых  помещений промышленных предприятий производят по следующим формулам:

    Средний суточный расход, м³/сут:

    где N₁, N₂ – численность работающих соответственно в холодных и горячих цехах при нормах водоотведения 25 и 45 л/сут на человека.

    Максимальный  секундный расход, л/с:

    где N₃, N₄ – число работающих в смену с максимальным числом соответственно в холодных и горячих цехах при нормах водоотведения 25 и 45 л/сут на человека.

    К_ч¹,К_ч² – коэффициент часовой неравномерности водоотведения равный 3 и 2,5 соответственно.

    Расчетные суточные и секундные расходы  производственных сточных вод определяются по формулам:

    где q_max – норма водоотведения на единицу продукции, м³;

        М – число единиц продукции, выпускаемой в сутки;

        М₁ – то же в смену максимальной выработки;

        Т – продолжительность  работы оборудования в смену максимальной выработки, ч. 

    Определение расходов сточных  вод  на промышленном предприятии: 

    Общее водоотведение промышленного предприятия  складывается из расходов на хозяйственно-питьевые нужды, душевые нужды и технологические расходы.

    Нормы расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды и коэффициенты водопотребления в холодных и горячих цехах:

          в горячих цехах:  q_к-н = 45 л/чел.смен.,    k_Н = 2,5

          в холодных цехах: q_к-н = 25 л/чел.смен.,  k_Н = 3.

    Водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды в  смену в цехе

определяется по формуле

      Расчет водоотведения промышленным  предприятием на бытовые нужды сведен в таблице 2. 
 
 
 
 
 

  Таблица 2 – Определение количества сточных  вод на бытовые нужды цехам  промышленного предприятия, м³/смен 

    Количество  сточных вод от душевых сеток  определяется с учетом числа устанавливаемых  душевых сеток, количество которых  определяется в зависимости от санитарной характеристики производственных процессов в цехах предприятия.

         Расход воды через одну душевую  сетку групповых душевых в  течении 45 минут (продолжительность  пользования душем после окончания  смены) составляет q_душ = 375 л. Таким образом, сменный душевой расход на промышленном предприятии определится по формуле

                   где   N_i – количество работающих в цехах с i–ой санитарной характеристикой технологического процесса;

                            n_i – расчетное количество человек на одну душевую сетку в цехах с i –ой санитарной характеристикой технологического процесса. 

         Определение сменных душевых расходов в зависимости от характеристики технологического процесса дается в таблице 3. 

          Таблица 3 – Количество сточных на промпредприятии,  м³/смен 

     Q_{душ.общ.}= Qдуш Ι + Qдуш ΙΙ + Qдуш ΙΙΙ = 36,86 м³/сут = 1,536 м³/ч. 

     Q_{пром.предпр.}=13,5 м³/ч + 20,8 м³/ч + 74,88 м³/ч= 109,18 м³/ч=30,3278 л/с. 

     Сосредоточенные расходы от общественных зданий: 

        Q_бани = 190*290*16/1000 = 881,6 м³/сут = 10,21 л/с,

        Q_{прачечной} = 75*180*16/1000 = 216 м³/сут = 2,5 л/с,

        Q_БПК = 12,71 л/с,

        Q_{дет.сад} = 105*600/1000 = 63 м³/сут = 0,729 л/с,

        Q_{школа инт.} = 10,5*1500/1000 = 15,75 м³/сут = 0,182 л/с.

   Общий сосредоточенный расход, м³/сут, от общественных зданий определяется по формуле: 

   где q¹_соср, q²_соср, q³_соср, q⁴_соср – норма расхода, л, соответственно на одного посетителя банно-прачечного комбината, столовой и общежития;

        N_б1, N_б2, N_б3, N_б4 – соответственно среднесуточное количество посетителей банно-прачечного комбината, столовой и общежития.   

   Остаточная  норма водоотведения:

   где q_ж– норма водоотведения;

        N – количество жителей. 

   Удельный  расход сточных вод:

   2.3    Гидравлический расчет сети и ее конструирование 

        Высотное проектирование канализационных сетей состоит из расчетов, необходимых при построении профиля сети, а также определения величины минимального заложения уличной сети.

        В слабых грунтах  с высоким уровнем состояния  грунтовых вод заглубление бытовой сети при открытом способе производства работ допускают до 5,5…6 м, в суглинках и глинах при отсутствии грунтовых вод – 7,5…8 м.

        Минимальная глубина  заложения сети назначается с  учетом глубины промерзания грунта, механической прочности труб, необходимости  подключения выпусков из здания. Примем минимальную глубину заложения лотка трубопровода равной 1,4 м.

        Гидравлический расчет городской сети производится с помощью  ПК на программе “KASKAD”. Проектируем варианта бытовой сети, по полученным результатам выбираем наиболее рационально спроектированную сеть. 

              4     Дождевая  сеть 

    4.1   Выбор трассировки  сети 

             В зависимости от рельефа местности территория населенного пункта разбивается на бассейны канализования. Целесообразно разбивка территории на возможно большее количество бассейнов стока (если позволяет количество мест выпусков – водоемы, овраги), так как при этом сокращается протяженность сети, уменьшается глубина её заложения.

    Трассировка сети каждого отдельного стока начинается с выбора направления главного коллектора, затем боковых и второстепенных коллекторов.

    Наиболее  распространенная схема дождевой сети – перпендикулярная.

              Скорости течения принимаются  в зависимости от уклона местности,  но не менее минимальных (см. приложение 11 СНиП 2.04.03-85). Наибольшая  скорость 10 и 7 м/с – для металлических и неметаллических труб соответственно. Наименьший диаметр дождевой уличной сети – 250 мм, внутриквартальной – 200 мм.

                 Открытая дождевая сеть обычно  состоит из лотков и каналов,  по которым дождевые воды удаляются за пределы населенных пунктов и промышленных предприятий. Открытые водостоки устраиваются при малой плотности застройки, небольшом количестве атмосферных осадков, малом количестве населения.

    В современных благоустроенных городах  устраивают дождевую канализацию закрытого типа. В этом случае дождевые воды, стекающие в лотки уличных проездов, поступают в дождеприемники.

    В целях сокращения капитальных вложений на строительство закрытой дождевой сети устраивают смешанную сеть, состоящую  из труб, прокладываемых под землей, и уличных лотков. 
 
 

    4.2 Определение расчетных  параметров дождевой сети 

    По  СНиП 2.04.03-85 в зависимости от географического  положения объекта канализования применяются основные расчетные параметры. Все площади микрорайонов в избранном бассейне стока разбиваются на площади, тяготеющие к отдельным участкам коллектора.

    Расчет  дождевой сети производится с помощью  ПК в программе “KASCAD”. Для описания колодца требуется только проектная отметка земли.

      Параметр А определяется по  формуле: 

      А = q₂₀ ×  20 ⁿ × (1 + lg P /lg m_r  ) ^g , 
 
 
 
 

    где q₂₀ – интенсивность дождя, л/с на 1 га, для данной местности

         продолжительностью 20 мин при Р = 1 год;

         n – показатель степени;

                      P – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, год;

          g – показатель степени, зависящий от географического положения данного района проектирования;

          m_r  – среднее количество дождей за год. 
 
 
 
 
 

    По  рисунку 1 СНиП 2.04.03-85 определяем параметр q₂₀ =50 л/с на 1 га.

    По  таблице 4 СНиП 2.04.03-85 определяем параметры  дождевой сети (для равнинных областей запада и центра европейской части СССР):

              n=0,66; mr=50; γ=2.

    По  пункту 2.13 СНиП 2.04.03-85 определяем параметр Р=`1 год. 

    А =50 · 20^0,66 × (1 + lg 0,5/lg 50)² = 297,1 л/с 
 
 
 

    При выпадении дождя часть дождевого  стока испаряется, часть просачивается в грунт или поглощается растениями. Это учитывается коэффициентом стока. Его значение зависит от многих факторов, в том числе от вида поверхностного покрова (водопроницаемость покрытия), интенсивности и продолжительности выпадения осадков.

      Среднее значение коэффициента стока Zmid  определяют как средневзвешенную величину зависимости от коэффициентов Z, характеризующих поверхность бассейна стока:

    где Z_1...n – коэффициенты характеризующие поверхность канализуемых      районов;

          F – площадь стоков по данным курсового проекта, га. 

    Z1=0,30 (кровля и асфальто-бетонные покрытия 55%);   F1=25,866 га

    Z2=0,145 (булыжные мостовые 10%);  F2=4,703 га

    Z3=0,064 (грунтовые поверхности 20%);  F3=9,406  га

    Z4=0,038 (газоны 15%);  F4=7,055  га

   4.  Расчет общесплавного коллектора

    Расход  сточной жидкости в главном коллекторе полураздельной системы принимают  равным сумме расхода производственно-бытовых  стоков и расхода дождевой воды от так называемого «предельного» дождя. Под «предельным» дождем понимают дождь некоторой наибольшей (предельной) интенсивности, при которой еще не происходит сброс дождевых вод в водоем.

    Расход  смеси производственно-бытовой и  ливневой сточной жидкости в главном коллекторе, л/с:

    q_mix = q_cit + Sq_lim, 

    где  q_cit – максимальный расчетный расход производственных и бытовых сточных вод с учетом коэффициента неравномерности, л/с;

                Sq_lim – максимальный подлежащий очистке расход дождевого стока, равный сумме предельных расходов дождевых вод q_lim, подаваемых в общесплавной коллектор от каждой разделительной камеры, расположенной до рассчитываемого участка, л/с.

    Расход  стока от предельного дождя q_lim  определяют при периоде однократного превышения интенсивности дождя  P_lim =0,05…0,1 года.

    Предельный  расход дождевых стоков, сбрасываемых в главный коллектор от разделительной камеры:                  

    q_lim = K_div∙q_r ,

    где   K_div – коэффициент разделения, показывающий долю расхода дождевой воды, направляемой на очистную станцию;