Инженерное обустройство

Введение

Водоснабжение - это комплекс инженерных сооружений и установок, необходимых по техническим условиям, взаимосвязанных и предназначенных  для забора воды, подъема и создания требуемого напора, хранения и транспортировки  к месту потребления. Водоснабжение  бывает централизованное и децентрализованное. Для целей водоснабжения используются природные источники воды: поверхностные-открытые водоемы и подземные. Для нужд населения наиболее пригодны подземные воды.  Для водоснабжения крупных городов и промышленных объектов используют преимущественно поверхностные источники пресной воды.  Водоснабжение одна из важнейших отраслей техники, направленная на повышение уровня жизни людей. Благоустройство населенных пунктов, развитие промышленности и сельского хозяйства. Водоснабжение базируется на использовании природного сырья-воды, запасы которой, как и других природных ресурсов ограниченны. Это предопределяет необходимость разумного и бережного отношения к воде.

 

    1. Системы и схемы водоснабжения.

Система водоснабжения состоит  из основных элементов: водозаборных сооружений, насосных станций первого, второго, третьего подъема, станций подкачки, водонапорных башен, резервуаров чистой воды, водоводов, магистральных и  разводящих сетей, охлаждающих устройств, трубопроводов с арматурой.

Выбор схемы и системы  водоснабжения производят после сопоставления всех возможных вариантов, учитывающих особенности объекта или группы объектов, необходимых расходов воды на различные нужды, источников водоснабжения, качеству воды.

Для различных вариантов  должны быть обоснованны:

- источники водоснабжения  и их использование для тех  или иных потребителей;

- объединение или разделение  сооружений водоводов и сетей  различного назначения;

-зонирование системы  водоснабжения, использование регулирующих емкостей, применение станций регулирования и насосных станций подкачки;

-использование обработанных  вод одним из предприятий для  производственных нужд других  предприятий , а также для полива территории и зеленых насаждений;

-целесообразность организации  замкнутых циклов или создания  замкнутых систем водопользования.

Система водоснабжения населенных пунктов в зависимости от местных  условий и принятой схемы водоснабжения  должна обеспечивать:

-хозяйственно-питьевое водопотребление  в жилых и общественных зданиях,  нужды коммунально-бытовых предприятий;

-тушение пожаров;

-собственные нужды станций  водоподготовки, промывку водопроводных  и канализационных сетей.

При техническом обосновании  допускается устройство самостоятельного водопровода для:

-поливки и мойки территорий, работы фонтанов.

-поливки посадок в  теплицах, парниках и на открытых  участках, а также приусадебных  участков.

Конкретные решения расположения всех сооружений и устройств системы  водоснабжения, согласованны с планом населенного пункта и промышленного  объекта и месторасположением основных сооружений на рельефе местности, называется схемой системы водоснабжения или  схемой водоснабжения. Схемы водоснабжения выбирают, исходя из типа наружного водопровода, назначения зданий и ряда других требований, а также технико-экономических расчетов. В процессе разработки проекта системы водоснабжения рассматриваются варианты различных решений и сравниваются строительные стоимости и эксплуатационные  затраты.

 

    1. Нормы и режимы водопотребления.

Вначале проектирования водопровода  определяют расход воды ( секундный, часовой, суточный, годовой) и устанавливают режимы водопотребления. Эти нормы дают расход воды в литрах на одного человека в сутки. При наличии большого и устойчивого запаса воды в имеющихся  водоисточниках. Величина расходы воды в населенных пунктах зависит от следующих обстоятельств:

- климатических условий  и сезона года.

-степени благоустройства  населенного пункта или промышленного  предприятия;

-степени санитарно-технического  благоустройства отдельных зданий  и сооружений.

Наличие в городах торговых центров, бассейнов, бань, прачечных, катков и других коммунальных и спортивных сооружений, увеличивает удельные нормы  водопотребления. 

Расчетный (средний за год) суточный расход Qсут.т воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте определяется по формуле:

                       Qcут.т=qжNж/1000

Где qж удельное водопотребление

Nж- расчетное число жителей в районе жилой застройки, с различной степенью благоустройства.

 Кроме среднего суточного  расхода определению подлежат  суточные расходы воды наибольшего  и наименьшего водопотребления.

Расходы воды на поливку  в населенных пунктах и на территориях  промышленного предприятия должны приниматься в зависимости от дорожных покрытий территорий, способа  их поливки, вида зеленых насаждений  и других условий.

Принцип нормирования расхода  воды, предназначенной для пожаротушения , существенно отличается от принципа нормирования расходов воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Отличие заключается в том, что этот расход не постоянен и за короткие промежутки времени должно быть подано большое количество воды. Соответствующие устройства для забора воды и подачи ее на место возникновения пожаров предусматриваются на наружных водопроводных и внутренних сетях.

Расчетные расходы воды на наружное пожаротушение и расчетное  количество одновременных пожаров  в населенных местах зависят от количества населения в городах и поселках и этажности городской застройки.

Расчетные расходы воды на пожаротушение промышленных предприятий  находятся в зависимости, от степени  огнестойки зданий, категории производств  по пожарной опасности и объема зданий.

Расходы воды на пожаротушение  для жилых, общественных зданий и  для производственных предприятий  приводятся в строительных нормах проектирования.

 

1.3. Свободные напоры  в сетях водопровода.

Водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды ко всем точкам ее потребления с небольшим свободным  напором, измеряемым высотой столба над поверхностью земли.

Для отдельных высотных зданий или групп зданий, для которых  напор 60 м.вод.ст. недостаточен, применяют местные установки, повышающие напор. Свободный напор у водозаборных колонок должен составлять не менее 10м.вод.ст.

Максимальный свободный  напор в сети объединенного водопровода, у водопотребителя не должен превышать 90м.вод.ст. В случае превышения этого давления для отдельных зданий, сооружений или зон устанавливаются регуляторы давления или применяется зонирование систем водопровода.

Для систем пожаротушения  низкого давления, которые рекомендуются  для населенных мест, минимальный  свободный напор у пожарных гидрантов, устанавливаемых на сети, должен быть не менее 60 м. вод.ст. В случаях проектирования противопожарного водопровода высокого давления свободный напор должен  обеспечивать высоту компактной струи высотой не менее 10м на уровне наивысшей точки самого здания при подаче воды по непрорезиненному рукаву длиной 120м, диаметром 66 мм, со спрыском диаметром 19 мм и расчетным расходом воды 5л/с.

 

1.4. Классификация,  назначение и роль  водопроводных  линий

Водопроводная сеть представляет собой совокупность трубопроводов,  по которым вода транспортируется потребителям. Она состоит из водопроводов, магистральной  сети и распределительных трубопроводов.

При проектирование учитываются технологические и экономические требования. Технологические требования определяются функциональным назначением водоводов и сетей в системе водоснабжения. К таким функциям относятся:

-транспортирование воды  потребителям;

-обеспечение надежности  работы системы водоснабжения;

- связывание всех сооружений  в единую систему водоснабжения.

 От правильного размещения  водоводов и сетей, выбора диаметра  трубопроводов и места установки  различного вида арматуры зависят  капитальные и эксплуатационные  затраты , т.е. экономические показатели. Водоводы строят непосредственно из водоводов и перемычек. Сети по начертанию подразделяют на кольцевые и тупиковые.

 В системах водоснабжения,  как правило, используются кольцевые  сети, обеспечивающие высокую надежность работы системы.

Количество водоводов  выбирается с учетом технико-экономических  расчетов, учитывающих стоимость  и целесообразность мероприятий, необходимых  для обеспечения бесперебойности  работы системы водоснабжения.  При проектирование одного водовода для обеспечения работы системы предусматриваются аварийные запасные емкости. Аварийный объем воды в них должен обеспечивать подачу воды на хозяйственно-бытовые нужды в размере 70% от расчетного среднечасового водопотребления, на производственные нужды по аварийному графику и расчетный объем воды на пожаротушение.

 

1.5 Трассировка  водопроводных линий.

При трассировке решается задача увязки направления прокладки  водоводов и сетей с рельефом и планировкой территории. Выбор трассы  производится с учетом гидрологических, топографических, экономических, и других требований. Основными требованиями диктующими выбор трассы водопроводных линий, являются:

-бесперебойная подача  воды потребителям

-охват всех водопотребителей водопроводными линиями;

При проектирование водопроводных линий должна быть предусмотрена возможность перспективного развития. Очертания в плане любой сети зависит от следующих факторов:

- планировки объекта;

-рельефа местности;

-наличия и расположения  естественных и искусственных  препятствий;

-конфигурации снабжаемой  водой территории;

Особенностью проектирования городской водопроводной сети является выделение из массы водопроводных  линий системы магистральных  линий, на которую возлагается работа по транспортировке воды по территории города и микрорайона. По главному направлению  следует прокладывать несколько  магистральных линий, включенных параллельно, что необходимо для обеспечения требуемой надежности системы водоснабжения,

Трассировка водопроводной  сети микрорайона определяется в  зависимости от характера объектов, планировки микрорайона, размещение зеленых  насаждений и диаметра магистральных  линий сети городского водопровода.

При устройстве оборотных  систем водоснабжения в систему  производственного водопровода  включаются линии, отводящие отработанную нагретую воду к насосным станциям или охлаждающих устройствам. Благодаря  устройству оборотных систем водоснабжения  можно значительно уменьшить  спуск в водоем загрязненных промышленных сточных вод и тем самым  уменьшить загрязнение водоемов.

 

1.6. Этапы проектирования  водопроводных линий.

Расчет водоводов и  водопроводных сетей производится в целях определения экономичных  диаметров труб и потерь напора в  трубопроводах при движении в  них расчетного количества воды. Непосредственно  проектированию водоводов и сетей  предшествует изучение всех изыскательных  материалов, определение расходов воды, выбор и расположение на местности  элементов системы водоснабжения  согласно СниП 2.04.02-84. Полученные результаты на этом подготовительном этапе служат исходными данными для решения задач, связанных с проектированием водоводов и водопроводных сетей. Такими данными являются:

-расположение потребителей  воды на плане объекта;

-расчетные расходы воды;

-режим водопотребления;

-глубина заложения трубопроводов.

 При наличии указанных  данных начинается процесс проектирования  водопроводных линий. Процесс  разделен на 3 этапа:

  1. Подготовка сети к гидравлическому расчету.
  2. Гидравлический расчет водопроводной сети
  3. Конструирование и деталировка водоводов и сети

 

1.7. Водоснабжение  населенного пункта.

Объектом водоснабжения  в данном примере является город, состоящий из двух районов, расположенный  в южной части страны. При проектирование системы водоснабжения необходимо учитывать особые климатические условия, малое количество осадков.

 

1.8. Обоснование  принятой схемы системы водоснабжения.

Систему водоснабжения городов  выбирают на основании данных о водопо-требителях, водопотреблении и сведениях  об имеющихся источниках водоснабжения. Система водоснабжения населенного  места должна обеспечивать получение  воды из природных источников, ее очистку, если это необходимо, и передачу к месту потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы: а) водозаборные сооружения, с помощью  которых осуществляют захват воды из природных источников; б) водоподъемные  сооружения, т.е. насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения и потребления; в) сооружения для  транспортирования воды к местам потребления и распределения ; д) башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей.

Выбор схемы системы водоснабжения  населенного пункта прежде всего зависит от вида источника воды. В данном случае этим источником является река, протекающая вне территории города. Следовательно, наиболее оптимальным является использование системы водоснабжения с забором воды из реки (поверхностного источника). Эта система является групповой, так как предназначена для обслуживания нескольких рядом расположенных объектов (город и два предприятия).

 

 

 

 

1.9.Выбор  режимов потребления и подачи  воды

              Определение расчетных расходов воды

Размеры отдельных сооружений, число и мощность насосов, объем  напорно-регулирующих емкостей, диаметр  труб в системе водоснабжения  определяют исходя из заданных нагрузок для этих элементов.

Нагрузки представляют собой  расчетные количества воды, которые  эти элементы должны подавать или  транспортировать в единицу времени, аккумулировать или хранить.

Нагрузку того или иного  элемента рассчитывают исходя из общего количества воды, подаваемой системой водоснабжения и режима работы этого  элемента.

Общий расход воды, подаваемой системой водоснабжения, находится  в результате учета всех видов  водопотребителей. К этим потребителям относятся:

- население, потребляющее  воду для удовлетворения хозяйственно-питьевых  нужд;

-промышленные предприятия,  использующие воду в технологических  процессах, для санитарно-гигиенических,  питьевых и хозяйственных нужд;

-жилищно-коммунальные предприятия,  потребляющие воду на мойку  улиц и площадей, также на поливку  зеленых насаждений;

-предприятия местной  промышленности;

-служба пожаротушения.

Расчетный (средний за год) суточный расход Qсут.т воды (м3/сут) на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте определяется по формуле:

,                                             (1.12)

Где – удельное водопотребление (норма), л/(сут.чел);

 – расчетное  число жителей с различной  степенью благоустройства, чел.

начение величины (чел) определяется по выражению:

                                                          (1.13)

  –плотность населения в отдельных районах населенного пункта, чел./га;

F – площадь территории отдельных районов населенного пункта, га.

 

 

F1= 105 га;  F2= 142 га.

Плотность населения известна по заданию:

rж1=320 чел/га; rж2= 270 чел/га;

Число жителей каждого  района вычисляются по формуле (1.13).

 

 

Удельное водопотребление (норма), л/сут.чел. принимается по СНиП 2.04.02 – 84.

 

 

Расчетный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды  определяется по (1.12):

 

 

 

Для проектирования системы  водоснабжения сведений о среднесуточном водопотреблении мало. Система должна обеспечивать потребности населения  в любой момент времени, в том  числе и в сутки максимального  водопотребления.

Расчетные расходы воды в  сутки наибольшего и наименьшего  водопотребления следует определять по формулам:

                                        (1.14)

                                          (1.15)

Где – коэффициент суточной неравномерности водопотребления, определяется по СНиП 2.04.02 – 84.

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчетов заносим  в табл.1

Таблица 1

Районы города

Площадь района, F,га

Плотность населения, rж , чел/га

Расчетное число жителей, , чел.

Норма водопотребления qж , л/чел.сут.

Коэффициенты суточной неравномерности

Суточные расходы воды, м3/сут.

Ксут.max

Ксут.min

Qсут.ср.

Qсут.max

Qсут.min

1

105

320

33600

340

1,2

0,8

11424

13708,8

9139,2

2

142

270

38340

220

1,2

0,8

8434,8

10121,76

6747,84

Всего

247

  

71940

      

19858,8

23830,56

15887,04


Расчетные часовые расходы  воды необходимо определять по формулам:

                                       (1.16)

                                         (1.17)

Где Кч – коэффициент часовой неравномерности, определяется по выражениям:

 

 

Где    бmax= 1,2 – 1,4;   вmax= 1,15 – 1,16;

         бmin= 0,4 – 0,6;   вmax= 0,6 – 0,7.

Тогда

 

 

Находим часовые расходы  воды на хозяйственно-питьевые нужды  населения для каждого района:

 

 

 

 

 

 

Расход воды на поливку  улиц, проездов, площадей и зеленых  насаждений в населенных пунктах  и на территории промышленных предприятий  определяется с использованием норм, приведенных в СНиП 2.04.02 – 84.

                                                     (1.18)

Где –норма расхода воды на поливку, л/сут.м3;

      – поливаемая площадь, га.

 и  принимаются по заданию.

 

 

Тогда

 

 

 

Расход воды на нужды предприятий  местной промышленности принимаются  следующим образом:

                                                 (1.19)

Где – коэффициент, принимаем , тогда:

 

 

 

Расход воды на нужды промышленных предприятий определяется следующим  образом:

,                                         (1.20)

                                          (1.21)

;

;

 

Приняв режим водопотребления, осуществляется затем распределение  суточных расходов воды по часам суток. Результаты расчетов заносят в табл.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часы суток

Хозяйственно-питьевое водопотребление

Расход воды на полив qч.пол., м3/ч

Расход воды из нужд местной  промышленности, qч.м.п, м3/ч

Расход воды промышленными  предприятиями qч.п.п, м3/ч

Суммарные часовые расходы

в % Qсут.max/

Qч, м3/ч

№1

№2

QS ч, м3/ч

в % QSсут.max

0-1

2,5

595,76

23,156

99,29

11,42

50,61

779,93

2,76

1-2

2,65

631,51

23,156

99,29

11,42

50,61

816,66

2,89

2-3

2,2

524,27

23,156

99,29

11,42

50,61

709,28

2,51

3-4

2,25

536,19

23,156

99,29

11,42

50,61

720,58

2,55

4-5

3,2

762,58

23,156

99,29

11,42

50,61

946,65

3,35

5-6

3,9

929,39

23,156

99,29

11,42

50,61

1113,37

3,94

6-7

4,5

1072,38

23,156

99,29

11,42

50,61

1257,49

4,45

7-8

5,1

1215,36

23,156

99,29

11,42

50,61

1398,78

4,95

8-9

5,35

1274,94

23,156

99,29

11,42

50,61

1460,95

5,17

9-10

5,85

1394,09

23,156

99,29

11,42

50,61

1579,63

5,59

10-11

5,35

1274,94

23,156

99,29

11,42

50,61

1460,95

5,17

11-12

5,25

1251,10

23,156

99,29

11,42

50,61

1435,51

5,08

12-13

4,6

1096,21

23,156

99,29

11,42

50,61

1280,09

4,53

13-14

4,4

1048,54

23,156

99,29

11,42

50,61

1232,05

4,36

14-15

4,6

1096,21

23,156

99,29

11,42

50,61

1280,09

4,53

15-16

4,6

1096,21

23,156

99,29

11,42

50,61

1280,09

4,53

16-17

4,9

1167,70

23,156

99,29

11,42

50,61

1353,57

4,79

17-18

4,8

1143,87

23,156

99,29

11,42

50,61

1328,13

4,70

18-19

4,7

1120,04

23,156

99,29

11,42

50,61

1305,52

4,62

19-20

4,5

1072,38

23,156

99,29

11,42

50,61

1257,49

4,45

20-21

4,4

1048,54

23,156

99,29

11,42

50,61

1232,05

4,36

21-22

4,2

1000,88

23,156

99,29

11,42

50,61

1184,02

4,19

22-23

3,7

881,73

23,156

99,29

11,42

50,61

1065,33

3,77

23-24

2,5

595,76

23,156

99,29

11,42

50,61

779,93

2,76

Всего

100%

23830,56

555,75

2383,06

274,18

1214,61

28258,16

100%


Подбор водозаборных сооружений системы водоснабжения.

Водозаборные сооружения берегового типа используют обычно при  относительно крутых берегах и наличии  у берега достаточных глубин, обеспечивающих требуемые условия забора воды.

 

Рисунок 1 Водонапорная башня с железобетонным баком


Инженерное обустройство 📙 Реферат → 🆔 100305

Инженерное обустройство 📙 Реферат → 🆔 100305

Инженерное обустройство