Водозаборные сооружения

                       Определение расчетных расходов

 

1. Определение расчетных расходов воды от жилых кварталов

 

Расчетные расходы воды в населенном пункте определяют для следующих нужд:

• хозяйственно-питьевых (по районам);
• полива улиц, площадей, парков (по районам);
• для водоснабжения промышленных предприятий (хозяйственно-питьевого, на прием душа, на технологические нужды);
• тушения пожаров.

Расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды населения. Для определения расчетных расходов заданы: удельное водопотребление на     1 жителя q_ж, л/(сут чел), плотность населения Р, чел/га, для каждого района.

Подсчитав площадь территории F, га, снабжаемой водой, и коэффициенты неравномерности водопотребления, находят расчетные расходы и режим водопотребления.

Число жителей в каждом районе

N_ж = P · F,

где F – площадь, определяемая по генплану города путем суммирования площадей всех кварталов района, га.

Средний суточный расход Q_cут.ср, м³/сут:

Q_cут.ср = q_ж·  N_ж / 1000.

Расчетные расходы в  сутки наибольшего и наименьшего  водопотребления (м³/сут) определяют по формулам:

Q_{cут.макс} = К_{сут.макс}·  Q_cут.ср ;

Q_cут.мин = К_{сут.мин}·  Q_cут.ср.

Коэффициенты суточной неравномерности К_сут принимают равными:

К_{сут.макс} = 1,1 ÷ 1,3; К_{сут.мин} = 0,7 ÷ 0,9.

Чем крупнее город, тем  ближе эти коэффициенты к единице.

Расчетные расходы воды (м³/час) минимальные и максимальные определяют по формулам:

Q_ч..макс = К_ч.макс·  Q_{cут.макс}/24;

Q_ч.мин = К_ч.мин·  Q_cут.мин /24.

Коэффициенты часовой  неравномерности водопотребления  можно найти из выражения:

К_ч.макс = α_макс· β_макс;

К_ч.мин = α_мин· β_мин;

где α – коэффициент, учитывающий степень благоустройства  зданий,

  принимают α_макс = 1,2 ÷ 1,4; α_мин = 0,4 ÷ 0,6;

    _.· β – коэффициент, учитывающий число жителей в районе (табл. 1).

Таблица 1

Значения коэффициентов β

 

Коэффициенты	Количество жителей, тыс. чел
	1	1,5	2,5	4	6	10	20	50	100	300	1000 и более
βмакс;	2	1,8	1,6	1,5	1,4	1,3	1,2	1,15	1,1	1,05	1
βмин	0,1	0,1	0,1	0,2	0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,85	1

По величине К_ч.макс = α_макс · β_макс с помощью табл. 2 определяют для каждого района распределение потребления воды по часам суток в процентах от суточного расхода района. Сумма процентов должна составлять 100 %. В часы максимального и минимального водопотребления проценты рассчитываются по формулам:

П_макс. = (Q_ч.макс / Q_{сут.макс}) · 100 %; П_мин = (Q_ч.мин / Q_{сут.макс}) · 100 %.

Расчетный коэффициент  неравномерности К_ч = α · β. В часы 2-3, 3-4 подставляют рассчитанный минимальный процент; в часы 17-18, 18-19 – рассчитанный максимальный процент; сумма процентов должна быть 100%. Расходы воды на нужды местной промышленности учтены в нормах удельного водопотребления на одного жителя.

Расход воды на полив  в населенных пунктах. Норма расхода воды зависит от покрытия территории, способа ее поливки, вида насаждения, климатических и других условий; ее принимают в соответствии с нормами    [1, табл. 3]. При отсутствии этих данных удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление воды на полив в расчете на 1 жителя следует принимать q_п = 50…90 л/сут. Среднесуточный расход воды на полив для каждого района определяют по формуле

.

Полив автомашинами производится в течение 12-16 часов, и при этом расходуется 70-80 % суточного расхода, вручную поливают 6-8 часов (по 3-4 часа утром и вечером).

 

 

 

 

 

 

 

Распределение расходов по часам суток

 

Часы	Часовой расход воды в % от суточного при коэффициенте часовой неравномерности
	1,15	1,2	1,25	1,3	1,35	1,4	1,45	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0
0-1	3,7	3,5	3,4	3,3	3,1	2,4	2,0	1,7	1,4	1,6	0,9	0,85	0,75
1-2	3,7	3,4	3,2	3,2	2,9	2,3	2,0	1,5	1,3	1,2	0,9	0,85	0,75
2-3	3,7	3,4	3,2	2,9	2,4	2,1	1,8	1,5	1,2	1,0	0,9	0,85	1,0
3-4	3,7	3,4	3,2	2,9	2,5	2,2	2,2	1,5	1,2	1,0	1,0	1,0	1,0
4-5	3,7	3,5	3,3	3,3	3,4	2,9	3,0	2,5	1,3	1,4	1,0	1,0	1,0
5-6	3,7	3,6	3,5	3,8	4,0	3,8	3,9	3,5	3,2	2,4	2,35	2,7	3,0
6-7	4,1	4,0	3,9	4,2	4,4	4,4	4,6	4,5	4,5	4,5	5,0	5,5	6,0
7-8	4,3	4,4	4,4	4,5	4,7	5,1	4,9	5,5	5,8	6,5	6,2	5,85	6,0
8-9	4,5	4,6	4,8	4,6	5,1	5,2	5,1	5,5	6,5	6,5	5,5	5,5	5,5
9-10	4,7	4,6	4,8	4,7	5,3	5,4	5,5	5,4	6,4	4,5	5,0	6,0	3,5
10-11	4,5	4,6	4,7	4,4	5,2	5,3	5,4	5,2	6,3	5,0	4,5	4,5	3,5
11-12	4,6	4,3	4,5	4,3	4,8	5,3	5,4	5,0	6,0	4,5	4,65	4,3	4,0
12-13	4,4	4,4	4,3	4,3	4,6	5,1	5,3	4,6	5,0	4,9	5,5	4,5	5,5
13-14	4,4	4,5	4,6	4,4	4,6	5,25	5,2	5,2	4,7	5,0	5,35	5,0	5,0
14-15	4,4	4,6	4,6	4,5	4,7	5,4	5,4	5,3	4,6	5,5	5,9	5,3	5,0
15-16	4,5	4,7	4,8	4,7	4,8	5,5	5,5	5,4	4,6	6,0	6,0	6,1	6,5
16-17	4,5	4,8	5,0	5,0	5,6	5,0	5,7	5,8	5,0	6,6	6,2	7,5	8,5
17-18	4,2	5,0	5,2	5,4	5,7	5,85	6,0	6,2	6,7	7,1	7,5	7,9	8,5
18-19	4,3	4,4	4,4	4,6	4,6	4,4	6,1	6,3	6,6	5,5	4,85	5,2	6,0
19-20	4,2	4,3	4,3	4,4	4,2	4,3	4,1	6,0	5,5	6,0	4,7	4,7	6,0
20-21	4,2	4,2	4,3	4,4	4,0	4,1	3,5	4,5	4,6	4,7	4,5	4,5	5,0
21-22	4,1	4,1	4,2	4,5	3,9	3,6	2,8	3,3	3,3	3,6	4,1	4,2	3,5
22-23	4,0	3,9	3,8	4,2	3,1	2,7	2,4	2,6	2,8	3,0	3,7	4,0	2,5
23-24	3,9	3,8	3,6	3,5	2,4	2,4	2,2	1,8	1,5	2,0	2,5	2,2	2,0

 

Таблица 2

 

2. Расход воды на промышленных предприятиях

 

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих промпредприятий  определяют для каждой смены в  зависимости от числа работающих N и нормы водопотребления q_о по формуле

.

Для определения расхода необходимо отдельно учитывать количество рабочих в холодных и горячих цехах.

В так называемых «горячих»  цехах, с тепловыделением более 23 Вт на 1 м³ объема цеха, на 1-го работающего принимают норму q_о = 45 л в смену; в остальных «холодных» цехах – q_о = 25 л в смену.

Чтобы распределять по часам смены при отсутствии более конкретных данных, можно пользоваться табл. 3.

Таблица 3

Распределение расходов воды по часам смены

 

Часы смены	Количество воды, расходуемое за каждый час смены в % от полного расхода в смену
	в горячих цехах	в холодных цехах
Первый	12,5	12,5
Второй	8,12	6,25
Третий	8,12	6,25
Четвертый	8,12	6,25
Пятый	15,65	18,75
Шестой	31,25	37,50
Седьмой	8,12	6,25
Восьмой	8,12	6,25

Расход воды для душей

где N – число рабочих в смену;

       q_душ – расход воды на 1 душевую сетку, принимают 500 л/час;

       n – количество рабочих на 1 душевую сетку, принимают по табл. 4;

      45 –  расчетное время пользования  душем, мин.

Таблица 4

Количество  человек, обслуживаемых 1 душевой сеткой

 

Группы производственных процессов	Санитарные характеристики производственных процессов	Расчетное количество человек  на одну душевую сетку
		Мужчин	Женщин
IIб,IIг,IIIа,IIIв,Шг	Не вызывающие загрязнения одежды и рук	15	12
IIIб, IIв,Пд, IУб	Вызывающие загрязнение  одежды и рук	7	6
Iв, IIа, IУа	С применением воды	5	4
Iб	С выделением больших  количеств пыли, либо особо загрязненных веществ	3	3

 

Расход воды на прием душа относят  на первый час следующей смены (табл. 5).

 

3. Расход воды на тушение пожаров

 

Для расчета наружной водопроводной сети в случае максимального  хозяйственно-питьевого часового расхода  в населенном пункте при одновременном расходе воды на пожаротушение необходимо определить количество одновременных пожаров и расход на один пожар [1 табл. 5].

В курсовом проекте принимают  объединенный хозяйственно-питьевой и  противопожарный водопровод населенного  пункта и промпредприятия. В этом случае руководствуются рекомендациями, приведенными в нормативных документах [1, п.2.11-2.25].

Кроме расчетных расходов на пожаротушение  в населенном пункте учитывают одновременное  тушение на промпредприятиях – один пожар при площади предприятия  до 150 га, два пожара – при большей площади. Расход воды на один пожар на предприятиях принимают в зависимости от пожарной опасности производства, объема промышленных зданий, степени их огнестойкости [1, табл. 7,8].

 

3.4. Суммарные расходы воды

 

Определив расходы воды на все нужды города и назначив режим водопотребления, составляют таблицу суточного водопотребления, вычисляют суммарный расход воды на каждый час суток, находят час наибольшего водопотребления. По расходу на этот час производят расчет сети города (случай максимального хозяйственно-питьевого водопотребления). Цифровой пример приведен в табл. 5, час максимального водопотребления - с 17 до 18.

 

4. Определение емкостей  регулирующих резервуаров

В случае проектирования системы водоснабжения  с башней или с контррезервуаром рассчитывают два регулирующих сооружения: резервуар чистой воды (РЧВ), на который равномерно в течение суток подается вода от очистных сооружений и напорно-регулирующее сооружение (башню). При безбашенной системе определяют регулирующий объем РЧВ – в этом случае подача насосной станции совпадает с водопотреблением города.

Емкость РЧВ складывается из регулирующей W_рег, пожарной W_пож и объема, необходимого для нужд водопроводной очистной станции W_ф:

W_рчв = W_рег + W_ф + W_пож ,  где

W_ф =(0,03…0,05)Q_{сут.макс};

 

 

Таблица 5

Распределение расходов воды по часам суток

 

Часы	Район				Промпредприятие							Общий расход	%
	От кварталов		Полив		Холодные цехи		Горячие цехи		Души	Произ-водство	Итого
	%	м3	ручн.	маш.	%	м3	%	м3
1	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
0-1	1,4	134,4			12,5	1,00	12,5	0,45	22,5	37,5	61,45	316,85	1,46
1-2	1,3	124,8			6,25	0,50	8,12	0,29		37,5	38,29	253,79	1,17
2-3	1,2	115,2			6,25	0,50	8,12	0,29		37,5	38,29	229,09	1,05
3-4	1,2	115,2			6,25	0,50	8,12	0,29		37,5	38,29	229,09	1,05
4-5	1,3	124,8			18,7	1,50	15,7	0,57		37,5	39,57	269,27	1,24
5-6	3,2	307,2	77		37,5	3,00	31,2	1,13		37,5	41,63	670,23	3,08
6-7	4,5	432,0	77	104	6,20	0,50	8,12	0,29		37,5	38,29	1140,49	5,24
7-8	5,8	556,8	77	104	6,25	0,50	8,12	0,29		37,5	38,29	1416,49	6,51
8-9	6,5	624,0	77	104	12,5	2,50	12,5	1,13	15,0	67,5	86,13	1531,53	7,04
9-10	6,4	614,4		104	6,25	1,25	8,12	0,73		67,5	69,48	1214,08	5,58
10-11	6,3	604,8		104	6,25	1,25	8,12	0,73		67,5	69,48	1242,28	5,71
11-12	6,0	576,0		104	6,25	1,25	8,12	0,73		67,5	69,48	1175,68	5,41
12-13	5,0	480,0		104	18,7	3,75	15,7	1,41		67,5	72,66	1113,06	5,12
13-14	4,7	451,2		104	37,5	7,50	31,2	2,81		67,5	77,81	1097,01	5,04
14-15	4,6	441,6		104	6,20	1,25	8,12	0,73		67,5	69,48	1116,88	5,13
15-16	4,6	441,6	77	104	6,25	1,25	8,12	0,73		67,5	69,48	1294,68	5,95
16-17	5,0	480,0	77	104	12,5	1,50	12,5	0,68		45,0	84,68	1393,68	6,41
17-18	6,7	643,2	77	104	6,25	0,75	8,12	0,44		45,0	46,19	1556,19	7,15
18-19	6,6	633,6			6,25	0,75	8,12	0,44		45,0	46,19	1095,59	5,04
19-20	5,5	528,0			6,25	0,75	8,12	0,44		45,0	46,19	1027,79	4,72
20-21	4,6	441,6			18,7	2,25	15,7	0,85		45,0	48,10	845,00	3,89
21-22	3,3	316,8			37,5	4,50	31,2	1,67		45,0	51,17	640,17	2,94
22-23	2,8	268,8			6,20	0,75	8,12	0,44		45,0	46,19	541,79	2,49
23-24	1,5	144,0			6,25	0,75	8,12	0,44		45,0	46,19	341,39	1,57
	100	9600	539	1248		40		18	75	1200	1333	21753	100

 

трехчасовой объем воды для тушения пожара W_пож , м³:

,

здесь q_пож – расход воды на тушение одного пожара, л/с;

       n – количество расчетных пожаров.

Таблица 6

Подача  насосов в процентах от Q_{час.макс} в системе

с водонапорной башней

 

Количество рабочих  насосов на насосной станции	Подача насосов
	1-го	2-х	3-х	4-х
3	50-60	75-85	90-110
4	40-55	60-75	80-85	90-110

Таблица 7

Расчет  регулирующей емкости резервуара чистой воды

(в  % от Q_{сут.макс})

 

Часы суток	Подача воды в РЧВ	Расход воды городом	Раз-ность	Нако-пление в РЧВ	Объем РЧВ (+5.74)
0-1	4,17	1.46	2,71	2,71	8,45
1-2	4,17	1.17	3,00	5,71	11,45
2-3	4,17	1.05	3,12	8,83	14,57
3-4	4,17	1.05	3,12	11,95	17,69
4-5	4,17	1.24	2,93	14,88	20,62
5-6	4,17	3.08	1,09	15,97	21,71
6-7	4,17	5.24	-1,07	14,90	20,64
7-8	4,17	6.51	-2,34	12,56	18,30
8-9	4,17	7.04	-2,87	9,69	15,43
9-10	4,17	5.58	-1,41	8,28	14,02
10-11	4,17	5.71	-1,54	6,74	12,48
11-12	4,17	5.41	-1,24	5,50	11,24
12-13	4,17	5.12	-0,95	4,55	10,29
13-14	4,17	5.04	-0,87	3,68	9,42
14-15	4,17	5.13	-0,96	2,72	8,46
15-16	4,17	5.95	-1,78	0,94	6,68
16-17	4,16	6.41	-2,25	-1,31	4,43
17-18	4,16	7.15	-2,99	-4,30	1,44
18-19	4,16	5.04	-0,88	-5,18	0,56
19-20	4,16	4.72	-0,56	-5,74	0
20-21	4,16	3.89	0,27	-5,47	0,27
21-22	4,16	2.94	1,22	-4,25	1,49
22-23	4,16	2.49	1,67	-2,58	3,16
23-24	4,16	1.57	2,58	0	5,74
S	100	100	0