Введение

В данном курсовом проекте рассчитана и запроектирована наружная водопроводная сеть населенного пункта и железнодорожной станции.

В основу проекта положены следующие исходные данные: план населенного пункта и железнодорожной станции в горизонталях, общие сведения о водопотребителях, расчетная плотность жителей в населенном пункте, характеристика санитарно-технического оборудования зданий, этажность застройки, потребители воды на железнодорожной станции и промышленных предприятиях, глубины промерзания грунта и залегания грунтовых вод.

Грунты на территории населенного пункта, железнодорожной станции и на трассе водоводов представлены суглинками. Грунтовые воды залегают на глубине 2,9 м. Глубина промерзания грунта 1,4 м.

Населенный пункт имеет пятиэтажную застройку. Все здания оборудованы водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением. В населенном пункте основными потребителями воды являются население (численность 29110 человек), баня, прачечная, промышленное предприятие, а также большой объем воды расходуется на поливку улиц, тротуаров, зеленых насаждений и проездов.

На железнодорожной станции основными потребителями воды являются локомотивное депо, компрессорная, котельная, дом локомотивных бригад, пассажирское здание (вокзал). Вода расходуется так же на заправку и обмывку вагонов (пассажирских и грузовых), а также на обмывку локомотивов.

Проектируемая система водоснабжения относится к первой категории надежности подачи воды, т.к. обеспечивает пожаротушение. В проекте принята объединенная система водоснабжения.

Водопроводная сеть населенного пункта и станции запроектирована по кольцевой схеме, устроена из пластмассовых труб в пределах населенного пункта, чугунных труб на железнодорожной станции, стальных труб при укладке под путями. Она состоит из магистральных и распределительных линий. В проекте рассчитана только магистральная сеть. В результате гидравлического расчета сети устанавливается действительное потокораспределение воды по всем ее участкам, и определяются потери напора на них при принятых диаметрах труб. Гидравлический расчет водопроводной сети на час максимального водопотребления, совпадающего с пожаром, произведен на ЭВМ. В результате этого расчета используются расчётные диаметры труб. Также, с помощью гидравлического расчета сети на ЭВМ, определяются пьезометрические отметки во всех узлах сети применительно к каждому расчетному случаю. По этим данным строится продольный профиль основной магистральной линии, проходящей через диктующую точку сети.

Минимальный диаметр труб в населённом пункте – 140 мм, а на ж.-д. станции – 150 мм.

Максимальный суточный расход в населенном пункте и на железнодорожной станции составляет 19519,02 м 3 . Расход воды на пожаротушение принят: 2 пожара в населённом пункте по 25 л/с и 15 л/с в депо. Дополнительно принят расход воды на внутреннее пожаротушение в депо в размере 5 л/с. Общий расход воды на пожаротушение равен 62,5 л/с. В проекте так же найден максимальный часовой расход 1206,51 м 3 , соответствующий времени с 8 до 9 часов.

Водопроводная сеть рассчитана на два случая работы:

1) работа водопроводной сети в час максимального водопотребления суток максимальных расходов воды.

2) работа водопроводной сети в час максимального водопотребления суток максимальных расходов воды с учетом противопожарного расхода.

Секундный расход воды в час максимального водопотребления равен 353,8 л/с, а подача противопожарного расхода в час максимального водопотребления равна 407,2 л/с.

По данным расчетов построен график водопотребления по часам суток (рис.1). На этот же график нанесен график подачи воды ВНС II и запроектирована ступенчатая работа насосной станции. Принято: К I =5,36 %Q сут, t 1 =9 ч в период с 6 до 13, с 15 до 17 ; К II =3,45 %Q сут, t 2 = 15 ч в период с 0 до 6, с 13 до 15, с 17 до 24. При этом регулирующий объем водонапорной башни составляет: W рег = 482 м 3 .

Водонапорная башня установлена в самой высокой точке населенного пункта. Высота водонапорной башни Н ВБ = 32,56 м. К установке принят типовой бак для водонапорной башни емкостью W ВБ = 500 м 3 . Диаметр бака: D б = 10 м. Высота бака: h б = 7 м.

В проекте выполнен гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети по методу В. Г. Лобачева – Х. Кросса на час максимального водопотребления и гидравлический расчет сети на час максимального водопотребления с учетом подачи противопожарного расхода с использованием программы WS2 (Водопроводная сеть, 2-я версия).

Определение расчетных суточных расходов воды

Водопроводную сеть рассчитываем на подачу требуемого количества воды в сутки наибольшего водопотребления. Для населенного пункта и железнодорожной станции этот расход включает суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды населения; наибольший расчетный расход воды на производственные нужды промышленных предприятий и железнодорожной станции; расход на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве; расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений.

Все вычисления по определению расчетного суточного расхода воды сведим в таблице 1.

Для заполнения таблицы 1 используем следующие расчетные формулы и нормативные данные , .

1) Средний суточный расход воды Q cy т ср на хозяйственно-питьевые нужды населения определен по формуле, м 3 /сут:

Q cy т ср = ,

где q ж – удельное водопотребление, принимаем по , q ж = 0,6*290 = 174 л/сут (застройка здания, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с централизованным горячим водоснабжением); q ж принимается по СНиП 2.04.02-84 (прил. 1 методич.ук.), в зависимости от степени благоустроенности населенного пункта, климатических условий и санитарно–технического оборудования. Для зданий оборудованных внутренним водопроводом с централизованным горячим водоснабжением составляет 230 - 350 л/с, в проекте принимается равным 290.

При централизованной системе горячего водоснабжения с непосредственным отбором воды из тепловых сетей до 40% общего расхода воды подается из сети теплоснабжения. Поэтому норму водопотребления принимаем с коэффициентом 0,6

N ж - расчетное число жителей в районах жилой застройки, чел.

Вычисление расчетного числа жителей в районах жилой застройки производим по следующей формуле:

N ж = ρ∙F

где ρ – заданная плотность населения, чел./га; по заданию ρ = 201 чел/га;

F - площадь жилой застройки населенного пункта, га, (без учета площади дорог, проездов, зеленых насаждений, территории предприятий). Определяем по плану населенного пункта.

F = 145,55 га;

N ж = 200*145,55 = 29110 чел;

Q cy т ср = 0,174 *29110 = 5065,14 м 3 /сут.

Максимальный суточный расход Q сут. max на хозяйственно – питьевые нужды населения определяем с учетом коэффициента суточной неравномерности водопотребления К сут. max по формуле, м 3 /сут:

Q сут мах = К сут мах *Q сут.ср = 1,2*5065,14= 6078,17; м 3 /сут

где К сут. max –коэффициент, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели, принимаем равным 1,2 (по заданию).

2)Количество воды на нужды местной промышленности, обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходы принимаем дополнительно в размере 10% расхода воды на хозяйственно – питьевые нужды населения.

Расходы воды банями и прачечными являются сосредоточенными и характеризуются значительными величинами, поэтому выделяем их в отдельных узлах на сети. Суточные расходы этими водопотребителями определяем по формулам, м 3 /сут:

· для бани

где 5 - число мест в бане на 1000 жителей в час;

100 - количество белья, подлежащего стирке в смену на 1000 жителей, кг;

t б - продолжительность работы бани в сутки, t б = 16 ч, т.к. баня работает с 7 до 23 ч.;

q б - норма расхода воды на 1 посетителя; принимается по СНиП 2.04.01-85 (для мытья в мыльной с тазами на скамьях и с ополаскива­нием в душе q 6 = 0,18 м 3);

· для прачечной

где n cm - число смен работы прачечной в сутки, n cm = 2;

q n - норма расхода воды на 1 кг белья; принимается по (для меха­низированных прачечных q n - 0,075 м 3).

3)Средний и максимальный суточные расходы воды для ТЭЦ определяем по той же методике, что и для населения, приняв норму удельного водопотребления с коэффициентом 0,4.

q ж = 0,4*290 = 116, л/сут.

Q сут. ср = q ж *N ж /1000= 116*29110/1000=3376,76 м 3 /сут.

Q сут мах = К сут мах *Q сут.ср = 1,2*3376,76 = 4052,11 м 3 /сут.

4) Суточный расход воды железнодорожной станции определяем отдельно по всем водопотребителям, заданным в курсовом проекте. В таблице 1 приведены основные потребители воды на железнодорожной станции и указаны нормы водопотребления для них.

Нормы водопотребления на технические нужды других потребителей железнодорожной станции принимаем по прил.2.

При разработке курсового проекта расходы воды на технологические нужды котельной, компрессорной, локомотивного и вагонного депо приведены в задании.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих депо и на прием душа во время их пребывания на производстве учитываем дополнительно к хозяйственно-питьевому водопотреблению населения поселка. Эти дополнительные расходы составляют 0,045 м 3 на 1 человека в смену в горячих цехах и 0,025 м 3 на 1 человека - в холодных цехах.

Часовой расход воды на 1 душевую сетку принят 500 л при продолжительности пользования душем 45 мин (за это время расход составляет 0,375 м 3 /сут) после окончания каждой смены.

Количество душевых сеток определяем по расчетному количеству человек на одну душевую сетку, работающих в смене, в зависимости от групп санитарной характеристики производственных процессов. Для группы санитарной характеристики производственных процессов I в расчетное количество человек на 1 душевую сетку равно 5, а для группы IIб – 3 (т.е. для холодных цехов принимаем 5 человек на 1 душевую сетку, а для горячих – 3 , согласно характеристики).

По максимальному количеству душевых сеток m определяем расход воды на душевые нужды работающих в первую смену по формуле, м 3 /смену:

Q душΙ = 0,375*m (m – количество сеток)

Расходы воды на душевые нужды других смен определяем по соотношению работающих по сменам, м 3 /смену:

Q душΙΙ = Q душΙ Q душΙΙΙ = Q душΙ

где n Ι , n ΙΙ , n ΙΙΙ – число работающих по сменам.

Количество душевых сеток в доме локомотивных бригад определяем по среднечасовому количеству (за сутки) локомотивных поездных бригад, прибывающих в депо, с коэффициентом 1,2 неравномерности подхода поездов. В доме локомотивных бригад установлены две душевые сетки, суточный расход воды через которые составляет 0,5∙2∙24 = 24 м 3 (0,5 м 3 - часовой расход на 1 душевую сетку; 24 ч - число часов работы душевых кабин в сутки).

5) Суточный расход воды промышленным предприятием определяем по той же методике, что и для локомотивного или вагонного депо. Группа санитарной характеристики производственного процесса предприятия приведена в задании и относится к группе I в (т.к. по заданию на предприятии имеются только холодные цеха).

6)Максимальный суточный расход воды на поливку определяется по числу жителей и удельному среднесуточному потреблению воды на поливку в расчете 50 – 90 л/сут на 1 жителя.

Принимаем в проекте 70 л/сут на 1 человека.

Q полив.мах = 70*N ж *n п /1000 = 70*29110*2/1000 = 4075,4 м 3 /сут

Q полив.ср = Q полив.мах *n полив /12 = 4075,4*6/12 = 2037,7 м 3 /сут,

где n п – количество поливок в сутки в зависимости от климатических условий, принимаем 2 раза/сут;

n полив – число месяцев полива в году, принимаем 6 месяцев.

Система водоснабжения - это совокупность трубопроводов и устройств, которые обеспечивают бесперебойную подачу воды к различным санитарно-техническим приборам и другим устройствам, для работы которых она требуется. В свою очередь расчет водоснабжения - это комплекс мероприятий, в результате которого изначально определяется максимальный секундный, часовой и суточный расход воды. Причем, рассчитывается не только общий расход жидкости, но и расход холодной и горячей воды в отдельности. Остальные же параметры, описанные в СНиП 2.04.01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий" , а также диаметр трубопровода, находятся уже в зависимости от показателей расхода воды. Например, одним из таких параметров является диаметр условного прохода счетчика.

В настоящей статье представлен пример расчета водоснабжения на внутренний водопровод для частного 2-х этажного дома. В результате данного расчета найдены общий секундный расход воды и диаметры трубопроводов для сантехприборов, расположенных в ванной комнате, в туалете и на кухне. Также здесь определено минимальное сечение для входной трубы в дом. То есть имеется в виду труба, которая берет свое начало у источника водоснабжения и заканчивается в месте разветвления ее по потребителям.

Что касается других параметров, приведенных в упомянутом нормативном документе, то практика показывает, что их рассчитывать для частного дома не обязательно.

Пример расчета водоснабжения

Исходные данные

Количество проживающих людей в доме - 4 человека.

В доме имеются следующие санитарно-технические приборы.

Ванная комната:

Ванная со смесителем - 1 шт.

Сан. узел:

Унитаз со смывным бачком - 1 шт.

Кухня:

Умывальник со смесителем - 1 шт.

Расчет

Формула максимального секундного расхода воды:

q с = 5·q 0 tot ·α, л/с,

Где: q 0 tot - общий расход жидкости, одного потребляемого прибора, определяемый согласно п. 3.2 . Принимаем по прил. 2 для ванной комнаты - 0,25 л/с, сан. узла - 0,1 л/с, кухни - 0,12 л/с.

α - коэффициент, определяемый согласно прил. 4 в зависимости от вероятности Р и количества сантехприборов N.

Определение вероятности действия санитарно-технических приборов:

P = (U·q hr,u tot) / (q 0 tot ·N·3600) = (4·10,5) / (0,25·3·3600) = 0,0155 ,

Где: U = 4 чел. - количество водопотребителей.

q hr,u tot = 10,5 л - общая норма расхода воды в литрах, потребителем в час наибольшего водопотребления. Принимаем согласно прил. 3 для жилого дома квартирного типа с водопроводом, канализацией и ваннами с газовыми водонагревателями.

N = 3 шт. - количество сантехприборов.

Определение расхода воды для ванной комнаты:

α = 0,2035 - принимаем по табл. 2 прил. 4 в зависимости от NP = 1·0,0155 = 0,0155.

q с = 5·0,25·0,2035 = 0,254 л/с.

Определение расхода воды для сан. узла:

α = 0,2035 - ровно столько же, что и в предыдущем случае, так как количество приборов одинаково.

q с = 5·0,1·0,2035 = 0,102 л/с.

Определение расхода воды для кухни:

α = 0,2035 - как и в предыдущем случае.

q с = 5·0,12·0,2035 = 0,122 л/с.

Определение общего расхода воды на частный дом:

α = 0,267 - так как NP = 3·0,0155 = 0,0465.

q с = 5·0,25·0,267 = 0,334 л/с.

Формула определения диаметра водопровода на расчетном участке:

d = √((4·q с)/(π·V)) м,

Где: d - внутренний диаметр трубопровода на рассчитываемом участке, м.

V - скорость потока воды, м/с. Принимаем равной 2,5 м/с согласно п. 7.6 , в котором сказано, что скорость жидкости во внутреннем водопроводе не может превышать 3 м/с.

q c - расход жидкости на участке, м 3 /с.

Определение внутреннего сечения трубы для ванной комнаты:

d = √((4·0,000254)/(3,14·2,5)) = 0,0114 м = 11,4 мм.

Определение внутреннего сечения трубы для сан. узла :

d = √((4·0,000102)/(3,14·2,5)) = 0,0072 м = 7,2 мм.

Определение внутреннего сечения трубы для кухни:

d = √((4·0,000122)/(3,14·2,5)) = 0,0079 м = 7,9 мм.

Определение внутреннего сечения входной трубы в дом:

d = √((4·0,000334)/(3,14·2,5)) = 0,0131 м = 13,1 мм.

Вывод: для снабжения водой ванну со смесителем требуется труба с внутренним диаметром не менее 11,4 мм, унитаза в сан. узле - 7,2 мм, умывальника на кухне - 7,9 мм. Что касается входного диаметра водопровода в дом (для снабжения 3-х приборов), то он должен составлять не менее 13,1 мм.

Каждая секция жилого дома рассчитана на 35 квартир, всего в здании 35 · 2 секции = 70 квартир.

Количество потребителей на одном этаже секции составит: (2 кв. · 4 чел.) + (3 кв. · 2 чел.) = 14 чел. В одной секции – 14 · 7 эт. = 98 чел. В жилом здании – 2 секции · 98 чел. = 196 чел.

С учетом степени благоустройства общая норма расхода воды составят 300 л на чел.в сутки, в час наибольшего водопотребления норма расхода холодной воды 5,6 л/ч .

Расчет начинаем с определения расчетного расхода холодной воды на вводе в здание. Так как в здании одинаковые потребители, то вероятность действия приборов Р будет постоянна для всех участков. Вероятность действия приборов Р определяем по формуле

,

где Р – вероятность действия приборов;

– общая норма водопотребления воды в час наибольшего водопотребления, л/ч×чел. .

U – число потребителей (жильцов) в доме, 196 чел.;

– секундный расход воды расчетным прибором, 0,2 л/с (прил. 2, ), при наличии в здании поливочных кранов = 0,3 л/с;

N – общее количество приборов в здании, N = 299 шт. (3 прибора в однокомнатной кв. и 6 приборов в трехкомнатной кв. Итого: 3 прибора · 3 кв. + 6 приборов · 2 кв. = 21 прибор на этаже секции. 21 прибор · 7 эт = 147 приборов в секции. 147 приборов · 2 секции = 294 прибора в доме + 2 смесителя в мусоросборных камерах + 3 поливочных крана = 299 приборов)

Находим произведение:

РN = 0,003399 · 299 = 1,016301.

Тогда максимальный расчетный секундный расход воды, л/с, на вводе будет равен

где q – максимальный секундный расход прибора, 0,3 л/с;

a – коэффициент, зависящий от вероятности действия приборов и их количества α → f(РN), по прилож. 4 α = 0,977:

q c = 5· 0,977· 0,3 = 1,466 л/с.

Расчет ввода

Расчет ввода сводится к определению диаметра ввода и потерь напора на вводе, возникающих при пропуске расчетного расхода.

В зависимости от величины q c по таблицам гидравлического расчета водопроводных труб подбирают диаметр ввода и величину потерь на единицу его длины.

По табл. для q c = 1,466 л/с при оптимальной скорости в пределах 0,9 … 1,2 м/с находим: диаметр ввода - 40 мм, удельные потери на трение – 0,0935 м; скорость – 1,163 м/с.

Общая величина потерь на вводе определяется по формуле

H ltot = i en · l en · K m ,

где i en = 0,0935 м – удельные потери на трение на вводе при расчетном расходе, л/с;

l en = 21 м – длина ввода;

K m = 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлени-ях на вводе:

H l = 0,0935 · 21 · 1,1 = 2,16 м.

Подбор водомеров

Для учета расхода холодной воды на вводе в здание у наружной стены в легкодоступном, освещенном и отапливаемом помещении (температура воздуха должна быть не ниже 5 0 С) предусматриваем установку водомера. Подбор калибра водомера производим по среднечасовому расходу холодной воды в сутки максимального водопотребления. Среднечасовой расход воды может быть определен по следующей формуле:

Где - среднечасовой расход воды, м 3 /ч;

Норма расхода холодной воды в сутки наибольшего водопотребления, 180 л/(чел.· сут), прил. 3 ;

U = 196 чел – число водопотребителей;

Т = 24 ч – период водопользования,

1,47 м 3 /ч.

Эксплуатационный расход воды выбранного счетчика должен быть не менее данного среднечасового расхода воды. По табл. 1 выбираем крыльчатый водомер калибра 15 мм.

Правильность выбранного водомера проверяем на пропуск расчетного максимального секундного расхода воды, при котором потери напора в водомере не должны превышать 5,0 м.

Потери напора в водомере следует определять по формуле:

h = S (q c ) 2 ,

где h – потери напора в водомере, м;

S – гидравлическое сопротивление водомера, S = 14,5 м·(л/с) -2 , см. табл. 1;

q c – максимальный секундный расход холодной воды на вводе, q c = 1,466 л/с,

h = 14,5 · (1,466) 2 = 30,1 м.

Так как потери напора превосходят допустимые, увеличиваем диаметр водомера, принимаем крыльчатый водомер диаметром 20 мм с гидравлическим сопротивлением, равным 5,18 м·(л/с) -2 , тогда потери напора при пропуске максимального секундного расхода воды

h = 5,18 · (1,466) 2 = 12,5 м.

Таблица 1

Технические характеристики водомеров

Диаметр условного прохода счетчика, мм	Параметры
Расход воды, м 3 /ч	Порог чувствитель-ности, м 3 /ч, не более	Макс. объем воды за сутки, м 3	Гидравлич. сопротивление счетчика S, м·(л/с) -2
Миним.	Эксплуатац.	Макс.
	0,03	1,2		0,015		14,5
	0,05			0,025		5,18
	0,07	2,8		0,035		2,64
	0,1			0,05		1,3
	0,16	6,4		0,08		0,5
	0,3			0,15		0,143
	1,5			0,6		810×10 -5
				0,7		264×10 -5
				1,2		76,6×10 -5
				1,6		13×10 -5
						3,5×10 -5
						1,8×10 -5

Так как условия не выполняются, принимаем к установке крыльчатый водомер диаметром 25 мм (ВК-25) с гидравлическим сопротивлением равным 2,64 м·(л/с) -2 . Тогда потери напора в водомере при пропуске расчетного расхода составят

h = 2,64 · (1,466) 2 = 5,7 м.

Так как условия не выполняются, принимаем к установке крыльчатый водомер диаметром 32 мм (ВК-32) с гидравлическим сопротивлением равным 1,3 м·(л/с) -2 . Тогда потери напора в водомере при пропуске расчетного расхода составят

h = 1,3 · (1,466) 2 = 2,79 м.

Некоторые технические характеристики выбранного водомера приведены в табл. 2.

Таблица 2

Расчетные параметры принятого водомера

Гидравлический расчет

Определив расходы воды на ввод здание и подобрав водомер, переходим к гидравлическому расчету внутренней водопроводной сети.

За диктующую точку на сети внутри здания принят смеситель для умывальника, расположенный на 7-ом этаже в крайней левой секции здания, наиболее удаленного и высоко расположенного относительно ввода. Перед этим прибором необходимо обеспечить максимальный свободный напор Н f = 3 м ( прил. 2). Расчетные точки внутри здания проставлены на расчётной схеме и на аксонометрической схеме.

Гидравлический расчет начинаем с определения параметров сети по главному направлению, последовательно от диктующей точки к вводу в здание. Диаметр трубопроводов внутриквартирной разводки конструктивно принимаем 15 мм. Расход холодной воды расчетным прибором на этажах равен = 0,2 л/с

Результаты расчета сводим в табл. 3.

Таблица 3

Расчет водопроводной сети по стояку Ст. В1-1

Расчетные участки	Длина участка l, м	Вероятность действия приборов Р	Общее число приборов на участке	Произведение Р·N	Коэффициент α	Расчетный расход, л/с	Диаметр трубопровода, мм	Скорость воды, V м/с	Потери напора по длине трубопровода
Удельные i , м	На участке i·l , м
= 0,2 л/с
1-2	1,66	0,003399		0,003399	0,2	0,2		1,17	0,354	0,588
2-3	0,55		0,006798	0,2	0,2		1,17	0,354	0,195
3-4	3,7		0,010197	0,2	0,2		0,62	0,072	0,266
4-5	2,8		0,020394	0,215	0,215		0,68	0,089	0,249
5-6	2,8		0,030591	0,238	0,238		0,74	0,103	0,288
6-7	2,8		0,040788	0,257	0,257		0,8	0,118	0,33
7-8	2,8		0,050985	0,2745	0,2745		0,85	0,133	0,372
8-9	2,8		0,061182	0,2905	0,2905		0,9	0,145	0,406
9-10	5,56		0,071379	0,306	0,306		0,95	0,16	0,89
= 0,3 л/с
10-11	7,23	0,003399		0,074778	0,3105	0,466		0,88	0,1	0,723
11-12	0,55		0,146157	0,395	0,593		1,12	0,156	0,086
12-13	4,52		0,217536	0,464	0,696		0,736	0,049	0,222
13-14	2,58		0,220935	0,468	0,702		0,742	0,050	0,129
14-15	0,28		0,292314	0,527	0,791		0,831	0,062	0,017
15-16	10,5		0,435072	0,634	0,951		1,001	0,088	0,924
16-17	0,25		0,438471	0,637	0,956		1,006	0,089	0,022
17-18	0,53		0,50985	0,685	1,028		1,053	0,0972	0,052
18-19	4,5		1,016301	0,977	1,466		1,163	0,0935	0,421
	H ltot = 6,18 м

Требуемый напор воды для здания рассчитываем, зная отметки расположения расчетного прибора и ввода воды в здание, тип расчетного прибора и соответственно свободный напор на излив из него, общие потери напора при движении от городской магистральной сети до расчетного прибора, по формуле:

Н tr = H qeom + H l + h + H l,tot + H m + H f ,

где H qeom – геометрическая высота расположения диктующего прибора, определяемая по разности отметок этого прибора и верха трубы городского водопровода:

H qeom = 16,8 + 0,8 + 1 + 2,1 = 20,7 м,

здесь 16,8 м – отметка перекрытия седьмого этажа;

0,8 м – высота установки крана-смесителя для умывальника;

1 м – высота перекрытия первого этажа над уровнем земли;

2,1 м – глубина заложения городского водопровода по своду трубы; (2,3 – d200мм.)

H l = 2,16 м – потери напора на вводе;

h = 2,79 м – потери напора в водомере;

H ltot = 6,18 м – сумма потерь напора по длине трубопровода от водомерного узла до расчетного прибора (см. табл. 3);

H m – потери напора на местные сопротивления, принимаются равными 30 % от потерь напора по длине трубопровода:

H m = = = 1,854м;

H f = 3 м – свободный напор расчетного прибора, прил. 2, .

Н tr = 20,7 + 2,16 + 2,79 + 6,18 + 1,854 + 3 = 36,684 ≈ 36,7 м.

Так как расчетный требуемый напор больше гарантированного, для обеспечения бесперебойной работы системы водоснабжения необходимо установить насосы.

Требуемый напор насосов

Н р = Н tr - H q ,

где Н tr = 36,7 м– требуемый напор воды для здания;

Н g = 29 м– гарантированный напор воды в сети холодного водопровода,

Н р = 36,7 - 29 = 7,7 м.

Рабочий расход насоса q c = 1,466 л/с или 1,466 · 3,6 = 5,28 м 3 /ч.

С учетом потерь напора в насосе, равных 2 м,

Н р = 7,7 + 2 = 9,7 м.

Таким образом, следует подобрать и установить в подвальном помещении повысительные насосы (один рабочий, один резервный) с рабочим расходом q c ≥ 1,466 л/си напором Н р ≥ 9,7м.

Таким насосом мог бы быть «инлайн» насос Grundfos TP 32-150/2В с характеристиками Q = 8 м 3 /ч, Н р = 14 м.

Похожая информация.

Определение стока маловодных лет и минимальных расходов весьма важно как при использовании рек в естественном состоянии так и при регулировании рек для ряда отраслей водного хозяйства-гидроэнергетики, судоходства, водоснабжения и орошения.

Для определения минимальных расходов воды рек используются данные наблюдений по стоку за зимний и летне-осенний сезоны. При этом под летне-осенним сезоном понимается период от конца весеннего половодья до начала ледовых явлении на реках рассматриваемой территории; за зимний сезон принимается период от начала появления ледовых явлений на реках до начала весеннего половодья. В случае отсутствия ледовых явлений за зимний сезон принимается период от средней даты устойчивого перехода температуры воздуха через 0° в сторону понижения до начала весеннего половодья.

Основной расчетной характеристикой является минимальный средний месячный расход воды, наблюдающийся в меженный период зимнего или летне-осеннего сезона. В случае если меженный период является коротким (меньшим двух месяцев) или прерывистым (состоит из нескольких периодов, разделенных паводками), вместо среднего месячного расхода воды используется средний расход воды за 30 суток с наименьшим стоком (не календарный месяц).

Он определяется следующим образом: строятся гидрографы стока исследуемой реки за каждый год за весь период наблюдений (необходимость такого построения определяется сложностью режима стока реки, что устанавливается путем анализа таблиц ежедневных расходов воды); на гидрографе определяется участок с наименьшими расходами воды в данном сезоне продолжительностью 30 суток и по таблицам ежедневных расходов воды производится подсчет среднего расхода воды за выбранный период.

В случае если для рек данного района характерно наличие длительного меженного периода, прерываемого только в многоводные годы значительными паводками, т.е. когда меженный период является коротким, вместо 30-дневного периода в такие годы используется и более короткий период, но не менее 25-23 суток, чтобы исключить влияние паводков. Если длительные беспаводочные периоды наблюдаются редко, в расчет вводится величина минимального стока, определенная за 23-30 суток с наименьшим стоком. Такой режим характерен для рек с коротким и неустойчивым меженным периодом. Длительность периода минимального стока определяется величиной паводков, предшествующих периоду наименьшего стока и следующих за ним.

Средний за период наблюдений минимальный расход воды определяется как среднее арифметическое из имеющегося ряда фактических данных о стоке. При этом в случае определения минимального 30-дневного расхода воды средняя величина рассчитывается независимо от того, имеются в ряду наблюдений только 30-дневные величины или с сокращенным периодом - 25-23-дневные. Средняя многолетняя величина минимального стока считается достаточно надежной, если ее средняя квадратическая ошибка σ n , определяемая по формуле , составляет не более ±15%. Если значение σ n превышает допустимую величину, необходимо удлинить ряд наблюдений методом аналогии. При выборе реки-аналога используются гидрогеологические описания и карты изучаемого района, а также карты районов для определения минимального стока на малых реках. При отсутствии аналога расчет производится по методу определения минимального стока на реках с отсутствием гидрометрических наблюдений.

Наиболее обоснованными являются карты Л. Н. Попова (рис 4.1 и 4.2), составленные им для среднемесячных минимальных летних и зимних модулей стока. Картами можно пользоваться при предварительных расчетах для площадей бассейнов более 2000 км 2 . Средняя ошибка при определении минимального стока, по мнению автора, равна ±12,0-14%. При сложных геологических условиях эта ошибка может оказаться значительно большей.

При достаточном ряде наблюдений можно составить кривые обеспеченности. Для пересыхающих рек М. Э. Шевелев рекомендует принимать C s min =0 (для рек южной полосы и рек малых бассейнов), а для бассейнов, покрытых растительностью, C s min = =2 C υ min . Для пересыхающих рек рекомендуется принимать C s min от 2C υ min до ЗC υ min . В зависимости от величины C υ годового стока C s min принимают от 1,5 C v до 2 C v .

При недостаточном ряде наблюдений производят удлинение этого ряда по реке-аналогу. При кратковременных наблюдениях (один -два года) в правильности выбора аналога убеждаются определением в хронологическом порядке отношения расходов грунтового питания Q a реки-аналога и расходов Q рассматриваемой реки:

(4.1)

Если в течение нескольких месяцев эти отношения постоянны или близки между собой, то условия грунтового питания обеих рек считают одинаковыми.

.

Рис. 4.1. Изолинии среднемесячных минимальных модулей стока за летний период, л/сек·см ² (по Л. Н. Попову)

Тогда при определении минимумов расчетной обеспеченности поступают следующим образом:

1) для тех месяцев, у которых определялись указанные коэффициенты К, определяют средний из среднемесячных для расчетного створа расход Q p и средний расход Q a реки-аналога;

вычисляют по Q cp , C v и C s минимальные месячные расходы расчетной обеспеченности реки-аналога, например, Q 95% и Q 97% ;

берут отношения

и
(4.2)

Расчетные минимальные месячные расходы в рассматриваемом створе определяют при помощи полученных величин Qp и коэффи­циентов С 95% и C 97% :

(4.3)

(4.4)

Рис. 4.2. Изолинии среднемесячных минимальных модулей стока за зимний период, л/сек·км 2 (по Л. Н. Попову)

Если по расчетному створу имеется два-три года наблюдений над минимальным стоком, то указанным способом определяют Q 95% и Q 97% для каждого года в отдельности и в качестве расчетного для каждой обеспеченности принимают средний из расходов, установленных за эти годы.

Минимальные расходы воды расчетной обеспеченности определяются методом, аналогичным определению средних годовых расходов. Построение кривых обеспеченности производится отдельно для зимнего и летне-осеннего периодов. Если в составе ряда минимальных расходов воды имеются нулевые значения вследствие пересыхания или промерзания реки, величина C v определяется графо-аналитическим способом по эмпирической кривой обеспеченности.

Пример 4.1. Определить минимальные средние месячные расходы воды на р. Печа у д. Падун (Кольский полуостров) в зимний и летне-осенний сезоны, обеспеченные на 90%. Сведения о стоке исследуемой реки имеются с 1933 по 1965 г. Анализ водного режима реки показывает, что в зимний сезон меженный период является продолжительным и устойчивым, в то время как в летне-осенний сезон он довольно часто нарушается дождевыми паводками, являясь прерывистым или коротким. Поэтому в зимний сезон используется величина минимального расхода воды, среднего за календарный месяц, а в летне-осенний сезон в многоводные годы производится сдвижка по времени и, вместо календарного среднего месячного, используется средний расход воды за 30 суток с наименьшим стоком. Результаты произведенной выборкиминимальных средних месячных (30-дневных) расходов воды за зимний и летне-осенний сезоны приведены в таблица 4.1.

Таблица 4.1

Минимальные средние месячные (30-дневные) расходы воды р. Печау д. Падун

* Расход воды, определенный со сдвижкой по времени, т. е. за период наименьшего стока продолжительностью 30–23 дня.

Исходя из данных этой таблицы, для зимнего сезона получаем следующие параметры, необходимые для построения кривой обеспеченности: Q=3,45 м³/сек, Cv=0,23 при σ n =4,8%. Эмпирическим точкам соответствует теоретическая кривая при Cs = 2Cv. Тогда искомая величина Q 90% будет равна 2,4 м 3 /сек.

В летне-осенний сезон величина среднего многолетнего минимального 30-дневного расхода воды составляет 13,3 м 3 /сек, что на 14% меньше величины, определенной по календарным месяцам без сдвижки по времени. Значения других параметров следующие: Сv = 0,41; σ n =7,1%, т.е. в пределах допустимой ошибки. Эмпирической кривой, построенной на клетчатке вероятности, наиболее соответствует теоретическая биномиальная кривая при Сs = 2Сv. Искомая величина минимального 30-дневного расхода воды обеспеченностью 90% составляет 6,94 м 3 /сек.

Пример 4.2.

Определить минимальные средние месячные расходы воды в зимний и летне-осенний сезоны, обеспеченные на 5, 15, 25, 75, 90, 99 %. Сведения о стоке исследуемой реки имеются с 1963 по 1995 г. Результаты произведенной выборки минимальных средних месячных (30-дневных) расходов воды за зимний и летне-осенний сезоны приведены в таблица 4.2.

Таблица 4.2

Минимальные средние месячные (30-дневные) расходы воды реки

Для определения максимального секундного расхода воды поселка необходимо сначала найти ординаты суммарного часового графика водопотребления. Распределение суточных максимальных расходов воды по часам суток (в %) принимается в зависимости от коэффициентов часовой неравномерности. Коэффициент часовой неравномерности принимается по приложению 6 .

Для коммунального сектора коэффициент часовой неравномерности водопотребления рекомендуется определить только по максимальному значению

К ч.мах =a мах · b мах; (1.9)

где: a ма x - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий, принимается a ма x =1,2-1,4; β мах - коэффициент, учитывающий количество жителей, в населенном пункте, принимают по приложению 5.

Для населения, пользующегося водоразборными колодцами (табл. 1.1. - 4400 чел) согласно приложению 5

К ч.макс. = 1,4 · 1,5 = 2,1

Для населения, проживающего в благоустроенных домах (табл.1.1. - 4500 чел.)

К ч.макс = 1,4 · 1,5 = 2,1

Среднее значение К ч.макс =

Окончательно можно принять К ч.макс = 2,1

По величине К ч.макс = 2,1 подбирается типовой график распределения воды по часам суток в коммунальном секторе (см. приложение 6).

Распределение расходов воды по часам суток в коммунальном секторе определяется в зависимости от величины коэффициента часовой неравномерности водопотребления К ч.

Предприятие работает в две смены с 7 до 23 часов. Вода на технологические нужды расходуется равномерно по 6,25 % в час от расчетного суточного расхода воды предприятия.

Таблица 1.3

Распределение расходов воды по часам суток.

Часы суток	Коммунальный сектор	Производст-венный сектор	Полив зеленых насаждений	Животновод-ческий сектор	Общий расход по населенному пункту	Ордината интегральной кривой,%
%	м³/ч	%	м³/ч	%	м³/ч	%	м³/ч	Путевой, м³/ч	Сосред., м³/ч	Общий, м³/ч	%
0-1	1,96	36,1					0,50	1,95	36,1	1,95	38,05	1,48	1,48
1-2	0,96	17,68					1,00	3,90	17,68	3,90	21,58	0,84	2,32
2-3	0,85	15,29					0,50	1,95	15,29	1,95	17,24	0,67	2,99
3-4	0,96	17,68					0,50	1,95	17,68	1,95	19,68	0,76	3,75
4-5	1,12	20,63					2,20	8,58	20,63	8,58	29,21	1,13	4,88
5-6	2,31	42,55					2,20	8,58	42,55	8,58	51,13	1,99	6,87
6-7	5,28	97,25			16,7	53,4	4,20	18,33	150,65	18,33	168,98	6,57	13,44
7-8	5,55	102,22	6,25	1,24	16,6	53,4	4,70	18,33	155,62	19,57	175,19	6,81	20,25
8-9	7,12	131,14	6,25	1,24	16,7	53,4	10,2	39,78	184,54	41,02	225,56	8,77	29,02
9-10	6,86	126,35	6,25	1,24			5,40	21,06	126,35	22,30	148,65	5,78	34,80
10-11	5,82	107,20	6,25	1,24			7,20	28,08	107,20	29,32	136,52	5,31	40,11
11-12	5,41	99,64	6,25	1,24			6,10	23,79	99,64	25,03	124,67	4,85	44,96
12-13	3,58	65,94	6,25	1,24			4,20	16,38	65,94	17,62	83,56	3,24	48,20
13-14	3,27	60,23	6,25	1,24			9,10	35,49	60,23	36,73	96,96	3,77	51,97
14-15	2,96	54,52	6,25	1,24			6,60	25,74	54,52	26,98	81,50	3,17	55,14
15-16	3,87	71,28	6,25	1,24			2,00	7,80	71,28	9,04	80,32	3,12	58,26
16-17	4,45	81,96	6,25	1,24			4,20	16,38	81,96	17,62	99,58	3,87	62,13
17-18	4,17	76,80	6,25	1,24	16,7	53,4	3,60	14,04	130,20	15,28	145,48	5,66	67,79
18-19	4,73	87,12	6,25	1,24	16,7	53,2	8,20	31,98	140,50	33,22	173,72	6,76	74,55
19-20	6,09	112,17	6,25	1,23	16,6	53,2	7,20	28,08	165,37	29,31	194,68	7,57	82,12
20-21	6,61	121,74	6,25	1,23			3,50	13,65	121,74	14,88	136,62	5,31	87,43
21-22	7,10	130,77	6,25	1,23			4,60	17,94	130,77	19,17	149,94	5,83	93,26
22-23	6,35	116,96	6,25	1,23			0,80	3,12	116,96	4,35	121,31	4,72	97,98
23-24	2,64	48,62					0,80	3,12	48,68	3,12	51,74	2,02
Итого		1841,84		19,8					2161,84	409,80	2571,64

В животноводческом комплексе, К ч =2,50. Распределение расходов воды по часам суток в животноводческом комплексе принято по приложению 6.

Распределение расходов воды по часам суток прачечной и баней принимается из расчета их работы в сутки с 8 до 24 часов.

Полив зеленных насаждений производится равномерно два раза в сутки: с 6 до 9 часов и с 17 до 20 часов (см. таб. 1.3).

Больница работает круглосуточно.

Все расчеты по определению часовых расходов воды в поселке сводятся в таблицу 1.3.

При вычислении таблицы 1.3 необходимо контролировать подсчеты. Так итог граф З, в таблице должен быть равен расчетному максимальному суточному расходу воды коммунального сектора (1841,64 м 3 /сут) - итог графы 7 равен суточному расходу воды на полив зеленных насаждений. Итог графы 9, равен расчетному максимальному суточному расходу в животноводческом комплексе 390 м 3 /сут. Итог графы 12, табл. 1.3 равен расчетному суточному расходу воды населенного пункта 257,64 м 3 /сут.

На основании табл. 1.3 по данным графы 1, 13 строится сводный суточный график водопотребления в % от расчетного расхода воды в сутки наибольшего водопотребления (рис. 1.1)

Рис.1.2. Сводный суточный график водопотребления в населенном пункте и совмещенный график водопотребления и работы насосной станции: Р-% от максимального суточного расхода воды; Т–часы суток; Р"–ординаты интегральной кривой; 1–график водопотребления в населенном пункте; 2-интегральная кривая водопотребления; 3 – график работы насосной станции 2-го подъема с 4 до 23 часов; И=5,7, Н=5,2 – соответственно избыток и недостаток воды; 4- график работы насосной станции при 24 часовом режиме, И"= 16%, Н"=5%.

Максимальный секундный расход q с.макс. в л/с равен

; (1.10)

л/с

Cекундный путевой расход q c . пут.сети включающий расход коммунального сектора q c .ком и расход на полив зеленых насаждений q c .пзн:

л/с,

где л/с; л/с;