Инженерные системы водоотведения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ»

 

А. М. Гапеев

К. П. Моргунов

ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОДООТВОДЯЩИХ СЕТЕЙ НАСЕЛЕННОГО МЕСТА

Учебно-методическое пособие

 

Санкт-Петербург

2008

УДК

ББК 38.77

 

Рецензент:

Заведующий кафедрой охраны водных ресурсов и безопасности жизнедеятельности Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций,

профессор, доктор технических наук

С.П.Зубрилов

Гапеев А.М., Моргунов К.П.

Г Инженерные системы водоотведения. Расчет и проектирование водоотводящих сетей населенного места. Учебно-методическое пособие./ А.М.Гапеев, К.П.Моргунов – СПб.: СПГУВК, 2008. – 105 с.

Приводятся сведения по проектированию водоотводящих сетей населенного места, необходимые для курсового и дипломного проектирования при подготовке инженерных кадров по специальности 280302.65 «Комплексное использование и охрана водных ресурсов».

Пособие соответствует читаемому курсу дисциплины «Инженерные системы водоснабжения и водоотведения» направления подготовки 656800 «Водные ресурсы и водопользование».

УДК

ББК 38.77

© ФГОУ ВПО СПГУВК

© А.М.Гапеев, 2008

© К.П.Моргунов, 2008

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее учебно-методическое пособие ставит целью углубленное изучение раздела «Инженерные системы водоотведения» в составе дисциплины «Инженерные системы водоснабжения и водоотведения» в процессе курсового и дипломного проектирования.

В пособии приведены исходные данные и даны рекомендации по выполнению курсовой работы «Расчет и проектирование водоотводящих сетей населенного места» на примере использования полной раздельной системы канализации, как наиболее распространенной на практике. Для наглядности приведены примеры по определению расчетных расходов, гидравлическому расчету водоотводящей сети и дюкера.

С учетом необходимости рассмотрения в процессе дипломного проектирования вопросов водоснабжения и водоотведения, в пособии собое внимание уделено конструированию производственно-бытовой сети, расчету и проектированию дождевой сети, полураздельной и общесплавной системы канализации.

В пособии изложены основы теории расчета сетей, приведены формы расчетных ведомостей и таблиц, которые являются общими для проектирования раздельной, полураздельной и общесплавной систем канализации.

Пособие подготовлено вместо методических указаний аналогичного наименования (1995 г.), является переработанным, дополнено справочными материалами, составлено в соответствии с рабочей программой читаемого курса дисциплины, в нем учтены разработки кафедры канализации СПбГУАиС и требования нормативно-проектной документации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ПОРЯДОК ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЯ

Целью выполняемой студентами работы является расчет и проектирование водоотводящей сети населенного места. Работа выполняется следующими этапами.

1. На плане населенного места в масштабе 1:10000 (по заданию из Приложения 3) необходимо произвести трассировку канализационной сети, обосновать выбор схемы и системы канализации, расположение ее элементов:

· площадки очистных сооружений;

· дюкеров;

· насосных станций;

· выпусков дождевой сети;

· разделительных камер;

· ливнеспусков (для полураздельной системы канализации).

2. Определяется число жителей населенного места (города) и количество объектов хозяйственно-бытового назначения с сосредоточенным сбросом сточных вод.

3. Определяются расчетные расходы производственно-бытовой сети. Вычисление сосредоточенных расходов производственно-бытовой сети производится для:

· жилых зданий – расходы бытовых сточных вод с площадей стока (от постоянно проживающего населения);

· бань, прачечных, предприятий общественного питания – расходы сточных вод, входящие в общую норму водоотведения;

· гостиниц, мотелей, гаражей и других объектов– расходы, не входящие в норму водоотведения, но поступающие в сеть из зоны жилой застройки населенного места (города);

· промышленных предприятий – расходы, определяемые как сумма расходов производственных (технологических) и бытовых сточных вод для смен (или часа смены) с максимальным объемом выпуска продукции и числом работающих.

Результаты расчета расходов для главного коллектора и на расчетных участках сети записываются в отдельную ведомость.

4.  Выполняется гидравлический расчет производственно-бытовой сети, строится продольный профиль главного коллектора канализационной сети и производится конструирование сети.

5.  Проводится гидравлический расчет дюкера, перепадного колодца, выпуска или разделительной камеры (в случае применения полураздельной системы канализации) – по согласованию с руководителем.

6.  Определяется приток производственно-бытовых сточных вод на главную насосную станцию по часам суток. Результаты заносятся в ведомость, на основании которой строится график изменения суммарных расходов воды.

7. Определяются расчетная интенсивность дождя, его расчетные расходы и выполняется гидравлический расчет дождевой сети, строится продольный профиль дождевого коллектора и производится конструирование сети.

8. В заключение необходимо дать описание применяемых материалов труб, стыковых соединений, способов гидроизоляции, конструктивных элементов колодцев, камер и прочих элементов, обосновать их применение.

 

 

ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ

 

Работа оформляется в виде пояснительной записки и листа чертежей, выполненных карандашом.

Лист, выполненный на чертежной бумаге, должен содержать:

· схему производственно-бытовой и дождевой канализационной сети, нанесенную на генплан населенного места (города) с указанием разбивки жилых кварталов на площади стока, объектов хозяйственно-бытового назначения, мест расположения площадки очистных сооружений, насосных станций, дюкеров, выпусков, разделительных камер и ливнеспусков (при разработке проекта полураздельной и общесплавной систем канализации) в масштабе 1:10000;

· профиль главного коллектора производственно-бытовой сети и продольный профиль одного из бассейнов стока дождевой сети в масштабе: горизонтальный 1:10000 и вертикальный 1:100;

· конструкцию одного смотрового или узлового колодца (план, разрезы) в масштабе 1:20 с привязкой к местным условиям и составлением спецификации основных элементов с учетом ГОСТов;

· чертеж (план, разрез) одного-двух сооружений на канализационной сети: дюкера, перепадного колодца, ливнеспуска или раздельной камеры, выпуска (по согласованию с руководителем) в масштабе 1:50 (1:20);

· график притока сточных вод на главную насосную станцию.

Пояснительная записка должна быть оформлена в соответствии с требованиями ЕСКД и содержать необходимые расчеты, эскизы и расчетные схемы.

 

 

Выбор системы канализации

 

На плане местности в масштабе 1:10000 производится начертание канализационной сети с учетом мощности водоема в черте населенного места, способа его использования (судоходство, зона массового отдыха, рыбохозяйственное назначение), топографических особенностей и гидрогеологических условий.

При обосновании системы канализации населенного места (рис.1) необходимо учитывать следующее.

Полная разельная система канализации (рис.1, б), состоящая из двух раздельных систем (производственно-бытовой и дождевой), получила наиболее широкое распространение. Преимуществом этой системы является сложившаяся, хорошо отработанная технология возведения (обычно в две очереди: вначале – производственно-бытовая сеть, затем, по мере развития города – закрытая дождевая), отсутствие разделительных камер, возводимых в большинстве случаев по индивидуальному проекту, и сравнительно невысокая стоимость очистных сооружений. Основным недостатком такой системы является сброс всех дождевых вод в водные потоки в черте населенного места.

Полураздельная система канализации (рис.1, в) является целесообразной в санитарном отношении, так как предусматривает отведение на очистку всего объема производственно-бытовых сточных вод и наиболее загрязненной части поверхностного стока.

Общесплавная система канализации (рис.1, а) предусматривает отведение всех категорий сточных вод по единой системе сетей.

а
б
в
Рис.1. Схема канализации населенных мест а – общесплавная; б – полная раздельная; в – полураздельная 1 – производственно-бытовая сеть; 2 – дождевая сеть; 3 – общесплавная сеть ОС – очистные сооружения; НС – насосные станции; Л – ливнеспуски; РК – разделительные камеры; РР – регулирующий резервуар

Стоимость полураздельной и общесплавной систем канализации превосходит стоимость полной раздельной, так как в первых двух случаях необходимо возведение разделительных камер, регулирующих резервуаров и увеличение мощности городских очистных сооружений, поскольку на очистку отводится часть дождевого стока. Однако, учитывая санитарные требования к охране водоемов, эти системы зачастую дают существенный технико-экономический эффект.

Целесообразно рассмотреть также использование комбинированной системы канализации, при которой различные районы населенного места в зависимости от местных условий имеют различные системы канализации.

 

С площади стока

После определения сосредоточенных расходов, входящих в норму водоотведения, находится остаточная норма водоотведения по формуле

,

(5)

 

где:  – суммарный расход воды от общественно-бытовых зданий, л/сут;

    q – норма водоотведения, зависящая от степени благоустройства жилых зданий, принимаемая по таблице 1 Приложения 1.

Средний расход с площади стока, прилегающей к рассматриваемому участку сети, будем называть путевым расходом. Введем также понятие удельного расхода или модуля стока . Модуль стока определяется для каждого района города, где изменяется плотность расселения жителей или степень благоустройства зданий, по формуле

, л/с·га

(6)

Средние расходы с площадей стока определяются по формуле

, л/с,

(7)

где: f – площадь стока, га.

Расчеты по определению площадей стока для микрорайонов, указанных на генплане (рис.2) и средних расходов с площади ведутся в табличной форме – таблица 3. Остаточная норма водоотведения и модуль стока для каждого из районов в рассматриваемом примере определены по формулам (5) и (6) и получаются равными

.

.

 

 

Таблица 3

Определение средних расходов сточных вод с площадей стока

№ микрорайона	Шифр площади стока	Подсчет площади стока	Величина площади стока, га	Средний расход с площади стока, л/с
1	2	3	4	5
1-й район. Модуль стока
1	а	0,5×190×140	1,33	1,44
	б	0,5×340×150	2,55	2,75
	в	0,5×280×100	1,40	1,51
	г	0,5×200×100	1,00	1,08
	д	0,5×280×140	1,96	2,!2
2	а		2,04	2,20
	б		2,28	2,46
	в	0,5×260×130	1,69	1,83
	г		4,20	4,54
	д	0,5×220×100	1,10	1,19
…	…	…	…	…
Итого по 1-му району			72,55	78,35
2-й район. Модуль стока
11	а	0,5×380×110	2,09	2,55
	б	0,5×300×130	1,95	2,38
	в	0,5×110×290	1,60	1,95
	г	0,5×590×170	5,02	6,12
…	…	…	…	…
Итого по 2-му району			16,63	20,29

 

Норма водоотведения q = 350 л/(чел·сут) выбрана для заданной степени благоустройства по данным таблица 1 СНиП [2] (см. таблицу 1 Приложения 1 настоящего пособия).

.

.

Проверка правильности вычислений производится сравнением суммы значений, приведенных в графе 5 для каждого района, с произведением суммарной площади района (графа 4) на его модуль стока.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. СНиП 2.04.02–85. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985, – 131 с.

2. СНиП 2.04.01–85. Внутренний водопровод и канализация зданий. – М.: Стройиздат, 1986, – 55 с.

3. СНиП 2.04.03–85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1986, – 72 с.

4. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблица для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Н.Н. Павловского. – М.: Стройиздат, 1987, – 152 с.

5. СНиП 2.01–82. Строительная климатология и геофизика. – М.: Стройиздат, 1983, – 137 с.

6. Алексеев М.И. и др. Расчет и проектирование канализационных сетей сооружений с элементами САПР./Учебное пособие. – Л.: ЛИСИ, 1990, – 100 с.

7. Алексеев М.И. и др. Городские инженерные сети и коллекторы. – Л.: Стройиздат, 1990, – 384 с.

8. Гапеев А.М. Расчет и проектирование водоотводящих сетей населенного места. Метод. указания. – СПб.: СПГУВК, 1995, – 82 с.

9. Гапеев А.М. Водоотводящие системы, сети и сооружения./Конспект лекций. – СПб.: СПГУВК, 1995, – 79 с.

10. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очитка сточных вод. – М.: АСВ, 2004, – 704 с.

11. Гапеев А.М., Моргунов К.П., Ивановский Ю.К. Инженерные системы водоснабжения и водоотведения. Учебное пособие. – СПб.: СПГУВК, 2006, – 362 с.

 

 

Приложение 1

 

ВАРИАНТЫ ПЛАНОВ МЕСТНОСТИ

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

Введение..................................			3
Исходные данные для проектирования канализационной сети населенного места.............................			4
Содержание работы и порядок ее выполнения.............			7
Оформление работы............................			9
Указания к выполнению курсовой работы
1.	Выбор системы канализации...................		10
2.	Выбор площадки очистных сооружений и трассировка сети..		12
3.	Определение числа жителей в городе и количества объектов хозяйственно-бытового назначения с сосредоточенным сбросом сточных вод.......................		14
4.	Определение расчетных расходов производственно-бытовых сточных вод...  ..........................		17
	4.1.	Определение сосредоточенных расходов, входящих в норму водоотведения....................	18
	4.2.	Определение средних расходов бытовых сточных вод с площади стока.......................	20
	4.3.	Определение сосредоточенных расходов, не входящих в норму водоотведения....................	23
	4.4.	Определение расчетных расходов сточных вод промышленных предприятий....................	24
	4.5.	Определение расчетных расходов на расчетных участках сети..................  .........	29
5.	Гидравлический расчет и конструирование производственно-бытовой сети............................		33
6.	Гидравлический расчет и проектирование дюкера....  ...		48
7.	Определение притока сточных вод на главную насосную станцию по часам суток......................		53
8.	Расчет и конструирование дождевой сети
	8.1.	Трассировка сети и выбор бассейна стока........	57
	8.2.	Определение расчетных расходов дождевых вод.....	59
	8.3.	Гидравлический расчет и конструирование дождевой сети..............................	63
9.	Особенности расчета и конструирования полураздельной системы канализации.......................		69
10.	Особенности расчета и конструирования общесплавной системы канализации.......................		75
Литература.................................			80
Приложение 1. Некоторые нормативы сведения............			81
Приложение 2.Таблицы для гидравлического расчета водоотводящих сетей и дюкеров   .............................			90
Приложение 3. Варианты планов местности...............			101

 

 

Гапеев Анатолий Михайлович

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ»

 

А. М. Гапеев

К. П. Моргунов

ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОДООТВОДЯЩИХ СЕТЕЙ НАСЕЛЕННОГО МЕСТА

Учебно-методическое пособие

 

Санкт-Петербург

2008

УДК

ББК 38.77

 

Рецензент:

Заведующий кафедрой охраны водных ресурсов и безопасности жизнедеятельности Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций,

профессор, доктор технических наук

С.П.Зубрилов

Гапеев А.М., Моргунов К.П.

Г Инженерные системы водоотведения. Расчет и проектирование водоотводящих сетей населенного места. Учебно-методическое пособие./ А.М.Гапеев, К.П.Моргунов – СПб.: СПГУВК, 2008. – 105 с.

Приводятся сведения по проектированию водоотводящих сетей населенного места, необходимые для курсового и дипломного проектирования при подготовке инженерных кадров по специальности 280302.65 «Комплексное использование и охрана водных ресурсов».

Пособие соответствует читаемому курсу дисциплины «Инженерные системы водоснабжения и водоотведения» направления подготовки 656800 «Водные ресурсы и водопользование».

УДК

ББК 38.77

© ФГОУ ВПО СПГУВК

© А.М.Гапеев, 2008

© К.П.Моргунов, 2008

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее учебно-методическое пособие ставит целью углубленное изучение раздела «Инженерные системы водоотведения» в составе дисциплины «Инженерные системы водоснабжения и водоотведения» в процессе курсового и дипломного проектирования.

В пособии приведены исходные данные и даны рекомендации по выполнению курсовой работы «Расчет и проектирование водоотводящих сетей населенного места» на примере использования полной раздельной системы канализации, как наиболее распространенной на практике. Для наглядности приведены примеры по определению расчетных расходов, гидравлическому расчету водоотводящей сети и дюкера.

С учетом необходимости рассмотрения в процессе дипломного проектирования вопросов водоснабжения и водоотведения, в пособии собое внимание уделено конструированию производственно-бытовой сети, расчету и проектированию дождевой сети, полураздельной и общесплавной системы канализации.

В пособии изложены основы теории расчета сетей, приведены формы расчетных ведомостей и таблиц, которые являются общими для проектирования раздельной, полураздельной и общесплавной систем канализации.

Пособие подготовлено вместо методических указаний аналогичного наименования (1995 г.), является переработанным, дополнено справочными материалами, составлено в соответствии с рабочей программой читаемого курса дисциплины, в нем учтены разработки кафедры канализации СПбГУАиС и требования нормативно-проектной документации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ПОРЯДОК ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЯ

Целью выполняемой студентами работы является расчет и проектирование водоотводящей сети населенного места. Работа выполняется следующими этапами.

1. На плане населенного места в масштабе 1:10000 (по заданию из Приложения 3) необходимо произвести трассировку канализационной сети, обосновать выбор схемы и системы канализации, расположение ее элементов:

· площадки очистных сооружений;

· дюкеров;

· насосных станций;

· выпусков дождевой сети;

· разделительных камер;

· ливнеспусков (для полураздельной системы канализации).

2. Определяется число жителей населенного места (города) и количество объектов хозяйственно-бытового назначения с сосредоточенным сбросом сточных вод.

3. Определяются расчетные расходы производственно-бытовой сети. Вычисление сосредоточенных расходов производственно-бытовой сети производится для:

· жилых зданий – расходы бытовых сточных вод с площадей стока (от постоянно проживающего населения);

· бань, прачечных, предприятий общественного питания – расходы сточных вод, входящие в общую норму водоотведения;

· гостиниц, мотелей, гаражей и других объектов– расходы, не входящие в норму водоотведения, но поступающие в сеть из зоны жилой застройки населенного места (города);

· промышленных предприятий – расходы, определяемые как сумма расходов производственных (технологических) и бытовых сточных вод для смен (или часа смены) с максимальным объемом выпуска продукции и числом работающих.

Результаты расчета расходов для главного коллектора и на расчетных участках сети записываются в отдельную ведомость.

4.  Выполняется гидравлический расчет производственно-бытовой сети, строится продольный профиль главного коллектора канализационной сети и производится конструирование сети.

5.  Проводится гидравлический расчет дюкера, перепадного колодца, выпуска или разделительной камеры (в случае применения полураздельной системы канализации) – по согласованию с руководителем.

6.  Определяется приток производственно-бытовых сточных вод на главную насосную станцию по часам суток. Результаты заносятся в ведомость, на основании которой строится график изменения суммарных расходов воды.

7. Определяются расчетная интенсивность дождя, его расчетные расходы и выполняется гидравлический расчет дождевой сети, строится продольный профиль дождевого коллектора и производится конструирование сети.

8. В заключение необходимо дать описание применяемых материалов труб, стыковых соединений, способов гидроизоляции, конструктивных элементов колодцев, камер и прочих элементов, обосновать их применение.

 

 

ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ

 

Работа оформляется в виде пояснительной записки и листа чертежей, выполненных карандашом.

Лист, выполненный на чертежной бумаге, должен содержать:

· схему производственно-бытовой и дождевой канализационной сети, нанесенную на генплан населенного места (города) с указанием разбивки жилых кварталов на площади стока, объектов хозяйственно-бытового назначения, мест расположения площадки очистных сооружений, насосных станций, дюкеров, выпусков, разделительных камер и ливнеспусков (при разработке проекта полураздельной и общесплавной систем канализации) в масштабе 1:10000;

· профиль главного коллектора производственно-бытовой сети и продольный профиль одного из бассейнов стока дождевой сети в масштабе: горизонтальный 1:10000 и вертикальный 1:100;

· конструкцию одного смотрового или узлового колодца (план, разрезы) в масштабе 1:20 с привязкой к местным условиям и составлением спецификации основных элементов с учетом ГОСТов;

· чертеж (план, разрез) одного-двух сооружений на канализационной сети: дюкера, перепадного колодца, ливнеспуска или раздельной камеры, выпуска (по согласованию с руководителем) в масштабе 1:50 (1:20);

· график притока сточных вод на главную насосную станцию.

Пояснительная записка должна быть оформлена в соответствии с требованиями ЕСКД и содержать необходимые расчеты, эскизы и расчетные схемы.