Б3. В. Дв. 5 водоснабжение и водоотведение сельских

Б3.В.ДВ.5 ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ СЕЛЬСКИХ

НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполению РГР и контрольной работы

 

Направление 270800 Строительство

 

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

 

Уфа 2010

УДК 631.6

ББК 40.6

Г 46

Методические указания предназначены для студентов факультета землеустройства и лесного хозяйства.

 

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета землеустройства и лесного хозяйства (протокол № 4 от 24 января 2010 г.)

Составители: проф. Алмаев Р.А., ст.преп. Кавелин Н.Ю.

Рецензент: доцент, к.т.н. Ишбулатов М.Г.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой природообустройства, строительства и гидравлики доцент Мустафин Р.Ф.

 

 

 

 

Уфа, БГАУ, кафедра природообустройства, строительства и гидравлики

ВВЕДЕНИЕ

 

Технико-экономические показатели и надежность работы системы водоснабжения населенного пункта существенно зависят от качества проектирования ее основных элементов (водозабора, водораспределительной сети, напорно-регулирующих сооружений). Поэтому, знание методов расчета и проектирования всего комплекса сооружений водоподачи, умение применять их на практике является необходимым условием профессиональной подготовки инженера по специальности 270100 Промышленное и гражданское строительство и должно быть показано студентом в ходе выполнения конкретного проектного задания.

В состав исходных данных на проектирование включаются:

- генеральный план объекта водоснабжения;

- состав водопотребителей на определенный расчетный период;

- характеристика предприятий производственного сектора (с указанием потребности в воде, режима водопотребления и необходимых напоров);

- топографические условия;

- степень благоустройства территории и этажность застройки;

- характеристика источников водоснабжения.

В соответствии с этими данными требуется: рассчитать водопотребление, обосновать выбор схемы водоснабжения объекта, выполнить на генплане трассировку водораспределительной сети, определить расчетом диаметры труб и параметры напорно-регулирующих сооружений.

При выполнении проекта необходимо использовать действующие нормативные материалы и специальную техническую литературу. Настоящие методические указания не заменяют литературные источники, а лишь дают направление самостоятельной работы студента.

 

РАСЧЕТ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ

При проектировании системы водоснабжения должны быть учтены расходы на хозяйственно-питьевые нужды населения, благоустройство населенного пункта (поливка зеленых насаждений и др.), общественное и индивидуальное животноводство, производственные нужды сельскохозяйственных и промышленных предприятий, пожаротушение.

 

Часовое водопотребление

 

Распределение расходов воды по часам суток в населенных пунктах, на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях рекомендуется принять на основании расчетных графиков суточного водопотребления. В качестве аналогов можно использовать графики, приведенные в литературе /3, 5/.

Водопотребление на каждый час суток определяется по формуле:

q₄ = PQ_сут.max/100, (1.1)

где Р – часовой расход в % от максимального суточного расхода Q_сут.max; берется из графика суточного водопотребления.

Результаты расчета q₄ по каждому сектору представляются в табличной форме (см.таблицу 1.1).

 

Таблица 1.1.

Распределение расходов воды по часам суток

Часы суток	Часовое водопотребление	Суммарное часовое водопотребление	Ординаты интегральной кривой
коммунальный сектор	животноводческий сектор	производственный сектор
%	м^3/ч	%	м^3/ч	%	м^3/ч	%	м^3/ч	%	м^3/ч

 

ВЫБОР СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

ТРАССИРОВКА СЕТИ

 

Состав сооружений проектируемого водоснабжения, их расположение на местности следует обосновать с учетом качества воды в источнике и требований ГОСТа, рельефа местности, размещения водопотребителей. Согласно рекомендациям /2/ прежде всего выясняют целесообразность устройства для данного населенного пункта централизованной системы хозяйственно-питьевого водоснабжения, объединенной с противопожарной.

Из возможных вариантов схем водоснабжения (с использованием поверхностного или подземного источника, самотечного водопровода или с насосной подачей) предпочтение отдать наиболее простой и экономичной схеме. При этом должен быть рассмотрен вопрос размещения водонапорной башни в начале сети или по схеме с контррезервуаром.

Трассировка водопроводной сети (изображение в плане) выполняется с учетом размеров планировки населенного пункта, размещения крупных потребителей, наличия естественных и искусственных преград, требований к надежности подачи воды.

В случае объединения хозяйственно-питьевой системы с противопожарной предпочтение отдают кольцевым сетям. Кольца по возможности должны быть вытянуты вдоль основного направления движения воды с равномерным охватом всей территории населенного пункта. Целесообразно наметить основные (магистральные) линии, которые выполняют функцию транспортирования воды. Их проводят по наиболее высоким геодезическим отметкам на расстоянии 300 – 500 м друг от друга, а между собой соединяют перемычками (с расстоянием между ними 500 – 800 м). К отдельно расположенным потребителям воды предусматривают тупиковые ответвления.

Для населенных пунктов с числом жителей менее 500 человек, а также при значительной линейной протяженности территории объекта водоснабжения, проектируют тупиковые сети.

 

Расчет кольцевой сети

Для кольцевых сетей вследствие неопределенности направлений движения воды по участкам система возможных уравнений (баланса расхода для каждого узла, баланса напоров для каждого участка и баланса потерь напора для каждого кольца) является незамкнутой.

Разработан ряд расчетных методов для подобных гидравлических систем. Все они реализуются с обязательным соблюдением двух условий:

 

Sq = 0 (для узла);

Sh = 0 (для кольца)

Первое из них выражает равенство расходов в узле (приток равен оттоку), а второе – равенство потерь напора на участках, где вода движется по часовой стрелке и в обратном направлении.

Обычно используется метод балансирования напоров, суть которого в следующем: для рассматриваемой расчетной схемы обеспечивают выполнение условия Sq = 0 для каждого узла и последующим расчетом добиваются выполнения второго условия Sh = 0 для каждого кольца. Расчет ведется методом последовательных приближений в такой последовательности:

1) назначают направление движения воды по участкам;

2) намечают исходное распределение расходов на участках (с соблюдением условия Sq = 0 и возможности подачи воды к основным потребителям при аварийном отключении одной из линий);

3) определяют по прикидочным расходам диаметры труб на участках;

4) вычисляют потери напора на участках и выполняют увязку сети (для удовлетворения условия Sh = 0).

 

Определение диаметров труб

Диаметры труб находят по прикидочным расчетным расходам участков сети одним из известных способов /3/.

При использовании уравнения баланса расхода скорость движения воды принять в пределах u = 0,7 – 1,5 м/с. Меньше значения рекомендуются для труб диаметром d < 300 мм.

При определении диаметра с учетом экономического фактора (например, по формуле, предложенной Н.А. Карамбировым /3/) его значение удобно найти по таблицам Ф.А. Шевелева /4/.

Независимо от способа определения d следует иметь ввиду, что в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения, объединенного с противопожарным, согласно /2/ минимальный диаметр труб не может быть меньше 100 мм.

Определение потерь напора

Для расчета длинных водопроводных труб обычно используют формулу:

 

h = АКlq², (3.5)

h = Sq², (3.6)

где А – удельное сопротивление, зависит от материала и диаметра трубы;

К – поправочный коэффициент, учитывающий неквадратичность режима;

l – длина участка;

q – расчетный расход на учатске;

S – сопротивление участка.

Значение А и К принимают по справочной литературе /3, 4/.

Потери напора можно найти с использованием таблиц Ф.А. Шевелева, в которых для различных расходов q и диаметров d приведены значения 1000 I (здесь I – гидравлический уклон, выражающий потери напора на 1 м длины трубопровода).

 

Увязка кольцевой сети

Для обеспечения намеченного исходного потокораспределения в сети необходимо выполнить условие Sh = 0 (для каждого кольца).

При расчете по прикидочным расходам обычно имеем Sh = ± Dh (здесь h – невязка в кольце). Допустимая величина невязки составляет Dh_доп = 0,3 – 0,5 м. Если Dh > 0,5 м, производят увязку сети одним из известных методов /3, 5/.

Рекомендуется применить метод А.Г. Лобачева, который предусматривает перераспределение расходов (с перегруженных ветвей колец на недогруженные) путем введения поправочных расходов Dq во всех кольцах сети на каждом шаге вычислительного процесса в ходе последовательных приближений.

Поправочный расход в каждом кольце определяется по формуле:

Dq = Dh / 2 S (Sq), (3.7)

где знаменатель представляет собой удвоенную сумму произведений сопротивления S на расход q всех участков кольца.

Для участков, например, i – го кольце, имеющего общий участок с j – ым кольцом, исправленный расход в общем случае равен:

Q_{испj =} q_j Dq_i + Dq_j (3.8)

где q_i – прикидочный расход участка i – го кольца;

D q_i, Dq_j – соответственно поправочные расходы i – го и j – го кольца.

Третий член правой части (3.8) учитывается только при рассмотрении участка, принадлежащего сложным кольцам.

Аналогично определяется q_испj для участков j – го кольца:

Следует иметь ввиду, что поправочный расход пропускается по кольцу в направлении, противоположном знаку невязки (знаки Dq и Dh различны). Поэтому расчетные расходы уменьшаются на величину расхода Dq на участках с направлением движения воды, совпадающим со знаком невязки, и увеличиваются на Dq на участках с обратным движением воды.

Уточняющий расчет выполняется до получения требуемой точности. Обычно достаточно трех-четырех исправлений.

Сеть с подобранными диаметрами труб проверяется на пропуск пожарного расхода воды. В качестве расчетного принимают случай, когда время возникновения пожаров и максимального водопотребления совпадают. Необходимые для расчета число пожаров, расходы на внешнее и внутренне пожаротушение, свободные напоры в сети при пожаре, объем и место расположения пожарных запасов воды следует обосновать с учетом требований /2/.

Гидравлический расчет кольцевой сети удобно вести в табличной форме (см. таблицу 3.2).

 

Расчет тупиковых участков

Тупиковые участки следует рассматривать как боковые ответвления разветвленных трубопроводов с известным напором в точке подключения и заданным направлением движения воды.

Задача расчета сводится к определению диаметров труб по допустимым потерям напора на участках.

Минимальный диаметр согласно /2/ принимают 100 мм.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Стандарт предприятия СТП 0493582-003-2000. Самостоятельная работа студента. – Уфа: БГАУ, 2001. – 22 с.

2. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985. – 136 с.

3. Смагин В.Н. Курсовое и дипломное проектирование по сельскохозяйственному водоснабжению. – М.: Агропромиздат, 1990. – 260 с.

4. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справочное пособие. – М.: Стройиздат, 1984. – 116 с.

5. Оводов В.С. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение. – М.: Колос, 1982. – 480 с.

6. Абрамов Н.Н. Водоснабжение: Учебник для ВУЗов. – М.: Стройиздат, 1982. – 440 с.

 

Б3.В.ДВ.5 ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ СЕЛЬСКИХ

НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполению РГР и контрольной работы

 

Направление 270800 Строительство

 

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

 

Уфа 2010

УДК 631.6

ББК 40.6

Г 46

Методические указания предназначены для студентов факультета землеустройства и лесного хозяйства.

 

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета землеустройства и лесного хозяйства (протокол № 4 от 24 января 2010 г.)

Составители: проф. Алмаев Р.А., ст.преп. Кавелин Н.Ю.

Рецензент: доцент, к.т.н. Ишбулатов М.Г.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой природообустройства, строительства и гидравлики доцент Мустафин Р.Ф.

 

 

 

 

Уфа, БГАУ, кафедра природообустройства, строительства и гидравлики

ВВЕДЕНИЕ

 

Технико-экономические показатели и надежность работы системы водоснабжения населенного пункта существенно зависят от качества проектирования ее основных элементов (водозабора, водораспределительной сети, напорно-регулирующих сооружений). Поэтому, знание методов расчета и проектирования всего комплекса сооружений водоподачи, умение применять их на практике является необходимым условием профессиональной подготовки инженера по специальности 270100 Промышленное и гражданское строительство и должно быть показано студентом в ходе выполнения конкретного проектного задания.

В состав исходных данных на проектирование включаются:

- генеральный план объекта водоснабжения;

- состав водопотребителей на определенный расчетный период;

- характеристика предприятий производственного сектора (с указанием потребности в воде, режима водопотребления и необходимых напоров);

- топографические условия;

- степень благоустройства территории и этажность застройки;

- характеристика источников водоснабжения.

В соответствии с этими данными требуется: рассчитать водопотребление, обосновать выбор схемы водоснабжения объекта, выполнить на генплане трассировку водораспределительной сети, определить расчетом диаметры труб и параметры напорно-регулирующих сооружений.

При выполнении проекта необходимо использовать действующие нормативные материалы и специальную техническую литературу. Настоящие методические указания не заменяют литературные источники, а лишь дают направление самостоятельной работы студента.

 

РАСЧЕТ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ

При проектировании системы водоснабжения должны быть учтены расходы на хозяйственно-питьевые нужды населения, благоустройство населенного пункта (поливка зеленых насаждений и др.), общественное и индивидуальное животноводство, производственные нужды сельскохозяйственных и промышленных предприятий, пожаротушение.