Кафедра: Водоснабжения и Водоотведения.

Кафедра: Водоснабжения и Водоотведения.

Курсовой проект

по водоотводящим сетям и сооружениям

 

 

Выполнил студент: Шабашов А. А.

Группа: ЗСВ – 51

Шифр:

Дом. адрес:

 

Проверил: Гудков А. Г.

 

Вологда

Оглавление:

Введение…………………………………………………………………….3

1. Исходные данные……………………………………………………….4

2. Разбивка на бассейны водоотведения, выбор системы и схемы водоотведения…………………………………………………………...5

3. Выбор местоположения главной насосной станции, площадки очистных сооружений и вида трассировки сети………………………6

4. Определение расчетных расходов……………………………………...8

5. Гидравлический расчет бытовой водоотводящей сети……………….24

6. Гидравлический расчет одного из сооружений на сети (дюкера)……35

Заключение…………………………………………………………….........39

Список литературы…………………………………………………………40

 

Введение.

В курсовом проекте необходимо выполнить в соответствии с заданием, состоящим из генплана населенного пункта в регионе 13 (Республика Мордования) с горизонталями и исходными данными. Получив задание с исходными данными и генпланом, я знакомлюсь с ними, анализирую их с точки зрения поставленной задачи, ее объема и содержания. Перечерчиваю и уточняю генплан объекта, его планировку, рельеф, расположение характерных водопотребителей, вызывающих сосредоточенный сброс сточных вод. А также разбиваю на бассейны водоотведения, выбираю системы и схемы водоотведения; уточняю выбор местоположения главной насосной станции, площадки очистных сооружений и вида трассировки сети; определяю гидравлический расчет бытовой водоотводящей сети и гидравлический расчет одного из сооружений на сети (дюкера). При проектировании проекта подбираю необходимую нормативную, справочную и техническую литературу.

 

Исходные данные

 

 

Разбивка на бассейны водоотведения, выбор системы и схемы водоотведения.

Проектирование водоотводящей сети начинаю с разбивки территории города на бассейны. Границы бассейна водоотведения, как правило, соответствуют линиям водоразделов, границам застройки, водным потокам. При плоском рельефе местности границы бассейнов назначаю, исходя из условия возможно большего охвата территории самотечной сетью. Разбиваю всю территорию на два бассейна водоотведения, так как город расположен по обоим берегам рек.

 

2.1 Системы водоотведения.

Удаление сточных вод за пределы населенных мест и промышленных предприятий производится по трубам и каналам, как правило, самотеком, в связи, с чем они прокладываются с уклонами. Использование при удалении сточных вод гидравлического транспорта является наиболее целесообразным в технико-экономическом и санитарном отношении. Подземные сети (коммуникации) современных городов являются сложным хозяйством. В современных благоустроенных городах для удаления и обезвреживания сточных вод устраивают системы централизованной канализации, состоящие из канализационных сетей, насосных станций, очистных сооружений и выпусков.

В зависимости от того, какие категории сточных вод отводит канализационная сеть, различают общесплавные, раздельные (полные и неполные) и полураздельные системы канализации.

При проектировании системы водоотведения предпочтение отдаю полураздельной системе, так как расход водных протоков равен 2,21 м³/с, что меньше 5.

 

 

Схемы водоотведения.

Схема водоотведения населенного места определяется главным образом рельефом территории и намечаемым местом для размещения очистных сооружений и выпуска сточных вод. Схема может быть централизованная, когда все сточные воды объекта канализования отводятся на одни очистные сооружения, и децентрализованная, когда устраиваются две и более очистных станций. Вторая схема применяется для крупных городов с населением более 500 – 700 тыс. человек при соответствующих местных условиях. Схемы начертания канализационной сети могут быть перпендикулярными, пересеченными, зонными и радиальными.

В моем случае применима централизованная схема, так как численность населения меньше 500 тыс. человек и пересеченная схема начертания, так как она предусматривает прокладку главного коллектора по пониженной грани территории объекта, обычно вдоль водного протока. Если учитывать условия применимости, то уклон местности к водоему спокойный.

 

 

Трассировка сети.

Трассировкой называют начертание канализационной сети в плане. Она является одним из ответственных этапов при составлении схемы канализации. От принятых принципов трассировки зависит общая схема канализации. На выбор трассы сети влияют рельеф местности и вертикальная планировка; принятая система канализации и число канализационных сетей; перспективы развития и очередность строительства; грунтовые условия; характер застройки кварталов, ширина улиц, напряженность движения по ним, насыщенность подземными сооружениями; места расположения промышленных предприятий.

Трассировку канализационной сети производим в такой последовательности: сначала трассирую главный и отводной коллекторы, затем – коллекторы бассейнов канализования и в последнюю очередь – уличную сеть. Основной принцип трассировки диктуется необходимостью обеспечения минимального объема земляных работ, что достигается укладкой труб на наименьшей возможной глубине с максимальным использованием рельефа местности. Я трассирую по пониженной стороне квартала, эту трассировку применяют при выраженном рельефе местности (i > 0,007) и небольших кварталах.

Требования к гидравлическому расчету и высотному

Расчет бытовой сети

В таблицу по форме 6 я заношу результаты расчета каждого самотечного участка. Сначала заполняю столбцы с исходными данными – столбцы 1, 2, 3, 10 и 11(расходы – из последнего столбца формы 5, длины и отметки земли – по генплану города). Затем производим гидравлический расчет последовательно каждого участка в следующем порядке:

 

Таблица 5.3

№ участка	Длина, м	Отметки земли, м
в начале	в конце
1-2	10,16
2-3	19,96
3-4	25,9
4-5	32,84
6-7	2,0		162,5
7-8	11,32	162,5
8-9	11,32
9-14	14,19
12-13	4,9	162,5
13-14	7,15
14-15	21,39		161,8
10-15	7,96		161,8
15-16	26,82	161,8	160,2
11-16	2,83	160,3	160,2
16-21	30,1	160,2
21-26	36,82
20-25	8,21	163,5	162,5
28-25	6,36		162,5
25-26	14,57	162,5
26-27	45,82
27-34	82,74
30-29	7,38	162,7
29-34	7,38
33-34	5,98	162,5
34-35	97,77
35-36	97,77
36-37	111,01
37-38	163,93
38-40	166,58
19-18	5,98	163,5	163,3
18-24	12,48	163,3
24-23	12,48		162,4
17-22	21,88	162,5	162,5
22-23	28,06	162,5	162,4
23-31	50,49	162,4	161,4
32-31	5,18	162,3	161,4
31-39	53,71	161,4	160,5
39-40	53,71	160,5
40-ГНС	215,12

 

1. Если участок – верховой, то глубину заложения трубопровода в начале участка h₁ принимаю равной минимальной h_min, причем ориентировочный диаметр принимаю равным минимальному для принятого вида сети и системы водоотведения (табл. 5.1). Если участок имеет примыкающие к нему вышерасположенные участки, то начальную глубину ориентировочно принимаю равной наибольшей глубине заложения в конце этих участков.

2. Рассчитываю ориентировочный уклон трубопровода:

i_o = (h_min – h₁ + z₁ – z₂)/l, (5.1)

где z₁ и z₂ – отметки поверхности земли в начале и конце участка;

l – длина участка.

В результате может получиться и отрицательное значение уклона.

3. Подбираю трубопровод с необходимым диаметром D, наполнением h/D, скоростью течения v и уклоном i по известному расчетному расходу. Трубы подбираю по таблицам Лукиных А.А. Подбор начинаю с минимального диаметра, постепенно переходя к большим. Уклон должен быть не менее ориентировочного i₀ (и, если диаметр трубы равен минимальному, не менее минимального уклона – табл. 5.1). Наполнение должно быть не больше допустимого (табл. 5.2). Скорость должна быть, во-первых, не менее минимальной (табл. 5.2), во-вторых, не меньше наибольшей скорости на примыкающих участках.

Если расход на участке менее 9-10 л/с, то участок можно считать нерасчетным: диаметр и уклон принимаю минимальными, а наполнение и скорость – не подбираю. Заполняю столбцы 4, 5, 6, 7, 8 и 9.

Падение рассчитываю по формуле: ∆h=i·l, м

где, i – уклон,

l – длина участка, м.

Наполнение в метрах равно произведению наполнения в долях на диаметр.

4. Из всех примыкающих к началу участков выбираю участок с наибольшей глубиной заложения, который и будет сопряженным. Затем принимаю тип сопряжения (в зависимости от диаметра труб на текущем и сопряженном участках). Затем рассчитываю глубины заложения и отметки в начале участка, при этом возможны следующие случаи:

а) Если сопряжение – «по воде», то отметка воды в начале участка равна отметке воды в конце сопряженного участка, т.е. значения из столбца 13 переписываю в столбец 12. Затем вычисляю отметки дна в начале участка, которая равна, отметка земли в начале участка минус глубина заложения в начале участка и записываю результат в столбец 14.

б) Если сопряжение – «по шелыгам», то вычисляю отметка дна в начале участка: z_д.нач.=z_д.сопр.+D_{тр.сопр.}- D_тр.тек.

где, z_д.сопр.- отметка дна в конце сопряженного участка, м.

D_{тр.сопр.} – диаметр трубы на сопряженном участке, м.

D_тр.тек. – диматр трубы на текущем участке, м.

Эту величину записываю в столбец 14. Затем вычисляю отметку воды в начале участка, которая равна сумме отметки дна в начале участка z_д.нач. и глубины заложения в начале участка и записываю в столбец 12.

в) Если участок не имеет сопряжения (т.е. верховой или после насосной станции), то отметка дна в начале участка равна разнице отметки поверхности земли в начале участка и глубины заложения в начале участка. Отметку воды в начале участка определяю аналогично предыдущему случаю, или, если участок – нерасчетный, принимаю равной отметке дна, а в столбцах 12 и 13 ставлю прочерки.

В первых двух случаях глубину заложения в начале участка определяю по формуле: h₁=z₁- z_1д.

5. Рассчитываю глубину заложения и отметки в конце участка:

- отметка дна равна разнице отметки дна в начале участка и падения,

- отметка воды равна сумме отметки дна в конце участка и наполнения в метрах или разнице отметки дна в начале участка и падения,

- глубина заложения равна разнице отметок поверхности воды и дна в конце участка.

Если глубина заложения окажется больше максимальной глубины для заданного вида грунта (в моем случае максимальная глубина 4,0 м.), то в начале текущего участка ставлю районную или местную насосную станцию, глубину в начале участка принимаю равной минимальной, и расчет повторяю, начиная с пункта 3 (скорости на примыкающих участках при этом не учитываю).

Заполняю столбцы 13, 15 и 17. В столбце 18 можно записываю тип сопряжения, сопряженный участок, наличие насосных станций и т.д.

Гидравлический расчет самотечной канализационной сети представляю в форму 6.

По результатам гидравлического расчета водоотводящей сети строю продольный профиль главного коллектора одного из бассейнов водоотведения. Под построением продольного профиля главного коллектора понимается вычерчивание его трассы на разрезе местности по участкам до ГНС. Продольный профиль главного коллектора представляю в графической части. Я принимаю керамические трубы, так как грунтовые воды агрессивны к бетону.

 

 

№ учас-тка	Рас- ход, л/с	Дли- на, м	Ук-лон	Па-де- ние, м	Диа- метр, мм	Ско- рость, м/с	Наполне- ние	Отметки, м	Глубина	При-ме- ча- ние
земля	вода	дно
доли	м	в нача- ле	в кон- це	в на- чале	в кон- це	в нача- ле	в кон- це	в на- чале	в конце
1-2	10,16		0,005	1,3		0,68	0,49	0,10			158,4	157,1	158,3		1,7
2-3	19,96		0,004	1,32		0,74	0,55	0,14			157,09	155,77	156,95	155,63	3,05	4,37	Н.С.
3-4	25,9		0,003	0,39		0,73	0,50	0,15			158,45	158,06	158,3	157,91	1,7	2,09
4-5	32,84		0,003	0,93		0,78	0,58	0,17			158,08	157,15	157,91	156,98	2,09	3,02
6-7	2,0		0,007	1,05		-	-	-		162,5	-	-	161,3	160,25	1,7	2,25
7-8	11,32		0,005	1,45		0,70	0,52	0,10	162,5		162,6	158,9	160,25	158,80	2,25	3,2
8-9	11,32		0,005	0,55		0,70	0,52	0,10			158,9	158,35	158,8	158,25	3,2	3,75	Н.С.
9-14	14,19		0,005	1,4		0,74	0,60	0,12			160,42	159,02	160,30	158,9	1,7	4,1	Н.С.
12-13	4,9		0,007	1,89		-	-	-	162,5		-	-	160,8	158,91	1,7	4,09	Н.С.
13-14	7,15		0,007	0,84		-	-	-			-	-	161,3	160,46	1,7	2,54
14-15	21,39		0,004	1,12		0,75	0,57	0,14		161,8	161,44	160,32	161,3	160,18	1,7	1,62
10-15	7,96		0,007	1,96		-	-	-		161,8	-	-	160,3	158,34	1,7	3,46
15-16	26,82		0,003	0,24		0,75	0,52	0,16	161,8	160,2	158,4	158,16	158,24		3,56	2,2
11-16	2,83		0,007	1,82		-	-	-	160,3	160,2	-	-	158,6	156,78	1,7	3,42
16-21	30,1		0,003	0,45		0,76	0,55	0,17	160,2		156,85	156,4	156,68	156,23	3,52	3,77
21-26	36,82		0,003	1,65		0,76	0,51	0,18			156,36	154,71	156,18	154,53	3,82	5,47	Н.С.
20-25	8,21		0,007	2,52		-	-	-	163,5	162,5	-	-	160,8	158,28	1,7	4,22	Н.С.
28-25	6,36		0,007	2,59		-	-	-		162,5	-	-	161,3	158,71	1,7	3,79
25-26	14,57		0,004	1,16		0,69	0,46	0,12	162,5		160,92	159,76	160,8	159,64	1,7	0,36
26-27	45,82		0,003	1,08		0,79	0,58	0,20			159,74	158,66	159,54	158,46	0,46	1,54
27-34	82,74		0,002	0,76		0,84	0,60	0,27			158,63	157,87	158,36	157,6	1,64	2,4
30-29	7,38		0,007	2,87		-	-	-	162,7		-	-		158,13	1,7	4,87	Н.С.
29-34	7,38		0,007	1,75		-	-	-			-	-	161,3	159,55	1,7	0,45
33-34	5,98		0,007	2,59		-	-	-	162,5		-	-	160,8	158,21	1,7	1,79
34-35	97,77		0,002	0,86		0,87	0,67	0,30			157,9	157,04	157,6	156,74	2,4	3,26
35-36	97,77		0,002	0,5		0,87	0,67	0,30			157,04	156,54	156,74	156,24	3,26	3,76
36-37	111,01		0,002	0,42		0,87	0,63	0,32			156,51	156,09	156,19	155,77	3,81	4,23	Н.С.
37-38	163,93		0,002	0,42		0,91	0,71	0,39			158,69	158,27	158,3	157,88	1,7	2,12
38-40	166,58		0,002	0,46		0,91	0,72	0,40			158,28	157,82	157,88	157,42	2,12	2,58
19-18	5,98		0,007	2,94		-	-	-	163,5	163,3	-	-	161,8	158,86	1,7	4,44	Н.С.
18-24	12,48		0,005	1,3		0,71	0,55	0,11	163,3		161,71	160,41	161,6	160,3	1,7	2,7
24-23	12,48		0,005	0,9		0,71	0,55	0,11		162,4	160,41	159,51	160,3	159,4	2,7
17-22	21,88		0,004	0,48		0,75	0,58	0,15	162,5	162,5	160,95	160,47	160,8	160,32	1,7	2,18
22-23	28,06		0,003	0,69		0,75	0,53	0,16	162,5	162,4	160,43	159,74	160,27	159,58	2,23	2,82
23-31	50,49		0,003	0,9		0,82	0,62	0,22	162,4	161,4	159,65	158,75	159,43	158,53	2,97	2,87
32-31	5,18		0,007	2,17		-	-	-	162,3	161,4	-	-	160,6	158,43	1,7	2,97
31-39	53,71		0,003	0,9		0,83	0,65	0,23	161,4	160,5	158,61	157,71	158,38	157,48	3,02	3,02
39-40	53,71		0,003	0,36		0,83	0,65	0,23	160,5		157,71	157,35	157,48	157,12	3,02	2,88
40-гнс	215,12		0,002	0,1		0,91	0,60	0,42			157,19	157,09	156,77	156,67	3,23	3,33

 

 

Сюда вставить поперечный профиль реки, который на миллиметровке

Расчет дюкера.

При гидравлическом расчете и проектировании дюкера следует соблюдать следующие условия:

- количество рабочих линий – не менее двух;

- диаметр труб из стали – не менее 150 мм.;

- трасса дюкера должна быть перпендикулярна фарватеру;

- боковые ветви должны иметь угол наклона к горизонту α – не более 20º;

- глубина укладки подводной части дюкера h – не менее 0,5 м, а в пределах фарватера – не менее 1 м.;

- расстояние между дюкерными линиями в свету b, должно быть 0,7 – 1,5 м.;

- скорость в трубах должна быть, во-первых, не менее 1 м/с, во-вторых, не менее скорости в подводящем коллекторе (V_д.≥ V_к.);

- за отметку воды во входной камере принимается отметка воды в самом глубоком коллекторе, подходящем к дюкеру;

- отметка воды в выходной камере ниже отметки воды во входной камере на сумму потерь напора в дюкере, т.е. z_вых.= z_вх.- ∆h.

Порядок проектирования и гидравлического расчета дюкера:

1. На миллиметровой бумаге строю профиль реки в месте прокладки дюкера в одинаковых горизонтальном и вертикальном масштабах. Намечаю ветви дюкера и определяю его длина L.

2. Расчетный расход в дюкере определяю аналогично расходам на расчетных участках (т.е. беру из формы 5).

3. Принимаю расчетную скорость в дюкере V_д. и количество рабочих линий.

4. По таблицам Шевелева подбираю диаметр труб по скорости и расходу в одной трубе, равному расчетному расходу, поделенному на количество рабочих линий; нахожу потери напора в трубах на единицу длины.

5. Рассчитываю потери напора в дюкере, как сумму:

где - коэффициент местного сопротивления на входе =0,563;

- скорость на выходе из дюкера, м/с;

- сумма потерь напора на всех поворотах в дюкере;

- угол поворота, град.;

- коэффициент местного сопротивления в колене поворота (табл. 6.1)

Таблица 6.1

Коэффициенты местного сопротивления в колене (при диаметре до 400 мм.)

Угол поворота
10º	0,126
30º	0,138
45º	0,136
90º	0,162

 

6. Проверяю возможность пропуска всего расчетного расхода по одной линии при аварийном режиме работы дюкера: при ранее заданном диаметре находят скорость и потери напора в дюкере ∆h_авар.

7. Должно соблюдаться неравенство: h₁ ≥ ∆h_авар. - ∆h,

где, h₁ – расстояние от поверхности земли до воды во входной камере

Если это соотношение не соблюдается, то увеличивают диаметр линий до тех пор, пока условие не будет выполнено. Находят скорость течения при этом диаметре и нормальном режиме работы дюкера. Если скорость будет меньше 1 м/с, то одну из линий принимают как резервную.

8. Рассчитывается отметка воды в выходной камере дюкера.

В нашем случае дюкер длиной 83 м. с расчетным расходом 33,13 л/с. К дюкеру подходит один коллектор (4-5) диаметром 300 мм., и скоростью течения 0,78 м/с., скорость в трубопроводе за дюкером –0,84 м/с. Дюкер имеет в нижней и в восходящей ветвях по два отвода с углом - 10º. Уровень воды во входной камере –157,15 м., расстояние от поверхности земли до воды – 2,85 м.

Принимаем 2 рабочих линии дюкера. Пользуясь таблицей Шевелева, принимаем при расходе 16,565 л/с стальные трубы диаметром 150 мм., скорость воды 0,84 м/с, потери напора на 1 м. – 0,0088 м.

Рассчитываем потери напора:

- по длине: ∆h₁ =0,0088*83=0,7304 м.

- на входе: ∆h₂ =0,563*(0,84)²/19,61=0,020 м.

- на выходе: ∆h₃ =(0,84 -0,84)²/19,61=0 м.

- на 4-ех поворотах: ∆h₄=4*(10/90)*0,126*(0,84)²/19,61=0,002 м.

- общие: ∆h=0,7304 +0,020 +0 +0,002 =0,7524 м.

Проверяем работу дюкера при аварийном режиме: при расходе 33,13 л/с и диаметре труб 150 мм. Находим скорость – 1,68 м/с и единичные потери напора – 0,033. Пересчитываем потери напора:

- по длине: ∆h₁ =0,033*83=2,739 м.

- на входе: ∆h₂ =0,563*(1,68)²/19,61=0,081 м.

- на выходе: ∆h₃ =(0,84-1,68)²/19,61=0,036 м.

- на 4-ех поворотах: ∆h₄=4*(10/90)*0,126*(1,68)²/19,61=0,008 м.

- общие: ∆h_авар.= 2,739 +0,081 +0,036 +0,008 =2,864 м.

Проверяем условие: 2,85 ≥ (2,864-0,7524 =2,1116 м). Условие выполняется. Проверяю трубопровод на пропуск расхода при нормальном режиме работы: при расходе 33,13 м/с и диаметре 150 мм. скорость составит 1,68 м/с. Так как получившаяся скорость больше 1 м/с, то обе линии принимаю как рабочие.

Рассчитываем отметку воды на выходе из дюкера:

z_вых.= z_вх.- ∆h= 157,15 - 2,864=154,29 м.

 

Заключение.

Выполняя курсовой проект, рассчитали по исходным данным водоотводящую сеть города, которая представлена в расчетно-пояснительной записке и по расчетам сделали графическую часть.

В данном курсовом проекте была спроектирована водоотводящая сеть населенного пункта в республике Мордовии с общей численностью населения 35351 чел.

Выбрали для данного региона полураздельную систему водоотведения, так как расход воды 95 % обеспеченности 2,21 м³/с, что меньше 5 м³/с. Также выбрали для данного населенного пункта централизованную схему водоотведения, так как численность населения меньше 500 тыс. чел. и пересеченную схему, потому что прокладка главного коллектора предусматривается по пониженной грани территории объекта, вдоль водного протока.

Сделали трассировку сети по пониженной стороне квартала и произвели необходимые расчеты. Рассчитали средние расходы с площадей кварталов, суточные расходы зданий и промышленного предприятия, сосредоточенные секундные расходы от зданий общественного и коммунального назначения, а также промышленного предприятия и расходы на участках канализационной сети населенного пункта.

По расчетным расходам провели гидравлический расчет и высотное проектирование. По гидравлическому расчету подобрали диаметры труб, уклон трубопровода, скорости, наполнения в трубопроводе и тип трубопровода на участках бытовой сети.

В графической части построили в масштабе план населенного пункта, продольный план главного коллектора, дюкер и смотровой колодец.

Кафедра: Водоснабжения и Водоотведения.

Курсовой проект

по водоотводящим сетям и сооружениям

 

 

Выполнил студент: Шабашов А. А.

Группа: ЗСВ – 51

Шифр:

Дом. адрес:

 

Проверил: Гудков А. Г.

 

Вологда

Оглавление:

Введение…………………………………………………………………….3

1. Исходные данные……………………………………………………….4

2. Разбивка на бассейны водоотведения, выбор системы и схемы водоотведения…………………………………………………………...5

3. Выбор местоположения главной насосной станции, площадки очистных сооружений и вида трассировки сети………………………6

4. Определение расчетных расходов……………………………………...8

5. Гидравлический расчет бытовой водоотводящей сети……………….24

6. Гидравлический расчет одного из сооружений на сети (дюкера)……35

Заключение…………………………………………………………….........39

Список литературы…………………………………………………………40

 

Введение.

В курсовом проекте необходимо выполнить в соответствии с заданием, состоящим из генплана населенного пункта в регионе 13 (Республика Мордования) с горизонталями и исходными данными. Получив задание с исходными данными и генпланом, я знакомлюсь с ними, анализирую их с точки зрения поставленной задачи, ее объема и содержания. Перечерчиваю и уточняю генплан объекта, его планировку, рельеф, расположение характерных водопотребителей, вызывающих сосредоточенный сброс сточных вод. А также разбиваю на бассейны водоотведения, выбираю системы и схемы водоотведения; уточняю выбор местоположения главной насосной станции, площадки очистных сооружений и вида трассировки сети; определяю гидравлический расчет бытовой водоотводящей сети и гидравлический расчет одного из сооружений на сети (дюкера). При проектировании проекта подбираю необходимую нормативную, справочную и техническую литературу.

 

Исходные данные