Министерство образования и науки Украины
Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет
Кафедра экологии
Расчетно-графическая работа
по дисциплине "Водоснабжение, водообеспечение и улучшение качества воды"
Выполнила:
ст. гр. ДЭК - 41
Мыхайлык В. Н.
Проверил: проф. Душкин С. С.
Харьков – 2010
Содержание
Исходные данные
1. Определение расчётного расхода воды отдельными категориями потребителей
1.1 Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города
1.2 Расходы воды на коммунальные нужды города
1.2.1 Расходы воды на поливку улиц и площадей
1.2.2 Расход воды на поливку зелёных насаждений
1.3 Расход воды для промышленных предприятий
1.3.1 Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия
1.3.2 Расход воды на души на предприятии
1.3.3 Расход воды на производственные нужды промпредприятия
1.4 Расход воды на пожаротушение
2. Трассировка магистральных водопроводных сетей и составление их расчётных схем
1. Генплан города с горизонталями в масштабе 1: 10000.
2. Плотность населения - 360 чел/га.
3. Норма водопотребления - 250 л/сут.
4. Этажность застройки - 5 эт.
5. Наименование предприятия - Завод безалкогольных напитков.
6. Производительность предприятия - 125 мі/сут.
7. Количество рабочих - 1850 чел.
8. Количество рабочих в смену - 690 чел.
При определении расходов воды, на хозяйственно-питьевые нужды населения города необходимо определить его количество по отношению:
N = F * P, (1.1)
где N - численность населения, чел;
F - площадь части города, га;
Р - плотность населения, чел/га.
Площадь той или иной части города определяем после тщательного изучения характера планировки города: результаты подсчётов территории жилых кварталов, которые предварительно нумеруются, сводим в табл.1.1.
Таблица 1.1 - Площадь территории кварталов города.
| № кварталов |
Площадь, га |
№ кварталов |
Площадь, га |
№ кварталов |
Площадь, га |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
| 1 |
3,5 |
38 |
2,54 |
75 |
1,86 |
| 2 |
3 |
39 |
3,2 |
76 |
1,83 |
| 3 |
1 |
40 |
2,5 |
77 |
2,05 |
| 4 |
3,06 |
41 |
2,31 |
78 |
2,13 |
| 5 |
2, 19 |
42 |
2,2 |
79 |
3,55 |
| 6 |
1,32 |
43 |
2,4 |
80 |
3,91 |
| 7 |
1,5 |
44 |
1,4 |
81 |
1,03 |
| 8 |
1,06 |
45 |
1,82 |
82 |
4,72 |
| 9 |
1,1 |
46 |
2,2 |
83 |
0,97 |
| 10 |
2,05 |
47 |
1,74 |
84 |
1,21 |
| 11 |
2,37 |
48 |
1,61 |
85 |
1,47 |
| 12 |
2 |
49 |
1,05 |
86 |
3,42 |
| 13 |
2 |
50 |
2,1 |
87 |
3,5 |
| 14 |
1 |
51 |
1,5 |
88 |
1,6 |
| 15 |
2,95 |
52 |
2,61 |
89 |
0,99 |
| 16 |
3,5 |
53 |
2,7 |
90 |
0,87 |
| 17 |
1,3 |
54 |
3,61 |
91 |
1, 19 |
| 18 |
1,7 |
55 |
3,18 |
92 |
2,18 |
| 19 |
2 |
56 |
1,95 |
93 |
1 |
| 20 |
1,34 |
57 |
3,3 |
94 |
2,56 |
| 21 |
1,81 |
58 |
1,87 |
95 |
2,56 |
| 22 |
1,28 |
59 |
1,13 |
96 |
1,62 |
| 23 |
2,06 |
60 |
1,5 |
97 |
2,16 |
| 24 |
1,78 |
61 |
1,52 |
98 |
2,85 |
| 25 |
1 |
62 |
4,5 |
99 |
2,03 |
| 26 |
2,61 |
63 |
3,42 |
100 |
1,0 |
| 27 |
2,05 |
64 |
0,96 |
101 |
0,79 |
| 28 |
2,5 |
65 |
0,7 |
102 |
0,65 |
| 29 |
1,23 |
66 |
1,11 |
| 30 |
0,96 |
67 |
1,46 |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
| 31 |
2 |
68 |
2,43 |
| 32 |
1,38 |
69 |
3,01 |
| 33 |
1,9 |
70 |
1,05 |
| 34 |
5,7 |
71 |
2,08 |
| 35 |
4,48 |
72 |
2,2 |
| 36 |
2,35 |
73 |
0,82 |
Σ205,1
|
| 37 |
1 |
74 |
0,89 |
N = 205,1 * 360 = 73836 чел.
Определяем площадь территории города, занятую под зелёные насаждения, площадь улиц, площадей, площадь территорий промпредприятия.
Таблица 1.2 - Площадь зелёных насаждений.
| № кварталов |
Площадь, га |
№ кварталов |
Площадь, га |
| 1 |
3,03 |
9 |
3,97 |
| 2 |
3,95 |
10 |
3,24 |
| 3 |
3,37 |
11 |
3,65 |
| 4 |
2,94 |
12 |
1,68 |
| 5 |
3,89 |
13 |
1,87 |
| 6 |
2,91 |
14 |
1,34 |
| 7 |
2,76 |
15 |
2,45 |
| 8 |
3,42 |
16 |
2,38 |
Σ47,61
Площадь улиц - 34,01 га. Площадь промпредприятия - 4,7 га.
Максимальный суточный расход воды населением города определяем поформуле:
 (1.2)
где N - количество населения в городе;  - норма максимального суточного водопотребления.
Средний часовой расход определяем по формуле:
 (1.3)
Максимальный часовой расход определяем по формуле:
 (1.4)
где Кч - коэффициент часовой неравномерности:
 (1.5)
где 
 - зависит от количества жителей.
Максимальный секундный расход воды:
Максимальный суточный расход:
 (1.6)
где F - площадь улиц и площадей,  ;
q - норма расхода воды на поливку, принимаемая в зависимости от типа покрытия от поливки и др. условий. Для механизированной поливки усо-
вершенствованных покрытий улиц и площадей q=0,3-0,4 л/;
n - число поливок, принимается 1-2 в зависимости от режима поливки;
0,1 - поливается 10 % от всей площади.
Средний часовой расход:
 (1.7)
Максимальный часовой расход:
 (1.8)
где Кч - коэффициент часовой неравномерности расходования воды на поливку, для средних городов Кч=0,4.
Максимальный секундный расход воды:
 (1.9)
Максимальный суточный расход:
 (1.10)
где Fз - площадь зелёных насаждений, ;
qз - норма расхода воды на поливку, принимаемая 3,0-4,0 л/;
n - число поливок, в сутки принимается 1-2.
0,15 - 15% от всей площади, поливается.
 (1.11)
Средний часовой расход:
 (1.12)
Максимальный часовой расход:
 (1.13)
Максимальный секундный расход воды:
Расчётные расходы воды на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды населенных мест сводим в табл.1.3.
Таблица 1.3 - Расходы воды на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды города
| Характер рас хода воды |
 |
 |
 |
 |
| Хозяйственно-питьевые нужды населения |
18459 |
769,13 |
1116,12 |
310,03 |
| Неучетные расходы |
1845,9 |
76,91 |
111,61 |
31,10 |
| Поливка улиц |
20,41 |
0,85 |
3,4 |
0,94 |
| Поливка зелених насаждений |
571,32 |
23,81 |
95,29 |
26,47 |
| Итого |
20896,63 |
870,70 |
1326,42 |
368,54 |
Расход воды для промышленных предприятий слагается из расхода воды на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды, расхода воды на души и расхода воды на производственные нужды.
На пивоварном заводе работает 1850 человек, в том числе в максимальную смену 430 человек.
Завод работает в три смены со следующим распределением работающих по сменам:
1 смена максимальная - 690 чел - 37% от всего количества работающих, тогда на 2 и 3 смену приходится по 26,5 % от всего количества работающих, т.е. по 360 человек.
В холодных цехах работает 80% от общего количества работающих, а в горячих цехах 20% что составляет:
хол. цеха 80% - 1480 человек,
гор. цеха 20% - 370 человек.
В максимальную смену, с количеством работающих 690 чел.:
хол. цеха 80% - 552 человек,
гор. цеха 20% - 138 человек.
Средний часовой расход:
где 0,045 и 0,025 - соответственно нормы водопотребления на 1 рабочего в горячих и холодных цехах;
Nг и Nх - соответственно количество работающих на предприятии в горячих и холодных цехах.
Расчётные максимальный часовой и секундный расходы в разрезе суток должны приниматься по смене, в которой работает наибольшее количество рабочих, т.е. в 1 смену.
Максимальный часовой расход:
где nг и nх - соответственно количество работающих на предприятии в горячих и холодных цехах.
Kг и Kx - коэффициенты часовой неравномерности соответственно в горячих и холодных цехах Kг=2,5, Kx=3;
tcм - продолжительность рабочей смены в часах, 8 часов.
Максимальный секундный расход воды:
Количество работающих, пользующихся душами, устанавливается для каждого предприятия с соблюдением санитарных норм проектирования промышленных предприятий.
На тракторном заводе количество работающих, пользующихся душами, составляет 30% от общего числа работающих, т.е.555 человек, с распределением по цехам:
в холодных цехах 10% - 185 человек,
в горячих цехах 20% - 370 человек.
В максимальную смену, с количеством работающих 690 чел.:
в холодных цехах 10% - 69 человек,
в горячих цехах 20% - 138 человек.
По нормам пользование душем принимается в течение 45 мин. После окончания каждой смены, а поэтому максимальный часовой расход воды на души составляет:
0,06 и 0,04 - соответственно нормы расхода на один душ в горячих и холодных цехах.
Максимальный секундный расход воды:
Расход воды на производственные нужды промпредприятий должен приниматься по данным технологов предприятий.
Максимальный суточный расход воды предприятий на производственные нужды:
где П - суточная продукция предприятия;
qуд - средний удельный расход на производство единицы продукции,  .
При отсутствии данных о расходах воды на производственные нужды по отдельным сменам потребление воды принимается равным в течение всего времени работы предприятия.
Максимальный часовой расход при этом равен:
где t - продолжительность работы предприятия в течении суток, ч.
Максимальный секундный расход воды на производственные нужды:
Таблица 1.4 - Расход воды для промышленных предприятий.
| Характер рас хода воды |
 |
 |
 |
 |
| Хозяйственно-питьевые нужды промпредприятия |
2,2 |
7,1 |
2,0 |
| Расход воды на души |
39,5 |
10,1 |
| Расход воды на производственные нужды |
1875 |
78 |
21,7 |
| Итого |
124,6 |
33,8 |
Расчётный расход на наружное пожаротушение зависит от размеров населённого пункта, этажности здания и степени их огнестойкости, размеров производственных зданий, категорий производств и др. факторов.
Максимальный секундный расход воды на тушение пожаров определяется по формуле:
где qпож - расчётный расход воды на пожаротушение 1 наружного пожара, л/с;
q’пож - расчётный расход воды на внутреннее пожаротушение, л/с;
n - число пожаров.
Исходя из расчётной продолжительности пожара tn = 3ч., полный расход воды на тушение пожара может быть определён по формуле:
 
Полный расход воды на тушение пожара за 3 часа:
Расход воды на пожаротушение за 1 час:
Секундный расход воды на пожаротушение:
Таблица 1.5 - Сводная таблица расходов воды.
| Характер расхода воды |
|
 |
|
|
| Хозяйственно-питьевые нужды промпредприятия |
18459 |
769,13 |
1116,12 |
310,03 |
| Коммунальные нужды города |
59,17 |
24,66 |
98,64 |
74,41 |
| Неучетные расходы |
1845,9 |
76,91 |
111,61 |
31,0 |
| Расходы воды для промпредприятия |
124,6 |
33,8 |
| Расходы воды нв пожаротушение |
288,0 |
80,0 |
| Итого |
1738,97 |
529,24 |
Магистральная водопроводная сеть проектируется в виде системы 4 замкнутых колец, охватывающих целые группы кварталов. Кольца расчётной сети должны быть по возможности вытянутыми вдоль преобладающего направления течения воды. Длина расчетных участков колец магистральной сети находится в пределах 400-1000 м. Узловые точки сети нумеруются, проставляются длины каждого участка между узловыми точками, а также намечается место сосредоточенного расхода воды - промпредприятия.
Определяем удельный расход воды по формуле:
где Q - общий секундный расход, л/с;
qсоср - расход воды на промпредприятии, л/с;
Ʃl - суммарная длина участков магистральной сети, м.
Для каждого участка магистральной сети определяем путевые расходы по формуле:
где qуд - удельный расход, л/см, l - расчётная длина участка сети, м.
 = 0,049*470 = 23,03л/с
 = 0,049*950 = 46,55л/с
 = 0,049*1050 = 51,45л/с
 = 0,049*140 = 6,86л/с
 = 0,049*150 = 7,35л/с
 = 0,049*320 = 15,68л/с
 = 0,049*1150 = 56,35л/с
 = 0,049*920 = 45,08л/с
 =0,049*1070 = 52,43л/с
 = 0,049*940 = 46,06л/с
 = 0,049*950 = 46,55л/с
 = 0,049*180 = 8,82л/с
 = 0,049* 850 = 41,65л/с
 =0,049*430 = 21,07л/с
=0,049*170 = 8,33л/с
 = 0,049*180 = 8,82л/с
 = 0,049*1100 = 53,9л/с
ΣQп = 540,7 л/с, что равно Q - qсоср
Вычисленные путевые расходы воды отдельных участков заменяем узловыми расходами по формуле:
т.е. узловой сосредоточенный расход в каждом узле сети равняется полусумме путевых расходов всех участков сети, примыкающих к данному узлу.
 =0,5 (23,03+46,06+53,9) = 61,49 л/с
 =0,5 (46,55+23,03) = 34,79л/с
 =0,5 (46,55+51,45+21,07) = 59,54л/с
 =0,5 (51,45+6,86) = 29,16л/с
 =0,5 (6,86+7,35) = 7,11 л/с
 =0,5 (7,35+15,68) = 11,52л/с
 =0,5 (56,35+41,65+15,68) = 56,84 л/с
 =0,5 (56,35+45,08) = 50,72 л/с
 =0,5 (45,08+52,43+46,55) = 72,03 л/с
 =0,5 (52,43+46,06) = 49,25л/с
 =0,5 (21,07+8,82) = 14,95л/с
 =0,5 (8,33+8,82) = 8,58л/с
 =0,5 (53,9+8,33+8,82+41,65) = 56,35 л/с
ΣQузл = 512,33л/с
Правильность вычисления узловых расходов проверяем по формуле:
ΣQузл = ΣQп = Q - qсоср
512,33=512,33=512,33
Вычисленные путевые и узловые расходы выписываем на расчётную схему. На расчётной схеме указываем стрелками направления движения воды, с целью подачи ёё по кратчайшему расстоянию к наиболее отдалённым точкам сети, а затем предварительно намечаем количество воды, которое должен пропустить каждый расчётный участок магистральной сети. При этом подсчёт начинаем от конца сети к началу ёё, соблюдая в каждом узле баланс расхода воды, поступающих к узлу и отходящих от него, т.е. ƩQ=0.
|
