Водоотведение населенного пункта

Начальная глубина заложения канализационной  сети определяется возможностью присоединения  канализуемых объектов с учетом глубины  промерзания грунта и воздействия  динамических и статических нагрузок. В соответствии со СниПом:

H_f=H_r+i*l+Δ+z_f-z_r, м   (6.7)

H_r-глубина заложения наиболее удаленного колодца дворовой сети, м

H_г=H_пр-0,3   (6.8)

 

     H_пр- глубина промерзания (опеделяется по климатографическому справочнику);

l-длина  дворовой сети от наиболее  удаленного колодца;

i-уклон  дворовой сети;

z_f-отметка земли у первого уличного колодца;

z_r-отметка земли у наиболее удаленного колодца дворовой сети;

Δ- разница между диаметрами труб дворовой и уличной сети.

Δ=d_f-d_r=200-150=50мм=0,05м

H_f=1,7-0,3=1,4 м

Главный коллектор

H_f=1,4+1,76+0,05+(314-313,9)=3,31 м

1 Коллектор

H_f=1,4+2,45+0,05+(314-314)=3,9 м

2 Коллектор

H_f=1,4+1,05+0,05+(307,2-307,6)=2,1 м

Результаты  гидравлического расчета сети сведены  в таблицу приложения 5.

1. Расчет главной насосной станции
1. Заполняется таблица притока сточных вод на насосную станцию.

Расчеты сводятся в таблицу приложения 6.

2. СНиП [1] рекомендует принимать количество  напорных водоводов не менее  двух, с устройством в случае  необходимости между ними переключений. Диаметр напорных водоводов определяется  по таблицам для расчета напорных  канализационных труб [6] с учетом  экономических скоростей.

Vэ=0,7-0,9 –для  труб d≤400 мм

Vэ=0,9-1,4 –для  труб d>400 мм

Длина напорных водоводов l=1400 м

q_max^α=1878,935 м3/ч

q_max^c=1878,935/3,6=521,926

 

Так как  два водовода, то q_вод¹=260,96 л/с но в случае аварии q_вод^ав=521,926 л/с

q_вод¹=260,96 л/с                           q_вод^ав=521,926 л/с                 

       D=600 мм                                    D=600 мм

       V= 0,93 м/с                                  V=1,95 м/с

        i=0,00198                                     i=0,0082

3. Определение требуемого напора насосов.

Нтр=Нгеод+∑h, м   (7.1)

где Нгеод-геодезическая  высота подъема сточных вод, равная разности отметок уровня воды в приемной камере очестных сооружений и дна  приемного резервуара.

Нгеод=300,1-292,27=7,83 м

∑h=hл+hм+hнс+hв,   (7.2)

-потери  напора

hл-линейные потери

hл=i*l, м   (7.3)

 

hм-местные потери

hм=(10-15)% hл,м   (7.4)

 

hнс-потери внутри насосной станции

hнс=2-2,5м

hв-потери в водомере

hв=3м

Нтр=7,83+0,00198*1400+0,15*0,00198*1400+2,5+3=16,52 м

4. По катологу  насосов подбираем насосы, согласно  ранее  определеным расчетным  параметрам  q_max^α и Нтр.

q_max^α =878,935/2=939,4675 м³/ч

Нтр=16,52 м

    Принимаем  2 насоса марки СД 800/32б, два  рабочих и два резервных.

5. Построение  совмещенного графика работы  насосов и водоводов.

Построение  характеристик водоводов.

Сопротивление одного водовода

S₁=∑h₁/ (q_вод¹)²=8,69/(0,26096)²=127,61   с²/м²   

Сопротивление системы двух водоводов

S₂=∑h/ (q_сис)²=8,69/(0,521926)²=31,90   с²/м²

     При произвольно выбранных значениях  q (м³/с) напора шкалы графика определяются потери напора в одном водоводе и всистеме.

Результаты  сводятся в таблицу 4. По результатам  строятся характеристики водоводов. Потери напора откладываются от Нгеод. По данным совмещенного графика работы насосов  и водоводов проводится анализ режима работы насосов.

 

 

 

	Q, м3/с	Н, м
I н в1 в	965	17,2
I н в 2 в	1120	11
II н в 1в	1200	22,5
II н в 2 в	1950	16

 

     Так как насосы не обеспечивают  необходимую подачу при аварии  на одном из водоводов, то  необходимо предусмотреть включение  резервных насосов и устройство  переключения между ними. Число  переключений определяется подбором.

Сопротивление системы при аварии на одном из водоводов определяется по формуле:

S_ав=∑h_ав/(q_сис)²   (7/5)

Принимаем  одну камеру переключения.

∑h_ав=i*l/2+i_ав*l/2+0,15i*l+2,5+3=0,00198*1400/2+0,0082*1400/2+0,15**0,00198*1400+2,5+3=13,05 м

S_ав=13,05/(0,521926)²=47,91

Строим графическую  характеристику системы при аварии и определяем Q_ав и Н_ав.

Расчеты по определению потерь напора при  аварийном режиме сводятся в таблицу 4.

Таблица 4.

Расчетный расход, q, м3/с		Для 1 водовода					Для системы		Для системы при аварии
		S1			∑h=S1*q2		S	∑h=S*q2	S	∑hав=Sав*q2
0					0			0		0
0,025					0,08			0,02		0,03
0,05					0,319			0,08		0,12
0,075		127,61			0,72		31,90	0,179	47,91	0,269
0,1					1,276			0,319		0,4791
0,125					1,994			0,498		0,749
0,15					2,871			0,718		1,078
0,175					3,908			0,977		1,488
0,2					5,104			1,276		1,917
0,225					6,480			1,615		2,425
0,25					7,976			1,994		2,994
0,275					9,651			2,4124		3,623

8. Расчет дождевой канализации

1. Трассировка дождевой сети.

Основные  рекомендации:

1. Уклоны трубопроводов принимаются близкими к уклону местности с учетом допустимых скоростей.

Vmin≤Vr≤Vmax

Vmin – по таблице 16 СниПа, в зависимости от диаметра.

Vmax =7 м/с – для неметаллических труб

Vmax=10 м/с – для металлических труб

2. Наполнение принимают равным 1.
3. Наименьшие диаметры дождевой сети принимаются:

Dmin=250мм - для уличной сети

Dmin=200 мм - для внутриквартальной сети

4. Уклон соединительной ветки i=0,02
5. Минимальная глубина заложения начального колодца дождевого коллектора определяется по формуле:

Нл=Ндожд+i*l+∆d+∆z, м   (8.5)

где Ндожд  – глубина дождеприемника, принимаемая  по типовому проекту.

Для средней  полосы принимаем Ндожд=1,44 м

1. уклон соединительной ветки, i=0,02

l- длина соединительной ветки прнимается равной половине ширины проезжей части, но может быть меньше или больше.

∆d – разница диаметров коллектора и соединительной ветки, м

∆d=D-d, м

∆z- превышение мостовой по оси над дном лотка.

∆z=z₁-z₂, м

       ∆z=0,12 м

1) Расчетный  расход дождевых сточных вод  определяется по формуле.

q_cal=β*q_r, м   (8.1)

где β-коэффициент, учитывающии заполнение свободной емкости сети в момент возникновения напорного режима и определяемый по таблице 11 [1].

β=0,65

q_r- расход дождевых сточных вод.

q_r=z_mid*A^1,2*F/t_r^1,2n-0,1   (8.2)

где z_mid- среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока.

z_mid=(a*z΄_част+б*z΄΄_част+в*z΄΄΄_част+…)/(а+б+в+…)   (8.3)

 

z_част-частные значения коэффициентов стока, принимаются по таблице 2 [8].

а,б,в…-площади  стока, %

А,n-параметры,

t_r-расчетная продолжительность дождя, равная прдолжительности протекания поверхностных вод по поверхности и трубам расчетного участка, мм

2) Определение  параметра А.

А=q₂₀*20ⁿ*(1+lgP/lgm_r),   (8.4)

где q₂₀-интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 мин. при Р=1 год, определяемая по чертежу 1 [1].

      n-показатель степени, определяемый потаб. 4 [1].

      m_r-среднее количество дождей за 1 год, принимаемое по таб. 4 [1].

Р – период однократного превышения расчетной  интенсивности дождя, принимаемый  по п. 2.13 [1].

ν – показатель степени, принимаемый по табл. 4 [1].

 

q₂₀=80 л/с*га

n=0,71

mr=150

ν=1,54

P=1 год

A= 80*20^0,71 *(1+lg 1/lg150)^1,54=671

3) Определение  времени поверхностной концентрации  в соответствии с п. 2.16 [1].

tcon=8 мин

4) Определение  времени протекания дождевых  вод по потокам, оно равно  1-2 мин. Так как длина лотка  в данном расчете неизвестна  принимаем tcan=2 мин

5) Определение  места установки первого дождеприемника. Используем формулу:

l_con=q_л(t_con+t_can)^1,2-0,1*10⁴/z_mid*л^1,2*(В_кв+В_ул/2)   (8.5)

где q_л- пропускная способность лотка, определяемая по табл.10 [8].

В_кв- ширина квартала, м

В_ул- ширина улицы, м

В_кв= 200м

В_ул= 20м

А=671

z_mid=(0,273*60+0,224*5+0,145*5+0,125*5+0,09*10+0,64*10+0,038*5)/100=0,21

Находим уклон уличного лотка i_can=(306-304,6)/220=0,006

По табл.10 [8], с шириной мостовой 12 м, находим  пропускную способность лотка для  i=0,006

q_л=99,99  л/с

V=0,72  м/с

lcan=99,99*(8+2)^1,2*0,71-0,1*10⁴/0,21*671^1,2*(200+20/2)=52 м

6. Определяем время прбега воды по уличному колодцу по формуле:

t_can=0,021*l_can/V_can, мин   (8.6)

t_can=0,021*52/0,72=2  мин

7. Время пробега от самой дальней точки квартала до первого колодца дождевого коллектора по формуле:

Твыш=tcon+tcan= 8+2=10  мин

8. Гидравлический рассчет сводим в таблицу приложения 7.
9. Определяем площади бассейна стока по участкам

Fрас=Fсоб+Fвыш+Fбок   (8.7)

10. Определяем предельную скорость, по таб.13 [8].
11. Гидравличчческий расчет заключается в том, чтобы ориентируясь на уклон местности, подобрать такие диаметры труб и уклоны, при которых пропускная способность их при полном наполнении соответствует расчетным расходам. Допускается отклонение ±5-10%.
12. Определяем глубину заложения коллектора в колодце 1.