Расчет водопровода

 

  Таблиця 3. Розрахункові й максимальні витрати води на добу максимального водоспоживання

 

  Для зручності наступних обчислень витрати води в табл.3 наведені в м3/год і в л/с. (1 л/с = 3,6 м3/год). 

  Побудова графіку погодинного водоспоживання води за добу для населеного пункту 

  Графік погодинного водоспоживання води за добу для населеного пункту будуємо, відкладаючи по осі ординат години доби, а по осі абсцис погодинні витрати води в населеному пункті (табл.2, стовпець 26). Побудований графік наведений на мал.2. 

  Мал.1. Графіки водоспоживання населеного пункту й подачі води насосними станціями: 1 – графік добового водоспоживання; 2 - графік подачі води насосною станцією першого підйому; 3 - графік подачі води насосною станцією другого підйому.

 

      Визначення режиму роботи насосних станцій 

  Для насосної станції першого підйому (НС I) режим роботи протягом доби призначаємо рівномірним. 

  Qнс1год.= Qнпдоб.макс./ 24 = 2349,1/24 = 97,88 м3/год, (8) 

  де Qнпдоб.макс – максимальна добова витрата населеного пункту.

  Для насосної станції другого підйому (НС II) графік подачі води, по можливості, повинен збігатися із графіком водоспоживання населеного пункту. Аналізуючи графік водоспоживання приймемо три розрахункових режими роботи НС II (може бути і менше і більше). Перший режим - мінімальна подача води в період з 0 до 6 годин. Другий режим - середня подача води в періоди з 6 до 7, з 12 до 18 і з 23 до 24 годин. Третій режим - максимальна подача води в періоди з 7 до 12 і з 18 до 23 години. Співвідношення між подачами приймемо: 

  Q нсII год.макс / Q нсII год.хв = 3

  Q нсII год.порівн / Q нсII год.хв = 2 

  Ці співвідношення можуть бути й іншими, але, при використанні однакових насосів, обов'язково кратними 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5 і т.д. Наприклад, якщо при мінімальній подачі буде працювати два насоси, а при максимальній - п'ять, то співвідношення між подачами складе 2,5.

  Подачу одного насоса визначимо по формулі: 

  Qгод.нас = Q нп год.макс / е (n i ґ ti) , (9) 

  де n i – кількість працюючих насосів; t i – час роботи даної кількості насосів у годинах доби.

  У першому наближенні будемо вважати, що мінімальну подачу здійснює один насос, тоді при середній подачі необхідно два насоси, а при максимальної - три.

  Qгод.нас = 2349,1/ (1ґ6+2ґ8+3ґ10) = 45,2 м3/год.

  Прийняті графіки подачі насосних станцій наведені на мал.1. 

  Визначення об’єму резервуарів чистої води і об’єму бака водонапірної башти 

     Визначення об’єму резервуарів чистої води 

  Об’єм резервуарів чистої води (РЧВ) знайдемо, як суму трьох обсягів води: регулюючого обсягу, запасного обсягу на власні потреби очисних споруд і недоторканного запасу води на протипожежні потреби.

  Регулюючий обсяг визначаємо як подачу води в РЧВ (подача НС I) і відбір води із РЧВ (подача НС II). Розрахунок проводимо табличним способом (табл.4). Заносимо в графу 3 в інтегральному (сумарному) виді подачу НС I, а в графу 4 - НС II. Різниця між ними дає нам поточне значення обсягу води акумульованого в резервуарах чистої води. Шуканий регулюючий обсяг одержимо, як суму максимального позитивного і максимального негативного (по абсолютній величині) значень поточного обсягу води в резервуарах. Негативних значень може й не бути.

  Wрчврег.= 323,56+ 8,67= 332,32 м3.

  Запасний обсяг води на власні потреби очисних споруд орієнтовно приймемо рівним 7% від добового споживання води:

  Wрчво.с.= 0,07 ґ 2349,1 = 164,4 м3.

  Недоторканий запас води на протипожежні потреби знайдемо по формулі: 

  Wрчвпож.= SW + 3(3,6 ґ nпож ґqпож – Qнс1ч), (10) 

  де SW – максимальна сума споживання води за третю годину підряд (за графіком водоспоживання це період з 7 до 10 годин); nпож – розрахункова кількість одночасних пожеж; qпож – розра хункова витрата води на зовнішнє пожежогасіння в л/с; Qнс1год – подача насосної станції першого підйому в м3/год.

  Wрчвпож.= (166,78+149,22 +141,08) + 3(3,6 ґ 2 ґ 15 – 97,88) = 487,44 м3. 

  Wрчв = Wрчврег. + Wрчво.с. + Wрчвпож. =164,4+ 487,44 + 332,32 = 984,16 м3. 

  Таблиця 4. Визначення регулюючих обсягів резервуарів чистої води й бака водонапірної башти

 
 
 
 
 
 

  Визначення числа й розмірів резервуарів чистої води 

  Число резервуарів має бути, по можливості, найменшим, але не менш двох. По додатку 10 підбираємо кількість і розміри підходящих за обсягом типових резервуарів для води. Вибираємо два круглих резервуара зі збірного залізобетону місткістю в 500 м3 (Діаметр одного резервуара 12 м, висота 4,8м). Резервуари роблять напівзаглибленими із захисним насипом зверху. Відповідно до розрахункової схеми резервуару (рис.2) визначимо максимально можливу глибину води в ньому й проведемо висотну прив'язку. 

  

  Рис.2. Розрахункова схема резервуара чистої води. 

  Тому що ми маємо два однакових резервуара,по об’єму,розглянемо їх водночас (кожен на 500 м3 ):

  Максимальна глибина води в резервуарі: 

  h = 4Wрчв / npD2 = 4 ґ 984,16/2 ґ 3,14 ґ 122 = 4,35 м. 

  Оцінка поверхні землі в місці розташування резервуарів, відповідно до плану населеного пункту (мал.1), становить 42м. Оцінка дна резервуара буде дорівнювати:

  Сдна РЧВ = Спов. землі – H/2 = 42 –4,8/2 = 39,6 м. 

  Оцінка максимального рівня води: 

  Своди макс = Сдна РЧВ + h = 39,6 + 4,35 = 43,95 м. 

   Визначення об’єму бака водонапірної башти 

  Об’єм баку водонапірної башти (ВБ) визначаємо, як суму регулюючого обсягу й запасного об’єму води на пожежогасіння.

  Регулюючий обсяг визначимо, зіставляючи приплив води у ВБ (подача НС II) і відбір води із ВБ (споживання води населеним пунктом).

  Розрахунок проводимо табличним способом (табл.4). Заносимо в графу 2 в інтегральному виді споживання води населеним пунктом (переписуємо стовпець 27, табл.2). Подача НС II у нас уже є в графі 4. Різниця між ними дає нам поточне значення обсягу води, що повинен бути в баку водонапірної башти. Шуканий регулюючий обсяг одержимо, як суму максимального позитивного і максимального негативного (по абсолютній величині) значень поточного обсягу води в баку.

  Wвбрег. = 30,05+ 48,17= 78,22м3.

  Обсяг води на пожежогасіння, що запасається в баку водонапірної башти, повинен забезпечувати десятихвилинне гасіння однієї зовнішньої й однієї внутрішньої пожежі при одночасній найбільшій витраті води на інші потреби населеного пункту: 

  Wвбпож.= 0,6 ( qпож + qвнпож + qнп ), (11) 

  де - qпож. – розрахункова витрата води на зовнішнє пожежогасіння, прийнята відповідно до додатку 11 (у нашім випадку qпож. = 15 л/с); qвнпож. - розрахункова витрата води на внутрішнє пожежогасіння (відповідно до додатка 12, приймаємо qвнпож. = 2,5 л/с);

  qнп – максимальна витрата населеного пункту, дорівнює 46,32/с (див.табл.3).

  Wвбпож.= 0,6 ( 15 + 2,5 + 46,32) = 38,3м3. 

  Wвб = Wвбрег. + Wвбпож. = 78,22+ 38,3 = 116,52 м3. 

   Визначення розмірів бака водонапірної башти 

  Резервуар або бак водонапірної башти звичайно роблять циліндричним. Максимальну висоту води в баку визначають по залежності: 

  h = 4Wрчв / pD2. 

  Відношення найбільшої висоти води в баку до діаметра бака лежить у межах від 0,8 до 1,2. У першому наближенні приймемо це співвідношення рівним 1. Тоді h =D і формула прийме вид: 

  D = 4Wвб / pD2;

  D3 = 4Wвб / p = 4 ґ 116,52/3,14 = 148,43 м3; 

  D = 5,29 м.

  Округлимо діаметр до півметра в найближчу сторону. D = 5,5 м. 

  h = 4Wрчв / pD2 = 4 ґ 116,52/3,14 ґ 5,5 2 = 4,90 м; 

  h / D = 4,90 /5,5 = 0 ,89.

  

  Мал.4. Розрахункова схема бака водонапірної башти. 
 
 
 
 

Трасування магістральної водогінної мережі. Визначення місця розташування водопровідних споруд

  Магістральну водогінну мережу проектуємо кільцевою так, щоб вона рівномірно охоплювала райони житлової забудови населеного пункту.

  Магістральну мережу прокладаємо по найкоротшому шляху поблизу автодоріг і проїздів, прямолінійно, паралельно лініям забудови. Перетинання проїздів виконуємо під прямим кутом.

  Місце розташування водозабірних споруд (артезіанська свердловина) у нас задана. Насосну станцію першого підйому поєднуємо із свердловиною. Очисні споруди, резервуари чистої води і насосну станцію другого підйому розташовуємо в безпосередній близькості до насосної станції першого підйому. Водонапірну башту встановлюємо на початку магістральної водогінної мережі, бажано на високій місцевості.

  На план населеного пункту наносимо трасу магістральної мережі й позначаємо місце розташування водопровідних споруд.