Определение расходов воды на нужды города

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

Исходные данные

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.

1. Определение расчётного расхода воды отдельными категориями потребителей

1.1 Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города

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.

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.

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:

1.2 Расходы воды на коммунальные нужды города

1.2.1 Расходы воды на поливку улиц и площадей

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)

1.2.2 Расход воды на поливку зелёных насаждений

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

1.3 Расход воды для промышленных предприятий

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.

1.3.1 Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия

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:

1.3.2 Расход воды на души на предприятии

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:

1.3.3 Расход воды на производственные нужды промпредприятия

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.

1.4 Расход воды на пожаротушение

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.

2. Трассировка магистральных водопроводных сетей и составление их расчётных схем

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.