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
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 м³/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.