Водоотводящая сеть города

1
Введение
Вoдa – цeннeйший пpиpoдный pecypc. Oнa игpaeт иcключитeльнyю poль в
пpoцeccaх oбмeнa вeщecтв, cocтaвляющих ocнoвy жизни. Oгpoмнoe знaчeние вoдa
имeeт в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Oбщeизвecтнa
нeoбхoдимocть ee для бытoвых пoтpeбнocтeй чeлoвeкa, вceх pacтeний и живoтных.
Для мнoгих живых cyщecтв oнa cлyжит cpeдoй oбитaния.
Cocтoяниe вoдных pecypcoв, нa ceгoдняшний дeнь, вызывaeт тpeвoгy. В
вoдoёмы пoпaдaют oгpoмнoe кoличecтвo paзличных, нe cвoйcтвeнных им,
химичecких вeщecтв, кoтopыe yхyдшaют их кaчecтвo. Иcтoчникoм зaгpязнeния
oкpyжaющeй пpиpoднoй cpeды являeтcя любaя дeятeльнocть чeлoвeкa: нaceлeнныe
пyнкты, пpoмышлeнныe пpeдпpиятия, тeплoэлeктpocтaнции, тpaнcпopт, и дp.
Cтoчныe вoды, oбpaзyющиecя пpи иcпoльзoвaнии пpиpoднoй или вoдoпpoвoднoй
вoды для бытoвых цeлeй и тeхнoлoгичecких пpoцeccoв пpoмышлeнных
пpeдпpиятий, являютcя иcтoчникoм paзличных зaбoлeвaний и pacпpocтpaнeния
эпидeмий. Нeoбхoдимo пpинимaть мepы пo oхpaнe вoдных pecypcoв и oкpyжaющeй
cpeды в цeлoм.
Oхpaнa oкpyжaющeй cpeды пpeдcтaвляeт coбoй вecьмa мнoгoгpaннyю
пpoблeмy, peшeниeм кoтopoй зaнимaютcя, в чacтнocти, инжeнepнo-тeхничecкиe
paбoтники пpaктичecки вceх cпeциaльнocтeй, кoтopыe cвязaны c хoзяйcтвeннoй
дeятeльнocтью в нaceлeнных пyнктaх и нa пpoмышлeнных пpeдпpиятиях, кoтopыe
мoгyт являтьcя иcтoчникoм зaгpязнeния oкpyжaющeй cpeды.
Нa coвpeмeннoм этaпe oпpeдeляютcя cлeдyющиe нaпpaвлeнияpaциoнaльнoгo
иcпoльзoвaния вoдных pecypcoв: мнoгoкpaтнoe иcпoльзoвaниe вoдных pecypcoв
пocлe их лoкaльнoй oчиcтки; paзpaбoткa нoвых тeхнoлoгичecких пpoцeccoв,
пoзвoляющих пpeдoтвpaтить зaгpязнeниe вoдoeмoв и cвecти к минимyмy
пoтpeблeниe cвeжeй вoды.
2
1.1Водоотводящая сеть города
1.1.1 Определения количества жителей
Данный в задании город расположен в средней полосе РФ. Схема
водоотведения представлена на генплане. Маcштаб 1:5000. Грунт в данном городе в
основном глина -10 м.. Плотность населения в районе А равна 390 чел/га, в районе Б
равна 430 чел/га. Здания в районе А и Б оборудованы канализацией с системой
централизованного горячего водоснабжения.
Общее число жителей найдём по формуле :
N=P·F,
(1.1)
где P – плотность населения, чел/га;
F – площадь жилой застройки.
Площадь жилой застройки представлена в таблице 1.1.
Таблица1.1. – Определение площадей кварталов города
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
4,14
2,54
2,45
4,18
2,13
2,22
2,18
2,88
2,04
2,27
5,28
3,69
1,85
2,57
1,72
2,31
1,56
2,17
1,23
0,73
1,83
1,83
1,55
2,88
2,53
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
1,44
1,58
1,31
1,15
1,98
1,98
1,86
1,59
1,76
1,51
1,37
2,18
1,93
1,95
1,65
1,77
1,49
1,35
1,91
1,7
1,72
1,48
1,56
1,33
1,22
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
3,83
2,47
1,95
0,95
1,09
0,88
1,01
1,77
2,31
2,22
2,22
3,22
1,9
2,09
2,1
3,18
1,51
1,58
2,61
3,9
3,62
1,24
2,16
2,13
2,44
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
1,46
1,85
3,32
2,12
2,07
2,05
3,06
0,73
1,81
2,28
1,59
1,71
1,54
1,41
1,88
0,78
1,21
0,78
0,82
1,08
0,73
2,03
1,14
0,7
1,74
3
Продолжение таблицы
26
27
28
29
30
31
32
2,17
2,17
1,77
1,51
1,38
1,76
1,75
58
59
60
61
62
63
64
6,94
3,09
2,67
2,85
2,49
2,21
1,72
90
91
92
93
94
95
96
1,43
2,15
3,07
2,62
1,79
2,54
1,86
122
123
124
125
126
1,03
1,17
2,2
2,39
2,98
Общая площадь кварталов: Fкв=255,51 га
FквА=134,29 га,
FквБ=121,22 га.
Тогда, количество жителей в районах:
NА=390·134,29=52373 чел,
NБ=430·121,22=52125 чел.
1.1.2. Выбор системы и схемы канализации
В данном проекте разрабатывается система водоотведения города. Город
находится в средней полосе России. Проект планировки и застройки данного города
представлен с горизонталями через 1 метр.
По рельефу местности, мы определяем, что все стоки будут стекать по
безнапорным трубопроводам до главной насосной станции.
Очистные сооружения канализации располагаются на расстоянии 500 метров
от красной линии застройки. В проекте принята полная раздельная система
водоотведения. Полная раздельная система канализации предусматривает укладку
двух подземных сетей труб и каналов; в одну из них принимаются и по ней на
очистные сооружения отводятся бытовые и загрязненные производственные
сточные воды; по другой – дождевые, талые, дренажные и условно чистые
производственные сточные воды. Расчет дождевой сети в данном проекте не
рассматривается.
Схема канализации в проекте принята пересеченная. Коллекторы районов или
бассейнов канализования перехватываются в нижней части объекта (у водоема)
главным канализационным коллектором и отводятся на очистные сооружения.
4
1.1.3. Трассировка сети
Трассировкой называют начертание канализационной сети на плане местности.
Трассировку сети производят следующим образом: сначала трассируют главный и
отводящие коллекторы, отводящие воду на очистные сооружения; затем коллекторы
бассейнов канализования и в последнею очередь уличную сеть.
Главный коллектор прокладываем вдоль реки по всей протяженности города.
Коллекторы I – го порядка прокладываем исходя из условий самотечного режима
канализования.
1.1.4. Определение расчетных расходов
1.1.4. 1. Расчетные расходы бытовых сточных вод от города
Расчетным расходом называют максимальный расход сточных вод, пропуск которого
должны обеспечивать канализационные сооружения на расчетный период (в среднем 2025 лет).
Среднесуточный расход воды жителями города определяется по формуле:
Qср.сут А,Б = (𝑛·𝑁)/1000,м³/сут
(1.2)
где n – норма водоотведения по /3/ В зависимости от благоустройства районов
жилой застройки, nA=290 л/сут, nБ=290 л/сут на 1 – го человека;
N – количество жителей города, чел.
Qср.сут А = (290∗52373)/1000 = 15188,17 м³/сут.
Qср.сут Б = (290∗52125)/1000 = 15116,25 м³/сут
Среднечасовой расход сточной воды определяем по формуле:
Qср.час А,Б= 𝑛·𝑁/24·1000, м³/ч.
(1.3)
Qср.час А= (290∗30607)/(24*1000) =632,84 м³/ч.
Qср.час Б= (290∗37560)/(24*1000) =629,84 м³/ч.
Определяем среднесекундный расход сточной воды от жилой застройки по
формуле:
qср.сек А,Б= (Qср.час/3600) · 1000, л/с
(1.4)
qср.сек А= (632,84/3600) ∗ 1000 = 175,79 л/с
qср.сек Б= (629,84/3600) ∗ 1000 = 174,96 л/с
5
Определение удельного расхода
Удельный расход – это количество сточной жидкости приходящейся на единицу
площади жилых кварталов. Расход приходится на 1 га площади канализационной
территории называется модулем стока.
Найдем удельный расход:
q0 А,Б= 𝑛·𝑃/86400, л/с·га,
(1.5)
где n – норма водопотребления по /3/, л/с на 1 человека;
P – плотность населения, по заданию PA=390 чел/га, PБ=430 чел/га.
q0 А= (290·390)/86400 = 1,31 л/с·га,
q0 Б= (290·430)/86400 = 1,44 л/с·га.
1.1.4.2. Расчетные расходы бытовых сточных вод от промпредприятия
Расход сточных вод от промышленного предприятия определяется по формуле:
Qп.п.=qтехн.+qх-б+qдуш, л/с,
(1.6)
где qтехн. – расход на технологические нужды, л/с;
qх-б – расход на хозяйственно-бытовые нужды работников предприятия, л/с;
qдуш – расход воды на душевые нужды, л/с.
qтехн.= ((𝑛ед.пр.·М·𝑘)/(24·3600)) · 1000, л/с,
(1.7)
где M – количество вырабатываемой продукции, т/с;
nед.пр. – норма расхода на единицу вырабатываемой продукции, м³/т;
k – коэффициент неравномерности притока (k=1,7), м³/т.
qтехн.=51 м3 /ч = 14,16 л/с.
Найдём расход воды на душевые нужды по формуле:
qдуш = (𝑞душ.см. ·𝑛) /(24·3600) , л/с,
(1.8)
где qдуш.см. - душевое в смену, л/с;
n – количество смен (по заданию n=2).
qдуш.см. = (500·𝑁хол′ ·45/𝑁хол′′ ·60)+ (500·𝑁гор′ ·45/𝑁гор′′ ·60) ,л/смен, (1.9)
где 500 – это норма расхода воды на 1 душевую сетку;
6
45 – время приема душа;
N´хол. и N´хол. – количество работающих, пользующихся душем в холодном и
горячем цехак;
N´´хол. и N´´гор. – расчетное количество человек на 1 душевую сетку; N´´хол.= 15 чел,
N´´гор.=7 чел.
qдуш.см. = (500·76·45/15·60) + (500·392·45/7·60) =38650 л/смену.
qдуш = (25803,57·2)/(24·3600)=0,895 л/с.
Расход воды на хозяйственно – питьевые нужды рабочих:
qх-п = ((𝑞хол·𝑁хол′′ +𝑞гор·𝑁гор′)·n)/(24·3600) , л/с (1.10)
где N´хол. и N´гор. – количество рабочих в холодных и горячих цехак, чел;
qхол=25 и qгор=45- нормы водопотребления на одного работающего в холодных и
горячих цехах;
n – количество смен.
qх-п = ((25·380+45·400)*2)/(24·3600) =0,637 л/с
Qп.п.=14,16 +0,895+0,637=15,692 л/с.
1.1.4.3. Расчетные расходы бытовых вод от коммунальных предприятий
Расход сточных вод от коммунального предприятия определяется по формуле:
qк.п.= (𝑛·𝑀)/(𝑇·3600) ·K, л/с,
(1.11)
где n – норма водоотведения на одного посетителя, по заданию;
M - число человек, пользующихся коммунальным предприятием, по заданию.
Т – время работы коммунального предприятия, по заданию.
qк.п.=(300·1400)/(12·3600) ·1,3 =12,638 л/с
1.1.4.4.Определение расчетных расходов на участках сети
Расчетные расходы для расчетного участка сети определяем по тяготеющим
площадям и по удельному расходу на единицу длины трубопровода. При определение
расчетного расхода по тяготеющим площадям используются понятия попутного,
бокового, транзитный и сосредоточенного расхода.
7
Транзитный расход qmp – расход на предшествующем расчетном участке; боковой
расход qбок – расход, поступающий с боковой ветки; попутный расход q поп – расход,
поступающий с прилегающего квартала; сосредоточенный расход qc от нежилого
объекта.
При определении расчетного расхода общий коэффициент неравномерности может
быть введен только на общий средний расход qi
qi= q0×Fi, л/с.
(1.12)
где q0 – модуль стока, Fi – общая площадь кварталов, тяготеющая к данному
расчетному участку.
Коэффициент Кдел.max общей неравномерности определяется согласно СНиП
2.04.03-85* таблица 2.
Определение расчетных расходов начинается с диктующих точек.
Расчетные расходы на участках сети представлены в таблице 1.2
8
Таблица 1.2 Расчетные расходы на участках сети
Площадь кв-ов
F, Га
Попут.
боков.
Попут.
боков.
2
1,4
-
3
2,5
3,6
24,25
30,31
37,38
44,45
51,52
4
8,32
0
0
0
0
0
0
0
5
0
4,67
4,67
5,41
3,74
3,96
4,11
3,61
Модуль
стока
q0
л/с*га
6
1,31
1,31
1,31
1,31
1,31
1,31
1,31
1,31
9-10
10-11
11-12
59
60
61,62
3,09
2,67
5,34
6,94
9,45
25,82
12-13
63,123
3,38
13-14
124,125
14-15
126
15-КНС
-
58
26,32,39,46,53
11,12,13,37,33,34,40,41,47,48,54,55
14,15,16,17,18,19,
20,21,22,23,28,29,
35,36,42,43,49,50,56,57
120,121,117,118,
114,115,112,113,
111,69,68,67,66,65,64
116,119,122
70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,
80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,
91,92,93,94,95,96,97,98,99,100,
101,102,103,104,105,106,107,108,109
табл.1
№
участков
1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
№ кв-ов
Средние расходы qср л/c
Попут.
боков.
Транзит
Общий
7
10,90
0
0
-
8
0
6,12
6,12
7,09
4,90
5,19
5,38
4,73
9
0
10,90
17,02
23,13
30,22
35,12
40,31
45,69
10
10,90
17,02
23,13
30,22
35,12
40,31
45,69
50,42
11
2,08
1,96
1,88
1,83
1,80
1,76
1,73
1,70
от
жилых
кв-ов
12
22,69
33,35
43,47
55,36
63,19
71,13
78,99
85,67
1,31
1,31
1,31
4,05
3,50
7,00
9,09
12,38
33,82
50,42
63,56
79,44
63,56
79,44
120,26
1,67
1,64
1,59
31,21
1,31
4,43
40,89
120,26
165,57
4,59
22,68
1,44
6,61
32,66
165,57
2,98
3,25
1,44
4,29
4,68
0
95,62
1,44
-
137,69
Kобщ
Расчетные расходы, л/с
сосредоточенное
Суммарные
Местное Транзитное
13
0
0
0
0
0
0
0
0
14
0
0
0
0
0
0
0
0
15
22,69
33,35
43,47
55,36
63,19
71,13
78,99
85,67
106,33
130,37
191,80
0
0
12,638
0
0
0
106,33
130,37
204,44
1,58
262,20
0
12,638
274,84
204,84
1,57
322,37
0
12,638
335,01
204,84
213,81
1,57
336,01
0
12,638
348,65
213,81
351,50
1,54
540,31
15,692
12,638
568,64
9
1.1.5. Подготовка к гидравлическому расчету
Определяем начальное заложение уличной сети, исходя из условий:
1)
Промерзание грунта
hнач=hпр – 0,3, м,
(1.12)
где hпр – глубина промерзания грунтов, по заданию hпр =1,7 м.
hнач=1,7 – 0,3=1,4 м,
2) Возможность подключения наиболее удаленного участка сети:
Hзал=hнач+I·(L+1)+Zкз - Zнз+0,1, м,
(1.13)
где I – уклон трубы для дворовой сети, примем I=0.008;
(L+1) – длина дворовой и внутриквартальной линии от смотровогоколодца
уличной, до наиболее отдаленного дворового колодца, м;
Zкз – отметка поверхности земли у колодца уличной сети, м;
Zнз – отметка поверхности земли у наиболее удаленного колодца
дворовой или внутриквартальной сети, м;
0,1 – разница в отметках между лотками дворовой линии и уличной сети,
м.
Hзал=1,4+0,008·155 – (117-116) +0,1=1,74 м.
3) Защита трубопровода от механических повреждений:
H=0.7+d,
(1.14)
где d – диаметр трубопровода, м.
При проектировании высотной схемы прокладки сетей необходимо стремиться
к тому, чтобы соблюдались самоочищающиеся скорости Vрасч ≥ 0,70 м/с и не было
больших заглублений Нзал ≤ 7,5 м.
1.1.6. Гидравлический расчет водоотводящей сети города
H=0.7+0.2=0,9 м.
Расчетные расходы принимаем из таблицы 1.2.
Гидравлический расчет трубопроводов заключается в определении их
диаметров, уклона, наполнения и скорости.
10
Диаметр мм, уклон трубы i, скорость среды V, м/с, а так же расчетное
наполнение определяем по /2/.
Гидравлический расчет хозяйственно-бытовой канализации приведен в
таблице 1.3
11
Таблица 1.3. – Гидравлический расчет канализационной сети
табл. 2
№ уч-ка
1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-КНС
длина расход qр, Диаметр,
l,м.
мм
л/с
2
540
110
195
85
90
90
80
155
210
180
375
330
325
370
340
3
22,69
33,35
43,47
55,36
63,19
71,13
78,99
85,67
106,33
130,37
204,44
274,84
335,01
348,65
568,64
4
200
250
300
350
350
350
400
400
400
450
550
700
700
700
900
уклон
Наполнение
земли
скорость
трубы V, м/с
h/d
h
Падение
i*l
5
0,0015
0,0082
0,0062
0,0129
0,0067
0,0089
0,0100
0,0058
0,0014
0,0006
-0,0003
0,0006
-0,0003
0,0000
0,0015
6
0,006
0,0045
0,004
0,004
0,0055
0,005
0,005
0,005
0,0045
0,004
0,003
0,0025
0,0025
0,0025
0,0018
8
0,515
0,527
0,501
0,581
0,571
0,637
0,542
0,682
0,684
0,658
0,687
0,577
0,659
0,678
0,67
9
0,103
0,13175
0,1503
0,20335
0,19985
0,22295
0,2168
0,2728
0,2736
0,2961
0,37785
0,4039
0,4613
0,4746
0,603
10
3,24
0,495
0,78
0,34
0,495
0,45
0,4
0,775
0,945
0,72
1,125
0,825
0,8125
0,925
0,612
7
0,89
0,89
0,90
0,96
1,11
1,11
1,13
1,16
1,16
1,17
1,18
1,19
1,24
1,25
1,25
Отметки
Земли
начало конец
11
12
116
115,2
115,2
114,3
114,3
113,1
113,1
112
112
111,4
111,4
110,6
110,6
109,8
109,8
108,9
108,9
108,6
108,6
108,5
108,5
108,6
108,6
108,4
108,4
108,5
108,5
108,5
108,5
108
Глубина
Воды
Лотка
Шелыги
заложения
начало конец начало конец начало конец начало конец
13
14
15
16
17
18
19
20
114,50 111,26 114,40 111,16 114,60 111,11
1,60
4,04
111,24 110,75 111,11 110,62 111,11 110,57
4,09
3,68
110,72 109,94 110,57 109,79 110,57 109,74
3,73
3,31
109,94 109,60 109,74 109,40 109,74 109,40
3,36
2,60
109,60 109,10 109,40 108,90 109,40 108,90
2,60
2,50
109,10 108,65 108,90 108,45 108,90 108,40
2,50
2,15
108,62 108,22 108,40 108,00 108,40 108,00
2,20
1,80
108,22 107,44 108,00 107,23 108,00 107,23
1,80
1,68
107,44 106,50 107,23 106,28 107,23 106,23
1,68
2,32
106,53 105,81 106,23 105,51 106,23 105,41
2,37
2,99
105,79 104,66 105,41 104,29 105,41 104,14
3,09
4,31
104,54 103,71 104,14 103,31 104,14 103,31
4,46
5,09
103,71 102,90 103,31 102,50 103,31 102,50
5,09
6,00
102,90 101,98 102,50 101,57 102,50 101,37
6,00
6,93
101,98 101,36 101,37 100,76 101,37 100,76
7,13
7,24
1.1.7. Выбор материала труб
Материал труб для устройства канализации следует выбирать в соответствии
с назначением трубопроводов, а также с составом сточных и грунтовых вод.
Самотечную
канализационную
сеть
укладывают
из
керамических,
асбестоцементных и безнапорных железобетонных труб, а коллекторы больших
диаметров – из железобетонных труб или сборных железобетонных элементов.
Для
устройства
хозяйственно
–
бытовой
–
производственной
канализационной сети города приняты чугунные трубы по ГОСТ 6942 – 98
диаметром 200 – 800 мм. Они находят большое применение в канализационном
строительстве, так как чугун зарекомендовал себя как один из лучших материалов,
отвечающий всем санитарным требованиям и обладающий редкими свойствами,
необходимыми системам канализации.