Водопостачання, водовідведення та поліпшення якості води
Перед побудовою п'єзометричних ліній необхідно нанести на креслення поздовжній профіль поверхні землі по трасі водогінної мережі. Трасу водогінної мережі позначаємо від насосної станції другого підйому по водогонах і далі по півкільцю магістральної мережі до точки, що диктує (вибираємо те півкільце, де сума втрат напору більше).
Побудова п'єзометричних ліній починаємо від кінця мережі (від точки, що диктує). Приймаємо вільний напір у точці, що диктує, рівним мінімальному. Для режиму максимального господарсько-питного водоспоживання
Нвіл.мін = 10 + 4(n - 1),
де n - кількість поверхів.
У нашому прикладі поверховість будинків (див. завдання) дорівнює 4 поверхам.
Нвіл.мін = 10 + 4(4 - 1) = 22 м.
Для режиму пожежогасіння Нвіл.мін = 10 м.
Додавши до відмітки поверхні землі в точці, що диктує, значення мінімальних вільних напорів, одержимо початкові відмітки ліній п'єзометричних висот. Рухаючись послідовно по ділянках мережі до водонапірної башти і додаючи до отриманої раніше відмітки п'єзометричних ліній втрати напору на кожній з ділянок (табл.6 і 7), будуємо дві лінії п'єзометричних висот. Вільний напір у вузлах магістральної мережі визначаємо як різницю між відмітками п'єзометричних ліній і поверхні землі. Вільний напір у точці розташування водонапірної башти (у режимі максимального господарсько-питного водоспоживання) визначає висоту вежі від поверхні землі до дна баку. Аналітично висоту водонапірної башти можна визначити з вираження:
НВБ = Нвіл.мін + h - ( 1 - д),
де: Нвіл.мін - мінімальний вільний напір у точці, що диктує, для випадку максимального господарсько-питного водоспоживання; (h - сума втрат напору від точки, що диктує, до початку кільцевої мережі (див. табл.6); 1 і д - відмітки поверхні землі на початку мережі й у точці, що диктує.
Для розглянутого прикладу НВБ = 22 + 3,94 - 3,8 = 22,14 м
У режимі максимального водоспоживання п'єзометрична лінія в створі водонапірної башти робить стрибок вверх на висоту, рівну найбільшій глибині води в баку водонапірної башти (див. п.4.3.). При пожежогасінні водонапірна башта не працює, тому п'єзометрична лінія в цьому випадку розривів не має і є безперервною. Додавши до оцінок п'єзометричних ліній у створі водонапірної башти відповідні втрати напору у водогонах (див. п.6), одержимо відмітки п'єзометричних ліній у створі насосної станції другого підйому. Різниця між цими відмітками і відміткою дна резервуарів чистої води (див. п.4.2.) визначає розрахунковий напір насосів насосної станції другого підйому. Для першого розрахункового випадку:
Нр1 = 72,31- 39,6 = 32,71 м;
Для другого розрахункового випадку:
Нр2 = 77,75 - 39,6 = 38,15 м.
На мал.9 побудовані лінії п'єзометричних висот для розглянутого конкретного прикладу і позначені розрахункові значення напорів насосної станції другого підйому і висоти водонапірної башти.
Таблиця 6. Гідравлічний розрахунок кільцевої магістральної мережі в режимі максимального погодинного водозабору на добу максимального водоспоживання
Номера
ділянок
Довжина ділянок, м
Діаметр труб, мм
Попередній розподіл витрат
Перше виправлення
Друге виправлення
qр, л/с
, м/с
К
А, 10-6
КАqрl
h, м
qрq, л/с
, м/с
К
h, м
qрq, л/с
, м/с
К
h, м
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1-2
200
200
16,76
0,51956
1,15
8,092
0,31193
0,522795
16,93399
0,524954
1,15
0,533706
17,05566
0,528725
1,13
0,531978
2-3
150
150
14,24
0,780352
1,06
37,11
0,084023
1,196487
14,41399
0,789887
1,06
1,225904
14,53566
0,796554
1,06
1,246687
3-4
100
150
13,24
0,725552
1,085
37,11
0,05331
0,705824
13,41399
0,735087
1,07
0,714481
13,53566
0,741754
1,07
0,727501
4-5
140
150
11,72
0,642256
1,1
37,11
0,066979
0,784995
11,89399
0,651791
1,1
0,808476
12,01566
0,658458
1,1
0,8251
5-6
120
150
8,75
0,4795
1,15
37,11
0,04481
0,39209
8,923992
0,489035
1,15
0,407839
9,045657
0,495702
1,15
0,419035
6-7
400
150
2,4
0,13152
1,68
37,11
0,059851
0,143642
2,573992
0,141055
1,68
0,165225
2,695657
0,147722
1,68
0,181213
Разом:
0,340166
3,745835
Разом:
3,855631
Разом:
3,831523
7-8
120
150
2,4
0,13152
1,68
37,11
0,017955
0,043093
2,226008
0,121985
1,68
0,037071
2,104343
0,115318
1,68
0,033129
8-9
140
150
3,82
0,209336
1,41
37,11
0,027983
0,106897
3,646008
0,199801
1,41
0,097381
3,524343
0,193134
1,41
0,09099
9-10
100
200
18,26
0,56606
1,13
8,092
0,016697
0,304885
18,08601
0,560666
1,13
0,299102
17,96434
0,556895
1,13
0,295092
10-11
150
200
20,94
0,64914
1,1
8,092
0,027959
0,585455
20,76601
0,643746
1,1
0,575766
20,64434
0,639975
1,1
0,569039
11-12
200
200
23,156
0,717836
1,085
8,092
0,040661
0,941548
22,98201
0,712442
1,085
0,927452
22,86034
0,708671
1,085
0,917658
12-1
400
200
26,356
0,817036
1,06
8,092
0,090428
2,383311
26,18201
0,811642
1,06
2,351948
26,06034
0,807871
1,06
2,33014
Разом:
0,221683
4,365189
Разом:
4,28872
Разом:
4,236048
Таблиця 7. Гідравлічний розрахунок кільцевої магістральної мережі в режимі максимального погодинного водоразбору і пожежогасіння на добу максимального водоспоживання
Номера
ділянок
Довжина ділянок, м
Діаметр труб, мм
Попередній розподіл витрат
Перше виправлення
qр, л/с
, м/с
К
А, 10-6
КАqрl
h, м
qрq, л/с
, м/с
К
h, м
1-2
200
200
31,76
0,98456
1,03
8,092
0,052942
1,68145
29,21
0,90551
1,04
1,44
2-3
150
150
29,24
1,602352
1
37,11
0,162764
4,759233
26,69
1,42612
1
3,96
3-4
100
150
28,24
1,547552
1
37,11
0,104799
2,959514
25,69
1,4078
1
2,45
4-5
140
150
26,72
1,464256
1
37,11
0,138821
3,709299
24,17
1,3245
1
3,03
5-6
120
150
23,75
1,3015
1
37,11
0,105764
2,511883
21,2
1,1617
1
2,0
6-7
400
150
17,4
0,95352
1,04
37,11
0,268617
4,673936
14,85
0,81378
1,06
3,47
Разом:
0,833707
20,29532
Разом:
16,35
7-8
120
150
17,4
0,95352
1,04
37,11
0,080585
1,402181
19,95
1,09326
1,03
1,8
8-9
140
150
18,82
1,031336
1,03
37,11
0,100711
1,895376
21,37
1,1710
1
2,4
9-10
100
200
33,26
1,03106
1,03
8,092
0,027721
0,922014
35,81
1,11011
1,015
1,05
10-11
150
200
35,94
1,11414
1,015
8,092
0,044278
1,591363
38,49
1,19319
1
1,8
11-12
200
200
38,156
1,182836
1
8,092
0,061752
2,356197
40,706
1,2618
1
2,6
12-1
400
200
41,356
1,282036
1
8,092
0,133861
5,53596
43,906
1,3610
1
6,2
Разом:
0,448908
13,70309
Разом:
15,85
Додаток 1
Питоме господарсько-питне водоспоживання в населених пунктах [1]
Ступінь благоустрою районів житлової забудови
Питоме господарсько-питне водоспоживання в населених пунктах на 1 жителя середньодобове (за рік) у л/доб
1. Забудова будинками, обладнаними внутрішнім водопроводом і каналізацією без ванн
125-160
2. Те ж, з ваннами й місцевими водонагрівачами
160-230
3. Те ж, із централізованим гарячим водопостачанням
230-350
Примітки:
1. Для районів забудови будинками з водокористуванням з водорозбірних колонок норму середньодобового за рік водоспоживання на одного жителя варто приймати 30-50 л/доб.
2. Нормами водоспоживання враховані витрати води на господарсько-питні й побутові потреби в житлових і суспільних будинках (за винятком будинків відпочинку, санаторіїв і піонерських таборів).
3. Вибір норм водоспоживання в межах, зазначених у таблиці, роблять залежно від природно-кліматичних умов, потужності джерела водопостачання, ступеню благоустрою будинків, поверховості забудови, укладу життя населення й інших місцевих умов.
4. При централізованій системі гарячого водопостачання до 40% загальної витрати води подають із мереж теплопостачання.
Додаток 2
Норми витрати холодної води в суспільних будинках [2]
Найменування водоспоживача
Одиниця
вимірювання
Максимальна добова витрата в л/доб
1. Гуртожиток:
- із загальними душовими
- з душами у всіх житлових кімнатах
- із загальними кухнями і блоками душових
на поверхах в житлових кімнатах у кожній
секції будинку
2. Готель:
- із загальними ваннами й душами
- з душами у всіх окремих номерах
- з ваннами в окремих номерах, % від
від загального числа номерів:
до 25
до 75
до 100
3. Лікарні:
- із загальними ваннами й душовими
- із санітарними вузлами, наближеними
до палат
4. Дитячі ясла-сади
- з денним перебуванням дітей
5. Школи-Інтернати
- зі спальними приміщеннями
6. Клуби
7. Підприємства громадського харчування
1 житель
1 житель
1 житель
1 житель
1 житель
1 житель
1 житель
1 житель
1 ліжко
1 ліжко
1 дитина
1 місце
1 місце
1 страва
40
50
70
50
90
100
100
120
40
110
70
40
7
13,3
Додаток 3
Питоме водоспоживання холодної води на господарсько-питні потреби на промислових підприємствах [2]
У цехах з тепловиділенням більше 84 кДж на 1 м/год
(гарячі цеха)
В інших цехах
21
14
2,5
3
Норми витрати води на технологічні потреби промислових підприємств визначають залежно від виду й технології виробництва.
Додаток 4
Нормативні дані для розрахунку витрати води на душ на промислових підприємствах [2,3]
Годинна витрата холодної води на одну душову сітку на промислових підприємствах варто приймати рівним 230 л; тривалість користування душем - 45 хвилин після закінчення зміни.
Кількість чоловік, що обслуговуються однією душовою сіткою приймають залежно від групи виробничого процесу і його санітарних характеристик відповідно до таблиці:
Групи виробничих процесів
Санітарні характеристики виробничих процесів
Кількість чоловік на 1 душову сітку
I
а) Не визивають забруднення одягу й рук
б) Визивають забруднення одягу й рук
15
7
II
в) Із використанням води
г) З виділенням великих кількостей пилу, або особливо забруднюючих речовин
5
3
Додаток 5
Коефіцієнти нерівномірності водоспоживання [1]
Коефіцієнт добової нерівномірності водоспоживання, що враховує уклад життя населення, режим роботи підприємств, ступінь благоустрою будинків, зміни водоспоживання по сезонах року і дням тижня, слід приймати рівним:
К доб.макс = 1,1…1,3; К доб.хв = 0,7...0…0,9
Коефіцієнт годинної нерівномірності водоспоживання варто визначати з формул:
К год.макс = макс макс;
К год.мін = хв хв,
де - коефіцієнт, що враховує ступінь благоустрою будинків, режим роботи підприємств і інші місцеві умови, визначається:
макс = 1,2…1,4; мін = 0,4…0,6
-коефіцієнт, що враховує кількість жителів у населеному пункті, і визначається по таблиці:
Число жителів
у тис.чіл.
від 4 до 6
10
20
50
100
300
1000 і більше
макс
мін
1,4
0,25
1,3
0,4
1,2
0,5
1,15
0,6
1,1
0,7
1,05
0,85
1
1
Додаток 6
Режим господарсько-питного водоспоживання населення
Години
доби
Розрахункові витрати води в % від максимального добового споживання при К год.макс
1,35
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
2,0
0-1
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
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
3,13
2,12
2,10
2,10
2,55
3,36
4,83
4,93
5,50
5,41
5,03
4,71
4,07
3,91
3,74
4,21
4,48
4,34
4,60
5,14
5,32
5,63
5,23
3,56
2,98
1,92
1,91
1,91
2,36
3,23
4,90
5,02
5,68
5,58
5,14
4,76
4,03
3,85
3,66
4,19
4,50
4,35
4,63
5,26
5,48
5,83
5,37
3,46
2,70
1,58
1,57
1,58
2,01
2,99
5,02
5,18
6,05
5,92
5,34
4,86
3,93
3,72
3,49
4,14
4,51
4,32
4,69
5,49
5,78
6,25
5,63
3,25
2,44
1,36
1,26
1,36
1,61
2,75
4,13
5,33
6,42
6,24
5,52
4,92
3,82
3,58
3,32
4,06
4,51
4,29
5,72
5,70
6,07
6,67
5,88
3,04
2,19
1,14
1,02
1,14
1,35
2,52
5,21
5,45
6,77
6,56
5,68
4,98
3,70
3,42
3,14
3,97
4,49
4,23
4,74
5,91
6,34
7,08
6,13
2,84
1,96
0,96
0,83
0,96
1,12
2,31
4,28
5,55
7,12
6,86
5,82
5,01
4,56
3,27
2,96
3,87
4,45
4,17
4,75
6,09
6,61
7,50
6,35
2,64
1,56
0,69
0,53
0,69
0,74
1,91
5,36
5,75
7,81
7,46
6,07
5,03
3,30
2,95
2,60
3,64
4,34
3,99
4,69
6,72
7,11
8,03
6,77
2,26
Додаток 7
Режими господарсько-питного водоспоживання на промислових підприємствах
Восьмигодинна зміна
Семигодинна зміна
Години зміни
Витрати води в % від
споживання за зміну
Години зміни
Витрати води в % від споживання за зміну
К год=2,5
(гарячі цехи)
Кгод=3
(інші цехи)
К год=2,5
(гарячі цехи)
К год=3
(інші цехи)
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
12,05
12,05
12,05
12,05
12,05
12,05
12,05
15,65
6,25
12,50
12,50
18,75
6,25
12,50
12,50
18,75
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
10
13
18
10
13
18
18
5,8
12,0
21,4
5,9
12,0
21,4
21,5
Додаток 8
Режими добового водоспоживання в суспільних будинках
Години доби
Витрати води в % від добового споживання
Гуртожитки,
інтернати
Лікарні,
готелі
Їдальні
Дитячі садки
Дитячі
ясла
Клуби
0-1
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
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,25
0,30
30,00
6,80
4,60
3,60
2,00
3,00
3,00
3,00
3,00
4,00
3,60
3,30
5,00
2,60
18,60
1,60
1,00
0,2
0,2
0,2
0,2
0,5
0,5
3,0
5,0
8,0
10,0
6,0
10,0
10,0
6,0
5,0
8,5
5,5
5,0
5,0
5,0
2,0
0,7
3,0
0,5
-
-
-
-
-
-
12,0
3,0
1,0
18,0
16,0
2,0
1,0
1,0
4,0
4,0
4,0
6,0
3,0
6,0
7,0
10,0
-
-
-
-
-
-
-
-
5,0
3,0
15,0
5,5
3,4
7,4
21,0
2,8
2,4
4,5
4,0
16,0
3,0
2,0
2,0
3,0
-
-
-
-
-
-
-
-
10
5
7
5
7
3
20
6
6
6
2
12
6
1
1
3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
7
8
-
-
-
-
-
-
8
15
9
14
10
8
9
12
Додаток 9
Час заповнення баків-акумуляторів [2]
Запас води в баках-акумуляторах, що влаштовуються в побутових будинках і приміщеннях промислових підприємств, варто визначати залежно від часу їхнього заповнення протягом зміни, прийнятого по таблиці:
Число душових сіток
10 - 20
21 - 30
31 і більше
Час заповнення баків-акумуляторів у годинах
2
3
4
Додаток 10
Розміри типових резервуарів для води
Місткість,
м3
Круглі резервуари
Прямокутні резервуари
Збірні
Монолітні
Збірні
Діаметр
Висота
Діаметр
Висота
Ширина
Довжина
Висота
50
100
150
250
400
500
600
1000
1500
2000
3000
6
6
-
9
-
12
-
18
-
24
30
1,8
3,6
-
3,6
-
4,8
-
4,8
-
4,8
4,8
4,7
6,5
8,0
10,0
13,0
-
13,0
19,0
22,0
25,4
-
3,5
3,5
3,5
3,7
3,7
-
5,0
4,0
4,5
4,5
-
3
6
-
6
-
12
-
12
-
18
24
6
6
-
12
-
12
-
18
-
24
30
3,6
3,6
-
3,6
3,6
4,8
-
4,8
-
4,8
4,8
Додаток 11
Розрахункова витрата води на зовнішнє пожежогасіння і розрахункова кількість одночасних пожеж у населених пунктах [1]
Кількість жителів у населеному пункті в тис.чол.,до
Розрахункова кількість одночасних пожеж
Витрати води на зовнішнє пожежогасіння в населених пунктах в л/с
Забудова будинками до двох поверхів включно
Забудова будинками понад два поверхи
5
10
25
50
100
200
300
400
500
1
1
2
2
2
3
3
3
3
10
10
10
20
25
-
-
-
-
10
15
15
25
35
40
55
70
80
Додаток 12
Середні значення економічного фактора Э [1]
Значення граничних економічних витрат залежать від економічного фактора Э, середні значення якого в першому наближенні можна приймати:
Для Сибіру й Уралу (більша глибина закладення труб, відносно дешева електроенергія) 0,5
Для центральних і західних районів Європейської частини Росії, України 0,75
Для південних районів (невелика глибина закладення труб, відносно дорога електроенергія) 1,0
Додаток 13
Граничні економічні витрати для сталевих і чавунних труб [4]
Умовний діаметр труб dУ
у мм
Граничні економічні витрати в л/с
Е=0,5
Е=0,75
Е=1,0
Сталеві
Чавунні
Сталеві
Чавунні
Сталеві
Чавунні
100
125
150
175
200
250
300
350
400
450
500
600
13,4
19,0
25,0
33,4
53,0
82,0
118,0
161,0
211,0
268,0
360,0
507,0
10,6
16,8
28,3
-
51,2
82,2
121,0
167,0
220,0
286,0
394,0
581,0
11,7
16,6
21,8
29,2
46,0
71,0
103,0
140,0
184,0
234,0
315,0
443,0
9,3
14,5
24,0
-
43,0
73,0
106,0
146,0
196,0
256,0
352,0
530,0
10,6
15,1
19,8
26,5
42,0
65,0
93,0
128,0
167,0
213,0
286,0
402,0
8,4
13,3
22,4
-
40,6
65,3
96,0
132,0
175,0
227,0
313,0
461,0
Додаток 14
Граничні економічні витрати для азбестоцементних труб [4]
Умовний діаметр труб dУ в мм
Граничні економічні витрати в л/с
Е=0,5
Е =0,75
Е =1,0
100
125
150
200
250
300
350
400
500
10,1
15,2
26,1
48,7
78,2
114,0
160,0
240,0
560,0
9,1
13,8
23,6
44,0
71,0
103,0
144,0
217,0
505,0
8,4
12,7
21,8
40,7
65,3
95,6
133,0
201,0
465,0
Додаток 15
Значення питомих опорів А (для q в м3/с) і коефіцієнти m=4/d2 для азбестоцементних, ненових сталевих і чавунних труб [4]
dУ,
мм
Сталеві
Чавунні
Азбестоцементні
А
m
А
m
А
m
100
125
150
175
200
250
300
350
400
450
500
600
172,9
76,36
30,65
20,79
6,969
2,187
0,8466
0,3731
0,1859
0,09938
0,05784
0,02262
0,098
0,072
0,051
0,044
0,0292
0,0188
0,0132
0,00966
0,00743
0,00586
0,00478
0,00336
311,7
96,72
37,11
-
8,092
2,528
0,9485
0,4365
0,2189
0,1186
0,06778
0,02596
0,122
0,0787
0,0548
-
0,0310
0,0199
0,0137
0,0103
0,00791
0,00697
0,00508
0,00354
187,7
76,08
31,55
-
6,898
2,227
0,914
0,4342
0,2171
-
0,07138
-
0,127
0,0897
0,0637
-
0,0356
0,0231
0,0164
0,0123
0,0094
-
0,00611
-
Додаток 16
Поправочні коефіцієнти до значень А для сталевих, чавунних і азбестоцементних труб залежно від швидкості руху води v [4]
, м/с
К
Сталеві й чавунні труби
Азбестоцементні труби
0,10
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
2,40
2,50
1,68
1,41
1,33
1,28
1,24
1,20
1,175
1,15
1,13
1,115
1,10
1,085
1,07
1,06
1,05
1,04
1,03
1,015
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,483
1,308
1,257
1,217
1,185
1,158
1,135
1,115
1,098
1,082
1,069
1,056
1,045
1,034
1,025
1,016
1,000
0,986
0,974
0,963
0,953
0,944
0,936
0,928
0,922
0,916
0,910
0,905
0,900
0,895
0,891
0,887
Додаток 17
Категорії централізованих систем водопостачання по ступеню. забезпеченості подачі води [1]
I - допускається зниження подачі води на господарсько-питні потреби не більше 30 % розрахункових витрат і на виробничі потреби до межі, установлюваного аварійним графіком роботи підприємств; тривалість зниження подачі не повинна перевищувати 3 діб. Перерва в подачі води або зниження подачі нижче зазначеної межі допускаються на час вимикання ушкоджених і включення резервних елементів системи (устаткування, арматури, споруджень, трубопроводів і ін.), але не більше ніж на 10 хв;
II - величина зниження подачі, що допускається, води та ж, що при I категорії; тривалість зниження подачі не повинна перевищувати 10 діб. Перерва в подачі води або зниження подачі нижче зазначеної межі допускаються на час вимикання ушкоджених і включення резервних елементів або проведення ремонту, але не більше ніж на 6 год;
III - величина зниження подачі, що допускається, води та ж, що при I категорії; тривалість зниження подачі не повинна перевищувати 15 діб. Перерва в подачі води або зниження подачі нижче зазначеної межі допускається на час проведення ремонту, але не більше ніж на 24 год.
Об'єднані господарсько-питні й виробничі водопроводи населених пунктів при числі жителів у них більше 50 тис. чол. варто відносити до I категорії; від 5 до 50 тис. чол. - до II категорії; менш 5 тис. чол. - до III категорії.
Література
1. СНиП 2.04. 02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1985.
2. СНиП 2.04. 01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий./Госстрой СРСР. - М.: ЦИТП Госстроя СРСР, 1986.
3. СНиП 2.09. 02-85
4. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. - М.: Стройиздат, 1973.