Гидравлический расчет сети

Выполнил:

студент гр. ВВбт-121

Гейнце Ж.Е.

Проверил:

доцент Зайцева Н.А.

КЕМЕРОВО

Содержание

1 ВВЕДЕНИЕ _ 3

2 ВЫБОР СИСТЕМЫИ СХЕМЫВОДООТВЕДЕНИЯ_ 4

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ СТОЧНЫХ ВОД_ 4

3.1 Определение сосредоточенных расходов, входящих в норму водоотведения_ 4

3.2 Определение расходов от жилых кварталов_ 7

3.3. Определение расходов сточных вод от промышленного предприятия_ 9

3.4 Определение расчетных расходов сточных вод по участкам сети_ 12

4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ_ 14

4.1 Определение начальной глубины заложения канализационной сети_ 14

4.2 Основные положения по расчёту сети_ 15

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОЖДЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ_ 18

5.1 Трассировка сети_ 18

5.2 Гидравлический расчёт дождевой сети_ 20

6 ЭКСПЛУАТАЦИЯ СЕТЕЙ ВОДООТВЕДЕНИЯ_ 22

7 ПРИЛОЖЕНИЕ_ 23

8 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ__ 24

ВВЕДЕНИЕ

Под канализацией понимают систему сооружений, состав которых назначается в зависимости от способа удаления сточных вод, выбираемого с учетом местных условий.

Целью проекта является устройство системы водоотведения в Оренбургской области. Система канализации состоит из следующих основных элементов: внутренних канализационных устройств зданий, наружной внутриквартальной канализационной сети, наружной уличной канализационной сети, насосных станций, коллектора и очистных сооружений, выпускающий очищенные сточные воды в водоем. В зависимости от характера обслуживаемой территории городские уличные сети принимают сточные воды от внутриквартальных или от заводских сетей, прокладываемых на территории промышленного предприятия для приема сточных вод из цехов и зданий внутри предприятия. Канализационные сети строят преимущественно самотечными. Для этого их прокладывают соответственно рельефу местности, разделяя всю канализуемую территорию населенного пункта на бассейны канализования. Для осмотра, промывки и очистки канализационной сети (от засорения) на ней устраивают смотровые колодцы. Для приема атмосферных сточных вод с проездов применяют дождеприемники, представляющие собой круглые или прямоугольные в плане колодцы с металлической решеткой сверху. Пересечение коллектора с рекой выполняют путем устройства дюкера. Коллекторы обычно трассируют по пониженным участкам местности для обеспечения прокладки присоединяемых к ним вышележащих участков уличной сети с минимальной глубиной. При большой глубине заложения коллекторов и отсутствия из-за этого возможности самотечного транспортирования сточных вод к очистным сооружениям или в водоем прибегают к устройству насосных станций перекачки, подающих воду к очистным сооружениям по напорным трубопроводам. Очистные сооружения предназначены для очистки сточных вод и переработки их осадка. После очистки сточные воды через устройства, называемые выпусками, сбрасываются в водоем.

2 ВЫБОР СИСТЕМЫИ СХЕМЫВОДООТВЕДЕНИЯ

Канализационные сети работают в самотечном режиме с частичным наполнением сечения трубопровода. В связи с этим выбор системы канализации города зависит от местных условий, рельефа местности, грунтовых условий, расположения водоемов и их мощности, численности населения и плотности, от степени благоустройства зданий, а также необходимой очистки сточных вод.

В данном проекте принята полная раздельная система водоотведения, состоящая из двух сетей труб: первая собирает бытовые и промышленные стоки, затем транспортирует их на очистные сооружения; вторая собирает дождевые стоки через дождеприемные колодцы и сбрасывает их без очистки в реку.

Схема принята централизованная пересеченная. Поквартальная трассировка проводится по пониженным граням и по объемлющей схеме.

Объемлющая схема применяется при глубине квартала больше 200 метров и плоском рельефе местности. Для этого квартал разбивают на четыре площади стока и для каждой площади прокладывают свою уличную сеть.

Трассировка по пониженной грани квартала выполняется при небольшой глубине квартала (100-200м) и явно выраженном уклоне в направлении к нижней грани. Уличную сеть прокладывают параллельно нижней грани квартала.

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ СТОЧНЫХ ВОД

Под расчетным расходом подразумевается расход, являющийся лимитирующим, при расчете сооружений водоотведения. Для расчета водоотводящих сетей используются средние и максимальные суточный, часовой и секундный расходы.

Расчетный расход сточных вод, поступающих от населенного пункта, состоит их следующих расходов:

- расхода от населения, постоянно проживающего в городе (кварталах);

- от коммунальных и общественных зданий (бани, больницы, школы и др.);

- от работающих на предприятиях.

3.1 Определение сосредоточенных расходов, входящих в норму водоотведения

Нормами водоотведения бытовых вод учитываются расходы от зданий специального назначения (школ, больниц, бань и прачечных). Поэтому необходимо определить количество зданий и сосредоточенные расходы от них.

Расчет начинают с определения количества жителей , проживающих в населенном пункте, исходя из плотности населения и площади квартала .

Расчетное число жителей в населенном пункте определяется по формуле:

F,

где – плотность населения, чел/га;

– площадь кварталов жилой застройки, га.

Для первого района:

Для второго района:

Всего жителей:

Бани

Пропускная способность бань определяется по формуле:

,

где – расчетное число жителей;

– число помывок на 1человека в месяц;

– процент жителей, посещающих бани;

– количество рабочих дней бани в месяц;

– продолжительность работы бани в часах.

Для района ВКВ

Принимаем одну баню с пропускной способностью 50 чел/ч.

Прачечные

Пропускная способность прачечных определяется по формуле:

,

где – расчетное число жителей;

– норма сухого белья на 1человека в месяц;

^' – процент жителей, посещающих прачечные;

– количество рабочих дней прачечной в месяц;

– продолжительность работы прачечной в часах.

Принимаем одну прачечную с пропускной способностью 500 кг / ч.

Больницы

Количество коек в больницах определяется по формуле:

,

где – расчетное число жителей.

Принимаем одну больницу с 1000 и одну больницу с 500 коек.

Школы

Расчетное число учащихся в школах определяется по формуле:

,

где – расчетное число жителей;

– процент жителей, посещающих школы.

Принимаем три школы с числом мест 1490 человек и одну по 480человек.

Далее определяем среднесуточный (м³/сут), среднечасовой (м³/ч), максимально-часовой (м³/ч) и максимально-секундный (л/с) расходы по формулам:

; ; ;

где – пропускная способность;

– норма водоотведения, л;

– время работы, ч;

– коэффициент часовой неравномерности.

Данные расчетов сводим в таблицу:

3.2 Определение расходов от жилых кварталов

Определяем норму общественных расходов , входящих в норму водоотведения по формуле:

Определяем уточненную норму водоотведения от жилых кварталов по формуле:

,

где – норма водоотведения бытовых вод согласно СНиП 2.04.03-85, в зависимости от степени благоустройства (q=350 – для района ВКВЦ, q=230 – для района ВКВ), л/сут.

Для первого района:

Для второго района:

Расчетный средний расход сточных вод от населения (жилой застройки) _, подсчитывается по модулю стока , который определяется по формуле:

,

где – уточненная норма водоотведения от жилых кварталов, л/сут;

– плотность населения, чел/га;

Для первого района:

Для второго района:

Определяем средние секундные расходы с площади стока по формуле:

где – площадь жилых кварталов, га.

Данные расчетов сводим в таблицу:

№ квартала	Шифр	, га	, л/с	№ квартала	Шифр	, га	, л/с
Iрайон –	IIрайон –
		5,2	10,97			2,85	10,35
	а	5,1	10,76			2,34	8,494
б	2,99	6,309
в	4,75	10,02
		4,75	10,02				3,63
		5,6	11,82			2,16	7,841
	а	3,85	8,124			2,75	9,983
	б	4,18	8,82			3,99	14,48
	в		10,55				7,26
		3,75	7,913			2,53	9,184
		3,64	13,21
		2,2	7,986
		2,86	6,035			4,64	16,84
		5,29	11,16			2,8
		3,04	6,414			3,5	12,71
		2,55	5,381		а	3,09	11,22
	б	3,9	14,16
	в	3,47	12,6
		2,7	5,697			4,29	15,57
			6,33			2,4	8,712
		1,76	3,714			3,23	11,72
		1,82	3,84		а	3,05	11,07
б	2,55	9,257
в	2,5	9,075
		2,1	4,431			11,46	41,6

ПРОВЕРКА

I способ:

Для первого района:

Для второго района:

II способ:

Для первого района:

Для второго района:

3.3 Определение расходов сточных вод от промышленного предприятия

Так как от предприятия сточные воды поступают в бытовую сеть, то определяем производственные, бытовые и душевые расходы.

Производственные сточные воды:

а) Средний расход в смену (м³/см) определяется по формуле:

,

где – укрупненная норма расходов воды на единицу продукции, м³;

– число единиц продукции выпускаемой за сутки.

б) Среднечасовой расход (м³/ч) определяется по формуле:

,

где – средний расход в смену, м³/сут;

– продолжительность работы, ч.

в) Максимально-часовой расход (м³/ч) определяется по формуле:

где – коэффициент часовой неравномерности;

– среднечасовой расход, м³/ч.

г) Максимально-секундный расход (л/с) определяется по формуле:

где – максимально-часовой расход, м³/ч.

Данные расчетов сводим в таблицу:

Бытовые сточные воды

а) Среднесуточный расход (м³/сут) определяется по формуле:

,

где – норма водоотведения, л/с;

– число рабочих в смене, чел.

Для холодного цеха: ,

,

Для горячего цеха: ,,

,

б)Максимально-часовой расход (л/с) определяется по формуле:

,

где – среднесуточный расход, м³/сут;

– коэффициент часовой неравномерности;

– продолжительность работы, ч.

Для холодного цеха:

I– ,

II– ,

III – ,

Для горячего цеха:

I и III – ,

II–

Данные расчетов сводим в таблицу:

Наименование цеха	Номер смены	Продолжительность смены в часах	Число рабочих и служащих	Бытовые сточные воды
Норма, л	Расход воды в смену, м3	Коэффициет часовой неравномерности	Расчетный расход, л/с
Холодный цех		8-16			6,25	3,0	0,65
	16-24				3,0	0,52
	24-8				3,0	0,31
Горячий цех		8-16			4,5	2,5	0,47
	16-24			8,1	2.5	0,84
	24-8			4,5	2,5	0,47

Душевые сточные воды

а) Количество душевых сеток определяется по формуле:

где – количество человек, пользующихся душем;

– количество человек, приходящееся на душевую сетку.

Для холодного цеха:

,

,

Для горячего цеха:

,

б) Максимально-секундный расход (л/с) определяется по формуле:

Для холодного цеха:

I – ,

II – ,

III -

Для горячего цеха:

I и III – ,

II –

Данные расчетов сводим в таблицу:

Суммарный расход сточных вод от промышленного предприятия определяется, как сумма производственных, бытовых и душевых сточных вод по максимальной смене:

3.4 Определение расчетных расходов сточных вод по участкам сети

Расчетным участком сети называют отрезок между двумя расчетными точками, на котором расход может быть принят за величину постоянную, приходящую в начало участка. Расчетные точки ставят в местах изменения расхода, направления сети и бокового присоединения.

Расчётный расход на расчётном участке определяется по формуле:

,

где – путевой или попутный расход, поступающий в данный расчётный участок с площади стока, л/с;

– расход от промышленных предприятий, школ, больниц, прачечных, бань, л/с;

– расход от бокового присоединения, л/с;

– расход транзитный, поступающий в верхнюю точку расчётного участка с выше лежащего участка, л/с.

Данные расчетов сводим в таблицу:

№ участка	№ кварталов и участков	Средние расходы, л/с		Расчетные расходы, л/с
с квартала	сосредоточенный	суммарный
путевой	боковой	транзит	путевой	боковой	транзит	общий	местный	транзит
Главный коллектор
1-2		-	-	7,96	-	-	7,96	2,5	19,90	-	-	19,90
2-3	2в	-	1-2	7,96	-	7,96	15,92		31,84	-	-	31,84
3-4		-	2-3	2,89	-	15,92	18,81	1,95	36,68	-	-	36,68
4-9	-	-	3-4	-	-	18,81	18,81	1,95	36,68			36,68
9-14	-	8-9	4-9	-	66,26	18,81	25,35	1,85	46,90			46,90
14-20	-	13-14	9-14	-	75,20	25,35	37,29	1,75	65,26	1,24	-	66,50
20-25		19-20	14-20	9,39	76,43	37,29	37,29	1,75	65,26	-	1,24	66,50
25-31		24-25	20-25	7,29	26,26	37,29	103,55	1,6	165,68	-	1,24	166,92
31-37	30в	30-31	25-31	9,39	28,15	103,55	112,94	1,6	180,70	-	1,24	181,94
37-39	34б	36-37	31-37	9,67	7,38	112,94	122,61	1,63	199,85		2,91	202,76
39-гнс	-	38-39	37-39	-	133,12	156,14	289,26	1,55	448,35		4,43	452,78
Приток 5-9
5-6		-	-	11,94	-	-	11,94	2,1	25,07	-	-	25,07
6-7	5в	-	5-6	11,94	-	11,94	23,88	1,9	45,37	0,8	-	46,17
7-8		-	6-7	8,68	-	23,88	32,56	1,8	58,61		0,8	59,41
8-9		-	7-8	8,68	-	32,56	41,24	1,8	74,23		0,8	75,03
Приток 10-14
10-11		-	-	11,94	-	-	11,94	2,1	25,07	1,67		26,74
11-12		-	10-11	11,94	-	11,94	23,88	1,9	45,37		1,67	47,04
12-13		-	11-12	8,68	-	23,88	32,56	1,8	58,61		1,67	60,28
13-14		-	12-13	8,68	-	32,56	41,24	1,75	72,17		1,67	73,84
Приток 15-20
15-16		-	-	16,97	-	-	16,97	2,0	33,94			33,94
16-17		-	15-16	17,11	-	16,97	34,08	1,8	61,34	0,16		61,50
17-18		-	16-17	8,68	-	34,08	42,76	1,75	74,83		0.16	74,99
18-19		-	17-18	8,68	-	42,76	51,44	1,7	87,45		0,16	87,61
19-20		-	18-19	8,68	-	50,25	52,83	1,5	92,13	0,16		91,15
Приток 26-31
26-27		-	-	5,53	-	-	5,53	2,5	13,83			13,83
27-28		-	26-27	5,17	-	5,53	14,08	2,05	28,86			28,86
28-29		-	27-28	10,13	-	14,08	27,81	1,8	50,06			50,06
29-30		-	28-29	10,13	-	27,81	37,94	1,75	66,40	0,8		67,20
30-31		-	29-30	4,74	-	37,94	141,37	1,5	212,06		2,63	214,69
Приток 32-37
32-33		-	-	11,94	-	-	11,94	2,1	25,07	1,67		26,74
33-34		-	32-33	11,94	-	11,94	23,88	1,9	45,37		1,67	47,04
34-35		-	33-34	8,68	-	23,88	32,56	1,8	58,61		1,67	60,28
35-36		-	34-35	8,68	-	32,56	41,24	1,75	72,17		1,67	73,84
36-37	30б	-	35-36	11,94	-	45,18	43,82	1,5	89,45		1,67	85,29
38-39	34б	-	-	11,94	-	53,43	45,71	1,3	93,78	1,67		88,63

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ

Основной задачей гидравлического расчета является выбор оптимального диаметра и уклона трубопровода, обеспечивающего пропуск расчетного расхода при скорости не ниже самоочищающей и наполнении не более регламентированного нормами.

4.1 Определение начальной глубины заложения канализационной сети

Минимальная глубина заложения трубопроводов принимается исходя из следующих трех условий:

а) исключение промерзания труб;

б) исключение механического разрушения труб под действием внешних нагрузок;

в) обеспечение самотечного присоединения к трубопроводам внутриквартальных сетей и боковых веток.

Температура сточных вод в зимнее время не снижается ниже 10⁰С. Поэтому оказывается возможным прокладывать трубопроводы на глубине, меньшей глубины промерзания грунта. Благодаря большой теплоемкости воды вокруг трубы образуется зона талого грунта, которая примыкает к нижней зоне непромерзающего грунта, поэтому трубопровод не промерзает и не разрушается.

Минимальная глубина заложения уличной сети в начальной точке определяется по формуле:

где – глубина заложения лотка трубы дворовой сети в наиболее удаленной точке (колодце);

– длина дворовой или внутриквартальной сети от наиболее удаленного колодца до первого уличного колодца;

– уклон дворовой сети;

и – отметки поверхности земли соответственно у уличного и дворового колодца;

–разница диаметров трубопроводов уличной и дворовой сети в местах их соединения.

Глубина заложения лотка трубы дворовой сети в наиболее удаленной точке (колодце) определяется по формуле:

где – глубина промерзания грунта;

– величина, зависящая от диаметра трубопровода, значение которой рекомендуется принимать равными: 0,3 м – при диаметре до 500 мм и 0,5 м – при большем диаметре.

Минимальная глубина заложения уличной сети в начальной точке главного коллектора:

м

4.2 Основные положения по расчёту сети

а) минимальный уклон можно определить по формуле: .

б) начальные участки сети, где расходы меньше 10-12 л/с, считаются безрасчетными, наполнение и скорость не определяются;

в) трубы укладываются по шелыгам. При этом уровень воды в последующем участке должен быть меньше или равным уровню воды в предыдущем участке;

г) следует соблюдать принцип наращивания скоростей по длине коллектора;

д) скорость может снижаться, если уклон меняется с крутого на пологий или если скорость более 1,5 м/с;

е) согласно СНиП 2.04.03-85 максимальная глубина заложения равна 8 м, но на практике не более 6 м;

ж) максимальные скорости для неметаллических труб не должны превышать 4 м/с.

Данные расчетов сводим в таблицу:

Таблица «Гидравлический расчет»

Под конструированием сети понимают строгое выполнение определенных инженерных решений, обеспечивающих безаварийную надежную работу. Основное требование-обеспечение в сети благоприятных гидравлических условий движения потока сточных вод, исключающих заиливание трубопроводов.

Материалы, применяемые для устройства канализационных сетей, должны быть прочными, водонепроницаемыми, устой­чивыми против коррозии и истирания, гладкими (для умень­шения сопротивлений, возникающих при движении жидкостей) и дешевыми.

В данном проекте были применены следующие виды труб:

а) железобетонные диаметром 450 мм, 800 мм (ГОСТ 64820-89). Их изготовляют из бетона марки не ниже 300 вибрационным или центробежным способом. Железобетонные трубы соединяют с помощью растру