Трассирование магистральной водопроводной сети. Определение местоположения водопроводных сооружений.

Магистральную водопроводную сеть проектируем кольцевой так, чтобы она равномерно охватывала районы жилой застройки населенного пункта.

Магистральную сеть прокладываем по кратчайшему направлению вблизи автодорог и проездов, прямолинейно, параллельно линиям застройки. Пересечение проездов выполняем под прямым углом.

Местоположение водозаборных сооружений (артезианская скважина) у нас задано. Насосную станцию первого подъема совмещаем со скважиной. Очистные сооружения, резервуары чистой воды и насосную станцию второго подъема располагаем в непосредственной близости от насосной станции первого подъема. Водонапорную башню устанавливаем в начале магистральной водопроводной сети, желательно на высоких отметках местности.

На план населенного пункта наносим трассу магистральной сети и обозначаем местоположение водопроводных сооружений (рис.5).

Сосредоточенные отборы воды из магистральной сети на нужды общественных зданий и промышленного предприятия намечаем на перекрестках улиц в непосредственной близости от них.

Магистральное кольцо разбиваем на расчетные участки, узловые точки которых устанавливаем в местах сосредоточенного отбора воды из сети и на перекрестках улиц, но не более чем через 400…600 метров. Узловые точки нумеруем по часовой стрелке, начиная с водонапорной башни.

Намечаем направление движения воды в магистральной сети и назначаем точку встречи потоков (диктующую точку). Как правило, это будет узловая точка наиболее отдаленная от начала сети. В нашем случае такой точкой будет узел 6.

Рис.5. Размещение на плане трассы магистральной водопроводной сети.

1-очистные сооружения; 2-насосная станция первого подъема; 3-насосная станция второго подъема; 4-резервуары чистой воды; 5-водонапорная башня.

6.Расчет водоводов

Сооружения для транспортирования воды от источника к объекту водоснабжения называют водоводами.

Количество линий водоводов надлежит принимать с учетом категории системы водоснабжения и очередности строительства ([2]). Принимаем для второй категории надежности две линии водоводов.

Водоводы, как правило, рассчитывают на средний часовой расход в сутки максимального водопотребления. В нашем случае этот расход равен:

Q_ч.ср. = Q^нп_{сут.макс.}/ 24 = 3172, 9 / 24 = 134, 08 м³/ч,

q_ср. = 134, 08 / 3, 6 = 37 25 л/с

Так как водоводов два, то расчетный расход каждого водовода составит 18, 63 л/с. Водоводы выполним из стальных труб. По [1] выберем среднее значение экономического фактора Э в зависимости от географического положения населенного пункта. Ленинсградская область (см. задание) находится на западе европейской части России, следовательно, Э = 0, 75. В соответствии с [5] (стальные трубы) условный диаметр водоводов принимаем равным 150 мм.

Определим потери напора в водоводах при различных режимах водопотребления.

При максимальном водопотреблении населенного пункта от насосной станции второго подъема в водоводы поступает 185, 7 м³/ч (см. рис.2), что соответствует 51, 59 л/с или 25, 8 л/с на каждый водовод.

Потери напора определяем по формуле 12.

h = K ´ A ´ q² ´ L, (12)

где: K – поправочный коэффициент, зависящий от скорости движения воды в трубопроводе и материала трубопровода; A –удельное сопротивление трубопровода; q – расход воды в трубопроводе; L – длина трубопровода.

Величину скорости найдем из выражения n= q ´ m, где m = 4/pd².

Значения A и m принимаем по [5]. Для стальных труб диаметром 150 мм: m = 0, 051; A = 30, 65 ´ 10^-6.

n = 25, 8 ´ 0, 051 = 1, 32 м/с

Значение коэффициента К найдем из [5], прибегнув при необходимости к интерполяции. К = 1, 0.

h₁ = 1, 0 ´ 30, 65 ´ 10^-6 ´ 25, 8² ´ 285 = 5, 81 м

При пожаротушении расход воды в водоводах необходимо увеличить на величину противопожарного расхода, принимаемого по [1] (в нашем случае возможно два одновременных пожара с расходом воды на каждый пожар q_пож. = 15 л/с). Расход воды в одном водоводе при тушении пожаров составит 25, 8 + 15 = 40, 8 л/с.

n = 40, 8 ´ 0, 051 = 2, 08 м/с

К = 1, 0

h₂ = 1, 0 ´ 30, 65 ´ 10^-6 ´ 40, 8² ´ 285 = 14, 54м

При прокладке водоводов в две или более линий и общих водозаборных сооружениях, между водоводами устраивают переключения, при этом в случае аварии на одном из водоводов подачу воды на хозяйственно-питьевые нужды снижаем на 30 % расчетного расхода, а на производственные нужды - по аварийному графику (см. задание).

q_ав. = 0, 7 q_х.п. + 0, 7 q_пр.

q_ав. = 0, 7 ´ 51, 59 = 36, 11 л/с

Количество переключений (перемычек) между водоводами определим исходя из условия равенства потерь напора в водоводах при нормальной эксплуатации и при аварии на одном из водоводов. Для двух параллельных водоводов число участков переключений при одинаковом их диаметре и длине можно определить из уравнения:

n = 3 q_ав.²/ (q² - q_ав² ), (13)

где: n – число участков переключений; q_ав. – расход воды при аварии; q – расход воды при нормальной эксплуатации.

n = 3 ´ 36, 11 ²/ (51, 59 ² – 36, 11 ² ) = 2, 88

Принимаем три участка переключений.