Водоснабжение населенного пункта

Исходные данные

Составить расчет к проекту водоснабжения из артезианской скважины населенного пункта, используя следующие данные:

1. План населенного пункта и водопроводной сети в масштабе 1:10000 с указанием расположения источника воды (артезианской скважины), а также отметок поверхности земли в узловых и концевых точках.

Таблица 1 Данные о количестве основных потребителей и нормах водопотребления в сутки наибольшего расходования воды.

2. Кривая суточного графика водопотребления, а так же данные для построения интегральных графиков водоподачи и водопотребления.

Таблица 2 Данные о величине узловых расходов в % от общего пикового расхода

Таблица 3 Значения экономичных скоростей и экономичных расходов при различных диаметрах труб

3. Глубина от поверхности земли до динамического уровня воды в скважине:

hд = 60 м

1. Расчет проекта водоснабжения населенного пункта

водоснабжение артезианский потребитель гидравлический

Определение потребного объема воды в сутки наибольшего водопотребления. Расчет в таблице.

Таблица 4 Расчет

Суммарный суточный потребный объём воды в сутки наибольшего водопотребления равен 214660 л/сут.

2. Определение пикового расхода в л/сек.

Наибольший расход по графику суточного водопотребления происходит с 8 часов до 12 часов и составляет 5,8 %.

3. Определение узловых расходов, сведя расчет в таблицу.

Расход на первом узле составляет по таблице 6,5 %. Таким образом, 6,5 % от 3,46 составляет 0,225 л/сек. Аналогично вычислим узловые расходы для всех остальных узлов на калькуляторе и занесём полученные данные в таблицу.

= 3,46 · 6,5 / 100 = 0,306 л/сек

Таблица 5 Расчет

4. Расчёт в ветвях. Диаметры труб.

Гидравлические потери

Вычислить расходы в ветвях и подобрать диаметры труб по направлению к возможным диктующим точкам, пользуясь таблицей экономичных скоростей и расходов. Учесть, что минимально допустимый диаметр внешней водопроводной сети равен 50 мм. Вычислить гидравлические потери в трубах подобранного диаметра, пользуясь таблицами Шевелева. Местные потери принять равными 10% потере по длине. Расчет свети в таблицу.

Расчитываем узловые расходы.

q14-12=q14=0,21

q6-12=q14+q12+q13=0,21+0,5+0,215=0,925

q5-6=q6-12+q6=0,925+0,225=1,15

q9-8=q9=0,066

q8-7=q9+q8+q10=0,066+0,294+0,11=0,47

q7-5=q8-7+q11+q7=0,47+0,125+0,336=0,931

q5-3=q7-5+q5-6+q5=0,931+1,15+0,391=2,472

q3-2=q5-3+q4+q3=2,472+0,19+0,311=2,973

q1-2=q3-2+q2=2,973+0,263=3,236

q1-0=q1-2+q1=3,236+0,225=3,46

По рассчитанному расходу по таблицам Шевелева подбираем диаметр труб.

5. Рассчитываем гидравлические потери в трубах данного диаметра

Уh w до точки №9:

Уh w = ++++2,198

Уh w до точки №14:

Уh w = 2.356 м

Таблица 6 Результаты

1:10000 - точность масштаба будет равна 1м.

В этом масштабе 1см=1000см, т.е 100м

Пример подсчета: =

6. Определить диктующую точку

Диктующую точку определим по максимальной сумме Дz+ Уhw , где

ДZ = Zд - Zб

разность отметок поверхности земли у возможной диктующей точки у водонапорной башни.

Рассмотрим точку номер 9, так как она наиболее удалена от водонапорной башни.

ДZ = 100,6 - 105,6 = -5,9 м

Дz+ Уhw=-5,9+2,198=-3,702 м

Рассмотрим точку номер 14.

ДZ = 88 - 105,6 = -17.6 м

Дz+ Уhw=-17.6+2,356=-15.244 м

Диктующая точка - H9. Главная магистраль 0-9.

Пункты 6 и 8. выполнены в графическом виде на прилагаемом к курсовой работе чертеже.

7. Определить высоту водонапорной башни по формуле:

Hб = ДZ + Уhw + hсв

где ДZ + Уhw - сумма, определенная для диктующей точки;

hсв - свободный напор.

ДZ = = 100,6-105,6= -5,9 м

Уhw = 2,198 м (по магистральному трубопроводу (Уh w до точки №9))

hсв = 10 м

Hб = -5,9 + 2,198 +10 = 7 м(принимаем высоту башни равной 9м.)

Hб = 9 + 2 = 11 м (с баком)

Определим расчётный расход насосной станции в м3/час, полагая её работу равномерной в течение 16 часов, с 5 до 21 часа. Вычислим потребный объём водонапорного бака методом построения интегральных графиков водоподачи и водопотребления.

Таблица 7 Графики

Определяем расчетный расход насосной станции в м3/час,

Qн.с.= м3/час =3,764л/сек

T- время работы насосной станции.

Объем бака водонапорной башни определяется как сумма объемов на водопотребление, пожарные и аварийные водоснабжение.

1. Объем воды на водопотребление

Wрег.=45,72 м3

Объемы на аварийное и пожарное водоснабжение определяется как 10% и 30% от объема воды на водопотребление

2. Объем воды на аварийное водоснабжение

=* 10%, м3

=45,72 *10%=4,572 м3

3. Объем воды на пожарное водоснабжение

=*30%, м3

=45,72 *30%=13,716 м3

4. Объем бака

=++, м3

= 45,72 +4,572+13,716=64,008 м3

8. Определяем напор насосной станции.

Hн.с.=Hб+hд+hб+?hw+Дz=9+60+2+2,941-5?68,9 (м)

hб=2 м - высота бака,

hд=60 м - глубина от поверхности земли до динамического уровня воды в скважине.(т.4, в.13)

?hw=1,1·L·1000i=1,1·0,086·44,1=4,17 (м)

L= Hб+hд+hб+15=9+60+2+15=86 (м)

1000i=44,1 для водоподъемной трубы мм (т. Шевелева)

По каталогу-справочнику «Скважинные центробежные насосы» выбираем марку насоса по расчетной подаче равной Q = 13,55 м3/час и напору Н = 68,9 м, [ ЭЦВ_-__1-__2 ]

Э - электродвигатель; _ - диаметр обсадной колонны (уменьш. в 25 раз), мм

Ц - центробежный; __1 - подача насоса, м3/час

В - для воды; __2 - напор насосной станции, м

• 9. Подбираем погружной артезианский насос по каталогу:
• 2. Водозаборные сооружения из подземных источников

Выбор типа сооружения для приема подземных вод зависит от глубины их залегания и мощности водоносного горизонта. Сооружения для приема подземных вод могут быть подразделены на четыре вида: водозаборные скважины; шахтные колодцы; горизонтальные водозаборы; капотажные камеры.

Водозаборные скважины (трубчатые колодцы) служат для приема безнапорных и напорных подземных вод, залегающих на глубине более 10 м. Это наиболее распространенный вид водозаборных сооружений для систем водоснабжения городов, сельских населенных пунктов и промышленных предприятий. Их устраивают путем бурения в земле скважин, стенки которых крепят обсадными стальными трубами. По мере заглубления скважины диаметр обсадных труб уменьшают. В результате скважина приобретает телескопическую форму. Зазоры между отдельными обсадными трубами за (тампонируют) цементным раствором. В скальных грунтах стенки скважин обсадными трубами не крепят. Над верхом скважины устраивают кирпичную, бетонную или железобетонную камеру. В нижней части скважины устанавливают фильтр.

Водозаборные скважины размещают перпендикулярно направлению потока подземных вод. Их количество зависит от требуемого расхода и мощности водоносного горизонта. В зависимости от глубины залегания динамического уровня воды, она либо сам изливается из скважин в сборные резервуары, либо (при глубоком залегании) ее выкачивают насосами.

Шахтные колодцы служат для приема подземных вод, залегающих на глубине не более 30 м.

Они представляют собой вертикальный проем в грунте, доходящий до водоносного слоя. Такие колодцы делают из бетона, железобетона, кирпича, бутового камня и дерева. Их, как правило, опускным способом. Наиболее часто для них используют бетонные кольца круглой формы в деревянные срубы квадратной формы в плане. В дне шахтных колодцев для приема волы устраивают обратные фильтры, т.е. насыпают песок, грашебень, увеличивая крупность зерен снизу вверх. Чтобы усилить поступление воды, в стенках колодцев делают отверстия, для чего используют бетонированные трубы, фильтры или зазоры кладки. С этой же целью донный фильтр увеличивают по площади или за счет его радиального расположения (лучевой водозабор).

Шахтные колодцы располагают перпендикулярно направлению потока грунтовых вод. При значительной потребности в воде устанавливают несколько колодцев, связанных сифонами со сборной емкостью из которой воду насосами перекачивают в очистные сооружения или к потребителю.

Горизонтальные водозаборы устраивают для приема грунтовых вод, залегающих на небольшой глубине (до 8 м) при малой мощности водоносного горизонта. Их выполняют в уровне залегания водоносного слоя из железобетонных, бетонных или керамических труб с круглыми или щелевыми отверстиям, для горизонтальных водозаборов целесообразно использовать трубы овоидального сечения, у которых больше площадь водоприемной поверхности. Для предотвращения засорения их обсыпают фильтрующей песчано-гравийной смесью. Чтобы исключить поступление в водозаборы загрязненных поверхностных вод, в уровне земли над ними устраивают глиняную подушку.

Простейшие горизонтальные водозаборы выполняют из коротких труб с зазорами в местах соединений, из кирпичной или бутовой кладки без раствора. Для их осмотра и очистки через каждые 50... 150 м по их длине устраивают смотровые колодцы.

Каптажные камеры используют для получения ключевой воды. Для сбора вод восходящих ключей устраивают каптажные камеры в виде шахтных колодцев, располагая их над местами выходов воды, а для приема вод нисходящих ключей выполняют каптажные камеры с забором воды через боковые стенки в виде горизонтальных водозаборов.

Список используемой литературы

• 1. Карамбиров Н.А. Сельскохозяйственное водоснабжение. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1986. - 352 с; ил. - (Учебники и учеб. пособия для с.-х. техникумов).
• 2. Оводов B.C. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1984. - 480 с, ил. - (Учебники и учеб. пособия для высш. с.-х. учеб. заведений).
• 3. Абрамов Н.Н. Водоснабжение: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М: Стройиздат, 1982. - 440 с, ил.