Большая энциклопедия нефти и газа. Проектирование систем наружной канализации. мгсн

Так как приток сточных вод в водоотводящую сеть колеблется по суткам и по часам в сутки, то важной характеристикой этого колебания является коэффициент неравномерности, с помощью которого определяются наибольшие возможные расходы, т.е. расчетные.

1) Для населенных мест

Коэффициент суточной неравномерности:

где , - максимальный и средний суточный расход за год, м3/сут.

Коэффициент суточной неравномерности применяется для оценки колебаний притока только бытовых сточных вод от города. В зависимости от местных условий он равен 1,1-1,3.

Коэффициент часовой неравномерности:

где , – максимальный и средний часовые расходы в сутки с максимальным водоотведением, м3/ч.

Общий максимальный коэффициент неравномерности:

С учетом зависимостей (3.1) и (3.2) общий коэффициент неравномерности будет:

где – среднечасовой расход в сутки со средним водоотведением.

Следовательно, общий коэффициент неравномерности представляет собой отношение максимального часового притока в сутки с максимальным водоотведением к среднечасовому притоку в сутки со средним водоотведением. Причем, с увеличением среднего расхода максимальный коэффициент неравномерности уменьшается, а минимальный увеличивается.

Общий минимальный коэффициент неравномерности:

где – минимальный часовой расход в сутки с минимальным водоотведением, м3/ч.

Таблица 4.2 – Общие коэффициенты неравномерности притока бытовых сточных вод города

2) Для промышленных предприятий

Неравномерность поступления сточных вод с территории промышленных предприятий в течение суток учитывается с помощью коэффициента часовой неравномерности – ; понятие о суточном коэффициенте неравномерности в этом случае отсутствует (считается, что предприятие по суткам в течение года должно работать равномерно).

Значение коэффициента часовой неравномерности поступления производственных сточных вод следует получать у технологов производства.

Значение коэффициента часовой неравномерности поступления бытовых сточных вод с территории промышленных предприятий зависит от удельного водоотведения n (л/см на 1 чел.), вида цеха и составляет:

При n = 45 л/см на 1 чел. (горячий цех) – = 2,5;

При n = 25 л/см на 1 чел. (холодный цех) – = 3,0.

3. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ВОДООТВОДЯЩИХ СИСТЕМ

Системы водоотведения подразделяются на внеплощадочные, уличные, внутриквартальные и внутренние (внутри здания).

Внеплощадочная водоотводящая система состоит из коллекторов с сооружениями на них, насосных станций, очистных сооружений и выпусков сточных вод в водоемы.

При проектировании трубопроводов необходимо снижать их металлоемкость за счет максимального сокращения применения стальных и чугунных труб, заменяя на напорные железобетонные, полиэтиленовые, асбестоцементные и применять защиту внутренних и внешних поверхностей стальных труб от коррозии. Очистные сооружения и насосные станции проектируются по возможности из унифицированных изделий. Применять размеры сооружений необходимо кратными 3 м, а по высоте 0,6 м. В практике проектирование емкостных сооружений предусматривается сборно-монолитным: днище монолитное; стены, колонны – сборными. Имеются "Унифицированные сборные железобетонные конструкции водопроводных и канализационных сооружений".

До начала проектирования систем водоотведения необходимо провести инженерные изыскания, которые подразделяются на топографические, гидрологические, геологические и гидрогеологические. Топографические – съемка участка, площадки сооружений, коллектора. Геологические и гидрогеологические изыскания определяют геологическое строение трасс водоводов и коллекторов, площадок сооружений; физико-механические свойства грунтов; положение уровня грунтовых вод; дают сведения об агрессивности грунтов и грунтовых вод по отношению к металлу и бетону; определяют сейсмичность района, оползневые явления. От качества и полноты изысканий зависит и качество проектных работ и дальнейшая эксплуатация сооружений.

Поэтому инженерным изысканиям уделяется особое внимание.

Изыскания состоят из полевых, лабораторных и камеральных работ. Для их выполнения создаются экспедиции и партии.

При проектировании водоотводящих сетей требуется выполнять расчеты большого количества отдельных участков трубопроводов с различными условиями работы. Поэтому для расчета самотечных трубопроводов используют различные таблицы: таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Н.Н.Павловского, Лукиных А.А. и Лукиных Н.А. и таблицы Федорова Н.Ф. и Волкова Л.Е. – Гидравлический расчет канализационных сетей. Таблицы Лукиных составлены с использованием формул Шези и Павловского, а таблицы Федорова – по формулам Дарси и постоянства расхода. В этих таблицах приведены расходы сточных вод, скорости при различных наполнениях трубопроводов для всех возможных в инженерной практике диаметров и уклонов труб.

Следовательно, при проектировании водоотводящих сетей в первую очередь необходимо определить расходы сточных вод. Уклоны трубопроводов принимают с учетом уклона поверхности земли, а расчет трубопроводов по таблицам сводится к подбору диаметров трубопроводов, обеспечивающих пропуск расчетного расхода при наполнении и скорости, удовлетворяющих требованиям табл. 16 .

Таким образом, для проектирования водоотводящих систем необходимы следующие исходные данные:

• 
  генеральный план города в масштабе 1:5000 или 1:10000 с горизонталями через 1-2 м; расчетная плотность населения, чел/га, по пятнам застройки;
• 
  удельные нормы водоотведения от населения по пятнам застройки;
• 
  данные о водоотведении от наиболее водоемких предприятий;
• 
  глубина промерзания грунта в районе укладки коллекторов;
• 
  инженерная геология и гидрогеология по трассам сетей, коллекторов и площадкам расположения насосных станций.

^ 3.1. Расходы сточных вод

Расчет водоотводящей сети и сооружений производится на расчетные расходы.

Под расчетным расходом сточных вод подразумевается наиболее возможный расход, который может поступить на сооружения и зависит он от удельного водоотведения, коэффициента неравномерности, плотности застройки и площади населенного пункта.

^ Удельное водоотведение бытовых сточных вод от города – это среднесуточный расход сточных вод в л/сут, отводимый от одного человека, пользующегося системой водоотведения. Зависит удельное водоотведение от степени благоустройства зданий, т.е. степени оборудования зданий санитарно-техническими устройствами (холодным и горячим водоснабжением, ваннами и т.д.).

Чем выше степень благоустройства, тем выше удельное водоотведение. Кроме того, удельное водоотведение зависит еще и от климатических условий: в южных районах с более теплым климатом оно выше, чем в северных.

Обычно удельное водоотведение практически равно удельному водопотреблению в соответствии с табл. 1 . Удельное водоотведение приведено в табл. 3.1.

Таблица 3.1 – Удельное водоотведение бытовых сточных вод от города

В удельном водоотведении на 1 человека учитывается не только количество стоков, поступающих из жилых зданий, но и количество бытовых стоков, поступающих от общественно-бытовых объектов (бани, прачечные, больницы, школы и т.д.).

В районах, не оборудованных сплавными системами, удельное водоотведение принимается 25 л/сут. на одного жителя. В период дождей и снеготаяния наблюдается неорганизованное поступление в водоотводящую сеть дождевых и талых вод. Поэтому следует определять дополнительный расход сточных вод, поступающих в водоотводящую сеть, по формуле

(3.1)

Где L - длина водоотводящей сети, км;

- максимальное суточное количество осадка в мм, которое определяется по СНиП 2.01.01-82.

Проверочный расчет самотечных трубопроводов на пропуск увеличенного расхода должен осуществляться при наполнении 0,95 высоты.

^ 3.2. Коэффициенты неравномерности

Так как приток сточных вод в водоотводящую сеть колеблется по суткам и по часам в сутки, то важной характеристикой этого колебания является коэффициент неравномерности, с помощью которого определяются наибольшие возможные расходы, т.е. расчетные.

1) ^ Для населенных мест

Коэффициент суточной неравномерности :

,

(3.2)

Коэффициент суточной неравномерности применяется для оценки колебаний притока только бытовых сточных вод от города. В зависимости от местных условий он равен 1,1-1,3.

Коэффициент часовой неравномерности :

С учетом зависимостей (3.1) и (3.2) общий коэффициент неравномерности будет:

,

(3.5)

Следовательно, общий коэффициент неравномерности представляет собой отношение максимального часового притока в сутки с максимальным водоотведением к среднечасовому притоку в сутки со средним водоотведением. Причем, с увеличением среднего расхода максимальный коэффициент неравномерности уменьшается, а минимальный увеличивается.

Общий минимальный коэффициент неравномерности:

,

(3.6)

Таблица 4.2 – Общие коэффициенты неравномерности притока бытовых сточных вод города

Общий коэффициент неравно-мерности	Средний расход сточных вод, л/с
	5	10	20	50	100	300	500	1000	> 5000
	2,5	2,1	1,9	1,7	1,6	1,55	1,5	1,47	1,44
	0,38	0,45	0,5	0,55	0,59	0,62	0,66	0,69	0,71

Неравномерность поступления сточных вод с территории промышленных предприятий в течение суток учитывается с помощью коэффициента часовой неравномерности –

; понятие о суточном коэффициенте неравномерности в этом случае отсутствует (считается, что предприятие по суткам в течение года должно работать равномерно).

Значение коэффициента часовой неравномерности поступления производственных сточных вод следует получать у технологов производства.

Значение коэффициента часовой неравномерности поступления бытовых сточных вод с территории промышленных предприятий зависит от удельного водоотведения n (л/см на 1 чел.), вида цеха и составляет:

При n = 45 л/см на 1 чел. (горячий цех) – = 2,5;

При n = 25 л/см на 1 чел. (холодный цех) – = 3,0.

^ 3.3. Определение расходов бытовых и производственных сточных вод

3.3.1. Расход сточных вод от населения

Среднесуточный расход , м 3 /сут

Расчетный расход , л/с

Р – плотность населения, чел./га;

F – площадь жилых кварталов, га;

– удельное водоотведение, л/сут. на одного жителя;

– общий максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод.

Для упрощения расчета притоков сточных вод в сети водоотведения в инженерной практике используют понятие "модуль расхода" или модуль стока .

Модуль стока определяется для селитебных территорий (для каждого района или квартала с различными плотностями населения и удельными нормами водоотведения). Модуль стока – расход сточных вод с единицы площади жилых кварталов, определяется по формуле

Если модуль стока умножить на соответствующую площадь квартала, то получится средний приток сточных вод с этого квартала, л/с:

где N 1 , N 2 – число работающих в сутки соответственно в холодных и горячих цехах;

25 и 45 – удельное водоотведение бытовых сточных вод в л/см. на 1 работающего соответственно в холодных и горячих цехах.

Расчетный расход , л/с

,

(3.13)

К 1 , К 2 – коэффициенты часовой неравномерности водоотведения, равные 3 и 2,5 при удельном водоотведении соответственно 25 и 45 л/смену на одного работающего;

Т – продолжительность смены в часах.

^ 3.3.3. Расход душевых сточных вод

Душ должен работать 45 мин.

Максимальный расход за смену, м 3 /см

где – расход воды через одну душевую сетку, равный 500 л в час;

– число душевых сеток, зависит от количества рабочих, пользующихся душами в максимальную смену. Количество человек, обслуживаемых одной душевой сеткой, принимается по табл. 6 в зависимости от санитарной характеристики производственных процессов.

Таблица 4.3 – Количество человек, обслуживаемых одной душевой сеткой

^ 3.3.4. Расход производственных сточных вод

Средний суточный расход сточных вод от технологических процессов , м 3 /сут

где М и M 1 – количество единиц выпускаемой продукции соответственно в сутки и в максимальную смену;

– удельное водоотведение, м 3 , на единицу продукции;

К 1 – коэффициент часовой неравномерности сброса производственных сточных вод.

При проектировании канализации городов и промышленных предприятий требуется знать не только нормы и общее количество сточных вод, но и режим их водоотведения, т. е. изменение расходов сточных вод по часам суток, а также значения возможных максимальных расходов, которые определяются так называемыми коэффициентами суточной и часовой неравномерности водоотведения.
Нормами бытового водоотведения учитывают средний суточный (за год) расход сточных вод. Однако суточный расход может быть как больше среднесуточного (в сутки наибольшего водоотведения), так и меньше. Поэтому кроме среднесуточного расхода (водоотведения) определяют максимальный суточный расход. Максимальный суточный расход на одного жителя в населенных пунктах определяют умножением среднесуточного расхода на коэффициент суточной неравномерности водоотведения.
Коэффициентом суточной неравномерности водоотведения Ксут называют отношение максимального суточного расхода к среднему суточному. Для населенных пунктов принимают /Ссут=1,1 ... 1,3 в зависимости от местных и климатических условий.
Коэффициентом часовой неравномерности водоотведения /С* называют отношение максимального часового расхода к среднему часовому расходу в сутки наибольшего водоотведения.
При расчете канализационной сети наиболее удобно применять общий коэффициент неравномерности /Собщ» представляющий собой отношение максимального часового расхода в сутки наибольшего водоотведения к среднему часовому расходу среднесуточного водоотведения, Общий коэффициент неравномерности водоотведения /Собщ получают перемножением коэффициентов суточной и часовой неравномерности При расчете канализационной сети населенных мест /Собщ принимают по СНиП в зависимости от значений средних секундных расходов (табл. 2.2).
При промежуточных значениях среднего расхода сточных вод общий коэффициент неравномерности притока сточных вод определяют интерполяцией. Для городов с населением более 1 млн. человек /(общ принимают по данным эксплуатации городов-аналогов. Для зданий общественного назначения и бытовых помещений промышленных предприятий коэффициент суточной неравномерности водоотведения принимают равным единице, а коэффициент часовой неравномерности водоотведения-в соответствии с действующими нормами (СНиП Н-Г.1-70).
Коэффициенты часовой неравномерности водоотведения производственных сточных вод определяются технологическими условиями, они колеблются в широких пределах (см. гл. XXV).

Рассчитываю расходы душевых сточных вод от промышленного предприятия:

Среднесуточный Q душ сут = (40N 5 + 60N 6)/1000, м 3 /сут, (4.12)

Часовой после каждой смены Q душ час = (40N 7 + 60N 8)/1000, м 3 /ч, (4.13)

Секундный q душ сек = (40N 7 + 60N 8)/45 * 60, л/с, (4.14)

где N 5 , N 6 – соответственно число пользующихся душем в сутки с нормой водоотведения на 1 человека в холодных цехах 40 л и 60 л в горячих цехах;

N 7 , N 8 – соответственно число пользующихся душем в смену с максимальным водоотведением в холодных и горячих цехах.

Q душ сут = (40 * 76,8 + 60 * 104,5)/1000 = 9,34 м 3 /сут,

Q душ час = (40 * 48 + 60 * 66,5)/1000 = 5,91 м 3 /ч,

q душ сек = (40 * 48 + 60 * 66,5)/45 * 60 = 2,19 л/с.

Заполняем форму 4.

При правильном заполнении формы 4, вычисленное по формуле (4.11) значение секундного расхода бытовых стоков должно равняться сумме наибольших расходов из 7-го столбца;

q быт max = 0,43 л/с и (0,16 + 0,27) = 0,43 л/с.

А значение секундного расхода душевых стоков (4.14) – сумме наибольших расходов из последнего столбца;

q душ сек = 2,19 л/с и (0,71 + 1,48) = 2,19 л/с.

Определяю расчетный расход от промышленного предприятия:

q n = q пром + q быт max + q душ сек, л/с,

q n = 50,3 + 0,43 + 2,19 = 52,92 л/с.

Расчет расходов на участках.

Водоотводящую сеть разбиваю на расчетные участки, каждому узлу (колодцу) сети присваиваю номер. Затем заполняю столбцы 1-4 формы 5.

Расход на каждом расчетном участке определяю по формуле:

q cit = (q n + q бок + q mp)K gen . max + q соср, л/с, (4.16)

где q n – путевой расход, поступающих в расчетный участок от жилой застройки, расположенной по пути;

q бок – боковой, поступающий от боковых присоединений

q mp – транзитный, поступающий от вышерасположенных участков и равной по величине общему среднему расходу предыдущих участков;

q соср – сосредоточенный расход от зданий общественного и коммунального назначения, а также промпредприятии, расположенных выше расчетного участка;

K gen . max – общий максимальный коэффициент неравномерности.

Значение средних расходов (столбцы 5-7 формы 5) беру из ранее заполненной формы 1. Общий расход (столбец 8) равен сумме путевого, бокового и транзитного расходов на участке. Можно сделать проверку общий расход (из столбца 8) должен быть равен среднему расходу с площади (форма 1,столбец 3).

Для определения коэффициента неравномерности строю плавный график изменения значения коэффициента в зависимости от среднего расхода сточных вод. Точки для графика беру из табл. 4.5. При средних расходах менее 5 л/с расчетные расходы определяю согласно СНиП 2.04.01-85. Общий максимальный коэффициент неравномерности для участков с расходом менее 5 л/с будет равен 2,5.

Определенные по построенному графику значения общего максимального коэффициента неравномерности заношу в столбец 9 формы 5.

Таблица 4.5

Общие коэффициенты неравномерности притока бытовых вод.

Умножаю значения в столбцах 8 и 9, получаю расчетный расход с квартала. В столбцах 11 и 12 сосредоточенные расходы, которые можно отнести или к боковым (расходы, направляемые в начало участка) или к транзитным (расходы от вышерасположенных зданий). Сосредоточенные расходы можно тоже проверить, их сумма равна расчетным секундным расходам из формы 2.

В последнем столбце суммирую значения из столбцов 10,11,12.

График определения коэффициента неравномерности (он на миллиметровой бумаге). Этот лист убрать потом, он нужен для нумерации страниц.

Гидравлический расчет и высотное проектирование бытовой сети.

После того как я определил расчетные расходы, следующим этапом в проектировании водоотводящей сети является ее гидравлический расчет и высотное проектирование. Гидравлический расчет сети заключается в подборе диаметра и уклона трубопровода на участках таким образом, чтобы значения скорости и наполнения в трубопроводе соответствовали требованиям СНиП 2.04.03-85. Высотное проектирование сети состоит из расчетов, необходимых при построении профиля сети, а также для определения величины минимального заложения уличной сети. При расчете гидравлической сети пользуюсь таблицами Лукиных.

Требования к гидравлическому расчету и высотному

Проектированию бытовой сети.

При гидравлическом расчете пользуюсь следующими требованиями:

1. Весь расчетный расход участка поступает в его начало и не меняется по длине.

2.Движение в трубопроводе на расчетном участке является безнапорным и равномерным.

3.Наименьшие (минимальные) диаметры и уклоны самотечных сетей принимаются согласно СНиП 2.04.03-85 или табл. 5.1.

4. Допустимое расчетное наполнение в трубах при пропуске расчетного расхода не должно превышать нормативного и в соответствии с СНиП 2.04.03-85 приведено в табл. 5.2.

5. Скорости течения в трубах при данном расчетном расходе должны быть не меньше минимальных, которые приведены согласно СНиП 2.04.03-85 в табл.

6. Максимально допустимая скорость течения для неметаллических труб – 4 м/с, а для металлических – 8 м/с.

Таблица 5.1

Минимальные диаметры и уклоны

Примечание: 1. В скобках указаны уклоны, которые допускается применять при обосновании. 2. В населенных пунктах с расходом до 300 м 3 /сут допускается применение труб диаметром 150 мм. 3. Для производственной канализации при соответствующем обосновании допускается применение труб диаметром менее 150 мм.

Таблица 5.2

Максимальные наполнения и минимальные скорости

7. Скорость движения на участке должна быть не менее скорости на предыдущем участке или наибольшей скорости в боковых присоединениях. Только для участков, переходящих от крутого рельефа к спокойному, допускается убывание скорости.

8. Трубопроводы одинакового диаметра соединяют (сопрягают) « по уровню воды», а разных «по шелыгам».

9. Диаметры труб от участка к участку должны возрастать, исключения допускаются при резком увеличении уклона местности.

10. Минимальную глубину заложения следует принимать как наибольшую из двух величин: h 1 = h пр – a , м,

h 2 = 0,7 + D , м,

где h пр – нормативная глубина промерзания грунта для данного района, принимается по СНиП 2.01.01-82, м;

а – параметр, принимаемый для труб диаметром до 500 мм – 0,3 м, для труб большего диаметра – 0,5 м;

D – диаметр трубы, м.

Нормативная глубина промерзания Республики Мордовии 2,0 м.

h 1 = 2,0 – 0,3 = 1,7;

h 2 = 0,7 + 0,2 = 0,9;

Минимальная глубина заложения для данного района 1,7 м.

Среднюю глубину залегания грунтовых вод принимаем равной 4,4 м.

12. Участки с расходами, меньшими 9 – 10 л/с, рекомендуется принимать «нерасчетными», при этом диаметр и уклон трубы равен минимальному, скорость и наполнение – не рассчитываются.

Расчет бытовой сети

В таблицу по форме 6 я заношу результаты расчета каждого самотечного участка. Сначала заполняю столбцы с исходными данными – столбцы 1, 2, 3, 10 и 11(расходы – из последнего столбца формы 5, длины и отметки земли – по генплану города). Затем производим гидравлический расчет последовательно каждого участка в следующем порядке:

Таблица 5.3

1. Если участок – верховой, то глубину заложения трубопровода в начале участка h 1 принимаю равной минимальной h min , причем ориентировочный диаметр принимаю равным минимальному для принятого вида сети и системы водоотведения (табл. 5.1). Если участок имеет примыкающие к нему вышерасположенные участки, то начальную глубину ориентировочно принимаю равной наибольшей глубине заложения в конце этих участков.

2. Рассчитываю ориентировочный уклон трубопровода:

i o = (h min – h 1 + z 1 – z 2)/l, (5.1)

где z 1 и z 2 – отметки поверхности земли в начале и конце участка;

l – длина участка.

В результате может получиться и отрицательное значение уклона.

3. Подбираю трубопровод с необходимым диаметром D, наполнением h/D, скоростью течения v и уклоном i по известному расчетному расходу. Трубы подбираю по таблицам Лукиных А.А. Подбор начинаю с минимального диаметра, постепенно переходя к большим. Уклон должен быть не менее ориентировочного i 0 (и, если диаметр трубы равен минимальному, не менее минимального уклона – табл. 5.1). Наполнение должно быть не больше допустимого (табл. 5.2). Скорость должна быть, во-первых, не менее минимальной (табл. 5.2), во-вторых, не меньше наибольшей скорости на примыкающих участках.

Если расход на участке менее 9-10 л/с, то участок можно считать нерасчетным: диаметр и уклон принимаю минимальными, а наполнение и скорость – не подбираю. Заполняю столбцы 4, 5, 6, 7, 8 и 9.

Падение рассчитываю по формуле: ∆h=i·l, м

где, i – уклон,

l – длина участка, м.

Наполнение в метрах равно произведению наполнения в долях на диаметр.

4. Из всех примыкающих к началу участков выбираю участок с наибольшей глубиной заложения, который и будет сопряженным. Затем принимаю тип сопряжения (в зависимости от диаметра труб на текущем и сопряженном участках). Затем рассчитываю глубины заложения и отметки в начале участка, при этом возможны следующие случаи:

а) Если сопряжение – «по воде», то отметка воды в начале участка равна отметке воды в конце сопряженного участка, т.е. значения из столбца 13 переписываю в столбец 12. Затем вычисляю отметки дна в начале участка, которая равна, отметка земли в начале участка минус глубина заложения в начале участка и записываю результат в столбец 14.

б) Если сопряжение – «по шелыгам», то вычисляю отметка дна в начале участка: z д.нач. =z д.сопр. +D тр.сопр. - D тр.тек.

где, z д.сопр. - отметка дна в конце сопряженного участка, м.

D тр.сопр. – диаметр трубы на сопряженном участке, м.

D тр.тек. – диматр трубы на текущем участке, м.

Эту величину записываю в столбец 14. Затем вычисляю отметку воды в начале участка, которая равна сумме отметки дна в начале участка z д.нач. и глубины заложения в начале участка и записываю в столбец 12.

в) Если участок не имеет сопряжения (т.е. верховой или после насосной станции), то отметка дна в начале участка равна разнице отметки поверхности земли в начале участка и глубины заложения в начале участка. Отметку воды в начале участка определяю аналогично предыдущему случаю, или, если участок – нерасчетный, принимаю равной отметке дна, а в столбцах 12 и 13 ставлю прочерки.

В первых двух случаях глубину заложения в начале участка определяю по формуле: h 1 =z 1 - z 1д.

5. Рассчитываю глубину заложения и отметки в конце участка:

Отметка дна равна разнице отметки дна в начале участка и падения,

Отметка воды равна сумме отметки дна в конце участка и наполнения в метрах или разнице отметки дна в начале участка и падения,

Глубина заложения равна разнице отметок поверхности воды и дна в конце участка.

Если глубина заложения окажется больше максимальной глубины для заданного вида грунта (в моем случае максимальная глубина 4,0 м.), то в начале текущего участка ставлю районную или местную насосную станцию, глубину в начале участка принимаю равной минимальной, и расчет повторяю, начиная с пункта 3 (скорости на примыкающих участках при этом не учитываю).

Заполняю столбцы 13, 15 и 17. В столбце 18 можно записываю тип сопряжения, сопряженный участок, наличие насосных станций и т.д.

Гидравлический расчет самотечной канализационной сети представляю в форму 6.

По результатам гидравлического расчета водоотводящей сети строю продольный профиль главного коллектора одного из бассейнов водоотведения. Под построением продольного профиля главного коллектора понимается вычерчивание его трассы на разрезе местности по участкам до ГНС. Продольный профиль главного коллектора представляю в графической части. Я принимаю керамические трубы, так как грунтовые воды агрессивны к бетону.

Сюда вставить поперечный профиль реки, который на миллиметровке

Расчет дюкера.

При гидравлическом расчете и проектировании дюкера следует соблюдать следующие условия:

Количество рабочих линий – не менее двух;

Диаметр труб из стали – не менее 150 мм.;

Трасса дюкера должна быть перпендикулярна фарватеру;

Боковые ветви должны иметь угол наклона к горизонту α – не более 20º;

Глубина укладки подводной части дюкера h – не менее 0,5 м, а в пределах фарватера – не менее 1 м.;

Расстояние между дюкерными линиями в свету b, должно быть 0,7 – 1,5 м.;

Скорость в трубах должна быть, во-первых, не менее 1 м/с, во-вторых, не менее скорости в подводящем коллекторе (V д. ≥ V к.);

За отметку воды во входной камере принимается отметка воды в самом глубоком коллекторе, подходящем к дюкеру;

Отметка воды в выходной камере ниже отметки воды во входной камере на сумму потерь напора в дюкере, т.е. z вых. = z вх. - ∆h.

Порядок проектирования и гидравлического расчета дюкера:

1. На миллиметровой бумаге строю профиль реки в месте прокладки дюкера в одинаковых горизонтальном и вертикальном масштабах. Намечаю ветви дюкера и определяю его длина L.

2. Расчетный расход в дюкере определяю аналогично расходам на расчетных участках (т.е. беру из формы 5).

3. Принимаю расчетную скорость в дюкере V д. и количество рабочих линий.

4. По таблицам Шевелева подбираю диаметр труб по скорости и расходу в одной трубе, равному расчетному расходу, поделенному на количество рабочих линий; нахожу потери напора в трубах на единицу длины.

7. Должно соблюдаться неравенство: h 1 ≥ ∆h авар. - ∆h,

где, h 1 – расстояние от поверхности земли до воды во входной камере

Если это соотношение не соблюдается, то увеличивают диаметр линий до тех пор, пока условие не будет выполнено. Находят скорость течения при этом диаметре и нормальном режиме работы дюкера. Если скорость будет меньше 1 м/с, то одну из линий принимают как резервную.

8. Рассчитывается отметка воды в выходной камере дюкера.

В нашем случае дюкер длиной 83 м. с расчетным расходом 33,13 л/с. К дюкеру подходит один коллектор (4-5) диаметром 300 мм., и скоростью течения 0,78 м/с., скорость в трубопроводе за дюкером –0,84 м/с. Дюкер имеет в нижней и в восходящей ветвях по два отвода с углом - 10º. Уровень воды во входной камере –157,15 м., расстояние от поверхности земли до воды – 2,85 м.

Принимаем 2 рабочих линии дюкера. Пользуясь таблицей Шевелева, принимаем при расходе 16,565 л/с стальные трубы диаметром 150 мм., скорость воды 0,84 м/с, потери напора на 1 м. – 0,0088 м.

Рассчитываем потери напора:

По длине: ∆h 1 =0,0088*83=0,7304 м.

На входе: ∆h 2 =0,563*(0,84) 2 /19,61=0,020 м.

На выходе: ∆h 3 =(0,84 -0,84) 2 /19,61=0 м.

На 4-ех поворотах: ∆h 4 =4*(10/90)*0,126*(0,84) 2 /19,61=0,002 м.

Общие: ∆h=0,7304 +0,020 +0 +0,002 =0,7524 м.

Проверяем работу дюкера при аварийном режиме: при расходе 33,13 л/с и диаметре труб 150 мм. Находим скорость – 1,68 м/с и единичные потери напора – 0,033. Пересчитываем потери напора:

По длине: ∆h 1 =0,033*83=2,739 м.

На входе: ∆h 2 =0,563*(1,68) 2 /19,61=0,081 м.

На выходе: ∆h 3 =(0,84-1,68) 2 /19,61=0,036 м.

На 4-ех поворотах: ∆h 4 =4*(10/90)*0,126*(1,68) 2 /19,61=0,008 м.

Общие: ∆h авар. = 2,739 +0,081 +0,036 +0,008 =2,864 м.

Проверяем условие: 2,85 ≥ (2,864-0,7524 =2,1116 м). Условие выполняется. Проверяю трубопровод на пропуск расхода при нормальном режиме работы: при расходе 33,13 м/с и диаметре 150 мм. скорость составит 1,68 м/с. Так как получившаяся скорость больше 1 м/с, то обе линии принимаю как рабочие.

Рассчитываем отметку воды на выходе из дюкера:

z вых. = z вх. - ∆h= 157,15 - 2,864=154,29 м.

Заключение.

Выполняя курсовой проект, рассчитали по исходным данным водоотводящую сеть города, которая представлена в расчетно-пояснительной записке и по расчетам сделали графическую часть.

В данном курсовом проекте была спроектирована водоотводящая сеть населенного пункта в республике Мордовии с общей численностью населения 35351 чел.

Выбрали для данного региона полураздельную систему водоотведения, так как расход воды 95 % обеспеченности 2,21 м 3 /с, что меньше 5 м 3 /с. Также выбрали для данного населенного пункта централизованную схему водоотведения, так как численность населения меньше 500 тыс. чел. и пересеченную схему, потому что прокладка главного коллектора предусматривается по пониженной грани территории объекта, вдоль водного протока.