Сомов Глава I

Глава I. ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ И ЕГО РЕЖИМ
§ 1. НОРМЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ
Параметры элементов системы водоснабжения находятся в соответствии с количеством подаваемой воды и с намеченным для них режимом работы. Для определения суммарных объемов используемой воды требуется наиболее полный учет всех видов потребителей. К последним относятся:
население городов, поселков и т.д., потребляющее воду для удовлетворения хозяйственно-питьевых нужд;
промышленные предприятия, использующие воду в технологических процессах и для санитарно-гигиенических, питьевых и хозяйственных нужд;
служба пожаротушения, использующая воду эпизодически, запас которой должен быть всегда обеспечен;
жилищно-коммунальные предприятия, потребляющие воду на мойку улиц, площадей и т.п., а также на поливку зеленых насаждений.
Существуют и другие потребители, использующие воду в меньших количествах по сравнению с указанными. Требования, предъявляемые к воде различными потребителями в отношении качества и количества, чрезвычайно разнообразны. На стадии проектирования расходы воды определяют на основании норм, получаемых путем обработки статистических данных о фактическом потреблении или технологическим расчетом.
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения по объекту в целом зависит от ряда факторов. Зная расход, приходящийся на 1 чел/сут, который носит название удельного хозяйственно-питьевого водопотребления, можно определить суточное потребление воды. Оно будет тем больше, чем больше число жителей в населенном пункте.
Удельное водопотребление учитывает количество воды, потребляемое 1 чел. на хозяйственно-питьевые нужды не только дома, но и в общественных зданиях. Оно зависит от степени благоустройства районов жилой застройки. Очевидно, что при более комфортабельных условиях удельное потребление воды выше. В значительной мере на его величину оказывают влияние климатические условия: в районах с жарким климатом воды потребляется больше, чем в холодных районах. На его величину влияют также местные условия, качество воды, этажность застройки. Определить удельное водопотребление можно путем анализа фактических данных о расходовании воды в действующих системах водоснабжения. При проектировании систем водоснабжения населенных пунктов удельное среднесуточное (за год) водопотребление на одного жителя определяется по СНиП 2.04.0284 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» (табл. 1.1).
Степень благоустройства районов жилой застройки
Удельное среднесуточное хозяйственно-питьевое недопотребление в населенных пунктах на одного жителя (за год) qж, л/сут.

Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией:
- без ванн;
- с ванными и местными водонагревателями;
- с централизованным горячим водоснабжением;


125-160
160-230

230-350

Для районов, где водопользование предусмотрено из водоразборных колонок, удельное среднесуточное водопользование на одного жителя принимается равным 30 - 50 л/сут.
Количество воды на нужды местной промышленности, обслуживающей население продуктами, и неучтенные расходы допускается принимать в размере 10 20 % суммарного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта. В том случае, если в городе число жителей более 1 млн. чел., удельное водопотребление допускается увеличивать, но для этого требуется согласование с органами Государственного надзора. Выбирая норму водопотребления, необходимо предусматривать мероприятия по сокращению утечек в системе и нерационального расходования воды в зданиях. К ним следует отнести организацию зонирования системы, улучшение ее эксплуатации, регулирование давления и т. п.
Расход воды на производственные и бытовые нужды промышленных предприятий. Расходы воды на технологические нужды зависят от вида производства, принятого технологического процесса, вида системы водоснабжения, качества воды и т. д. Расходы воды на производственные нужды определяются по удельным нормам водопотребления на единицу продукции. Эти нормы задаются на основе технологических расчетов работниками той или иной области промышленности. Они назначаются из условия применения наиболее прогрессивных технологий, предусматривающих маловодные процессы, устройство оборотных и замкнутых систем водоснабжения. В соответствии с существующими нормами расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве учитывается дополнительно к тем хозяйственно-питьевым расходам, которые рассматривались выше. Они зависят как от численности работающих, так и от вида производства. Их значения определяются в соответствии со СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий». Кроме того, на производствах, требующих определенного режима, вода расходуется на прием душа.
Расход воды на поливку и мойку улиц и площадей, а также на поливку зеленых насаждений зависит от размеров поливаемых площадей, способа поливки, типа покрытий и т. п. В СНиП 2.04.02-84 предусмотрены следующие удельные нормы расхода воды, л/м2, на одну мойку или одну поливку:
механизированная мойка усовершенствованных покрытий проездов и площадей
1,21,5

механизированная поливка усовершенствованных покрытий проездов и площадей
0,30,4

поливка вручную (из шлангов) усовершенствованных
покрытий тротуаров и проездов
0,40,5

поливка городских зеленых насаждений
34

поливка газонов и цветников
46

При отсутствии данных о площадях по видам благоустройства удельное среднесуточное за поливочный сезон потребление воды принимается равным 5090 л/сут в расчете на одного жителя. При назначении нормы поливки учитываются климатические условия, мощность источника водоснабжения, степень благоустройства населенных пунктов и другие местные условия. Число поливок в зависимости от климата принимается равным 1-2 в сутки.
Расход воды на тушение пожара зависит от характера развития пожара и условий подачи воды в очаг горения. Чем выше пожарная опасность объекта, тем больше требуется воды для тушения пожара. Подавая в очаг пожара значительное количество воды, можно ликвидировать его в течение короткого промежутка времени. Однако для строительства водопроводов, рассчитанных на пропуск большого количества воды, необходимы значительные материальные средства. Поэтому расход воды для тушения пожаров назначают в зависимости от пожарной опасности объекта и его значимости. Расходы воды для тушения пожара приведены в нормативных документах (СНиП 2.04.0284). Они составлены на основании обработки статистических данных о фактических расходах воды с учетом создания требуемых условий тушения пожаров на различных объектах. Расход воды для тушения пожаров в населенных местах зависит от численности населения и характера застройки (табл. 1.2).
Таблица 1.2
Число жителей
в населенном пункте,
тыс. чел.
Расчетное число
одновременных
пожаров
Расход воды, л/с, на один пожар
(независимо от огнестойкости здания) при высоте застройки



до двух этажей
включительно
три этажа
и более

До 1
1
5
10

5
1
10
10

10
I
10
15

25
2
10
15

50
2
20
25

100
2
25
35

200
3
-
40

300
3
-
55

400
3
-
70

500
3
-
80

600
3
-
85

700
3
-
90

800
3
-
95

1000
3
-
100

Продолжительность тушения пожара в большинстве случаев принимается равной 3 ч. Расход воды для наружного пожаротушения в производственных зданиях с фонарями и в зданиях шириной до 60 м без фонарей зависит от объема здания, степени огнестойкости его строительных конструкций, а также категории пожарной опасности производства, размещенного в здании (табл. 1.3).
Таблица 1.3
Степень
огнестойкости
зданий
Категория
производства по пожарной опасности


Расходы воды, л/с, на один пожар при объемах
зданий, тыс. м3



До 3
более 3
до 5
более 5
до 20
более 20
до 50
более 50 до 200
более 200
до 400
более 400

I и II
Г, Д, Е,
А, Б, В
10
10
10
10
10
15
10
20
15
30
20
35
25
40

III
Г, Д
В
10
10
10
15
15
20
25
30
35
40
-
-

IV и V
Г, Д
В
10
15
15
20
20
25
30
40
-
-
-

Норма расхода воды для наружного пожаротушения в производственных зданиях шириной 60 м без фонарей и более несколько иная (табл. 1.4).
Таблица 1.4
Степень
огнестойкости
зданий
Категория
производства по пожарной опасности

Расходы воды, л/с, на один пожар при объемах
зданий, тыс. м3



До 50
50-100
100-200
200-300
300-400
400-500
500-600
600-700
700-800

I и II
А, Б и В
20
30
40
50
60
70
80
90
100


Г, Д и Е
10
15
20
25
30
35
40
45
50

Число одновременных пожаров на промышленном предприятии определяется в зависимости от занимаемой ими площади. При площади предприятия до 150 га в расчете предполагается возможность возникновения одного пожара и двух пожаров при большей площади. Для крупных промышленных предприятий (например, нефтеперерабатывающие и химические комбинаты) создаются самостоятельные системы водоснабжения, не связанные с городскими водопроводами. Расход воды на наружное тушение пожаров в таких случаях определяется в соответствии с Противопожарными техническими условиями строительного проектирования (ПТУСП). Противопожарные водопроводы этих предприятий обычно рассчитывают, исходя из условия подачи воды в пожарные автомобили, подачи воды пожарными гидрантами и лафетными стволами, а также тушения пожаров внутри зданий с помощью внутренних пожарных кранов и стационарных систем водяного или пенного тушения.
§ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНЫХ РАСЧЕТНЫХ СУТОЧНЫХ
РАСХОДОВ ВОДЫ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ
Суммарный суточный расход воды, определяемый по отдельным категориям водопотребления, зависит от вида и числа потребителей, снабжаемых водой рассчитываемой системой водоснабжения.
В большинстве случаев на территории устраивается единая система водоснабжения, подающая воду на хозяйственно-питьевые нужды населения в жилых и общественных зданиях; на хозяйственно-питьевые и санитарные нужды рабочих в период их нахождения на промышленных предприятиях; на технологические нужды производств, потребляющих воду питьевого качества, а также других производств, для которых подача воды не питьевого качества путем устройства специальных систем водоснабжения нецелесообразна; на наружное пожаротушение в городе. Объединенная система водоснабжения может выполнять функции поливочного водопровода, если подача воды из постороннего источника невозможна или экономически не эффективна. Из этой системы также может подаваться вода на цели пожаротушения промышленных предприятий, расположенных в черте города.
При определенных условиях, когда в городе имеются предприятия, предъявляющие различные требования к качеству воды, устраивается несколько независимых друг от друга систем водоснабжения. Выбор оптимальной системы осуществляется путем технико-экономического сравнения вариантов. Каждая из этих систем рассчитывается самостоятельно.
Для правильного расчета систем водоснабжения необходимо знать очередность их развития и соответствующее этим очередностям водопотребление. На рис. 1.1 приведена гипотетическая кривая 2 роста водопотребления и соответствующая ей ломаная линия 1, характеризующая рост очередей развития систем водоснабжения. Рост водопотребления в городе во времени происходит вследствие увеличения численности населения, повышения степени благоустройства, развития промышленности и т. д. Ломаная линия 1 определяет максимальную производительность системы за расчетный срок:
t =tK – tН
где tK - момент пуска новых сооружений;
tН - расчетный срок расширения или реконструкции.
Водопотребление, соответствующее конечному моменту рассчитываемой очереди развития, определяется точкой пересечения линий 1 и 2.


Рис. 1.1. Кривая 2 роста водопотребления Qr " соответствующая ей ломаная линия 1, характеризующая рост очередей развития системы водоснабжения.

Потребление воды на хозяйственно-питьевые нужды города неравномерно в течение года. Происходят колебания суточного расхода: сезонные, связанные с изменением температуры и влажности в отдельные сезоны года, а также недельные, обусловленные особенностями водопотребления в различные дни недели (будни, предпраздничные дни, праздники и т. п.). Наблюдения, проводимые в течение ряда лет за изменениями суточного водопотребления в разных условиях, позволяют получить графики суточного водопотребления в течение года (рис. 1.2). Площадь S, ограниченная осями координат и волнистой линией, определяет годовое потребление воды (100 %). Отношение площади S к числу дней в году (365) соответствует среднесуточному за год расходу
Qсут.m=S/365.
Удельное водопотребление qж определяется как отношение
Qсут.m /Nж,
где Nж число жителей в данном поселке или городе.
Таким образом, общий среднесуточный расход Qсут.m, м3/сут, на хозяйственно-питьевые цели определяется по формуле:
Qсут.m =( qжi Nжi/1000.
где: qжi - удельное водопотребление, л/сут, принимаемое по СНиП 2.04.0284;
Nжi - расчетное число жителей в районе жилой застройки на конец рассчитываемой очереди развития.
В этой формуле qжi и Nжi принимаются для отдельных районов города с разной степенью санитарно-технического оборудования зданий

Рис. 1.2. График суточного водопотребления в течение года

Для проектирования системы водоснабжения сведений о среднесуточном водопотреблении недостаточно. Система должна обеспечивать потребности населения в любой момент времени, в том числе и в сутки максимального водопотребления. Для определения расходов воды в городе в различные сутки года по данным среднесуточного за год расхода воды необходимо знать коэффициенты суточной неравномерности водопотребления Ксут. Они могут быть получены по графикам суточного водопотребления (см. рис. 1.2).
Коэффициенты суточной неравномерности существуют:
наибольший
Ксут.тах = Qсут.max/ Qсут.m > 1
наименьший
Ксут.тin = Qсут.min/ Qсут.m < 1
Действующими нормами коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни, режим работы, степень благоустройства, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели, принимается равным:
Ксут.тах 1-1,3;
Ксут.тin 0,7- 0,9.
Суммарные расчетные расходы воды для систем на полный максимальный, минимальный и средний суточный расходы для хозяйственно-питьевых нужд населения, для хозяйственно-питьевых нужд рабочих в период их пребывания на производстве, для производственных нужд предприятий, а также для поливки определяют по приведенным выше формулам.
Суммарные расчетные расходы воды для системы водоснабжения на максимальный и минимальный среднесуточные расходы определяют путем сложения расходов воды различных потребителей в эти периоды времени.

§ 3. РЕЖИМ РАСХОДОВАНИЯ ВОДЫ В ТЕЧЕНИЕ СУТОК
При расчете систем подачи и распределения воды необходимо учитывать не только изменения расходования воды потребителями по дням в течение года, но и изменения, происходящие в отдельные периоды суток.
Водопотребление в населенных пунктах является случайным процессом изменения во времени часовых расходов воды. Он зависит от численности населения, климатических и демографических условий, санитарнотехнического оборудования зданий, сезона года и других факторов. Распространение расходов воды по часам суток производится на основании расчетных графиков водопотребления, которые могут быть получены путем изучения и анализа действительных графиков водопотребления населенных пунктов. Для вновь проектируемых систем используются аналоги графиков водопотребления тех городов, которые в наибольшей мере близки (по численности населения, санитарно-техническому оборудованию зданий, климатическим условиям и другим факторам) проектируемому населенному пункту. Если проект разрабатывается для развития существующей сети водоснабжения, то используются данные о фактическом режиме водопотребления этой системы.


Для наиболее точного отображения реального режима водопотребления желательно иметь возможно большее число графиков водопотребления аналогичных объектов за возможно более длительные сроки. Каждый из графиков, зарегистрированный в ходе наблюдений, является лишь одной из возможных реализаций случайного процесса. Существуют различные методы описания таких процессов. В современной практике проектирования данные о режиме водопотребления представляются в табличной, интегральной, аналитической или графической форме.
На рис. 1.3 приведены графики фактического расходования воды по часам суток для различных населенных пунктов: для населенного пункта с числом жителей 100 тыс. чел. (расход воды на коммунально-бытовые предприятия 12%, удельный расход на одного жителя 260 л/сут) на рис. 1.3, а; для населенного пункта с численностью населения 80 тыс. чел. (расход воды на коммунально-бытовые предприятия 29%, на нужды промышленности 12%, удельный расход на одного жителя 320 л/сут) на рис. 1.3,6; для района города с числом жителей 5 тыс. чел. (расход воды на коммунально-бытовые предприятия 18%; удельный расход на одного жителя 230 л/сут) на рис. 1.3, в.
По этим графикам можно проследить влияние некоторых из названных факторов на режим водопотребления. При составлении подобных графиков делается допущение о постоянстве водопотребления в течение рассматриваемого часа. Изменение водопотребления в течение часа, как правило, не оказывает заметного влияния на обеспечение водой потребителей. Как указывалось, система подачи и распределения воды проектируется по очередям развития. Это дает возможность иметь некоторый резерв мощности системы, позволяющей обеспечивать увеличенную подачу воды в случае необходимости.
По расчетным графикам водопотребления проводятся расчеты на различные моменты времени. Это позволяет принимать решения, которые не только гарантируют работоспособность системы при соблюдении требуемых технических параметров, но и обеспечивают их экономическую целесообразность.
Данные СНиП 2.04.02-84, полученные на основании опыта эксплуатации и анализа колебаний расходов воды в течение суток для реальных систем, позволяют приближенно определить максимальные qч.тах и минимальные qч.min расчетные часовые расходы воды по формулам:
для суток наибольшего водопотребления максимальный часовой расход
qч.тах = Кч.тах Qсут.max/24
для суток наименьшего водопотребления минимальный часовой расход
qч.min = Кч min Qсут.min/24,
где Кч.mах и Кч.min - максимальный и минимальный коэффициенты часовой неравномерности водопотребления.
Коэффициенты часовой неравномерности хозяйственно-питьевого водопотребления населенных пунктов определяют по следующим формулам:
Кч.тах=( тах ( тах Кч min=( min ( min
Коэффициент ( учитывает степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия. Он принимается равным: ( тах= 1,2-1,4, ( min= 0,4-0,6.
Коэффициент ( учитывает влияние численности населения объекта. С ростом населения неравномерность водопотребления уменьшается. Ниже приводятся значения коэффициентов ( тах и ( min в зависимости от числа жителей п:
п, тыс. чел.
0,1
0,15
0,2
0,3
0,5
0,75
1
1,5
2,5

( тах
4,5
4
3,5
3
2,5
2,2
2
1,8
1,6

( min
0,01
0,01
0,02
0,03
0,05
0,07
0,1
0,1
0,1

Продолжение
п, тыс. чел.
4
6
10
20
50
100
300
1000

( тах
1,5
1,4
1,3
1,2
1,15
1,1
1,05
1

( min
0,2
0,25
0,4
0,5
0,6
0,7
0,85
1

Зная максимальные часовые расходы в сутки максимального водопотребления, можно произвести выбор параметров насосных станций, напорных резервуаров и водонапорных башен. Расчеты при минимальных расходах позволяют определить избыточные напоры в сети в часы минимального водоотбора суток минимального водопотребления.
В тех случаях, когда система водоснабжения одновременно снабжает водой различных потребителей, каждый из которых имеет свой график режима водопотребления, суммарный график получается путем их сложения. При построении таких графиков необходимо стремиться к тому, чтобы не было совпадения по времени максимальных отборов воды из сети на различные нужды. С этой целью на крупных промышленных предприятиях устраивают регулирующие емкости, пополняемые по заданному графику; воду на поливку территории и на заполнение поливочных машин подают из специальных регулирующих емкостей или через устройства, прекращающие подачу воды при снижении напора до заданного предела, и т. п.
Суммарные графики служат основой для расчета сети. В соответствии с этими графиками назначаются графики режима работы насосных станций, водонапорных башен, резервуаров, схемы питания сети от насосной станции и башен.
15

Приложенные файлы

  • doc 7879167
    Размер файла: 174 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий