Трассировка водопроводной сети
Трассировка – геометрическое начертание водопроводной сети в плане, выполняется в зависимости от планировки объекта водоснабжения и размещения на его территории отдельных водопотребителей, рельефа местности, наличия естественных и искусственных препятствий для прокладки трубопроводов.
При трассировке сети должны учитываться перспективы развития объекта водоснабжения, а также возможности строительных и эксплуатационных затрат.
При трассировке сети необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:
- главные магистральные линии необходимо направлять по кратчайшему расстоянию к наиболее крупным водопотребителям, а также к водонапорной башне;
- с целью обеспечения надёжности системы водоснабжения основных магистралей должно быть не менее двух (рекомендуемое расстояние между магистралями 400 – 600 м);
- магистрали должны соединяться между собой перемычками (рекомендуемое расстояние 500 – 800 м);
- водопроводные линии должны быть расположены равномерно по всей территории объекта водоснабжения;
- для обеспечения достаточных напоров в распределительной сети магистральные линии следует прокладывать по наиболее возвышенным отметкам местности;
- водопроводные линии следует прокладывать по проездам или обочинам дорог, параллельно линиям застройки, по возможности вне асфальтовых или бетонных покрытий;
- трассы трубопроводов следует проектировать подземными вблизи автодорог и проездов;
- автомобильные или железные дороги, а также реки – трубопроводы должны пересекать под прямым углом;
- на территории объекта водоснабжения следует учитывать наличие других подземных коммуникаций, отдельные элементы которых должны быть расположены от наружной поверхности водопроводных труб, укладываемых в траншеи, на определённых расстояниях.
- при параллельной прокладке водопроводных и канализационных линий водопроводные трубы должны быть металлическими. Как правило, водопроводные трубы укладывают выше канализационных, а расстояние между стенками труб по вертикали должно составлять не менее 0,4 м. Водопроводные трубы, прокладываемые ниже канализационных коллекторов, должны быть стальными и заключёнными в стальной футляр. В этом случае, расстояние между стенками в свету – 0,2 м.
- водонапорная башня размещается по возможности в наиболее возвышенной точке населённого пункта с учётом возможной организации зон санитарной охраны.
- на сети хозяйственно-противопожарного водопровода устанавливаются пожарные гидранты не реже, чем через 150 м по длине участка сети, а также задвижки для отключения отдельных участков.
Так как система водоснабжения относится к 1 категории для надежности ее работы сеть проектируем кольцевой.
Согласно выполненной трассировке количество колец - __________.
Насосная станция 2-ого подъема подает воду в узел _________. Водонапорная башния будет подключена к узлу _________.
Гидравлический расчет водопроводной сети
Так как сеть с контррезервуаром, то сеть рассчитывается на 3 расчётных случая:
1) Максимальное хозяйственно-производственное водопотребление из сети (час максимального водопотребления);
2) Тушение пожаров при максимальном водоразборе из сети (пожар в час максимального водопотребления);
3) Час максимального транзита воды в водонапорную башню (обычно это час минимального водопотребления воды из сети в часы работы НС).
Подготовка водопроводной сети к расчету
1 расчётный случай «Час максимального водопотребления»:
Согласно табл. 3, час максимального водопотребления – с __ до ____. В этот час необходимо подать воду для следующих водопотребителей: ____________________________________________________________________________________________________________________________. Общегородской расход воды в этот час составляет:
Принимаем расход воды на ХПН и расход воды на поливку как путевые равномерные распределения расхода, для всех остальных водопотребителей, в этот час расходы воды считаются сосредоточенными, потому эти расходы будут привязаны к конкретной точке сети к какому-то узлу сети.
Таблица 5 - Сосредоточенные расходы воды
| Потребители | Расход воды, Qсоср | Узел, к которому привязан потребитель | ||
| м3/час | л/с | |||
| ИТОГО: | ||||
Суммарный расход воды определяется по формуле:
(22)
где 
– суммарный общегородской расход воды в час максимального водопотребления, 
– общий путевой расход воды в час максимального водопотребления,
– суммарный сосредоточенный расход воды в час максимального водопотребления, 
Выразив из формулы (22) 
и подставив числовые значения, получим:
Удельный путевой расход определяется по формуле:
(23)
где 
– условная длина линий водопроводной сети, проходящей по застроенной территории населенного пункта, 
Подставив числовые значения в формулу (23), получим:
Путевой расход определяется по формуле:
(24)
где 
– путевой расход на данном участке,
– удельный путевой расход,
– условная длина данного участка,
Таблица 6 - Путевые расходы воды на каждом участке
| Участки | Длина, м | Путевой расход, л/с | |
| реальная | условная | ||
| ИТОГО: |
Фиктивный узловой расход для любого узла будет равен половине суммы путевых расходов для участков, прилегающих к данному узлу, плюс сосредоточенный расход, если он есть.
Таблица 7 - Фиктивные узловые расходы воды в час максимального водопотребления.
| Узлы | Участки, примыкающие к узлу | Путевые расходы на участке, л/с | Сосредоточенный расход в узле, л/с | Фиктивный узловой расход, л/с | |
| ИТОГО: |
Полученные фиктивные расходы показываем на расчетной схеме. Схема выполняется без масштаба, с соблюдением конфигурации. На схеме также указываем количество воды, поступающей в точки питания (от НС-II и от ВБ). Эти расходы можно получить согласно данным таблицы 4.
Рис. 1 – Пример: расчетная схема для часа максимального водопотребления
2 расчётный случай «Пожар в час максимального водопотребления»:
Для данного расчетного случая фиктивные узловые расходы в узловых точках сети будут такими же как и для 1-ого расчетного случая, за исключением точек возникновения пожара.
Принимаем точки возникновения пожара в черте НП. Обычно принимаются самые удаленные от точки питания или наиболее высоко расположенные. Количество точек можно принять по количеству одновременно возникающих пожаров в черте населенного пункта. Подача воды на тушение пожаров будет осуществляться от НС-II. Общегородской расход для данного расчетного случая составит:
(25)
Рис. 2. Пример расчетной схемы для 2-ого случая
3 расчётный случай:
Час максимального транзита воды в водонапорную башню принимаем по таблице 4 (по максимальному поступлению воды в бак водонапорной башни). По данным расчета это час с ____ до ____. В этот час необходимо подать воду для следующих водопотребителей: ___________________________________________________________________________________________________________________________________
Принимаем расход воды на ХПН и расход воды на поливку как путевые равномерные распределения расхода, для всех остальных водопотребителей, в этот час расходы воды считаются сосредоточенными, потому эти расходы будут привязаны к конкретной точке сети к определенному узлу сети. Расчеты приведены в таблице 8.
Таблица 8 - Сосредоточенные расходы воды.
| Потребители | Расход воды, Qсоср | Узел, к которому привязан потребитель | ||
| м3/час | л/с | |||
| ИТОГО: | ||||
Выразив из формулы (19) общий путевой расход воды для часа максимального транзита воды в водонапорную башню и подставив числовые значения, получим:
Определим удельный путевой расход по формуле (23):
Таблица 9 - Путевые расходы воды на каждом участке
| Участки | Длина, м | Путевой расход, л/с | |
| реальная | условная | ||
| ИТОГО: |
Фиктивные узловые расходы определяются аналогично первому расчетному случаю.
Таблица 10 - Фиктивные узловые расходы воды в час транзита
| Узлы | Участки, примыкающие к узлу | Путевые расходы на участке, л/с | Сосредоточенный расход в узле, л/с | Фиктивный узловой расход, л/с | |
| ИТОГО: |
Рис. 3 – Пример расчетной схемы для 3-ого расчетного случая
Гидравлический расчет
Гидравлический расчёт производится с помощью программы PLUMBING. Расчёт ведется в табличной форме (см. приложение).
Расчет диаметров водоводов
В данном курсовом проекте проектируется водоводы от НС-II до точки питания длиной 450 м и от водонапорной башни до точки питания длиной 300 м.
Водоводы проектируются в 2 нитки для обеспечения надёжности работы системы водоснабжения. Так как система водоснабжения относится к 1 категории, то при аварии одной из ниток снижение общего расхода воды для населенного пункта допускается до 30 % по одной нитке. Расчёт ведём в табличной форме (Таблица 11).
Для водоводов от НС-II рассматриваем следующие расчетные случаи:
- час максимального водопотребления;
- пожар в час максимального водопотребления;
- авария на водоводе в час максимального водопотребления.
Для водоводов от ВБ:
- час максимального водопотребления;
- час максимального транзита воды в ВБ;
- авария на водоводе в час максимального водопотребления.
Экономически целесообразный диаметр водовода можно посчитать по формуле:
где 
– экономический фактор.
Полученный диаметр округляем до стандартного. Согласно [5], по 
и 
определяем 
(в пределах 0,7-1,9 м/с) и потери напора на единицу длины.
Таблица 11 – ПРИМЕР: расчет водоводов
| Водоводы | Расчетный случай |  , м | Расход общий, л/с | Расход по 1 нитке, л/с | , мм | , м/с | Потери напора | |||
| на ед. длины | на водов-е | |||||||||
| От НС-II до точки питания 3 | ||||||||||
| 400,11 | 200,06 | 1,18 | 0,0041 | 1,8315 | ||||||
| 520,92 | 260,46 | 1,55 | 0,0069 | 3,114 | ||||||
| 280,08 | 280,08 | 1,67 | 0,0081 | 3,645 | ||||||
| От ВБ до точки питания 4 | ||||||||||
| 54,199 | 27,099 | 1,43 | 0,024 | 7,2 | ||||||
| 56,909 | 28,455 | 1,45 | 0,0249 | 7,47 | ||||||
| 37,939 | 37,939 | 1,94 | 0,0442 | 13,26 | ||||||