close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

618.Журавлева И.В.Проектирование наружных водоотводящих сетей

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Воронежский государственный архитектурно-строительный университет”
И.В. Журавлева, А.В. Куралесин
ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАРУЖНЫХ
ВОДООТВОДЯЩИХ СЕТЕЙ
Учебно-методическое пособие
Рекомендовано в качестве учебного пособия
научно-методическим советом Воронежского ГАСУ
для студентов всех форм обучения по направлению 270100 «Строительство»
Воронеж 2012
УДК 628.218(075)
ББК 38.761.2(я7)
Ж911
Рецензенты:
кафедра «Водоснабжение и охрана водных ресурсов»
Юго-Западного государственного университета;
В.Е. Пастернак, директор ООО «Экостройпроект»
Ж911
Журавлева, И.В.
Проектирование наружных водоотводящих сетей: учебнометодическое пособие / И.В. Журавлева, А.В. Куралесин;
Воронежский ГАСУ. – Воронеж, 2012. - 86 с.
Представлены исходные данные для проектирования водоотводящих сетей в курсовом проекте, состав и объём проекта, приведены рекомендации по
определению расчётных расходов бытовых и дождевых стоков, приёмы гидравлического расчёта бытовых и дождевых водоотводящих сетей и сооружений,
которые будут полезны и при выполнении дипломного проекта. Предложены
задачи для практических занятий по разделу курса «Водоотведение и очистка
сточных вод».
Предназначено для студентов всех форм обучения по направлению 270100
«Строительство».
Ил. 31. Табл. 40. Библиогр.: 17 назв.
УДК 628.218(075)
ББК 38.761.2(я7)
ISBN 978-5-89040-430-5
© Журавлева И.В., Куралесин А.В., 2012
©Воронежский ГАСУ, 2012
2
ВВЕДЕНИЕ
Санитарное благоустройство населённых мест является одной из основных
задач градостроительства.
Важнейшим элементом благоустройства городов является система водоотведения, в состав которой входят сети водоотведения хозяйственно-бытовых,
дождевых и производственных сточных вод, сооружения на них (колодцы, эстакады, дюкеры, насосные станции и т.д.) и очистные сооружения.
Практика подтверждает эффективность проектирования мероприятий по
санитарной охране водоёмов только на основе научно обоснованных расчётов,
при грамотном выборе системы и бассейнов водоотведения, оптимальной трассы сети, материалов и стыковых соединений участков сети.
На практических занятиях предусмотрено решение задач, способствующее приобретению навыков анализа участков канализования, выбору их бассейнов и трассы, системы водоотведения и материалов труб для её строительства, а также выполнению расчётов сети с учётом рельефа местности, сопряжения участков в колодцах и выбору расчётных скоростей и уклонов, исключающих заиление системы водоотведения.
Цели курсового проектирования: закрепить на практике теорию курса
«Водоотводящие сети»; научиться самостоятельно пользоваться справочной,
нормативной, учебной и технической литературой. Расчётными таблицами;
приобрести навык трассировки, конструирования водоотводящих сетей, а также
высотного проектирования; ознакомиться с устройством водоотводящей сети и
сооружений на ней, перекачкой сточной жидкости.
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Исходные данные для разработки проекта водоотводящей сети города
представляются руководителем проекта или могут быть взяты из прил. 1 и 2
настоящего учебно-методического пособия в соответствии с вариантом задания.
Номер варианта задания в прил. 1 соответствует двум последним цифрам
шифра зачётной книжки студента, при этом если их значение больше двадцати,
то чётная предпоследняя цифра шифра заменяется на 0, а нечетная – на 1.
ВНИМАНИЕ! При выборе номера генплана города в прил. 2 к двум последним цифрам шифра зачётной книжки студента прибавляется последняя
цифра календарного года выполнения проекта.
Например: при выполнении проекта в 2012 году студент, имеющий шифр
05, принимает номер генплана города 17, а студент, имеющий шифр 17, принимает номер генплана города 02.
2. СОСТАВ И ОБЪЁМ ПРОЕКТА
На основании исходных данных на проектирование требуется разработать
проект раздельной системы водоотведения города. Курсовой проект состоит из
3
пояснительной записки и чертежей.
Пояснительная записка должна быть краткой, объёмом 20-25 страниц,
освещать принятые решения проектируемой системы водоотведения. В пояснительной записке должны быть разработаны следующие разделы:
1. Географическое местоположение объекта водоотведения, его краткая
характеристика, климат, рельеф, водные протоки.
2. Выбор системы водоотведения.
3. Выбор местоположения очистных сооружений и схемы водоотведения.
4. Трассировка сети с обоснованием местоположения насосных станций,
перехода через препятствие.
5. Определение расчётных расходов сточной жидкости по городу в целом
и по участкам водоотводящей сети.
6. Гидравлический расчёт и проектирование высотной схемы сети и о тдельных примыкающих к коллектору диктующих участков.
7. Расчёт дюкера.
8. Подбор оборудования насосной станции.
9. Гидравлический расчёт одного из коллекторов дождевой сети.
10. Расчёт очистных сооружений дождевого стока.
11. Конструирование водоотводящей сети, обоснование выбора материала
труб, основания под трубы, конструкции переходов под автомобильными и железными дорогами, перепадных колодцев.
Графическая часть объёмом 1,5-2 листа формата А1 включает следующие элементы:
а) генплан города в масштабе 1:10000 с нанесением бытовой сети всего
города и дождевой сети бассейна водоотведения или нескольких кварталов с
указанием значений диаметра, длины, уклона [1, рис. 4.2];
б) профили главного коллектора бытовой сети [1, рис. 6.5], [2, рис. 4.14] и
одного из коллекторов дождевой сети в масштабе: 1:10000 по горизонтали и
1:100 - по вертикали;
в) план и разрез одного из инженерных сооружений сети (дюкер, перепадной колодец, переход под железной дорогой);
г) план и разрез очистных сооружений дождевого стока.
Чертежи выполняются на ватмане карандашом или тушью в соответствии
с ГОСТом и требованиями СПДС. Профили допускается представлять на миллиметровке. Объём графической части может быть уменьшен руководителем за
счёт исключения пункта "в" или "г".
При определении выполнения проекта по ходу работы принимается следующая ориентировочная трудоёмкость отдельных этапов в процентах:
вычерчивание генплана города в соответствии с заданием, трассировка
бытовой и дождевой сетей - 7;
подсчёт площадей водоотведения и определение расчётных расходов
сточных вод – 13;
гидравлический расчёт и высотное проектирование бытовой сети – 15;
трассировка и расчет дождевого коллектора – 12;
4
расчет очистных сооружений дождевого стока – 8;
подбор оборудования насосной станции – 5;
расчет дюкера – 5;
оформление графической части – 15;
оформление пояснительной записки – 15;
подготовка к защите проекта - 5.
3. ПОДГОТОВКА К ГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЁТУ БЫТОВОЙ СЕТИ
Проектирование сетей водоотведения должно производиться в соответствии с указаниями СНиП и другой справочной и учебной литературы [1-4].
3.1. Анализ географических, геологических
и климатических условий территории населённого пункта
Разработке проекта должно предшествовать ознакомление с заданием:
следует детально изучить рельеф местности и планировку объекта водоотведения. В зависимости от места расположения объекта следует по СНиП [11] определить преобладающие направления ветра в летний и зимний периоды и место
расположения очистных сооружений (из условия исключения проникновения
запахов от очистной станции на территорию города, а также следует помнить
условие: наиболее низкая точка очистной станции должна быть выше по рельефу не менее чем на 5 м от береговой отметки реки. Это условие обязательно для
исключения подтопления станции и особенно песковых и иловых площадок).
Изучить направление склонов рельефа, на черновике показать перпендикуляр к
горизонталям рельефа, позволяющий получить наглядную картину самотечного
движения воды; наметить линии водоразделов, которые указывают самые высокие места городской территории, именно с этих мест начинается самотечный
поток воды. Далее приступают к выбору и обоснованию системы водоотведения
и к трассировке сети; намечают расположение районных и главной насосных
станций, которые предназначены для перекачивания сточных вод из одного бассейна канализования в другой через водораздел. Обычно насосные станции
устанавливают в самых нижних точках сбора стоков. А бассейном канализования называют территорию, с которой в самую нижнюю точку поступает жидкость самотёком.
Для приобретения навыка анализа территории, выбору бассейнов канализования и расстановки линий водоразделов целесообразно выполнить упражнения 1 -2 раздела 7, при этом полезно рассмотреть схемы [2, рис. 1.3].
3.2. Выбор системы водоотведения населённого пункта и трассировка сети
Возможны различные решения системы водоотведения: путём совместного
или раздельного водоотведения сточных вод различных видов или путём сов5
местной или раздельной их очистки. В зависимости от этого проектируемые водоотводящие системы подразделяются на общесплавные, раздельные и комбинированные. В то же время раздельные системы подразделяются на полные
раздельные, неполные раздельные и полураздельные.
Общесплавная система водоотведения имеет одну водоотводящую сеть,
предназначенную для отвода сточных вод всех видов: бытовых, производственных и дождевых. Особенностью общесплавной системы является наличие на
главном коллекторе ливнеспусков, через которые часть смеси сточных вод сбр асывается в водоём.
Неполная раздельная система водоотведения имеет лишь одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода загрязнённых бытовых и производственных сточных вод и называемую производственно-бытовой сетью. Отвод
дождевых вод в водоём предусматривается по открытым лоткам, кюветам и канавам. Устройство неполной раздельной системы водоотведения возможно
только для небольших объектов.
Полураздельная система водоотведения имеет две водоотводящие сети –
производственно-бытовую и дождевую. В местах пересечения этих сетей
устраиваются так называемые разделительные камеры. При сравнительно малых расходах воды в дождевой сети камеры перепускают весь расход дождевых
вод в главный коллектор производственно-бытовой сети. На очистку отводятся
наиболее загрязнённые дождевые воды, стекающие в начальный период дождя,
когда с поверхности бассейна смывается основная масса загрязнений и донные
потоки, которые наиболее насыщены загрязнениями.
В проекте целесообразно принять полную раздельную систему водоотведения. Бытовая вода от города и промышленные стоки отводятся по одной водоотводящей системе и подвергаются очистке на централизованных очистных
сооружениях сточных вод за пределами города.
Выбранная система водоотведения имеет свои преимущества:
уменьшаются первоначальные затраты на строительство за счет возможности разделения сроков начала и окончания строительства разных сетей
по времени;
создаются благоприятные условия гидравлического режима работы сети.
Благодаря равномерному наполнению труб самотечной системы хозяйственно-бытовыми сточными водами;
с санитарной точки зрения принятая система также приемлема, так как
возможно централизованно очищать дождевые стоки. После очистки такие воды можно использовать на технические нужды (техническое водоснабжение промышленных предприятий).
Трассировку сети производят с учётом указаний [1, гл. 4], [2, с. 97] и
[3 п. 4]. Коллекторами бассейна и главным коллектором вода транспортируется
к очистным сооружениям, расположенным вниз по течению реки относительно
города на расстоянии санитарно-защитной зоны, принятой в соответствии с
п.1.10 [3]. Если господствующие ветры дуют от очистных сооружений к городу,
6
то они должны располагаться на большем удалении от обслуживаемого объекта
(от границ зданий жилой застройки). Для привязки очистной станции, с учётом
господствующих ветров, по данным СНиП [11], строят «розу ветров».
Вначале трассируется главный или бассейновые коллекторы, а затем
уличная сеть. В зависимости от рельефа местности и характера застройки уличная сеть может трассироваться по объемлющей схеме или по пониженной грани
квартала [1, с. 74], [2, с. 99].
Объемлющая схема принимается при плоском рельефе (уклон поверхности земли менее 0,005), при больших площадях кварталов и отсутствии застройки внутри них.
Трассировка сети по пониженной стороне квартала выполняется на
местности с явно выраженным уклоном (более 0,007). Такая трассировка значительно сокращает длину уличной сети и обеспечивает присоединение всех зданий жилого квартала. При трассировке сети следует исходить из условий самотечного водоотведения при минимальной протяженности коллекторов. Трасс ировка трубопроводов осуществляется в соответствии с рельефом местности и
диктуется необходимостью обеспечения наименьшего заглубления внутриквартальных сетей и уличных трубопроводов.
Вдоль проездов водоотводящие сети следует трассировать по той стороне
проездов, с которых больше присоединений внутриквартальных сетей и меньше
других подземных сооружений, избегать переходов под железными дорогами,
реками и оврагами, проводить два параллельных коллектора по обеим сторонам
преграды, т.к. сооружения пересечений затрудняют эксплуатацию сетей.
При начертании сети главный и основные (бассейновые) коллекторы прокладывать следует по пониженным местам (при односкатном рельефе – по низшей границе канализуемого района; при расположении города у реки главный
коллектор располагают вдоль её берега).
Участки с трубами малых диаметров (требующими больших уклонов) при
трассировке сводят кратчайшим путём в более крупные коллекторы. Трубы с
малыми расходами стремятся прокладывать перпендикулярно горизонталям.
Трубы прокладывают с уклонами в направлении движения, совпадающем с
уклонами поверхности земли.
При плоском рельефе грамотная трассировка при минимальных уклонах
прокладки внутриквартальных и уличных сетей позволяет избежать строительства насосных станций подкачки. Хотя 70 % всех засоров приходится на внутриквартальные и начальные участки уличной сети, СНиП рекомендует пр именять для их прокладки минимальные уклоны, несмотря на то что при наполнениях менее расчётных в них не обеспечиваются самоочищающие скорости. Заиливание сети ликвидируется при периодической профилактической её пр омывке и значительно удорожает эксплуатацию подобных участков сети. Чтобы
повысить надёжность работы водоотводящей сети необходимо исключить безрасчётные участки, а подбирать такие уклоны для малых расходов, которые
обеспечат незаиляющие скорости.
Выбор места расположения насосных станций на общей схеме водоотведе7
ния во многом зависит от рельефа местности, планировочных решений застро йки города, санитарных требований, гидрологических условий и производства работ. Только сравнение возможных вариантов на экономической основе с учётом
надёжности работы насосных станций и сети в целом позволит выбрать наиболее
приемлемый вариант. Однако, занимаясь рассмотрением возможных вариантов,
следует придерживаться определённых правил: насосные станции должны размещаться в наиболее низких местах по трассе водоотводящей сети; при плоском
или пологом рельефе местности, и особенно при наличии грунтовых вод на небольшой глубине, их можно размещать не в конце сети, а примерно в её середине
[2, рис. 5.2]. Такое решение увеличивает протяженность напорных коллекторов,
но позволяет исключить строительство промежуточных станций подкачки,
уменьшить глубины заложения самотечной сети.
Может оказаться целесообразным пересечение линии водораздела коллектором глубокого заложения, чем строительство бассейновой насосной станции.
Что может быть обосновано технико-экономическим сравнением вариантов. В
некоторых случаях целесообразнее строить ГКНС непосредственно на площадке очистных сооружений с резервуарами-усреднителями. Такое решение увеличивает объём земляных работ по прокладке загородного коллектора и глубину
заложения насосной станции, но исключает необходимость строительства двух
напорных линий, позволяет упростить эксплуатацию станции. Оборудование
ГКНС решётками с прозорами 16 мм позволяет исключить строительство здания решеток на очистных сооружениях, или повысить съём отбросов за счёт
установки на очистных сооружениях решёток с величиной прозоров 8..6 мм.
При наличии в городе индивидуальной частной застройки на сети следует предусматривать сливную станцию [3, п. 4.61], куда сбрасываются нечистоты
из выгребных ям. Сливная станция размещается не ближе 300 м до жилой з астройки на коллекторе диаметром не менее 400 мм.
При проектировании водоотводящих сетей всё больше используются
ЭВМ, позволяющие по разработанным программам запроектировать сеть экономичной, с выбором наилучшей её трассы. Приёмы и основной алгоритм расчёта водоотводящих сетей на ЭВМ представлены в [1, 13].
Для приобретения навыка анализа территории и выбору трассы сети целесообразно выполнить упражнение 3 раздела 7.
3.3. Определение расчётных расходов сточных вод
от жилых районов города
Бытовая сеть города предназначена для сбора и отведения сточных вод от
населения и промышленных предприятий.
Для расчёта после выбора трассы сети последовательно, сквозной нумерацией нумеруются все кварталы города. Удобнее для оформления расчётов на
ЭВМ [13] нумеровать их по бассейнам; кварталы делятся (при необходимости,
если водораздел или тальвег проходит по кварталу) на части, в зависимости от
сбора с них стоков на тот или иной участок сети. Определяются их площади.
8
Промышленные предприятия занимают обычно самостоятельный квартал и в
нумерацию жилых кварталов не включаются.
Для районов с разными нормами водоотведения и плотностью населения
исходя из задания определяют модули стока – расход с единицы площади жилых кварталов. На генплане города отмывкой выделяются районы, имеющие
разную плотность населения и степень благоустройства, а также промышленные предприятия.
Расчётные расходы бытовых сточных вод определяются по формулам,
приведенным в [1, с. 88] или [2, разд. 1.7]. Расчёты сводятся в табл. 1.
Таблица 1
Определение величин площадей стока и средних расходов сточных вод
Номера
кварталов
Подсчёт
площадей
стока
Величина площади стока F,
га
Модуль
стока q0 ,
л/(с*га)
Средний
расход
по кварталу
qmid, л/с
Коэффициент
неравномерности
Бассейн 1
1
…
3б
ИТОГО по бассейну 1:
Бассейн 2
20
…
46
ИТОГО по бассейну 2:
ИТОГО по 1 району
ИТОГО по 2 району
ИТОГО по городу:
Расчёт расходов от населения города выполняется по табл. 2.
1
2
Итого
9
Число жителей
N, чел.
часовые
Qmax/ч.,
м3 /ч
Максимальные
расходы
секундные qmax.s.,
л/с
Общий
коэффициент
неравномерности
суточные
Qср.сут,
м3 /сут.
часовые,
м3 /ч
Средние расходы
секундные, л/с
Норма
водоотведения,
л/(сут.*чел.)
Плотность
населения, чел./га
Наименование
района
Площадь района,
га
Расходы сточных вод от населения города
Таблица 2
Площадь района и средний секундный расход переносятся с учётом табл.
1, плотность населения и норма водоотведения заносятся из исходных данных к
проекту. Средний часовой и суточный расходы получаются переводом л/с в кубометры соответственно в час и сутки. Величины общего коэффициента неравномерности для каждого секундного расхода вычисляются по табл. 3 в зависимости от среднего секундного расхода по участку Кgen.max =f(qmid s.).
Таблица 3
Значения Кgen.max в зависимости от среднего расхода qmid.s.
qmid.s., л/с
Кgen.max
Кgen.min
5
10
20
50
100
300
500
1000
5000
и более
2,5
0,38
2,1
0,45
1,9
0,5
1,7
0,55
1,6
0,59
1,55
0,62
1,5
0,66
1,47
0,69
1,44
0,71
В табл. 2 значения максимальных часового и секундного расходов города в
целом вычисляются не суммированием аналогичных значений по районам, а с
учётом найденного по итоговой сумме среднесекундного городского расхода и
соответствующего ему коэффициента неравномерности Кgen.max. Для приобретения навыка расчёта расходов сточных вод от жилых районов рекомендуется выполнить упражнение 4 из раздела 7.
3.4. Определение расчётных расходов от промышленных предприятий
На промышленном предприятии образуются три категории сточных вод:
бытовые, душевые и производственные (технологические).
Расходы бытовых сточных вод определяются по формулам, приведенным
в [1, с. 69] или [2, с. 35-37] с учётом [7, прил. 3, пп. 30, 31].
Расходы душевых вод определяются с учётом производственных процессов по санитарной характеристике [7, прил. 3, п. 29]. Чем больше загрязнений
на предприятии, тем меньше человек принимается на одну душевую сетку. И
наоборот, если предприятие не связано с загрязнениями, то количество людей
на одну душевую сетку принимается больше: для категории Iа n= 15 чел.,
i
IIб n=7 чел., IIв n= 5 чел., IIIг n=3 чел. Общее число душевых сеток Nдуш
определяется по формуле
i
N 3i
i
N гi N 4 ;
N хi
,
(3.1)
N душ
N гi N хi , шт.;
n
n шт.,
где N гi количество душевых сеток в горячих цехах i-го предприятия, шт.;
N хi - количество душевых сеток в холодных цехах i-го предприятия, шт.;
N 3i - количество рабочих, принимающих душ в холодных цехах, человек;
N 4i - количество рабочих, принимающих душ в горячих цехах, человек.
Суточный расход сточной воды от помывок на i-м предприятии определя10
ется по формуле
10
11
12
максимальный
секундный, л/с
9
м3 /сут.
8
число душевых
сеток
7
Душевые воды
максимальный
секундный, л/с
6
25
45
-
в1ч
максимальной
смены
5
максимальную
смену
4
расходы, м3
в сутки
норма
водоотведения,
л/(см*чел.)
Продолжительность
работы смены, ч
3
8
8
8
Бытовые воды
максимальную
смену
2
Число
работающих
в сутки
1
Хол.
Гор.
Всего
Число смен
Цех
3
i
i
(3.2)
Qдуш
0,375 N душ
Pобщ. , м /сут.,
3
здесь 0,375 – норма расхода воды на одну душевую сетку, м ;
Робщ. – коэффициент вероятности действия приборов принимают равным 0,95.
Максимальный секундный расход душевых вод определяется по формуле
0,375 0,95 N xmax N гmax
i
, л/с,
(3.3)
qmax .s
3,6
где N xmax , N гmax - количество душевых сеток, работающих в максимальную смену
i-го предприятия соответственно холодного и горячего цехов.
Душевые воды поступают в водоотводящую сеть в час, следующий за концом смены.
Расходы производственных сточных вод принимаются по заданию.
Расчёты расходов бытовых и душевых сточных вод сводятся в табл. 4.
Таблица 4
Расчетные расходы бытовых и душевых сточных вод
13
Число рабочих в сутки принимается и заносится в табл. 4 из задания. Число рабочих в максимальную смену получается перемножением процента работающих в максимальную смену и числа работающих в рассматриваемом цехе в
сутки, значение принимается целое. Расходы бытовых вод рассчитываются:
суточный - по норме водоотведения и числу работающих в сутки в цехе
[2, формула (1.20)];
в максимальную смену - по норме водоотведения и числу работающих в
максимальную смену в данном цехе [2, формула (1.21)];
в один час максимальной смены - делением максимального сменного
расхода на продолжительность смены.
Расходы сточных вод от предприятий сводят в табл. 5.
Бытовые сточные воды вносятся из табл. 4 (графы 7-9), а производственные суточные – из задания.
Последняя колонка табл. 5 содержит расчётный расход промпредприятия,
который используется в дальнейших расчётах в табл. 6 и 9.
11
Наименование
предприятия
Расходы сточных вод
суточные, м3 /сут
бытовые
произв.
максимальные
часовые, м3 /ч
бытовые
произв.
максимальные
секундные, л/с
бытовые
произв.
Расчётный расход промпредприятия,
л/с
Таблица 5
Сводная ведомость расходов сточных вод предприятий
1
2
Сточные воды от некоторых районов (бассейнов) города могут поступать
в районные насосные станции, прежде чем поступят на ГКНС. Простое суммирование максимальных часовых или секундных расходов сточных вод всех категорий даёт завышенные результаты, т.к. они не совпадают во времени. Поэтому для определения действительного суммарного (максимального) расхода при
совместном отведении бытовых и производственных сточных вод составляют
сводную ведомость притока сточных вод на насосную станцию, форма которой
приведена в табл. 6. Эта таблица в последующем необходима для подбора насосов на насосных станциях, а также расчёта объёма бака насосной станции.
Приток хозяйственно-бытовых стоков (графы 2 и 3) начинают рассчитывать с суточного расхода, который самотёком поступает от жилых кварталов на
рассматриваемую насосную станцию. Для этого анализируют план города, бассейны канализования и оценивают с каких бассейнов на насосную станцию с амотёком направляется сточная вода. Из табл. 1 суммируют среднесекундные расходы этих бассейнов; по нему определяют коэффициент неравномерности из
табл. 3 и выбирают из табл. 7 ближайшее к расчётному известное статистическое
значение. Его и заносят в табл. 6 (графы 2 и 3 в скобках). Распределение бытовых
сточных вод от населения города по часам суток записывается в каждый час для
выбранного коэффициента общей максимальной неравномерности из табл. 7.
В графе 2 для суточного параметра записывают суточный расход притока
сточных вод от населения на данную станцию самотеком - Qср.сут.
Для каждого часа суток часовой расход Qi, м3/ч, с учётом известного распределения (табл. 7) определяется по формуле
Qi=Qср.сут*рi/100,
(3.4)
где i – номер часа суток, i= 1 … 24; pi – процент расхода сточных вод в i-й час.
Притоки сточных вод от промышленных предприятий имеют существенные колебания. Часы работы производств в 1-ю (дневную), 2-ю (вечернюю) и
3-ю (ночную) смены перечислены в [2, табл. 5.3].
Душевые воды поступают в сеть в час, следующий за часом конца смены.
Поэтому расход воды на душ в 1-й смене (максимальный сменный расход, м3/см)
учитывается в час 16-17, 2-й смены – в час 0-1; 3-й смены – в час 8-9. Суточный
расход в табл. 6 (графа 9) следует принимать из табл. 4 настоящего пособия.
12
13
%
3
100
м
4
холодный
м3
%
5
6
12,5
6,2
горячий
м3
%
7
8
12,5
7,5
37,5
100
12,5
6,2
31,2
100
12,5
7,5
37,5
100
12,5
6,2
31,2
100
12,5
7,5
37,5
100
300
31,2
100
300
м3
9
%
10
100
Суммарный
расход,
поступающий на
станцию
м3
11
%
12
100
Режим
работы
ГКНС
%
13
Остаток
1
0–1
1–2
…
7–8
3 смена
8-9
9 - 10
…
15 - 16
1 смена
16-17
17-18
…
23-24
2 смена
Сутки
м
2
3
Душевые
стоки,
м3
Откачка
3
)
Бытовые сточные воды
в зависимости
от водопользователя
Вода в баке
Приток
(К =
Промышленное предприятие
Поступление
стоков от РНС
м3
Приток хозяйственнобытовых
стоков
Технологические, м3
Часы суток
Таблица 6
Определение суммарных притоков сточных вод от города, промышленных предприятий и насосных станций
(вышележащих) на главную насосную станцию (ГКНС)
%
14
%
15
%
16
Если нет в задании дополнительных данных, во вторую и третью смены
допускается принимать сменные расходы равными.
Притоки технологических сточных вод в отдельные часы суток (графа 4)
определяются по данным технологов каждого конкретного предприятия. Если в
задании данные по неравномерности распределения технологических сточных
вод по сменам нет, то допускается принимать равные расходы для 2 и 3 смен и
равномерное распределение технологических расходов по часам суток в смене.
Таблица 7
Распределение расходов бытовых сточных вод по часам суток
в процентах от среднесуточного
Часы
суток
0–1
1–2
2–3
3–4
4–5
5–6
6–7
7–8
8–9
9 – 10
10–11
11-12
Коэффициенты общей максимальной неравномерности
2,5
2,0
0,6 0,75
0,6 0,75
1,3
1
2
1
3,5
3
3,5
5,5
4,5
5,5
10,2 5,5
9
3,5
6,5
3,5
4,2
6
4,2
8,5
1,9
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
3,15
4,85
7,45
7,95
7,95
7,95
6,35
1,8
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
3,3
5
7,2
7,5
7,5
7,5
6,4
12-13
13-14
3,5
3,5
8,5
6
3,61
3,61
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
3
6,3
10,4
9,5
7,4
1,6
1,6
2
0,6
5
5
3,5
3,5
6
6
6
3
2
23-24
Сутки
0,5
100
1
100
1,7
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
3,5
5,2
7,05
7,1
7,1
7,1
6,5
1,6
1,55
1,55
1,55
1,55
1,55
4,35
5,95
5,8
6,7
6,7
6,7
4,8
1,4
1,65
1,65
1,65
1,65
1,65
4,2
5,8
5,8
5,85
5,85
5,85
5,05
1,35
1,85
1,85
1,85
1,85
1,85
4,8
5
5
5,65
5,65
5,65
5,25
1,25
2
2
2
2
2
5,05
5,15
5,15
5,2
5,2
5,2
5,1
1,2
2,25
2,25
2,25
2,25
2,25
4,9
4,9
5
5
5
5
4,9
1,15
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
4,65
4,65
4,85
4,8
4,8
4,8
4,6
3,7
3,7
3,8
3,8
3,95
5,55
4,2
5,8
5
5,25
5
5,1
4,7
5,05
4,4
4,9
3,21
5,61
6,21
6,2
6,2
5,25
3,45
2,25
1,25
4
5,7
6,3
6,3
6,3
5,25
3,4
2,2
1,25
4,2
5,8
6,4
6,4
6,4
5,3
3,4
2,2
1,25
6,05
6,05
5,6
5,6
4,3
4,35
4,35
2,35
1,55
5,8
5,8
5,8
5,75
5,2
4,75
4,1
2,85
1,65
5,65
5,65
5,65
4,85
4,85
4,85
4,85
3,45
1,85
5,2
5,2
5,2
5,15
5,1
5,1
5,1
3,8
2,0
5,05
5,05
5,05
5
5
5
5
4,5
2,4
4,8
4,8
4,8
4,85
4,9
4,9
4,9
4,8
3,8
1,25
100
1,25
100
1,25
100
1,55
100
1,65
100
1,85
100
2,0
100
2,25
100
2,5
100
Количество бытовых сточных вод цехов предприятия зависят от категории цеха по выделениям тепла и пыли: с повышенным - горячее и другие - холодные. Распределение расходов в каждой смене следует принимать по табл. 8
или [2, табл. 5.3, с. 174]. Суточный, максимально сменный расходы отдельно
для холодного и горячего цехов берутся из табл. 4. Если по заданию не одно
14
промышленное предприятие в городе, то графы 4-9 следует повторить для
остальных предприятий отдельно.
Таблица 8
Распределение бытовых сточных вод в смене от работающих
в разных цехах на промпредприятиях
Часы смены
Холодные цеха К=3,0
Горячие цеха
К=2,5
1
12,5
2
6,2
3
6,2
4
6,2
5
18,8
6
6,3
7
6,3
8
37,5
12,5
7,5
7,5
7,5
18,8
7,5
7,5
31,2
Поступление сточных вод от вышележащих насосных станций зависит от
режима работы насосного оборудования на них. При ступенчатом режиме подачи стоков расход насосной станции в течение всего режима будет неизменным.
Если принята равномерная подача сточных вод от насосной станции, то в каждый час суток расходы будут равны и составят двадцать четвертую часть от с уточного расхода по данной насосной станции. Если вышележащих насосных
станций больше одной, то графа. 10 табл. 6 повторяется для остальных станций.
Для определения суммарного расхода графа 11 табл. 6 необходимо по каждому часу суток сложить все часовые расходы (проценты в эту сумму не входят).
Сумма часовых расходов (графа 11) должна составить суточный расход, равный
сумме суточных расходов всех потребителей (сумма граф 2, 4, 5, 7, 9, 10).
Выбирается режим работы насосов ГКНС (графа 13 табл. 6). Рассчитываются расходы в процентах сточных вод в баке и удаляемых из бака (грaфы 14,
15). Ёмкость бака рассчитывают по максимальному проценту остатка воды в баке (граа16 табл. 6). Подбор насосов осуществляется согласно гл. 5 данного пособия.
3.5. Определение расчётных расходов на участках сети
Работа по сбору расходов наиболее ответственна, т.к. от правильности её
выполнения зависит правильность гидравлического расчёта и надёжность работы сети после строительства.
Сбор расходов по участкам сети городской канализации следует выпо лнять по принципу «дерева», которому соответствует математическое представление описания водоотводящей сети [13]. Следуя этому принципу, легче формализовать данные и выполнить расчёт водоотводящей сети на ЭВМ. Сначала
определяют расходы на самых «тонких ветках», затем «более толстых ветках» и
только потом по «стволу дерева» (главному коллектору). «Корнем дерева» является точка сбора всех стоков с рассматриваемого бассейна канализования.
До начала сбора расходов необходимо осуществить нумерацию колодцев
всей сети порядковыми (сквозными) номерами по всему городу (независимо от
расположения города на одном или двух берегах реки), начиная с верхних
участков самой длинной «ветви» до «корня дерева» по главному коллектору, затем с начальных колодцев по «толстым ветвям» до подсоединения к главному
15
6
8
9
10
Суммарный
расчётный расход,
qcit, л/с
7
транзитный
5
местный
4
Максимальный
секундный расход,
qmax.s., л/с
qтр., л/с
3
Сосредоточенный расход
qсоср , л/с
Кgen.max
транзитные
участки
2
qmid s, л/с
qпоп., л/с
1
Средние расходы,
попутные
транзитные
номера кварталов
Номера расчётных
участков
коллектору и потом по «тонким ветвям», от наиболее удалённых колодцев до
присоединений к «толстым ветвям». Расчёты сводят в табл. 9.
Сбор расходов начинают с самых «тонких» ветвей, затем по мере роста
расхода со всё более «толстых ветвей».
Таблица 9
Определение расчётных расходов на участках водоотводящей сети
11
В графе 1 табл. 9 перечисляются участки сначала «тонкие ветки» (второстепенные), затем «толще» (первостепенные притоки) и, наконец, участки главного коллектора. Участок обозначают начальным и конечным номером колодцев
(по направлению движения сточных вод по участку).
В графе 2 табл. 9 перечисляются все прилегающие кварталы или их части
(разбиваются территории кварталов на простершие геометрические фигуры, тяготеющие к расчётным участкам), с которых поступают стоки на рассматриваемый участок. При правильной нумерации участков и правильной записи имени
участка, транзитные участки можно определять из табл. 9 сравнением номера
начального колодца рассматриваемого участка и номера конечного колодца
предыдущих участков таблицы. Этот алгоритм позволяет программировать р утинную работу сбора расходов. Поэтому у каждого колодца должен быть свой
неповторимый номер.
В графе 3 табл. 9 вносятся средние расходы с кварталов или их частей,
перечисленных в графе 2 табл. 9. Если кварталов несколько, то расходы суммируются.
В грaфе 4 табл. 9 перечисляются все участки вышестоящие, подключающиеся к начальному колодцу рассматриваемого участка (максимальное количество транзитных участков – три). Транзитных расходов не будет на начальных
участках сети, т.к. начальный колодец такого участка тупиковый.
В графе 5 табл. 9 вносятся средние расходы с транзитных участков.
Средний расход по участку (грaфе 6 табл. 9) определяется суммированием
попутного и транзитного расходов. Коэффициент общей неравномерности
определяется по табл. 3 и заносится в графу 7 табл. 9. Перемножение среднего
расхода и Кgen.max даёт максимальный секундный расход qmax.s., л/с, - графа 8
табл. 9.
С целью проверки пропускной способности отдельных участков уличной
сети для небольших населенных пунктов с малой плотностью застройки следу16
ет учитывать расход сточных вод коммунальных и общественных предприятий,
школ, больниц. Определение значений расчётных сосредоточенных расходов
следует производить по [2, с. 35] с учётом [7, прил. 3].
Сосредоточенный расход нужно исключать из среднесуточного [1, с. 94],
[2, с. 111] и удельный сток определять по остаточной норме водоотведения [2,
формула (4.4)]. При определении расчётных расходов крупных или средних городов выделять коммунально-бытовые предприятия не следует ввиду небольшого значения расходов от них, сопоставимых с расходами от селитебных территорий.
Расчётный расход на участках сети (графа 11, табл. 9) определяется суммированием максимального секундного и сосредоточенного расходов:
qcit = [qпоп. + qтр.]* Кgen.max + qсоср., л/с.
(3.2)
Если для расчётного участка определены местный (поступающий впервые
в сеть на данный участок) и транзитный (с предыдущих участков) сос редоточенные расходы, то эти расходы суммируются.
Определение расчётных расходов полураздельной и общесплавной водоотводящих сетей производится с учётом указаний [3, пп. 2.27-2.25] и [1, гл. 9].
Промежуточной проверкой может служить совпадение среднего расхода по
бассейну с расходом на участке перед насосной станцией, обслуживающей этот
бассейн.
3.6. Конструирование водоотводящих сетей,
выбор материала труб, стыковых соединений
Под конструированием сети понимают особенности её проектирования в
плане и по высоте. Главное требование к конструированию сети – обеспечить
оптимальные гидравлические условия течения жидкости в сети, исключающие
подтопление трубопроводов и снижение скоростей течения жидкости, а след овательно, исключить заиливание трубопроводов [2, c. 129].
В местах изменения направления трубопровода в плане, изменения его
уклона, присоединения к нему других веток, а также на прямолинейных учас тках труб следует устраивать смотровые колодцы. Расстояние между ними
назначается по табл. 10 или [3, п. 4.14].
Таблица 10
Диаметр трубопровода, мм
150
200 – 450
500 – 600
700 – 900
1000 – 1400
1500 – 2000
более 2000
Длина между колодцами, м
35
50
75
100
150
200
250 – 300
17
Размеры колодцев в плане назначаются согласно [3, п. 4.15].
Высоту рабочей части колодца принимают согласно [3, п. 4.16].
Между колодцами трубопровод прокладывают прямолинейно. Соединения самотечные трубопроводов в колодцах выполняют в виде открытых лотков.
На поворотах лотков предусматривают радиус не менее диаметра трубы, а на
коллекторах диаметром более 1200 мм радиус скривления не менее пяти диаметров трубы. В этом случае предусматривают смотровые колодцы в начале и
конце кривой. Угол присоединения трубопроводов к коллектору должен быть не
менее 900. Если угол острый, то его заменяют на два угла путём устройства дополнительной ветви.
При расчётах следует руководствоваться следующими правилами:
1) наименьший диаметр труб следует принимать по [3, п. 2.33]:
а) самотечные уличные сети d=200 мм,
внутриквартальные сети d=150 мм;
б) дождевые уличные сети d=250 мм,
внутриквартальные сети d=200 мм;
2) расчётные наполнения и скорости следует принимать согласно [3, п.
2.34-2.40 и табл. 16]:
а) для хозяйственно-бытовых стоков: min= 0,4 м/с;
- из неметаллических труб max =4 м/с;
- из труб металлических max =8 м/с;
б) для дождевых стоков:
- из неметаллических труб max =7 м/с;
- из труб металлических max =10 м/с.
3) уклоны трубопровода следует принимать согласно [2, п. 2.41] в зависимости от диаметра: при 150 мм i=0,008, при 200 мм i=0,007; при
d>200 мм i=1/d;
4) диаметр трубопровода в направлении движения воды в коллекторе может быть увеличен без всякого ограничения, если это обосновано расчётом;
5) если расчёт в направлении движения воды при увеличении расхода
приведёт к уменьшению диаметра из-за увеличения уклона трубопровода при увеличении его пропускной способности, то диаметр трубопровода может уменьшиться на один размер по сортаменту при диаметре трубы не более 300 мм и на 2 размера – при большем диаметре.
Соединение труб в этом случае осуществляют по лоткам труб;
6) боковые присоединения нарушают поток воды в основном трубопроводе, поэтому стремятся в боковых присоединениях добиться скор остей движения воды меньше, чем в основном трубопроводе.
В процессе проектирования решается вопрос о выборе материала для
строительства сети и колодцев. Выбор материала для изготовления труб и ко ллекторов должен производиться с учётом строительных, технологических и
экономических требований.
Самотечные трубопроводы водоотводящих сетей находятся в основном
18
под воздействием внешних нагрузок, которые могут быть постоянными и вр еменными. Постоянные обусловлены весом грунта, расположенного над трубопроводом, и зависят от его вида и глубины заложения труб. Временные нагрузки обычно возникают от транспорта, свойств грунта и глубины заложения трубопровода. Самотечные трубопроводы при засорении или иных чрезвычайных
обстоятельствах могут оказаться под воздействием внутренних нагрузок, которые также необходимо учитывать при расчёте их прочности.
Технологические требования заключаются в обеспечении водонепроницаемости и максимальной пропускной способности труб и коллекторов, а также
исключении их истирания и коррозии. Водонепроницаемость труб и каналов
приводит или к утечкам сточных вод в грунт, или притоку подземных вод в водоотводящую сеть. Пропускная способность труб и коллекторов обратно пропорциональна шероховатости внутренних стенок. Снижение шероховатости стенок
труб можно добиться, применяя соответствующий материал, а также нанося специальные покрытия на стенки труб и коллекторов. Экономические требования
заключаются в обеспечении минимальной стоимости материалов и расходования
минимального количества недефицитных материалов на изготовление труб.
При глубине заложения сети менее 4 м и диаметра до 600 мм традиционно принимают керамические, асбестоцементные или пластмассовые трубы, которые должны удовлетворять следующим требования:
1) выдерживать внутреннее гидростатическое давление не менее
0,15 МПа;
2) выдерживать внешние нагрузки не менее 20-30 кН/м;
3) иметь водопоглощение не выше 8 %.
При больших заглублениях и диаметрах более 600 мм применят железобетонные трубы нормальной и повышенной прочности. По способу соединения
железобетонные трубы подразделяются на раструбные и фланцевые, а по форме
поперечного сечения – на круглые и круглые с плоской подошвой. Герметизация
стыков предусматривают смоляным канатом или резиновыми кольцами, а замок
из асбестоцементного или цементного раствора.
Сопряжение труб в смотровых колодцах следует выполнять одним из способов, рассмотренных в пособии [2, c. 131, рис. 4.17].
3.7. Пересечение самотечных трубопроводов с препятствиями
Самотечные трубопроводы часто пересекаются с различными естественными и искусственными препятствиями. К естественным препятствиям относятся ручьи, реки, овраги, суходолы и т.п.; к искусственным – автомобильные и
железные дороги, подземные коллекторы, трубопроводы различного назнач ения, кабели, пешеходные переходы и др.
Конструкция пересечения зависит от взаимного высотного расположения
(разности отметок) трубопровода и препятствия. В зависимости от этого возможны три случая:
1. Трубопровод и препятствие расположены на одной и той же отметке
19
или их разность незначительна. Пересечение выполняется в виде дюкера –
напорного трубопровода, соединяющего два самотечных трубопровода. Проектируется он согласно пп. 4.3-4.40 СНиП [3].
Напорные трубопроводы дюкера выполняются не менее чем из двух ниток
стальных труб с усиленной антикоррозионной изоляцией. Желательно предусматривать пластиковое покрытие внутри. Обе нитки – рабочие. Дюкер укладывается в траншее по дну русла. Угол наклона восходящей части дюкера
предусматривается не более 200. Глубина заложения подводной части трубопровода принимается h1 0,5 м до верха трубы, а в пределах фарватера на судоходных реках h1 1 м. Расстояние между трубами дюкера в свету должно
быть
b 0,7-1,5 м. Предусматривается аварийный выпуск, проложенный из верхней
камеры дюкера [1, c. 244].
Верхняя камера дюкера предусматривается из двух отделений первого –
мокрого и второго – сухого. Эти отделения разделяются между собой водонепроницаемой перегородкой. В пределах первого отделения самотечный трубопровод
переходит в открытые лотки. В окончания лотков перед трубами дюкера устанавливаются плоские затворы – шиберы. В сухом отделении размещаются напорные
трубы дюкера с задвижками. Для повышения надёжности регулирования работы
дюкера в случае выхода из строя одной из ниток трубопровода в верхней камере
предусматривают установку двух отключающих устройств. Каждое отделение
верхней камеры имеет горловину и оборудуется люками с крышкой.
Нижняя камера дюкера устраивается в виде одного отделения. Напорные
трубопроводы переходят в открытые лотки, в начале устанавливаются щитовые
затворы. Камеры дюкера должны выполняться из сборного железобетона. Тр убопроводы дюкера должны прокладываться перпендикулярно руслу реки.
Дюкерами можно пройти пересечения самотечного трубопровода с автомобильными и железными дорогами [1, c. 250], если они проходят в выемках. В
этом случае трубопроводы прокладываются в футлярах (металлических или железобетонных) или осуществляется их бетонирование.
Переходы через дороги проектируются согласно СНиП 2.04.02-84.
2. Если трубопроводы располагаются ниже препятствия. Пересечение
выполняется в виде самотечного трубопровода из усиленных стальных или железобетонных труб, уложенных в футлярах, непроходных или проходных тоннелях [1, c. 251].
3. Если трубопровод располагается значительно выше препятствия. Пересечение выполняется в виде самотечного трубопровода, уложенного по эстакаде
или существующему мосту. Эстакада – конструкция, представляющая собой
мост на опорах, который одновременно может использоваться как пешеходный
мост. При укладке по эстакадам труб, их диаметр, наполнение и скорость течения
в них сточных вод принимаются такими, как и на прилегающих участках коллектора. Трубам придаётся требуемый уклон. На трубопроводах, укладываемых по
эстакадам, следует устраивать ревизии для прочистки на расстояниях, соответствующих расстановке линейных смотровых колодцев на сети. Перед и после эс20
такады обычно устраиваются колодцы с отключающими устройствами.
4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ВЫСОТНОЙ СХЕМЫ СЕТИ
Целью гидравлического расчёта является определение диаметра трубопровода отдельных участков сети, уклонов и наполнений, потерь напора и скоростей движения расчётных расходов сточных вод.
Гидравлический расчёт можно выполнять двумя способами:
1) согласно [3, п. 2.29] с учётом материала труб, концентрации и температуры собираемых сточных вод и с учётом сопротивлений как по длине, так и
местных (состоящих из сопротивлений на поворотах потока, задвижках, входе
и выходе в каждый колодец, перепадах). Местные сопротивления следует учитывать в начале расчётного участка, опуская лоток в начальном узле расчётного участка, а потери по длине – в конце расчётного участка;
2) по таблицам для гидравлического расчёта водоотводящей сети [6, 9, 12, 5].
При расчёте на ЭВМ предпочтение отдаётся первому способу, как наиболее точному. При ручном счёте и приобретении навыка использования таблиц
принято пользоваться вторым способом.
С учётом принятых условий конструирования сети и выбранного материала труб, гидравлический расчёт канализационной сети осуществляется в следующей последовательности:
- определяются начальные глубины заложения уличной сети;
- составляется таблица для расчёта и в неё заносятся номера участков,
их длины и расчётные расходы на них. Сначала рассчитываются начальные участки сети (второстепенные притоки), затем последовательные
участки первостепенных притоков (боковых ответвлений главного коллектора) и в конце – главные коллекторы, от начала до конца. Такая последовательность позволяет учесть все присоединения к коллекторам и
обеспечить правильное сопряжение лотков и надёжность работы сети,
исключить подтопления колодцев;
- в таблицу заносятся абсолютные отметки земли колодцев в начале
(zз.н.) и конце участка (zз.к.), а также начальные заложения лотков в тупиковых колодцах;
- берутся таблицы для гидравлического расчёта [6, 12, 9, 5]; при расчёте
следует учитывать следующие нормативные положения:
а) диаметр начальных участков сети следует принимать не менее минимальных значений, рекомендуемых [З, п. 2.33], [2, табл. 2.5, с. 55], [1, табл. 3.2];
б) наполнение в трубах должно быть близким к расчётному и не должно
превышать значений, приведенных в [3, табл. 16] и [2, табл. 2.7, с. 57];
в) скорость движения в трубах не должна быть менее самоочищающей [3,
табл. 16], [2, табл. 2.3] и [1, табл. 3.3]. Самоочищающие скорости обеспечиваются за счёт прокладки участков сети с определенным уклоном [3, п. 2.41], [2,
табл. 2.8], который должен быть не менее минимального imin, принимаемого по
[3, пп. 2.41, 2.42], [2, табл. 2.8] или определяемого по эмпирической формуле
imin=1/d, где d, мм, диаметр трубопровода. Уклон прокладки трубопровода, дол21
жен приниматься с учетом условий его минимального заглубления;
г) максимальные скорости движения воды в трубопроводе не должны отличаться от значений, рекомендуемых в [3, п. 2.36] или [1, с. 63].
Для проведения гидравлического расчёта можно воспользоваться примером, приведенным в [1, с. 308], [2, с. 140].
4.1. Определение начальных глубин заложения уличной сети
Расчёт начинают с определения глубины заложения диктующих точек
(начальных точек боковых ответвлений коллектора расположенных в отдалённых местах бассейна водоотведения или в пониженных местах, либо на обратных склонах [2, п. 4.4]), обеспечивая основные условия:
1) приём сточных вод в начальной точке сети любого квартала;
2) обеспечение самотечного движения сточных вод по внутриквартальным трубопроводам (imin 0,008 для dтр.=150 мм);
3) предохранения трубы от механического разрушения наземным транспортом. Для этого принимается минимальное расстояние от верха трубы до поверхности земли равное не менее 0,7 м. Трубы в исключительных случаях могут быть уложены на глубину менее 0,7 м, но они
должны быть предохранены от промерзания и повреждения наземным
транспортом;
4) незамерзание сточных вод в трубах. Так как бытовые сточные воды
круглые сутки имеют положительные температуры не ниже 7-10 0С, то
СНиП [3] допускает принимать минимальную глубину заложения на
0,3 м выше глубины промерзания грунта (для труб d< 500 мм):
Н = (hпр. – 0,3) (0,7+d), м,
(4.1)
где hпр. – глубина промерзания грунта, м (определяется по карте нормативных
глубин промерзания [2, рис. 4.4] или [11]);
d - диаметр трубы уличной сети, м.
Максимальную глубину заложения трубопроводов в сухих нескальных
грунтах рекомендуется принимать равной 7-8 м. При большей глубине заложения сети решается вопрос об устройстве насосной станции подкачки или пр окладки трубопровода способом щитовой проходки, которая в 4 раза дороже открытого способа укладки труб.
Существует два варианта уклона поверхности земли, влияющие на алгоритм расчёта начального заглубления уличной сети:
1) уклон поверхности земли больше минимального уклона трубопровода
внутриквартальной сети даёт возможность осуществить укладку труб параллельно поверхности земли. Тогда минимальное заложение лотка начальной
уличной сети, принимающей с данного квартала стоки, можно считать равным
минимальному заглублению лотка первого колодца внутриквартальной сети, а
уклон внутриквартальной сети тогда следует определять по формуле (см. [2,
рис. 4.3, с. 103])
imin = (z2- z1 - d)/(L + l/2);
(4.2)
22
Абсолютная отметка
земли в начале внутриквартальной сети
Абсолютная отметка
земли около уличного
колодца
Начальное заглубление
лотка трубы
в первом колодце
квартала, м
l/2, м
z2 , м
z1 , м
hmin
iзем.
Начальное
заглубление лотка
уличного колодца
Длины сети
от контрольного
колодца до уличного
L, м
Уклон
внутриквартальной
трубы
Длина
внутриквартальной
сети по кварталу
dв/к, м
Уклон поверхности
земли от начального
до уличного колодцев
Диаметр внутриквартальной сети
Номера колодцев уличной сети
2) уклон поверхности земли меньше или равен минимальному допустимому уклону внутриквартальной сети, тогда начальную глубину заложения
уличной сети следует определять по [2, ф. (4.1)] при imin 0,008 для dтр.=150 мм.
Результаты расчётов сводят в табл. 11.
Таблица 11
Начальные заглубления в тупиковых колодцах сети
imin
Н, м
4.2. Существующие приёмы гидравлического расчёта
и высотного проектирования водоотводящей сети
Выполнив все подготовительные работы (заполнение табл. 1-5, 8, 11),
следует приступать к гидравлическому расчёту (табл. 12). Важность подготовительного этапа см. [2, c. 120].
Сущностью гидравлического расчёта водоотводящей сети является выбор
необходимого диаметра и уклона трубопроводов, обеспечивающих отвод максимальных (расчётных) расходов при условии движения сточных вод со скор остями не ниже критических и наполнением не выше допустимых нормами.
При расчёте сети скорость движения сточной жидкости должна возрастать от участка к участку при увеличении расхода и не снижаться при постоянном расходе. При переходе на меньший уклон скорость в последующем
участке может быть меньше, чем в предыдущем, но в пределах незаиливающих
скоростей. В этом случае во избежание подпора на участке с меньшой скор остью необходимо сделать перепад на 0,1-0,2 м по уровню воды в колодце.
Водоотводящие сети города или отдельные её участки в соответствии с
указаниями [3, п. 2.10] должны быть проверены на пропуск суммарного расчётного максимального расхода и дополнительных притоков поверхностного стока
через неплотности люков колодцев и грунтовых вод за счёт инфильтрации.
Расчёт начинают с боковых веток, а затем коллектора, так как глубина заложения коллектора не может быть меньше соответствующих боковых притоков.
При разработке проекта возможны различные случаи расположения тр убопровода относительно поверхности земли [2, c. 122, рис. 4.11, 4.12].
23
8
9
10
участок N – Nx
в конце
hк.
7
в начале
hн.
Падение уклона
h=i*L, м
6
в конце
zk/r/
Уклон i
5
в начале
zл.н.
Диаметр, м
4
лотка трубы
в конце
zв.к.
Скорость, м/с
3
h, м
воды zв.
в начале
zвн..
Длина участка L,
м
2
h/d
земли zз.
Глубина
заложения
труб, м
в конце
zз.к.
Расчётный расход,
л/с
1
Таблица 12
Абсолютные отметки, м
Наполнение
в начале
zз.н.
Номер участка
Результаты гидравлического расчёта водоотводящей сети
11
12
13
14
15
16
17
N-N1
…
Nx-1 -Nx
24
Главный коллектор
Расчётная схема определения основных гидравлических и высотных параметров сети приведена ниже (рис. 4.1).
Формулы для расчёта параметров
начальных участков:
zл.н. =zз.н.-hн.;
zл.н. =zл.н.- h;
hк. =zз.к. – zл.к;
zв.н. =zл.н.+h;
zв.к. =zл.к.+h = zв.н.- h.
Рис. 4.1. Расчётная схема участка с обозначением уровней воды, земли, лотка
24
(4.3)
(4.4)
.(4.5)
(4.6)
(4.7)
В случае уклона поверхности земли больше минимального уклона проектируемого трубопровода принимают уклон, равный уклону поверхности земли
(при этом начальное заглубление минимальное [2, рис. 4.11, г]):
iземли = (zз.н.-zз.к.)/L
(4.8)
и при выборе диаметра следует руководствоваться регламентируемым наполнением. Если выбранный трубопровод при уклоне, полученном по (4.8), не пропускает расчётный расход, то задаются большим диаметром.
Если уклон поверхности земли больше минимального уклона проектируемого трубопровода и начальное заглубление лотка больше минимального, то
для сокращения объёма земляных работ в пределах участка выходят на минимальное заглубление [2, рис. 4.11, д].
Если уклон поверхности земли меньше минимального уклона проектируемого трубопровода, а начальное заглубление равно или больше минимального,
то уклон проектируемого трубопровода принимаем imin.[2, рис. 4.11, а, б, в].
Возможен также вариант укладки коллектора с промежуточными станциями перекачки [2, c. 179, рис. 5.5].
На первых участках притоков и коллектора определяют начальные
отметки лотков, а относительно им определяют остальные параметры: конечную отметку лотка на расчётном участке, а также отметки воды в начале и конце расчётного участка и глубину заложения лотка в конце расчётного участка.
Параметры последующих участков зависят от сопряжения предыдущего
и расчётного участков в колодце [2, c.128, рис. 4.16]. Но неизменно должно выполняться условие уменьшения (или, по крайней мере, того же) уровня на последующих участках по отношению к предыдущим.
Целью высотного проектирования сети является назначение таких отметок труб, которые исключали бы подтопление предыдущего участка. Это достигается путём соединения в колодцах участков трубопровода разного диаметра
"по шелыгам труб" [3, п. 4.7] (верху трубы). Такой способ соединения позволяет
автоматически учитывать потери напора на местные сопротивления при значениях (h2-h1)<(d2-d1). Соединения труб различных диаметров "по уровням воды"
допускается при обосновании и в тех случаях, когда соединения по шелыгам
вызывает излишнее заглубление сети.
Варианты сопряжения трубопроводов в колодце, методы их соединения
по воде, лотку или шелыге и используемые для расчёта граф 12-17 табл.12 формулы сведены в табл. 13. Уже рассчитанные участки имеют индекс 1, а расчётный участок индекс – 2.
При высотном проектировании основных коллекторов следует учитывать
необходимость подключения к ним притоков, уличных (первостепенных) ко ллекторов и их притоков (второстепенных).
25
Таблица 13
Варианты сопряжения трубопроводов в колодце к [2, рис. 4.16, c.128]
Сравнение параметров
на предыдущем (первом)
и расчётном (втором)
участках
1. d1=d2
а) h1<h2
Метод
соединения
трубопроводов
Расчётные формулы
в) h1>h2, i1≤i2
по лоткам
zв.н.(2)= zв.к.(1)
zл.н(2)= zв.н. –h2
zл.к.(2) = zл.н.(2)- h2;
zв.к.(2)= zв.н.(2) - h2= zл.к.(2) +h2
hн(2).=zз.н.(2) –zл.н(2)
hк(2).=zз.к.(2) –zл.к(2)
hн(2).= hк(1)
zл.н(2)= zл.к.(1) и далее по
формулам (4.4)-(4.7)
алгоритм п.1а)
hн(2).= hк(1)+ (d2-d1), м
zл.н(2)= zз.н.(2)- hн(2) и далее
по формулам (4.4)-(4.7)
алгоритм п.1б)
3. d1>d2
h1>h2, i1≤i2
по лоткам
алгоритм п.1б)
по воде
б) h1>h2, i1≤i2
2. d1<d2
а) h1≤h2 и (d2-d1) ≤(h2-h1)
б) h1<h2 и (d2-d1) >(h2-h1)
по лоткам
по воде
по шелыгам
Подключение притоков к коллекторам глубокого заложения осуществляется с устройством перепадных колодцев с водосливом практического профиля,
которые принимаются с учётом [3, пп. 4.25-4.27], [1, § 57]. Надёжность работы
перепадного колодца в процессе эксплуатации повышается, если диаметр сто яка принимать на один сортамент больше диаметра подводящего трубопровода.
Жидкость по стояку может двигаться при безнапорном и напорном режимах.
При напорном режиме, когда вода полностью заполняет сечение стояка, возможно возникновение вибрации и разрушение сооружения. Поэтому расчёт перепадного колодца рекомендуется производить на условие безнапорного движения жидкости по стояку.
Высотное проектирование сопровождается построением продольного
профиля главного коллектора [1, рис. 6.5], [2, рис. 4.14, 4.15] и прил. 3.
4.3. Расчёт дюкера
При пересечении водоотводящей сетью реки, оврага, суходола устраивают дюкер. Основные нормативные данные и элементы дюкера приведены в
[3, п. 4.36-4.40]. Пример расчета дюкера приведен в [5, разд. 111].
Целью расчёта дюкера является определение диаметра трубопровода, количества ниток и потерь напора в них при прохождении расчётного расхода.
26
Количество ниток дюкера принимается не менее двух, причём обе нитки должны быть рабочими. Скорость в дюкере должна быть не менее 1 м/с и более скорости в подводящем трубопроводе. Наименьший диаметр дюкера принимается
150 мм.
Диаметр труб, м, определяют по формуле
4q1
,
(4.9)
d
- скорость при полном заполнении трубы, м/с; q1=qрасч./n, м3/с.
Диаметр подбирается ближайший стандартный, при этом следует выполнить условия по скоростям.
Потери напора определяются при нормальном режиме работы при условии
пропуска по каждой нитке дюкера половины расчётного расхода (если принято
две нитки дюкера или больше) и при аварийном режиме при условии пропуска
по одной нитке дюкера полного расчётного расхода. При последнем предположении допускается подпор в верхней камере, значение которого не должно
превышать высоты камеры и чтобы при этом не было подтопления главного
коллектора. В противном случае необходимо уменьшить на соответствующую
величину отметку лотка трубы в нижней камере дюкера.
Потери напора в дюкере вычисляют по формуле:
где
2
p
h = hl + hм =i l +
i
2g
,
(4.10)
где hl - потери напора по длине трубы, м;
h м - потери напора на местные сопротивления, м: вход и выход, задвижки, повороты, стыковые соединения. Они соизмеримы с потерями напора по длине;
l - длина трубопровода дюкера, м;
g- ускорение свободного падения;
p - скорость движения воды в трубах при расчётных условиях, принимается по
расчётным таблицам при полном наполнении труб;
i-
сумма коэффициентов местных сопротивлений:
i
вх
вых
стыки
пов.
(4.11)
задв. .
Коэффициент сопротивления на входе определяется по формуле
2
вх
1
0,5 1
,
(4.12)
2
здесь
соответственно скорости движения сточных вод перед входом (в
лотке) и после входа (в дюкере), м/с.
Коэффициент местного сопротивления в колене с плавным поворотом
можно принять по табл. 14.
Таблица 14
Углы поворота и соответствующие им коэффициенты
местных сопротивлений
1
и
2-
Угол поворота
30
0,07
45
0,18
75
0,68
27
90
0,98
110
1,87
130
2,6
150
3,2
180
3,6
Коэффициент местного сопротивления на выход:
2
вых
2
1
1,
(4.13)
1
где
- скорость движения сточных вод в дюкере, м/с;
2 - скорость движения сточных вод в трубе после дюкера, м/с.
Местные сопротивления стыковых соединений
1
hстык=
,
(4.14)
2g
где стык - коэффициент местного сопротивления, принимаемый по табл.15 или
[17, табл. 3.16, с. 58];
n – количество стыков на участке;
p - скорость движения воды на участке дюкера при расчётных условиях,
принимается по расчётным таблицам при полном наполнении труб.
Таблица 15
Коэффициенты местного сопротивления для железобетонных и стальных стыков
d, мм
стык ж/бетон
стык сталь
200
0,06
0,026
300
0,03
0,0135
стык
n
2
p
400
0,018
0,009
500
0,013
0,006
600
0,009
0,004
700
0,007
0,0028
800
0,006
0,0023
При длине трубы lтр.= 5 м (железобетонные), lтр =8 – 12 м (стальные) количество стыков составит
n = (lдюкера/lтр) - m,
(4.15)
здесь m - количество колодцев.
Местные сопротивления на задвижках:
hзадв.=
где
задв
,
(4.16)
2g
- коэффициент местного сопротивления, принимаемый по [17, табл.
3.20, с. 60], или согласно [1, c. 329] принимается при полном открытии задв = 0,11 – 0,12.
задв.
nзадв.
2
p
Далее определяют отметки в лотке выходной камеры после дюкера:
Zв.к. = Zв.н.- h, м.
(4.17)
После расчёта двух линий дюкера проверяют каждую линию на пропуск
расчётного расхода с учётом допустимого напора. По таблицам для полного
расхода и известного диаметра определяют скорость и гидравлический уклон на
случай аварии (по полному заполнению труб). Затем по новым значениям определяют потери напора по длине и местные сопротивления и сравнивают располагаемый напор с разностью отметок. Планировочная отметка у колодца должна приниматься выше максимального уровня воды в водотоке на 0,5 м. Высота
рабочей части колодцев должна быть не менее 1,5 м.
h-Нзалож.= Zв.к. - Zв.н..
(4.18)
28
4.4. Дополнительные требования к проектированию
водоотводящей сети в особых природных
и климатических условиях
При проектировании водоотводящих сетей в сейсмических районах должны учитываться требования [3, пп. 9.1-9.12] или [4, п. 64.2.5].
В северной строительно-климатической зоне и вечномерзлых грунтах следует руководствоваться требованиями СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» или [3, п. 9.17-9.49] или [4, п. 64.2.6].
Системы водоотведения, подлежащие строительству на просадочных и
набухающих грунтах, следует проектировать согласно СНиП 2.02.01-83 и
СНиП 2.04.02-84, а также [3, п. 9.14-9.16] или [4, п. 64.2.1-64.2.3].
При проектировании наружных сетей и сооружений на подрабатываемых
территориях следует руководствоваться указаниями СНиП 2.01.09-91 «Здания и
сооружения на подрабатываемых территориях» , СНиП 2.04.02-84, а также [3, п.9.48-9.68] или [4, п.64.2.4].
5. ПОДБОР НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
После выбора графика работы насосов подбирают насосы главной насо сной станции и станций подкачки, определяют вместимость приёмного резервуара, производят выбор основного оборудования станции.
Вместимость приёмного резервуара определяется по табл. 6, гр.16, подача
насосов определяется исходя из графика притока сточных вод к насосной станции [2, с.176-206]. Примеры графика [1, рис. 5.1], [2, рис. 5.3]. Исходя из минимального притока и количества включений насосного агрегата [1, рис. 12.6], [2,
рис. 5.9] подбирается вместимость приемного резервуара по прил. 4,
табл. П. 4.2, причем она должна быть не менее 5-минутной максимальной подачи одного насоса [3, п. 5.18].
По значению подачи и требуемому напору подбирается марка насосных агрегатов [4, с. 68] по табл. П. 4.1. По соотношению максимального и минимального часового притока сточных вод на насосную станцию (из табл. 6, графы 11
n=Qmax.h/Qmin.h ) определяют количество насосных агрегатов. При дробном значении n принимают ближайшее меньшее количество насосов. Это позволит сократить размер насосной без ухудшения её работы. Частое включение насосных
агрегатов в работу усложняет их эксплуатацию и отрицательно сказывается на
работе электроаппаратуры управления насосами и системы электроснабжения.
В течение 1 ч допускается не более 3 включений при ручном управлении и не
более 5 включений - при автоматическом. Затем определяют значение подачи
одного насоса QH=Qmax.h/n. Строят графики параллельной работы насосов и
проверяют, при каком их количестве будет достигаться требуемый напор. Расчётный напор определяется по формуле
Н= Нст + hприем.+ hвнут. ст.+(Zoc – ZHC)+hсв. изл.+hтр.,
(5.1)
где Нст. – разность отметок земли у насосной станции и лотка;
hприем.- потери напора во всасывающем трубопроводе, м;
29
hвнут.ст.- внутристанционные потери напора. Принимают hвнут.ст.=3;
Zос – отметка земли около канализационных очистных сооружений, м;
ZНС – отметка земли около насосной станции, м;
hсв.изл. – высота свободного излива стоков на канализационных очистных сооружениях, м; Сточная жидкость должна быть подана в камеру гашения на отметку, значение которой можно принять больше на 1,5 м
отметки верхней грани очистных сооружений;
hсоед.- потери в соединительном трубопроводе, м;
hтр. – потери на трение hтр.=1,15*i*l, м.
Если требуется напор несколько меньше приведённого в технической характеристике, то его регулируют задвижкой по установленному после неё манометру.
Количество резервных насосов принимается в соответстви и с данными [3, табл. 21]. Габариты насосных агрегатов для компоновки
насосной станции приведены в табл. П. 4.3.
Вместимость регулирующей ёмкости резервуара легко находится по последней графе табл. 6 как максимальный процент остатка в баке, умноженный
на суточный расход и делённый на сто. Приёмный резервуар, имеющий достаточную вместимость для накопления сточной жидкости, позволяет вести откачку более равномерно, используя полную подачу насоса, несмотря на неравномерность притока стоков в течение суток [8, с. 218]. Это благотворно сказывается на работе очистной станции, повышает надёжность системы водоотведения.
Существует и другой способ определения вместимости резервуара [8, с.
216 и рис. 11.4], путём построения интегрального графика притока и откачки
сточных вод одним насосом в час минимального и среднего (50 % максимального) притока сточных вод. На оси ординат откладывают значения притока сточной жидкости и подачи насосов в процентах от суточного притока, а на оси абсцисс – время в минутах. Подачу насосов принимают равной максимальному часовому притоку. Пример построения графика подачи насосов на 50 %-й и минимальный притоки см. глава 7, пример 1.
Правильно определённая вместимость приёмного резервуара позволяет
максимально использовать установленные насосные агрегаты и повысить КПД
насосной станции. Воды в приёмном резервуаре должно быть менее вычисленной его вместимости в каждый час суток. Это достигается корректировкой пр одолжительности работы одного из насосов.
6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОЖДЕВОЙ ВОДООТВОДЯЩЕЙ СЕТИ
При проектировании и строительстве дождевой сети должны соблюдаться
требования [3], а также рекомендации, изложенные в [1, гл. 8].
Так как в проекте принимается полная раздельная система водоотведения,
то дождевая сеть устраивается закрытая, подземная, перехватывающая на уличных проездах дождевые воды, поступающие из кварталов. Схемы расположения
30
дождеприёмников на перекрёстках улиц показаны в прил. 5.
При ширине улиц до 30 м и отсутствии поступления дождевых вод с территории кварталов в зависимости от их продольного уклона можно принимать
расстояния между дождеприёмниками по табл. 16.
Дождеприёмный колодец из железобетонных элементов приведён на рис.
П. 5.3. Схема ливневыпуска приведена на рис. 6.1.
Таблица 16
Уклон улицы
До 0,004
Более 0,004 до 0,006
Более 0,006 до 0,01
Более 0,01 до 0,03
Расстояние между дождеприёмниками, м
50
60
70
80
Рис. 6.1.Схема ливнеспуска:
1 – береговой коллектор; 2 – камера ливнеспуска; 3 – водослив;
4 – ливнеотвод; 5 – устье ливнеотвода
Камеры ливневыпуска для разделения загрязнённого и допустимого к
сбросу в реку стока могут иметь различные конструкции, которые приведены на
рис. 6.2.
Состав основных загрязнений ливневого стока приведён в табл. 17 и 18,
талых вод – в табл. 19.
Таблица 17
Содержание загрязнений в дождевом стоке больших городов
Характеристика
водосборного бассейна
Участки селитебной территории с высоким уровнем
благоустройства (центральная часть города с административными зданиями)
Современная жилая застройка
Магистральные улицы
с интенсивным движением
транспорта
Территории, прилегающие
к промышленным предприятиям
Содержание
взвешенных веществ, г/л
БПК20 , мг/л
Содержание
нефтепродуктов, мг/л
0,4
40
8
0,65
60
12
1
80
20
2
90
18
31
Таблица 18
Удельный вынос примесей с дождевым стоком городов при плотности
населения, близкой к 100 чел./га
Примеси
Взвешенные вещества
Органические вещества по показателям:
ХПК
БПК
Нефтепродукты
Азот
Фосфор
Минеральные соли
Вынос, кг/га в год
2500
1000
140
40
6
1,5
400
Для малых и средних городов с недостаточным уровнем благоустройства
32
удельный вынос взвешенных веществ следует принимать на 20 % больше величин из табл. 18.
Таблица 19
Загрязнённость талых вод и степень снижения загрязнения после очистки
Параметры загрязнения
Взвешенные вещества
БПКполн.
Нефтепродукты
Величина, мг/л
2000 – 4000
70 – 150
20 – 25
Эффект очистки, %
80
50 -75
80
Так как в проекте принимается полная раздельная система водоотведения,
то дождевая сеть устраивается закрытая, подземная, перехватывающая на уличных проездах дождевые воды, поступающие из кварталов. Схемы расположения
дождеприёмников на перекрёстках улиц приведены в [1, c. 242, рис. 11.20].
Дождевая сеть проектируется безнапорной, однако допускается полное
наполнение. Коллекторы и уличные участки дождевой сети трассируют с учётом рельефа местности в направлении уклона поверхности земли из железобетонных или пластмассовых труб. При проектировании дождевой сети стараются выбрать перпендикулярную схему. В соответствии с рельефом местности
территорию города разбивают на бассейны водоотведения. Коллекторы трассируют по тальвегам и кратчайшим путём направляют к водоёмам.
В целях сокращения длины подземной сети и уменьшения её стоимости
можно предусмотреть устройство лотков мостовых на ответвлениях уличной
сети. Установку дождеприёмников предусматривают на перекрёстках и пешеходных переходах со стороны притока поверхностного стока, в пониженных
местах в конце затяжных участков спусков. Длины присоединений от дождеприёмников до колодцев на внутриквартальной сети или от колодцев на уличных магистралях не должны превышать 40 м. Следует стремиться обеспечить
минимальное заглубление трубопроводов. При расчётном диаметре дождевой
сети более 800 мм предусматривают устройство двух и более коллекторов
меньшего диаметра.
В соответствии с [8] перед сбросом в водоём следует предусмотреть самостоятельную очистку дождевых вод. При разработке схемы очистки атмосферных вод
стремятся к минимальному числу бассейнов, поскольку концентрация стоков позволит сократить число локальных очистных сооружений [1, c. 20, рис. 1.5].
6.1. Определение расходов дождевых вод на участках сети
Расход дождевых вод qг, л/с, следует определять по формуле
qr
qc F ,
(6.1)
где qc удельный сток дождевых вод, определяемый по формуле
qc
Z mid * A1.2
t r1,2n- 0,1
, л/с.
(6.2)
Здесь Zmid – среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность
33
бассейна стока, определяемого согласно [3, п. 2.17] или [6, с. 95];
A, n - параметры, определяемые согласно [З, п. 2.14] или [6, с. 92]. При отсутствии обработанных данных метеослужбы допускается параметр A определять по формуле
,
lg P
A q20 * 20 1
(6.3)
lg mr
где q20 - интенсивность дождя, л/с на 1 га, для данной местности продолжительностью 20 мин. при Р = 1 год, принимается по [3, черт. 1] или прил. 6;
n - показатель степени, определяемый по табл. 22 или [3, табл. 4], [6, с. 92];
mr - среднее количество дождей за год принимается по табл. 22 или [3,
табл. 4.4], [6, табл. 4.2];
P - период однократного превышения расчетной интенсивности дождя,
принимаемый по [З, п. 2.13] или [6, с. 94], для промышленных предприятий - по
табл. 23;
- показатель степени, принимаемый по [3, табл. 4] или [6, табл. 4.2].
Для города Воронежа и Воронежской области и Центрального Черноземья
приведенные параметры допускается принимать: q20=83.8 л/(с га); n =0,71 при
Р>1 год; mr=150; =1.54;
tr- расчётная продолжительность дождя, равная сумме времени протекания
дождевых вод по водосборной поверхности tcon, по лоткам tcan и по трубам tp
до расчётного участка, мин;
F- расчётная площадъ стока, га. При значении площади более 500 га
вводится поправочный коэффициент по табл. 21, учитывающий
неравномерность выпадения дождя [3, п. 2.14].
n
Таблица 20
Расчёт величины Zmid
Наименование
поверхности
Кровля зданий и сооружений, асфальтобетонные покрытия дорог
Брусчатые мостовые и черные щебёночные покрытия дорог
Площадь в долях площади
стока (принимается
по заданию) Fi
Значение
коэффициента
Zi
Принимается
по [3]
0,224
Булыжные мостовые
Щебеночные покрытия, не обработанные вяжущими
Гравийные садово-парковые дорожки
Крыши
Асфальтовые мостовые
Грунтовые покрытия
Газоны
ИТОГО:
0,145
0,125
Fi
34
1,00
0,09
0,27
0,255
0,064
0,038
Fi Z i
Zmid =
Fi*Zi
Таблица 21
F
Z
300
0,32
400
0,30
500
0,29
600
0,28
700
0,27
800
0,26
1000
0,25
1500
0,23
Таблица 22
Многолетние статистические параметры дождя [3, c. 5, табл. 4]
Значение n
при
Район
Побережья Белого и Баренцева морей
Север европейской части СССР и Западной Сибири
Равнинные области запада и центра европейской части
СССР
Равнинные области Украины
Возвышенности европейской части СССР, западный склон
Урала
Восток Украины, низовье Волги и Дона, Южный Крым
Нижнее Поволжье
Наветренные склоны возвышенностей европейской части
СССР и Северное Предкавказье
Ставропольская возвышенность, северные предгорья Большого Кавказа, северный склон Большого Кавказа
Южная часть Западной Сибири, среднее течение р. Или,
район оз. Але-Куль
Центральный и Северо-Восточный Казахстан, предгорья
Алтая
Северные склоны Западных Саян, Заилийского Алатау
Джунгарский Алатау, Кузнецкий Алатау, Алтай
Северный склон Западных Саян
Средняя Сибирь
Хребет Хамар-Дабан
Восточная Сибирь
Бассейны Шилки и Аргуни, долина Среднего Амура
Бассейны Колымы и рек Охотского моря, северная часть
Нижнеамурской низменности
Побережье Охотского моря, бассейны рек Берингова моря,
центр и запад Камчатки
Восточное побережье Камчатки южнее 56° с. ш.
Побережье Татарского пролива
Район оз. Ханка
Бассейны рек Японского моря, о. Сахалин, Курильские о-ва
Юг Казахстана, равнина Средней Азии и склоны гор
до 1500 м, бассейн оз. Иссык-Куль до 2500 м
Склоны гор Средней Азии на высоте 1500-3000 м
Юго-Западная Туркмения
Черноморское побережье и западный склон Большого Кавказа до Сухуми
Побережье Каспийского моря и равнина от Махачкалы до
Баку
Восточный склон Большого Кавказа, Кура-Араксинская
низменность до 500 м
35
0,4
0,62
0,35
0,48
130
120
1,33
1,33
0,71
0,59
150
1,54
0,71
0,64
110
1,54
0,71
0,59
150
1,54
0,67
0,66
0,57
0,66
60
50
1,82
2
0,7
0,66
70
1,54
0,63
0,56
100
1,82
0,72
0,58
80
1,54
0,74
0,66
80
1,82
0,57
0,61
0,49
0,69
0,48
0,6
0,65
0,57
0,48
0,33
0,47
0,35
0,52
0,54
80
140
100
130
130
90
100
1,33
1,33
1,54
1,54
1,82
1,54
1,54
0,36
0,48
100
1,54
0,35
0,31
80
1,54
0,28
0,35
0,65
0,45
0,26
0,28
0,57
0,44
110
110
90
110
1,54
1,54
1,54
1,54
0,44
0,4
40
1,82
0,41
0,49
0,37
0,32
40
20
1,54
1,54
0,62
0,58
90
1,54
0,51
0,43
60
1,82
0,58
0,47
70
1,82
Окончание табл. 22
Значение n
при
Р 1
Р<1
Район
Южный склон Большого Кавказа выше 1500 м, южный
склон выше 500 м, Дагестан
Побережье Черного моря ниже Сухуми, Колхидская низменность, склоны Кавказа до 2000 м
Бассейн Куры, восточная часть Малого Кавказа, Талышский
хребет
Северо-западная и центральная части Армении
Ленкорань
0,57
0,52
100
1,54
0,54
0,5
90
1,33
0,63
0,52
90
1,33
0,67
0,44
0,53
0,38
100
171
1,33
2,2
Таблица 23
Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р, годы,
для территории промышленных предприятий [3, п. 2.13 и табл. 6]
Р, годы, при значениях
Результат кратковременного
до 70
св.70 до 100
св.100
переполнения сети
Технологические процессы предприятия:
не нарушаются
0,33-0,5
0,5-1
2
нарушаются
0,5-1
1-2
3-5
Примечание: для предприятий, расположенных в замкнутой котловине, период однократного превышения расчетной интенсивности дождя следует
определять расчётом или принимать равным не менее чем 5 годам.
В формуле (6.2) значения A и Zmid являются постоянными для
рассчитываемого коллектора, а значение tr изменяется от участка к участку. Для
облегчения дальнейших расчётов следует предварительно построить график
зависимости qr=f(tr) Значения tr рекомендуется задавать с интервалами 5 минут
в пределах от 5 до 60 минут.
Пример построения графика qr=f(tr) приведен в [6, с. 105].
Расчётный расход дождевых вод для гидравлического расчёта дождевых
сетей, qcal, следует определять по формуле
qcal= β*qr,
(6.4)
где β- коэффициент, учитывающий заполнение свободной ёмкости сети, определяемый по табл. 24 или [1, табл. 11.4, с. 57]; для n>0.7 значение β=0,65.
Таблица 24
Показатель степени
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,75
0,7
0,65
Значение коэффициента
Примечания: 1. При уклонах местности 0,01-0,03 указанные значения коэффициента
следует увеличивать на 10-15 % и при уклонах местности свыше 0,03 принимать равными единице.
2. Если общее число участков на дождевом коллекторе или на притоке менее 10, то зн ачение при всех уклонах допускается уменьшать на 10 % при числе участков 4-10 и на
15 % при числе участков менее 4.
36
6.2. Гидравлический расчёт и проектирование
высотной схемы дождевого коллектора
К гидравлическому расчету дождевой сети следует перейти после оконч ания подготовительной работы, которая заключается в следующем:
1. Производится трассировка сети, назначаются расчетные участки, находятся площади водосбора, тяготеющие к ним.
2. Определяется среднее значения коэффициента стока Zmid по формуле
zi Fi
,
(6.5)
Fi
где zi - коэффициент, характеризующий поверхность стока и принимаемый по
табл.16;
Fi - доля составляющих площадей.
1. Готовится график qc f t r [1, рис. 8.2], который приведен на рис. 6.3.
Расод, л/(с*га)
Zmid=
650
600
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Время, мин
Рис. 6.3. График изменения расхода от времени qc
f tr
Все цифровые данные гидравлического расчёта дождевой сети рекомендуется заносить в табл. 25.
Графы 1-5 табл. 25 заполняются с плана сети. Предварительные скорости
течения дождевых вод (гр. 6) принимают в зависимости от уклона местности,
но не менее минимальных, рекомендуемых СНиП [3, п. 2.34]. На начальных
участках предварительную скорость, предв., рекомендуется принимать не менее
0,7 - 0,8 м/с, на последующих участках она должна возрастать. Расчётную продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам tr (гр. 7)
определяют по формуле (6.6) [3, п. 2.15]
tr=tлoт+tкв.+tтр,
(6.6)
где tтр - время протекания дождевых вод по трубам определяется по формуле
37
lp
tтр= 0,017
,
(6.7)
p
здесь lp - длина расчётных участков коллектора, м;
p - расчётная скорость течения на участке, м/с;
tкв. - время поверхностной концентрации следует принимать равным 5 мин
при наличии подземных внутриквартальных дождевых сетей или 10 мин - при
их отсутствии [3, п. 2.16];
tлот. - время протекания по лотку рекомендуется принимать по [3, п. 2.16].
l лот
tлот= 0,021
,
(6.8)
лот
где lлот – длина участков лотков, м; лот - расчётная скорость течения дождевого
стока в лотке, м/с. Ориентировочно допускается принимать tлот=1 мин, или равным нулю при наличии дождевой сети на территории квартала.
Таблица 25
Гидравлический расчет дождевой сети (β=0,65)
Номер
участка
1
Длина
участка
lр , м
2
Площадь, га
прилегающая транзитная
3
4
всего
5
Vр
предв.,
м/с
6
время
t р, мин
7
t г, мин
8
Удельный
сток, qc,
л/(с га)
9
Продолжение табл. 25
Расчетный
расход qcal,
л/с
Диаметр d,
мм
10
11
Падение
уклона
i
12
Пропуск.
способн.
H=i l, м qпр., л/с
13
14
Абсолютные отметки, м
земли
шелыги
Zз.нач. Zз.кон. Zш.нач. Zш.кон.
15
16
17
18
Окончание табл. 25
Абсолютные отметки, м
лотка
Zл.нач.
Zл.кон.
19
20
Глубина заложения
лотка трубы, м
hнач.
hкон.
21
22
Примечание
23
Для последующих участков tr (графа 8 табл. 25) определяется продолжительностью протекания дождевых вод для данного участка от начала дождевого
коллектора, то есть путем суммирования времени протекания по вышележащим
участкам.
Значение удельного стока qc (графа 9 табл. 25) определяется для любого
расчётного участка по графику qc=f(tr) рис. 6.3. Например, при значениях Zmid=
0,192, tcлот+tcкв.=11 мин расчётная формула интенсивности дождя будет иметь
вид qc=500,8 (11+tp) 0.752 и тогда зависимость qc=f(tr) будет иметь следующий
цифровой ряд (табл. 26).
Расчётный расход для каждого участка qcal (графа 10) определяется по
формуле (6.4).
38
Таблица 26
t p , мин
qc, л/(с*га)
0
82,5
2
76,2
5
59,5
15
43,2
30
30,7
60
20,3
По таблицам для гидравлического расчёта водоотводящих сетей [5, 9]
находим диаметр трубопровода (графа 11, табл. 25) и его пропускную способность (графа 14) при принятом уклоне прокладки трубопровода (графа 12), который должен быть по возможности равен уклону поверхности земли, но не
менее минимального уклона для принятого диаметра.
При гидравлическом расчёте дождевой сети принимают для труб полное
наполнение; минимальные диаметры труб - не менее 250 мм. При несовпадении
значения пропускной способности труб qпр (графа 14) с полученным значением
расчётного расхода уточняют значение скорости пр (графа 6) и вновь повторяют расчёт для этого участка. Перерасчёт не производится, если несовпадение
расходов находится в пределах 5 % для труб диаметром до 500 мм и 10 % для
труб большего диаметра.
Если на последующем участке расчётный расход получается меньше, чем на
предыдущем, то принимаем его одинаковым с расходом на предыдущем участке.
При резком увеличении уклона по ходу коллектора допускается уменьшить
диаметры труб по сравнению с предыдущим участком на один сортамент. Соединение труб при этом следует производить путём выравнивания лотков.
Проектирование высотной схемы дождевой водоотводящей сети выполняется так же, как и бытовой сети, с той лишь разницей, что здесь вычисляются отметки шелыги трубы (т.к. наполнение труб полное) и соединение труб
в колодцах производится только по шелыгам. Начальная глубина заложения
дождевой сети целесообразна на глубине промерзания грунта, но из условия
нераздавливания трубы - не менее 0,7 м до её верха.
Как правило, дождевая сеть проектируется самотечной. Перекачка дождевых вод не предусматривается.
6.3. Расчёт очистных сооружений дождевых стоков
Тип очистного сооружения поверхностного стока следует принимать с огласно [3, пп. 3.21 - 3.26] и рекомендациям [8] с учётом качества стоков и эффекта их очистки по табл. 18 и 19. При этом следует иметь в виду, что наиболее
простыми и дешевыми сооружениями для очистки поверхностного стока являются пруды-отстойники. При площади водосборного бассейна до 300 га устраивают подземные очистные сооружения закрытого типа (нефтеловушки) [8, прил.
1, рис. 7]. Количество секций прудов-отстойников или нефтеловушек должно
быть не менее двух, причём обе секции рабочие. При площади водосборного
бассейна до 100 га допускается устраивать односекционные пруды-отстойники.
Каждая секция пруда-отстойника оборудуется мусороулавливающей решёткой,
имеет отсек для задержания нефтепродуктов, нефтесборный колодец (рис. 6.4).
39
Рис. 6.4. Схема двухсекционного пруда-отстойника:
1 - коллектор дождевой канализации; 2 - распределительная камера;
3 - подводящий трубопровод; 4 - отсек для задержания маслонефтепродуктов;
5 - секция отстойника; 6 - мусороулавливающая решётка; 7 - полупогружные щиты;
8 - приемник маслонефтепродуктов; 9 - емкость для отстаивания маслонефтепродуктов;
10 - водозаборный колодец; 11 - камера сброса очищенной воды;
12 - подъездная дорога; 13 - разделительная дамба
В сооружениях закрытого типа предусматривается отсек для фильтров доочистки (рис. 6.5).
Количество загрязнений в поверхностном стоке для расчёта очистных сооружений рекомендуется принимать по табл. 27 и 28 [8, с. 9] или [4, табл. 7.21, 7.22].
Таблица 27
Концентрации основных загрязняющих веществ в поверхностном стоке
Концентрация взвешенных
веществ/нефтепродуктов, мг/л,
в сточных водах
поливомодождевых
талых
ечных
Характеристика зоны
в водосборном бассейне
Жилые кварталы и микрорайоны
Территории промышленных предприятий и сооружений с повышенным загрязнением, расположенные в населенных пунктах
Площади и улицы, с которых уборка осуществляется машинами с пневматическим забором мусора в кузов
Автомагистрали с интенсивным движением грузового автомобильного автотранспорта
40
250/14
3500/16
200/30
2000/100
4500/28
2000/60
200/12
2500/18
200/30
1300/24
2700/26
1300/40
Рис. 6.5. Схема двухсекционного очистного сооружения закрытого типа:
1 - распределительная камера; 2 - подводящий трубопровод;
3 - камера переключения; 4 - распределительный лоток;
5 - мусороулавливающая решетка; 6 - секция отстойника;
7 - приемник маслонефтепродуктов; 8 - емкость для отстаивания маслонефтепродуктов;
9 водозаборный колодец; 10 - фильтр доочистки;
11 - галерея для сбора очищенной воды; 12 - коллектор дождевой канализации
Таблица 28
Количество загрязнений в поверхностном стоке для расчёта
очистных сооружений
Концентрация эфирорастворимых
веществ (мг/л)/плавающего мусора,
м на1000 га в сточных водах
дождевых
талых
моечных
35/0,1
40/0,3
75/0,1
250/0,2
70/0,3
150/0,2
Характеристика зоны
в водосборном бассейне
Жилые кварталы и микрорайоны
Территории промышленных предприятий и сооружений с повышенным загрязнением, расположенные в населенных пунктах
Площади и улицы, с которых уборка осуществля30/0,1
45/0,3
75/0,1
ется машинами с пневматическим забором мусора в кузов
Автомагистрали с интенсивным движением гру60/0,2
65/0,3
100/0,2
зового автомобильного транспорта
Примечания: 1. Для определения количества нефтепродуктов, поступающих на очистное
сооружение, рекомендуется вводить коэффициент К=0,4 к данным по содержанию эфирорастворимых веществ.
2. Содержание загрязнений в воде, протекающей по коллекторам дождевой канализации, в сухое время при отсутствии моечных вод должно определяться на основ ании анализов
проб этой воды.
3. Степень очистки воды на очистных сооружениях следует определять расчётом и
принимать не ниже значений, приведенных в табл. 29, 30.
41
Степень очистки воды на очистных сооружениях определяется расч ётом,
но не должна быть ниже 80 % по взвешенным веществам и нефтепродуктам, по
БПК - не менее 50 % от количества поступающих загрязнений (табл. 29) при
времени отстаивания t не менее 1 часа для сооружений закрытого типа
(табл. 30) и 2 часа для прудов-отстойников.
Степень очистки воды в прудах-отстойниках
для разного времени отстоя воды
Вид загрязнений
Взвешенные вещества
Нефтепродукты при
содержании, мг/л:
до 50
до 100
Плавающий мусор
Таблица 29
Степень очистки воды в прудах-отстойниках, %
количества поступающих загрязнений, при расчетном времени отстоя воды, ч
2
4
6
8
10
80
85
90
95
95
80
85
100
80
85
100
90
87
100
90
90
100
Степень очистки воды в сооружениях закрытого типа
при расчётном времени отстоя воды 60 минут
90
90
100
Таблица 30
Степень очистки воды в сооружениях закрытого типа, % количества поступающих загрязнений, при расчетном времени
отстоя воды 60 мин
80
Вид загрязнений
Взвешенные вещества
Нефтепродукты при содержании, мг/л:
до 50
до 100
Плавающий мусор
80
80
100
Расход дождевых вод Q, л/с, направляемых на очистные сооружения, следует определять по формуле
Q qc
F,
(6.9)
где - коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади, принимаемый равным 0,99-0,96 при площади 50-300 га,
0,94-0,73 при площади 300-10000 га [8, с. 13], [3, п.2.14];
F - водосборная площадь, га.
Для расчета очистных сооружений следует принимать норму интенсивности стока дождевых вод с 1 га qc =4,5 л/с при расчетной продолжительности tr =
20 мин. При этой норме период превышения расчётной интенсивности дождя
будет иметь значение Р = 0,05-0,1 года в зависимости от климатических характеристик географического района. При tr > 20 мин значение qc определяется по
формуле
42
20 n
q c 4 ,5 n ,
(6.10)
tr
где n - параметр, принимаемый по [8, прил. 4] или [4, с. 56], или из данных
расчёта дождевых сетей;
tr - расчётная продолжительность дождя, мин, принимается из данных
расчета дождевой сети как сумма продолжительности пробега дождевого стока по отдельным участкам от начала коллектора до очистных
сооружений (графа. 8, табл. 5).
Расходы талых и дождевых вод не учитываются при гидравлическом расчете дождевой сети, поскольку они намного меньше расхода дождевых вод; допускается не учитывать эти расходы при расчете очистных сооружений потому,
что они не совпадают по времени. Они учитываются лишь при расчете вместимости осадочной части отстойников.
Размеры проточной части пруда-отстойника определяются по формулам [8]
Qp
;
(6.11)
V
B
l
hnp
;
(6.12)
V t от.ст 3600 ;
(6.13)
(6. 14)
L l K,
где Qp - расчётные расход дождевых вод, м 3/с;
V - скорость протекания воды в проточной части, принимается не более 0,01 м/с;
tотст- время отстоя воды, принимаемое равным 1 ч для сооружений закрытого типа и 2 ч - для прудов-отстойников;
- живое сечение проточной части, м 2;
В, hпр ,l- соответственно ширина, глубина и длина приточной части, м;
L - общая длина проточной части, м;
К - коэффициент, учитывающий удлинение сооружения, принимаемый равным
К=1,1 – 1,2.
Ширину проточной части принимают не более 4 м для сооружений закрытого типа и не более 40 метров для прудов-отстойников. Глубина проточной части сооружений принимается равной 1-2 метра.
Принятые размеры проточной части должны быть проверены расчётом на
осаждение твёрдых взвешенных чистки по формулам
Qp
U срф
;
(6.15)
L B
0 ,05 V ;
(6.16)
0
T
U cp
U 02
2
0
,
(6.17)
где U срф и Uтср - соответственно средняя фактическая и теоретическая скорость осаждения частиц, мм/с;
43
ρ0 - вертикальная составляющая скорости осаждения, мм/с;
U0 - гидравлическая крупность осаждаемых частиц, мм/с. В отстойных сооружениях должно обеспечиваться выпадение минеральных частиц диаметром
0,05 мм с гидравлической крупностью U0 =1,73 мм/с.
Общая длина проточной и успокоительной частей или длина отсека для
задержания нефтепродуктов должны быть проверены расчётом на всплытие
нефтяных частиц по формуле
L
V
hnp ,
U m in
(6.18)
где Umin - скорость всплытия частиц нефтепродуктов, принимаемая для крупности
частиц 80-120 мкм равной 0,6 мм/с [8, с. 20];
α - коэффициент, принимаемый равным в зависимости от соотношения v/umin
[8, с. 20]:
v/umin
20
15
10
1,75
1,65
1,5
Ширину отсека в прудах-отстойниках для задержания нефтепродуктов рекомендуется принимать не менее 6 м.
Глубину осадочной части очистных сооружений hoc допускается принимать
30-50 % от глубины проточной части.
Превышение строительной высоты сооружения над расчётным уровнем воды hб допускается принимать равным для прудов-отстойников 0,5 м; для сооружений закрытого типа – 1 м.
Полная глубина сооружений очистки определяется как сумма глубин пр оточной части hnp, осадочной hoc и превышения строительной высоты сооружения hб [8, с. 21].
6.4. Проектирование современных очистных сооружений
дождевых стоков
Современные сооружения для очистки дождевого стока изготовляют в заводских условиях, например компания ЭКОЛАЙН в г. Тольятти (инженернопроизводственная группа компаний) имеет собственное производство по изготовлению оборудования из армированного стеклопластика и осуществляет собственными силами весь спектр услуг: разработку, проектирование, внедрение в
производство и постгарантийное обслуживание оборудования, в том числе и
для очистки поверхностного стока.
В курсовом и дипломном проектировании для небольших городов и пр омышленных предприятий с площадью территории до 30 га целесообразно использовать сооружения, состоящие из ряда блоков: разделительной камеры;
пескоуловителя, нефтеуловителя, сорбционного безнапорного фильтра, соединительной камеры, представленные на рис. 6.6 - 6.8.
44
45
Рис. 6.6. План очистных сооружений поверхностного стока:
1-разделительная камера; 2-пескоуловитель ОТБ-5; 3-нефтеуловитель ЭКО-Н-20;
4-фильтр сорбционный безнапорный ФСБ-4; 5-соединительная камера
45
46
Рис. 6.7. Технологическая схема очистки поверхностного стока
46
Рис. 6.8. Общий вид очистных сооружений поверхностного стока
производительностью 20 л/с.
Очистные сооружения проектируются для приёма поверхностного стока на
период однократного превышения расчётной интенсивности дождя, равной 0,05
года, а водоотводящие сети проектируются на период 0,33 - 1 год. Для предотвращения подтопления очистных сооружений предусматриваются разделительные камеры (см. рис. 6.2), общая схема которых представлена на рис. 6.9. В задачу проектировщика входит определение диаметров трубопроводов и размеров
камеры для конкретного случая.
Рис. 6.9. Схема разделительной камеры
47
6.4.1. Пескоуловитель
Первым сооружением на пути поверхностного стока является пескоуловитель, который предназначен для улавливания и сбора песка, взвешенных, плавающих веществ, а также нефтепродуктов из поверхностных и промышленных
сточных вод. Пескоуловитель устанавливается там, где возможно занесение
станции очистки сточных вод песками, в особенности при использовании о бщесплавной канализации (рис. 6.10 и табл. 31, 32).
Сконструирован пескоуловитель по принципу отстойника, оборудованного тонкослойными модулями, работает по противоточной схеме удаления тяжелых примесей. При противоточной схеме выделенный осадок движется в пр отивоположном направлении движению сточных вод.
Благодаря тонкослойным элементам, изготовленным из поликарбоната,
имеющего глянцевую поверхность, достигается высокий эффект очистки: по
взвешенным веществам - до 80 %, по нефтепродуктам - не менее 50 %.
Рис. 6.10. Схема устройства пескоуловителя типа ОТБ:
1- сетчатый фильтр; 2- технический колодец; 3- вентиляционная труба;
4- стояк для откачки осадка; 5- тонкослойные модули; 6- осадок; 7- датчик уровня
песка; 8-лестница из нержавеющей стали; 9- крышка откидная; 10- сигнализатор
Таблица 31
Комплект поставки пескоуловителя
Наименование оборудования
Ед.изм. Кол-во
Установка в сборе
шт.
1
Технический колодец (превышение)
шт.
1-3
Стеклопластиковая крышка технического колодца
шт.
1-3
Чугунные или полимерные канализационные люки
шт.
1-3
Лестница съемная из нержавеющей стали
шт.
1
48
Исполнение
от типоразмера
от типоразмера
под заказ
под заказ
Марки пескоуловителей типа ОТБ и их размеры
Марка
ОТБ -1
ОТБ-2
ОТБ-3
ОТБ-4
ОТБ-5
ОТБ-25
ОТБ-30
ОТБ-35
ОТБ-40
ОТБ-45
ОТБ-50
ОТБ-55
ОТБ-60
ОТБ-65
ОТБ-70
ОТБ-75
ОТБ-80
ОТБ-85
ОТБ-90
ОТБ-95
ОТБ-100
Производительность, л/с
1-3
4-6
7-10
11-15
16-20
21 -25
26-30
31 -35
36-40
41 -45
46-50
51 -55
56-60
61 -65
66-70
71 -75
76-80
81 -85
86-90
91 -95
96-100
D, мм
1500
1500
1500
2200
2200
2200
2200
2200
2200
2200
2200
2200
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
L, мм
2500
3600
4200
4750
5800
6500
7500
8500
9500
10500
11500
13000
8000
8500
9000
9500
10000
11000
12000
12500
13000
Н1 , мм
1300
1300
1300
1800
1800
1800
1800
1800
1800
1800
1800
1800
2600
2600
2600
2600
2600
2600
2600
2600
2600
Таблица 32
Н2 , мм
1200
1200
1200
1700
1700
1700
1700
1700
1700
1700
1700
1700
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
6.4.2. Нефтеуловитель
Нефтеуловители (рис. 6.11) предназначены для улавливания и сбора нефтепродуктов и взвешенных веществ из поверхностных и промышленных сточных вод.
Рис. 6.11. Схема конструкции нефтеуловителя типа ЭКО-Н:
1 - сетчатый фильтр; 2 - технический колодец; 3 - вентиляционная труба;
4 - стояк для откачки осадка; 5 - стояк для откачки н/п; 6 - тонкослойные модули;
7 - сорбционный блок; 8 - осадок; 9 - датчик уровня нефтепродуктов; 10 - лестница н/ж;
11 - крышка откидная; 12 - сигнализатор
49
О6ласть применения нефтеуловителя: АЗС, автосервисы, стоянки, гаражные
комплексы, промышленные предприятия и т. д. Сточные воды, попадая в первую
камеру нефтеуловителя, частично отстаиваются, далее проходят через сетчатый
фильтр, где задерживаются различные крупные включения, после чего проходят
через тонкослойные модули, сконструированные по принципу противоточной
схемы удаления лёгких примесей. Здесь коалесцированные (слитые мелкие капли
из более крупных) нефтепродукты устремляются на поверхность, где образуют
плёнку. Взвешенные вещества осаждаются на дне нефтеуловителя. Далее вода
проходит доочистку на сорбционном блоке. Прохождение воды через каскад
фильтров обеспечивает эффективную очистку от эмульгированных нефтепродуктов и взвешенных веществ. Комплекты поставки и типоразмеры нефтеуловителей
приведены в табл. 33 и 34.
Таблица 33
Комплект поставки нефтеуловителя
Наименование оборудования
Установка в сборе
Технический колодец (превышение)
Стеклопластиковая крышка технического колодца
Чугунные или полимерные канализационные люки
Лестница съемная из нержавеющей стали
Датчик уровня нефтепродуктов
Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды
Отжимное устройство для сорбента «Мегасорб-Ф»
Ед.изм. Кол-во Исполнение
шт.
1
шт.
2-4
от типоразмера
шт.
2-4
от типоразмера
шт.
2-4
под заказ
шт.
1
под заказ
шт.
1
под заказ
шт.
1
под заказ
шт.
1
под заказ
Таблица 34
Типоразмеры нефтеуловителей
Марка
ЭКО-Н-1
ЭКО-Н-2
ЭКО-Н-3
ЭКО-Н-4
ЭКО-Н-5
ЭКО-Н-6
ЭКО-Н-7
ЭКО-Н-8
ЭКО-Н-9
ЭКО-Н-10
ЭКО-Н-11
ЭКО-Н-12
ЭКО-Н-13
ЭКО-Н-14
ЭКО-Н-15
ЭКО-Н-16
ЭКО-Н-17
ЭКО-Н-18
ЭКО-Н-19
ЭКО-Н-20
ЭКО-Н-25
Производительность, л/с
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21-25
50
D, мм
1200
1200
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
2200
2200
2200
2200
2200
2200
2200
2200
2200
2200
2200
2200
L,мм
2500
3000
3600
4000
4500
4900
5300
5700
6000
5900
6000
6200
6400
6600
6800
7000
7100
7200
7300
7500
10000
Н1 , мм
1000
1000
1300
1300
1300
1300
1300
1300
1300
1850
1850
1850
1850
1850
1850
1850
1850
1850
1850
1850
1850
Н2 , мм
900
900
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1750
1750
1750
1750
1750
1750
1750
1750
1750
1750
1750
1750
Окончание табл. 34
Марка
ЭКО-Н-30
ЭКО-Н-35
ЭКО-Н-40
ЭКО-Н-45
ЭКО-Н-50
ЭКО-Н-55
ЭКО-Н-60
ЭКО-Н-65
ЭКО-Н-70
ЭКО-Н-75
ЭКО-Н-80
ЭКО-Н-85
ЭКО-Н-90
ЭКО-Н-95
ЭКО-Н-100
Производительность, л/с
26-30
31-35
36-40
41-45
46-50
51-55
56-60
61-65
66-70
71-75
76-80
81-85
86-90
91-95
96-100
D, мм
2200
2200
2200
2200
2200
2200
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
L,мм
1050
11000
11500
12000
12500
13000
8000
8500
9000
9500
10000
10500
11000
11500
12000
Н1 , мм
1850
1850
1850
1850
1850
1850
2600
2600
2600
2600
2600
2600
2600
2600
2600
Н2 , мм
1750
1750
1750
1750
1750
1750
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
2500
Концентрации загрязнений на входе в нефтеуловитель не должны превышать следующие показатели: -взвешенные вещества - не более 200 мг/л; нефтепродукты - не более 120 мг/л.
Концентрации загрязнений в очищенной воде имеют следующие показатели: взвешенные вещества - не более 10-20 мг/л; нефтепродукты - не более
0,3-0,5 мг/л.
6.4.3. Фильтр сорбционный безнапорный (ФСБ)
Фильтры (рис. 6.12) предназначены для доочистки поверхностных и промышленных сточных вод от тонкодисперсных взвешенных веществ и высокоэмульгированных нефтепродуктов, они также могут быть включены в технологическую схему очистки ливневых вод. Непосредственно перед фильтрами
должны располагаться пескоуловители и/или нефтеуловители, обеспечивающие
очистку воды до требуемых входных концентраций.
Сточные воды подаются в распределительную зону, откуда восходящим потоком фильтруются с определенной скоростью через расчётный слой сорбента.
На выходе из установки вода практически не имеет цвета и запаха, концентрации загрязняющих веществ соответствуют нормам сброса в водоёмы рыбохозяйственного и культурно-бытового назначения.
Степень очистки установки представлена в табл. 35.
Таблица 35
Степень очистки на фильтрах типа ФСБ
Вид загрязнений
Нефтепродукты
Взвешенные вещества
Концентрация загрязнений, мг/л
на входе
на выходе
0,3 – 0,5
0,03 – 0,05
3-5
0,3 – 0,5
ДО 10
1–3
ДО 20
5-10
51
Рис. 6.12. Фильтр сорбционный безнапорный типа ФСБ:
1 - подводящий патрубок; 2 - задвижка шиберная; 3 - переливной патрубок; 4 - отводящий
патрубок; 5 - распределительно-разгрузочная труба; 6 - загрузка; 7 - распределитель
воздуха; 8 - компрессор; 9 - воздуховод; 10 - нижняя распределительная зона; 11 - круговой
сборный лоток; 12 - дренажный насос; 13 - отсекающая заслонка; 14 - перфорированное
днище; 15 - вентиляционная труба; 16 - крышка откидная; 17 - площадка крепления трубы
Технологические характеристики сорбционных фильтров представлены в
табл. 36. Комплект поставки перечислен в табл. 37.
Таблица 36
Технологические характеристики фильтров сорбционных типа ФСБ
Марка
ФСБ-1
ФСБ-2
ФСБ-3
ФСБ-4
ФСБ-25
ФСБ-30
ФСБ-35
ФСБ-40
ФСБ-45
ФСБ-50
Производительность,
л/с
1-4
5-8
9-12
13-20
21 -25
26-30
31 -35
36-40
41 -45
46-50
D, мм
1500
2200
2200
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
52
H1 ,
мм
1840
2000
2500
3000
3700
4200
4500
4800
5100
5400
Н2 , мм
1690
1750
2200
2600
3000
3400
3500
3600
3700
3800
Комплект поставки сорбционных фильтров
Наименование оборудования
Корпус фильтра с фильтрующей загрузкой
Стеклопластиковая крышка технического колодца
Чугунные или полимерные канализационные люки (под заказ)
Компрессор
Насос дренажный
Вентиляционный стояк
Система взмучивания сжатым воздухом
Задвижка шиберная (отсекающая)
Лестница съемная из нержавеющей стали (под заказ)
Ед. изм.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
Таблица 37
Кол-во
1
1-2
1-2
1
1
1-2
1
1
1
6.4.4. Система доочистки поверхностного стока
на фильтрах EuroPEK CF
В Финляндии разработана система доочистки поверхностного стока на
фильтрах EuroPEK CF, она соответствует Европейским стандартам, имеет
Lloyd’s Register (Ллойдовский сертификат), Гигиенический сертификат и сертификат Госстандарта России, удовлетворяет самым жёстким российским требованиям.
Блок доочистки очищает нефтесодержащие стоки до норм, допустимых к
сбросу в водоёмы рыбохозяйственного назначения. Система предварительной
очистки EuroPEK CF очищает стоки до 0,3 мг/л (нормы сброса в канализационную сеть) и обеспечивает долгий срок службы блока доочистки. Результаты
анализов, взятых с территории действующей АЗС, где используется блок доочистки EuroPEK CF, показали, что выходные концентрации по нефтепродуктам не превышают 0,05 мг/л.
Объектами применения данной системы являются АЗС, авторемонтные мастерские, автостоянки, гаражи, производственные территории, депо и многое другое.
В основе установки лежит комплексная система отделения нефтепродуктов. Очистка нефтесодержащих сточных вод начинается в пескоотделителе, в
котором большая часть твёрдых частиц осаждается на дно отделителя. Из пескоотделителя стоки попадают в бензомаслоотделитель, в котором с помощью
эффективных коалесцентных модулей отделяется основная масса нефтепродуктов, содержащихся в стоке. Из бензомаслоотделителя сток попадает в блок доочистки EuroPEK CF, где происходит окончательная очистка стока.
Сток в безнапорном режиме проходит через тело фильтра, в котором задерживаются оставшиеся нефтепродукты и взвешенные вещества. Кроме указанного оборудования, в системе очистки используется колодец для отбора
проб, оснащённый запорным вентилем и предназначенный для отбора проб
очищенного стока.
В блоке доочистки установлена сигнализация. Сигнализация срабатывает
в двух случаях: при максимальном расходе, превышающем расчётную произво53
дительность блока доочистки, и в случае закупорки пограничного слоя загрузки
взвешенными веществами, которая может возникнуть при неправильном подборе оборудования, не обеспечивающего заданную эффективность работы.
Сигнал от датчика поступает на блок управления, который находится в
операторской комнате.
Блок доочистки EuroPEK CF представляет собой вертикальную ёмкость,
состоящую из двух отсеков. Нижний отсек предназначен для равномерного распределения потока. Отсеки разделены дополнительным днищем, имеющим отверстия по всей поверхности, покрытые мелкоячеистой сеткой из армированного стеклопластика. В верхнем отсеке находится слой антрацита и слой активированного угля. Антрацит предназначен для равномерного распределения потока и задержки взвешенных частиц, а также препятствует попаданию их в слой
активированного угля, тем самым предотвращая закупорку пор последнего.
Проходя через слой активированного угля, сток окончательно очищается от
нефтепродуктов, поднимается на поверхность и далее следует в колодец для отбора проб. За счёт того, что после песко- и бензомаслоотделителей концентрация нефтепродуктов не превышает 0,3 мг/л. Периодичность замены загрузки не
менее двух лет.
Правильный выбор и эксплуатация оборудования, высокая его эффективность в сочетании с надёжностью исходного материала удовлетворят самые
жёсткие требования.
Принцип работы фильтра. Фильтр состоит из двух частей. Внизу находится антрацит, а в верхней части активированный уголь. Антрацит предназначен для равномерного распределения потока и для поглощения взвешенных веществ, которые попадают в блок доочистки. Кроме того, антрацит поглощает
нефтепродукты и тяжёлые металлы. Основной частью фильтра является активированный уголь. Активированный уголь имеет рабочую площадь поверхности порядка 1000 м2/гр. Это объясняется тем, что активированный уголь имеет
пористую структуру. Поры образуются при обработке исходного материала высокими температурами (900-1000 °С). Поры делятся на три группы: микропоры,
мезопоры и макропоры. Макропоры служат для транспортировки молекул в
микропоры и мезопоры. Основная масса нефтепродуктов адсорбируется в микропорах и частично в мезопорах. Постепенно активированный уголь заполняется нефтепродуктами. Объём, который может адсорбировать активированный
уголь, составляет порядка 20 % от массы сухого угля.
Схема фильтра представлены на рис. 6.13, его типоразмеры – в табл. 38.
54
Рис. 6.13. Схема
фильтра системы
EuroPEK CF
Таблица 38
Технические данные фильтров EuroPEK CF
Параметры
NS3
Максимальный расход
(ливнёвка), л/с
А. Опор/входной патрубок,
мм
В. Опор/выходной
патрубок, мм
С. Высота отделения, мм
D. Внешний диаметр
отделения, мм
1. Материал корпуса фильтра
термостойкость 50 С
2. Промежуточная стена,
шт.
3. Входной патрубок PVC
4. Выходной патрубок
с Rst-сетчатым фильтром
5. Патрубок для обслуживания с крышкой PVC
6. Активированный уголь
Labko Aqua Sorb, м3 /кг
Марка блока доочистки EuroPEK CF
NS6
NS10 NS15 N20 NS30 NS40
NS50
3
6
10
15
20
30
40
50
1600
1930
1750
2400
2100
2700
3700
4710
1400
1730
1550
2100
1850
2250
2950
3410
2200
2540
2740
3390
3210
3810
4810
5820
1400
1800
2200
2200
3000
3000
3000
3000
армированная пластмасса LASA Composit, pH3-10
2
2
2
2
2
2
2
2
D110
D160
D160
D200
D200
D250
D315
D315
D110
D160
D160
D200
D200
D250
D315
D315
D200
D200
D200
D200
D200
D200
D315
D315
0,9/
1,8/
3/
4,5/
6/
9/
425
850
1425 2150 2875 4325
0,2/
0,4/
0,52/ 0,52/
1,0/
1,0/
7. Labko AF, м3 /кг
160
320
400
400
760
760
8. Дополнительное оборудование: EutoHUK технический колодец (табл. 39)
9. Вентиляционный
D110
D110
D110 D110 D110 D110
патрубок
Дополнительное оборудование: 10. Чугунная крышка с горловиной 600
11. Сигнализация SET-10,
1
1
1
1
1
1
шт.
12. Датчик SET/0E2, шт.
1
1
1
1
1
1
12/
5750
1,0/
760
15/
7200
1,0/
760
D110
D110
1
1
1
1
Таблица 39
600 (входит в комплект поставки)
Встроенный технический колодец
Глубина
заложения
h, мм
Марка блока доочистки EuroPEK CF
NS3
NS6
NS10
NS15
55
N20
NS30
NS40
NS50
1000…1400
1400…1800
1800…2200
2200…2600
2600…3000
9 - 13
13 – 17
17 – 21
21 – 25
25 - 30
9 - 13
13 – 17
17 – 21
21 – 25
25 - 30
9 - 13
13 – 17
17 – 21
21 – 25
25 - 30
9 - 13
13 – 17
17 – 21
21 – 25
25 - 30
56
9 - 13
13 – 17
17 – 21
21 – 25
25 - 30
9 - 13
13 – 17
17 – 21
21 – 25
25 - 30
9 - 13
13 – 17
17 – 21
21 – 25
25 - 30
9 – 13
13 – 17
17 – 21
21 – 25
25 – 30
7. УПРАЖНЕНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
И ПРИМЕРЫ ИХ РЕШЕНИЯ
7.1. Упражнения для практических занятий
Задача 1
Выполнить по вариантам [13, c. 88-90] или прил. 2 анализ территории
населённого пункта с точки зрения её канализования для отведения:
а) хозяйственно-бытовых сточных вод;
б) дождевого стока.
Объяснить разницу сбора этих видов стоков.
Задача 2
Разбить территорию населённого пункта (по варианту задачи 1) на бассейны канализования и наметить линии водоразделов.
Ответить на вопросы:
1) сколько бассейнов канализования на территории?
2) каково самотечное направление движения жидкости по территории?
3) где следует предусматривать станции перекачки сточных вод?
Задача 3
Выполнить трассировку хозяйственно-бытовой водоотводящей сети территории населённого пункта (по варианту задачи 1) с максимальным использованием самотечного сбора стоков.
Задача 4
Рассчитать расходы сточных вод от жилых районов для населенного пункта
из задачи 2, при этом известны норма водоотведения qб, л/сут. на 1 чел., и плотность населения р, чел./га.
Пояснение: модуль стока можно найти по [2, формула (1.13)]. Средний секундный расход с квартала определяется перемножением модуля стока и площади этого квартала.
Задача 5
Для схемы населённого пункта из задачи 3 выполнить расчёт средних расходов с кварталов, суммарную площадь и средний расход по бассейну канализования.
Рекомендации: для расчёта суммарной площади по бассейну сложите площади всех
кварталов бассейна. Средний расход по бассейну рассчитайте двумя способами (результат должен получиться одинаковым): умножьте суммарную площадь на модуль
стока; сложите средние расходы каждого квартала бассейна.
Задача 6
Найти глубину заложения начального колодца, к которому подсоединяются
внутриквартальные сети, если известны параметры (табл. 40 по вариантам).
57
Таблица 40
Параметры, известные к задаче 6 (см. [2, рис. 4.3])
Вариант
Глубина
промерзания, м
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1,2
1,15
1,3
1,33
1,35
1,4
1,25
1,45
1,5
1,47
1,55
1,28
1,6
1,1
1,4
1,25
1,35
1,55
1,45
1,2
Абсолютная отметка, м
внутри
у колодца
квартала
наружной
(кол. 1) сети (кол. 2)
95,5
96,7
73
76
115
118
121
123,8
81,2
89,9
87
92,5
93
93,5
201
220
213
229
150
160
154
157
59
69
209
210
69
72
83
85,6
132
137
127
132
112
121
92
94
96
98,9
Длина участка, м
dв/к,
мм
dн/с,
мм
от в/к колодца до
контрольного
от кол. 1
до кол. 2
150
200
180
150
250
160
140
140
150
160
150
160
160
160
200
200
180
150
250
160
200
200
200
200
250
200
225
200
250
225
225
200
200
250
225
250
200
200
250
200
250
300
245
150
350
175
257
300
255
245
310
275
290
400
320
346
333
239
220
180
25
25
30
25
50
25
30
25
25
25
25
30
30
50
25
30
40
45
50
30
Задача 7
Определить минимальный уклон для полиэтиленового трубопровода бытовой канализации диаметром d=200 мм при h/d=0,5. Температура сточной жидкости 15 С. Норма водоотведения n= 250 л/(сут. чел.).
Задача 8
Определить количество снега, которое можно сплавить по канализацио нной сети при следующих условиях: расход сточной жидкости в канализацио нной сети в месте сброса снега Q=250 л/с, температура стоков – tн= 15 С; температура снега и наружного воздуха в момент сброса tсн= - 12 С.
Задача 9
Определить диаметр трубы, её наполнение, уклон и скорость, если задан
расход q=14 л/с, уклон местности по трассе коллектора iм=0,005, начальное заглубление трубы 1,2 м, а длина участка 350 м.
Глубина промерзания грунта 1,5 м.
Задача 10
Рассчитать ливнесбросную камеру с прямолинейным боковым водосливом
при диаметре подводящего коллектора d1=500 мм, уклоне – i=0,0025, расходах
Qобщ.=200 л/с и Qпр.д.=60 л/с.
58
Задача 11
Рассчитать ливнесбросную камеру с вертикальной разделительной стенкой
для общего и предельного расходов перед камерой Qобщ.=200 л/с и Qпр.д.=60 л/с,
поступающего к камере по лотку прямоугольного сечения шириной Вл= 500 мм.
7.2. Примеры решения задач
Пример 1
Построить интегральный график притока и откачки сточных вод, определить вместимость резервуара.
Решение
При проектировании насосных станций обычно принимают подачу насо сных агрегатов равной максимальному часовому притоку. СНиП [3] предусматривает создание минимального приёмного резервуара на 5-минутный приток
стоков в максимальный его час.
Анализ режима работы насосных агрегатов при ограниченном числе включений проще всего произвести графически. На оси ординат отложить значения
притока сточной жидкости и подачи насосов в процентах от суточного притока,
а на оси абсцисс – время в минутах.
Подачу насосов принимают равной максимальному часовому притоку (для
нашего примера это 7,5 %). На графике линии притока и откачки в час макс имального притока совпадают (линия 1 на рис. 7.1).
Рис. 7.1. Часовой режим работы насосных агрегатов
59
Для построения графика подачи насосов в часы 50%-го и минимального
притоков (соответственно линии 2 и 3 на рис. 7.1) определяется минимально
допустимая ёмкость в процентах от максимального часового расхода.
Например, при К общ.= 1,8 qмакс =7,5%, тогда Wмин=7,5: (60: 5)=0,6З %. Полученное значение Wмин откладывают на оси ординат и проводят пунктирные
линии, параллельные оси абсцисс. Точки пересечения пунктирных линий с линиями притока соответствуют моменту наполнения резервуара и необходимости
включения в работу насосов. Из точки пересечения пунктирной линии с линией
притока (точки а) опускают перпендикуляр на ось абсцисс и из полученной
точки б проводят линию бв, параллельную линии подачи насосов 1, до пересечения с линией притока 2. Точка пересечения линий притока и откачки в соответствует моменту опорожнения резервуара и выключения насосов из работы.
Горизонтальный участок вг соответствует времени наполнения резервуара
и интервалу времени между выключением и включением насосов. При достижении разности ординат линии 2 и горизонтального участка вг, равной принятой вместимости, насосы включаются в работу – линия гд. Ломаные линии
бвгдеж и икл являются графиками режима работы насосов в часы 50%-го и минимального притока.
Из графика на рис. 7.1 видно, что принятая вместимость резервуара обеспечивает допускаемую частоту включения насосных агрегатов. Принятую вместимость резервуара уточняют по требованиям СНиП к установке насосных агрегатов и трубопроводов.
Если предполагается, что в час максимального притока будут работать два
насоса, то в час 50%-го и минимального притока может работать один насос.
Тогда при его подаче, равной (7,5:2) 1,1=4,13% (линия 4), насос при 50%-м притоке будет работать постоянно в течение 1 ч (линия 5), а при минимальном притоке потребуется одно выключение в 1 ч (линия 6).
Минимальная регулирующая вместимость приёмного резервуара, м 3, при
заданном числе включений насосов в час минимального притока может быть
определена аналитически по следующей формуле
Q пр
Q пр
W мин
1
,
(7.1)
n
Q н.с.
где Qпр – минимальный часовой приток, м 3; n – число включений в 1 ч;
Qн.с. – подача насосной станции, м3.
Пример 2
Определить количество снега, которое можно сплавить по канализацио нной сети при следующих условиях: расход сточной жидкости в канализационной сети в месте сброса снега Q=0,175 м3/с, температура стоков – tн= 12 С;
температура снега и наружного воздуха в момент сброса tсн= - 10 С.
Решение
Примем дополнительно: скрытую теплоту плавления снега Ксн=334,4 кДж/кг;
60
теплоёмкость снега – Ссн=2,09 кДж/(кг С); теплоёмкость сточной жидкости –
Сст. ж.= 4,18 кДж/(кг С); плотность сточной жидкости =1,003 т/м3; минимально допустимую температуру сточной воды tк=10 С.
Наибольшее количество снега, которое можно сбросить в канализационную сеть, определим по формуле
Q t н t к Сст.ж.
, т/ч.
(7.1)
Qсн
К сн Ссн t сн t к Сст.ж.
Qсн
1,003 0,175 12 10 4,18
1,4674
3,695 10 3 т / с 13,303 т/ч.
334,4 2,09
10 10 4,18 397,1
Пример 3
Определить минимальный уклон для бетонного трубопровода бытовой канализации диаметром d=200 мм при h/d=0,5. Температура сточной жидкости
12 С. Норма водоотведения n= 150 л/(сут. чел.).
Решение
Определяем незаиляющую скорость по формуле
н
1,42
4,5 R/2
R,
(7.2)
где R – гидравлический радиус R=d/4.
R= 200/4=50 мм = 0,05 м;
1,42
н
4,5 0 , 05 /2
0,05 1,424,525 0,05 =0,7324 м/с.
Определим число Рейнольдса для незаиляющей скорости с вязкостью
жидкости при t=12
C равной: для пресной воды вязкость
-2
2
в =0,0175 (1+0,0158 12) =0,012 см /с с учётом концентрации загрязнений
в сточной воды К=65/n= 65/150= 0,433 г/л.
-2
-2
2
ст.ж.= в+0,2 К t =0,012 +0,2 0,433 12 =0,013 см /с.
4 R н 4 0,05 0,7324
Re
112660,9 .
0,013 10 4
Определим коэффициент сопротивления из [3, формула (14)].
1
2 g
a2
Re
13,68 R
2 g
0,2
100
13,68 5 112660,9
4,8378 .
=0,0427. По [3, формуле (13)] находим гидравлический уклон:
i
2
н
8 R g
0,0427 0,73242
8 0,05 9,81
0,00584.
Пример 4
Определить диаметр трубы, её наполнение, уклон и скорость, если задан
расход q=40 л/с, уклон местности по трассе коллектора iм=0,005, начальное за61
глубление трубы 2 м, а длина участка 350 м. Глубина промерзания грунта 1,3 м.
Решение
Оценим ограничения, накладываемые СНиПом [3, табл. 16 и п. 2.41]. Если
принять трубы ПНД типа СЛ ГОСТ 18599-83 и d=280 мм, то imin=1/280=3,57 10-3.
Тогда по [12] для q=40 л/с, i=0,0035 скорость составит (методом линейной интерполяции) 1,09 м/с, h/d=0,66. Уклон можно оставить меньше, т.к. скорость для
расчётного расхода больше незаиляющей. Потеря напора по длине составит
hl=350 0,0035=1,225. Падение уклона по земле 350 0,005=1,75 м. Таким образом, удаётся на 0,525 м выглубить сеть. Над трубой будет глубина 1,195 м, а до
лотка – 1,475 м.
Пример 5
Какой расход можно пропустить по трубопроводу диаметром d=1 м, длиной l=105 м и п=0,02, проложенному с уклоном io=0,0025, при неравномерном
движении в нём сточной жидкости с кривой спада?
Решение
Определим расход при полном заполнении трубы:
Qп
2 g io
4
п
d
5
2
4
19,62 0,0025
1 1,23 м3/с.
0,02
При io l/d=0,0025 105/1=0,262,
принимая наполнение в начале
полное, а в конце по значениям,
представленным на рис. 7.2,
для расчётной зависимости
2 io Q
Qп
п
4
4
2 0,0025
1,2 0,47
0,02
критическую глубину акр=0,7,
Q/Qп=1,2.
Увеличение расхода по
сравнению с равномерным
движением составит 20 %.
Тогда расход Q будет равен
1,48 м3/с.
62
Пример 6
Рассчитать ливнесбросную камеру с прямолинейным боковым водосливом
при диаметре подводящего коллектора d1=800 мм, уклоне – i=0,0025, расходах
Qобщ.=652 л/с и Qпр.д.=163 л/с.
Решение
Для Qпр.д.=163 л/с подбираем, пользуясь [5], диаметр, уклон и наполнение
трубопровода. d=400 мм, i=0,006, наполнение 0,38 м. Принимаем высоту порога
водослива равным наполнению, т.е. hгр.=0,38 м.
Расчётный напор на гребне водослива составит:
Н=h1 – hгр. = 0,8 – 0,38 = 0,42 м.
Необходимая длина гребня водослива при сбрасываемом расходе
Qсбр .= Qобщ. – Qпр.д. будет равна:
l=
Qсбр.
0,489
1,067 м.
0,38 0,42 19,62 0,42
m 2gH 3
Пример 7
Рассчитать ливнесбросную камеру с вертикальной разделительной стенкой
для общего Qобщ.=652 л/с и предельного Qпр.д.=163 л/с перед камерой расходов,
поступающего к камере по лотку прямоугольного сечения шириной Вл= 800 мм.
Диаметры перехватывающего коллектора dг = 900 мм и ливнеотвода dлз = 800 мм.
Отметки дна равны: для подводящего коллектора z1=9 м, перехватывающего
коллектора z2=6,5 м и ливнеотвода zз=6,5 м.
Решение
1. Определим критическую глубину в подводящем коллекторе, так как водобойный колодец имеет прямоугольное сечение, по формуле
Q2
3
м,
hкр
B2 g
где - 1…1,1 – корректив кинетической энергии потока;
Q – расчётный расход жидкости, м3/с; В – ширина водобойного колодца, м;
g - ускорение свободного падения, м/с 2.
а) при Qпр.д.
hкр
3
Q2
B2 g
3
0,1632
9,81 0,82
0,1617 м;
0,6522
б) при Qобщ.
hкр
0,4076 м.
9,81 0,82
Отметка zc конструктивно принимается на 0,3 м выше шелыги главного перехватывающего коллектора с тем, чтобы избежать перелива сточных вод через
водосливную стенку в случае неучтённых залповых сбросов:
3
z3= z2 + dг + 0,3 = 6,5+ 0,9 + 0,3=7,7 м.
63
Высота падения Р и дальность полёта струи l определяются по формулам
P
Р = z1 - zc, м;
l = 1,41 hкр 0,3
, м.
hкр
1,3
= 0,658 м.
0,1617
Проекция толщины струи на горизонтальную ось составит:
q
0,163
= 0,04 м.
t
B 2 g P 0,8 2 9,81 1,3
Ширина донного отверстия составит:
а = l+ t
0,658+0,04/2=0,678 м.
2
Дальность полёта струи l2 при общем расходе Qобщ.=652 л/с и высоте падения струи Р= z1 - zз = 9 – 6,5 = 2,5 м:
2,5
l2 = 1,41 0,409 0,3
=1,46 м.
0,409
При Qпр.д. составят Р =9 – 7,7 = 1,3 м; l = 1,41 0,1617 0,3
2 g P H 0 , м/с,
Скорость потока в сжатом сечении c
где - коэффициент скорости (0,8); Н0= 1,5 hкр при общем расходе сточных вод
в лотке перед перепадом.
0,8 2 9,81 2,5 1,5 0,409 = 6,25 м/с.
c
Определим глубину потока в сжатом сечении и вторую сопряжённую глубину по формулам
hc
hc
Q
B
, м;
hc
2
hc
c
0,652
=0,1304 м;
0,8 6,25
hc
0,1304
2
l2 = 1,41 0,409 0,3
3
8 hкр
1
1
hc
3
8 0,4093
0,13043
1 , м.
1 =0,961 м.
2,5 0,3
=1,5416 м.
0,409
Значение hc больше глубины потока в ливнеотводе (t=d2=800 мм), поэтому
необходимо устройство водобойного колодца глубиной
h= hc - t = 1,1 0,961 – 0,8=0,257 м.
Принимаем с некоторым запасом глубину колодца h=0,3 м и пересчитаем
скорость потока в сжатом сечении:
c
hc
0,8
2 9,81 2,5 0,3 1,5 0,409 =6,547 м/с.
0,652
=0,124 м;
0,8 6,547
hc
0,124
2
64
1
8 0,4093
0,1243
1 =0,987 м.
h= hc - t = 1,1 0,987 – 0,8=0,286 м.
Принятая глубина h=0,3 м достаточна для образования затопленного гидравлического прыжка.
Определим глубину водобойного колодца lк, принимая толщину водосливной стенки =0,15 м.
lк = l1 + lп.п.,
где l1 – расстояние от водосливной стенки до сжатого сечения l1= l2- а - ;
lп.п. – длина подпёртого гидравлического пряжка lп.п. =2,5 hc ;
l2 – дальность отлёта струи; а – расстояние от подводящего лотка до стенки
(ширина донного отверстия); - толщина разделительной стенки.
lп.п. =2,5 0,987 = 2,468 м;
lк =0,7136+2,468 = 3,1816 м.
l1=1,5416-0,678-0,15 = 0,7136 м.
7.3. Тест
1. Трубопроводы диаметром менее 500 мм могут прокладываться выше глубины
промерзания в метрах на:
1) 0,7;
2) 0,5;
3) 0,3;
4) 0,1 .
2. Наименьшая глубина заложения водоотводящих труб Н, м, для различных
диаметров определяется по формуле:
1) Н=hпромерз.;
2) Н=hпромерз -(0,3…0,5);
3) Н=hпромерз +(0,3…0,5); 4) Н=hпромерз-(0,3…0,5) более 0,7+d.
3. Максимальная глубина заложения водоотводящих труб при условии открытой прокладки в суглинистых грунтах в метрах составляет:
1) 7-8;
2) 10-11;
3) 12-13;
4) 5-6.
4. Наиболее распространенной формулой для определения расчетного расхода
qр на участках водоотводящей сети является:
1) по удельному стоку qр = qo*F*Кобщ;
2) по площади живого сечения qр = * ;
3) по норме водоотведения qр = n*N*Кобщ/24*3600.
5. Какое значение имеют минимальные скорости потока, м/с, в водоотводящей
сети Д=150 – 200 мм при расчетном наполнении 0,6 из условия незаиливания:
1) 0,9;
2) 0,8;
3) 0,7;
4) 0,5;
5) - 0,3.
6. Наибольшая расчетная скорость движения сточных вод, м/с, в металлических
трубах бытовой сети из условия неистирания составляет:
1) 10;
2) 8;
3) 7;
4) 6;
5) 4.
7. Наибольшая расчетная скорость движения сточных вод, м/с, в металлических
трубах дождевой сети из условия неистирания составляет:
1) 10;
2) 8;
3) 7;
4) 6;
5) 4.
8. Наибольшее расчетное наполнение в долях диаметра трубопроводов бытовой
сети Д=150-200 мм из условия её вентиляции составляет:
1) 0,6;
2) 0,7;
3) 0,75;
4) 0,8; 5) 0,9.
9 Выравнивание в колодцах бытовой сети по шелыгам производится в тех случаях, когда:
1) d2-d1 более h2- h1;
2) d2-d1 менее h2 - h1 ;
65
3) d2-более d1 вне зависимости от значения h2 и h1;
4) d2= d1 вне зависимости от значения h2 и h1 ;
5) -выравнивание производится только по воде.
10. И условия незаиливания скорость в дюкере, м/с, должна быть не менее:
1) 0,5; 2) 0,8;
3) 1,0;
4) 1,2; 5) 1,5 .
11. Диаметр дюкера, мм, должен быть не менее:
1) 80;
2) 100;
3) 150;
4) 200;
5) 300.
12. Основной причиной проектирования бытовой сети на частичное заполнение
является необходимость обеспечения:
1) вентиляции сети;
2) пропуска наибольшего расхода;
3) возможности приема дополнительного расхода при возросшем благоустройстве.
13. Для расчета самотечных водоотводящих сетей нельзя использовать расчетные таблицы:
1) Лукиных А.А., Лукиных Н.А.; 2) Фёдорова Н.Ф.;
3) Алексеева М.И., Кармазинова Ф.В., Курганова А.М.; 4) Шевелева Ф.А.
14. Для транспортировки кислотосодержащих стоков следует использовать трубы:
1) стальные;
2) керамические;
3) бетонные;
4) железобетонные.
15. Трассировку самотечной водоотводящей сети при плоском рельефе местности следует производить, используя схему:
1) объемлющую; 2) по пониженной грани; 3) чрезквартальную.
16. Строительству какой системы водоотведения следует отдать предпочтение
по капитальным затратам в первую очередь для вновь строящихся городов или
районов:
1) общесплавной;
3) полураздельной;
2) полной раздельной;
4) не полной раздельной.
17. При уклоне поверхности земли более минимального и менее максимального
для прокладки водоотводящей сети, следует принять уклон трубопровода:
1) равный уклону поверхности земли;
3) максимальный.
2) равный минимальному уклону;
18. Приведенная формула q б *Nр /1000 позволяет определить значение расхода
сточных вод от населения города:
1) среднесуточного;
2) среднечасового;
3) среднесекундного;
4) максимальносуточного; 5) максимальночасового; 6) максимальносекундного.
19. Наименьшая глубина заложения водоотводящих труб определяется по формуле Н=__________________.
20. Диаметр каждой нитки дюкера должен быть не менее _____мм.
7.4. Контрольные вопросы
1. Какие системы водоотведения существуют? Как выбрать систему водоотведения населённого пункта?
2. Как определить суммарные расходы сточных вод от отдельных видов водопотребителей?
3. Как определить расчётные расходы сточных вод на участках сети?
4. Расскажите правила конструирования водоотводящей сети.
66
5. Как определить глубину заложения водоотводящей сети?
6. Расскажите основы строительства водоотводящей сети.
7. Какие формы поперечных сечений труб и коллекторов водоотводящей сети
бывают?
8. Какова методика гидравлического расчёта водоотводящей сети?
9. Как построить продольный профиль коллектора?
10. Какие исходные данные необходимы для проектирования систем водоотведения?
11. Что такое бассейны канализования и как осуществить трассировку сети?
12. Какова методика расчёта дюкера?
13. Начертите схему водоотведения и укажите её элементы.
14. Как определить расчётные расходы дождевых вод?
15. Каково расположение канализационных сетей на плане и в поперечном
профиле улиц?
16. Каковы правила расположения смотровых колодцев на водоотводящей
сети?
17. Как рассчитать население районов и населённого пункта в целом?
18. Из каких условий складывается норма водоотведения?
19. Какие коэффициенты неравномерности водоотведения существуют, и какие факторы влияют на их величину?
20. Какие инженерные сооружения позволяют осуществлять переходы через
препятствия?
21. В чём заключается расчёт дюкера?
22. В чём заключается расчёт эстакады?
23. Как осуществляются переходы через реки, овраги и железные дороги?
24. Назовите стадии проектирования и очередность строительства водоотводящих сетей.
25. Какие значения параметров скорости, уклона и наполнения применяются
при расчёте самотечных водоотводящих сетей?
26. Каковы режимы течения жидкостей в системах водоотведения?
27. Назовите гидравлические характеристики потока.
28. В чём cуть высотного проектирования водоотводящей сети?
29. Как сопрягать два и более лотка в колодце водоотводящей сети, если
диаметры предыдущих участков и расчётного: а) равны, б) d1< d2, в) d1> d2?
30. Как водоотводящие сети располагаются в поперечном профиле улиц?
31. Какие материалы труб, диаметры используют для устройства водоотводящих труб и коллекторов?
32. Что такое перепадной колодец, для каких целей используется и как подбирается?
33. Какие меры следует принимать для защиты трубопроводов от агрессивного действия сточных и грунтовых вод?
34. Как выполняется гидравлическое испытание трубопроводов?
35. Какие условия устройства водоотводящих сетей называются особыми?
36. Каковы особенности устройства водоотводящих сетей в особых условиях?
67
37. Для чего применяется перекачка сточных вод, каковы условия применения насосного оборудования?
38. По каким основным параметрам осуществляется подбор насосного оборудования?
39. Каковы способы измерения количества атмосферных осадков?
40. Назовите отличительные особенности конструирования дождевой сети.
41. Какова методика гидравлического расчёта дождевой сети?
42. Каково начертание дождевой сети в плане? Где располагаются дождеприёмники?
43. Как осуществляется укладка труб и заделка стыков?
44. Какие сооружения применяются для очистки дождевых вод?
45. Какие новые технологии очистки дождевых сточных вод вы знаете?
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Предлагаемое учебно-методическое пособие позволит студентам самостоятельно разобраться в вопросах проектирования сетей хозяйственнобытовой и дождевой канализации, выполнить расчёты в курсовом и дипло мном проектах.
Ответы на контрольные вопросы позволят проверить свои знания и подготовиться к экзаменам по дисциплине «Водоотведение».
Освоенный в курсе «Расчёт систем водоснабжения и водоотведения на
ЭВМ» [13] алгоритм расчёта водоотводящих сетей облегчит и ускорит выполнение курсового и дипломного проектов.
Разобранные примеры являются базой для гидравлических расчётов основных элементов системы водоотведения.
Решение задач, предложенных в главе 7, позволяет студентам приобрести
навыки расчёта, использования таблиц, нормативной и справочной литературы, применения современных материалов труб, современных насосных агрегатов и принятия грамотного инженерного решения на основе анализа всех
ограничений, наложенных нормативной литературой на системы водоотведения.
Данное учебно-методическое пособие будет способствовать лучшему
усвоению дисциплины; будет полезно не только студентам, но и инженернотехническим работникам, интересующимся системами водоотведения.
68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Калицун, В. И. Водоотводящие системы и сооружения/ В. И. Калицун. –
М.: Стройиздат, 1987. – 336 с.
2. Журавлева, И.В. Проектирование водоотводящих сетей и сооружений на
них. учеб. пособие/ И.В. Журавлева, В.Ф. Бабкин, В.Д. Журавлев, Во-
ронежский ГАСУ. Воронеж. 2003. -245 с.
3. СНиП 2.04.03-85 (утвержден приказом № 635/11 Минрегиона РФ от
29.12.2011) Канализация. Наружные сети и сооружения. – М.: Минстрой
России, 2011. - 74 с.
4. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий/ Под ред. Самохина. - М.: Стройиздат, 1981. -638 с.
5. Лукиных, А.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных
сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского/ А.А. Лукиных, Н.Д.
Лукиных. - М.: Стройиздат, 2004. - 156 с.
6. Федоров Н.Ф., Канализационные сети. Примеры расчета/ Федоров Н.Ф.,
А.М. Курганов, М.И. Алексеев. М.: Стройиздат, 1985. – 223 с.
7.СНиП 2.04.01-85 (утвержден приказом Минрегиона России № 626 от
29.12.2011). Внутренний водопровод и канализация зданий. М.: Минстрой России, 2011. - 76 с.
8. Турк, В.И. Насосы и насосные станции: учеб. для вузов/В.И. Турк, А.В.
Минаев, В.Я. Карелин. - М.: Стройиздат, 1976 . – 304 с.
9. Алексеев, М.И. Гидравлический расчет сетей водоотведения: справочное
пособие. Ч. 2. Расчетные таблицы/ М.И. Алексеев, Ф.В.Кармазинов,
А.М. Курганов; СПбГАСУ. Санкт-Петербург, 1997. – 362 с.
10. Алексеев, М.И. Организация отведения поверхностного (дождевого и
талого) стока с урбанизированных территорий: учеб. пособие/ М.И. Алексеев, Курганов А.М.; СПбГАСУ. - М.: Изд-во АСВ; СПб. 2000. - 140 с.
11. СНиП 23-01-99. Строительная климатология (Взамен 2.01.01-82). - М.:
Госстрой России, 2003. – 136 с.
12. Карелин, Я.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных
сетей из пластмассовых труб круглого сечения: справочное пособие/ Я.А.
Карелин, В.Н. Яромский, О.Я. Евсеева. – М.: Стройиздат, 1988. – 53 с.
13. Журавлева, И.В. Расчёт систем водоснабжения и водоотведения на
ЭВМ: учеб. пособие / И.В. Журавлева, Воронежский ГАСУ. – Воронеж,
2012. - 128 с.
14. Молоков, М.В. Очистка поверхностного стока с территории городов и
промышленных площадок/ М.В. Молоков, В.Н. Шифрин. – М.: Стройиздат, 1977. – 104 с. (Защита окружающей среды).
15. Отведение и очистка поверхностных сточных вод: учеб. пособие для
вузов/ В.С. Дикаревский, А.М. Курганов, А.П. Нечаев, М.И. Алексеев. –
Л.: Стройиздат, Лен-кое отд-ние, 1990. – 224 с.
16. Таблицы для гидравлического расчёта стальных, чугунных и асбестоцементных напорных трубопроводов: Справ. пособие./ Под ред. С.Д.
Гольштейна. – М.: Стройиздат, 1986. – 248 с.
17. Курганов, А.М. Гидравлические расчёты систем водоснабжения и водоотведения. Справочник/ А.М. Курганов Н.Ф., Федоров ; под общ. ред.
Курганова А.М. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Стройиздат, Лен-кое отдние, 1986. – 315 с.
69
Приложение 1
Таблица П.1
Исходные данные для проектирования наружной водоотводящей сети города
Наименование
данных
69
1. Плотность
населения, чел.
на га:
1-го района
2-го района
2. Норма
водоотведения,
л/(сут чел):
1-го района
2-го района
3. Количество
производственных вод
на предприятии, м3 /сут
4. Количество
смен
на предприятии
5. Количество
работающих на
предприятии,
чел.
6. тоже,
в горячих
цехах, %
7. тоже,
в холодных
цехах, %
1
2
170
350
200
400
150
300
160
350
3
4
Номера вариантов
9
10
11
12
5
6
7
8
100 120
350 360
170
380
105
290
200
300
210
350
240
380
120 150
250 280
200
300
250
180
260
200
300
150
1100 1200 1300 1400 1600 2000 2100 2500
2
3
3
2
3
13
14
15
260 280
400 380
300 320
250 240
340
220
250 300 340
310 120 140
300 400
170 180
350
200
16
17
18
19
20
350 360 380
200 230 200
400
150
410 430
160 120
320 310 300
210 240 250
150 170 180
300 330 340
3000 4000 4000 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 4200
2
3
3
3
2
3
3
2
3
3
2
3
700
800
900
1000 1100 1200 1500 1700
1800 2000 2100 1600 2800
70
80
90
60
60
40
55
55
50
50
45
60
65
90
90
80
85
85
85
90
30
20
10
40
40
60
45
45
50
50
65
40
35
10
10
20
15
15
15
10
2700 2300 1900 2200
3
2
2
2500 2600 2900
Окончание табл. П.1
70
Наименование
данных
8. Количество
работающих
в максимальную смену, %
9. Количество
рабочих, принимающих
душ, в % от
общего числа
принимающих
душ, в %
от общего числа работающих
по сменам
10. Грунтовые
воды на глубине
11. Посёлок
расположен
в области
12. Вид покрытия
в процентах
от площади
квартала
а) крыши
б) газоны
в) грунт
г) асфальт
1
2
3
4
5
6
7
8
Номера вариантов
9
10 11 12
80
50
45
70
55
50
45
40
40
65
45
45
70
50
50
55
75
75
80
45
60
60
55
50
50
85
80
80
80
60
70
100
90
80
70
60
80
70
80
100
5,2
6,2
7,2
8,2
5,0
5,5
6,5
5,3
5,2
5,1
5,7
5,8
4,6
4,5
4,4
7,0
5,1
6,1
6,3
6,7
Воронеж
Липецк
Там- Курск Орёл Смобов
ленск
Мос- Брянск Бел- Тула
ква
город
Тверь Пенза
Саратов
Сама- Влара димир
15
27
33
25
36
16
28
20
17
26
18
39
18
21
18
43
19
22
34
25
20
25
15
40
32
18
24
26
29
32
19
20
24
31
37
8
15
27
18
40
13
30
19
38
71
19
12
14
55
22
24
27
27
13
14
15
16
17
18
19
20
18
18
32
32
21
25
22
32
Вол- Ульго- яновск
град
Рос- Волотов гда
23
45
17
15
25
15
36
24
24
16
23
37
26
34
21
19
Иваново
27
18
35
20
Приложение 2
Планы населённых пунктов с горизонталями по вариантам
1 вариант
2 вариант
72
Продолжение прил. 2
3 вариант
4 вариант
73
Продолжение прил. 2
5 вариант
6 вариант
74
Продолжение прил. 2
7 вариант
8 вариант
75
Продолжение прил. 2
9 вариант
10 вариант
76
Продолжение прил. 2
11 вариант
12 вариант
77
Продолжение прил. 2
78
Окончание прил. 2
79
Приложение 3
79
80
Приложение 4
Таблица П. 4.1
Насосы фекальные с электродвигателем типа СМ
Марка насоса
Мощность, кВт
Напор, м
Подача, м3 /ч
100-65-200/2
37,0
56 – 47,5
60 – 125
100-65-200/4
5,5
13 – 10,5
35 – 75
100 – 65 – 250/4
7,5
22 – 19
14 – 60
125 – 80 – 315/4
22
34 – 29
40 – 116
150 – 125 – 315/4
45
34,5 – 24,5
110 – 260
150 – 125 – 315а/4
37
28,5 – 24,5
95 – 230
250 – 200 – 400б/4
160
39 – 28
600 – 900
250 – 200 – 400/4
250
55 – 42,5
680 – 1000
250 – 200 – 400/6
75
26,5 – 18
215 – 680
200 – 150 – 500/4
200
85 – 78
130 – 450
200 – 150 – 500а/4
160
75 – 62
120 – 430
150 – 125 – 315/6
15,0
16 – 12
70 – 180
80 – 50 – 200/2
18,5
53,0 – 46,0
30 – 70
80 – 50 – 200/4
4,0
13,5 – 11,0
10 – 36
Таблица П. 4.2
Резервуары для воды прямоугольные железобетонные сборные
типовой проект 901 – 4 – 59.83
Максимальная
рабочая глубина
Нраб. max , м
Номинальная
ёмкость, м3
Длина, м
500
12
700
18
1000
24
24,06
1200
30
29,95
Ширина, м
Стоимость,
тыс. руб.
14,82
12
81
3,39
19,82
Рис. П. 4.1. Габаритные размеры насосных агрегатов типа СМ
Таблица П. 4.3
Габаритные и присоединительные размеры насосных агрегатов типа СМ
Параметры
электродвигатеМарка насоса
ля
Тип
N д,
кВт
СМ 80-50-200/4 АИР100L
4
СМ 80-50-200/4E АИММ100L 4
СМ 80-50-200/2 АИР160M2 18,5
СМ 80-50-200/2E BA160M2 18,5
СМ 100-65-200/2 A200M2
37
СМ 100-65-200/2E BAO-81-2 40
СМ 100-65-200/4 АИР112M4 5,5
СМ 100-65-200/4E АИММ11 5,5
2M4
СМ 100-65-250/4 АИРМ132 7,5
S4
СМ 100-65-250/4E АИММ13 7,5
2S4
СМ 125-80-315/4 A180S4
22
СМ 125-80-315/4E FИМР180 22
S4
СМ 150-125-315/4 A200L4
45
СМ 150-125BA081-4
40
315/4E
СМ 200-150-500/4 M315MK4 250
СМ 200-150BAO3200
500/4E
280L4
СМ 250-200-400/6 M0280S6
90
СМ 250-200B280S6
90
400/6E
СМ 250-200-400/4 M0355S4 250
СМ 250-200BA02250
400/4E
315M4
МасГабаритные и присоединительные размеры, мм
са,
кг
L
B
H
L1 L2 L3 L4
B1
935
1080
1210
1265
1308
1378
1000
1128
280
280
280
280
450
475
310
310
478
478
478
478
647
732
513
513
142
142
142
142
142
142
142
142
-
-
600
600
600
600
825
825
600
600
265
265
265
265
305
305
265
265
150
190
250
325
420
520
200
245
1045
350
560
142
-
-
700
265
235
1060
350
560
142
-
-
700
265
292
1250
1340
400
400
668
668
155
155
-
-
630
630
320
320
405
480
1675
1715
517
517
775
775
170
170
480 480
480 480
-
415
415
715
820
2665
2655
650
650
1160
1160
180
180
800 800
800 800
-
560
560
2240
2270
2530
2500
720
720
1150
1150
180
180
800 800
800 800
-
560
560
2065
2235
2750
2665
720
720
1150
1150
180
180
800 800
800 800
-
560
560
2635
2755
82
Приложение 5
Рис. П. 5.1. Схемы размещения дождеприёмников у перекрёстков улиц
Рис. П. 5.2. Дождеприёмные решётки:
а) чугунная нормального типа; б) то же, с приёмным отверстием в железобетонном борту;
в) то же, с дополнительной чугунной приставкой (бортом);
г) приёмное отверстие борта без решётки
83
Рис . П. 5.3. Дождеприёмный колодец из сборных железобетонных элементов московского
типа:
1 - дождеприёмная решётка; 2 – бетонный борт; 3 – колодец;
4 – заделка отверстий бетоном марки 200; 5 – основание;
6 – лоток набивной из бетона марки 200; 7 – песчаная подушка
84
85
Изолинии интенсивности дождя
Приложение 6
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................................
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.............................
2. СОСТАВ И ОБЪЁМ ПРОЕКТА.................................................................
3. ПОДГОТОВКА К ГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЁТУ БЫТОВОЙ
СЕТИ...............................................................................................................
3.1. Анализ географических, геологических и климатических условий
территории населённого пункта..........................................................
3.2. Выбор системы водоотведения населённого пункта
и трассировка сети.................................................................................
3.3. Определение расчётных расходов сточных вод
от жилых районов города........................................................................
3.4. Определение расчетных расходов от промышленных
предприятий............................................................................................
3.5. Определение расчётных расходов на участках сети...........................
3.6. Конструирование водоотводящих сетей, выбор материала труб,
стыковых соединений.............................................................................
3.7. Пересечение самотечных трубопроводов с препятствиями..............
4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ВЫСОТНОЙ СХЕМЫ СЕТИ.....................................................................
4.1. Определение начальных глубин заложения уличной сети....................
4.2. Существующие приёмы гидравлического расчёта и высотного
проектирования водоотводящей сети..................................................
4.3. Расчёт дюкера..........................................................................................
4.4. Дополнительные требования к проектированию водоотводящей
сети в особых природных и климатических условиях...........................
5. ПОДБОР НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ............................................
6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОЖДЕВОЙ СЕТИ..............................................
6.1. Определение расходов дождевых вод на участках сети......................
6.2. Гидравлический расчёт и проектирование высотной
схемы дождевого коллектора................................................................
6.3. Расчёт очистных сооружений дождевых стоков................................
6.4. Проектирование современных очистных сооружений
дождевых стоков....................................................................................
6.4.1. Пескоуловитель..................................................................................
6.4.2. Нефтеуловитель................................................................................
6.4.3. Фильтр сорбционный безнапорный (ФСБ).....................................
6.4.4. Система доочистки поверхностного на фильтрах EuroPEK CF
7. УПРАЖНЕНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
И ПРИМЕРЫ ИХ РЕШЕНИЯ....................................................................
7.1. Упражнения для практических занятий...............................................
86
3
3
3
5
5
6
8
10
15
17
19
21
22
23
26
29
29
30
33
37
39
44
48
49
51
53
56
56
7.2. Примеры решения задач по водоотводящим сетям.............................
7.3. Тест, пробный вариант...........................................................................
7.4. Контрольные вопросы по разделу «Водоотводящие сети города»....
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...........................................................
Приложение 1. Таблица исходных данных по вариантам...............................
Приложение 2. Планы населённых пунктов с горизонталями
по вариантам...............................................................................
Приложение 3. Продольный профиль коллектора...........................................
58
64
65
67
68
69
Приложение 4. Насосы фекальные с электродвигателем типа СМ.............
80
Приложение 5. Дождеприёмники......................................................................
82
Приложение 6. Изолинии интенсивности дождя............................................
84
71
79
Учебное издание
Журавлева Ирина Владимировна, Куралесин Алексей Васильевич
ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАРУЖНЫХ ВОДООТВОДЯЩИХ СЕТЕЙ
Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы
к практическим занятиям, курсовому и дипломному проектированию
для студентов, обучающихся по направлению 270100 “Строительство”
всех форм обучения
Редактор Черкасова Т.О.
Подписано в печать 07.12.2012 г. Формат 60х84 1/16.
Уч.-изд. л. 5,4. Усл.-печ. л. 5,5. Бумага писчая. Тираж 120 экз. Заказ № 613
_________________________________________________________________
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства
учебной литературы и учебно-методических пособий
Воронежского ГАСУ
394006, г. Воронеж, ул.20-летия, 84
87
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
70
Размер файла
5 126 Кб
Теги
журавлев, сетей, 618, проектирование, водоотводящих, наружных
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа