Сети водоотведения города

Для определения расчетных расходов сточных вод на участках существует два метода:

• метод площадей;
• метод длин линий;

При расчете по методу длин линий  определяется удельный расход сточных  вод, приходящийся на 1м.пог. сети:

, л/с на п.м.

где  q_n – норма водоотведения л/чел сут;

    N – число жителей рассматриваемого района,чел;

    – сумма длин всей сети района в м.

 ,л/с на п.м.

 ,л/с на п.м.

При расчете по методу длин линий  для каждого района города определяется сумма длин линий сети, а затем  удельный расход.

Данные по расчету расходов сточных  вод заносим в таблицу 2 «Определение расчетных расходов сточных вод  на расчетных участках».

 

Таблица 2. Определение расчетных расходов сточных вод на расчетных участках
NN участка	Длина участка l, м	Длины линий, м				Модуль стока qo, л/с*п.м.	Средне-секундный расход, qw= qo * ∑l, л/с	kgen max	qwmax= qw * kgen max, л/с	Максимальные расходы, л/с		qрасч.= qwmax + qсоср., л/с
		Попут-ный	Боко-вой	Тран-зитный	Об-щий					Мест-ный	Тран-зитный
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Коллектор 1 - ГКНС
1-2	764	764	-	-	764	0,0020	1,50	2,50	3,76			3,76
2-3	388	388	178	764	1331	0,0020	2,62	2,50	6,54			6,54
3-4	135	135	1005	1331	2471	0,0020	4,86	2,50	12,15			12,15
4-5	300	300	758	2471	3529	0,0020	6,94	2,50	17,35			17,35
5-6	392	392	523	3529	4444	0,0020	8,74	2,50	21,85			21,85
6-7	108	108	517	4444	5069	0,0020	9,97	2,40	23,93			23,93
7-8	332	332	1447	5069	6848	0,0020	13,47	2,36	31,79			31,79
8-9	510	510	1016	6848	8374	0,0020	16,47	2,08	34,26			34,26
9-10	815	815	1048	8374	10237	0,0020	20,13	2,07	41,68			41,68
10-11	331	331	7858	10237	18426	0,0020	36,24	2,05	74,29			74,29
11-ГКНС	420	420	8654	18426	27499	0,0346	952,84	1,47	1400,68	70,72		1471,40

 

6. Определение начальной глубины заложения водоотводящей сети

 

Т. к. сточные  воды даже в зимнее время имеют  температуру >12 С и канализационная  сеть работает на неполное наполнение, сеть можно прокладывать в глубине  промерзания грунта.

Наименьшую  глубину заложения труб принимают  по опыту эксплуатации канализаций  в данном районе. При отсутствии опыта наименьшую глубину заложения  лотка трубы принимают:

• для труб Ø≤5ОО мм на 0,3 h_npом
• для труб Ø≥5ОО мм на 0,5 h_npом

Начальную глубину заложения уличной сети Н определяют в зависимости от глубины заложения дворовой или  внутриквартальной сети:

, м

где z₁ – отметка начала уличной сети (z₁ = 198,45м);

z_д.т. – отметка диктующей точки начального квартала (z_д.т.=198,64);

i - уклон дворовой сети (i=0,008);

1 - расстояние  от диктующей точки до начала коллектора, м;

h_дв - глубина заложения дворовой сети, м (минимальный диаметр дворовой сети - 150мм);

, м

Принимаем h_дв=0,85 м, т.к. полученная глубина дворовой сети не удовлетворяет требованию минимального расстояния, от поверхности земли до шелыги (0,7+0,15=0,85м).

м - разница в отметках между  лотками дворовой линии и уличной  сети.

, м

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Гидравлический расчет канализационной сети

 

Гидравлический  расчет заключается в определении  диаметров труб для расчетных  максимальных секундных расходов сточных  вод, уклонов, потерь напора, скоростей  течения и степени наполнения.

При расчете  сети допускается, что расчетный  расход сточных вод поступает  вначале расчетного участка, а режим  движения жидкости в расчетных участках сети равномерный.

В основу гидравлического расчета приняты:

• формула постоянства расхода:

q = w-v

• формула Шези для определения скорости:

Канализационная сеть города прокладывается с уклонами, соответствующими уклоном поверхности  земли, но не менее минимально допустимых уклонов. Для труб всех диаметров  минимальный уклон определяется по формуле:

где d - диаметр труб, мм.

Минимально  допустимые скорости и максимально  допустимые наполнения определяются по табл.16 СНиП 2.04.03-85.

Ограничения в "max" скоростях принимаются из-за того, что поток сточных вод несет значительное количество минеральных примесей, которые при больших скоростях могут нарушить прочность труб:

Соединение  труб в колодцах принимается «шелыга  в шелыгу», «по уровням воды».

Расчет  ведется в следующем порядке:

• на расчетном участке определяется средний уклон поверхности земли;
• в соответствии с уклоном поверхности земли определяется диаметр труб на пропуск расчетного расхода с соблюдением допустимых скоростей и наполнений труб;

- по направлению движения колодца скорости должны оставаться неизменными или возрастать;

- гидравлический расчет ведется в таблице

- по результатам таблицы строиться продольный профиль проектируемого коллектора.

- перед построением профиля производиться определение начальной глубины заложения водоотводящей сети. Гидравлический расчет представлен в таблице 3.

 

 

Таблица 3. Распределение расхода сточных вод города по часам суток

№ участка	Длина участка, L; м	Расч. расход, qрасч л/с	Диаметр D, мм	Уклон i	Скорость  V,м/с	Наполнение труб		Падение на уч.  H=iL, м	Отметки на расчётных участках,  м						Глубина заложения,  м
									Пов. земли		Уровня воды		Лотков труб
						h/d	h,  м		начало	конец	начало	конец	начало	конец	начало	конец
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Коллектор 1 - ГКНС
1-2	764	3,8	160	0,006	0,83	0,3	0,048	4,586	186,41	182,78	184,82	180,23	184,77	180,18	1,64	2,60
2-3	388	6,5	200	0,005	0,88	0,3	0,060	1,940	182,78	181,18	180,21	178,27	180,15	178,21	2,63	2,97
3-4	135	12,1	250	0,005	1	0,3	0,075	0,676	181,18	180,79	178,29	177,61	178,21	177,54	2,97	3,25
4-5	300	17,4	250	0,004	1,02	0,4	0,100	1,200	180,79	180,17	177,56	176,36	177,46	176,26	3,33	3,91
5-6	392	21,9	280	0,0035	1,04	0,4	0,112	1,373	180,17	179,31	176,38	175,00	176,26	174,89	3,91	4,42
6-7	108	23,9	280	0,004	1,11	0,4	0,112	0,432	179,31	179,11	174,96	174,53	174,85	174,41	4,46	4,70
7-8	332	31,8	280	0,0035	1,08	0,5	0,140	1,161	179,11	178,63	174,50	173,34	174,36	173,20	4,75	5,43
8-9	510	34,3	280	0,004	1,18	0,5	0,140	2,039	178,63	177,82	173,34	171,30	173,20	171,16	5,43	6,66
9-10	815	41,7	280	0,0035	1,14	0,6	0,168	2,852	177,82	176,32	176,14	173,29	175,97	173,12	1,85	3,20
10-11	331	74,3	400	0,003	1,29	0,5	0,200	0,993	176,32	172,85	173,20	171,41	173,00	171,21	3,32	1,64
11-ГКНС	420	1471,4	800	0,007	3,45	0,9	0,720	2,940	172,85	172,00	171,67	168,73	170,95	168,01	1,90	3,99

 

 

 

8. Подбор насосного оборудования  главной насосной станции

 

Канализационные очистные сооружения располагаются  на расстоянии минимум 500м от границы  жилой застройки в юго-западном направлении от города.

Для перекачки  и подкачки сточных вод на более  высокие отметки применяют канализационные  насосные станции (КНС), а при небольших  производительностях и высоты подъёма  до 6м - шнековые подъёмники.

Диаметр водоводов определяется по экономически наивыгоднейшим скоростям. Водоводы прокладываются не менее чем в две нитки.

Диаметр напорных водоводов подбирается  по секундному максимальному расходу:

Q_{h max} =

м³/ч

q_{w max} =

л/с

Подбираем диаметр напорных водоводов:

• d = 800 мм;
• v = 0,97 м/c;
• i = 0,0013.

Насосы  ГКНС подбираются по 2-м характеристикам  Q-H, Где Q - максимальный часовой расход, м /с Н - напор.

Необходимый напор насосов определяется по формуле:

H=(Z_oc-Z_пр.рез.)+h₁+h_м+ h_н.ст+, h_изл,м

где Z_OC=174,80 - отметка воды в приемной камере очистных сооружений. Принимается на 5-6м выше уровня высоких вод в реке.

Z_пр.рез =167,36 - принимается на 1,5м ниже лотка подводящего коллектора;

h_l=il=0,0017·400=0,68м- потери напора в напорных водоводах;

h_м=0,l hi=0,1·0,68=0,068 м - потери на местные сопротивления;

h_н.ст=2м - потери напора в насосной станции при расчетном расходе;

h_изл=1,5м - свободный напор на излив.

 

H=(174,80-167,36)+0,68+0,068+2+1,5=11,69м

По каталогу насосов подбираем  марку насоса с характеристиками:

• Q_1н = 321 м³/ч;
• H = 18,5 м.

Принимаем насос марки Wilo FA 30.93D. На ГКНС устанавливаем 6 рабочих и 2 резервных насоса.

 

9. Проектирование и расчет дождевой  канализации

 

В дождевую сеть поступают дождевые и талые  воды. Обычно дождевая сеть рассчитывается на пропуск дождя максимальной интенсивности  для данной местности. Дождевая сеть состоит из внутренних водотоков  и дождевой уличной сети.

Внутренние  водотоки собирают дождевые стоки с  крыш зданий, которые потом поступают  в уличную сеть. Дождевые воды, образующиеся на свободной поверхности земли, поступают в сеть через дождеприёмники.

Расчет  дождевой канализации:

1. Определение расчетных параметров  дождя.

Канализуемый  объект находится в г.Верхнедвинске.

Определим параметр А:

где q₂₀ – интенсивность дождя за 20мин при периоде однократного переполнения сети, равном Р лет, л/с га – определяется по таблицам и картам Казанли, q₂₀ = 93;

m_z – количество дождей в году, определяется по табл.4 СНиП, m_z – 150;

P – период однократного переполнения, лет; определяется по табл.5 СНиП в зависимости от величины q₂₀ и характера расположения коллекторов, Р = 1;

n – климатический показатель, определяется по картам Казанли, n = 0.69.

2.Определение среднего коэффициента  стока для канализуемой территории.

 

Значения  коэффициента стока Z для водонепроницаемых покрытий определяется в зависимости от величины параметра А, а для водопроницаемых – по табл. 9 СНиП.

Определение среднего коэффициента стока удобнее  вести в табличной форме (табл.4).

 

Таблица 4. Определение среднего коэффициента стока Z_mid.

Вид покрытия	%	Zтабл		Zmid
Крыши	20	0,269		0,054
Асфальтовые покрытия	25	0,269		0,067
Булыжные мостовые	20	0,224		0,045
Щебёночное покрытие	14	0,125		0,018
Газоны	21	0,038		0,008
			ΣZmid = 0,191

 

3.Определение удельного расхода  дождевых вод, стекающих с 1 га канализуемой территории:

 

При продолжительности  пробегания дождя по закрытым трубам t_p = 0:

, л/с га

где t – продолжительность протекания дождевых вод с момента концентрации дождевого потока до расчётного сечения дождевого коллектора, мин.