 |
Определение размеров водопотребления
|
|
|
|
Содержание курсового проекта
Введение
. Общая часть
Исходные данные задания на проектирование системы водоснабжения
Геолого-гидрогеологические условия района работ. Характеристика месторождения подземных вод
. Расчетно-проектная часть
Определение размеров водопотребления
Оценка качества воды и выбор источника водоснабжения
Мероприятия по улучшению качества воды
Анализ гидрогеологических условий, их схематизация и обоснование расчетной гидрогеологической схемы
Обоснование количества и схемы расположения водозаборных скважин
Выбор метода расчета и расчетных формул
Гидродинамические расчеты по прогнозу условий работы проектируемого водозабора
Выбор схемы водоснабжения объектов
Гидравлический расчет водопроводной сети. Соотношение элементов системы водоснабжения по расходам инапорам
Обоснование конструкций водозаборных скважин и их оборудования
Организация и содержание зон санитарной охраны проектируемого водозабора
Перспективы организации искусственного пополнения запасов подземных вод
Заключение
Введение
Курсовой проект имеет целью закрепление полученных теоретических знаний и развитие навыков самостоятельной творческой работы и практического применения полученных знаний для решения одной из важнейших водохозяйственных задач - обеспечение водоснабжения народнохозяйственных объектов. Курсовой проект выполняется параллельно с изучением курсов "Динамика подземных вод" и " Водоснабжение и инженерные мелиорации ", знания по которым используются и закрепляются в процессе курсового проектирования. Выполнение курсового проекта осуществляется на основе выдаваемых каждому студенту типовых индивидуальных заданий, содержащих минимум необходимых сведений о геолого-гидрогеологических условиях района проектируемого водоснабжения и об объектах водоснабжения.
|
|
|
Общая часть
Исходные данные задания на проектирование системы водоснабжения
Население поселка (N)- 15000 жителей. В поселке находится предприятие, на котором работает (N1)- 55% населения всего поселка. На данном предприятии имеются горячие цеха, в которых трудятся (N2)-10% сотрудников данного предприятия. Технология производства рассчитано на определенный технологический расход воды в количестве- 2000 м3/сут. Расстояние водозабор-башня равно 1000 метров. Расстояние водозабор-поселок равно 200 метров. Расстояние поселок-предприятие равно 1500 метров. Поселок имеет квадратную конфигурацию. Этажность в поселке- 4. Сменность на предприятии- 2. Абсолютная отметка водозабора - абсолютная отметка уровня земли, у башни- +10 метров, у предприятия- +7 метров. По степени благоустройства здания поселка оборудованы внутренним водопроводом и канализацией, с централизованным горячим водоснабжением.
Существует потенциальная угроза загрязнения подземных вод: мутность и бактерицидное загрязнение.
Геолого-гидрогеологические условия района работ
Характеристика месторождения подземных вод.
Межгорная долина вытянута в меридиональном направлении и имеет ширину (L)3000, долина заполнена верхнечетвертичными отложениями. В бортах долины обнажаются коренные водонепроницаемые долины. В песчаногалечных отложениях на водоупоре, сложенных скальными породами, развит водоносный горизонт со свободным поверхностным уровнем. Глубина залегания УГВ около 15 метров. В 15 километрах ниже по долине наблюдается разгрузка подземных вод в виде источников с расходом (Qp).
Естественный уклон поверхности уровня составляет (J).
|
|
|
Мощность водоносной толщи (h), коэффициент фильтрации (k), водоотдача (μ). (данные приведены в Таблица 1).
Таблица 1 Исходные данные курсового проекта.
| вариант | k, м/сут | h, м | μ | L, км | Qp, л/сек | J |
| 1 | 10 | 70 | 0,1 | 3 | 15 | 10-3 |
Расчетно-проектная часть
Расчетно-проектная часть является основной частью проекта, в которой выполняется гидрогеологическое обоснование и дается проект водозабора подземных вод для водоснабжения рабочего поселка и промышленного объекта в заданных природных условиях.
Определение размеров водопотребления
гидрологический водоснабжение месторождение подземный
Определение размеров водопотребления осуществляется на основе исходных данных задания на проектирование и установленных норм расхода воды на различные нужды. Основным документом, определяющим нормы расхода воды при проектировании систем хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения является СНиП, который пересматривается каждые 10-12 лет.
В рассматриваемых условиях при водоснабжении поселка и промышленного предприятия следует учитывать водопотребление для хозяйственно-питьевых целей в поселке и на предприятии и на производственные нужды предприятия, на поливку территорий и на пожаротушение. В других условиях могут определяться расходы воды и для других целей (орошение, обводнение и пр.). Следует иметь в виду, что при определении размеров водопотребления применительно к оценке возможностей источника водоснабжения (эксплуатационных запасов) руководствуются значениями средних норм водопотребления, однако для гидравлического расчета водопроводной сети используют максимальные значения норм, т.е. учитывается неравномерность водопотребления.
Расход воды для хозяйственно-питьевых нужд в поселке 
определяется исходя из численности его жителей N и среднесуточной за год нормы расхода воды qж на 1 жителя по формуле:
[м3/сут], (1)
где 10-3 - коэффициент перевода л в м3;Н- коэффициент, учитывающий расход воды на местные нужды и неучтенные потери (обычно 
=1.05÷1.1);
- норма водопотребления л/сут на 1 жителя (определяется по СНиПу, в зависимости от степени благоустройства и природно-климатических условий района проектируемого водоснабжения (см. табл.2) (для северных районов страны принимается минимальная, для южных - максимальная норма водопотребления));- число жителей в населенном пункте.
|
|
|
Таблица 2 Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в населенном пункте (на 1 жителя).
| Степень благоустройства районов жилой застройки | Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в населенном пункте (на 1 жителя) |
| 1. Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией без ванн 2. То же с ваннами и местными водонагревателями 3. То же с централизованным горячим водоснабжением | 125 -160 160 - 250 230 - 350 |
Примечание:
. Для районов застройки зданиями с водоиспользованием из водозаборных колонок qж принимается в диапазоне 30-50 л/сут.
. Выбор норм водопотребления производится в зависимости от природно-климатических условий и степени благоустройства зданий (для северных районов страны принимается минимальная норма, для южных - максимальная).
. Для сельских населенных пунктов с численностью до 3000 чел. принимается минимальная норма.
. Количество воды на нужды местной промышленности и неучтенные расходы принимают в размере 5-10% от суммарного расхода на хозяйственно-питьевые нужды (т.е. Кн = 1.05÷1.1).
QХПБ=10-3∙1,1∙290∙15000=4 350 [м3/сут]
Расход воды на поливы территории поселка и предприятия определяется с учетом характера поливаемых площадей и норм расхода на поливы, установленных СНиПом (табл. 3). При отсутствии денных о площадях по видам благоустройства суммарный расход воды на поливы 
определяется, исходя из общей численности населения N и нормы расхода на поливы qпол исчисляемой на одного жителя (в зависимости от климатических факторов СНиПом рекомендована 
=50-90 л/сут:
. [м3/сут]. (2)
Таблица 3 Вода для нужд благоустройства.
| Назначение воды | Измеритель | Нормы расхода на поливку (л/м2) |
| Механизированная мойка усовершенствованных покрытий проездов и площадей Механизированная поливка усовершенствованных покрытий проездов и площадей Поливка вручную Поливка городских зеленых насаждений Поливка газонов и цветников Поливка посадок в теплицах | 1 мойка 1 поливка -//- -//- -//- 1 сутки | 1.2 - 1.5 0.3 - 0.4 0.4 - 0.5 3 - 4 4 - 6 6 - 15 |
|
|
|
Примечание: При отсутствии данных о площадях по видам благоустройства (зеленые насаждения, проезды и т.п.) суммарный расход воды на поливку в пересчете на 1 жителя следует принимать в пределах 50-90 л/сут в зависимости от природно-климатических условии.бл=10-3∙70∙15000= 1050 [м3/сут].
Расход воды для хозяйственно-питьевых нужд на предприятиях 
определяется, исходя из численности работающих в холодных 
и горячих 
цехах и соответствующих им норм расхода воды на одного работника в смену 
и 
по формуле (табл. 4):
[м3/сут], (3)
По технологическому условию:(всего жителей)=15000 чел.1 (работников предприятия)=55% от N= 8250 чел.г (работников в горячих цехах)=6% от N1= 495 чел.х (работников в холодных цехах)=N-N1= 7755 чел.дс и qдс - соответственно количество душевых сеток и норма расхода воды на 1 душевую сетку (определяются по СНиПу в зависимости от характера производственного процесса); c - количество смен на предприятии. Обычно принимают:
дс=375-500 л/сут., где n - количество человек на 1 душевую сетку в зависимости от санитарных условий производственного процесса (n =3÷15 чел.) (табл. 5).
Таблица 4 Норма водопотребления на промышленных предприятиях.
| Виды цехов | Норма хозяйственно-питьевого водопотребления на промышленных предприятиях на 1 человека в смену в л | Коэффициент часовой неравномерности водопотребления |
| В цехах с тепловыделением 20 Ккал на 1 м3/ч В остальных цехах | 45 25 | 2.5 3 |
Таблица 5 Санитарные характеристики производственных процессов.
| Группы производственных процессов. | Санитарные характеристики производственных процессов. | Количество человек на 1 душевую сетку |
| I II | а) не вызывающих загрязнение одежды и рук; б) вызывающих загрязнение одежды и рук; в) с применением воды; г) с выделением больших количеств пыли, либо особо загрязняющих веществ. | 15 7 5 3 |
дс 
495/5∙2=49,5ХПП (45∙495+25∙7755)∙10-3+49,5∙375∙2∙10-3= 253 [м3/сут],
Расход воды на производственные нужды предприятия обычно задается (см. задание), либо определяется исходя из годового объема продукции предприятия Qг и нормы расхода водыед в литрах в единицу продукции по формуле:
[м3/сут]. (4)
По заданию Qтех= 2000 [м3/сут].
Расход воды для пожаротушения Qпож (пожарный запас воды) определяется исходя из расчетного количества одновременных пожаров nп, их расчетной продолжительности tп, нормы расхода воды на пожаротушение qп и времени восстановления пожарного запаса 
по формуле:
|
|
|
[м3/сут], (5)
где исходные для расчета данные qn, nn, tn и tв определяются по СНиПу (обычно принимают tn = 3ч, пункт 3.19 СНиП; tв = 3 сут, пункт 3.26 СНиП) (табл. 6).
Таблица 6 Нормы расхода на пожаротушение.
| Количество жителей в населенных пунктах в тыс.чел., до… | Расчетное количество одновременных пожаров. | Расход воды на наружное пожаротушение в населенных пунктах в л/с на 1 пожар | |
| Застройка зданиями высотой до 2-х этажей включительно | Застройка зданиями высотой 3 этажа и выше | ||
| 5 10 25 50 100 200 300 400 500 600 700 800 1000 2000 | 1 1 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 4 | 10 10 10 20 25 - - - - - - - - - | 10 15 15 25 35 40 55 70 80 85 90 95 100 100 |
Примечание:
. В жилых районах, застроенных зданиями до 2-х этажей включительно, входящих в состав населенных пунктов с большей этажностью застройки допускается принимать расход воды для тушения пожара, соответствующий этажности застройки и количеству жителей в этих районах. При этом общий расход воды на пожаротушение в населенном пункте надлежит определять в зависимости от общей численности населения в нем.
. Расчетный расход воды на наружное пожаротушение для сельских населенных пунктов численностью до 500 чел. допускается принимать 5 л/с при продолжительности пожара 3 ч независимо от этажности и степени огнестойкости зданий.
. Расчетное количество одновременных пожаров и расход воды на 1 пожар для населенных пунктов с количеством жителей более 2 млн. чел. устанавливаются по согласованию с органами Государственного пожарного надзора.пож=(3,6∙15∙2∙3)/1= 324 [м3/сут]
Общие размеры водопотребления (иди суммарная производительность проектного водозабора) определяются как сумма расходов воды по всем видам водопотребления (т.е. определяемых по формулам 1-5):
ОБЩ=QХПБ+Qбл+QХПП+Qтех+Qпож, [м3/сут]. (6)
ОБЩ =4350+1050+253+2000+324= 7977, [м3/сут].
Оценка качества воды
Подземные воды предполагается использовать для разных нужд, однако определяющим здесь является обеспечение хозяйственно-питьевых потребностей жителей поселка и работников предприятия. Поэтому вода источника водоснабжения по своему качеству должна отвечать требованиям, предъявляемым СанПиНом.
Химический состав:
| Химический элемент | содержание | норматив |
| минерализация | 0,6 мг/л | 1 мг/л |
| рН | 6 | 6-9 |
| хлориды | 100 мг/л | 350 мг/л |
| сульфаты | 200 мг/л | 500 мг/л |
| железо | 0,4 мг/л | 0,3 мг/л |
| фтор | 0,3 мг/л | 0,7-1,5 мг/л |
| мышьяк | 0,01 мг/л | 0,05 мг/л |
| свинец | 0,01 мг/л | 0,03 мг/л |
| нитраты | 5 мг/л | 45 мг/л |
| цинк | 2 мг/л | 5 мг/л |
| стронций | 1мг/л | 7 мг/л |
| микроорганизмы | 60 мг/л | 50-100 мг/л |
| Коли-индекс | 2 | 3 |
Анализируя качество воды, можем сделать вывод что, представленный образец соответствует требованиям СанПиНа для питьевой воды. Вода является пресной (минерализация 0,6), средней жесткости (общая жесткость 4), но выявлены некоторые превышения ПДК по коли-индексу и нитратам.
В мероприятиях по улучшению качества воды необходимо убрать превышения и решить потенциальную проблему по условию задания - бактериологического загрязнения и понизить мутность воды.
|
|
|
