Определение суточных, часовых и расчетных расходов воды

1. Определение суточных, часовых и расчетных расходов воды.

 

Определение расчетных расходов воды в контрольной работе проведем для режима максимального водопотребления. Выбранные нормативные и полученные расчетные значения величин будем  вносить в соответствующие таблицы.

1.1. Определение среднесуточных  расходов воды

Среднесуточный расход воды на хозяйственно — питьевые и коммунальные нужды населенного пункта определим по формуле (1):

Q_сут.ср = q_н ´ N ´ 10^-3,                                                (1)

где q_н — среднесуточное удельное хозяйственно-питьевое водопотребление на одного жителя в л/сут, принимаемое по приложению 1; N – число жителей в населенном пункте на расчетный период.

Для зданий ,оборудованных  внутренним водопроводом и канализацией без в соответствии с приложением 1 норма потребления воды на хозяйственно — питьевые и коммунальные нужды населенного пункта лежит в пределах от 125 до 160 л/сут на одного жителя. Принимаем для Ленинградской области 130 л/сут на жителя (на севере водопотребление меньше, чем на юге). Тогда, норма холодной воды составит 130 л/сут. на человека.

Число жителей по заданию  оставляет 11000 человек.

Q ^к.с._сут.ср = q_н ´ N ´ 10^-3 = 130 ´ 11000 ´ 10^-3=1430 м³/сут.

Среднесуточный расход воды на общественные здания также определяют по формуле (1), где  q_н — норма расхода холодной воды в л/сут на одного посетителя (проживающего, учащегося), принимаемая по приложению 2; N — расчетное за сутки число посетителей (проживающих, учащихся).

В данной работе рассматриваются  три общественных здания:

• Среднесуточный расход воды на гостиницу:

Q ^гост._сут.ср = q_н ´ N ´ 10^-3= 90 ´ 600 ´ 10^-3=54 м³/сут.

• Среднесуточный расход воды на детский сад:

Q ^д.сад._сут.ср = q_н ´ N ´ 10^-3= 70 ´ 400 ´ 10^-3=28 м³/сут.

• Среднесуточный расход воды на театр:

Q ^общ._сут.ср = q_н ´ N ´ 10^-3= 5 ´ 500 ´ 10^-3=2,5 м³/сут.

 

Среднесуточный  расход воды жилого сектора найдем, как разницу между расходом на хозяйственно – питьевые нужды населенного пункта и расходом на общественные здания.

Q ^жил.с._сут.ср = Q ^к.с._сут.ср - S Q ^общ.зд._сут.ср= 1430 – (54 + 28 + 2,5) = 1345,5 м³/сут

Среднесуточный  расход воды на хозяйственно–питьевые нужды промышленного предприятия по видам цехов находим, как сумму объемов воды, потребляемых в каждую смену и определяемых по формуле (1):

Q _см = q_н ´ N_см. ´10^-3,

где q_н — нормы расхода холодной воды в л/сут на одного работающего по видам цехов, принимаемая согласно приложению 3; N_см. — число людей, работающих на предприятии в каждую смену по видам цехов.

Горячие цехи:

1 смена                        Q ^х.п._{1 см.}= 21 ´ 300 ´ 10^-3= 6,3 м³/сут;

2 смена                         Q ^х.п._{2 см.}= 21 ´ 300 ´ 10^-3= 6,3 м³/сут;

3 смена                         Q ^х.п._{3 см.}= 21 ´ 300 ´ 10^-3= 6,3 м³/сут.

Q ^гор.ц._сут.ср = S Q ^х.п._см. = 6,3 + 6,3 + 6,3 = 18,9 м³/сут.

Остальные цехи:

1 смена                        Q ^х.п._{1 см.}= 14 ´ 600 ´ 10^-3= 8,4 м³/сут;

2 смена                         Q ^х.п._{2 см.}= 14 ´ 600 ´ 10^-3= 8,4 м³/сут;

3 смена                         Q ^х.п._{3 см.}= 14 ´ 500 ´ 10^-3= 7 м³/сут.

Q ^ост..ц._сут.ср = S Q ^х.п._см. = 8,4 + 8,4 + 7 = 23,8 м³/сут.

Среднесуточный расход воды на производственные (технологические) нужды промышленного предприятия также определяем, как сумму объемов воды, потребляемых в каждую смену и определяемых по формуле (1), где q_н— норма расхода воды в л на единицу выпускаемой продукции; N_см. — количество выпускаемой предприятием продукции по сменам;

1 смена                        Q ^техн._{1 см.}= 115 ´ 600 ´ 10^-3= 69 м³/сут;

2 смена                         Q ^техн._{2 см.}= 115 ´ 600 ´ 10^-3= 69 м³/сут;

3 смена                         Q ^техн._{3 см.}= 115 ´ 500 ´ 10^-3= 57,5 м³/сут.

Q ^техн._сут.ср = S Q ^техн._см. = 57,5 + 69 + 69 = 195,5 м³/сут.

Среднесуточный  расход воды на пользование душем находят исходя из количества рабочих, пользующихся душем в максимальную смену и группы производственного процесса. Расчетное число человек на одну душевую сетку определяют исходя из санитарных характеристик производственного процесса (приложение 4). В нашем случае в максимальную смену работает 900 человек, из них 30% пользуется душем. Согласно приложению 4 примем на одну душевую сетку 7 человек. Тогда потребное количество душевых сеток по формуле (2) будет равно:

n_душ = N_макс / N_{н ,}= 270 / 7 = 39,                                   (2)

где N_макс — количество рабочих, пользующихся душем в максимальную смену; N_н — расчетное число человек на одну душевую сетку.

Среднесуточный  расход воды на душ определим из выражения (5)

Q ^душ_сут.ср = 0,75´q_н ´ n_душ ´ n_см ´ 10^-3,

где q_н — норма расхода воды на одну душевую сетку, равная 230 л/ч по холодной воде; n_см — количество смен работы в сутки; 0,75 — коэффициент, учитывающий время пользования душем (45 минут после окончания смены).

Q ^душ_сут.ср = 0,75´q_н ´ n_душ ´ n_см ´ 10^-3= 0,75 ´ 230 ´ 39 ´ 3 ´ 10^-3= 20,2 м³/сут,

 

 

1.2. Определение максимальных и минимальных  суточных расходов воды

Расчетные расходы  воды в сутки наибольшего водопотребления  на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды надлежит определять по формуле (4):

Q_{сут.макс} = K_{сут.макс} ´ Q_сут.ср,                                       (4)

где  К_сут — коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменения водопотребления по сезонам года и дням недели. Согласно СНиП 2.04.01-85, K_{сут.макс} = 1,1 … 1,3.

Принимаем  K_{сут.макс} = 1,3 т.к заданная степень благоустройства зданий является наименьшей, а чем ниже степень благоустройства, тем неравномернее потребление воды в течение суток.

Для всех остальных  категорий водопотребителей максимальное и минимальное суточное потребление  воды можно принять равным среднему.

Результаты  расчета сводим в таблицу 1.

1.3. Определение расчетных часовых  расходов

Распределение расходов воды по часам суток в  населенном пункте, на промышленном предприятии, а также в общественных зданиях  принимаем на основании расчетных  графиков водопотребления. При этом постараемся избежать совпадения по времени максимальных отборов воды из сети на различные нужды. Например, объем воды, необходимый для пользования  душем на промышленном предприятии  будем запасать в специальных  аккумулирующих баках. Расчетные графики  водопотребления примем на основании  опыта эксплуатации аналогичных  объектов (населенных пунктов, промышленных предприятий, общественных зданий). Так, например, расчетные графики часового водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды населения (жилой сектор) выберем  по величине максимального коэффициента часовой неравномерности водопотребления:

Таблица 1. Определение  расчетных суточных расходов воды

 

Наименование водопотребителей	Измеритель	Норма потреб ления	Количество потребителей	Qсут.ср	Qсут.max
				м3/сут
А. Жилой и коммунальный сектор	1 житель	150	11000	1430	1859
Гостиница	1 житель	90	600	54	70,2
Детский сад	1 ребенок	70	400	28	36,4
Театр	1 житель	5	500	2,5	3,25
Жилой сектор				1345,5	1749,15
Б.Промышленный сектор				258,4	258,4
Хоз.питьевые нужды Горячие цехи 1 смена 2 смена 3 смена Остальные цехи 1 смена 2 смена 3 смена	1 работаю- щий	21 21 21   14 14 14	300 300 300   600 600 500	6,3 6,3 6,3   8,4 8,4 7	6,3 6,3 6,3   8,4 8,4 7
Технологические нужды 1 смена 2 смена 3 смена	Единица продукции	115 115 115	600 600 500	69 69 57,5	69 69 57,5
Расход воды на душ	1 душевая сетка	230	39	20,2	20,2
Всего по населенному пункту	А + Б			1688,4	2117,4

 

 

 

К _ч.макс = a _макс. b _макс.,                                        (5)

Где a _макс — коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия. Согласно [1] a _макс = 1,2 … 1,4. Для заданной степени благоустройства зданий (внутренний водопровод и канализация без ванн) примем a _макс = 1,4. b _макс — коэффициент, учитывающий количество жителей в населенном пункте, принимаемый по приложению 5. В нашем случае, для населенного пункта с числом жителей 11 тысяч человек коэффициент b _макс = 1,3.

К _ч.макс = a _макс.

b _макс.= 1,4 1,3 = 1,82.

Для остальных водопотребителей в соответствии с нормами величину

К _ч.макс считают постоянной и не рассчитывают.

Режимы водопотребления  для различных категорий водопотребителей приведены в приложениях 6-8. Они показывают распределение воды по часам суток от максимального суточного расхода в процентах. Тогда расход воды в каждый час суток можно определить по формуле:

Q_ч.. = Q_{сут.макс} р / 100,                                     (6)

где р — процент суточного потребления для конкретного часа суток.

Режим потребления воды на технологические  нужды предприятия считаем равномерным  в течение смены. Первая смена начинается в 8 часов утра.

Запас воды на душ создаем  за счет накопления воды в баке-аккумуляторе. Время заполнения бака-аккумулятора принимаем равным 4 часам в течение  каждой смены (приложение 9). Тогда часовой расход воды на пополнение запаса воды на душ будет равен:

Q ^душ_ч.. = Q ^душ_{сут.макс} / (n_см. ´ t) = 20,2 / (3´4) = 1.68 м³/ч.         (7)

Заполнение баков-аккумуляторов будем проводить в часы, не совпадающие по времени с максимальными отборами воды из сети.

Все расчеты сводим в табл.2. В графе 19 вычислены объемы воды, расходуемые населенным пунктом, нарастающим итогом.

Суммируя по горизонтали расходы  всех водопотребителей, получим распределение  максимального суточного расхода  населенного пункта по часам суток. Выделим строку, в которой часовой расход населенного пункта максимальный. Час, которому соответствует эта строка (с 22 до 23 часов),  

Таблица 2. Определение  расчетных часовых расходов в  сутки максимального водопотребления

Часы суток	Жилой сектор		Гостиница		Детский сад		Театр		Промышленное  предприятие					еQ предвар.	Расход на душ	SQ оконч.	W
									Хоз.питьевые нужды				Техн. Нужды
									Гор.цехи		Ост.цехи
Час	%	м3/ч	%	м3/ч	%	м3/ч	%	м3/ч	%	м3/ч	%	м3/ч	м3/ч	м3/ч	м3/ч	м3/ч	м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	18	19
0-1	1,8	33,462	0,2	0,14	-	-	-	-	12,1	0,76	6,25	0,438	7,1875	41,99	-	41,99	41,99
1-2	2	36,4364	0,2	0,14	-	-	-	-	12,1	0,76	12,5	0,875	7,1875	45,40	1,68	47,08	89,07
2-3	1	17,8464	0,2	0,14	-	-	-	-	12,1	0,76	12,5	0,875	7,1875	26,81	1,68	28,49	117,55
3-4	0,8	15,4297	0,2	0,14	-	-	-	-	12,1	0,76	18,8	1,313	7,1875	24,83	1,68	26,51	144,06
4-5	1	17,8464	0,5	0,351	-	-	-	-	12,1	0,76	6,25	0,438	7,1875	26,58	1,68	28,26	172,32
5-6	1,1	20,8208	0,5	0,351	-	-	-	-	12,1	0,76	12,5	0,875	7,1875	29,99	-	29,99	202,32
6-7	2,3	42,9429	3	2,106	5	1,82	-	-	12,1	0,76	12,5	0,875	7,1875	55,69	-	55,69	258,01
7-8	4,3	79,5652	5	3,51	3	1,092	-	-	15,7	0,99	18,8	1,313	7,1875	93,65	-	93,65	351,66
8-9	5,6	103,1745	8	5,616	15	5,46	7	0,228	12,1	0,76	6,25	0,525	8,625	124,39	-	124,39	476,05
9-10	7,1	132,3608	10	7,02	5,5	2,002	8	0,26	12,1	0,76	12,5	1,05	8,625	152,08	-	152,08	628,13
10-11	6,9	127,5274	6	4,212	3,4	1,238	-	-	12,1	0,76	12,5	1,05	8,625	143,41	-	143,41	771,54
11-12	5,8	108,1938	10	7,02	7,4	2,694	-	-	12,1	0,76	18,8	1,575	8,625	128,87	-	128,87	900,40
12-13	5	93,1359	10	7,02	21	7,644	-	-	12,1	0,76	6,25	0,525	8,625	117,71	1,68	119,39	1019,79
13-14	4,6	84,7704	6	4,212	2,8	1,019	-	-	12,1	0,76	12,5	1,05	8,625	100,44	1,68	102,12	1121,91
14-15	3,3	60,7893	5	3,51	2,4	0,874	-	-	12,1	0,76	12,5	1,05	8,625	75,61	1,68	77,29	1199,20
15-16	3	55,0264	8,5	5,967	4,5	1,638	-	-	15,7	0,99	18,8	1,575	8,625	73,82	1,68	75,50	1274,69
16-17	3,9	71,9433	5,5	3,861	4	1,456	8	0,26	12,1	0,76	6,25	0,525	8,625	87,43	1,68	89,11	1363,80
17-18	4,5	82,7255	5	3,51	16	5,824	15	0,488	12,1	0,76	12,5	1,05	8,625	102,98	1,68	104,66	1468,46
18-19	4,2	77,5203	5	3,51	3	1,092	9	0,293	12,1	0,76	12,5	1,05	8,625	92,85	1,68	94,53	1562,99
19-20	4,8	88,3025	5	3,51	2	0,728	14	0,455	12,1	0,76	18,8	1,575	8,625	103,95	1,68	105,63	1668,63
20-21	6,1	113,2131	2	1,404	2	0,728	10	0,325	12,1	0,76	6,25	0,525	8,625	125,58	-	125,58	1794,21
21-22	6,6	122,8799	0,7	0,491	3	1,092	8	0,26	12,1	0,76	12,5	1,05	8,625	135,16	-	135,16	1929,36
22-23	7,5	139,425	3	2,106	-	-	9	0,293	12,1	0,76	12,5	1,05	8,625	152,26	-	152,26	2081,62
23-24	6,4	118,0465	0,5	0,351	-	-	12	0,39	15,7	0,99	18,8	1,575	8,625	129,97	-	129,97	2211,59
Итого	2,6	1843,384	100	70,2	100	36,4	100	3,25	300	18,90	300	23,8	195,5	2191,43	20,16	2211,59

 

 

 

 

будет расчетным, а все расходы, входящие в эту строку, носят название расчетных расходов. По этим расходам производят гидравлический расчет магистральной  водопроводной сети населенного  пункта. Однако, максимальные часовые  расходы отдельных потребителей могут быть больше расчетных. Поэтому  для отдельных потребителей помимо расчетного расхода воды следует  определять максимальный расход, по которому подбирают диаметры труб ответвлений, подающих воду из магистральной сети непосредственно к потребителю.

Полученные расчетные  и максимальные расходы сведем в  табл.3.

 

Таблица 3. Расчетные  и максимальные расходы воды в  сутки максимального

 водопотребления

	Расчетные расходы		Максимальные
Наименование потребителей	воды		расходы воды
	м3/ч	л/с	м3/ч	л/с
1	4	5	6	7
Жилой сектор	139,425	38,73	139,425	38,73
Гостиница	2,106	0,59	7,02	1,95
Детский сад	-	-	5,824	1,62
Театр	0,293	0,08	0,488	0,14
Пром. предпр.	10,425	2,90	11,19	3,11
Насел. пункт	152,26	42,29	152,26	42,29

 

 

Для удобства последующих  вычислений расходы воды в табл.3 приведены в м³/ч и в л/с. (1 л/с = 3,6 м³/ч).

2. Построение графика водопотребления  по часам суток для населенного  пункта.

 

График водопотребления  по часам суток для населенного  пункта строим, откладывая по оси ординат  часы суток, а по оси абсцисс часовые  расходы воды в населенном пункте (табл.2, столбец 18). Построенный график приведен на рис.2.