ВВЕДЕНИЕ
Курсовой проект посвящен вопросам гидрогеологического и технического обоснования условий организации водоснабжения заданных объектов за счет использования подземных вод.
Целью курсового проекта является решение широкого круга гидрогеологических и технических задач:
- анализ природных условий;
- выбор источника водоснабжения;
- оценка качества воды;
- определение размеров водопотребления;
- выбор системы и схемы водоснабжения,
- обоснование типа и конструкции водозаборного сооружения,
- подбор водоподъемного и другого оборудования для обустройства водозабора, способ его сооружения,
- обоснование методов улучшения качества воды,
- организация и содержание зоны санитарной охраны.
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
№19
Безнапорные воды вскрыты совершенным вертикальным водозабором на глубине 1,8 м. Мощность обводненных гравийно-галечниковых отложений составляет 11,9 м. Коэффициент фильтрации 65 м/сут. Удельный дебит, определенный по результатам опытно-фильтрационных работ, составляет 8,5 л/с. d50 гравийно-галечниковых отложений составляет 4,4 мм.
Геометрическая высота подъема воды (от статического уровня до расчетного уровня в напорном баке) составляет 12 м.
Сумму потерь напора принять равной 5 м. (Sh).
Вода обладает повышенным содержанием нефтепродуктов.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Определить суточную потребность в воде объекта водоснабжения, имеющего 2 зоны жилой застройки и соответствующие им характер санитарно-технического оборудования зданий:
1. Зона, площадью 80 га, застроена зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с ваннами и централизованным горячим водоснабжением.
Плотность населения 200 чел/га.
2. Зона, площадью 90 га, застроена зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией, без ванн. Плотность населения 110 чел./га.
Поливная площадь в городе: улиц 13 га, газонов 8 га, парков 9 га.
В городе находятся 2 промышленных предприятия:
А – Швейная фабрика
Б – Хлебозавод.
Количество выпускаемой продукции по предприятиям: А- 9 т/сут; Б- 36 т/сут.
Типы цехов: А - холодный;
Б - горячий;
Группы производственных процессов по санитарной характеристике: А – Пв; Б-1б.
Количество всех работающих:
А - 270 чел.
Б – 180 чел.
Число рабочих, принимающих душ, (в процентах от общего количества):
А – 80 %; Б – 60%.
На каждом предприятии работают в 3 смены; количество выпускаемой продукции и число рабочих равномерное.
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Характеристика условий организации водоснабжения.
Гидрогеологические условия.
Безнапорный водоносный горизонт вскрыт на глубине 1,8 м. Мощность обводненных гравийно-галечниковых отложений с d50=4,4 мм составляет 11,9 м.
Коэффициент фильтрации 65 м/сут.
Вода обладает повышенным содержанием нефтепродуктов.
1.2 Источник водоснабжения.
Выбор источника воды для снабжения рассматриваемого объекта в большой степени предопределяет характер и качество работы системы водоснабжения, состав её сооружений, условий эксплуатации, её надёжность и стоимость.
Природный источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:
- обеспечивать получение необходимого количества воды с учётом роста водопотребления и перспективы развития объекта (30%);
- обеспечивать бесперебойное снабжение водой потребителей;
- давать воду необходимого качества;
- обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
- обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.
Все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:
- поверхностные источники – реки (в естественном состоянии или зарегулированные) и озера;
- подземные источники – грунтовые и артезианские воды и родники.
Подземные воды обычно не содержат взвешенных веществ и бесцветны.
Артезианские воды, сверху перекрыты водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с поверхности земли загрязненных стоков и обладают поэтому высокими санитарными качествами.
В проекте, в качестве источника водоснабжения предполагается использовать подземные воды.
На данный момент подземные воды обладают повышенным содержанием нефтепродуктов, в результате соответствующей очистки вода может быть использована для хозяйственно-питьевых целей согласно ГОСТ 2874-82.
1.3 Выбор системы и схемы водоснабжения.
Система водоснабжения - это комплекс взаимосвязанных сооружений, предназначенных для обеспечения потребностей в воде какого-либо объекта:
в проекте это город и два промышленных предприятия – швейная фабрика и хлебозавод.
В задачи систем водоснабжения входят:
- получение воды из природного источника;
- улучшение ее качества в соответствии с требованиями потребителей;
- транспортирование, хранение и подача воды потребителям.
К системе водоснабжения предъявляются следующие основные требования:
- система водоснабжения должна обеспечивать потребителя водой в требуемых количествах и требуемого качества в течение расчетного срока эксплуатации;
- система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности.
Система водоснабжения включает 5 типов инженерных сооружений:
- водозаборные сооружения, осуществляющие забор воды из выбранных для данного объекта природных источников;
- насосные станции (водоподъёмные сооружения), создающие требуемые давления в водопроводных трубах для подачи заданных расходов воды на заданную высоту;
- сооружения для очистки и обработки воды (очистные сооружения), осуществляющие улучшение качества (очистку) природной воды в соответствии с требованиями потребителя;
- водоводы и водопроводные сети, транспортирующие воду к объектам и местам её потребления;
- регулирующие и запасные ёмкости – резервуары различных типов для хранения и аккумулирования воды.
Системы водоснабжения классифицируют по 5 признакам.
В проекте предполагается следующая система водоснабжения:
1) по виду водоисточника – с использованием подземных вод;
2) по способу подъема воды – нагнетательная;
3) по назначению использования воды – хозяйственно-бытовая и производственная;
4) по охвату потребителей – централизованная;
5) по характеру использования воды – прямоточная.
Под схемой водоснабжения понимается последовательность включения инженерных сооружений в систему водоснабжения.
Факторы определяющие вид схемы водоснабжения:
- тип источника и качество воды в нём;
- вид потребителей и требования, предъявляемые их к воде;
- рельеф местности;
- размещение потребителей в плане;
- размеры водопотребления;
- наличие препятствий естественных и искусственных на пути водовода;
- мощность водоисточника;
- удалённость от источника воды.
Схема водоснабжения с использованием подземных вод приведена на рисунке 1, на котором цифрами обозначены:
1. эксплуатационный водоносный горизонт;
2. фильтр;
3. водозаборная скважина;
4. насос водоподъёмный, выполняющий функции насосной станции I-го порядка;
5. обслуживающий павильон;
6. глинистые отмостки (от загрязнения);
7. очистные сооружения;
8. резервуары чистой воды;
9. насосная станция II-го подъема;
10. объект водоснабжения;
11. водонапорная башня;
12. пьезометрический напор;
13. напорные водоводы;
14. водопроводная сеть.
2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Обоснование типа водозаборного сооружения и мероприятий по улучшению качества воды.
2.1 Расчет суточной потребности в воде.
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды города.
Расчет числа жителей, чел., в I -й зоне застройки с соответствующей степенью санитарно-технического благоустройства производится по формуле:
чел,
где:
-
плотность населения в i-й зоне жилой застройки, чел/га;
- площадь застройки i-й зоны, га.
Расчет числа жителей во II -й зоне застройки с соответствующей степенью санитарно-технического благоустройства производится по формуле:
чел,
Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, м3 /сут., в I -й зоне застройки определяется по формуле:
м3
/сут.,
где:
- удельное водопотребление на 1-го жителя, л/сут, при застройке зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией:
- с ваннами и централизованным горячим водоснабжением - =230 л/сут.
- расчетное число жителей в I-й зоне застройки, чел.
Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, м3 /сут., во II -й зоне застройки определяется по формуле:
м3
/сут.,
где:
- удельное водопотребление на 1-го жителя, л/сут, при застройке зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией:
- без ванн - =125 л/сут.
- расчетное число жителей во II-й зоне застройки, чел.
Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления
в I -й зоне застройки определяются по следующим формулам:
м3
/сут.,
м3
/сут.,
где:
и 
- соответственно максимальный и минимальный коэффициенты суточной неравномерности водопотребления, учитывающие уклад жизни населения, режим работы промышленных предприятий, степень благоустройства зданий и изменение водопотребления по сезонам года и дням (
=1,1-1,3; 
=0,7-0,9).
Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления
во II -й зоне застройки определяются по следующим формулам:
м3
/сут.,
м3
/сут.,
где:
и 
- соответственно максимальный и минимальный коэффициенты суточной неравномерности водопотребления, учитывающие уклад жизни населения, режим работы промышленных предприятий, степень благоустройства зданий и изменение водопотребления по сезонам года и дням (=1,1-1,3; =0,7-0,9).
Так как в населенном пункте имеются зоны с различным санитарно-техническим оборудованием зданий, то среднесуточный, минимальный и максимальный расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды населения определяют:
м3
/сут;
м3
/сут;
м3
/сут.
Расход воды, м3 /сут., на поливку определяется по формуле:
, м3
/сут.
м3
/сут.,
где:
F ул . , F газон , F парк - поливные площади, га, соответственно улиц, газонов, парков;
q ул =0,3 (механизированная поливка усовершенствованных покрытий, проездов и площадей) , q газон =5 (поливка газонов и цветников), q парк =4 (поливка городских зеленых насаждений) – нормы расхода воды, л/м2 , соответственно для улиц, газонов, парков.
Расход воды на производственные (технологические) нужды швейной фабрики определяется:
м3
/сут.,
где:
- количество выпускаемой продукции, т/сут.;
- удельный расход воды, м3
, на 1 т изделий.
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды работников фабрики определяется:
м3
/сут.,
где:
- количество работающих, чел.;
- норма расхода воды на 1 чел. в смену, л, (не включая расход воды на пользование душами), тип цехов - холодный.
Расход воды на пользование душевыми сетками определяется:
м3
/сут.,
где:
- расход воды на 1 душевую сетку, л, на швейной фабрике, при продолжительности пользования душем – 45 минут после окончания каждой смены;
- количество душевых сеток;
- количество смен.
м3
/сут.,
где:
- часовой расход воды на 1 душевую сетку, л, на швейной фабрике;
- продолжительность пользования душем, мин.
t – время 1час=60 мин.
Число работающих на швейной фабрике, принимающих душ, составляет 80% от общего количества, т.е.
чел.,
где:
- количество работающих на швейной фабрике, чел.
Количество работающих принимающих душ за одну смену определяется:
чел.,
где:
- количество смен.
Количество душевых сеток определяется:
шт.,
где:
- расчетное количество работающих на 1 душевую сетку; группа производственных процессов по санитарной характеристике – II в (применение воды).
Расчет суточной потребности в воде для швейной фабрики определяется:
м3
/сут.
Расход воды на производственные (технологические) нужды хлебозавода определяется:
м3
/сут.,
где:
- количество выпускаемой продукции, т/сут.;
- удельный расход воды, м3
, на 1 т изделий.
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды работников хлебозавода определяется:
м3
/сут.,
где:
- количество работающих, чел.;
- норма расхода воды на 1 чел. в смену, л, (не включая расход воды на пользование душами), тип цехов - горячий.
Расход воды на пользование душевыми сетками определяется:
м3
/сут.,
где:
- расход воды на 1 душевую сетку, л, на хлебозаводе, при продолжительности пользования душем – 45 минут после окончания каждой смены;
- количество душевых сеток;
- количество смен.
м3
/сут.,
где:
- часовой расход воды на 1 душевую сетку, л, на хлебозаводе;
- продолжительность пользования душем, мин.
t – время 1час=60 мин.
Число работающих на хлебозаводе, принимающих душ, составляет 60% от общего количества, т.е.
чел.,
где:
- количество работающих на хлебозаводе, чел.
Количество работающих принимающих душ за одну смену определяется:
чел.,
где:
- количество смен.
Количество душевых сеток определяется:
шт.,
где:
- расчетное количество работающих на 1 душевую сетку; группа производственных процессов по санитарной характеристике – I б (загрязнение одежды и рук).
Расчет суточной потребности в воде для хлебозавода определяется:
м3
/сут.
Расчет максимальной суточной потребности в воде для города определяется:
= 5656,75+799+158,625+151,65=6766,025 м3
/сут.
Принимая во внимание развитие объекта, увеличение населения, искусственно завышаю максимально возможную суточную потребность города в воде на 30%:
м3
/сут.
м3
/сут.
2.2 Выбор типа и определение производительности водозабора.
Согласно заданию применяется совершенный вертикальный водозабор.
Дано:
- заявленная потребность в воде - Q заяв . =8795,8 м3 /сут.
- мощность водоносного горизонта – H =11,9 м.
- коэффициент фильтрации – кф =65 м/сут.
- удельный дебит – q = 8,5 л/с.
1) В условиях безнапорного водоносного горизонта дебит водозабора равен:
Q скв. = q * S доп . * 86,4 = 8,5 * 6,545 * 86,4 = 4806,648 м3 /сут,
где:
S доп. – допустимое максимальное понижение уровня подземных вод, м;
м
R – радиус влияния скважины, м;
м.
2) Определяется количество скважин в проектируемом водозаборе:
(скв.),
3) Определяем точный 
, необходимый для удовлетворения 
м3
/сут.
Далее, проводится расчет фильтра:
Определяется скорость фильтрации:
м/сут,
где:
kф – коэффициент фильтрации пород водоносного пласта, м/сут.
Определяется рабочая часть фильтра, 
, м:
- для мощности водоносного горизонта 10-15 м справедлива формула:
м
Диаметр фильтра определяется по формуле:
м,
где:
Qскв. – проектный дебит, Qскв. =4397,9 м3 /сут;
υф – допустимая входная скорость фильтрации воды, м/сут.
Исходя из того, что фильтр получается большого диаметра, увеличиваем количество скважин с целью уменьшения нагрузки на фильтр и доводим их количество до 3 скважин.
Определяем точный , необходимый для удовлетворения 
м3
/сут.
Диаметр фильтра определяется по формуле:
м,
2.3 Способ сооружения и оборудования водозабора.
2.3.1 Выбор типа и определение глубины погружения водоподъемного оборудования.
Выбор типа водоподъемного оборудования.
Насосы для постоянной эксплуатации подбирают по дебиту воды из одной скважины, Qскв.
, и напору, 
, определяемому по формуле:
, м,
где 
– геометрическая высота водоподъёма, м (согласно заданию 
=12 м);
– расчётное понижение статического уровня воды, м;
29-04-2015, 01:01