Część A: Wodociągi dr inż. Małgorzata Kutyłowska dr inż. Aleksandra Sambor Projekt koncepcyjny sieci wodociągowej dla rejonu.
Spis treści 1. Wstęp 1.1. Przedmiot opracowania 1.2. Podstawa opracowania 1.3. Zakres opracowania 1.4. Wykorzystane materiały 1.5. Opis obszaru objętego opracowaniem 2. Obliczenia maksymalnego godzinowego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę 3. Obliczenie rozbiorów wody z węzłów i odcinków sieci wodociągowej dla Q maxh oraz Q minh 4. Obliczenia wydajności pompowni drugiego stopnia oraz zbiornika sieciowego 5. Obliczenie pojemności i wymiarów zbiornika sieciowego 6. Opracowanie schematów obliczeniowych sieci wodociągowej dla Q maxh oraz Q minh 7. Dobór średnic przewodów sieci wodociągowej
Spis treści 8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę 9. Opracowanie wykresu linii ciśnień po trasie pompownia - zbiornik wodociągowy 10. Obliczenia parametrów pracy pompowni drugiego stopnia 11. Dobór pomp w pompowni drugiego stopnia 12. Opracowanie planu sytuacyjnego sieci wodociągowej wraz z urządzeniami 13. Obliczenia maksymalnego godzinowego odpływu ścieków bytowogospodarczych i przemysłowych 14. Obliczenie ilości ścieków dopływających do odcinków i węzłów obliczeniowych sieci kanalizacji ściekowej 15. Obliczenia hydrauliczne sieci kanalizacji ściekowej 15.1. Opis metody projektowania sieci kanalizacji ściekowej 15.1.1. Obliczenie przepływów miarodajnych do wymiarowania kanałów 15.1.2. Określenie spadków i zagłębień dna kanałów 15.1.3. Sposoby łączenia kanałów
Spis treści 15.2. Obliczenia parametrów sieci kanalizacyjnej 16. Opracowanie schematu obliczeniowego sieci kanalizacji ściekowej 17. Opracowanie planu spadków i zagłębień sieci kanalizacji ściekowej 18. Opracowanie planu sytuacyjnego sieci kanalizacji ściekowej 19. Opracowanie profilu podłużnego głównego kolektora kanalizacyjnego 20. Opis techniczny 20.1. Opis techniczny sieci wodociągowej 20.1.1. Siec wodociągowa 20.1.2. Pompownia drugiego stopnia 20.1.3. Zbiornik sieciowy 20.2. Opis techniczny sieci kanalizacji ściekowej 20.2.1. Siec kanalizacyjna 20.2.2. Studzienki oraz komory rewizyjne, połączeniowe i kaskadowe. 21. Spis tabel 22. Spis rysunków
Spis tabel Tabela 1. Zestawienie rozbiorów wody z węzłów i odcinków sieci wodociągowej dla Q maxh i Q minh Tabela 2. Obliczenie pojemności użytkowej zbiornika wodociągowego Tabela 3. Zestawienie przepływów obliczeniowych oraz charakterystycznych danych odcinków sieci wodociągowej Tabela 4. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego godzinowego (Q maxh ) oraz minimalnego godzinowego (Q minh ) zapotrzebowania na wodę Tabela 5. Obliczenia ilości ścieków dopływających do odcinków i węzłów obliczeniowych sieci kanalizacyjnej Tabela 6. Obliczenia hydrauliczne sieci kanalizacyjnej
Spis rysunków Rysunek 1. Schemat obliczeniowy sieci wodociągowej dla maksymalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę (Q maxh ) Rysunek 2. Schemat obliczeniowy sieci wodociągowej dla minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę (Q minh ) Rysunek 3. Wykres linii ciśnienia w sieci wodociągowej dla maksymalnego (Q maxh ) i minimalnego (Q minh ) godzinowego zapotrzebowania na wodę po trasie pompownia zbiornik. Skala 1:200/5000 Rysunek 4. Wykres doboru pomp w pompowni drugiego stopnia Rysunek 5. Plan sytuacyjny sieci wodociągowej wraz z urządzeniami. Skala 1:5000 Rysunek 6. Schemat obliczeniowy sieci kanalizacji ściekowej Rysunek 7. Plan spadków i zagłębień sieci kanalizacji ściekowej. Skala 1:5000 Rysunek 8. Plan sytuacyjny sieci kanalizacji ściekowej. Skala 1:5000 Rysunek 9. Profil podłużny głównego kolektora kanalizacyjnego. Skala 1:100/5000
α ( 80 95% ) Dane wyjściowe Q śrd średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę, m 3 /d N d współczynnik nierównomierności dobowej zużycia wody, - N h współczynnik nierównomierności godzinowej zużycia wody, - N h = 1,25 lub 1,35 lub 1,50 T p czas pracy pompowni II stopnia T p = 24 h/d L k liczba kondygnacji L k = 3 lub 4 lub 5 Δh p(qmaxh) straty ciśnienia w pompowni II stopnia przy maksymalnym godzinowym rozbiorze wody, m Δh p(qmaxh) = 2,0 lub 2,3 lub 2,5 m Plan sytuacyjno-wysokościowy
2. Obliczenia maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę 2.1 Maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodę Q maxd = Q śrd N d, m 3 /d Q maxd = 14650 1,29 = 18898,5 m 3 /d 2.2 Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę Q maxh = Q maxd N h /24, m 3 /h Q maxh = 18898,5 1,35/24 = 1063,0 m 3 /h = 295,3 dm 3 /s 2.3 Minimalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę Q minh = α Q śrd /100, m 3 /h α minimalny procent zużycia wody z godzin pracy pompowni zależny od N h, % Q minh = 2,5 14650/100 = 366,3 m 3 /h = 101,8 dm 3 /s
2. Obliczenia maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę
3. Obliczenie rozbiorów wody z węzłów i odcinków sieci wodociągowej dla Q maxh oraz Q minh Tab. 1. Zestawienie rozbiorów wody z węzłów i odcinków sieci wodociągowej dla Q maxh i Q minh Węzeł / odcinek Rozbiór wody udział Q max Q min - % dm 3 /s 1 5 14,8 5,1 1-2 5 14,8 5,1 2 9 26,6 9,2 2-3 7 20,7 7,1 3 8 23,6 8,1 3-4 7 20,7 7,1 4 9 26,6 9,2 2-5 5 14,8 5,1 5 10 29,5 10,2 2-6 12 35,4 12,2 6 6 17,7 6,1 6-7 8 23,6 8,1 7 7 20,7 7,1 6-Z 2 5,8 2,1 RAZEM 100 295,3 101,8
4. Obliczenia wydajności pompowni drugiego stopnia oraz zbiornika sieciowego Wydajność pompowni i zbiornika górnego Q pśr średnia wydajność pompowni, dm 3 /s Q pmax maksymalna wydajność pompowni, dm 3 /s Q pmin minimalna wydajność pompowni, dm 3 /s
4. Obliczenia wydajności pompowni drugiego stopnia oraz zbiornika sieciowego Q z(maxh) wydajność zbiornika podczas rozbioru maksymalnego, dm 3 /s Q z(minh) wydajność zbiornika podczas rozbioru minimalnego, dm 3 /s
5. Obliczenie pojemności i wymiarów zbiornika sieciowego Pojemność całkowitą zbiornika V c wyliczono ze wzoru: V c = V uż + V poż + V m, m 3 gdzie: V uż pojemność użytkowa, m 3 V poż zapas wody dla celów przeciwpożarowych, m 3 V m pojemność martwa, m 3 Pojemność użytkową zbiornika obliczono metodą analityczną dla czasu pracy pompowni drugiego stopnia T p = 24 h/d. Wyniki tych obliczeń w % Q maxd przedstawiono w tabeli 2.
Tabela 2 Godzina Wydajność pompowni Rozbiór wody Dopływ wody do zbiornika Wypływ wody ze zbiornika Jest w zbiorniku % % % % % 0-1 4,17 1,35 2,82 5,70 1-2 4,17 1,31 2,86 8,56 2-3 4,16 1,31 2,85 11,41 3-4 4,17 1,31 2,86 14,27 4-5 4,17 3,26 0,91 15,18 5-6 4,16 3,55 0,61 15,79 6-7 4,17 5,72 1,55 14,24 7-8 4,17 6,02 1,85 12,39 8-9 4,16 4,20 0,04 12,35 9-10 4,17 4,79 0,62 11,73 19-20 4,17 6,30 2,13 2,19 20-21 4,16 6,18 2,02 0,18 21-22 4,17 4,35 0,18 0,00 22-23 4,17 3,05 1,12 1,12 23-24 4,16 2,39 1,77 2,89 SUMA 100,00 100,00 16,97 16,97
5. Obliczenie pojemności i wymiarów zbiornika sieciowego a) objętość użytkowa: Najwięcej wody gromadzi się w zbiorniku pomiędzy godziną 5 a 6 (15,79%). V uż = 0,01 % max Q maxd, m 3 V uż = 0,01 15,79 17219,9 m 3 /d = 2719 m 3 h u = (3 6) m. Założono h u = 5m. Średnica zbiornika: 4 Vu 4 2719 D = = = 26,3 27m h π 5 π h u 4 Vuż D π uż = = 4, 75 2 m
5. Obliczenie pojemności i wymiarów zbiornika sieciowego b) objętość zapasu wody dla celów pożarowych: W zależności od liczby mieszkańców. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA SPRAW WEWNĘTRZNYCH I ADMINISTRACJI z dnia 24 lipca 2009 r. w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg pożarowych. Np. V poż = 400 m 3 4 V poż hp = = 0, 70m 2 D π
5. Obliczenie pojemności i wymiarów zbiornika sieciowego c) objętość martwa: h m = (0,1 0,6) m Przyjęto h m = 0,5 m. V m 2 D = π 4 h m = 286,3 287m3
6.Opracowanie schematów obliczeniowych sieci wodociągowej dla Q maxh oraz Q minh Na podstawie tabeli 1 oraz p. 3 i 4 wykonać rysunki 1 i 2. Rys. 1. Schemat obliczeniowy sieci wodociągowej dla rozbioru maksymalnego godzinowego Rys. 2. Schemat obliczeniowy sieci wodociągowej dla rozbioru minimalnego godzinowego
7. Dobór średnic przewodów sieci wodociągowej Na podstawie obliczonych wydajności źródeł zasilania (pompowni II stopnia i zbiornika zapasowo-wyrównawczego) oraz wielkości poboru wody z poszczególnych węzłów i odcinków sieci (tabela nr 1) sporządzono schematy obliczeniowe sieci wodociągowej dla rozbiorów maksymalnego godzinowego i minimalnego godzinowego, które przedstawiono odpowiednio na rysunkach nr 1 i nr 2. Obliczeniowe natężenie przepływu wody Q obl (dm 3 /s) na danym odcinku obliczono wg wzoru: Q k natężenie przepływu wody na końcu odcinka obliczeniowego, dm 3 /s q rozbiór wody na odcinku, dm 3 /s α współczynnik zależny od rodzaju sieci, -
7. Dobór średnic przewodów sieci wodociągowej Średnice przewodów dobrano na podstawie nomogramu dla rur PE, kierując się następującymi zaleceniami dotyczącymi prędkości: dla d 300mm v = 0,6 0,9 m/s dla d > 300mm v = 0,9 1,5 m/s
7. Dobór średnic przewodów sieci wodociągowej Tab. 3. Zestawienie przepływów obliczeniowych oraz charakterystycznych danych odcinków sieci wodociągowej Odcinek Q maxh Q minh Przepływy dla Q maxh Przepływy dla Q minh d Q p Q k q Q obl Q p Q k q Q obl v i v i - dm 3 /s dm 3 /s mm m/s m/s P - 1 240,6 240,6 0,0 240,6 196,8 196,8 0,0 196,8 500 1,35 4,90 1,00 2,80 1-2 225,8 211,0 14,8 219,1 191,7 186,6 5,1 189,4 500 1,17 3,60 0,98 2,60 2-3 91,6 70,9 20,7 82,3 31,5 24,4 7,1 28,3 300 1,16 6,50 0,38 0,76 3-4 47,3 26,6 20,7 38,0 16,3 9,2 7,1 13,1 250 0,79 4,20 0,28 0,50 2-5 44,3 29,5 14,8 37,6 15,3 10,2 5,1 13,0 250 0,78 4,00 0,28 0,50 2-6 48,5 13,1 35,4 32,6 130,6 118,4 12,2 125,1 350 0,34 0,48 1,38 8,00 6-7 44,3 20,7 23,6 33,7 15,2 7,1 8,1 11,6 250 0,69 3,20 0,24 0,38 6 - Z 54,7 48,8 5,8 52,0 97,1 95,0 2,1 96,2 350 0,52 1,20 1,10 5,25
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę Metoda Crossa
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę Sposób obliczania rzeczywistych przepływów: 1. dla odcinków, na których w wyniku obliczeń nie zmienił się kierunek przepływu obliczeniowego (znak Qi nie zmienił się):
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę Sposób obliczania rzeczywistych przepływów: 1. dla odcinków, na których w wyniku obliczeń nie zmienił się kierunek przepływu obliczeniowego (znak Qi nie zmienił się):
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę Sposób obliczania rzeczywistych przepływów: 2. dla odcinków, na których w wyniku obliczeń zmienił się kierunek przepływu obliczeniowego (znak Qi zmienił się z plus na minus lub odwrotnie):
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę Sposób obliczania rzeczywistych przepływów: 2. dla odcinków, na których w wyniku obliczeń zmienił się kierunek przepływu obliczeniowego (znak Qi zmienił się z plus na minus lub odwrotnie):
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę Sposób obliczania rzeczywistych przepływów: 2. dla odcinków, na których w wyniku obliczeń zmienił się kierunek przepływu obliczeniowego (znak Qi zmienił się z plus na minus lub odwrotnie):
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę Sposób obliczania rzeczywistych przepływów: 2. dla odcinków, na których w wyniku obliczeń zmienił się kierunek przepływu obliczeniowego (znak Qi zmienił się z plus na minus lub odwrotnie): lub:
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę Sposób obliczania rzeczywistych przepływów: 3. Przypadek szczególny po obliczeniach odcinek zasilany jest z dwóch stron:
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę Sposób obliczania rzeczywistych przepływów: 3. Przypadek szczególny po obliczeniach odcinek zasilany jest z dwóch stron: Gdy obliczona wartość Qk(w) ma znak - to znaczy, że przepływ końcowy zmienia kierunek na przeciwny w stosunku do tego, który był założony na początku obliczeń. Przepływ na początku odcinka oblicza się ze wzoru (zapisuje się ze znakiem przeciwnym do znaku obliczonego wyżej Qk(w)):
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla maksymalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę tabela 3. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej dla minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę tabela 4. Wysokość ciśnienia gospodarczego obliczono ze wzoru: Hgosp(A) = n 4 + 10, m s.w. n - liczba kondygnacji budynków
9. Opracowanie wykresu linii ciśnień po trasie pompownia - zbiornik wodociągowy Rysunek
10. Obliczenia parametrów pracy pompowni drugiego stopnia Obliczenia parametrów pracy pompowni Podczas maksymalnego godzinowego rozbioru wody (Q maxh ) Wysokość podnoszenia pomp: - rzędna ciśnienia na wypływie z pompowni, m npm Δh p (Q maxh ) straty ciśnienia w pompowni II stopnia przy maksymalnym godzinowym rozbiorze wody, m - rzędna górnego zwierciadła wody w zbiorniku dolnym, m npm - rzędna terenu pompowni, m npm
10. Obliczenia parametrów pracy pompowni drugiego stopnia Podczas minimalnego godzinowego rozbioru wody (Q minh ) Wysokość podnoszenia pomp: R cp(qminh) - rzędna ciśnienia na wypływie z pompowni, m npm Δh p (Q minh ) straty ciśnienia w pompowni II stopnia przy minimalnym godzinowym rozbiorze wody, m - rzędna dolnego zwierciadła wody w zbiorniku dolnym, m npm
10. Obliczenia parametrów pracy pompowni drugiego stopnia