_{Министерство транспорта Российской Федерации}

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Гидравлика и водоснабжение»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

___________О.В. Акимов

«___»____________2016 г.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ КОТТЕДЖНОГО ПОСЕЛКА

Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе

ВКР 08.03.01.К401.02.КТ12-СТР(ВВ)-256

Студент С.С. Суринов

Руководитель

к.т.н., доцент А.З. Ткаченко

Консультант

к.т.н., доцент А.З. Ткаченко

Нормоконтроль

к.т.н., доцент Е.В. Сошников

Хабаровск - 2016

Содержание

Введение 4

1 Характеристика гидрогеологических, гидрологических и природно-климатических условий района строительства 5

1.1 Гидрологические характеристики района строительства 5

1.2 Гидрогеологические характеристики района строительства 5

1.3 Природно-климатические характеристики района строительства 6

2 Проектирование водопроводной сети поселка 8

2.1 Определение расчетного расхода 8

2.2 Определение режимов потребления и подачи воды 10

2.3 Трассировка сети и водопроводов 13

2.4 Гидравлический расчет водопроводной сети на час максимум 14

2.5 Гидравлический расчет сети на час максимум с тушением пожара 18

2.6 Гидравлический расчет сети на час минимум 20

2.7 Определение размеров водопроводной башни 24

3 Технологическая часть 25

3.1 Проектирование и расчет водозабора 26

3.1.1 Расчет параметров скважинного насоса 29

3.1.2 Павильон над скважиной 30

3.2 Анализ качества воды и выбор технологии очистки 30

3.3 Расчет фильтров обезжелезивания 33

3.4 Расчет сооружений повторного использования воды 41

3.5 Расчет шламовых площадок для осадка промывных вод 43

3.6 Цех производства и дозирования гипохлорита натрия 44

3.7 Насосная станция второго подъема 46

3.7.1 Производительность сетевых насосов 46

3.7.2 Расчет всасывающих и напорных водоводов 47

3.7.3 Определение расчетных напоров насосов 49

3.7.4 Размещение оборудования в насосной станции 51

3.7.5 Определение отметок оси насосов и пола машинного зала НС-II 53

3.7.6 Гидравлический расчет внутристанционных трубопроводов 56

3.8 Генеральный план станции очистки воды 58

Список литературы 59

Введение

Водоснабжение населенных пунктов является одним из главных направлений повышения уровня жизни людей, благоустройства поселений, развития промышленности и сельского хозяйства.

Для жизни и работы любого населенного пункта необходимо большое количество воды, причем отвечающее нормам технологии производства (для промышленных предприятий) и нормам СанПиН (для снабжения водой населения).

Централизованное водоснабжение обеспечивает население водой, которая должна быть безопасна в отношении инфекций, безвредна по химическому составу и с хорошими органолептическими качествами.

В выпускной квалификационной работе рассмотрена актуальная тема «Проектирование системы водоснабжения коттеджного поселка». В настоящее время коттеджные поселки часто строятся в России. На этапе проектирования и строительства необходимо решить вопросы водоснабжения и водоотведения таких поселков.

Часто, в крупных городах в России забор исходной (неочищенной) воды производится из поверхностных источников. Для небольших населенных пунктов, классическая система водоподготовки из поверхностного источника является более затратной. Более того, подземные источники водоснабжения хорошо защищены.

Однако, как правило, в подземных водах содержится большое содержание железа или железа и марганца.

Для очистки воды от железа используют безнапорные фильтры обезжелезивания с упрощенной аэрацией. Также, для исключения сброса промывных вод фильтров обезжелезивания в водный объект, предусматриваются сооружение для повторного использования промывной воды.

1 Характеристика гидрогеологических, гидрологических и природно-климатических условий района строительства

В выпускной квалификационной работе рассматривается водоснабжение коттеджного поселка, расположенного вблизи города Свободный. Поэтому характеристики района строительства, а именно климатические, гидрологические и гидрогеологические принимаются для города Свободного.

1.1 Гидрологические характеристики района строительства

Гидросеть района представлена реками Зея, Большая Пера и ее притоками: р. Ключевая и р. Бардагонка.

Река Зея – наиболее многоводный приток р. Амура. Длина реки – 1242 км, площадь водосбора – 233000 км². По условиям водного режима р. Зея относится к дальневосточному типу с хорошо выраженным преобладанием дождевого стока. Годовой ход уровней характеризуется чередованием резких подъемов и спадов в теплую часть года и сравнительно низким и устойчивым их положением в холодное полугодие. Весеннее половодье хорошо выражено, обычно оно начинается во второй половине апреля и заканчивается к концу мая.

Внутригодовой сток распределен не равномерно. С апреля по октябрь проходит до 93 – 96 % годового стока. Основным источником питания является дождевое, – 60 – 70% общего годового стока. На долю грунтового питания приходится 10 – 20% стока, на снеговое – 10 – 20%. Продолжительность ледостава 152 - 190 дней.

1.2 Гидрогеологические характеристики района строительства

Согласно гидрогеологического районирования район расположен в восточной части Амурско-Зейского артезианского бассейна I порядка, в зоне сочленения его с Амуро-Мамынским гидрогеологическим массивом. Более детальней, район г. Свободного находится в пределах приподнятого блока Амуро-Мамынского гидрогеологического массива, разделяющего Спасовский и Белогорский артезианские бассейны III порядка.

В пределах рассматриваемого района широко развиты поровые и пластово-поровые, реже трещенные и трещинно-жильные подземные воды, приуроченные к рыхлым, слабоцементированным, иногда к плотным терригенным, реже вулканогенно-осадочным породам и верхней части пород фундамента.

По особенностям состава, закономерностям движения и формирования подземных вод, характеру залегания водоносных пород, их фильтрационным свойствам в районе выделяется ряд водоносных горизонтов и комплексов:

- водоносный горизонт в современных аллювиальных отложениях (аQ_IV);

- водоносный горизонт в верхнечетвертичных аллювиальных отложениях (аQ_III);

- водоносный горизонт в верхнемиоценовых аллювиальных и озерно-болотных отложениях сазанковской свиты (N₁³sz);

- водоносный комплекс озерно-аллювиальных и озерно-болотных нижне-среднемиоценовых отложениях бузулинской свиты (N₁^1-2 bz);

- водоносный комплекс озерно-аллювиальных и озерно-болотных палеоценовых отложений кивдинской свиты (Р₁kv);

- водоносный комплекс верхнемеловых отложений среднецагаянской подсвиты (К₂cg₂);

- водоносный комплекс нижнемеловых отложений порярковской свиты (К₁рk);

- подземные воды в зоне выветривания пород фундамента.

1.3 Природно-климатические характеристики района строительства

В районе строительства поселка резко континентальный климат с муссонными чертами, что выражается в больших годовых (45-50°) и суточных (до 20°) колебаниях температур воздуха и резком преобладании летних осадков.

Bлияниe мaтepикa пpoявляeтcя глaвным oбpaзoм зимoй. B этo вpeмя cyxoй oxлaждённый вoздyx пpoникaeт дaлeкo нa юг в видe зимнeгo мyccoнa. B cлeдcтвии этoгo нaблюдaютcя xoлoдныe мaлocнeжныe зимы c пpeoблaдaниeм яcнoй пoгoды. Зимниe ocaдки cocтaвляют вceгo 5-7 пpoцeнтoв oт гoдoвыx. Bыcoтa cнeжнoгo пoкpoвa нeзнaчитeльнa. Cpeдняя тeмпepaтypa caмoгo xoлoднoгo мecяцa — янвapя — 28 гpaдycoв, мopoзы в oтдeльныe гoды дoxoдят дo 56 гpaдycoв. Блaгoдapя cyxocти вoздyxa и cлaбым вeтpaм мopoз пepeнocитcя cpaвнитeльнo лeгкo. Hизкиe зимниe тeмпepaтypы нe cooтвeтcтвyют пoлoжeнию гopoдa. Bcлeдcтвиe нeзнaчитeльнocти cнeжнoгo пoкpoвa и низкиx тeмпepaтyp нaблюдaютcя глyбoкиe пpoмepзaния пoчв (дo 2-2.5 м). Becнa пoздняя и зacyшливaя. Бeзмopoзный пepиoд нacтyпaeт в тpeтьeй дeкaдe мaя и пepвoй дeкaдe июня. Bлияниe Tиxoгo oкeaнa пpoявляeтcя в ocнoвнoм лeтoм, кoгдa c мopя пpoникaeт лeтний мyccoн. Лeтo жapкoe и дoждливoe. Cpeднeмecячнaя тeмпepaтypa июля — 20,4 гpaдyca, нaибoлee выcoкиe тeмпepaтypы дocтигaют +39 гpaдycoв. Maкcимaльнoe кoличecтвo ocaдкoв выпaдaeт в июлe-aвгycтe (100—300 мм зa мecяц). Пepвыe зaмopoзки нacтyпaют в кoнцe aвгycтa — нaчaлe ceнтябpя. Oceнью ycтaнaвливaeтcя яcнaя, тёплaя пoгoдa. Гoдoвoe кoличecтвo ocaдкoв в cpeднeм 493 мм.

Климатические условия района строительства следующие:

Климатический район и подрайон строительства – I, IB.

Зона влажности района – нормальная.

Расчетная зимняя температура наружного воздуха -39С.

Повторяемость ветра, % / средняя скорость ветра, м/с:

Северное – 4/3,7;

Северо-восточное – 2/1,3;

Восточное – 2/1,4;

Юго-восточное – 11/2,0;

Южное – 3/0,4;

Юго-западное – 1/1,0;

Западное – 13/3,8;

Северо-западное – 64/4,2;

Нормативная глубина промерзания грунта – 3,11 м.

Наличие вечномерзлого грунта – нет.

Вес снегового покрова – 50 кг/м².

Отопительный сезон – 224 дня.

2 Проектирование водопроводной сети поселка

2.1 Определение расчетного расхода

Поселок состоит из типовых двухэтажных коттеджей, в которых проживает несколько семей. В южной и восточных районах расположены леса. В северо-западном направлении расположен стадион. В юго-западном направлении расположена котельная.

Водозабор, совмещенный с очистными сооружениями находится на востоке вблизи реки.

В поселке проживает 10 000 человек (Nжит). Принятая норма водопотребления составляет 250 л сут/чел.

Водопотребление котельной принимается равномерным в течение суток и составляет 250 м³/сут (qжит).

Принимается объединенная система хозяйственно-питьевого противопожарного и производственного водоснабжения. Принята 2-я категория обеспеченности подачи воды при числе жителей 10 000 человек.

Расчетный суточный расход воды поселка, м³/сут, определяется по формуле

, (1)

где - расход воды на полив зеленых насаждений, м³/сут, определяется по формуле

, (2)

где – удельное среднесуточное потребление воды на поливку зеленых насаждений и помывку дорог, 50 л/чел сут.

м³/сут;

Расчетный расход воды населением, м³/сут, определяется по формуле

, (3)

где – коэффициент суточной неравномерности, 1,3;

м³/сут

м³/сут

Расчетный максимальный часовой расход воды, м³/ч, определяется по формуле

, (4)

где - максимальный коэффициент часовой неравномерности, рассчитывается по формуле

= · , (5)

где – коэффициент, зависящий от степени благоустройства зданий, 1,3;

– коэффициент, зависящий от числа жителей в населенном пункте, 1,3.