Дипломная (вкр): Водоснабжение поселка

Скорость в нагнетательном трубопроводе можно определить по формуле (5.8)

;              (5.8)

 - расчетный расход насосной станции I-го подъема, л/с;

 - диаметр напорного трубопровода, мм.

Определяем скорость в нагнетательном трубопроводе

.

Суммарные потери напора определяются по формуле

;           (5.9)

 - суммарные потери напора в напорном трубопроводе, м;

 - удельное сопротивление трубопровода, взятое по приложению 9 [1] в зависимости от диаметра и материала труб, ;

 - длина напорного трубопровода, м.

 - скоростной коэффициент;

 - расчетный расход насосной станции I-го подъема,

 - коэффициент потерь напора в местных сопротивлениях.

Определяем суммарные потери напора

.

Определяем полный напор насоса

.

Исходя из определенного расчетного расхода насосной станции I-го подъема () и полного напора насоса () выбираем подходящий нам по характеристикам насос марки ЭЦВ 6-16-30 (ГОСТ 10428-89*).

Для установки этого насоса диаметр эксплуатационной колонны должен быть не менее 150,00 мм.

Внутренний диаметр эксплуатационной колонны в соответствии с существующими стандартами (таблица 2 [2]) принимается равным 159,10 мм.

5.6.1 Определение диаметра долот

Трубы в эксплуатационной колонне будут соединяться при помощи электросварки, поэтому муфты не понадобятся.

При роторном бурении спуск труб свободный, поэтому бурение ведут долотами, диаметр которых должен быть на 100,00 мм больше эксплуатационного диаметра. Диаметр долота определяется по формуле (5.10)

;                (5.10)

 - диаметр долота, мм;

 - эксплуатационный диаметр колонны труб, мм.

Определяем диаметр долота

.

Принимаем рабочее долото ДГЛ с диаметром 410,00 мм. Высота данного долота - 335,00 мм, а масса - 41,70 кг.

5.6.2 Выбор типа бурового станка

Выбор станка зависит от диаметра бурения и расчетной глубины скважины. Выбираем буровой самоходный станок - БА-15В с глубиной бурения до 500 м.

5.6.3 Выбор типа и расчет фильтра

Расчет фильтра начинается с определения его основных параметров:

- наружный диаметр фильтра ;

длина рабочей части .

Схема к расчету фильтра приведена на рисунке 5.2.

Длина рабочей части определяется по формуле (5.11)

            (5.11)

 - длина рабочей части фильтра, мм;

 - производительность скважины, м3/ч;

а - эмпирический коэффициент, зависящий от гранулометрического состава пород водоносного горизонта, определяется по таблице 8 [2];

 - наружный диаметр фильтра, мм, следует определять по формуле (5.12)

;            (5.12)

 - эксплуатационный диаметр труб, мм.

Определяем наружный диаметр фильтра

.

Определяем длину рабочей части фильтра

Исходя из того, что гранулометрический состав водоносного пласта состоит из мелкозернистого песка, то мы конструктивно выбираем каркасно-стержневой гравийный фильтр с однослойной обсыпкой.

5.6.4 Расчет одноступенчатой цементации затрубного пространства водозаборной скважины

Для изоляции водоносных пластов цементирование обсадных колонн необходимо производить от башмака до устья, то есть на полную глубину.

Отсутствие или плохое качество изоляции затрубного пространства приводит к нарушению санитарного состояния источника, коррозионному разрушению обсадных труб, пескованию скважины и т.д.

Состав 1,00 м3 цементного раствора:

тампонажный цемент 1,00 т;

просеянный песок 0,77 м3;

вода 0,33 м3.

Объем цементного раствора определяется по формуле

VЦР - объем цементного раствора, м3;

ДСК - диаметр скважины, м;

ДН - наружный диаметр обсадных труб, м;

Н - высота подъема цементного раствора в затрубном пространстве, м; К- коэффициент, учитывающий возможное увеличение цементного раствора от заполнения расширений и каверн, 1,3;

ДЭ - внутренний диаметр обсадных труб, м;

h - высота цементного стакана, в обсадных трубах принимают согласно ГОСТа, 3, м;

Определяем плотность цементного раствора

γцр - плотность цементного раствора, т/м3;

уц - плотность цемента, т/м3;

ув - плотность воды, т/м3;

т - водоцементный фактор;

Определяем массу сухого цемента, необходимого для приготовления 1 м3 цементного раствора

qцр - масса сухого цемента, м3;

уц - плотность цемента, т/м3;

ун - плотность воды, т/м3;

т - водоцементный фактор;

Определяем общую массу цемента необходимого для цементации

QЦ - общая масса цемента, т;

qсц - масса сухого цемента, м3;

Vцр - объем цементного раствора, м ;

β - коэффициент потери цемента при его затвердевании;

Объем воды необходимой для приготовления цементного раствора определяют по формуле

В - объем воды, м3;

QЦ - общая масса цемента, т;

т - водоцементный фактор;

5.7 Зоны санитарной защиты

Зона санитарной защиты устраивается для охраны источников водоснабжения от загрязнений и должна устраиваться на всех строящихся и реконструирующихся водопроводах питьевого значения. Зона санитарной охраны должна иметь: для водозаборных сооружений и площадок водопроводных сооружений - первый пояс, для водопроводов - второй пояс.

На территории первого пояса запрещается всякое строительство, проживание людей, выпуск стоков, выпас скота, применение ядохимикатов, органических и минеральных удобрений. В пределах населенных пунктов зона санитарной защиты должна быть обнесена глухим забором высотой не менее двух с половиной метров.

В дипломном проекте принимается территория первого пояса санитарной охраны квадратной формы с размером 100,00х100,00 м. Также предусмотрено ограждение санитарной зоны сплошным забором высотой 2,50 м и озеленение прилегающей территории.

6. НАРУЖНАЯ ВОДОПРОВОДНАЯ СЕТЬ

6.1 Трассировка разводящей водопроводной сети

Трассирование водопроводной сети, в процессе которого ей придают определенное геометрическое очертание в плане, зависит от планировки объекта водоснабжения, размещения на его территории отдельных водопотребителей и рельефа местности.

В населенных пунктах, имеющих планировку, близкую по очертанию к квадрату или прямоугольнику, рекомендуется прокладывать кольцевую сеть. Закольцовке подлежат объекты с максимальным водопотреблением.

Кольцевая схема является наиболее надежной по сравнению с тупиковой, так как обеспечивает бесперебойную подачу воды, даже в случае аварии на каком-либо участке.

При трассировке водопроводной сети необходимо руководствоваться следующими положениями:

-        главные магистральные линии трубопроводов нужно направлять по кратчайшему расстоянию к наиболее крупным водопотребителям;

         водопроводные линии должны быть расположены равномерно по все территории объекта водоснабжения;

         магистральные линии следует прокладывать параллельно линиям застройки и на возвышенных участках местности;

         в данном проекте принимается кольцевая водопроводная сеть, состоящая из 5 колец. Материал труб - стальные, электросварные прямошовные, согласно ГОСТ 10704-91.

На рисунке 6.1 представлена схема проектируемой кольцевой водопроводной сети.

После того, как проведена трассировка кольцевой водопроводной сети, производится замер длины каждого участка трубопровода, а результаты заносятся в таблицу 6.1. В таблице 6.1 в графе «Примечания» знаком «П» отмечаются те участки водопроводной сети, на которых происходит путевая раздача воды, а знаком «Т» - те участки, где происходит только транзитный расход воды.

Общая протяженность трубопровода равна сумме длин участков с путевой раздачей и транзитным расходом. Определяем общую длину трубопровода

.

Рисунок 6.1 - Схема проектируемой кольцевой водопроводной сети

Таблица 6.1 - Результаты трассировки кольцевой водопроводной сети

6.2 Определение расходов в водопроводной сети

Максимальные секундные расходы отдельных водопотребителей будут являться расчетными на участках, подводящих воду к этим водопотребителям, при условии, что эти трубопроводы не служат для путевой раздачи воды.

Для определения расхода по всем остальным участкам сети условно считают хозяйственный расход, который равномерно распределяется по длине участков, на которых происходит путевая раздача воды потребителям.

Хозяйственный расход определяется по формуле (6.1)

;                                                                     (6.1)

 - хозяйственный расход, л/с;

 - максимальный секундный расход коммунального сектора, л/с;

 - сосредоточенный расход, который будет включать в себя расходы больницы, бани, детского сада, магазина и парикмахерской, л/с.

Определяем хозяйственный расход

.

Удельный расход определяется по формуле (6.2)

                 (6.2)

 - удельный расход, л/с на 1 п.м.;

 -      сумма длин хозяйственных участков трубопровода или сумма длин участков, на которых происходит путевая раздача воды (таблица 6.1), м.

Определяем удельный расход

 на

6.3 Определение расчетных расходов на участках кольцевой водопроводной сети

Для определения расчетных расходов на участках кольцевой водопроводной сети используется метод приведения путевых расходов к узловым расходам.

Полный узловой расход равен сумме сосредоточенного расхода данного узла и расходов, примыкающих к узлу водопотребителей. Сосредоточенный расход определяется по формуле (6.3)

;            (6.3)

 - сосредоточенный расход, л/с;

 - удельный расход, л/с на 1 п.м.;

 - сумма длин путевых участков, примыкающих к узлу, м.

Определение узловых расходов ведется в табличной форме (таблица 6.2.)

Далее по схеме намечается движение воды по участкам, придерживаясь четкого правила: к любой точке трубопровода вода должна подаваться по кратчайшему пути без возможных направлений ее в обратную сторону.

Проверить правильность расчетов можно следующим образом: сумма всех узловых расходов должна быть равна хозяйственному расходу, а сумма всех полных узловых расходов должна быть равна максимальному секундному расходу поселка.