Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра водоотведения и водной экологии
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К РАЗРАБОТКЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
"ВОДООТВОДЯЩИЕ СЕТИ"
для студентов очной, очно-заочной и заочной формы образования
по специальности 270112.01, 270112.02 и 270112.03 «Водоснабжение водоотведение»
МОСКВА, 2012 г.
Составители:
профессор, кандидат технических наук В.П. Саломеев,
профессор, кандидат технических наук К.И. Чижик,
доцент, кандидат технических наук С.Е. Алексеев
Рецензент:
доцент
ПРЕДИСЛОВИЕ
Курсовой проект "Водоотводящие сети" студен ты специализации 27011201 выполняют при изучении дисцип лины "Водоотведение и очистка сточных вод": очная (дневная) форма обучения в 6 семестре; очно-заочная (вечерняя) в 7 семестре; очно-заочная ускоренная (вечер няя ускоренная) в 5 семестре; заочная в 8 семестре.
Цель курсового проектирования - закрепление теоретиче ского материала и приобретение навыка самостоятельной творческой работы по проектированию водоотводящих сетей города.
В помощь студентам, выполняющим курсовые проекты, в брошюре представлен библиографический список [1...21].
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
В задании к разработке курсового проекта для каждого сту дента приводится исходная информация:
1. Ситуационный план в масштабе 1:25000...1:50000 с гори зонталями и указанием района строительства.
2. Генплан города в масштабе 1:5000 или 1:10000 (определяется преподавателем при выдаче задание на курсовой проект).
3. Геологические данные о площадке, выделенной под строительство очистных сооружений.
4. Гидрогеологические данные о подземных источниках и гидрологиче ские - о поверхностных водах в районе строительства.
5. Данные о водоотведении населенного пункта и формировании расходов бытовых сточных вод
6. Данные о водоотведении промышленного предприятия и формировании расходов промышленных сточных вод.
7. Географическое место расположения населенного пункта и сведения об условиях формирования поверхностного стока.
2. СОСТАВ И ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.
Проект водоотводящих сетей населенного пункта разраба тывается в целом как проект технико-экономического обоснования (ТЭО), с доведением разработки до стадии Проект системы и схемы водоотведения населённого пункта, а также даётся расчёт отведения поверхностных сточных вод от ряда кварталов населённого пункта (выбирается по согласованию с руководителем проектирования).
Курсовой проект должен содержать пояснительно-расчетную запис ку и графическую часть. Объем пояснительно-расчетной записки определяется достаточностью проработки проектных решений. Чертежи выполняются на 2 листах формата А1.
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА.
3.1. Пояснительно-расчетная записка (ПРЗ).
ПРЗ выполняется студентом на бумаге формата А4 и оформляется согласно прил.1. с поля ми, мм: верхнее - 20, нижнее - 25, левое - 30, правое - 10. Текст и графический материал располагают с одной стороны листа, проставляя сквозную нумерацию страниц. ПРЗ долж на быть сброшюрована в мягкий переплет.
Примерный план пояснительной за писки может быть следующим (при полной раздельной системе водоотведения):
Содержание.
Введение, где отражаются сущность задания, основные директивные и нормативные документы, использованные при проектировании, характерные особенности запроектирован ных решений. Расчеты водоотводящих сетей следует выполнять в точном соответствии с рекомендациями СНиП 2.04.03-85 [6].
Общая часть. Система водоотведения.
Бытовая сеть.
Насосная станция.
Ливневая сеть.
Библиографический список. Оформляется в соответствии с ГОСТ 7.1-2003. "Межгосударственный стандарт. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления".
3.2. Графическая часть
Все чертежи выполняются на листах плотной бумаги (ватман) формата А1 в соответствие с требованиями стандартов Системы проектной документации для строительства (СПДС), см. прил.1 и [17]. с полями, мм: левое - 20 , остальные - по 5. В правом нижнем углу должна быть стандартная основ ная надпись.
Чертежи и надписи на них выполняют тушью, пастой или другими материалами, обеспечивающими четкость изображе ний, а также выполняют средствами машинной графики (САПР) с применением соответствующих устройств вывода на печать. Внесение исправлений и дополнений на чертежи, выполненные в САПР, "от руки" не допускается.
4. общие методические положения.
1. Схема водоотводящих сетей населённого пункта (лист 1). Курсовой проект выполняется на основании задания, сформули рованного на специ альном бланке или в виде бланка индивидуального электронного задания. В задании указы ваются все ис ходные данные для проектирования. В пояснительной записке они должны быть представлены в достаточном объеме для обоснова ния принятых технических реше ний.
Выполнение проекта начинается с определения расчетных рас ходов сточных вод для города и промышленного предприятия. Для последнего, кроме того, необходимо определить расходы производ ственных, бытовых и душевых вод по сменам. Расходы атмосферных вод для города и промышленного предприятия или для отдельных бассейнов этих объектов на данном этапе выполнения проекта не могут быть вычислены. Устанавливаются лишь ме теорологические параметры - интенсивность дождя q20, показатель степени n, mr, и γ.
Вычисленные данные и данные о степени загрязнения сточных вод дают основание для выбора системы водоотведения. К моменту выполнения проекта еще невозможно опре делить степень загрязне ния отдельных видов сточных вод и выбрать методы их очистки. Поэтому выбор системы водоотведения исполнителем совместно с консультантом про изводится по расчетным расходам и метеороло гическим параметрам. При этом с консультан том должны быть об суждены, хотя и приближенно, возможности раздельной или со вместной очистки различных видов сточных вод. В пояснительной записке должны быть из ложены преимущества и недостатки вы бранной системы водоотведения.
Система водоотведения и схемы водоотводящих сетей разрабаты ваются на основании генерального плана города с учетом располо жения очистных сооружений (уточняется с консультантом) и водо ема, рельефа местности и планировки города и ряда других усло вий. Расположение насосных станций намечается приближенно. При разработке схем воз можны варианты по трассировке водоотводящей сети, расположению насосных станций и их числу. Окончательный выбор схемы производится на основании технико-экономического сравнения вариантов. Разработка схем завершается нумерацией рас четных участков коллекторов. Ее целесообразно начинать от диктующих точек и выполнять в направлении движения воды. (cм. методические указания).
Схема системы водоотведения населенного пункта (лист 1) выполняется в масштабе 1:5000 или 1:10000 с указанием всех коллекторов и элементов систем водоотведения, насосных станций, дюкеров, кварталов и проездов. Шаг горизонталей на схеме не должен быть более 1 м. Самотечные коллектора показываются на чертеже красным, а напорные, в том числе дюкера синим цветом.
На заключительном этапе разработки водоотводящей сети следует обозначить контуры зеленых насаждений.
2. Продольные профили водоотводящих сетей (лист 2). Чертеж выполняется в горизонтальном масштабе, равном масштабу схемы водоотводящей сети, и в вертикальном - 1:100.
Затем производится расчет водоотводящих сетей. Он заключа ется в определении расчетных расходов и гидравлическом расчете отдельных участков водоотводящих сетей. Расчетные расходы быто вых вод от города, а также производственных, бытовых и душе вых вод от промышленных предприятий рекомендуется определять пред варительно для всех участков водоотводящих сетей различных си стем. Расчетные расходы ливневых вод находятся параллельно с гидравлическим расчетом трубопроводов.
Предварительно необходимо либо построить зависимость интенсивности дождя от его продолжительности, либо определить интенсивность дождя при продолжительности tcon = 5 мин (при использовании для расчета участков коэффициента уменьшения расхода р). Одновременно с гидравлическим расчетом производится построение продольного профиля трубопровода, в результате чего гидравличе ский расчет увязывается с рельефом местности. Так обеспечивается оптимизация проектного решения.
Расчет каждого коллектора начи на ется с определения: расположения диктующей точки и глубины заложения трубопровода. Глубина принимается минимальной и определяется из условий ис ключения промерзания труб, разрушения их внешними нагрузками и обеспечения присоединения к уличному тру бопроводу внутриквартальных сетей. Гидравлический расчет производится с учетом тех ноло гических требований, заключающихся в обеспечении минималь ных (самоочищающих) скоростей и нормативных наполнений (не более 0,6-0,8 диаметра трубопровода - для быто вой сети и полно го - для других сетей). Построение продольных профилей всегда произво дится по движению воды слева направо. Для выработки навыков расчета водоотводящих сетей достаточно выполнить его для двух-трех коллекторов с общим числом расчетных участков 20—30.
На продольных профилях коллекторов указывается тип (мате риал) труб и ГОСТ, в соответствии с которым трубы изготовляются. Подробные сведения об устройстве трубопро водов и сооружений на них приводятся в специальном пункте пояснительной записки.
В курсовом проекте выполняется расчет одной насосной стан ции. Первый этап ее расчета - определение исходных данных для проектирования: расчетных расходов и напора, который должна создавать насосная станция. Составляется суммарная таблица при тока сточных вод к насосной станции, по которой устанавливаются максимальный, минимальный и при необходимости другие расходы. По расходам определяется диаметр напорных трубо проводов. Длина их устанавливается по схеме сети. Затем находится напор, который должна создавать насосная станция. Он равен сумме геометричес кой высоты подъема воды и по терь напора в напорных трубопрово дах. По полученным исходным данным производится подбор насо сов. Окончательный расчет насосной станции заключается в построе нии харак теристик совместной работы насосов и напорных трубопроводов. Затем определяется вместимость приемного резер вуара.
5. РОЛЬ РУКОВОДИТЕЛЯ. ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА.
Проект выполняется студентом самостоятельно с полной ответственностью за принимаемые решения по расчетной, технологической и конструктивной частям. Руководитель контролирует выполне ние проекта, своевременно указывая студенту на ошибочность суждений или расчетов, рекомендует дополнительную литера туру, определяет достаточность объема проекта, соответствие существующим положениям.
В процессе защиты курсового проекта устанавливается обоснованность принятых проектных решений, достаточ ность проработки, качество выполненных расчетов и графиче ских материалов.
6. ПРИМЕРЫ
ПРИМЕР 1. Расчет бытовой водоотводящей сети при полной раздельной системе водоотведения
1. Гидравлический расчет бытовой сети выполняется по генплану населенного пункта в масштабе 1:10000 с горизонталями через 1 м.
2. Объект канализования расположен в Курской обл. со средним уклоном местности менее i = 0,005.
3. Норма водоотведения n = 250 л/(чел· сут).
4. Плотность населения Р = 345 чел/га.
5. Модуль стока равен
qo = n · Р / 86400 = 250 · 345 / 86400 = 1 (л/(с·га).
1. Трассировка бытовой сети выполняется на генплане города в масштабе 1:10000.
2. Все пронумерованные кварталы разбиваются на площади, тяготеющие к отдельным расчетным участкам бытовой водоотводящей сети.
3. Трассировка сети выполняется с учетом равнин ного рельефа, имеющего уклон местности менее i = 0,005. Используется трассировка объемлющая, и по понижен ным сторонам кварталов.
1. В соответствии с планом глубина квартала l = 150 м. Определяем начальную глубину заложения первого уличного канализационного колодца. Н0,м:
Н0 = hпр - 0,3 + i·l + Z1 - Z2 + Δd, (1)
значения параметров для данной местности: hпр = l,25 м - глубина промерзания; i - минимально допустимый уклон для дворовой и внутриквартальной сети, i=0,008; Z1 и Z2 - отметки поверхности земли соответственно у первого уличного колодца и у наиболее удаленного ко лодца дворовой сети, Z1 = 98,8 м, Z2 = 98,7 м;
Δd = dуmin – dквmin = 0,25 – 0,20 = 0,05 м.
где dуmin и dквmin - минимальные диаметры труб уличной и внутри квартальной сети соответственно, м.
Н0 = 1,25 - 0,3 + 0,008·150 + 98,8 - 98,7 + 0,05 = 2,31 м.
2. Для определения расчетных расходов на участке сети определяем площадь, тяготею щую к расчетному участку сети, F, га (рекомендуется предварительно составить ведомость площадей кварталов).
3. Определяем средний секундный расход воды на расчетном участке, л/с:
qimid = Fi·q0 . (2)
4. По табл. 2 и п. 2.2 СНиП [6] находим интерполя цией значение общего максимального коэффициента неравномерности Kgen.max .
5. Расчетный максимальный секундный расход быто вых вод, л/с, находим по формуле:
qimax = Kigen.max·qimid + qiсоср , (3)
где qiсоср - сосредоточенный расход промстоков, равен мак симальному секундному расходу производственных сточ ных вод; qimid - среднесекундный расход воды на участке, л/с, скла дывается из среднего попутного, транзитного и боко вого расходов:
qimid = qinon + qiтран + qiбок . (4)
Для удобства расчетов все результаты заносим в таблицу - ведомость гидравлического расчета (табл. 1) и стро им профиль.
Форма ведомости гидравлического расчета канализационного коллектора
|
№ уч-ка |
F, га |
q0, л/(с-га) |
qmid, л/с |
Kgen.max |
qmax, л/с |
l, м |
i |
Δh=i·l, м |
d, мм |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
0-1 |
2,1 |
1,08 |
2,268 |
3,1 |
7,03 |
320 |
0,005 |
1,60 |
200 |
|
Наполнение |
v, |
Отметки, м |
Глубина заложения лотка, м |
|||||||
|
h/d |
h, м |
м/с |
земли |
воды |
лотка |
|||||
|
в начале |
в конце |
в начале |
в конце |
в начале |
в конце |
в начале |
в конце |
|||
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
|
98,84 |
98,25 |
96,530 |
94,930 |
2,31 |
3,32 |
|||||
ПРИМЕР 2. Расчет дождевой сети при полной раздельной системе водоотведения
1. Проект выполняется по генплану населенного пункта в масштабе 1:10000 с горизонталями через 1 м.
2. Задачей проектируемого водостока является быст рый отвод с территории, тяготеющей к трассе АВ атмо сферных осадков и их сброс в открытый водоем без очистки.
3. Канализуемый объект располагается в Кировской обл. со средним уклоном местности по трассе АВ, рав ным
i = h/l = (98,3 - 89,0) / 1930 = 0,0048.
4. Водосточная сеть закрытого типа, разветвленная внутри квартала с шириной проезжей части b = 10 м.
5. Крыши занимают 15% общей площади кварталов, соответственно асфальт – 10%, зеленые насаждения - 75%.
6. Наполнение в трубах принимается близким к полному:
h/d = 0,95…1.
7. Расчет выполнить по методу "предельных интенсивностей".
1. Трассировка водосточной сети выполняется на генплане города в масштабе 1:10000 или на части плана (бассейна канализования) в масштабе 1:5000.
2. Все пронумерованные кварталы разбиваются на площади, тяготеющие к отдельным расчетным участкам проектируемой водосточной сети.
3. Трассировка выполняется с учетом устройства водостоков на соседних улицах.
1. Расход дождевых вод qr, л/с, определяем по форму ле СНиП [6]:
, (5)
где Zmid - средневзвешенная величина коэффициентов поверхности, устанавливаемая по п. 2.17 с помощью табл. 9 [6];
А - параметр, определяемый согласно п. 2.12 и по формуле (2) [6];
F - расчетная площадь стока, га, тяготеющая к каждому расчетному участку, определяется по ведомости площадей кварталов с учетом п. 2.14 [6];
tr - расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания вод по поверхности земли и трубам до расчетного участка, мин, определяе мая согласно п. 2.15 [6];
n - параметр, определяемый по табл. 4 [6].
A = q20 20n (1 + lg P / lg m) . (6)
2. Интенсивность дождя для данной местности про должительностью 20 мин при повторяемости Р = 1 год, определяемая по карте изолиний (рис. 1 [6]), - q20 = 75 л/(с·га); Р = 1 год, так как icp = 0,0044 < 0,005 (табл. 5, примечания 2 [6]); при Р < 1 год n = 0,62; m = 120 - среднее количество дождей за год (табл. 4 [6]); = 1,33 - показатель степени (табл. 4 [6]).
А = 75 200,62 (1 + lg 1 / lg 120)1,33 = 480,5.
3. Находим значение Zmid с помощью табл. 3.
Таблица 3.
Средневзвешенная величина коэффициентов поверхности
|
Наименование рода поверхности |
Доля от общей площади, % (доли единицы) |
Площадь, F, га (произведение доли единицы на площадь 50 га) |
Частные значения коэффициента покрова Zi |
Fi · Zi |
|
Крыши |
15 (0,15) |
7,5=0,1550 |
0,29 |
2,175 |
|
Асфальт |
10 (0,1) |
5,0=0,150 |
0,29 |
1,450 |
|
Зеленые насаждения |
75 (0,75) |
37,5=0,7550 |
0,038 |
1,425 |
|
Fi · Zi = 5,05 |
Примечания:
1. Общая площадь, тяготеющая к линии АВ, ΣFi = 50 га.
2. При водонепроницаемой поверхности менее 30% значе ние Zmid устанавливаем по табл. 10 [5] (при А = 500; Zmid = 0,29):
4. Определяем расчетную продолжительность проте кания дождевых вод по поверхности и трубам по фор муле (7) [5]:
tr = tcon + tcan + tp (7)
где tr - расчетная продолжительность дождя, мин;
tcon - время поверхностной концентрации, мин. Это продолжительность протекания воды от наиболее уда ленном точки водосбора до уличного лотка, определяе мая по п. 2.16 [6];
tp - продолжительность пробега воды по трубам до рассматриваемого сечения, определяемая по формуле (8) [6];
tcan - продолжительность пробега воды по уличным лоткам до дождеприемника, мин.
В данном случае tcon = 5 мин, так как принята внутриквартальная разветвленная сеть; tcan = 0:
, мин. (8)
5. Для упрощения расчетов строим график зависимо сти qr = f(tr), используя формулу (5) при значении Р=1 га и tr = 5; 10; 15; 20; 30; 40; 60 мин., qr=f(tr) по данным табл. 4.
Значения qг и tr
|
tr, мин |
2,5 |
5 |
10 |
20 |
40 |
60 |
|
qr, л/(с·га) |
91,8 |
58,6 |
37,5 |
24 |
15,4 |
11,8 |
Гидравлический расчет и построение продольного профиля водостока:
Проектирование водостоков проводим с учетом того, что трубы в расчетных точках соединяются по шелыгам.
Наполнение в трубах принимаем от 0,95 до 1 d.
Режим движения воды самотечный, безнапорный.
Критическое время - суммарное время пробега от на чала водосбора до выпуска.
1. Начальная глубина заложения водосточной сети в точке "0":
Но = hnp + dmin = 1,6 + 0,3 = 1,9 м.
2. Внутриквартальная разветвленная водосточная сеть выполняется из труб минимального диаметра dmin = 200 мм и прокла дывается с уклоном iвс= 0,005 при соблюдении требо вания:
(9)
В целях уменьшения глубины заложения рекомендуется принимать диаметр внутриквартальной сети d = 300 мм и прокладывать с уклоном iвс = 0,004.
3. Глубина заложения первого уличного колодца во досточной сети H1 , м, определяется по формуле:
H1 = hпр + dmin + iвс lвс + iсв lсв + Z1 – Z2 + d , (10)
где hnp = 1,6 м - глубина промерзания грунта для Ки ровской обл.;
dmin = 0,3 м - диаметр внутриквартальной сети;
iсв, lсв - уклон и длина соединительной ветки;
lсв = В/2 = 10/2 = 5 (м), где В - ширина проезжей части внутри квартала (по заданию);
iвс, lвс - уклон и длина внутриквартальной сети от наиболее удаленной точки площади водосбора до первого уличного водосточного колодца, м.
d - разница диаметров труб, м.
H1 = 1,6 + 0,3 + 0,004·300 + 0,02·5 + (98,3 - 99,4) + d = 2,1 + d
4. Для определения площадей кварталов в соответст вии с генпланом составляем ведомость пло щадей кварталов (табл. 5).
Результаты расчета водостока сводим в табл. 6 и за тем строим профиль водостока.
Таблица 5
Ведомость площадей кварталов
|
№ квартала |
Общая пло щадь кварта ла, га |
Обозначение участков площади |
Площадь участка |
|
1 |
3,51 |
1а 16 1в 1г |
1,08 0,72 1,08 0.63 |
|
Сумма: |
Таблица 6
Ведомость гидравлического, расчета водосточного уличного коллектора по трассе АВ
|
№ уча стка |
l, м |
F, га |
v, м/с |
tr , мин tr = 5 + 0 + 0,017·l/v |
qr , л/(с·га) qr = f(tr) |
·qr·F , л/с = 0,7* |
d , мм |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
б |
7 |
8 |
|
0-1 |
300 |
- |
- |
- |
- |
- |
300 |
|
1-2 |
460 |
6,1 |
1 |
5+0,017(460:1)=12,8 |
34 |
145 |
400 |
Окончание табл. 6
|
h/d |
i |
v, м/с |
h = i·l, м |
Отметки земли, 0,00 |
Отметки лотка, 0,000 |
Глубина заложения, м, 0,00 |
|||
|
Нач. Z2 |
Кон. Z1 |
Нач. Z4=Z3+d |
Кон. Z3=Z4-h |
Нач. hн=Z2-Z4+d |
Кон. hк=Z1- Z3 |
||||
|
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
- |
0,004 |
- |
1,200 |
99,40 |
98,30 |
97,400 |
96,200 |
1,90 |
2.10 |
|
1 |
0,005 |
1,15 |
|||||||
* Коэффициент , определяется по табл. 11 [6].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК