Проект водоснабжения с. Бурибай Хайбуллинского района

Состояние важнейшей системы жизнеобеспечения водопровода непосредственно отражает уровень развития любого населенного пункта.

Главной целью на новом этапе развития централизованного водоснабжения и канализования городов следует считать обеспечение экологической безопасности водопользования в секторе хозяйственно-питьевого водообеспечения. Удовлетворение насущных потребностей населения в воде, как и прежде, остается базовой составляющей. Усиливается роль социально-экологических составляющих, не снижая роли инженерно-технических факторов. Под безопасностью водопользования понимается такое состояние развития, при котором все потребности населения и экономики гарантированно обеспечиваются водой необходимого качества в потребном количестве. При этом водные ресурсы наиболее эффективно используются для предотвращения экологических и иных угроз и создания условий устойчивого водопользования в настоящем и будущем.

Важнейшей эколого-экономической задачей необходимо считать ликвидацию или хотя бы существенное сокращение потерь воды в водохозяйственных системах. Позитивные результаты по реализации этих мер:

экологические - уменьшение отбора воды из природных источников и, следовательно, оптимизация ресурсопользования; снижение уровня подтопления городских территорий, повышение устойчивости зданий и сооружений; улучшение санитарно-эпидемиологической обстановки и др.;

экономические - уменьшение платежей за отбор воды из источников; значительное сокращение энергопотребления с соответствующей долей расходов, снижение нагрузки на все элементы водохозяйственной системы и уменьшение эксплуатационных расходов.

Эколого-экономический подход делает более привлекательными для населения реформы в сфере ЖКХ, включая водопроводно-канализационное хозяйство, в том числе в тарифном регулировании водопользования.

1. Общий раздел

1.1 Краткая характеристика объекта проектирования

С. Бурибай – находится в Хайбуллинскомо районе РБ, Расчетное население 6 тыс. чел., степень благоустройства зданий: водопровод, канализация с местными водонагревателями; 2 тыс. чел обслуживаются через водоразборные колонки. Застройка - одноэтажная. Территория района характеризуется относительно малым количеством рек и ручьев. Реки имеют снеговое питание. В суровые зимы наблюдается перемерзание рек, в летний период возможно пересыхание.

Подземные воды в районе содержатся в различных по литологическому составу и возрасту пластах рыхлых пород, зонах открытой региональной трещиноватости и тектонических разломов, разнообразных по составу и происхождению скальных образований.

По форме залегания подземных вод выделяются водоносные горизонты и комплексы, воды спорадического распространения и воды экзогенной открытой трещиноватости.

Район занимает Зауральскую возвышенно - холмистую равнину на востоке, Зилаирское плато - на западе. Поверхность имеет общий наклон на восток. Рельеф западной части сильно расчленен, встречается много глубоких и сравнительно узких долин и логов с крутыми, иногда обрывистыми склонами, которые рассекают территорию на ряд извилистых возвышенных хребтов и отдельных холмов. Средняя высота этой части колеблется от 300 до 500 м. над уровнем моря. Максимальная высота - 619 м.

Восточная часть представляет собой равнину с пологими холмами, которые расчленены неширокими и неглубокими долинами рек и балками с пологими склонами, максимальной высотой 490м.

Для района характерен резко выраженный континентальный климат, т.е. длительный период отрицательных температур, значительные отклонения по годам от средних норм по тепловому режиму и количеству осадков.

Наиболее теплый месяц года - июль, со среднесуточной температурой воздуха +18°С , +20°С, с максимумом до + 39°С, в январе среднесуточное значение -15,8°С, иногда температура опускается до - 44°С, -47°С. Средняя продолжительность безморозного периода - 100-120 дней. Часты поздние весенние (до 9 июня) и ранние осенние (до 25 августа - 2 сентября) заморозки. Среднегодовое количество осадков колеблется от 210 до 400 мм. в год.

Летние месяцы характеризуются засушливыми днями с частыми сильными ветрами - суховеями южного, юго-западного направлений, с пыльными бурями.

1.2 Нормативные данные

В зависимости от степени благоустройства здания и климатических условий удельное водопотребление принято:

- при потреблении воды через водоразборные колонки - 50 л.чел/сут (1), для водопотребителей, проживающих в зданиях, оборудованных местными водонагревателями - 230л.чел/сут (1). Нормы приняты с учетом засушливого климата.

В проекте все расчеты и технические решения приняты в соответствии со следующими нормативными документами:

- СНИП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения., Москва. Строиздат,1985-136с.

- СанПин2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества

2. Расчетно-технологический раздел

2.1 Теоретическое обоснование выбора схемы водоснабжения

Выбор схемы водоснабжения производён на основании сопоставления возможных вариантов ее существования с учетом особенностей объекта, требуемых расходов воды на разных этапах их развития, источников водоснабжения, требовании к напорам, качеству воды и обеспеченности ее подачи.

Схема подачи воды следующая: вода из водозаборных скважин погружными насосами подается по водоводу через установку водоподготовки напорные резервуары и в водопроводные башни, которые расположены на площадке водопроводных сооружений у с.Бурибай и далее в водопроводную сеть.

Водозаборные скважины

В конструкции скважины необходимо предусматривать возможность контроля дебита, уровня и отбора проб воды, а так же производства ремонтно-восстановительных работ при применении импульсных, реагентных и комбинированных методов регенераций при эксплуатации скважин.

Диаметр эксплуатационной колонны в скважинах следует принимать при установке насосов: с погружным электродвигателем— равным номинальному диаметру напорного водовода.

Исходя из местных условий и оборудования устье скважины расположено в наземном павильоне.

Габариты павильона в плане приняты из условия размещения в нем электродвигателя, электрооборудования и контрольно-измерительных приборов (КИП).

Высота наземного павильона принята в зависимости от габаритов оборудования.

Верхняя часть эксплуатационной колонны труб должна выступать над полом не менее чем на 0,5 м.

Конструкция оголовка скважины должна обеспечивать полную герметизацию, исключающую проникание в межтрубное и затрубное пространство скважины поверхностной воды и загрязнений.

Монтаж и демонтаж секций скважинных насосов следует предусматривать через люки, располагаемые над устьем скважины, с применением средств механизации.

Верхняя часть надфильтровой трубы должна быть выше башмака обсадной колонны не менее чем на 3 м при глубине скважины до 50 м и не менее чем на 5м при глубине скважины более 50 м; при этом между обсадной колонной и надфильтровой трубой при необходимости должен быть установлен сальник.

После окончания бурения скважин и оборудования их фильтрами необходимо предусматривать прокачку, а при роторном бурении с глинистым раствором—разглинизацию до полного осветления воды.

Для установления соответствия фактического дебита водозаборных скважин принятому в проекте необходимо предусматривать их опробование откачками.

Для обеззараживания воды в проекте применена ультрафиолетовая технология обработки воды. Выбор технологии обновлен: во-первых, новыми научными проработками проблемы, доказывающими, что ультрафиолетовое излучение может применяться как альтернативаокислительным методом (хлорирование) за счет простоты, безопасности и низких эксплуатационных затрат. К бесспорным достоинствам технологии ультрафиолетового обеззараживания относится отсутствие какого-либо воздействия на химический состав воды, что позволяет решать задачи обеззараживания без образования побочных токсичных продуктов.

Во-вторых, серийный выпуск отечественных установок, отвечающих требованиям международных стандартов и способных обеспечить приемлемые технико-эксплуатационные и экономические показатели, позволяет значительно расширить область применения ультрафиолетовой обработки. В - третьих, появилась возможность обеспечения надежного санитарно-эпидемиологического контроля за обеззараженной водой, так как в 1998 году были утверждены методические указания, в которых впервые установлена база облучения, а также определены правила эксплуатации и контроля работы ультрафиолетовых установок, величина базы облучения впервые утверждена в качестве косвенного показателя достижения бактерицидного эффекта.

Умягчение воды

Умягчение подземных вод достигается катионитным методом фильтрования воды через загрузку, способную обменивать катионы кальция и магния на катионы натрия или водорода. Анализ проб воды свидетельствует о превышении предельно-допустимой концентрации по жёсткости. Поэтому в данном проекте предусмотрена дополнительно технология умягчения воды катионированием.

Водонапорные башни

Водонапорные башни предназначены для регулирования подачи и расхода воды и обеспечения необходимого напора в каждой точке сети в любое время суток.

В поселке Бурибай сооружены пять водонапорных башен емкостью бака 0 м³, высотой ствола 12м, диаметром опоры 1420 мм и по типовому проекту 901-5-29, разработанному институтом «ГипроНИИсельхоз» и ЦНИИЭП Госгражданстроя.

Водонапорная башня включает следующие конструктивные элементы: бак (резервуар), ствол или, иначе, несущую конструкцию.

Башня - колонна (ствол) составляется из двух частей, стальной бак сварной, цилиндрической формы, не имеет днища и переходит конической частью (горловиной) в цилиндрическую опору, заполненную водой.

Стальная крыша приваривается на заводе к цилиндрической стенке бака и является диафрагмой жесткости в крыше имеется смотровой люк. На внутренних стенках бака приварены скобы -льдодержатели.

Наружная лестница стальная, с предохранительным ограждением. Внутри башни предусмотрены скобы для спуска обслуживающего персонала при очистке и ремонте башни.

2.2 Определение режима водопотребления и расчетных расходов воды

Максимальный суточный расход, м³/сут

Q_сутmax = K_cymmax *K((g₁*N + q ₂N₂)/1000), (1)

где К_суттах - коэффициент суточной неравномерности водопотреб-ления, К_суттах= 1,3 (1)

К - коэффициент, учитывающий неучтенные расходы и нужды местной промышленности К = 1,2(1)

q₁ - удельное водопотребление для потребителей получающих воду через водоразборные колонки, д₁ =50 л * чел/сут (1) N - расчетное население, пользующееся водоразборными колонками, N = 2000 чел.

q₂ - удельное водопотребление для жителей проживающих в

зданиях, оборудованных местными водонагревателями q₂ = 230 л*чел/сут(1)

N₂- расчетное население, проживающих в зданиях оборудованных местными водонагревателями

Таблица 1 - Сводное водопотребление

Qcymmax= 1,3 * 1,2 ((50 * 2000 + 230*4000)/1000) = 1591,2 м³/сут

Коэффициент максимальной часовой неравномерности:

Кч.тах = α_тах * 1,4 = 1,82 (2)

где α_тах - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, α_тах = 1,3 (1) β_тах - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, β_тах =1,4 (1)

Кч.тах = 1,3 * 1,4 = 1,82

Расчетный часовой расход, м³/ч

Q_чmax = Кч.тах * Qcymmax /24 (3)

Q_чmax = 1,82 * 1591,2/24 = 120,67м³/ч

2.2.1 Определение расчетных расходов на хозяйственно-питьевые нужды

Сосредоточенный расход воды (для бани), м³/ч

Q_соср=, (4)

где g- норма водопотребления, g = 150 л (8)

N - расчетное население, N = 6000 чел

Qcocp =150*8* 6000/10⁶ = 7,2 m³/ч или 172.8 m³/сутки , или 2 л/с

2.2.2 Определение противопожарного расхода

Противопожарный расход, л/с:

Q_пож =g_пож*n_пож+g_вр (5)

гдe g _пож- норма расхода воды на тушение одного пожара, g _пож = 10 л/с п пож - количество одновременных пожаров п _пож - 1(1) g_вр - расход на внутренние пожары, g_вр = 2,5л/с (2)

Q_пож =10*1+2,5=12,5 л/с

2.2.3 Определение расчетных расходов по участкам сети

Удельный расход, л /с*м

Q_уд= (6)

где Σl - сумма длин участков сети, Σl =24145M

Q_уд==0,00127л/см

Путевой расход, л/с

g i =g_уд*l₁

где g_уд - удельный расход, g_уд = 0,00127 л/с l₁ - длина рассматриваемого участка (7)

Расчеты по определению путевых расходов сведены в таблицу 2

Таблица 2 -Определение расчетных расходов по участкам сети

2.3 Трассировка и конструирование водопроводной сети

Первоочередной задачей при проектировании и расчете водоводов и водопроводных сетей является обоснование выбора трасс линий на плане. Трассировку водоводов и сетей производят исходя из условия обеспечения требуемой надежности их работы и наименьшей строительной стоимости. Размещение линий водоводов и сетей зависит от следующих условий:

- местоположения источников водоснабжения, характера планировки населенного пункта или промышленного предприятия, размещения отдельных потребителей воды, формы и размеров жилых кварталов, цехов, зеленых насаждений, расположения проездов и т. п.;

- наличия естественных и искусственных препятствий для прокладки труб (реки, овраги, каналы, железные и шоссейные дороги и т.п.);

- рельефа местности.

На выбор трассы магистральных линий существенное влияние оказывает рельеф местности. Их по возможности следует прокладывать по наиболее возвышенным точкам территории. При соблюдении этих условий наличие достаточных свободных напоров в магистральной сети гарантирует создание достаточных напоров и в распределительной сети, получающей воду от магистральной сети и располагаемой на более низких отметках рельефа. Подобная трассировка магистралей обеспечивает относительно меньшее давление в трубах больших диаметров. Кроме того, выбор трассы магистральных линий зависит от места расположения регулирующих емкостей.

Разработку схемы водопроводной сети населенных пунктов начинают с определения места расположения регулирующей емкости. Затем наносят на план основные линии водопроводной сети с таким расчетом, чтобы они снабжали водой все жилые районы и промышленные предприятия. Из числа линий, расположенных в направлении движения основной массы воды и подающих воду к регулирующим емкостям, назначают магистрали. Они должны быть равномерно распределены на территории населенного пункта, охватывая все наиболее крупные водопотребители. Для надежности водоснабжения по основному направлению прокладывают не менее двух параллельных -магистральных линий на расстоянии 400—800 м. Основные магистрали соединяют перемычками обычно через 600—1000 м. К регулирующим емкостям должна быть предусмотрена подача воды не менее чем по двум линиям.

Выполнив трассировку сети, задают режим подачи воды в нее и определяют расходы воды, поступающие в сеть, а также объемы регулирующих емкостей. Дальнейшая методика расчета и проектирования сети заключается в следующем: намечают расчетную схему отбора воды из сети; задают начальное распределение потоков воды по отдельным линиям сети и находят расчетные расходы воды по участкам; руководствуясь давлением воды, геологическими и другими местными условиями, выбирают материал труб; определяют диаметры труб, потери напора па участках; осуществляют гидравлическую увязку сети, подбор насосов, уточняют первоначально принятые объемы регулирующих емкостей и расходы воды, подаваемой в сеть.

Водопроводная сеть является, как правило, наиболее дорогостоящей частью системы водоснабжения объекта. Она должна удовлетворять основному требованию — бесперебойная подача воды в необходимом количестве к точкам ее отбора под требуемым напором. В соответствии с этим к водопроводным сетям предъявляют следующие требования: герметичность, минимальные гидравлические сопротивления на трение при движении воды в трубах, высокое сопротивление внутренними внешним нагрузкам, длительный срок службы труб и оборудования на сети. Кроме того, водопроводные сети должны удовлетворять требованиям максимальной экономичности.

Трубы, используемые для устройства водопроводных сетей, должны обеспечивать возможность их простого, быстрого и надежного соединения. Они должны быть рассчитаны на давление транспортируемой воды на внутреннюю поверхность, а также иметь необходимую прочность для сопротивления давлению грунта, прогибам от собственного веса и нагрузкам от транспорта.

Важное значение имеет герметичность как самих труб, так и стыковых соединений. Она является необходимым условием успешной и экономичной эксплуатации водопровода. При нарушении герметичности трубопроводов происходят утечки воды, повышаются эксплуатационные затраты, создается опасность загрязнения питьевой воды в результате инфильтрации грунтовой. Кроме того, утечки вызывают размыв грунта, что приводит к серьезным авариям.

В данном проекте приняты полимерные водопроводные трубы по ГОСТу 18599 - 83 Достоинствами труб являются: долговечность, малые сопротивления, малый вес, простота монтажа и демонтажа, санитарная надёжность.

2.4 Гидравлический расчет водопроводной сети

Расчётные расходы воды по участкам сети представлены на схеме отбора воды в л/с - рис. 1

Гидравлический расчет кольцевой сети выполнен с использованием таблиц (3 )Потери напора, м

h = l.2S*q² (8)

где S - сопротивление участка трубы

Рисунок 1- Схема отбора воды (узлы 1-2;1-54;1-53;1-14;1-16)

Рисунок 1- Схема отбора воды (узлы 52-61; 54-55;14-69), продолжение

Рисунок 1- Схема отбора воды (узел 2-3), продолжение

Рисунок 1- Схема отбора воды (узлы 16-18; 18-27; 18-26), продолжение

Рисунок 1- Схема отбора воды (узлы 26-29; 27-32; 29-35; 29-93), продолжение

Рисунок 1- Схема отбора воды (узлы 93-87; 87-92), продолжение

Рисунок 1- Схема отбора воды (узлы 35-36; 73-74), продолжение

Рисунок 1- Схема отбора воды (узлы 76-77;70-71;73-74), продолжение

Рисунок 1- Схема отбора воды (узлы 64-65;69-68;70-71;76-77), продолжение

S=S₀*q (9)

где: Sо - удельное сопротивление, принимаемое в зависимости

от диаметра и материала труб (3 ) q q- расход воды по участку, л/с

Результаты гидравлического расчета сети сведены в таблицу

Таблица 3Гидравлический расчет сети