XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Задача проекта - это обоснование выбора источника водоснабжения для посёлка Виноградный расположенный в Темрюкском районе Краснодарского края.

Использование подземных вод для водоснабжения имеет преимущество перед поверхностными. Система водоснабжения с забором подземных вод экономически выгоднее систем с поверхностными источниками – не требуется строительства очистных сооружений для улучшения качества воды. Выбор места водозабора и размещения сооружений производят, исходя из гидрогеологических и геологических условий, природных особенностей конкретного района на основе технико-экономического обоснования.

Водозаборные скважины (трубчатые колодцы) в водоснабжении называют буровыми скважинами, предназначенными для добывания воды. Делятся на совершенные, несовершенные, артезианские.

Водозаборные скважины широко применимы в системе водоснабжения. Для сельскохозяйственного водоснабжения скважины бурят в основном диаметром 150 – 400 мм и глубиной от 300 до 500 м.

Расчёт водопотребления.

Состав и количество водопотребителей

При выполнении расчёта водопотребления населенных пунктов всех водопотребителей нужно разделить на 3 сектора:

коммунальный сектор;

животноводческий сектор;

производственный сектор.

Расчет количества необходимой водопотребителю воды является очень важной задачей при проектировании систем водоснабжения.

Значения о водопотребителях и их количество вносят в таблицу 3.1.

Таблица 2.1 – Расчет среднесуточного расхода воды

№ п/п	Водопотребители		Единица измерения	Количество водопотребителей, п	Нормы водопотребления,	Средний суточный расход,
1	2		3	4	5	6
Коммунальный сектор
1	Население, живущее в домах, оборудованных внутренними водоводами и канализацией без ванн	1 житель		2020	240	484,8
2	Население, получающее воду из колонок	1 житель		960	50	48,0
3	Полив зеленых насаждений	1 житель		1540	70	102,8
4	Свиньи в личном пользовании	1 голова		280	15	4,2
5	Коровы в личном пользовании	1 голова		210	100	21,0
6	Утки и гуси в личном пользовании	1 голова		300	2	0,6

Продолжение таблицы 2.1
7	Куры в личном пользовании	1 голова		1000	1	1,0
8	Больница	1 койка		85	250	20,3
9	Баня	1 посетитель		95	180	16,6
10	Детский сад	1 ребенок		115	21,5	2,24
11	Парикмахерская	1 раб.место/см.		6	56	0,34
12	Магазин продовольственный №1	1 работающий в смену		4	250	1,0
13	Магазин продовольственный №2	1 работающий в смену		3	250	0,75
14	Административное здание	1 работающий		35	12	0,42
15	Школа	1 учащийся		250	10	2,5
16	Итого по коммунальному сектору						717,51
Животноводческий сектор
17	Коровы молочные (МТФ) №1		1 голова	1000	100	100,0
19	Коровы молочные (МТФ) №2		1 голова	900	100	90,0
20	Итого по животноводческому сектору						190,0
Производственный сектор
21	Винзавод		1 т прод-ции	16	12 м3/сут	192,0
23	Итого по производственному сектору						192,0
24	Всего по 3-м секторам						1099,51

Расчет среднесуточных расходов

Среднесуточный расход в каждой группе водопотребителей рассчитывается по формуле:

, (2.1)

где – среднесуточный расход группы водопотребителей, м³/сут; – количество водопотребителей на конец расчетного периода;

– суточная норма водопотребления, л/сут.

Данные вносим в таблицу 2.1. Сумма среднесуточных расходов групп водопотребителей - это среднесуточный расход каждого сектора. Исходя из данных таблицы 3.1, рассчитывают среднесуточные расходы коммунального сектора ( , м³/сут).

Среднесуточный расход посёлка рассчитывается как сумма среднесуточных расходов всех секторов.

Режим водопотребления

Для того чтобы система водоснабжения надежно обеспечивала потребителей водой в любое время года, ее рассчитывают по наибольшему расходу с учетом коэффициента суточной неравномерности .

Максимальные суточные расходы секторов определяются по формуле (2.2)

, (2.2)

где – максимальный суточный расход соответствующего сектора, м³/сут;

– средний суточный расход соответствующего сектора, который берется из таблицы 2.1.

Рассчитываем максимальные суточные расходы каждого из секторов пос. Виноградного:

;

;

.

Максимальный суточный расход поселка Виноградного будет определяться по формуле (2.3)

, (2.3)

где – максимальный суточный расход, м³/сут.

Рассчитываем максимальный суточный расход поселка Виноградного:

.

Средний часовой расход поселка Виноградного определяется по формуле (2.4)

, (2.4)

где – средний часовой расход м³/сут.

– максимальный суточный расход м³/сут.

Определяем средний часовой расход поселка Виноградного:

Необходимо определить, как распределяется вода по часам суток в процентах от общего конкретного расхода. Для этого просчитываются коэффициенты секторов β_К, β_Ж и β_ПР, которые указывают, какую часть составляет расход сектора от расхода всего поселка. Коэффициенты секторов определяются по формуле (2.5)

(2.5)

где – максимальный суточный расход данного сектора, м³/сут;

– максимальный суточный расход.

Определяем коэффициенты каждого из секторов посёлка Виноградного:

;

;

.

Точность вычислений заключается в том, что сумма найденных коэффициентов должна быть равна 1,00, то есть

Дальше необходимо найти максимальный секундный расход в целом и соответствующие ему расходы по секторам.

Результаты расчётов ординат приведены в графе 9 таблицы 2.2.

Таблица 2.2 – Типовая таблица распределения воды по часам суток поселка Виноградного Темрюкского района

Часы суток	Часовое водопотребление									Суммарная ордината часового водопотребления		Ордината интегральной кривой
	Коммунальный сектор		Животноводческий сектор			Производственный сектор
	в % от собственного расхода	в % от общего расхода		в % от собственного расхода	в % от общего расхода		в % от собственного расхода	в % от общего расхода
1	2	3		4	5		6	7		8		9
1	0,75	0,502		3,10	0,551		4,17	0,633		1,688		1,688
2	0,75	0,502		2,10	0,373		4,17	0,633		1,510		3,198
3	1,00	0,670		1,90	0,338		4,17	0,633		1,642		4,840
4	1,00	0,670		1,70	0,302		4,17	0,633		1,606		6,446
5	3,00	2,010		1,90	0,338		4,17	0,633		2,982		9,428
6	5,50	3,685		1,90	0,338		4,17	0,633		4,657		14,085
7	5,50	3,685		3,30	0,587		4,17	0,633		4,906		18,992
Продолжение таблицы 2.2
1	2	3		4	5		6	7		8		9
8	5,50	3,685		3,50	0,623		4,17	0,633		4,941		23,933
9	3,50	2,345		6,10	1,085		4,17	0,633		4,064		27,998
10	3,50	2,345		9,10	1,619		4,17	0,633		4,598		32,597
11	6,00	4,020		8,60	1,530		4,17	0,633		6,184		38,781
12	8,50	5,695		2,90	0,516		4,17	0,633		6,845		45,626
13	8,50	5,695		3,30	0,587		4,17	0,633		6,916		52,543
14	6,00	4,020		4,30	0,765		4,17	0,633		5,419		57,962
15	5,00	3,350		4,80	0,854		4,17	0,633		4,838		62,800
16	5,00	3,350		2,90	0,516		4,17	0,633		4,500		67,300
17	3,50	2,345		10,00	1,78		4,16	0,632		4,757		72,057
18	3,50	2,345		4,80	0,854		4,16	0,632		3,831		75,889
19	6,00	4,020		2,90	0,516		4,16	0,632		5,168		81,058
20	6,00	4,020		3,10	0,551		4,16	0,632		5,204		86,262
21	6,00	4,020		2,60	0,462		4,16	0,632		5,115		91,377
22	3,00	2,010		6,50	1,157		4,16	0,632		3,799		95,176
23	2,00	1,340		5,30	0,943		4,16	0,632		2,915		98,092
24	1,00	0,670		3,40	0,605		4,16	0,6323		1,907		100
Итого	100%	67,0		100%	17,8		100%	15,2		100		100

Определение максимального расхода воды водопотребителями поселка Виноградного.

Максимальный секундный расход в целом поселка Виноградного, определяется по формуле (2.6)

(2.6)

где – максимальный секундный расход л/с;

– максимальное значение суммарной ординаты часового водопотребления, %.

Определяем максимальный секундный расход поселка Виноградного

.

Максимальные секундные расходы по секторам определяются по формулам (2.7); (2.8); (2.9)

; (2.7)

; (2.8)

. (2.9)

где – значения ординат коммунального, животноводческого и производственного секторов соответственно, взятые в% от общего расхода.

Определяем максимальные секундные расходы воды поселка Виноградного по секторам:

;

;

.

После расчетов необходимо осуществить проверку максимальных секундных расходов исходя из условия (2.10)

(2.10)

Расчёт объёмов гравийной засыпки в затрубное пространство

После установки фильтра, для создания прифильтровой зоны необходимо выполнить засыпку песчаной смеси в межтрубное пространство на глубину от забоя скважины до башмака эксплуатационной колонны.

Определяем объем засыпки прифильтровой зоны:

где – объем засыпки прифильтровой зоны, м³;

– эксплуатационный диаметр обсадной колонны, 273 мм;

– диаметр фильтра, 220 мм;

– глубина, от забоя скважины до эксплуатационной колонны, 34,4м.

Материал обсыпки должен быть однородным. Согласно пособию к СНиП 2.04.02-84, определяем диаметр частиц обсыпки: d₅₀= 10 мм.

Размеры отверстий фильтра конструктивно принимаем равными 1,25∙d₅₀, где d₅₀ – средний размер частиц водоносного горизонта, 1 мм.

Определяем размеры отверстий фильтра:

Теперь нам необходимо проверить выполнение условия, чтобы выяснить правильно мы подобрали параметры фильтра или нет:

Проверка:

Условие выполняется, параметры фильтра подобраны верно.

Источником водозабора поселка Виноградного является ГУП «Таманский групповой водопровод». Источником водозабора ГУП «Таманский групповой водопровод» является река Казачий Ерик. Водозабор осуществляется насосной станцией 1 подъема, берегового типа, оборудованный насосными агрегатами: НС 1 подъема на р. Кубань - 6 агрегатов; НС на р. Казачий Ерик - 4 агрегата. На насосной станции 1 подъема производится первичная обработка воды путем введения реагента ВПК- 402. Вода от насосной станции 1 подъема на р. Кубань подается по водопроводу Ду – 800мм, от насосной станции на р. Казачий Ерик по водоводам Ду – 700мм и Ду – 500мм до станции очистки воды.

Станция очистки воды включает в себя блок фильтров и отстойников, реагентное и хлорное хозяйства, резервуары чистой воды. Станция очистки воды представляет собой комплекс сооружений из вихревого смесителя, камеры реакции, горизонтальных отстойников, скорых фильтров и реагентного хозяйства для хранения и дозировки вводимых реагентов. На станции очистки воды вода подвергается химической обработке и обеззараживанию хлором.

В современных условиях требуется комплексный подход к решению задач водоснабжения, учитывающий интересы различных групп потребителей, рациональному ее использованию, предусматривающий разработку мероприятий по охране источников водоснабжения от загрязнения и истощения, использующий научно обоснованные нормы водопотребления, разработку маловодных и безводных технологических процессов, совершенствование водного законодательства. В данном проекте проведет расчёт водопотребления посёлка Виноградный, обоснован выбор подземного источника водоснабжения и рассчитаны основные параметры водозаборной скважины

Код для цитирования: Скопировать