Водоснабжение и инженерная мелиорация (стр. 7 )

Толщину гравийной обсыпки d рассчитаем с учетом того, что она составляет (5¸10)d50. Соответственно d = 10D50 = 10×20 = 200 мм.

Диаметр водоприемной части гравийного фильтра с учетом двойной толщины гравийной обсыпки и диаметра сетчатого фильтра dф

dс = 2d + dф = 400 + 300 = 700 мм.

Анализ гидрогеологических условий участка водозабора позволяет выбрать в качестве гидродинамической схемы для расчета эксплуатационных запасов подземных вод с заявленной водопотребностью комбината Qпотр = Q2 + Q5 = 1763 м3/сут (см. пример 1) схему неограниченного в плане однородного изолированного пласта (схема Тейса). Для этой схемы понижение в одной водозаборной скважине (одиночный водозабор) на конец расчетного срока эксплуатации водозабора

Величина допустимого понижения Sдоп = 35 м (см пример 2); таким образом, Sр < Sдоп и, следовательно, эксплуатационные запасы в количестве 1763 м3/сут будут обеспечены одной водозаборной скважиной.

Принимая расход водозаборной скважины Qпотр = 1763 м3/сут, по формуле (15) рассчитаем длину фильтра lф, предварительно определив по выражению (16) допустимую входную скорость воды в фильтр. Таким образом,

 = 100 м/сут,

 м.

Пропускная способность гравийного фильтра согласно формуле (17)

Qпроп = vdсlф = 100×0,7×19 = 1790 м3/сут > Qпотр = 1763 м3/сут.

2. Диаметр водоводов при заданном расходе (Qс = 1763 м3/сут = = 0,020 м3/с) и выбранной скорости движения воды по трубам v = 1,0 м/с рассчитаем по формуле (21):

 = 0,160 м.

В соответствии со стандартными размерами труб (табл.2) выбираем диаметр водоводов на участке водозабор-комбинат равным 200 мм.

3. Потери напора на участке водозабор – водонапорная башня для стальных водопроводных труб можно рассчитать по формуле (22), приняв при диаметре стальных труб водоводов 200 мм удельное сопротивление s0 = 6,959 с2/м6 (табл.2). Тогда потеря напора на этом участке

 = 4,1 м,

а на участке водонапорная башня – комбинат

 = 1,4 м.

4. Высота водонапорной башни по формуле (24), принимая при этом величину свободного напора Hсв = 22 м:

Hб = 22,0 + 1,4 + 5,0 = 28,4 м.

Емкость бака башни, обеспечивающей минимально необходимый запас воды в сутки (с учетом пожарного запаса Qпож = 150 м3/сут), согласно выражению (25):

Wб = 0,04×1763 + 150 = 221 м3.

Тогда диаметр бака башни согласно (26)

 = 7,2 м,

а высота бака hб = 0,75dб = 0,75×7,2 = 5,4 м.

5. Напор насоса, обеспечивающий подачу воды из скважины в водонапорную башню, по формуле (27)

Hнас = Sрасч + hст + hв-б + Hб + (zб - zв) =

= 15,4 + 35 + 4,1 + 28,4 + 3 = 85,9 м.

6. С учетом производительности скважины (73,5 м3/ч), расчетного напора (85,9 м) и диаметра эксплуатационной колонны скважины (400 мм) выбираем погружной насос типа 2ЭЦВ12-160-100.

Задание 7. Решить задачу, аналогичную предложенной в примере 6, с учетом исходных данных заданий 1 и 2.

водопроводной сети" align="left" width="433 " height="23"/>

Пример 7. Выполнить гидравлический расчет тупиковой водопроводной сети из стальных труб, оборудуемой в поселке городского типа (рис.3). Вода, отбираемая из двух водозаборных скважин, первоначально подается в водонапорную башню, а из водонапорной башни – в поселок, где производится отбор воды на хозяйственно-питьевое водоснабжение, благоустройство поселка и пожаротушение. По центральной магистральной линии поселка вода также транзитом подается на территорию горно-обогатительного комбината, где разбирается на хозяйственно-питьевое водоснабжение в горячих и холодных цехах и на технологические нужды комбината. Поселок оборудован одноэтажными зданиями. Самым высоким сооружением на комбинате является четырехэтажное здание цеха обогащения полезного ископаемого.

Расстояние от группового водозабора подземных вод до водонапорной башни rв-б = 2500 м, от башни до поселка rб-п = 100 м, а от поселка до обогатительного комбината rп-к = 500 м.

Разность абсолютных отметок основания водонапорной башни над устьем скважин водозабора 10 м, а цеха обогащения комбината над основанием башни 3 м.

Потребное количество воды для водоснабжения поселка и комбината принять по результатам расчетов примера 1, геолого-гидрогеологические условия участка водозабора см. в примере 2.

Длина веток магистральных линий следующая:

Линия	1-2	2-3	1-4	1-5	5-6
Длина линии li, м	250	300	400	200	250

Требуется:

1. С учетом расходов воды, пропускаемых по водоводам водозабор – башня, башня – поселок и поселок – комбинат, рассчитать диаметр водоводов и потери напоров при движении воды в них.

2. Рассчитать удельные, путевые и расчетные расходы воды, протекающие в пределах поселка по отдельным магистральным линиям водопроводной сети, принимая, что отбор воды по этим линиям равномерный.

3. С учетом расчетных расходов воды рассчитать диаметры водопроводных труб по всем магистральным линиям водопровода.

4. Определить потери напора при движении воды по водоводам и магистральным линиям.

5. Рассчитать основные параметры водонапорной башни с учетом необходимого пожарного запаса воды в баке башни (150 м3/сут).

6. Рассчитать напор и выбрать марку насоса, необходимого для подъема воды из водозаборных скважин и последующей подачей ее в водонапорную башню.

Решение. 1. Расчет диаметра водоводов и магистральных линий водопроводной сети проведем по формуле (21). При расчете диаметров водоводов примем расход воды в водоводах водозабор – водонапорная башня и водонапорная башня – поселок равным общей потребности в воде поселка и комбината (см. пример 1): Qобщ = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 5760 м3/сут (0,067 м3/с), а по водоводу поселок – комбинат Q2 + Q5 = 1763 м3/сут (0,020 м3/с).

Диаметр водоводов по линиям водозабор – водонапорная башня и водонапорная башня – поселок будет одинаковым. При выбранной скорости движения воды в трубах v = 1,0 м/с

 = 0,292 м (300 мм*),

диаметр водовода по линии поселок – комбинат

 = 0,160 м (200 мм).

2. Зная длину магистральных линий L = l1-2 + l2-3 + l1-4 + + l1-5 + l5-6 = 1400 м и общий расход воды, поступающей в водопроводную сеть поселка Qобщ = 5760 м3/сут, удельный расход воды в системе магистральных линий вычислим по формуле (18): qуд = 5760/1400 = 4,1 м2/сут на 1 м длины магистрали.

Путевые расходы воды по отдельным веткам магистральных линий согласно формуле (19) следующие:

Qпут.1-2 = qудl1-2 = 4,1×250 = 1025 м3/сут;

Qпут.2-3 = qудl2-3 = 4,1×300 = 1230 м3/сут;

Qпут.1-4 = qудl1-4 = 4,1×400 = 1640 м3/сут;

Qпут.1-5 = qудl1-5 = 4,1×200 = 820 м3/сут;

Qпут.5-6 = qудl5-6 = 4,1×250 = 1025 м3/сут;

Расчетные расходы по линиям магистралей определим по зависимости (20):

Qр.1-2 = 0,5Qпут.1-2 + Qпут.2-3 = 0,5×1025 + 1230 = 1742,5 м3/сут (0,020 м3/с);

Qр.2-3 = 0,5Qпут.2-3 = 0,5×1230 = 615 м3/сут (0,007 м3/с);

Qр.1-4 = 0,5Qпут.1-4 + (Q2 + Q5) = 0,5×1640 + 1763 = 2583 м3/сут (0,030 м3/с);

Qр.1-5 = 0,5Qпут.1-5 + Qпут.5-6 = 0,5×820 + 1025 = 1435 м3/сут (0,017 м3/с);