Проведем повторное распределение расходов воды по ветвям кольца I (с учетом переброски части расхода DqI с периферийных частей кольца в центральную часть):
м3/с;
м3/с;
м3/с;
м3/с;
м3/с.
Аналогично для ветвей кольца II
м3/с;
м3/с;
м3/с;
м3/с.
Незначительные изменения расходов воды в отдельных ветвях сети не приведут к существенному увеличению диаметров труб, но вызовут изменения потерь напоров в отдельных кольцах сети.
Пересчитаем потери напоров в водопроводной сети. В кольце I
+1,26 м; sq1-5 = 62,94;
+3,77 м; sq5-4 = 304,05;
+0,66 м; sq4-3 = 214,40;
–5,98 м; sq2-3 = 358,30;
–0,79 м; sq2-1 = 18,61.
Сумма потерь напора в пределах кольца I
1,26 + 3,77 + 0,66 – 5,98 – 0,79 = –1,08 м.
В кольце II
+5,98 м; sq2-3 = 358,30;
–1,88 м; sq2-7 = 142,13;
–3,73 м; sq7-6 = 622,44;
–0,07 м; sq6-3 = 59,65.
Сумма потерь напора в пределах кольца II
5,98 – 1,88 – 3,73 – 0,07 = 0,30 м.
Таким образом, величина потерь напора по линиям кольца I при уточненных расходах воды составила 1,08 м, для кольца II 0,30 м (в среднем – 0,69 м). Полученные значения невязок для обоих колец близки к допустимым величинам (около 1 м) и, следовательно, процесс «увязки» сети на этом можно закончить. В противном случае необходимо было бы вновь откорректировать расходы по линиям колец и повторить расчеты.
Задание 8. Для условий примера 8 выполнить гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети поселка городского типа. Потребность в воде населенного пункта и горно-обогатительного комбината принять по данным расчетов соответствующего варианта задания 1. Водоснабжение поселка будет осуществляться за счет подземных вод линейного водозабора, гидрогеологические условия которого изложены в примере 2.
Вода из двух водозаборных скважин (см. пример 2) подается в водонапорную башню, а из водонапорной башни – в поселок. По кольцевой водопроводной сети вода отводится в дома поселка и транзитом через поселок подается на территорию горно-обогатительного 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.
Требуется:
1. По аналогии с примером 8 задать желательное распределение узловых (Qi) и линейных (qi) расходов воды по кольцевой водопроводной сети.
2. Рассчитать диаметр водоводов и потери напора в них по линиям водозабор – водонапорная башня, водонапорная башня – поселок и поселок – комбинат.
3. Рассчитать диаметры и потери напора всех ветвей кольцевой сети
4. При необходимости провести «увязку» кольцевой водопроводной сети.
5. Определить основные параметры водонапорной башни.
6. Рассчитать напор насоса, необходимый для подачи воды из водозаборных скважин в водонапорную башню, и выбрать марку погружного насоса типа ЭЦВ с учетом его габаритов, производительности и напора.
4. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ДРЕНАЖА
ГОРОДСКИХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
4.1. Особенности расчета дрен при работе дренажа
В промышленном и городском хозяйстве подземный дренаж широко применяют как при освоении обводненных территорий под строительство инженерных сооружений, так и при эксплуатации уже застроенных территорий.
Подтопление территорий может быть вызвано природными и техногенными факторами. Назовем основные:
· инфильтрация ливневых и талых вод в естественных условиях;
· подпор напорных и грунтовых вод в период сезонных и годовых повышений их уровня;
· влияние вод капиллярной каймы зоны аэрации;
· поступление подземных вод со стороны водоразделов или поверхностных водотоков (рек, озер) к территории объекта;
· инфильтрация ливневых и талых вод в грунт на неблагоустроенных территориях, утечка воды из водопроводных сетей и неупорядоченное орошение зеленых насаждений;
Для борьбы с подтоплением территорий применяется подземный дренаж, проводимый с помощью вертикальных скважин и горизонтальных дрен. В процессе осушения городских территорий необходимо понизить статический уровень подземных вод на задаваемую величину – норму осушения hоc. Норме осушения соответствует величина понижения, при которой сдренированный уровень подземных вод располагался бы ниже оснований инженерных сооружений не менее чем на 0,5 м. В зависимости от расположения дренажных сооружений по отношению к защищаемому объекту и «очага» подтопления выделяют систематический, головной, береговой и контурный дренажи [2, 8].
Систематический дренаж представляет собой системы горизонтальных дрен или вертикальных скважин, располагаемых более или менее равномерно по всей дренируемой площади.
Головной дренаж применяется при подтоке подземных вод к объекту со стороны водораздельных участков. Для полного или частичного перехвата подземных вод такой дренаж обычно состоит из горизонтальной дрены, закладываемой по верхней (по отношению к потоку подземных вод) границе дренируемого участка. Береговой дренаж по принципу своей работы аналогичен головному дренажу и предназначен для перехвата подземных вод, фильтрующихся к объекту со стороны реки или водохранилища.
Контурный (кольцевой) дренаж применяют для защиты отдельных инженерных сооружений или участков, на которых располагается группа таких сооружений.
Гидрогеологические расчеты дренажных систем во многом определяются гидрогеологическими условиями участков, защищаемых от подтопления: граничными условиями фильтрационного потока, степенью фильтрационной неоднородности дренируемого пласта и т. п. [2, 5, 7].
Систематический дренаж. Расчет систематического дренажа с помощью горизонтальных дрен совершенного типа сводится к определению оптимального расстояния между дренами, работа которых обеспечивала бы требуемую норму осушения. Для условий безнапорного водоносного горизонта расстояние между дренами [8]
(28)
где h0 – остаточная максимальная мощность водоносного горизонта грунтовых вод, вызванная работой дрен; hд – глубина воды в дрене; k и e – коэффициенты фильтрации и инфильтрации грунтового водоносного горизонта соответственно.
Удельный расход воды, поступающей в дрену (на 1 м ее длины), определяется количеством инфильтрующихся в водоносный горизонт атмосферных осадков:
q = eL. (29)
При этом расход воды, поступающей во всю дрену длиной l,
Q = ql. (30)
Контурный дренаж. Для расчета контурных дренажей промышленных объектов или отдельных участков городской застройки, в случае их реализации в виде контура вертикальных скважин, широко привлекается метод «большого колодца», согласно которому при расчетах защищаемая от подтопления территория заменяется равновеликим по площади фиктивным колодцем радиусом rк.
Для территории, близкой по форме к квадратной,
(здесь F – площадь защищаемой от подтопления территории), для объектов прямоугольной формы
,
где h – коэффициент приведения, меняющийся от 1,05 (при b/a = 0,05) до 1,17 (при b/a = 0,5); b и a – соответственно ширина и длина осушаемой территории.
Суммарный расход дренажных скважин для условий напорной фильтрации
, (31)
где T – коэффициент водопроводимости напорного пласта; S – понижение уровня воды в центре «большого колодца»; R – расчетный радиус влияния откачки.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
