3.4. Трассировка кольцевой сети. Требования к сети

Водопроводная сеть является одним и основных элементов системы водоснабжения (наряду с насосными станциями, водоводами, напорными и безнапорными, регулирующими и запасными емкостями) и должна удовлетворять следующим основным требованиям:

- обеспечить подачу заданных количеств воды к местам ее потребления под необходимым напором;

- обладать достаточной степенью надежности и бесперебойности снабжения водой потребителей.

При коэффициенте часовой неравномерности К_час=1,1÷1,25 возможна схема работы водопроводной сети без водонапорной башни.

При коэффициенте часовой неравномерности К_час ≥1,25 принимается чаще всего схема водоснабжения с водонапорной башней. В зависимости от рельефа местности схемы делятся на два вида (рис. 18 и 19).

Рис. 18. Схема водоснабжения с контррезервуаром или промежуточное расположение башни

Рис. 19. Схема водоснабжения с расположением напорно-регулирующей емкости в начале сети

Регулирующий объем регулирующей емкости (башня и т.д.) обычно составляет в интервале 2,5÷3 % и 5÷6 % от суточного потребления воды городом при ступенчатой работе насосных агрегатов насосной станции и 8 - 15 % при одной ступени работы.

Для определения ёмкости бака составляется таблица суммарных расходов хозяйственно-питьевой воды города.

Выбирается режим работы НС (график) и подбираются 2 режима:

- час максимального водопотребления: в котором максимален процент воды, расходуемый населением города;

- час максимального транзита: определяется как час с максимальным процентом поступления воды в бак.

По участку 4-11 город условно делим на 2 района. Схема приведена на рис. 20 с длинами участков.

Рис. 20. Схема наружной водопроводной сети

Запишем сумму длин для первого и второго районов, она составит

м.

м.

Так как обычно рассчитывается только магистральная сеть, то в ΣL входят длины только магистральных линий. В ΣL не следует включать длины магистралей, которые служат только для транспортирования, а не для раздачи воды, например, линий, идущих по незастроенной и не подлежащей застройке территории, по мостам, по площадям и т.д. Определяем удельный расход, приходящийся на 1 м длины сети. Он складывается из хозяйственно-питьевого расхода в расчётный час, полива улиц и зелёных насаждений:

, л/(см), (3.14)

где j - район города;

Q_х/п, Q_пол/ул, Q_{зел/нас} - определяются для j-го района города в определенный режим работы сети для конкретного часа суток.

Далее определяются путевые расходы умножением длины участка на соответствующий удельный расход. Для примера рассмотрим узел (или т. 12).

Приведенный узловой - полусумма приведенных путевых расходов (см. рис. 21).

.

К сосредоточенным узловым расходам относятся расходы от промышленных предприятий, коммунально-бытовых предприятий и административных зданий.

Рис. 21. Пояснение приведения расходов к узловым

Для определенного режима (max в/п или max транзит) сосредоточенные расходы извлекаются из суммарной таблицы в/п для часа, соответствующего рассматриваемому режиму (м³/ч → л/с). И в том узле, в котором идёт отбор, прибавляется сосредоточенный расход.

Далее считается сумма (сосредоточенного и приведенного путевого расходов).

Сумма всех путевых расходов и расходов, сосредоточенных в отдельных точках (крупные потребители), должна равняться полному расходу, подаваемому в сеть в расчетный момент.

После подсчета суммы , где n - количество узлов (n=13 в примере) проверяются условия:

1. для часа максимального водопотребления выполняется условие

(3.15)

(если башни нет, то будет только насосная станция Q_н-с);

2. для часа максимального транзита определяется выполнение условия

. (3.16)

Рис. 22. Схема предварительного потокораспределения в режиме максимального водопотребления:

цифры в кружках - узлы; цифры над чертой - узловые расходы;

цифры над (под) участками - расчетные расходы, предварительные

Представлены три расчётных случая (максимальное водопотребление, транзит и максимальное водопотребление + пожар).

Расчётный режим максимального водопотребления:

исходные данные: расход башни Q_б = 12 л/с.

Сумма узловых расходов:

ΣQ_узл= 10+5+7+7+5+7+8+9+10+5+4+11+12=100 л/с.

Из условия формулы (3.15) определяем

Таблица 9

Определение узловых расходов (пример программирования таблицы в редакторе Excel)

1

Номер узла

Номер участка

Длина участков, м

Удельные расходы

Путевые расходы

Узловые расходы

2

час max в/п, л/см

час max тр, л/см

час max в/п, л/с

час max тр, л/с

Час max в/п

Час max транзита

3

Сосредото-ченный, л/с

Приведенные путевые к узловым, л/с

Суммарный расход узла, л/с

Сосредоточенный, л/с

Приведенные путевые к узловым, л/с

Суммарный расход узла, л/с

4

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

5

1

1--2

200

qуд^Imax в/п

qуд^Imax тр

=D5*C5

=E5*C5

=сумм (F5:F6)/2

=H+I

=сумм (G5:G6)/2

=L+K

6

1--11

300

qуд^Imax в/п

qуд^Imax тр

=D6*C6

=E6*C6

7

2

1--2

200

qуд^Imax в/п

qуд^Imax тр

=D7*C7

=E7*C7

=сумм (F7:F9)/2

=H+I

=сумм (G7:G9)/2

=L+K

8

2--3

250

qуд^Imax в/п

qуд^Imax тр

=D8*C8

=E8*C8

9

2--12

300

qуд^Imax в/п

qуд^Imax тр

=D9*C9

=E9*C9

10

……

11

12

12

2--12

300

qуд^Imax в/п

qуд^Imax тр

=D12*C12

=E12*C12

=сумм (F12:F15)/2

=H+I

=сумм (G12:G15)/2

=L+K

13

11--12

200

(qуд^I+qуд^II) 2

(qуд^I+qуд^II) 2

=D13*C13

=E13*C13

14

12--4

300

=D14*C14

=E14*C14

15

12--13

350

qуд^IImax в/п

qуд^IImax тр

=D15*C15

=E15*C15

16

13

6--13

50

qуд^IImax в/п

qуд^IImax тр

=D16*C16

=E16*C16

=сумм (F16:F18)/2

=H+I

=сумм (G16:G18)/2

=L+K

17

12--13

350

qуд^IImax в/п

qуд^IImax тр

=D17*C17

=E17*C17

18

13--9

50

qуд^IImax в/п

qуд^IImax тр

=D18*C18

=E18*C18

Σ J

Σ M

Примечания: 1. Буквенное обозначение строк в первом столбце соответствует нумерации строк в таблицах Excel.

2. Буквенное обозначение столбцов соответствует нумерации столбцов в таблицах Excel.

3. В столбцах F – M указаны формулы для программирования ячеек.

Рис. 23. Схема начального потокораспределения на случай максимального водопотребления плюс пожар