Проект гидрогеологического обоснования условий организации водоснабжения хозяйственно-питьевого и технического назначения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Иркутский государственный технический Университет

Факультет геологии, геоэкологии и геоинформатики

Кафедра гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии

Пояснительная записка

К курсовому проекту на тему: «Проект гидрогеологического обоснования условий организации водоснабжения хозяйственно-питьевого и технического назначения»

Составил: студент группы РГс 06-1

Потемкин А.В.

Проверил: Диденков Ю.Н.

Иркутск 2008

Содержание

водоснабжение водозабор проходка оборудование

Введение

Задание

Техническое задание

Общая часть

Источник водоснабжения

Системы и схемы водозабора

Специальная часть

Расчет суточной потребности в воде

Выбор типа и определение производительности водозабора

Способ проходки и техническая характеристика используемого оборудования при сооружении водозабора

Выбор типа водоподъемного оборудования

Способ проходки лучевого водозабора

Обоснования и характеристика методов улучшения качества питьевой воды

Организация и содержания ЗСО

Заключение

Список используемой литературы

Графическое приложение

Введение

Водоснабжение представляет собой комплекс мероприятий по обеспечению водой потребителей (население, производственные предприятия, сельскохозяйственные предприятия).

Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населенный пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде требуются громадные ее количества, измеряемые в миллионах кубических метрах в сутки. Выполнение этой задачи, а так же обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требуют тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях.

Задание

Рассчитать конструкцию лучевого водозабора, расположенного под дном открытого водоема и работающего с производительностью, равной заявленной потребности, при следующих исходных данных: l=60 м; k-85 м/сут; H=9 м; h=0,5 м; d=1,0 м; Т=7 м.

Вода обладает повышенным содержанием радиоактивных веществ.

Техническое задание

Определить суточную потребность в воде объекта водоснабжения, имеющего две зоны жилой застройки и соответствующие им характер санитарно-технического оборудования зданий:

1 Зона, площадью 70 га, застроена зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с ваннами и централизованным горячим водоснабжением.

Плотность населения 120чел/га.

2 Зона, площадью 90 га, застроена зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией, без ванн.

Плотность населения 80чел/га.

Поливная площадь в городе: улиц 18 га, газонов 9 га, парков 12 га.

В городе находятся 2 промышленных предприятия: А и Б.

Количество выпускаемой продукции по предприятиям: А - 6 т/сут, Б - 18 т/сут.

Типы цехов: А -холодный;

Б - горячий;

Группы производственных процессов по санитарной характеристике: А - Пв; Б - 1б.

Количество всех работающих: А -120 чел.

Б - 150 чел.

Число рабочих, принимающих душ, (% от общего количества):

А -80%; Б - 60%.

На каждом предприятии работают в 3 смены; количество выпускаемой продукции и число рабочих равномерное.

Общая часть

Источник водоснабжения

Основные требования, предъявляемые к источнику водоснабжения:

Обеспечение получения из источника необходимого количества воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта (30%).

Обеспечивать бесперебойное снабжение водой потребителя.

Источник должен давать воду необходимого качества.

Обеспечивать подачу воды с наименьшей затратой средств.

Обладать такой мощность, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экосистему.

Выбираем в качестве источника водоснабжения подземные воды, так как от поверхностных вод они отличаются:

Защищенностью от загрязнения (особенно артезианские);

Малой мутностью;

Меньшим содержанием органических веществ;

Но подземные воды также могут иметь:

Повышенную минерализацию;

Большую жесткость;

Возможное содержание микрокомпонентов влияющих на организм человека.

Исходя из требований СанПин 2.1.4.1074-01., за исключением повышенного содержания пестицидов, вода может быть использована для хозяйственно-питьевых целей.

Системы и схемы водоснабжения

Выбираем систему водоснабжения с использованием подземных вод.

По способу подъема воды - нагнетательную (вода потребителю подается насосами);

По назначению - хозяйственно-бытовые и производственные;

По охвату потребителей - централизованные;

По характеру использования воды - прямоточные.

Схема водоснабжения с использованием подземных вод приведена в приложении 2, на котором цифрами обозначены:

Эксплуатационный водоносный горизонт;

железобетонный шахтный колодец;

горизонтальные лучи;

Эксплуатационный погружной насос

Всасывающие отверстия насоса;

Обслуживающий павильон;

Очистные сооружения;

Резервуар чистой воды;

Насосная станция второго подъема;

Напорные водоводы;

Объект водоснабжения;

Водопроводная сеть;

Водонапорная башня.

Специальная часть

Расчет суточной потребности в воде

1 Зона застройки: 190чел/га-120га, значит 190*120 = 22800чел.

Водопотребление на 1 жителя в среднем составляет от 230-350л/сут, значит, количество воды для жителей 1 зоны застройки составит:

22800*300=6840000л/сут=6840м³/сут.

2 Зона застройки: 50чел/га-90га, значит 90*80=4500чел.

Водопотребление на 1 жителя в среднем составляет от 125-160л/сут, значит, количество воды для жителей 1 зоны застройки составит:

4500*140=630000л/сут=630м³/сут.

Расход воды на поливку составит:

Q_n=10((12*0,35)+(6*5)+(13*3,5))= 10 * 79,7 = 797 м³/сут.

Предприятие А (Меховая фабрика):

Количество выпускаемой продукции в сутки составляет 6 тонн, а удельный расход воды на одну тонну составляет от 150м³, значит, количество используемой воды в сутки будет равно:

Q = 6 * 150 = 900 м³/сут.

Всего работают 120 человек в 3 смены, значит 120: 3 = 40чел/смен.

На 1 человека приходится 25 литров воды, так как тип цеха холодный, значит,

Q=120*25*3=9000л/сут = 9,0 м³/сут.

Расход воды на одну душевую сетку составляет:

Q=375*3=1125л/сут.

80% от 40 человек в смену принимают душ, значит 32 человек.

Расчетное количество человек на одну душевую сетку составляет -5, получаем:

32:5=6 душевых сеток.

Количество воды в 3 смены составит:

Q=1125*6=6750л/сут=6,8 м³/сут.

Общий расход воды на предприятии А за сутки составит:

Q=900+9+6,8=915,8м³/сут.

Предприятие Б (Рыбозавод):

Количество выпускаемой продукции в сутки составляет 18 тонн, а удельный расход воды на одну тонну составляет от 15м³, значит, количество используемой воды в сутки будет равно:

Q=18*15=270 м³/сут.

Всего работают 150 человек в 3 смены, значит 150: 3 = 50чел/смен.

На 1 человека приходится 45 литров воды, так как тип цеха горячий, значит,

Q=150*45*2,5=16875л/сут=16,9м³/сут.

Расход воды на одну душевую сетку составляет:

Q=375*3=1125л/сут.

60% от 50 человек в смену принимают душ, значит 30 человек.

Расчетное количество человек на одну душевую сетку составляет -7, получаем:

30:7=4душевых сеток.

Количество воды в 3 смены составит:

Q=1125*4=4500л/сут=4,5 м³/сут.

Общий расход воды на предприятии Б за сутки составит:

Q=270+16,9+4,5=291,4 м³/сут.

Суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды для двух зон составит:

Q_{сут. сред}.= 6840+630=7470м³/сут.

Q_{сут. мах}=7470*1,1=8217 м³/сут.

Q_{сут. мin}=7470*0,8=5976 м³/сут.

Всего суточная потребность в воде для города составит:

Q_{среднее} = 7470+797+915,8+291,4?9474м³/сут.

Q_мах=8217+797+915,8+291,4?10221м³/сут.

Q_min=5976+797+915,8+291,4?7980м³/сут.

Увеличиваем Q_max на 30% на перспективу развития, и получаем:

Q_з.п. = 13287м³/сут.

Выбор типа и определение производительности водозабора

Q = , где

Н - превышение горизонта воды в водоеме над дном водосбора;

h₀ - глубина наполнения водой фильтровой трубы, считая от ее дна, м.

Q = м³/сут, где

h₀ = Т + h =7 + 0,5 = 7,5м.

Так как фильтровая труба находится на некоторой глубине от дна водоема, то:

Б = ;

Б=

Тогда n = , значит

лучевой водосбор будет состоять из двух лучей.

Способ проходки и техническая характеристика используемого оборудования при сооружении водозабора

Горизонтальные скважины (фильтровые лучи) устраивают из стальных труб диаметром 80-250 мм и длиной 5-80 м с дырчатой или щелевой перфорацией. В отдельных случаях встречаются лучевые водосборы с телескопическими лучами длиной более 100 м. Лучи сооружают методом горизонтального бурения (методом продавливания). Трубопровод каждого горизонтального луча снабжается специальной головкой, имеющий наружный диаметр больше диаметра обсадных труб. В водоносный пласт трубы задавливаются винтовыми или гидравлическими домкратами. Для этого применяется также виброударные, вращательные и другие виды бурения. Толщину стенок стальных обсадных труб принимают в пределах 8-12 мм. Для сохранения прочности фильтровых труб их скважность не должна превышать 20%. Выпускные концы горизонтальных скважин (устья лучей) должны находиться выше дна шахты не менее чем на 1-2 м и снабжается задвижками, водомерами и манометрами. При длине более 60 м лучи, как правило, выполняют телескопическими с уменьшением диаметра труб от шахты к головке луча.

В стенках шахты при ее сооружении оставляют лучевые гнезда, количество которых должно быть в два раза больше числа горизонтальных скважин на случай замены их или дополнительной прокладки для увеличения производительности лучевого водосбора.

При производительности лучевого водосбора до 150-200 л/с шахту проектируют односекционной, а при большей производительности в ней предусматривают две секции. В служебном павильоне размещают электродвигатели, механизмы управления задвижками и другое оборудование. Насосы для подъема воды размещаются в шахте.

Выбор типа водоподъемного оборудования

Так как заявленная потребность в воде составляет 13287 м³/сут и предполагаемый насос ЭЦНВ 16-360-180 по своим техническим характеристикам не способен реализовать такое количество воды, проектом предусматривается создания дубликата лучевого водозабора, что позволит обеспечить потребителей водой в нужном количестве.

Способ проходки лучевого водозабора

Для обеспечения нужной глубины погружения водоподъемного оборудования исходя из S_доп =3,5м, шахтный колодец будет проходится до глубины 7м. На глубине 2м от дна шахтного колодца предполагается пройти два восстающих луча длиной 15м каждый. Диаметр стальных труб 250мм с дырчатой перфорацией (приложение 1).

Обоснование и характеристика методов улучшения качества питьевой воды

Для улучшения качества подземных вод и удаление из них радиоактивных веществ будут использоваться следующие методы:

Метод коагулирования воды - дает большой и постоянный дезактивирующий эффект при повышенных дозах реагентов, если радиоактивные вещества находятся в коллоидном состоянии или адсорбированы на природных грубодисперсных примесях.

Метод сорбции радиоактивных ионов на взвешенных в воде веществах или на активированном угле с последующим их осаждением.

Организация и содержание зоны санитарной охраны

Санитарная охрана источников питьевого водоснабжения осуществляется путем организации на водозаборах зон санитарной охраны.

Проекты зон санитарной охраны подземных источников водоснабжения составляют после проведения специальных изысканий на местности, имеющие цель выяснить гидрогеологические условия района - направление и скорость подземного стока, условии и районы его питания, возможные источники загрязнения подземных вод, наличие нарушений почвенных слоев.

Поскольку положение границ отдельных поясов ЗСО прямо завися от степени естественной защищенности подземных вод, то прежде всего должна быть дана оценка защищенности от загрязнения подземных вод продуктивного водоносного горизонта.

По степени естественной защищенности подземных вод от поверхностного загрязнения оцениваемые участки недр могут быть разделены на 3 группы:

1. надежно защищенные - напорные и субнапорные водоносные горизонты, перекрытые выдержанными слабопроницаемыми глинистыми отложениями.

2. условно защищенные - безнапорные водоносные горизонты при мощности зоны аэрации более 8-10м при наличии в разрезе этой зоны прослоев слабопроницаемых глинистых и суглинистых пород, а также напорные и субнапорные водоносные горизонты, перекрытые невыдержанными слабопроницаемыми глинистыми пластами с гидрогеологическими и литологическими окнами в них.

3. незащищенные - безнапорные водоносные горизонты с небольшой мощностью зоны аэрации при отсутствии в ее разрезе слабопроницаемых отложений, а также горизонты, получающие при эксплуатации питание из рек или прямой гидравлической связи поверхностных и подземных вод.

Принципиально для одиночных водозаборов как и всех водозаборов подземных вод ЗСО должна организовываться в составе 3-х поясов: первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения эксплуатационных скважин с целью защиты скважины от случайного или умышленного повреждения и загрязнения.

Второй и третий пояса (пояса ограничений) включают территорию, на которой должен быть установлен специальный режим хозяйственной деятельности для предупреждения загрязнения воды подземных источников.

Как правило, водозаборы подземных вод располагаются вне территории промышленных предприятий и жилой застройки; расположение эксплуатационных скважин в их пределах возможно только при специальном гидрогеологическом обосновании.

Для одиночных водозаборов, большинство которых расположено в пределах жилой застройки или на территориях промышленных предприятий, особенно важно установление 1-го пояса ЗСО, размеры которого зависят от степени защищенности от загрязнения.

При эксплуатации защищенных подземных вод граница 1-го пояса устанавливается на расстоянии не менее 30м от водозаборной скважины; для недостаточно защищенных вод - не менее 50м.

Для одиночных водозаборов из защищенных подземных вод допускается возможность сокращения размеров 1-го пояса при специальном гидрогеологическом обосновании и согласовании с местными органами санэпиднадзора.

При определении границ второго и третьего пояса следует учитывать, что приток подземных вод из эксплуатируемого водоносного горизонта к водозабору происходит только из области питания водозабора, форма и размер которой в плане зависят от:

1. гидрогеологических параметров пласта, структуры и клона подземного потока, условий его питания и дренирования;

2. величины расхода водозабора и понижения уровня воды;

3. схемы водозабора.

Кроме того загрязнение, как уже отмечалось, может поступать через перекрывающие эксплуатируемый горизонт отложения, что также следует учитывать при определении границ 2-го и 3-го пояса ЗСО, которое, как правило, определяется гидродинамическими расчетами, либо по карте гидроизогипс путем оконтуривания области питания одиночного водозабора.

Граница второго пояса должна определяться из расчета, что микробное загрязнение, которое может поступать в пласт за пределами зоны строгого режима, не достигает водозабора в течении 400 суток в недостаточно защищенных водоносных горизонтах, 200 суток (I и II климатические пояса) и 100 суток (III климатический пояс) в защищенных водоносных горизонтах. При определении границ 3-го пояса следует исходить из того, что химическое загрязнение не достигнет расчетного водозабора в течение срока эксплуатации водозабора, на который выдана лицензия.

Заключение

Средняя суточная потребность в воде для данного города, имеющего две зоны жилой застройки и два предприятия, составляет, в среднем,13287 м³/сут. В качестве источника водоснабжения использованы подземные воды. Водозабор состоит из двух шахтных колодцев с 4 горизонтальными лучами. Питьевая вода после проведения мероприятий по уменьшению жесткости воды отвечает требованиям СанПин 2.1.4.1074-01.

Список литературы

Абрамов Н. Н. Водоснабжение. М., Стройиздат, 1982. 440 с.

Проектирование водозаборов подземных вод. Под ред. Ф. М. Бочевера. М., Стройиздат, 1976. 292 с.

Николадзе Г. И. Технология очистки природных вод. М., Высшая школа, 1987. 479 с.

Справочник по бурению скважин на воду. Д. Н. Башкатов. М., Недра, 1979, 560 с.

Размещено на Allbest.ru