Водопостачання: загальна характеристика

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Забезпечення водою населених пунктів, промислових та інших об'єктів для задоволення господарсько-питних, промислових та протипожежних потреб називають - водопостачанням. Комплекс споруд, машин і апаратів, які призначені для добування, очищення та подачі води для вказаних потреб називається - системою водопостачання.

Розрізняють наступні види водопостачання: комунальні - постачання водою міст і селищ; сільськогосподарські - постачання водою сільсько- господарських споруд; промислові - постачання водою заводів та фабрик.

За головним призначенням води системи водопостачання ділять на господарсько-питні, промислові та протипожежні.

Господарсько-питні системи водопостачання призначені для задоволення питних, господарсько-побутових і санітарно-гігієнічних потреб населення. Ці системи повинні подавати воду високої(питної) якості.

Промислові системи водопостачання забезпечують водою різні галузі виробництва. Якість води, що подається цими системами визначається потребами виробництва.

Протипожежні системи призначені для подання води на гасіння пожежі.

В сільському господарстві системи водопостачання найчастіше будують об'єднаними, тобто одна система забезпечує господарсько-питні, промислові і протипожежні потреби. Існують також і роздільні системи.

Водопостачання складається із наступних основних процесів: добування води; підняття води і виникнення напору за допомогою насосних станцій; поліпшення якості води на очисних станціях із видаленням з неї різних речовин; транспортування до об'єктів водопостачання і розподіл її між водоспоживачами; регулювання витрат води для вирівнювання нерівномірності водопостачання при допомозі акумулятивних резервуарів. Схема водопостачання в залежності від виду джерела, рельєфу місцевості та інших умов може суттєво змінюватися.

Сільськогосподарське водопостачання на відміну від міського і промислового має свої особливості, які визначаються двома основними факторами: розсіяністю і сезонною циклічністю сільськогосподарського виробництва.

По надійності подачі води системи водопостачання ділять на три категорії.

До найвищої - І категорії - належать системи водопостачання підприємств і великих населених пунктів, де не допускається перерва в подачі води.

До II категорії - належать системи водопостачання підприємств і населених пунктів менше 50 тисяч чоловік, де допускається перерва в подачі води до 5 годин.

До III категорії - належать системи водопостачання сіл з числом жителів 500 чоловік, де допускається перерва в подачі води до 1 години.

Централізоване водопостачання поліпшує санітарно-гігієнічні умови життя населення, позбавляє людей тяжкої праці по доставці води, надає поліпшені умови в побуті.

1. Загальна частина

1.1 Характеристика об'єктів водопостачання

Село Вязовець знаходиться в Червоноармійському районі, Житомирської області. Це село середнє за величиною, з густиною населення 1500 чоловік.

На території населеного пункту розміщені житлові будинки та громадські будівлі. Всі будівлі є одноповерховими. На території населеного пункту розміщено фельшерсько-акушерський пункт і магазин. Біля території населеного пункту розміщена тваринницька ферма, в якій утримують свині,та свиноматок з приплодом.

Населений пункт електрифікований. Поряд з населеним пунктом протікає річка ……… Вулиці населеного пункту озеленені. Однак проблемою являється санітарний стан, який не відповідає сучасним вимогам: не відведено місце для звалища сміття, все сміття скидають в яри.

1.2 Кліматичні умови

Клімат помірно континентальний, зими м'які з похмурою погодою та туманами, середня температура повітря в січні -- 6 градусів, але морози іноді доходять до 30 -- 35 градусів. Ґрунти промерзають до 60 см. Тривалість без морозного періоду 150 -- 170 днів. Весна в першій половині прохолодна, в другій -- тепла. Літо помірно тепле, періоди з ясною та сухою погодою чергуються з дощовими. Температура липня становить + 18 градусів, але в окремі роки досягає +30 градусів. Осінь в першій половині суха, тепла та ясна; в другій -- прохолодна з похмурою погодою. Вітри переважно західні, північно-західні; зимою -- південно-східні, швидкість вітру 3-4 м/сек.. Сніговий покрив 12--30 см.

Шквальні вітри від 20 до 30 м/сек. можуть виникати на всій території району. Окремі пориви вітру досягають до 40 м/сек. Смерчі, як правило, не виникають. Можливі також: сильний дощ з опадами до 50 мм і більше протягом 12 годин, град діаметром до 20 мм, сильні снігопади, морози -- температура повітря -- 35 градусів та нижче.

Середньорічна кількість опадів на території району становить 612 мм, в літні місяці (червень, липень, серпень) при місячній нормі 90 мм, за добу може випасти до 40 мм. Сніговий покрив на території району невисокий (12--30 см) та несталий. Кількість днів з сніговим покровом 90--100 на рік.

1.3 Охорона навколишнього середовища

В сучасних умовах науково-технічного прогресу, коли людина все активніше втручається в природні процеси, охорона навколишнього середовища являється однією із самих гострих і актуальних проблем. Вона носить глобальний характер і її вирішення потребує зусиль усіх людей, які населяють планету.

Проблема охорони навколишнього середовища нерозривно пов'язана із забороною військового чи будь-якого іншого ворожого втручання в природу. За останні десятиліття в результаті діяльності людини відбулося небезпечне для природи Землі забруднення атмосферного повітря, вод світового океану, морів, озер та річок, а також ґрунту і крім цього наближається вичерпання запасів деяких корисних копалин. Все частіше в останні роки обговорюється питання про екологію водних ресурсів, про недостачу води. Головною причиною виникнення водневого дефіциту і скорочення експлуатації ресурсів води є забруднення поверхневих та підземних вод. Забруднення вод відбувається природними продуктами, суспензіями, різними отруйними речовинами(пестицидами та гербіцидами), солями, нафтою та радіоактивними відходами і т.д. Все більший вплив на екологічну рівновагу у водоймах дає сільське господарство - це розорювання нових земель, осушення боліт, вирубування лісів, що призводить до зміни гідрологічного режиму річок, висихання боліт та озер. Швидкий ріст об'ємів застосовування мінеральних добрив, засобів захисту рослин від шкідників, які є отруйними, що зливають у водойми.

По даним ЮНЕСКО в океан щорічно попадає у вигляді різних хімічних з'єднань 6,5 млн.тон фосфору; 2,3 млн.тон свинцю; 320 млн.тон заліза; до 10 млн.тон нафти; сотні тисяч тон пестицидів, а також різних твердих відходів.

Магістральний шлях вирішення водних проблем - це розробка науково-обгрунтованих заходів по системній охороні водних ресурсів, таких як:

1.Дотримання законодавства по питанню використання та охорони води;

2.Збільшення числа підприємств працюючих на зворотному водопостачанні і перехід на без водневу технологію виробництва;

3.Розробка і масове введення ефективних методів очищення стічних вод;

4.Підвищення рівня експлуатаційних систем водопостачання і каналізації;

5.Заборона меліорації, осушення боліт, які порушують гідрологічний режим річок, озер;

6.Розвиток технологій водопостачання в тому числі на базі використання очищених і неочищених стоків;

7.Розвиток біологічних, фізико-хімічних та механічних способів очищення стічних вод.

Послідовна реалізація намічених планів дозволить ефективно вирішити проблему охорони водних ресурсів.

2. Розрахунково-технологічна частина

2.1 Питоме водопостачання

При проектуванні систем сільськогосподарського водопостачання розрахункові витрати води визначаються на основі питомих витрат. Середньодобові питомі витрати за рік одного споживача сільського населеного пункту на його господарсько-питні потреби при забудові будинками, обладнаними внутрішнім водопроводом та каналізацією, визначаються: без ванн -- 125...160 л/добу; з ваннами і місцевими водонагрівачами -- 160...230 л/добу; з централізованим гарячим водопостачанням -- 230...350 л/добу. В населених пунктах, де водокористування здійснюється за допомогою водорозбірних колонок, питомі витрати дорівнюють З0...50 л/добу. Значення питомих витрат води залежать від природних і місцевих умов. Потреби місцевої промисловості та непередбачені витрати враховуються збільшенням питомих витрат води на 5. ..10 %.

Питомі витрати води для худоби, птиці, тварин приймаються згідно з нормативними документами на проектування групових водопроводів сільськогосподарського водопостачання і залежно від їх утримання в особистому чи громадському виробництві (табл. 2.1).

Питомі витрати води на поливання залежать від природних та місцевих умов і дорівнюють для: механізованого миття проїздів та майданів з поліпшеним покриттям -- 1,2...1,5 л/м2 на 1 поливання; механізованого поливання перелічених проїздів та майданів -- 0,3…0,4 л/м2 на 1 поливання; поливання із шлангів тих же проїздів -- 0,4...0,5 л/м2; поливання газонів, квітників -- 4...6 л/м2 на 1 поливання; поливання зелених насаджень -- 3...4 л/м2 на 1 поливання; поливання посадок в ґрунтових зимових теплицях -- 15 л/м2 на добу; поливання посадок в стелажних зимових, і ґрунтових весняних теплицях, парниках всіх типів -- 6 л/м2 на добу; поливання присадибних ділянок -- 3...4 л/м2 на добу.

При відсутності даних про площі проїздів та зелених насаджень, що поливаються, питомі витрати на поливання визначаються 50...90 л/добу на одного мешканця в залежності від кліматичних умов (на півдні більше), забезпеченості водою джерела (менше при малозабезпеченому джерелі), ступеня благоустрою будинків та інших місцевих умов. Кількість поливань призначається: для . північних районів -- одне, для південних--два. Тривалість поливання присадибних ділянок -- З год вранці і З год ввечері. Тривалість поливного періоду і години доби для поливання залежать від місцевих умові при цьому поливання не повинно проводитись в години найбільшого водоспоживання. В розрахунках на одне подвір'я площу поливальних присадибних ділянок приймають не більшою за 0,05 га при коефіцієнті нерівномірності споживання води на поливання 0,4.

Таблиця 2.1. Питомі витрати води на тварин

Назва тварин	Питомі витрати води на 1 голову, л/добу, у виробництві	Назва тварин	Питомі витрати води на 1 голову, л/добу, у виробництві
	особистому	громадському		особистому	громадському
Свині Свиноматки з приплодом Корови Свині Птиця	65 8 0.8	15 60		0,8 - - -	1,5 70 20 60

Питомі витрати води на заправляння та охолодження двигунів сільськогосподарської техніки становлять:, заправляння тракторів або комбайнів -- 1 л/добу на 735 Вт, заправляння автомобілів -- 10 л/добу на 1 т їх вантажопідйомності; робота двигуна внутрішнього згоряння: для системи охолодження без обороту води -- 15...30 л/год на 735 Вт, з оборотом води -- 2,2...4,4 л/год на 735 Вт; робота парового котла -- 15...30 л/год на 10м2 поверхні.

Питомі витрати води на промислові потреби підприємств залежать від типу продукції, що випускається, прийнятої технології, встановленого устаткування тощо. Ці дані дають технологи, але для орієнтовних підрахунків користуються «Укрупненными нормами водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности» (М. : Стройиздат, 1982), які для деяких підприємств зведені в табл. 2.2.

Таблиця 2.2. Питомі витрати вода на промислові потреби на підприємствах

Підприємство	Одиниця	Питомі витрати води, м3/доб
М'ясокомбінат	1 т продукції	10 … 40

2.2 Визначення розрахункових витрат

Розрахункові середньорічні добові витрати води, м3/добу, на господарсько-питні потреби населення

де, - питомі витрати води, л/добу на 1 жителя;

- розрахункова кількість жителів, чол.

Розрахункові добові витрати води, м3/добу:

найбільше водоспоживання

;

найменше водоспоживання

;

де, = 1,3; = 0,7 - коефіцієнти добової нерівномірності водоспоживання.

Розрахункові добові витрати води, м3/добу:

на поливання

на промислові потреби

де, - питомі витрати води на одне поливання, л/м2; - поливна площа, га;

- питомі витрати води на одиницю продукції, м3/добу; - кількість продукції, що випускається.

Розрахункові добові витрати води на фермах і на господарсько-питні потреби тварин в особистому секторі визначаються за формулою (2.1), а розрахункові витрати води за добу найбільшого і найменшого водоспоживання для всіх категорій споживачів -- за формулою (2.2), при цьому =1, =1 (для тварин особистого утримання ці коефіцієнти дорівнюють відповідно 1,3 і 0,7).

Результати визначення добових витрат води зводяться в таблицю з підрахуванням витрат води для кожного типу споживача У подальших розрахунках враховують тих водоспоживачів, які дають найбільші добові витрати води в населеному пункті за літній чи зимовий період.



де, , - розрахункові добові витрати для населеного пункту відповідно за літній та зимовий періоди, м3/доб; - тривалість літнього періоду, діб; - тривалість зимнього періоду, діб.

Погодинні витрати води для кожного типу водо споживачів встановлюються розподілом розрахункових витрат води в добу найбільшого водоспоживання залежно від типового графіка процентного розподілу цих витрат води. В цьому випадку годинні витрати води

де, - розподіл для конкретної години, %.

Процентний розподіл розрахункових погодинних витрат води в добу найбільшого водоспоживання становить:

а) для комунального сектора - залежно від коефіцієнта годинної нерівномірності водоспоживання:

;

;

де, = 1,3; = 0,5 - коефіцієнти, які враховують ступінь благоустрою будинків, режим роботи підприємств та інші місцеві умови; ,- коефіцієнти, які враховують кількість мешканців у будинку (табл. 2.3.); процентний розподіл приймається за дод. 1 залежно від, який беруть найближчим за значенням з таблиці;

б) для тваринницьких ферм - у залежності від типу ферми;

Таблиця 2.3 Значення коефіцієнта в

Коефіцієнт	Кількість мешканців, тис. чол.
	0,5	0,75	1	1,5	2,5	4	6	10	20
	2,5 0,005	2,2 0,07	2 0,1	1,8 0,1	1,6 0,1	1,5 0,2	1,4 0,25	1,3 0,4	1,2 0,5

в) для промислових підприємств приймають рівномірне споживання протягом робочих змін (8, 16 год).

Усі розрахунки зводять у таблицю. Погодинні витрати води всього населеного пункту визначають додаванням погодинних витрат води кожним споживачем. Процентний розподіл всього населеного пункту визначають за формулою (2.6).

Година, на яку припадає найбільше значення погодинної витрати води всього населеного пункту, є годиною найбільшого водоспоживання, а витрати води кожного споживача за цю годину приймаються як розрахункові.

Найбільші секундні витрати, л/с,

де, - найбільші годинні витрати води, м3/год, для всього населеного пункту або окремого споживача.

Витрата води, л/с, великими комунальними підприємствами, які враховані в господарсько-питному водоспоживанні, повинні визначатися окремо при розрахунку мережі:



де, - норми водоспоживання води, л (табл.2.4); - кількість водо споживачів (місць, чоловік тощо).

2.3 Режим водоспоживання

Витрата води в населених пунктах не залишається весь час постійною, а змінюється з часом під впливом природних, соціально-економічних, господарських і технічних факторів. В перші роки після побудови водопроводу середньодобове водоспоживання менше, ніж розрахункове. Але з кожним воно збільшується по мірі збільшення числа водоспоживачів, підвищення благоустрою будинків і населених пунктів.

Впродовж року спостерігаються коливання водоспоживання по сезонах в залежності від агро-кліматичних умов, зміни сільськогосподарських робіт та інших виробничих процесів.

На фоні сезонних змін водоспоживання на протязі всього року спостерігається коливання добових витрат води із значними відхиленнями від середньорічного значення.

Коливання добових витрат залежить від погоди, режиму роботи на виробництві, звичок населення, чергування святкових, вихідних і робочих днів, проведення культурних, спортивних та інших міроприємств.

Впродовж доби також спостерігаються значні коливання годинних витрат, які викликані, з однієї сторони, зміною дня і ночі, розпорядком роботи, а з іншої - випадковими явищами.

Закономірність зміни добових і годинних витрат води вивчають шляхом спостережень, а отримані дані обробляють статичним методом.

Для визначення добових витрат води складають загальний добовий графік витрат води всього населеного пункту в цілому. На осі абсцис такого графіка відкладають години доби (24 години), а на осі ординат - годинні витрати у відсотках від добових витрат. Щоб легше було визначити можливий майбутній розподіл витрат води, при проектуванні використовують дані про розподіл витрат води по годинах доби в аналогічних населених пунктах, що мають водопровід.

Тваринницькі ферми -- молочні, відгодівельні, свинарські, вівчарські та інші є практично у кожному селі. Влітку худобу з молочних, відгодівельних, вівчарських ферм іноді виганяють за межі села. Отже, розраховуючи водоспоживання села, слід враховувати, що ці ферми влітку не потребують води. Різні тварини і ферми протягом доби споживають воду суто за своїм графіком.

Підприємства місцевої промисловості і переробки сільськогосподарської продукції ( молокозавод, хлібозавод, цукрозавод, консервний завод, тощо) працюють в одну зміну. Тому воду найчастіше витрачають протягом робочої зміни, іноді ще півгодини - годину після зміни. Деякі з цих підприємств не працюють в окремі періоди року (так цукрозаводи влітку звичайно не працюють і вода там не витрачається, а консервні -- навпаки). Потреби підприємств у воді складаються з технологічних і господарсько-питних. Режим споживання води на технологічні потреби залежить від устаткування, технології виробництва та інших факторів і встановлюється технологами. Розподіл води за годинами доби на господарсько-питні потреби залежить від належності цехів до гарячих або холодних, тривалості зміни. Крім того, після зміни передбачається приймання працівниками душу. До спеціальних споживачів належать станції технічного обслуговування, механічні майстерні, пасовища.

В даному курсовому проекті розподіл води визначаємо в табличній формі. Приклад розрахунку наводимо в таблиці 2.5. та будуємо графіки (2.1, 2.2.).

Таблиця 2.5. Розподіл добових витрат за годинами доби

Години доби	Населення	Тварини	Виробництво	Сумарна	Ординати інтегральної кривої
	%	м3/год	%	м3/год	%	м3/год	%	м3/год
0-1	1,2	1,17	1,9	3,76	-	-	1,51	4,93	1,51
1-2	1,2	1,17	1,5	2,97	-	-	1,27	4,14	2,78
2-3	1,2	1,17	1,9	3,76	-	-	1,51	4,93	4,29
3-4	1,4	1,37	1,9	3,76	-	-	1,57	5,13	5,86
4-5	2,25	2,20	5,0	9,90	-	-	3,70	12,10	9,56
5-6	3,3	3,23	5,0	9,90	-	-	4,01	13,13	13,57
6-7	5,0	4,89	9,6	19,01	-	-	7,31	23,90	20,88
7-8	7,2	7,04	3,1	6,14	-	-	4,03	13,18	24,91
8-9	7,5	7,34	5,8	11,48	6,25	1,95	6,35	20,77	31,26
9-10	7,5	7,34	4,9	9,70	6,25	1,95	5,80	18,99	37,06
10-11	6,5	6,36	3,4	6,73	6,25	1,95	4,60	15,04	41,66
11-12	6,4	6,26	3,2	6,34	6,25	1,95	4,45	14,55	46,11
12-13	3,7	3,62	4,6	9,11	6,25	1,95	4,49	14,68	50,60
13-14	3,7	3,62	7,8	15,44	6,25	1,95	6,43	21,01	57,03
14-15	4,0	3,91	9,4	18,61	6,25	1,95	7,48	24,47	64,51
15-16	5,7	5,58	5,4	10,69	6,25	1,95	5,57	18,22	70,08
16-17	6,3	6,16	4,6	9,11	6,25	1,95	5,27	17,22	75,35
17-18	6,3	6,16	4,6	9,11	6,25	1,95	5,27	17,22	80,62
18-19	6,3	6,16	7,4	14,65	6,25	1,95	6,96	22,76	87,58
19-20	5,25	5,14	4,0	7,92	6,25	1,95	4,59	15,01	92,17
20-21	3,4	3,33	1,4	2,77	6,25	1,95	2,46	8,05	94,63
21-22	2,2	2,15	1,4	2,77	6,25	1,95	2,10	6,87	96,73
22-23	1,25	1,22	1,2	2,38	6,25	1,95	1,70	5,55	98,43
23-24	1,25	1,22	1,0	1,98	6,25	1,95	1,57	5,15	100,00
	100	97,810	100	197,99	100	31,2	100	327,0

Рис.

Рис.

2.4 Вибір джерела водопостачання

Вибір джерела господарсько-питного водопостачання проводиться на основі санітарних обстежень, топографічних, гідрологічних, гідрохімічних та інших вишукувань. Джерело повинно бути надійним в санітарному відношенні і дозволяти створювати зону санітарної охорони найбільш простим способом. Від джерела багато в чому залежить склад споруд систем водопостачання. Необхідність приведення якості води джерела до вимог споживача потребує внесення в схему системи водопостачання матеріаломістких і дорогих очисних споруд, що часто є вирішальним у відмові від джерела. В усіх випадках джерело повинно задовольняти таким вимогам:

1) забезпечувати необхідну кількість води з урахуванням збільшення питного водопостачання і водоспоживання об'єкта в цілому;

2) безперебійно постачати водою всіх споживачів;

3) мати воду такої якості, яка максимально відповідає вимогам споживачів або може бути очищена найбільш простим і дешевим способом;

4) подавати воду до об'єкта з найменшими витратами коштів;

5) мати таку потужність, при якій відбір води на потреби об'єкта не порушував би складену екологічну систему.

Забезпеченість мінімальних середньомісячних витрат води поверхневих джерел, %, для різних категорій надійності системи водопостачання повинна бути: для І категорії -- не менше 95, для II -- 90, для III -- 85.

Передусім слід використовувати підземні води з високими санітарно-гігієнічними показниками. Таку якість мають артезіанські води. При їх відсутності чи малому дебіті або при низьких фізико-хімічних показниках (вміст заліза більше 20...30 мг/л, велика кількість фтору, висока жорсткість і мінералізація) можливе використання міжпластових безнапірних, ґрунтових, підруслових, шахтних вод. Тільки при неможливості використання всіх перелічених вод створюються умови забору води із поверхневих джерел: рік, каналів, озер, водосховищ тощо. Іноді споруджують спеціальні наливні водосховища з підводом до них води з існуючих рік, каналів. Наливні водосховища необхідні при малих меженних витратах води в ріках і неможливості перекриття русла ріки, сезонно діючих каналах. Останнім часом для підвищення дебіту водозаборів широко використовується штучне поповнення підземних і поверхневих вод. При відсутності прісних вод використовують підземні геотермальні води з температурою не вище 24...2б°С, мінералізовані води, солоні води озер та морів. Однак слід пам'ятати, що опріснення води -- це дуже дорогий захід, та й смакові якості води погані. Тому цю воду слід використовувати тільки в разі крайньої потреби. Вирішальний вибір джерела водопостачання здійснюється на основі техніко-економічного розрахунку, який враховує вартість будівництва і експлуатації всіх споруд системи водопостачання, що розглядаються, а також пов'язаних з конкретним варіантом джерела води та врахованих інтересів інших водоспоживачів: водний транспорт, гідротехнічні споруди, рибне господарство, меліоративні споруди тощо. При оцінці водних ресурсів слід також враховувати:

1) режим витрат і водогосподарський баланс джерела з передбаченням на 15...20 років;

2агресивність води і можливість змін її якості;

3) якісні і кількісні характеристики наносів і сміття, їх режим, перенесення донних покладів, стійкість берегів;

4) наявність вічномерзлих грунтів, можливість промерзання і пересихання джерел, присутність сніжних лавин, селевих та інших стихійних явищ;

5) температуру води і розвиток фітопланктону;

6) осінньо-зимовий режим джерела, умови скресання джерела весною, повені і паводки; І

7) запаси й умови живлення підземних вод, порушення їх поповнення або можливості штучного поповнення.

У цілому для водопостачання малих населених пунктів раціонально використовувати підземні джерела.

Безпосередній забір ґрунтових на господарсько-питні потреби з застосуванням розвідних мереж допускається, якщо якість води задовольняє вимоги ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством», згідно з яким каламутність води не повинна перебільшувати 1,5 мг/л, кольоровість - 20 градусів, запах і присмак - 2 бали, загальна жорсткість - 7 мг * екв/л, колі-індекс - З, нітрати - 10 мг/л, сухий залишок -- 1000 мг/л, хлориди - 350 мг/л, сульфати - 500 мг/л, залізо - 0,3 мг/л тощо. При відсутності розвідних мереж можливе використання води з кольоровістю до 30 градусів, колі-індексом - 10, сухим залишком - 1500 мг/л. З дозволу санітарних та ветеринарних служб для напування тварин можна використовувати джерело, вода якого має підвищену каламутність і кольоровість, але вільна від органічних домішок, мікроорганізмів і запахів, колі-індекс - не більше 10 од/л. Гранична мінералізація (сухий залишок -- хлориди - сульфати - загальна жорсткість) складає для: великої рогатої худоби 2400 - 600 - 800 - 18; свиней 1200 - 400 -600 - 14; коней 1000 - 400 -500 - 15; овець 5000 - 2000 - 2400 - 45. Для молодняка ці показники на 20.... 40 % нижчі. По завданню на курсове проектування якість води в свердловині в основному відповідає ГОСТ 2874-82, крім вмісту заліза - 2,5 мг/л.

2.5 Вибір загальної схеми водопостачання

Від правильного вибору схеми водопостачання залежать надійність постачання водою споживачів та її собівартість. Система водопостачання повинна складатись з водозабірних споруд, споруд поліпшення якості води, насосних станцій, ємкісних споруд (резервуарів-башт), водоводів та водопровідних мереж. Однак в залежності від місцевих умов деякі із споруд можуть не використовуватись чи бути об'єднаними одна з одною, будуватись почергово або окремо для кожного споживача, бути більшими при вищих вимогах до надійності. В сільській місцевості можуть використовуватись централізовані, децентралізовані або комбіновані системи водопостачання.

Система водопостачання за ступенем централізації вибирається залежно від існуючих джерел, розосередженності сільськогосподарських об'єктів водопостачання, наявності діючих споруд, сезонної циклічності сільськогосподарського виробництва, можливих капітальних вкладень, матеріалів, які є в наявності для будівництва. Централізовані системи водопостачання проектуються тільки для перспективних населених пунктів та об'єктів сільськогосподарського виробництва. У цьому випадку вода основній масі споживачів подається по трубопроводах, а далеко розташованим сезонним споживачам вода підвозиться автоцистернами. При цьому водозабірні споруди і споруди підготовки води, насосні станції розраховуються на подачу води всім споживачам. При використанні підземних артезіанських вод схема водопостачання має вигляд, зображений на рис. 2.3. Якщо якість води джерела задовольняє санітарно-гігієнічні вимоги, з схеми виключають станцію очищення води. При цих умовах, але для малих населених пунктів, в схемі може не бути резервуарів чистої води, насосної станції II підняття, водоводів.

2.3 Схема водопостачання з використанням води підземного джерела: 1 - водозабірна свердловина; 2 - водоочисна станція; 3 - резервуари чистої води; 4 - насосна станція II підняття; 5 - водоводи; 6 - водопровідна мережа; 7 - водонапірна башта.

Системи децентралізованого водопостачання забезпечують подачу води кожному споживачеві від самостійного джерела води. Для цього використовують підземні джерела води, з яких забір води здійснюють за допомогою шахтних колодязів, трубчастих колодязів малої глибини, каптажних камер (рис. 2.4). Місткість водонапірних баків "повинна дорівнювати 20 % значення середньодобового водоспоживання. Знезаражування води в таких системах здійснюється за допомогою хлор-патронів з перезарядкою їх один раз на місяць. Водопровідна мережа виконується з пластмасових труб або шлангів. Для включення і виключення насосів передбачають систему автоматики. Децентралізовані системи слабо захищені в санітарному відношенні, хоч і більш дешеві.

2.4. Схема децентралізованого водопостачання одного будинку: 1-- шахтний колодязь; 2 -- насос; 3 -- зовнішня мережа; 4 -- внутрішня мережа; 5 -- водонапірний бак; 6-- житловий будинок; 7 -- літня кухня, лазня; 8 -- бак зберігання води для поливання.

підземний джерело водопостачання

Комбіновані системи застосовуються при реконструкції сільських населених пунктів, коли частина споживачів (як правило, периферійна житлова зона) користується старою децентралізованою системою. Центральна частина селища з громадськими будівлями, промисловим сектором, фермою охоплюється новою, щойно спорудженою системою централізованого водопостачання. Такі системи можна також застосовувати: при дебіті джерела води з будь-якого водоносного пласта, меншому, ніж сумарне водоспоживання; при відстані житлової зони від промислової або ферми більше 3 км; коли для прокладання комунікацій між промисловою і житловою зонами потрібні більші додаткові витрати через складний рельєф місцевості.

Згідно даних курсового проекту вибираємо схему 2.3 “Схема водопостачання з використанням води підземного джерела ”.

3. Гідравлічний розрахунок водопровідної мережі Основна мета та етапи гідравлічного розрахунку

Основна мета гідравлічного розрахунку водопровідних мереж - визначення економічно вигідних діаметрів труб, швидкості і втрат напору на всіх ділянках магістральної мережі.

Розрізняють такі етапи гідравлічного розрахунку: а) підготовка мережі до розрахунку; б) визначення діаметрів труб; в) визначення втрат напору на ділянках мережі; г) ув'язка мережі.

3.1 Трасування водогінної мережі.

Паралельно з вирішенням задачі про вибір основної схеми водопостачання об'єкта повинно вирішуватися питання про конфігурацію водогінної мережі, тобто про розташування магістральних ліній водопроводу, на які покладається в основному робота з транспортування води на території міста. Вирішуючи це питання, варто пам'ятати такі основні вимоги, що повинні бути виконані при виборі траси ліній водогінної мережі:

- забезпечення подачі всім споживачам заданих кількостей води під необхідним напором;

- надійна і безперебійна подача води споживачам як при нормальній

роботі, так і при можливих аваріях на окремих ділянках;

- найменші витрати на будівництво і експлуатацію як самої мережі, так і споруд на ній.

Роботу з трасування мережі варто починати з аналізу чинників, що впливають на обрис її в плані конфігурації території об'єкта водопостачання, його планування (розташування вулиць, проїздів, парків, промислових підприємств, окремих районів), місць розташування на плані найбільш значних споживачів води, місця подачі води в мережу, рельєфу місцевості, цінності і розташування природних і штучних перепон.

Дотримуючись вимог, що ставляться до мережі, і з огляду на фактори, що виливають на її влаштування, потрібно вибирати таке розташування магістралей водогінної мережі, що забезпечувало б можливо меншу її протяжність, найкращі умови прокладання, давало б змогу легко і економічно здійснювати її подальший розвиток, якщо це буде потрібно.

У містах лінії водогінної мережі прокладаються звичайно по вулицях і проїздах, тому обрис міської водогінної мережі в значній мірі визначається цінуванням міста.

При трасуванні магістральної мережі варто виходити з таких міркувань:

- основний напрямок ліній магістральної мережі повинен відповідати головному напрямку руху води по території міста, по цьому напрямку прокладається декілька магістральних ліній, включених паралельно, що забезпечує надійність водопостачання;

- основні транзитні магістралі повинні з'єднуватися між собою перемичками для можливості перерозподілу витрат води між магістралями при зміні режиму роботи мережі або у випадку аварії на окремих лініях;

- кільця, утворені магістралями і перемичками, повинні мати форму, витягнуту уздовж основного напрямку води, а число паралельно працюючих магістральних ліній повинно бути найменшим при відстані між ними 300-1000 м і 200 - 1300 м між перемичками;

- магістральна мережа повинна охоплювати всіх найбільш значних споживачів води, подавати воду до регулюючих ємностей і приймати воду від усіх джерел живлення, в той же час вона повинна бути розташована рівномірно по території міста;

- магістральні лінії мережі повинні прокладатися по найбільш високих позначках території для створення малих напорів у магістралях і достатніх -у розподільній мережі.

При трасуванні водогінних мереж на території промислових підприємств необхідно враховувати, крім зазначених вище положень, також і функціональне призначення мережі. обумовлене особливостями виробництва. Так, якщо на мережу господарсько-питного водопроводу покладаються функції і протипожежні, то ця мережа повинна бути закільцьована, у протилежному випадку вона може бути запроектована і розгалуженою.

Мережа виробничого водопроводу проектується кільцевою, розгалуженою або комбінованою.

При влаштуванні оборотних систем водопостачання в схему виробничого водопроводу повинні включатися водопровідні лінії, що відводять відпрацьовану воду до насосних станцій.

Трасування водогінних мереж як у місті, так і на території промислових підприємств повинно бути ув'язане з трасуванням інших підземних інженерних комунікацій.

3.2 Підготовка мережі до гідравлічного розрахунку

При підготовці мережі до розрахунку її трасують, визначають режим роботи, схеми живлення, питомі витрати ділянок, витрати безперервної віддачі (шляхові), замінюють шляхові витрати вузловими, вибирають матеріал труб.

Після трасування мережі магістральні лінії розбивають на розрахункові ділянки не більш ніж 800 м завдовжки. Початкові і кінцеві точки розрахункових ділянок (вузли) нумерують (1, 2, 3 і т. д.). Вузли намічають у точках відгалуження труб, зосереджених витрат, підключень водоводів до насосної станції і водонапірної башти. Для спрощення розрахунків мереж населених пунктів, витрати споживаної води умовно відносять до одиниці довжини мережі, беручи їх рівномірно розподіленими. Рівномірно розподілена витрата, віднесена до одиниці довжини, називається питомою витратою. Якщо позначити загальну розрахункову (в межах району однієї густоти населення) секундну витрату через (л/с), зосереджені витрати через (л/с), а загальну довжину магістральних ліній в межах того ж району через (м), то питома витрата дорівнюватиме

Матеріал, тип і міцність труб для водопровідних мереж добирають залежно від гідродинамічного тиску в них, зовнішнього тиску грунту, а також від економічних умов будівництва й експлуатації мережі. Передусім для використання рекомендуються неметалеві труби. Використання металевих труб має бути обгрунтовано в кожному окремому випадку.

Знаючи розрахункові витрати на ділянках мережі і матеріал труб, визначають діаметри труб за формулою

де, - розрахункова витрата ділянки, м3/с; - швидкість руху води в трубі, м/с.

У цій формулі два невідомих - і . Визначаючи величину швидкості руху, слід враховувати, що малі швидкості руху ведуть до збільшення діаметра, а великі -- до його зменшення. Перше призводить до збільшення будівельної вартості, а друге -- до збільшення втрат напору в трубах, а тим самим -- і витрат електроенергії на подолання їх, тобто до збільшення експлуатаційних затрат. Тому швидкість руху води треба брати такою, яка б забезпечила мінімальні затрати на будівництво й експлуатацію мережі. Таку швидкість називають гранично економічною. Величина граничної швидкості буває: для труб малого діаметра -- 0,6 - 0,9 м/с; для труб великого діаметра -- 0,9 - 1,5 м/с.

При відомих діаметрах і витратах ділянок мережі визначають втрати напору за формулами гідравліки або таблицями. Найчастіше використовують формулу

де, - питомий опір труби, см2/м3 ( табл..3.1); - розрахункова витрата, м3/с; - довжина ділянки трубопроводу, м.

Таблиця 3.1. Питомі опори водопровідних труб при q, м/с

Діам. умов. проходу, мм	Сталеві труби ГОСТ 10704-76	Чавунні труби	Пластмасові труби
	нові	не нові	нові	не нові
100 125 150 200 250 300 400	119,8 53,88 22,04 5,149 1,653 0,6619 0,1483	172,9 76,39 30,65 6,959 2,187 0,8466 0,1859	276,1 83,61 34,09 7,399 2,299 0,8336 0,2085	311,7 96,72 37,11 8,092 2,528 0,9485 0,2189	323,9 92,47 45,91 5,069 1,308 0,7082 -
500 600 700 800 900 1000	0,04692 0,01859 0,009119 0,004622 0,002504 0,001447	0,05784 0,02262 0,01098 0,005514 0,002962 0,001699	0,06479 0,02493 0,01111 0,005452 0,002937 0,001699	0,06778 0,02596 0,01154 0,005669 0,003047 0,00175	- - - - - -

3.3 Гідравлічний розрахунок водопровідної мережі

При розрахунку кільцевої мережі може бути багато-різних вирішень розподілу витрат по ділянках. У цьому випадку спочатку вибирають диктуючу точку. Диктуюча точка -- це найвища, або найвіддаленіша від водонапірної башти точка мережі. Після вибору диктуючої точки намічають напрямок руху води таким чином, щоб потоки зустрілись у диктуючій точці. Визначають орієнтовно розрахункові витрати на кожній ділянці, починаючи від диктуючої точки, при цьому дотримуються таких правил: алгебраїчна сума витрат води у вузлі дорівнює нулю; окремі лінії мережі мають бути навантажені рівномірно.

Маючи розрахункові витрати і діаметри труб, визначають втрати напору на кожній ділянці кілець. Після цього перевіряють, чи додержується гідравлічна умова: сума втрат нагору на ділянках кільця з рухом води за годинниковою стрілкою має дорівнювати сумі втрат напору на ділянках з рухом води проти годинникової стрілки ().

Оскільки витрати на ділянках мережі брались орієнтовно, а діаметри підібрано, виходячи з економічних міркувань, то сума втрат напору не дорівнює нулю, а становить певну додатну або від'ємну величину , яка називається нев'язкою.

Щоб ув'язати мережу, треба частину взятої на початку розрахункової витрати перекинути з більш навантаженого півкільця на менш навантажене. Після виправлення витрат повторно визначають втрати напору. Розрахунок продовжують доти, поки величина нев'язки не стане допустимою.

Практично мережа вважається ув'язаною, якщо м.

Водопровідну мережу залежно від схеми живлення її розраховують на такі характерні випадки: максимальне водоспоживання; максимальне водоспоживання і пропуск додаткових пожежних витрат; транзит у напірний бак.

Розрахунок на перші два випадки потрібний для всіх схем мережі.

Розрахунок наведено в таблицях 3.2; 3.3; 3.4; 3.5, схемах 3.1, 3.2.

Таблиця 3.2. Вузлові витрати на господарсько-питні потреби

№ вузлів	Ділянки	Питома витрата, л/с*1м	Вузлова витрата в л/с по кому. сектору	Назва зосереджених споживачів	Витрати зосереджених споживачів	Повна вузлова витрата
	ділянки до вузла	довжина до вузла	сума довжини
1	1 - 8	372
			512	0,0012554	0,32	хлібзавод	0,9	1,22
	1 - 2	140
2	2 - 1	140				лікарня, клуб
			294	0,0012554	0,18	дит.садок		0,18
	2 - 3	154				школа
3	3 - 4	130
	3 - 2	154	830	0,0012554	0,52			0,52
	3 - 6	546
4	4 - 3	130				ферма	5,27
			676	0,0012554	0,42			6,15
	4 - 5	546				автопарк	0,46
5	4 - 5	546
			676	0,0012554	0,42			0,42
	5 - 6	130
6	5 - 6	130
	6 - 7	144	820	0,0012554	0,51			0,51
	3 - 6	546
7	6 - 7	144
			470	0,0012554	0,30			0,30
	8 - 7	326
8	1 - 8	372
			698	0,0012554	0,44			0,44
	7 - 8	326
					3,12			9,75

Таблиця 3.3.Гідравлічний розрахунок водопровідної мережі на господарсько-питні потреби

Номер дільниці	Назва дільниці	Довжина l, м	Розрах. л/с	d, мм	V, м/с	A, м3/с	A*l, м3/с*1м	h, м
І	1 - 2	140	14,32	225	1,5	1,308	183,12	+ 0,038	0,111	0,0462
	2 - 3	154	14,14	225	1,5	1,308	201,432	+ 0,04
	3 - 6	546	3,47	160	1,5	5,069	2767,674	+ 0,033
	6 - 7	144	3,47	160	1,5	5,069	729,936	- 0,0088	0,0648
ІІ	3 - 4	130	10,15	160	1,5	5,069	658,97	+ 0,068	0,068	0,091
	4 - 5	546	6,0	160	1,5	5,069	2767,674	- 0,099	0,159
	5 - 6	130	6,42	160	1,5	5,069	658,97	- 0,027
	6 - 3	546	3,47	160	1,5	5,069	2767,674	- 0,033

Таблиця 3.4. Вузлові витрати на пожежу

№ вузлів	Ділянки	Питома витрата, л/с*1м	вузлова витрата в л/с по комун.сектору	назва зосереджених споживачів	витрати зосереджених споживачів	повна вузлова витрата
	ділянки до вузла	довжина до вузла	сума довжини
1	1 - 8	372
			512	0,0012554	0,32	хлібзавод	0,9	1,22
	1 - 2	140
2	2 - 1	140				лікарня, клуб
	2 - 3	154				школа
3	3 - 4	130
	3 - 2	154	830	0,0012554	0,52			0,52
	3 - 6	546
4	4 - 3	130				ферма	5,27
			676	0,0012554	0,42	пожежа	10	16,15
	4 - 5	546				автопарк	0,46
5	4 - 5	546
			676	0,0012554	0,42			0,42
	5 - 6	130
6	5 - 6	130
	6 - 7	144	820	0,0012554	0,51			0,51
	3 - 6	546
7	6 - 7	144
	8 - 7	326
8	1 - 8	372
			698	0,0012554	0,44			0,44
	7 - 8	326
					3,12			19,75

Таблиця 3.5.Гідравлічний розрахунок водопровідної мережі на випадок пожежі

Номер дільниці	Назва дільниці	Довжина l, м	Розрах. л/с	d, мм	V, м/с	A, м3/с	A*l, м3/с*1м	h, м
	2 - 3	154	5,605	225	1,5	1,308	201,432	+ 0,0063
	3 - 6	546	2,005	160	1,5	5,069	2767,674	+ 0,0111
	6 - 7	144	2,005	160	1,5	5,069	729,936	- 0,0029	0,0259
	8 - 1	372	2,745	160	1,5	5,069	1885,668	- 0,0142
ІІ	3 - 4	130	3,08	160	1,5	5,069	658,97	+ 0,0063	0,0063	0,0392
	4 - 5	546	3,1	160	1,5	5,069	2767,674	- 0,0263	0,0455
	5 - 6	130	3,5	160	1,5	5,069	658,97	- 0,0081
	6 - 3	546	2,005	160	1,5	5,069	2767,674	- 0,0111

3.4 Водоводи, їх призначення і розрахунок

Водоводи -- це водопровідні споруди, призначені для подання води від водозабору до об'єкта водопостачання. Вони бувають нагнітально-напірні, самопливно-напірні і комбіновані. У нагнітально-напірні водоводи воду подають насосами, а в самопливно-напірних вона рухається під дією сили тяжіння. У комбінованих частинах водоводу працює як напірна, а частина - як самопливна. Водоводи можуть бути виконані у вигляді штучних русел; каналів, лотоків, трубопроводів. До водоводів ставлять, дві основні вимоги: економічність і надійність подання води споживачам.

Для забезпечення безперебійної роботи водоводи дублюються, тобто прокладаються в дві нитки, які з'єднуються перемичками, що дає змогу виключати на ремонт одну з ділянок водоводу. Кількість перемичок на водоводі можна визначити розрахунком при умові подачі аварійної витрати води.

Дозволяється (при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні) прокладка водоводів і в одну нитку, але в цьому разі необхідно передбачати влаштування в кінці водоводу запасних резервуарів, місткість яких має бути достатньою для водопостачання об'єкта на весь період усунення можливої аварії на водоводі. Водоводи розраховують на максимальну продуктивність насосів, при господарсько-питному водозаборі і перевіряють на. пропуск пожежних витрат. При розрахунку водоводів визначають діаметр їх і втрати напору так само, як і при розрахунку водопровідних мереж.

3.5 Розрахунок і побудова п'єзометричних ліній

Для того щоб вода, яка забирається із зовнішньої водопровідної мережі, могла виливатись з кранів, розміщених на різних висотах (поверхах), у мережі має бути відповідний тиск (напір). Цей напір можна вимірювати п'єзометром. Якщо в будь-якій точці водопровідної мережі поставити п'єзометр, то вода в ньому підніметься на деяку висоту над поверхнею землі, що називається вільним напором. Величина вільного напору - це різниця між п'єзометричною позначкою в даній точці і позначкою землі.

Необхідний мінімальний вільний напір у зовнішній водопровідній мережі об'єкта водопостачання при господарсько-питному водопостачанні визначають за даними СНиП - 31-84 залежно від кількості поверхів забудови: при одноповерховій забудові - 10м, при більшій кількості поверхів на кожен поверх додають 4м, при заборі води з вуличних колонок - 10м.

Для промислових підприємств, сільськогосподарських ферм і комплексів величина вільного напору залежить від вимог виробництва і береться за технологічними характеристиками обладнання. У протипожежних водопроводах необхідний мінімальний напір залежить від способу гасіння пожежі. Забезпечення у водопровідних мережах вільних напорів здійснюється за допомогою насосів, водонапірних башт, а також підземних резервуарів при самопливному надходженні води до місць споживання.

Визначення п'єзометричних позначок у вузлах мережі починають з нанесення на схему усіх розрахункових величин: витрат води, втрат напору, напрям руху води після ув'язки мережі від «диктуючої точки», обходячи всі ділянки контуру. Диктуючою точкою є такий вузол, в якому фактичний вільний напір дорівнює потрібному за умови, що у всіх інших вузлах Нв>Нв.н. Для визначення п'єзометричних позначок для 1-го і 2-го розрахункових випадків рекомендують такий прийом: за диктуючу точку беруть будь-який вузол мережі (бажано з найвищою точкою землі, найбільшим напором і найвіддаленіший від вузла, до якого підключено водоводи), п'єзометричну позначку в якому визначають за формулою:

Пд = Zз.д.+Нн.в.д (3.4.)

де: Zз.д.;Нн.в.д - позначки поверхні землі та необхідний вільний напір у диктуючій точці,м;

У всіх інших вузлах п'єзометричний позначки

П = П1 +(-) hі (3.5)

де: П1 - п'єзометрична позначка на початку ділянки на вибраному напрямку обходу контуру ( для диктуючої точки П1 = Пд , м;

hі - виправлені втрати напору на І-тій ділянці контуру,м.

Знак мінус (-) беруть при русі води проти годинникової стрілки на ділянці, знак плюс (+) - за годинниковою стрілкою.

Вираховуючи вільні напори для всіх вузлів мережі за формулою:

Нв = П - Zд. (3.6).

Визначення та відображення п'єзометричних позначок на господарсько-питні та протипожежні потреби показані на схема 3.3, 3.4 та на профілі.

Якщо для будь-яких вузлів виявляється, що Нв<Нв.н, то диктуючою точкою буде той вузол, для якого величина ДH= Нв.н - Нв буде максимальною. У цьому випадку у вузлах мережі фактичні п'єзометричні позначки

Пф = П +Дhд (3.7)

вільні напори

підземний джерело водопостачання

Нв.д. = Нв + Дhд (3.8)

Визначення п'єзометричних позначок для третього розрахункового випадку починають після обчислення п'єзометричної позначки у вузлі, до якого підключена башта:

ПВ.Б.д = Пв.б.1 + Нр.б.+hВ.Б.1+hв.б.3 (3.9)

де: ПВ.Б..1 - п'єзометрична позначка у вузлі, до якого підключена водонапірна башта для першого розрахункового випадку,м:

НВ.Б.= висота регулюючого об'єму води у башті,м;

hВ.Б.1 та hВ.Б..3 - втрати напору на ділянках, що з'єднують башту з мережею, відповідно для 1-го і 3-го розрахункових варіантів,м.

Величина ПВ.Б.3 - є п'єзометричною позначкою в диктуючій точці для 3-го розрахункового випадку. У всіх інших вузлах мережі п'єзометричні позначки визначають аналогічно як для 1-го і 2-го розрахункових випадків (схеми 3.3. та 3.4.)

Після обчислення п'єзометричних позначок і вільних напорів будуємо профіль за зовнішнім контуром мережі, прийнявши горизонтальний масштаб 1:5000 або 1:2000, а вертикальний 1:500 або 1:200 (профіль).

Труби укладають паралельно поверхні землі з мінімальним нахилом 0,001 у бік випуску на глибину укладання. При плоскому рельєфі нахил допускається зменшувати до 0,0005.

4. Розрахунок напірно-регулюючих споруд

4.1 Розрахунок водонапірної башти

При розрахунку водонапірної башти визначається об'єм бака, а також її висота від поверхні землі до дна бака.

Об'єм бака водонапірної башти, яка обслуговує об'єднаний господарсько-питний водопровід з протипожежним [7, п.9.1],

де - регулюючий об'єм, м3; - протипожежний об'єм, м3.

Регулюючий об'єм води визначається суміщенням графіків водоспоживання й подачі води насосами 2-го підйому, які живлять водопровідну мережу. Цей об'єм може визначатись як графічним, так і табличним способами.

За табличним способом визначаються залишки води в баці башти для всіх годин доби. У випадку, якщо отримують додатні та від'ємні величини залишків води, то повний регулюючий об'єм визначають як арифметичну суму найбільшого додатного і найбільшого від'ємного , залишків у баці, %

При визначенні, графічним способом регулюючого об'єму замість величини і формулі (4.10) беруть значення . Враховуючи саморегулюючу спроможність відцентрових насосів, які живлять мережу, отриману за (4.10) величину регулюючого об'єму необхідно зменшити на 10-15% для мереж з прохідною баштою і на 30-40% для мереж з контррезервуаром [3, с. 120.]. Тоді розрахунковий регулюючий об'єм бака, м3

де, - коефіцієнт зменшення регулюючого об'єму за рахунок саморегулювання насосів, в частках одиниці.

Якщо робота насосів, що живлять водопровідну, мережу, автоматизована, то регулюючи об'єм визначають [3, с. 121] за формулою

де - середня подача насосами, або одного з групи однакових насосів, за проміжок часу між вмиканням і вимиканням, м3/год, - максимальна кількість вмикань насоса/насосів/ протягом години, беруть у межах = 3...6 вмик.

Таблиця 4.1.Визначення регулюючого об'єму бака башти

Години доби	Витрати води із мережі, % Qр.доб	Подача води від насосної станції в мережу, %	Вода, що надходить, % від Qр.доб	Залишок води в баці %
			у бак	з бака
0-1	3,36	2,8	-	0,55	0,97
1-2	2,28	2,8	0,52	-	1,49
2-3	1,90	2,8	0,9	-	2,39
3-4	1,95	2,8	0,85	-	3,24
4-5	2,69	2,8	0,11	-	3,35
5-6	3,06	2,8	-	0,26	3,09
6-7	3,39	2,8	-	0,59	2,50
7-8	5,12	4,85	-	0,27	2,23
8-9	5,41	4,85	-	0,56	1,67
9-Ю	5,59	4,85	-	0,74	0,93
10-11	5,17	4,85	-	0,32	0,61
11-12	5,11	4,85	-	0,26	0,35
12-13	5,04	4,85	-	0,19	0,16
13-14	4,85	4,85	0,0	0,0	0,16
14-15	4,78	4,85	0,07	-	0,23
15-16	5,08	4,85	-	0,23	0,00
16-17	4,75	4,85	0,10	-	0,10
17-18	4,35	4,85	0,50	-	0,60
18-19	4,57	4,85	0,28	-	0,88
19-20	4,50	4,85	0,35	-	1,23
20-21	4,48	4,85	0,37	-	1,6
21-22	4,55	4,85	0,30	-	1,9
22-23	4,40	4,85	0,45	-	2,35
23-24	3,62	2,8	-	0,82	1,53
Усього	100	100	4,8	4,80

Протипожежний об'єм води, який зберігається в баці башти, визначається з розрахунку [7, п.9.5; 3, с. 120] гасіння однієї зовнішньої та однієї внутрішньої пожеж протягом 10 хв з одночасними максимальними витратами води з мережі за формулою, м3;

де, - розрахункові витрати води для гасіння відповідно однієї зовнішньої та внутрішньої пожеж, л/с.

Для прикладу:

Повний об'єм бака:

Після визначення повної ємності бака водонапірної башти за типовими проектами або дод. 10 приймають тип башти, стандартні розміри бака (діаметр бака і його висоту ) , а при їх відсутності розміри бака визначають, враховуючи співвідношення: /=1...3 [1, 3]. Залежно від конструкції бака і за його діаметром визначають:

а) висоту, яку займає протипожежний об'єм, м:

для баків з конічним днищем

(4.6)

де - відповідно, висота (м) і об'єм (м3) конічної частини бака башти; для циліндричних баків

(4.7)

б) висоту регулюючого об'єму води

(4.8)

Наприклад, приймаються дві залізобетонні башти з об'ємами баків по 800 м3, діаметрами по 12,5 м (баки циліндричні) і висотою 6,5 м:

;

.

Загальні об'єми води в баштах та зменшені в два рази, оскільки прийнято дві башти.

Висоту водонапірної башти визначають після того, як будуть відомі п'єзометричні позначки в усіх вузлах мережі при її розрахунку на випадок максимального водовідбору. При цьому висота водонапірної башти

де - п'єзометрична позначка у вузлі, до якого під'єднана башта, м; - втрати напору в трубопроводах, що з'єднують башту з мережею, м.

Наприклад:

Позначка верхнього рівня води в баці протипожежного запасу

;

позначка максимального рівня води в баці

;

Водонапірну башту обладнують стальними трубами для подачі і відведення води, а також переливною для повного спорожнення бака від води і накопиченого мулу(мал. 4.1).

Діаметр труб для подачі і відведення води розраховують залежно від витрат води, які надходять у башту, чи відводяться з неї, а також від допустимої швидкості руху води в них, яку беруть у межах 1... 1,2 м/с.

Діаметр переливного трубопроводу беруть на 2-3 сортаменти менше від діаметра подаючого трубопроводу й розраховують його на різницю витрат води між максимальною подачею і мінімальним відбором.

Діаметр трубопровода для повного спорожнення беруть залежно від місткості бака [7, п.9. 16] в межах 100... 150 мм.