Текст
                    

А. А. ЛУКИНЫХ, H. А. ЛУКИНЫХ КАНАЛИЗАЦИЯ К- 'ПРИМЕРЫ И РАСЧЕТЫ СЕТИ И НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ) Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности «Водоснабжение и канализация» ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ Москва — 1964 г.
В учебном пособии даются решения и расчеты, не- обходимые для проектирования канализации города (сети и насосных станций). Все технико-экономические расчеты и целый ряд решений по схеме канализации даются применительно к конкретному объекту — горо- ду с двумя основными промышленными предприятиями: кожевенным заводом и хлопчатобумажным комбинатом. Пособие предназначается для студентов инженерно- строительных институтов и инженеров-проектировщиков.
ПРЕДИСЛОВИЕ Принятая XXII съездом КПСС новая Программа комму- нистического строительства уделяет большое место вопросам благоустройства городов и рабочих поселков, ' предусматривает обеспечение их водопроводом и канализацией и проведение систе- мы мероприятий по дальнейшему оздоровлению водоемов. Это потребует в течение ближайших 10—20 лет еще большего повы- шения объемов и темпов строительства канализаций. В связи с этим приобретают несомненную актуальность задачи рацио- нального проектирования канализации, решение которых позво- ляет создать экономичные системы. В настоящее время издано много квалифицированных учебни- ков, учебных пособий, справочников по канализации, а также мо- нографий, брошюр и статей по отдельным вопросам этой области техники. Однако в большинстве этих работ уделяется недостаточ- ное внимание вопросам проектирования канализации и практиче- скому приложению теоретических положений. Не всегда можно оценить ряд предложений без проверки путей их непосредствен- ного проектирования. Настоящее учебное пособие создается впервые и имеет целью показать студентам, инженерам и техникам конкретное примене- ние теоретических положений в практике проектирования. Для то- го, чтобы взаимосвязь всех элементов расчета канализации была более наглядной, большая часть примеров и расчетов дана при- менительно к одному основному объекту — городу с двумя про- мышленными предприятиями. Все замечания и пожелания по книге просьба направлять в «Стройнздат» по адресу: Москва, К-12, Третьяковский проезд, д. 1.

Раздел первый КАНАЛИЗАЦИОННАЯ СЕТЬ Глава I ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАНАЛИЗАЦИИ В нашем социалистическом государстве строительство и раз- витие населенных мест (городов и поселков) осуществляется по генеральным проектам планировки, а промышленных предприя- тий — по генеральным планам. В свою очередь, проектирование канализации городов произ- водится на основе генерального проекта планировки, предусмат- ривающего развитие населенного места на расчетный период (10—-20 лет), а также на первую очередь, т. е. ближайшие 5 лет. Проектирование канализации промышленных предприятий осу- ществляется в соответствии с генеральным планом, предусматри- вающим развитие полной мощности промышленного предприятия и строительство предприятия по очередям. При проектировании используются: обзор развития и народно- хозяйственное значение объекта канализования, сведения по рай- онированию и развитию (промышленности; данные о климате, во- доемах, которые могут служить приемниками сточных вод, о рель- ефе местности, грунтах и грунтовых водах с анализами последних; данныего существующем и расчетном населении и распределении его по территории; данные о застройке, промышленности, общест- венных и коммунальных зданиях, о характере благоустройства, санитарной оценке местности и водоемов, строительной, сырье- вой, энергетической и сельскохозяйственных базах. При проектировании промышленных канализаций необходимо иметь данные о количестве и составе образующихся сточных вод, режиме их сброса в канализацию, числе рабочих дней и продол- жительности работы в течение рабочего дня, численности рабочих и служащих с распределением их по сменам и цехам (холодным и горячим). Для составления проекта канализации необходимы следующие графические .материалы: карта района расположения объекта ка- нализования с окрестностями в радиусе 25—30 /слг в М 1 :25000— 1 : 100 000, генеральный план в М 1 :5000— 1 : 10 000 для городов
и в М 1 : 2000— 1 : 1000 для поселков и промышленных предприя- тий с горизонталями через 0,5; 1,0; 2,0 м в зависимости от релье- фа местности; продольные и поперечные профили улиц и площа- дей, по которым возможно трассирование канализационной сети, в М 1:200—1:500; типовые решения внутриквартальной плани- ровки с указанием -этажности, материала застройки и оборудова- ния зданий санитарно-техническими устройствами; планы и от- метки вертикальной планировки, железнодорожных линий, под- земных коммуникаций и уровней воды в водоемах, схема и оче- редность застройки кварталов. Кроме того, должны быть матери- алы съемки площадок, предназначенных для расположения на- сосных станций и очистных сооружений в М 1:200—1:500 или 1:1000; мест пересечения канализационными Линиями водоемов, железных дорог и мест выпуска сточных вод в водоем в М 1 : 100— 1 :200; съемки по трассам основных и главного коллекторов в М 1 : 2000. При реконструкции канализации необходимы исполнительные чертежи существующей канализации. Проектирование канализации производится в соответствии с действующими нормами и техническими условиями: «Строитель- ные нормы и правила» (СНиП), гл. П-Г-2 (1] и СНиП П-Г. 6-62;. «Санитарные нормы проектирования промышленных предприя- тий Н 101—54» [2]; «Правила охраны поверхностны^ вод от за- грязнения сточными водами» № 372-61» [3]; «Указания Госстроя СССР по проектированию наружной канализации промышленных предприятий», ч. I, СН 173—61 [4] *. Может также потребоваться использование справочных [5 и 6] и литературных материалов, освещающих опыт проектных, на- учно-исследовательских институтов и научно-исследовательских отделов и лабораторий городских канализаций, высших техниче- ских учебных заведений. Проектирование систем канализации обычно ведется в две стадии: проектное задание и рабочие чертежи. В виде исключе- ния для некоторых объектов проектирование может осуществлять- ся в три стадии, т. е. с составлением также технического (проекта. Глава II ВЫБОР СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ Выбор системы канализации (общесплавной, полной или не- полной раздельной) производится на основе технико-экономиче- ских соображений и санитарных требований, зависящих от сово- купности местных условий. В соответствии с указаниями СНиП П-Г. 6-62 применение об- щесплавной системы канализаций целесообразно в следующих случаях: * Части II и III составляются.
при наличии на территории ка/олизования или вблизи ее вод- ных протоков с расходом не менее 5 мъ1сек\ при величине q2o до 80; при малом колйчестве (до двух-трех) районных насосных станций с небольшой высотой подъема сточных вод; при небольшой длине загородного коллектора или возможнос- ти устройства в его начале ливнеспуска с коэффициентом разбав- ления до 2; , при возможности применения лишь механической очистки для части сточных вод во время сильных дождей. При отсутствии перечисленных факторов выбор системы кана- лизации следует производить на основании технико-экономическо- го и санитарно-гигиенического сравнения вариантов общеоплавиой и раздельной системы. Подобное сравнение приведено в примере 1. Пример 1. Для города N с благоприятным рельефом местности обосновать выбор системы канализации при величине д2о =100 и при отсутствии необхо- димости очистки сточных вод. На основании схематически разработанных вариантов общесплавной и полной раздельной систем канализации после расчетов получены основные по- казатели, которые сведены в табл. 1. Таблица 1 Основные показатели по вариантам общесплавной и полной раздельной системам канализации Показатель Полная раздельная система Обще- производ- ственно- бытовая ливневая сплавная система Площадь объекта капализовапия, га . ... . Характер рельефа Общее протяжение уличных сетей, км . . . . Затраты па строительство, % Эксплуатационные расходы, % 700 | • 700 Благоприятный 50 | 25 100 100 700 60 85 75 В табл. 1 строительная стоимость и эксплуатационные расходы при пол- ной раздельной системе приняты за 100%. Как видно из таблицы, строительная стоимость и эксплуатационные расхо- ды при общесплавной канализации меньше, чем при полной раздельной. По- этому, если требуется одновременное строительство обеих сетей раздельной ка- нализации, следует принять общесплавную систему канализации, тем более, что стоимость строительства внутриквартальных сетей при общесплавной системе, как правило, меньше стоимости строительства при полной раздельной системе. При устройстве насосных станций и очистных сооружений не- обходимо учитывать при сравнении’» вариантов дополнительные расходы, связанные с их строительством и эксплуатацией.
Глава III РАСЧЕТНЫЕ РАСХОДЫ СТОЧНЫХ ВОД ГОРОДА И ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Расчетные расходы бытовых вод города Q определяют, исхо- дя из числа жителей 77, нормы водоотведения qt: и режима водо- отведения, характеризуемого коэффициентом неравномерности К, т. е.: Q = N-qH-K. (Ш-1) Расчетный расход производственных сточных вод Qn опреде- ляют, исходя из количества потребляемого сырья или выпускае- мой продукции 77, удельного расхода qy (на единицу продукции) сточных вод и коэффициента неравномерности водоотведения К: Qn = n-qy.K. (Ш-2) Нормы водоотведения бытовых вод в городах, согласно «Строи- тельным нормам и правилам», принимаются в зависимости от характера благоустройства зданий. Они приведены в табл. 2. Таблица 2 Нормы водоотведения бытовых сточных вод Характер оборудования зданий санитарно-техническими устройствами Среднесуточное водоотведе- ние на 1 чел. в л СНиП П-Г-2 СНиП П-Г. 6-62 1 2 3 Внутренние водопровод,канализация и централь- ное горячее водоснабжение 160—210 275-400 Внутренние водопровод, канализация и ванны с газовыми колонками 140—170 180—230 То- же с дровяными колонками 85—120 150—180 Внутренние водопровод и канализация без ванн, по при газификации 65—100 130—160 Внутренние водопровод и канализация без ванн 50—90 125—150 Без водопровода и канализации, сброс в кана- лизацию стоков сливными станциями и комму- нально-бытовыми предприятиями (бани, пра- чечные и др.) 15—25 25 Примечания; 1. Нормами предусмотрено водоотведение из жилых до- мов и общественных зданий за исключением санаториев, домов отдыха и пи- онерских лагерей. 2. Выбор норм водоотведения в пределах, указанных в каждом из пунктов таблицы, должен производиться в зависимости от климатических и других местных условий. 3. При учете перспективного развития канализации (на 20—25 лет) нормы водоотведения следует принимать по табл. 2 с коэффициентом 1,15. 4. Нормы водоотведения для отдельных населенных мест (города-курорты и т. д.) могут быть увеличены в соответствии с принятыми для этих городов нормами водоотведения.
Нормы водоотведения бытовых вод от отдельных жилых и об- щественных зданий при необходимости их учета как сосредоточен- ных расходов определяют по нормам водоотведения, приведенным в табл. 1, СНиП ПТ., 6-62. Для определения расходов бытовых и душевых сточных вод промышленных предприятий нормы водоотведения принимают в соответствии с данными табл. 4, СНиП П-Г. 6-62 и табл. 2 Н-101-54. Расходы производственных сточных вод определяют на осно- вании технологических данных или по удельным расходам. Дан- ные удельных расходов по ряду производств приведены в Указа- ниях Госстроя СССР по проектированию наружной канализации промышленных предприятий [4]. Режим водоотведения учитывается коэффициентами суточной Кс и часовой К,( неравномерности или графиками колебания рас- ходов сточных вод по часам суток. Коэффициент суточной неравномерности Кс есть отношение максимального суточного расходам СТОЧНЫХ ВОД «Знаке. сут к среднесуточному расходу за год Qcp. Сут' Кс = (Ш-3)- Qcp. сут Коэффициент часовой неравномерности К,,—это отношение максимального часового расхода «Знаке. час к среднечасовому расходу сточных вод в сутки максимального водоотведения Qcp. час • кч = ^.макс. час Qcp. час (Ш-4) Зная эти коэффициенты, можно выразить максимальный суточ- ный расход «Знаке, сут через среднесуточный Qcp. Сут: «Знаке, сут = Кс • Qcp. сут (Ш-5) и максимальный часовой расход QMai<c. час через среднечасовой в сутки наибольшего водоотведения: «Змакс. час — Кч ' Q,P. час (Ш-6) Подставив в выражение (4) значение среднечасового расхода Q' (?макс. сут , „„ ср. час — --— 5 имеем: 24 — $макс. ехчп /ттг макс, час — 1\ч -----—--* (111-/у Далее, подставив значение «Знаке, сут, из выражения (3) по- лучим: QwaKc. час — Кс • Кч -ср^~^~г— = f(o . QCJ) час . (Ш-8)
где Ко = Кс • Кч— общий коэффициент неравномерности; Qcp. час— средний часовой расход (за год). Qcp.4ac = B^^L (Ш-9) Секундные расходы воды среднего q и максимального <7маКс определяют по формулам: По Строительным нормам и правилам П-Г-2 и П-Г. 6-62 общий коэффициент неравномерности притока бытовых сточ- ных вод-для расчета канализационной сети следует принимать в зависимости от величины среднего расхода, приведенного в табл. 3. При промежуточных значениях величины среднего рас- хода сточных вод коэффициент неравномерности определяют ин- терполяцией. Для ускорения расчетов при определении общего коэффициен- та неравномерности с точностью до 0,01 можно пользоваться табл. 4, составленной нами, исходя из данных табл. 3. Таблица 3 Общий коэффициент неравномерности притока бытовых сточных вод для расчета сети На производственных предприятиях коэффициент суточной неравномерности принимают равным единице (/(с=1). При этом считается, что предприятие работает на полную производствен- ную мощность. Для бытовых сточных вод промышленных предприятий часо- вой коэффициент .неравномерности принимают равным 3, а для цехов со значительным тепловыделением—2,5; для душевых вод— равным 1 за время принятия рабочими душа. * Цифры в знаменателе здесь и в других графах соответствуют СНиП П-Г. 6-62.
Таблица 4 Значения общего коэффициента неравномерности притока бытовых вод для расчета сети по СНиП П-Г, 6-62 qcp в л/сек Ко Qcp в л/сек Ко Qcp в л/сек Ко Q ср в л/сек Ко 5 2,20 14 1,93 70 1,66 220 1,39 5,33 2,19 14,33 1,92 75 1,65 240 1,38 5,67 2,18 14,67 1,91 80 1,64 260 1,37 6 2,17 15 1,90 85 1,63 280 1,36 6,33 2,16 16,5 1,89 • 90 1,62 300 1,35 6,67 2,15 18 1,88 95 1,61 320 1,34 7 2,14 19,5 1,87 Юо 1,60 340 1,33 7,33 2,13 21 1,86 Ю5 1,59 360 1,32 7,67 2,12 22,5 1,85 НО 1,58 380 1,31 8 2,11 24 1,84 115 1,57 400 1,30 8,33 2,10 25,5 1,83 120 1,56 420 1,29 8,67 2,09 27 1,82 125 1,55 440 1,28 9 2,08 28,5 1,81 130 1,54 460 1,27 9,33 2,07 30 1,80 ч 135 1,53 480 1,26 9,67 2,06 32 1,79 140 1,52 500 1,25 10 2,05 34 1,78 145 1,51 560 1,24 10,33 2,04 36 1,77 150 1,50 620 1,23 10,67 2,03 38 1,76 155 1,49 680 1,22 11 2,02 40 1,75 160 1,48 740 1,21 11,33 2,01 42 1,74 165 1,47 800 к 20 11,67 2,00 44 1,73 170 1,46 890. 1,19 12 1,99 46 1,72 175 1,45 980 1,18 12,33 1,98 48 1,71 180 1,44 1070 1,17 12,67 1,97 50 1,70 185 1,43 1160 1,16 13 1,96 55 1,69 190 1,42 1250 1,15 13,33 1,95 60 1,68 195 1,41 И 13,67 1,94 65 1,67 200 1,40 более Коэффициенты часовой неравномерности /<„ для производст- венных вод определяют' на основе режима технологических про- цессов или по указаниям СН 173—61 [4]. Колебания расхода сточных вод по часам суток изображают в виде'таблиц или графиков. При проектировании канализации промышленных предприятий расходы сточных вод определяют по цехам и отдельным опера- циям в зависимости от технологического оборудования и степени загрязненности сточных вод. При определении расхода бытовых сточных вод на промыш- ленных предприятиях исходят из количества работающих и нормы водоотведения, а при определении расхода душевых сточных вод — из количества рабочих, принимающих душ, а также нормы водо- отведения и продолжительности работы душа. Расход бытовых вод на промышленном предприятии составит: Qcy/zr — Q.MaKC. суш — Qcp. cym = fl-j ' “F ^2 * (III-12) где аг—норма водоотведения в цехах горячих со значительными тепловыделениями (более 20 ккал на 1 м3/час), равная 35 л/чел в смену; И
а2—< норма водоотведения в остальных цехах (холодных),, равная 25 л]чел в смену; Nr— число работающих в сутки в цехах со значительными тепловыделениями; /V2 — число работающих в остальных цехах. Расход бытовых сточных вод в смену с наибольшим числом работающих определится по формуле: (2маке. = а^3 + а, • Nlt (III-13) где Mj—максимальное число работающих в смене в цехах со значительными тепловыделениями; — то же, в остальных цехах. Максимальные часовые и максимальные секундные расходы определяются по смене с максимальным числом работающих: Q-макс. час = (Ш-14) Л/ 1 ц где КЧ1 и /<ч2 — коэффициенты часовой неравномерности; !<-.,= 2,5, /<<2=3,0; Тч—продолжительность смены в часах; Т,(=8 час. (при семичасовом рабочем дне и одночасовом перерыве на прием пищи) или Тч =6 час. (при шестичасовом рабочем дне). Максимальный секундный расход определяется по форму- ле (14): Суточный расход душевых вод: Qcym = Qmokc. су,п = Qcp. суп, = «3 ’ N(Ш'16) где а3 — норма водоотведения от разового пользования душем, равная 40 л согласно табл. 2 Н 101—54. Эта норма при- нята для производств, работа на которых связана с за- грязнением тела или требует особого санитарного режи- ма для обеспечения надлежащего качества продукции; щ — то же, норма равная 60 л. Норма принята для произ- водств, связанных с выделением большого количества загрязняющей пыли или пыли и влаги,'а также для про- изводств, работа на которых связана с обработкой ядо- витых веществ или зараженных материалов; N5—число разовых пользований душем (процедур) в сутки с нормой водоотведения а3 = 40 л; Лу—то же, с нормой водоотведения а4 = 60 л. Расход душевых вод в смену с наибольшим числом разовых пользований душами определится по формуле: Q.xtaKc. смен ~ • N~t + • Ns, (III-17^
где N7— максимальное число разовых пользований душем в сме- ну с нормой водоотведения а3~40 л; — то же, с нормой водоотведения а4=60 л. Максимальные часовые расходы определяют по максимально- му числу разовых пользований душем в час и нормам водоотве- дения на разовое пользование душем а3 = 40 л и с?4 = 60 л при коэффициенте неравномерности водоотведения равном 1: QuaKC. час — • Г/jq, (III-18) где Mg— максимальное число разовых пользований душем в час с нормой водоотведения а3 = 40 л\ Мо — то же> с нормой водоотведения о4=60 л. Максимальные секундные расходы определяют по максималь- ному числу разовых пользований душем за время работы душа после смены с максимальным числом работающих: t/маке = Л/СЫ, (Ш-19) Ои • J МИН Ом • J мин где Nn— максимальное число разовых пользований душем за Лиш с нормой водоотведения а3 = 40 л; Nii— то же, с нормой водоотведения а4—60 л; Гмин—продолжительность работы душей после смены, прини- маемая равной 45 мин. Пример 2. Определить средние расходы сточных вод города А (рис. 1) с расчетным населением N — 140 000 чел. Из указанного количества 80 000 чел. проживает в домах первой зоны, оборудованных внутренним водопроводом, канализацией и горячим водоснаб- жением; 42 000 чел. — в домах второй зоны, оборудованных водопроводом и канализацией с ванными и газовыми колонками; 4000 чел. — в домах третьей зоны, оборудованных водопроводом и канализацией без ванн, но при газифи- кации. Остальные 14 000 чел. проживают в домах индивидуальной застройки (неканализованных), т. е. в домах четвертой зоны. Учитывая, что город находится в средней полосе Союза, принимаем нор- мы водоотведения для каждой зоны средние из указанных в табл. 2 (графа 2): 160 + 210 ,„t <7«1 = -----------= 185 л; 65 + 100 “ 2 $5 140 + 170 4«п = ----2----= 150 л: к = 25 л- Среднесуточные расходы по зонам, исходя из формулы (1) при К, — 1:» Qcp. cynx = Ni • Ят = 80 000 • 185 = 14 800 000 л = 14 8С0 .и3; Qcp. cym.u = Nu • 4«и == 42 000 155 = 6 510 000 л = 6510 ж3; Qcp. cym.ni = Mu ’ 4«ш = 4000 85 — 340 000 л = 340 м3; Qcp. cym. iv ” ^iv ’ 9»iv ~ 14 900 • 25 = 350 000 л — 350 м3', и по всему городу: Qcp. cym. — Qcp. cym. I + Qcp. cym. II + Qcp. cym. Ш + Qcp. cym. IV = = 14 800 + 6510 + 340 + 350 22 000 л<3.
Среднечасовые расходы бытовых сточных вод по формуле (9) составят по зонам: Qcp cym I 14800 q = X.Xc.AJ. _ = 616,67.1(3; К’- час. I 24 24 Qcp cvm 11 6510 q —-- = = 271,25 л3; ^ср. час. 11 24 24 Q _ Q^’lLllL = = 14 17 ,(з- ЧСр. чае. 111 ~ 24 24 ’ ’ Qcp. суш. IV 350 Qcp. час. IV — — —14,э8 М3, . 24 24 по городу: Qcp. час = 616,67 = 271,25 4- 14,17 + 14,58 = 916,67 м3; n Qcp. сут 22 000 или (поверка) Qcp. час — — ,, — У1О,О/ 1 ' 24 24 Средние секундные расходы определяются по формуле (10) по зонам: Qcp. час I 616,67 х 1000 а сек I = — — = = 171,30 л/сек; 1 3600 3600 Qcp. час. п 2/1,25 X 1000 тг. Осек п = = — = /о,За л сек; ‘ 3600 3600 Qcp. час. ill 14,17 X 1000 „ п„ , а сек in = = =3,93 л сек; 1 3600 3600 Qcp час IV 14,58 X 1000 а ,,, = - : — = = 4,05 л/сек; icel'-1V 3600 3600 по городу: qccc = 171,30 -г 75,35 -г 3,93 = 4,05 = 254,63 л/сек, или , ч Q„„ час 916,67 X 1000 поверка) qce,; = —= = 254,63 л еек. 3600 3600 Пример 3. Определить суточные, часовые и секундные расходы банно-пра- чечного комбината, работающего в две смены по 7 часов. Баня на 400 мест. Прачечная рассчитана на 5 т сухого белья в смену. Согласно табл. 1 СНиП П-Г. 1-62, принимаем норму водоотведения на од- ного посетителя бани 150 л и удельный расход на 1 кг сухого белья 75 л (сред- ние данные) при коэффициенте часовой неравномерности 1. При продолжительности пребывания посетителей, равном 1 часу, баня про- пустит в день 400X14=6600 посетителей. Следовательно, расходы сточных вод комбината составят: Qcym = 5600 X 150 4- 5000 X 2 X 75 = 840 000 X 750 000 л = 1590 М Qwe = = ИЗ,57 м3; 113570 X 1 л —------------------ 31 00 Л 3600
На указанные расходы рассчитывают канализационные линии, отводящие- сточные воды от банно-прачечного комбината. При этом допускается полное на- полнение труб диаметром до 500 мм.
_ / Л / । JCSX5^^ -rd UjSlJ sH / \"fr^ -/—, _Л~ ~~ *ц—»^ >£«» »™X Ь,2 • / \ \ / //Se£ r*7 /s'. '^^'''////л*////73]&7?г~гт^^ ««^4о^2Г?~~г~~Л• ~ / У /ш дг-w У УЖйЖ1Ф4^у>Л^ Ju / / /Tt/Of № KZZZZH'K J- Jt/Z&Zl II ~Y,,,^/A ///r,№w?S? I ^№т/5Гг^В\ »<J(J /feZMJ Ьйа!гХ₽ЯТ«ХР I I —“——/ / [g fifefe? *=»^J7f®1-™8*® вя» вжамжа^^^ггам мьхазпоф«кжж> наш ——«Л юг —Y /1 100 — 1,33д ^'^~:=.-=-- 7 -——^- //7/7ЛгД « — IUU Ц5 ; // /77е£=У~> 1st'- ' oz-5/MW ?-?8,65 ', 9p5J2 I оХоХ-1 ( 2 mi ~^UL ffijMWBpa П ’5<етр|-ь< з^1 &&> /^,<,4Ёдан*Й ЙРЙУУ f06~xfcyxzx, к ^1 (7\ JhZXn? рУ^УЖрУУ’У //70 / У/У ^Ajfb. (У 31 55 I /7 sTfc Лр^Зпу /’г^тхХСк?"5с~У^^те^^-^а. ———JI ЗЛал Ilir-- 0O-:/--JiL '/ 1 •'i fps"..^-* ««-i i > i.3 —ч-“—^xs-^oa * /Жх^/77 ТлтУ^ЛЧ/»2/*'/-36 ' -’^ ;r~.xX^-XX^XX7ZZ^Z 110 4^ЛрШ4^Л\ ; У1 jbj l^^*5T’^S:^:J.Js1iffl Ок^М ;Й L./ /Z55^»^"^ 'J 1 5 Li-Z^-^xZxL?К ^^*-«-^/ <W / / -Л^Шхижаяя^-ж^г»^»-.»-..-. .... и <ймиаг1^ Д <як-’*ж.^ас> -s — <ч/ / / Г~—”ч . "--tn:—-.-,«\ с—£ч«л»л-да © «яалкя®, & I ^7 / / ‘ ^^2л^а^^^гг^яа^8эаз^5^ LX-J3Z- -Пг Y>i i1— условные обозначения-. Границы кана/шзования расчете, период X \, 1 -Цщ* <z sz\ о. □ ,«. ” бассейнов кана/шз. -естеств. Ц Ч \ * ^? \ $ \ «. .. - Принятые границы бассейнов канал из. ^jSss^-Zx ^ \ ' „ п? \ - / паницы канала задания I очереди \ строительства. SfL6L6^m 32N>^ \ ^гяяздаЕда Гл. коллектор ,.Ю!№аа «SU-A'v. "" % ая Тб1 Коллектор I очереди строительства. ^__А V?-'? ул. ps=^==j ” бочереди строительства | П тарные водоводы / 5-ая ул о , ссосная станция £2ож==^^J7 пп „„ Г) У Комера бассейнов канализования Х'’^э Qj ПромЗпредприятия \5V\Ж\/ж / оRrtfl. \'1лощадка ?-ЗЖ'"'‘''- \оиистных (в-в.) ""Ix /Я?|1^^ Зоны застройки X. \ и| ^т^ття Плотность населения tshs XXI—М МО^/1, . хД 1Й \ ;:... .... J 300 чел/га. \ \ И Х''^7 -X— 1—Ц— И . ;- ~ .. . wy^w^JSSSSgT^» <=^а»е^ a - _ ——Jg „_ Р ••-•». -ч«- ——1 -.j 7_, - :L 125 чел/га .. . g| 1 - - ::.-- хж-д». y. ‘•1 * 1 'x * 'x i || l\l7-an y.i \s> /7Pf X » '; ' ~ J J \ ' p Я X , «£эдм1 I //7 »3sJ ^ЛЗткил. — §!\ 1 ' \ ч^ *^0* lirv it • . ' • -:. x I <
Среднечасовые расходы бытовых сточных вод по формуле (9) составят по зонам: | I по гор оду | I Сред по зонам; I по гор о. Пр чечноп Праче' Сс ного^п ние д: П пусти! С| i 113 570 X 1 Qсек = ---777----=31,00 Л. 1С К 3600
На указанные расходы рассчитывают канализационные линии, отводящие- сточные воды от банно-прачечного комбината. При этом допускается полное на- полнение труб диаметром до 500 мм. В общем балансе городских сточных вод их не учитывают, так как они учтены в нормах водоотведения, приведенных в табл. 2. Пример 4. Требуется подсчитать суточные, часовые и секундные расходы загрязненных производственных вод кожевенного завода при трехсменной круг- лосуточной работе. На заводе изготовляют хром и шевро. Годовая произво- 150 дительность 150 млн. дц2, суточная— ^,= 0,49 млн. дц2. В расчете на расход сырья суточная производительность завода составит 22 т/сутки обрабатываемого сырья. Согласно СН 173—61 151, принимаем удельный расход производственных сточных вод равным 62 Х* на 1 т сырья и К,, = 2,03. Тогда среднесуточный расход производственных сточных вод при Кс = I по формуле (Ш-2) составит: Qcp. cym = <1у п = 62 х 22 = 1364 м3. Средний часовой расход при круглосуточной работе предприятия: Qcp cvnl 1364 Qcp. ..ас = = 56,83 .чз, где Т — число часов работы предприятия в сутки. Максимальный часовой расход: Омаке, час — Кч Qcp. час = 2,03 X 56,83 = 115,36 -И3. Средне- и максимальносекундные расходы производственных сточных вод согласно формулам (Ш-9) и (Ш-11) при 7(0 = •/<<;= 2,03 составят: 56,83 X 1000 , аг„ =--------------= 15,79 л сек; . 1ср 3600 / </макс = 2,03 X 15,79 = 32 л'сек. Пример 5. Требуется подсчитать суточные, часовые и секундные расходы по цехам (фабрикам и отделам) хлопчатобумажного комбината. Хлопчатобумажный комбинат выпускает ежедневно 12,5 т ткани. Он со- стоит из двух прядильно-ткацких и отделочной фабрики. Последняя имеет от- бельный, красильный и печатный отделы. Фабрики работают в две смены с се- мичасовым рабочим днем и часовым ‘обеденным перерывом. Технологические процессы во время обеденного перерыва не прекращаются и поэтому продол- жительность сброса сточных вод составляет восемь часов в течение одной, смены. Подсчет сточных вод по фабрикам и отделам хлопчатобумажного комби- ната приведен в табл. 5. Как видно из таблицы, хлопчатобумажный комбинат сбрасывает 4594 м21сутки загрязненных сточных вод. Зная максимально часовой и средне- часовой расходы загрязненных сточных вод по комбинату в целом, можно оп- ределить коэффициент часовой неравномерности их сброса, т. е. 406,07 ^ = 2ад=1'414^1’4' Пример 6. Требуется подсчитать суточные, часовые и секундные расходы- производственных сточных вод по отдельным технологическим операциям бозавода. Хлебозавод рассчитан на ежесуточный расход 9,7 т ржаной и 21,3 т пшеничной муки. Работает завод в три смены по восемь часов. Подсчеты сточных вод по операциям технологического оборудования ведены в табл. 6. хле- муки при-
-------- Расходы производственных сточных вод хлопчатобумажного комбината (к примеру 5) Таблица S Прядильно-ткацкая фабрика № 1 Условно чистые воды от увлажнения поме- щения .............................. Грязные воды от шлихтования ........ Прядильно-ткацкая фабрика № 2 Условно чистые воды от увлажнения по- мещения ............................ Грязные воды от шлихтования ........ Отделочная фабрика Отбельный отдел Грязные воды (от замочки, промывки „су- рового конца" и отработавшие растворы кислых и гипохлоритпых ванн „белого конца")............................. Условно чистые воды от моечных машин водяных каландоров ................. Красильный отдел Грязные воды ....................... П е ч а т' н ы й отдел (Отделке подвергается 80% всей продукции) Грязные воды ....................... 8 8 1 т ткани 1 т ткани 6,5 1,5 450 10* 28,13 0,63 7,81 0,18 1,0 28,13 5 7,81 8,33 1 т ткани 1 т ткани 6 12,5 1,5 240 400 9* 3000 25,00 0,56 6,94 0,16 1,0 25,00 4,5 6,94 7,5 40% общего расхода 1200 75,00 20,83 1,35 101,25 28,12 60% обще го рас хода 1800 112,50 31,25 1,2 135,00 37,50 1 т ткани 12,5 150 1875 (17,19 32,55 1,4 164,7 45,57 1 т ткани 10 . 150 1500 93,75 86,04 1,4 131,25 36.46 —. — 1 2650**1165,63|46,00 I 4594 |287,13i79,76 | 1,1361188,13| 52,29 1,414|406,07|125,98 2 2 Итого- { условно чистых вод — — . ’ I грязных ВОД .... — I — * £?уск в канализацию производится один раз в течение 10 мин. Сбрасываются в ливневую канализацию. Расходы производственных сточных вод хлебозавода (к примеру 6) Ж ' Си ю Число Удельный Средне- Средне- Средне- Коэффи- циент Макси- Макси- . работаю- расход суточный часовой Наименование технологического оборудования щих единиц сточных вод в м? расход В А расход В Л13 В л мерности, '<ч расход в лг3 расход в л -- 9 3,00 6,00 0,25 0,07 1,00 0,25 0,07 Заварочные машины', шт Раковины в производственных цехах, шт. . 7 0,50 3,50 0,15 0,04 5 0,7'5 0,21 Холодильник трубчатый', шт 1 6,00 6,00 0,25 0,07 1 0,25 0,07 Смятье оборудования (12% воды па замоч- 2,40 0,1 0,03 1,2 0,12 0,03 Ма&Х1,а Для мойки лотков — — 3,68 0,66 0,18 1 0,66 0,18 F-s \о\ 0,50 • <(.z \Я^\ ^ломдьная установка' — — 43,2 1,8 0,50 1 1,8 \ 4 ;з) Ч"* / / д’фбожев жиронровода , точки -*’7 2 0,3 У/час 14,40 0,6 0,17 1 0,6 0,17 Ill1 . - 79,18 3,81 1,06 —— 4,43 1,23 Р 1 f у Итого сточных вод jo \ / из них: 1 0,81 69,60 2,90 0,81 2,90 g- условно чистых • • • * „ грязных . . . • ... — — 9,58 0,91 0,25 1,68 1,53 0,42 -Гд Прим е ч а и и е. Значком ' обозначены условно чистые воды.
Сброс 9,58 мР/сутки загрязненных вод от хлебозавода производится не- 1, оЗ равномерно, при /<ч =•= 1,68. Пример 7. Требуется подсчитать суточные, часовые и секундные расходы загрязненных производственных вод промышленных предприятий, находящих- ся на территории города А (см. рис. 1). Согласно проекту планировки, в городе располагаются: кондитерская фаб- рика с ежесуточным изготовлением 33 т изделий, хлебозавод, хлопчатобумаж- ный комбинат и кожевенный завод. Производительность последних указана в примерах 4, 5 и 6. На территории города А расположен также завод бетонных и железобе- тонных конструкций, сточные воды которого после предварительной очистки, как условно чистые, сбрасываются в ливневую канализацию. Все подсчеты (см. примеры 4, 5 и 6) расхода загрязненных производст- венных сточных вод по городу А сведены в табл. 7. Пример 8. Требуется подсчитать суточные, часовые и секундные расходы бытовых вод хлопчатобумажного комбината, работающего в две смены по восемь часов. Комбинат выпускает ежедневно 12,5 т ткани (см. пример 5). Подсчеты выполнены по формулам (Ш-12—Ш-15) и сведены в табл. 8 в со- ответствии с распределением рабочих по корпусам и цехам при продолжи- тельности пребывания рабочего на территории комбината в течение восьми ча- сов. Пример 9. Требуется подсчитать расходы бытовых сточных вод промыш- ленных предприятий, расположенных в городе А (см. пример 7). Все расчеты по определению расхода бытовых вод промышленных пред- приятий города А сведены в табл. 9. Пример 10. Требуется подсчитать суточные, часовые и секундные расходы душевых вод от работающих на хлопчатобумажном комбинате. Комбинат ра- ботает в две смены по восемь часов. Душем рабочие пользуются после смены в течение 45 мин. Подсчеты, выполненные по формулам (Ш-16—Ш-19) сведены в табл. 10$. в соответствии с распределением рабочих, пользующихся душем, по корпусам и ’ цехам. Пример 11. Требуется подсчитать суточные, часовые и секундные расходы душевых вод от работающих на хлебозаводе при общем числе рабочих 160 чел., максимальном числе работающих в смену 84 чел. Рабочие пользуются душами два раза в смену (до и после смены). Для уточнения расчета принимаем рабочих в первую смену 84 чел., а во второй и третьей смене — по 38 чел. Среднесуточный расход душевых вод определяем по формуле (Ш-16) при норме водоотведения а3 = 40 л и числе разовых пользований душем в сутки Ns = 160 X 2 = 320: Qcp. cym = a-i N-n = 40 X 320 = 12 800 л = 12,80 м3. Распределение пользования душем по сменам и часам показано на графи- ке (рис. 2), где предполагается, что первая смена начинается в 6 час. Расходы душевых вод до и после смены находим по формуле (Ш-17). До смены: от работающих в первую смену 40 X 84 = 3360 л = 3,36 м3, во вторую смену 40X38=1520 л =1,52 -it3, в третью смену 40 X 38 = 1520 л = 1,52 м3. При продолжительности приема душа до и после смены 45 мин. макси- мальный часовой расход складывается.из 15-минутного расхода в конце и 45-ми- нутного расхода после смены с наибольшим числом рабочих или из 45-минут- ного расхода до смены и 15-минутного расхода после смены с наибольшим числом рабочих.
Расходы загрязненных производственных вод по городу А (к примеру 7) г' я roxoud пни -ГПЛМЭЭОНИГВКИЭМВМ 11,45 0,42 10 1111,7 32,0 155,97 .п' я roxoed ноя -озсь ончи-екиэпе\\г 41,25 1,53 лизаци 1401,98 115,36 560,12 h)/ ‘И.1.Э0Н -doKonau’doir ноя -OOUh 1НЭИПЦфф€0>1 Ю О Tf О СМ т-< —< см /' я гохэвс! иппгпХмаоэнгойэ 4,58^ 0,25 виевук 1 79,76 15,79: 100,38 цг я -roxond иоаозвъаигойэ 16,5 0,91 я в ли 4594,0*287,13 1364,0' 56,83 361,37 }И- я loxoixl шяннохЛ'эонГдйэ -s- сг о со S см 2 6231,6 П’ я roxoed иннчгогх ' ю" 1 ° 1 1 Продукция чхэоняга.шХ'оя -enodn ввньодлэ 22 1 1 см 0Q 1 о 1 сч Й 1 винаЛэкеи мпинига 1 т изделий ! юдствеиные 1 т сырья J хеэеь я ннэиэ Ч130НЧЕЗХИЖЕ01ГО(1Ц со СО с©‘ § . со СО !— [ НОКЗ ОЕЭИН СМ со (М оо ! Наименование предприятия )пдитерская фабрика ;ебозавод (по табл. 6) вод бетона и железобетонных конструк- ций опчатобумажиый комбинат (см. табл. 5) )жевенпый завод Итого •....
Расход бытовых сточных вод на хлопчатобумажном комбинате (к примеру 8) Распределение работающих по корпусам и цехам Число смен Продолжите.! ь- ность смены в часах Число рабочих и слу- ж ащих Норма водоотве- дения в л Расход в сутки в м:1 Расход в смену с максимальным числом рабо- чих в л Коэффициент часовой неравно- мерности Максимальный часовой расход в я3 Максимальный секундный расход в л общее максималь- , ное число работаю- щих в смену Прядильно-ткацкая фабрика № 1 2 8 2720 1450 25 68,00 36,25 3 13,59 ' 3,78 Прядильно-ткацкая фабрика №2 2 8 2380 1260 25 59,50 31,50 3 11,81 3,28 Отделочная фабрика Центральные ремонтные меха- 2 8 960 550 25 24,00 13,75 3 5,16 1,15 личсские мастерские .... 2 8 .360 216 25 9,00 <5,40 3 2,02 0,56 Ремонтно-строительный цех. . 2 8 НО 64 25 2,75 1,60 3 0,60 0,17 Литейный цех ...... ... 2 8 <30 20 35 1,05 0,70 2,5 0,22 0,06 Склады и подсобные здания 2 8 640 400 25 16,00 10,00 '3 3,75 1,04 У ч е б н ы е мастерские 1 8 800 800 25 20,00 20,00 3 7,50 2,08 Столовые 2 8 6400 обедов 3200 обедов 15 96,00 48,00 1,5 9,00 2,5 Итого . . . . . — — 8000 4760 296,30 167,20 __ 53,65 14,62 Гараж (мытье автомашин) . . . 2 8 ’ 30 м ЯШИН 15 машин 600 18,00 9,00 3,00 2,00 Прим е ч а н и е. Воды гаража поступают в ливневую канализацию Таблица 9 Расходы бытовых сточных вод промышленных предприятий юрода А (к примеру 9) • —— Число рабочих и служащих Среднесу- точный расход В Л1’ Расход в смену с макси- мальным числом рабочпх в д’ Коэффи- Макси- Макси- Наименование предприятия Чис л о смен Продол- житель- ность смены в часах общее шксималь- ное число работаю- щих в смену Н орма водоотве- дения в л цисит часовой неравно- мерности мальпый часовой расход в я3 мальный секундный расход В Л Кондитерская фабрика . . Хлебозавод 2 8 8 610 160 410 84 25 25 15,25 4,00 10,25 2,10 3 3 3,84 0,79 1,07 0,22 Завод бетона и железобе- тонных конструкций . . 2 8 200 120 25 5,00 3,00 3 1,13 0,31 Хлопчатобумажный комби- нат (см. табл. 9) . . . . Кожевенный завод . . . 2 2 8 8 8000 400 4760 180 25 296,30 10.00 167,20 4,50 3 53,65 1,69 14,62 0,47 Итого . . . С округлепиез — . — — — 330,55 331 187,05 187 ___ 61,10 61,1 16,69 16,7 1чЭ
Расход душевых вод на хлопчатобумажном комбинате (к примеру 10) Наименование корпусов и цехов Число рабочих и служащих, пользующихся душем Число разовых пользо- ваний душем в смену Норма водоотведения от : разового пользования душем Й Максимальный часовой расход в ш3 Максима л ь 11 ы й с о к у в д - ный расход в .? общее максимальное число рабо- тающих в смену Прядильно-ткацкая фабри- ка № 1 270 170 1 40 10,8 6,6 2,52 Прядильно-ткацкая фабрика № 2 240 160 1 40 9,6 6,4 2,37 Отделочная фабрика .... 190 70 1 40 7,6 2,8 1,04 Центральные ремонтно-ме- ханические мастерские . . 40 28 1 40 1,6 1,1 0,41 Ремонтно-строительный цех 20 15 1 40 0,8 0,6 0,22 Литейный цех 20 15 1 60 1,2 0.9 0,33 Склады и подсобные здания 25 15 1 40 1,0 0,6 0,22 Всего. . . . 805 473 — 32,6 19,2 7,11 Рис. 2. График пользования душем и расход душевых вод на хлебозаводе (пример 11). О,1ЧКС „ас - —X 1,52 3,36 = 3,87 .X. Максимальный секундный расход определяем по формуле (П1-19): аА Л-„ 40 • 84 ?макс. еек - 6ОТМИН. = 2700~ ’"° Л-
Данные расчета записываем в табл. 11. Расходы душевых вод промышленных предприятий города А (к примеру 12) Наименование предприятия Число рабочих Норма водоотведе- ния в л Среднесуточный расход в м3 Максималыючасо- вой расход в Максимальносе- кундный расход в л общее i пользующихся душем в сутки наиболь- шее в смену Кондитерская фабрика . . . 610 600 400 40 24,00 16,00 5,93 Хлебозавод (см. пример 11) . Завод бетонных и железобе- 160 160 84 40. 12,80 3,87 1,25 тонных конструкций . . . Хлопчатобумажный комбинат 200 100 50 40 4,00 2,00 0,74 (см. табл. 10) 8000 805 473 — 32,6 19,2 7,11 Кожевенный завод 400 400 180 40 16,0 7,20 2,67 Итого. . . . — — — — 89,4 48,27 17,70 Пример 12. Требуется подсчитать расходы душевых вод промышленных предприятий, расположенных в городе А (см. пример 7). Все расчеты по определению душевых вод сведены в табл. 11. Пример 13. Требуется составить сводную таблицу расхода сточных вод по хлопчатобумажному комбинату (см. примеры 5, 8 и 10). Суммарные расходы производственных, бытовых и душевых сточных вод по хлопчатобумажному предприятию сведены в табл. 12. Таблица 12 Сводная таблица расхода сточных вод предприятия (к примеру 13)
ей S О. Е £ S к S к S а. Е о о. Е 3 Я £ О Ч 3 3 S о О, Е S © О. о ф Е О СЙ X 3 5 «5 О «я s S 1 * по табл. 3 /<о=1,5 Л1аксима.-1Ь1|[,щ секунд- ный оасхоч r л шппо 1 ° 381,9 190,0 571,9 Xi4UHOH£Bd -ее хмннэ -ХЭГОЯЕИОЙ j С Ш U 155,6 О хнаопЫ 1 17,7 ХИЯ01НС IS |_! К 16,7 о Максимальный часовой расход в нитро -— ~ ОО 1375,0 669,5 о'-ног XMHHOHEBcIj -be хинная -lOtOQEHOdn 1 . o' 60,1 ХИ ЯО ГП А'г —- i-"" 8,3 хияодид 1 —"М Г19 *szsi 1436,1 - _ 1 Средний секунд- ный расход в л ХПННОНЕИбл -вс хинная -дэгоясиосГи 100,4 1 1 хи go in А г хняоичо 254,6 1 Средний часовой расход в м* , : XHHHOHEBdj -ве хинная -lOirOflEHOrfll 361,4| 1 хняотлгг [ [ 1 1 ХИЯ01И0 916,7 1 1 X 3 я я с*3 р-л 1 22000 6652,4 О X о я иитпдо 28652,4 28652 | га со 3 . 5 X га а. I”4 у -вс хинная -J.oroikHodn 6232 6232 хияошАг 1 1 05 22331(89,4 22420 ХИЯОДИО 122000 331 ( 1 ю о Город А Предприятии О U ф ° 2 £ О = О Подобные таблицы составляют при проектировании канализации промыш- ленных предприятий. При приеме загрязненных производственных сточных вод в городские канализации, т. е. при совместном канализовании промышленных предприятий и города, расчеты по определению общего количества сточных вод сводят по каждому предприятию в таблицы, аналогичные табл. 13. Пример 14. Составить* сводную таблицу расхода сточных вод города А с промышленными предприятиями (см. примеры 2 и 7), необходимую для про- ектирования неполной раздельной канализации города А. На основании расчетов, -выполненных в примерах 2, 7, 9 и 12, составляем табл. 13, которая объединяет основные данные по расходам сточных вод. Глава IV СХЕМА КАНАЛИЗАЦИИ ГОРОДА И ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Составление схемы канализации включает разбивку террито- рии населенного места или промышленного предприятия на бас- сейны канализования и трассировку сети с учетом ее расположе- ния как в плане, так и в профиле. Бассейном канализования называют часть канали- зуемой территории, ограниченную водоразделами. Каждый бас- сейн обслуживается самостоятельным коллектором. Бассейны обозначаются обычно римскими, а коллекторы арабскими циф- рами. Водоразделы бассейнов канализования иногда отклоняются от естественных водоразделов местности. Такие отклонения обычно связаны с высотной планировкой, вызывающей перераспределение стока, а также возможны при внутренней трассировке канализа- ционных линий в обход районов с неблагоприятными гидрогеоло- гическими, топографическими условиями и при канализовании только части территории данного естественного бассейна стока. В .начале проектирования водоразделы бассейнов канализова- ния намечают по естественным водоразделам, а коллекторы—по естественным тальвегам. Затем с учетом планировки и рельефа местности трассы коллектора выносят из кварталов на ближай- шие проезды. Если такой вынос трассы обуславливает значитель- ные заглубления, вызывающие заглубление и основных коллекто- ров, то по увязке с планировкой микрорайона коллектор трасси- руют через квартал (рис. 3). Если территория канализуемого объекта горизонтальна или имеет уклон в одну сторону, то границы бассейнов канализования определяют из такого условия, чтобы каждым коллектором был охвачен возможно больший участок канализуемой территории при экономичной глубине их заложения, например, канализование Западного района правобережной части города А (рис. 1) . В указанных выше случаях границы бассейнов канализования определяются границами, проведенными через верхние концы са- мотечной (внутриквартальной и уличной) сети. В тех же случаях, когда объект канализования имеет несколько террас или часть территории его может быть канализована самотеком на очистные сооружения, город разбивают на зоны с самостоятельными сетями
;i коллекторами, создавая таким образом искусственные бассейны канализования (рис. 4). Рис. 3. Трассировка коллектора через квартал. Рис. 4. Зонная схема канализации.
К основным коллекторам относят коллекторы, принимающие сточные воды отдельных бассейнов, главный коллектор и отвод- ной, или загородный коллектор. При трассировании таких коллекторов необходимо стремиться к тому, чтобы максимально охватить территорию канализуемого объекта и отвести сточные воды на очистные сооружения крат- чайшим путем, по возможности без больших заглублений. Когда глубина заложения коллекторов достигнет предельно допустимых глубин, зависящих от грунтов, грунтовых вод и спо- собов производства работ, устраивают насосные станции, места расположения которых увязывают с санитарными требованиями и планировкой. Рис. 5. Трасса главного коллектора с отходом от набережной. С целью уменьшения глубины заложения коллекторов и на- сосной станции следует, по возможности, предусматривать встреч- ное направление коллекторов, а насосную станцию располагать так, чтобы коллекторы подходили к ней на одинаковых глубинах. Если канализуемый город (или какой-либо другой населенный пункт) расположен на одном берегу реки, то по набережной трас- сируют главный коллектор, который принимает сточные воды из отдельных коллекторов бассейнов канализования и отводит их на очистные сооружения. В случае расположения города на обоих берегах реки трасси- руют два основных коллектора по обеим набережным реки. При -этом коллектор с одного берега часто переводят через реку дюке- ром на другой берег, на котором располагают очистные сооруже- ния. Один из основных коллекторов, имеющий большую глубину заложения и принимающий воды другого коллектора, называется главным (см. рис. 1). Однако очень слабый уклон к реке широкой береговой террасы вынуждает иногда относить главный коллектор от набережной на расстояние, обеспечивающее прием боковых присоединений без -заглубления его (рис. 5).
При трассировке следует избегать многократной перекачки од- ной и той же сточной воды, а также частых переходов через реки, овраги, железнодорожные пути и подземные сооружения автома- гистрали (автострады), так как устройство переходов усложняет и удорожает строительство и вызывает затруднения в эксплуа- тации. В тех случаях, когда канализация- населенных мест и пред- приятий проектируется и строится по очередям, коллекторы и сеть трассируют так, чтобы в первую же очередь был обеспечен воз- можно больший приток’ к ним сточных вод и протяжение тран- зитных участков было наименьшим. Целесообразность укладки двух основных коллекторов по оче- редям строительства взамен одного, укладываемого в первую же очередь, должна быть обоснована технико-экономическими рас- четами. В зависимости от рельефа местности и принятой застройки на- ходят применение следующие схемы трассировки уличной сети: 1. Объемлющая, когда уличная сеть прокладывается по всем или нескольким проездам, опоясывающим кварталы. 2. По пониженной границе квартала, когда уличная сеть про- кладывается только по одному проезду, расположенному с пони- женной стороны квартала. Первую схему применяют при плоском рельефе местности, уса- дебной застройке, отсутствии глубокой застройки внутри квартала. При более крутом рельефе, когда внутриквартальная сеть, на- правленная на одну, пониженную сторону квартала, не вызывает значительного заглубления уличной сети, последнюю трассируют по второй схеме. Сравнения при различных типах внутриквар- тальной планировки показывают, что в общем итоге начертание по пониженной границе дает экономию в длине сети. Так, из приведенного на рис. 6, 7 и табл. 14 сравнения схем канализации видно, что при трассировке уличной сети по пони- женной границе общая протяженность канализационной сети на 10% меньше, чем при объемлющей схеме, главным образом за счет резкого сокращения длины уличной сети. Таблица 14 Сравнение схем канализации по длине сети, для квартала, изображенного на рис. 6 и 7 Наименование сети Длина сети по объемлющей схеме по пониженной границе в м В % в м В % Внутриквартальная . . . 820 100 960 117 Уличная 460 100 190 41 Всего . . . 1280 100 1150 90

При организации микрорайона помимо рассмотренных схем трассировки сети по объемлющей и по пониженной границе при- меняют сквозную трассировку сети через кварталы. В этом слу- чае отпадает уличная сеть, но несколько удлиняется внутриквар- тальная сеть ввиду наличия соединительной ветки при переход из одного квартала в другой. Общая же протяженность сети этом случае меньше, чем при трассировке ее по пониженной гра- нице (рис. .8). Рис. 8. Схема соединения внутриквартальных сетей. При трассировке сети нужно стремиться к уменьшению ее за- ложения в наиболее пониженных точках рельефа, «обычно дикту- ющих начальное заложение коллекторов бассейнов; это особен- но важно в том случае, когда такие точки влияют на заглубление основных коллекторов канализуемого объекта. Начальную глу- бину Н заложения уличной сети определяют «в зависимости от глубины заложения дворовой и внутриквартальной сети по фор- муле H=hH + i(L +2) + ^-г,-r A, (IV-1) где//^ — начальная глубина заложения дворовой или внутриквар- тальной линии в смотровом колодце у наиболее удален- ного от улицы или наиболее заглубленного выпуска, м; i—уклон дворовой или внутриквартальной линии; по СНиП минимальный уклон принимается для труб d = 125 мм /=0,01; для труб d=150 мм /=0,007;
L—длина дворовой или внутриквартальной линии от смот- рового колодца, наиболее отдаленного или наиболее за- глубленного выпуска, до красной линии, м; I — длина линии на участке от городского смотрового колод- ца (ГК) уличной сети до красной линии, м-, Zi — отметка поверхности земли у смотрового колодца на улице, -U; z2 — отметка поверхности земли у смотрового колодца, наи- более удаленного или наиболее заглубленного выпус- ка, ж; Д — перепад между лотками соединительной ветки и уличной трубы, м. Начальную глубину заложения канализационных труб прини- мают, исходя из следующих условий: 1) чтобы сточная вода не замерзала в трубах; 2) чтобы механическое повреждение труб подвижной нагруз- кой 5-тонным автомобилем было невозможно; 3) чтобы можно было принимать в канализацию сточные воды из наиболее пониженных частей здания (подвальных и полупод- вальных) . Для возможности выпуска сточных вод из зданий минималь- ная глубина заложения труб должна быть 0,6—0,7 м до верха трубы. При необходимости принимать в канализацию сточные воды из цокольных этажей ее приходится заглублять до 1,4—1,5 м, а из подвальных этажей — до 2,9—3 м. Во избежание промерзания канализационной сети минималь- ная глубина ее до лотка должна быть: для труб d до 500 мм. включительно на 0,3 м, а для труб d более 500 мм— на 0,5 м ме- нее глубины промерзания грунта. В противном случае сеть следу- ет утеплять. Глубину промерзания грунтов при отсутствии опыта эксплуа- тации в данных местных условиях можно определять по схема- тической карте нормативных глубин промерзания суглинистых грунтов (рис. 9). Для супесей и песков мелких и пылеватых нор- мативные глубины принимаются с коэффициентом 1,2. Для предохранения сети от повреждения подвижной нагруз- кой наименьшая глубина заложения должна быть не менее 0,7 м. до верха трубы. ' Наибольшая глубина заложения канализационных коллекто- ров зависит- от способа производства работ и определяется техни- ко-экономическим расчетом. При открытом способе производства работ эта глубина прини- мается: в сухих грунтах — до 7—8 м; в насыщенных водой грун- тах и плывунах — до 5—6 м; в скальных грунтах—до 4—5 м. . При больших глубинах заложения коллекторов рекомендуется составлять варианты с целью определения, что будет выгоднее [7]: а) устройство перекаченных станций;
Рис. 9. Схематическая карта нормативных глубин промерзания грунта в см.
б) туннельная или щитовая прокладка труб, диаметр которых более 600 мм и при меньшем диаметре — продавливание или го- ризонтальное бурение. Длина выпуска из зданий от наружной сгены здания до оси смотрового колодца, согласно СНиП, не должна превышать 15 м при диаметре труб до 100 мм и 20 м при диаметре более 100 мм. Перепад между лотками соединительной ветки и уличной тру- бы принимают от Д=£)—d до Д=Л (при плоском рельефе), где D — диаметр уличной трубы или коллектора; d—диаметр соединительной ветки; h—расчетная глубина потока в уличной трубе или коллек- торе. Обычно канализационную сеть по улицам и проездам трасси- руют параллельно красным линиям застройки по той стороне улицы, где имеется большее число присоединений из дворов или кварталов. При наличии усовершенствованных мостовых, канализацион- ную сеть в городах прокладывают не под проезжей частью улиц, а под тротуарами и газонами на расстоянии 5—7 и до 9 м от красной линии. Пример 15. Составить схему канализации города А (см. рис. 1|). Для составления схемы канализации города с расчетным населением 140 000 чел. на план нанесена граница канализования, намечено местоположе- ние очистных сооружений с выпуском очищенных вод в реку и произведе- на трассировка канализационной сети. Граница канализуемого города определяется границами застройки, за ис- ключением части ее, занятой индивидуальным строительством. Для районов индивидуальной застройки предусматривается обработка не- чистот и помоев в компостных кучах с последующим использованием их в ин- дивидуальном хозяйстве для удобрения садов и огородов. Намечена очередность канализования. В первую очередь канализуется цен- тральный район правобережной части города с первой зоной застройки и про- мышленный район (см. пример 2). Расположение очистных сооружений в соответствии с рельефом местности и планировкой, а также ввиду преобладания западных и юго-западных ветров, намечено ниже города, на левом берегу реки. Выбранное местоположение дает возможность выпускать очищенные сточные воды на прямолинейном плёсовом участке реки. Город делится рекой на две части: левобережную, или северную н правобе- режную, или южную. Левобережная часть имеет общий скат к реке. Ясно выраженный естествен- . ный водораздел делит левобережную часть на два бассейна стока: западный I и восточный II. По пониженным точкам этих бассейнов (тальвегам) можно бы- ло бы нанести коллекторы № 1 и № 2 бассейнов. Однако при такой трассировке коллектор № 1 проходил бы по дну неблагоустроенного глубокого оврага, а кол- ' лектор № 2 рассекал бы кварталы на части. Чтобы избежать этого, коллектор . № 1 трассируют по левому берегу оврага, а коллектор № 2 — по пониженным проездам, ближайшим к естественному тальвегу. Граница, канализования бассейнов I и II при уточнении в процессе проек- тирования несколько сдвинулась от водораздела на восток и прошла по улице. Границы канализования бассейнов с других сторон определяются границей ка- нализования города, нанесенной ранее. Уличная сеть, трассируемая по проездам е пониженной стороны квартала кратчайшим путем направляется к коллекторам № 1 и № 2 (рис. 1). / Трассировка уличной сети с пониженной стороны квартала принята потому, что .уклоны местности к реке (0,006—'0,0065) близки к уклону i — 0,007, с кото- •3 . Заказ 2244 , 33
рым укладываются трубы внутриквартальной сети диаметром 150 мм. При этих уклонах местности внутриквартальная сеть пе вызывает значительных заглуб- лений уличной сети, особенно в кварталах, имеющих вытянутую форму с укло- ном по ширине, совпадающих с указанными выше уклонами местности. Основной коллектор, принимающий сточные воды из коллекторов № 1 и № 2 бассейнов I и II трассируется по левому берегу вдоль реки (левобережный кол- лектор). Правобережная часть города делится ручьем на два района: западный ь восточный. Рис. 10. Схема канализации города при I варианте канализования Западного района. Западный район, включающий центральную часть города, канализуется по схеме, при которой коллекторы отдельных бассейнов канализования трассиру- ются перпендикулярно к реке и перехватываются правобережным коллектором. Территория западного района имеет уклон в одну сторону без местных, ясно выраженных водоразделов, поэтому разбивка ее на бассейны канализова- ния представляет затруднения. Слегка намечающийся местный водораздел, про- ходящий через кварталы 29; 32 и 33 дает возможность разделить район на два бассейна III и IV (см. рис. 10). Бассейн III из за его малых размеров обслужи- вается уличной сетью. Коллектор № 3 бассейна IV трассируют (по улице 4-ой) по наиболее по- ниженным точкам бассейна, которые довольно четко вырисовываются при приб- лижении к реке (первый вариант). Уличную сеть трассируют с пониженной стороны кварталов по нечетным улицам. Границы бассейна канализования вид- ны на расчетной схеме (рис. 11).- Границы бассейнов канализования определяются верхними концами само- течной сети. Канализованяе по первому варианту связано с большим заглублением улич-
ной сети, состоящей из участков длиной 700—800 м, которые трассируют по нечетным улицам параллельно горизонталям. Заглубление уличной сети приводит к заглублению коллектора бассейна IV. Одновременно заглубляется и правобережный коллектор. В данном случае заглубление правобережного коллектора не зависит от заглубления коллектора бассейна, так как он на начальном участке 11—10—9 длиной 800 м является и уличной сетью, укладываемой с уклоном 0,005—0,004. Чтобы избежать большого заглубления правобережного коллектора, необходимо уменьшить, примерно вдвое, длину участка с малым расходом (участка II—9), Для этого нужно уве- личить вдвое число коллекторов бассейна, т. е. проложить два коллектора Xs 3 Рис. 11. Расчетная схема канализации правобережной части города (Западного района), по I варианту. и № 4 по улицам 2-й и 6-й и образовать таким образом вместо одного два бас- сейна — IV и V (второй вариант). Границей бассейнов IV и V будет служить улица 4-я (рис. 12). При этом варианте правобережный коллектор на участке 11—10 длиной 400 .и будет уличной сетью. Уличная сеть, укладываемая с уклоном 0,005, со- хранит еще значительное заглубление правобережного коллектора. Чтобы уменьшить уклон на начальном участке 11—10 правобережного кол- лектора, следует увеличить расход в нем, направив в голову коллектора значи- тельное количество сточных вод. Для этого один из коллекторов бассейна ка- нализования необходимо трассировать шо проезду вдоль западной границы го- рода (рис. 1, 13). Идя дальше по пути уменьшения заложения уличной сети, коллекторы бас- сейнов канализования можно трассировать по (всем четным улицам района (тре- тий вариант!). В этом случае границы бассейнов канализования IV; V; VI; VII и VIII пройдут по середине кварталов и каждый квартал будет опоясываться канализационной сетью со всех сторон (см. рис. 13). Таким образом, произошел переход от начертания по пониженной стороне квартала к начертанию по объемлющей, т. е. от более короткой сети к более
Рис. 12. Расчетная схема по II варианту канализования Запад- Рис. 13. Расчетная схема по Ш варианту канализования кого района (сосредоточенный расход подчеркнут). Западного района (сосредоточенные расходы подчеркнуты).
длинной, но менее глубокой. Трассировка по третьему варианту связана с наибольшим числом переходов через полотно железной дороги. Учитывая наличие подвальных этажей в зоне многоэтажной застройки (с плотностью населения 400 чел. на 1 га), неодинаковые размеры и формы квар- талов и необходимость уменьшения числа переходов через железнодорожное полотно, намечен четвертый вариант начертания коллекторов бассейнов канали- вования (рис. 14). По этому варианту трассируются только два коллектора: № 3 бассейна /V по 6-ой улице и № 4 бассейна V — по западной границе канализования города. Рис. 14. Расчетная схема по IV варианту канализования Западного района (сосредоточенные расходы подчеркнуты). При четвертом' варианте в голову главного правобережного коллектора по- ступит вдвое большее количество воды по сравнению с третьим вариантом, что - еще больше уменьшит заложение коллектора на всем протяжении. Технико-экономическое сравнение третьего и четвертого вариантов с уче- том очередности’ канализования города дано далее в примере 44. После сравнения принят четвертый вариант, который и нанесен на рис. 1. Канализование Восточного района, имеющего общий скат к реке, рсуще- . ствляется по схеме, показанной на рис. 1 и 14. Основной коллектор трассируют .по набережной реки с уклоном против ее течения. Трасса начинается от восточ- " ной границы кожевенного завода и идет до встречи с трассой правобережного коллектора у перехода его через реку. Сюда же присоединяются коллекторы от жилой части Восточного района и территории хлопчатобумажного комбината. Пример 16. Найти начальную глубину заложения уличной сети, исходя из глубины заложения внутриквартальной канализации (рис. 15). Уличная сеть трассируется с пониженной стороны квартала. Грунты — суглинки. Координаты расположения города: 54° северной широты и 38°30' восточной долготы. Улич- ная труба диаметром 200 мм укладывается с уклоном 0,005. Начальную глубину заложения уличной трубы в колодце ГКЗ определяем по формуле IV-1): H = AK4-f(A + /) + z1-22 + A.
Длина присоединяемого внутриквартального коллектора ГКЗ-55-69 от красной линии до наиболее отдаленного смотрового колодца 69 L = 325 м. Длина его от колодца уличной сети ГКЗ до красной линии / = 10 Л1. Начальную глубину заложения Л„ внутриквартальной линии в колодце 69 определяем по формуле: Л« = Нг - h'H, (IV-2) —глубина промерзания, h'H — нормативная величина, равная 0,3 м (при диаметре внутрикварталь- ной линии 150 мм). Рис. 15. Схема внутриквартальной канализации при трассировке уличной сети по пониженной границе квартала (к примерам 17 и 18). Глубину промерзания для суглинков находим по схематической карте (см. рис. 9) для пункта, находящегося под 54° северной широты и 38°30' восточной долготы: Я'= 1,4; hH= 1,4 — 0,3 = 1,1 м. Уклон внутриквартального коллектора i = 0,007. Отметки поверхности зем- ли .у колодца ГКЗ (zt = 99,60 м) и у колодца 69 (г2 = 1101,50 м) определяем по горизонталям путем интерполяции. Перепад между лотками соединительной ветки КК—ГКЗ диаметром 150 мм и уличной трубой d =* 200 мм; А = 200—150 = 50 мм = 0,05 м. Глубина заложения уличной трубы, согласно формуле (IV-1), будет: Н = 1,1 + 0,007(325 + 10) + 99,60— 101,50 + 0,05 = 1,6 м. Проверяем возможность присоединения внутриквартальных линий ГК2-33-44 и ГК1-17 к уличной трубе при начальном ее заложении 1,6 м и уклоне i =' 0,005. Для этого определяем отметки лотков в колодцах ГКЗ, ГК2 и ГК1 и глу- бину заложения в ГК2 и ГК1:
отметки лотка в ГКЗ = 99,60 — 1,60 = 98,00 я, то же в ГК2 — 98,00 — 0,005 X 168 = 97,16 я, » в ГК1 = 97,16 —0,005 X90 = 96,71 Л1, где 168 и 90 я— расстояния между колодцами (по плану). При отметках поверхности у колодцев: ГК.2 Z] =' 99,40 я и ГК1 «1 = — 99,20 я глубины заложения соответственно будут: Н = 99,40—97,16 =>2,24 м и И = 99,20—96,71 = 2,49 я. Далее сравниваем эти глубины с глубинами заложения, вызываемыми за- глублением линий ГК2-33-44 и ГК1-1-17. По предыдущему определяем для них глубину заложения уличной трубы в колодце ГК2: И' = 1,1 + 0,007(325+10) +99,40— 101,05+ 0,05=1,66<2,24 я, в колодце ГК1: Н' = 1,1 + 0,007(320 + 10) + 99,20— 100,60 + 0,005 + 2,06 < 2,24 я. Эти глубины меньше 2,24 я, что подтверждает возможность присоединения к уличной трубе этих линий при начальной глубине заложения уличной тру- бы в 1,6 я. Если исходить только из условия предохранения сети от повреждения подвижной нагрузкой, то глубина заложения внутри квартальной линии в ко- лодце 69 до лотка трубы должна быть: h = 0,7+0,15=0,85 я и начальная глубина уличной сети в ГКЗ уменьшится до 1,60— (1,40—0,85) = = 1,35 я. При наличии в зданиях подвальных помещений начальная глубина улич- ной сети увеличится до 1,60+ (3,0—1,1) =3,5 я. Находим отношение длины внутриквартальной линии, диктующей глуби- ну заложения уличной сети, к ширине квартала: £ 325 , „ — = — _ 12. В 264 Пример 17. Найти начальную глубину заложения уличной сети при отсут- ствии проекта внутриквартальной застройки. Остальные данные по примеру 16. В этом случае начальную глубину заложения уличной сети в точке О оп- ределяем по формуле. (IV-1). Принимаем: hH =1,1 м (см. пример 16); i — уклон внутриквартальной сети = 0,007; L = 1,20В, где В — ширина квартала; в данном случае (см. рис. 15) В = 264 я. L = 1,20 X 264 = 317 лц / = 15 я (половина ширины улицы); Zi = 99,70 — отметка поверхности земли в точке О; г2 = 101,70 — отметка поверхности земли в верхнем углу квартала в точ- ке О'; Д = 0,05 м. Подставляя эти значения в формулу (IV-1), находим: Н = 1,1 + 0,007(317 + 15) + 99,70 — 101,70 + 0,05 = 1,47 ~ 1,5 я. Сравниваем полученную глубину заложения в точке О с глубиной, кото- рая получилась бы в ней по примеру 16 при отметке лотка в ГКЗ—98,00 я. Продолжив уличную трубу d = 200 мм от ГКЗ до точки О на длину 42,00 м (по плану) с уклоном i = 0,005 я, получим отметку заложения ее в точке О; 98,00 + 0,005 X 42,00 = 98,21 м. Глубина заложения в точке О будет; 99,70— 98,21 = 1,49 1,50 м. Пример 18. Составить схему канализации хлопчатобумажного комбината производительностью 12,5 т ткани в сутки. Комбинат 'состоит из двух прядильно-ткацких фабрик и отделочной фаб- рики, которая включает отбельное, красильное и печатное отделения. Сточные воды комбината состоят из бытовых, производственных и атмосферных. Про- изводственные воды подразделяются на грязные и условно чистые (см. табл. 5). Грязные воды могут быть объединены с бытовыми водами комбината и спу- щены в городскую канализацию. Условно чистые воды вместе с атмосферными водами комбината по мест-
ним условиям могут быть спущены непосредственно в реку. Таким образом, необходима трассировка двух наружных сетей: сети бытовых и производст- венных грязных вод и сети атмосферных и условно чистых вод. В прядильно-ткацких фабриках, имеющих внутреннюю дождевую канали- зацию, условно чистые воды могут быть объединены с атмосферными. До трассировки наружных канализационных сетей на генплане наносят выпуски из зданий бытовых, производственных (загрязненных и чистых) и атмосферных вод. Рис. 16. Схема канализации бытовых и загрязненных производственных вод хлопчатобумажного комбината (к примеру 18): 1 — прядильно-ткацкая фабрика № 1; 2—прядильно-ткацкая фабрика № 2; 3— отделочная фабрика; 4 — центральные ремонтные мастерские; 5 — литейный цех; 6— склад; 7 — склад материалов; 8— склад химикатов; 9— склад готовой продукции;' 10— склад хлопка и утаров; // — склады хлопковой базы; 12— насос- ная станция; 13— ремонтно-строительный цех. Отдельные выпуски условно чистых вод проектируют в тех случаях, когда нет внутренней канализации атмосферных вод (например, у отделочной фаб- рики), или когда самостоятельный выпуск их целесообразен по местным тех- нико-экономическим условиям. Наружную сеть трассируют вдоль зданий фабрик и цехов с использовани- ем естественного уклона местности в соответствии с указаниями гл. III СНиП П-Г.6-62. Сеть производственно-бытовых вод присоединяется к город- ской канализации через контрольные колодцы. Схема канализации показана на рис. 16. Атмосферные и условно чистые воды выпускаются непосредственно в реку. Схема дождевой канализации приведена на рис. 94. При проектировании канализации на промышленных предприятиях следу-
ет учитывать особенности трассировки канализационных сетей, обуславливае- мые, во-первых, насыщенностью территории промышленных предприятий под- земными сетями и коммуникациями и, во-вторых, необходимостью строитель- ства в ряде случаев нескольких канализационных сетей, вследствие специфич- ности загрязнений сточных вод. Некоторые воды могут быть выпущены непосредственно в водоем или в ливневую канализацию. Возможно объединение некоторых загрязненных .сточных вод с бытовыми водами н последующая их самостоятельная или совместная с городскими во- дами очистка. Может потребоваться выделение каких-либо стоков для само- стоятельной очистки. Подробные указания по трассировке канализационных сетей на промыш- ленных предприятиях даны в СН 173—61 151. Глава V ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ И ПОДБОР ЭКВИВАЛЕНТНЫХ СЕЧЕНИЙ ТРУБ И КАНАЛОВ 1. Общие сведения Гидравлический расчет канализационной сети сводится к опре- делению: 1) размеров поперечных сечений труб и каналов; 2) уклонов, необходимых для отведения расчетного расхода- сточных вод с расчетной скоростью; 3) наполнений в трубах и каналах, которые получаются при пропуске расчетного расхода сточных вод при заданных уклонах и сечениях; 4) средних скоростей течения сточных вод в трубах и каналах, при данном расчетном расходе, сечении, уклоне и наполнении. Известными величинами при гидравлическом расчете явля- ются: расчетные расходы сточных вод; уклоны канализационных труб и каналов, принимаемые с уче- том уклона местности и нормативных данных; допустимые минимальные и максимальные скорости течения в трубах и каналах. В зависимости от систем канализации, расчетных расходов сточных вод и местных условий -могут применяться различные формы поперечного сечения труб и каналов: круглая, вытянутая и сжатая. В настоящее время широкое применение находят трубопрово- - ды круглого сечения, наилучшие, с гидравлической точки зрения. В экономическом отношении при условии применения сборного- железобетона прямоугольное сечение вытесняет круглое при диа- метре труб более 2—2,5 м. Для распределения сточных вод. по очистным сооружениям применяют лотки прямоугольного сечения для отвода ливневых вод — открытые канавы трапецеидальной формы. Гидравлический расчет самотечных и напорных канализацион- ных сетей производится по формулам равномерного движения: постоянства расхода
q = w (V-l) и скорости течения то.С|Х7, (V-2) где q — расход, я3/еще; v — средняя скорость, м!сек-, «> — площадь живого сечения, м2; R — гидравлический радиус, равный —- , г. е. отношению 7. живого сечения к смоченному периметру и; /—гидравлический уклон, равный уклону i дна русла при безнапорном движении; С — коэффициент Шези. Величину коэффициента С в отечественной практике расчетов канализационных сетей наиболее часто вычисляют по следующим формулам: 1) :по формуле Н. Н. Павловского: С = — , (V-3) п где у — величина переменная, зависящая от гидравлического ра- диуса R, коэффициента шероховатости п, значения которых приве- дены в табл. 15. Таблица 15 Значения коэффициента шероховатости п, эквивалентной шероховатости и коэффициента а, Характеристика поверхности русла п Д . мм Трубы Керамические 0,013 1,35 90 Бетонные и железобетонные 0,014 2,0 100 Асбестоцементные 0,012 .0,6 73 Чугунные 0,013 1,о 83 Стальные Открытые и закрытые каналы и лотки 0,012 0,8 79 Хорошо остроганные доски Хорошая бетонировка канала, пеостроганиые 0,012 — — ДОСКИ ' 0,014 ——. — Кирпичные каналы Каналы из бута, тесаного камня на цементном 0,015 3,15 — растворе . Булыжная мостовая, каналы, вырубленные в скале, каналы в плотной земле, выстланные 0,017 6,35 сплошной пленкой ила Каналы в плотной глине, в земле, выстланные 0,02 —• — песплошпой пленкой ила Мелкие земляные канавы, в том числе, одер- 0,0225 — нованные • . . 0,0275— 0,03 — —
Показатель степени у вычисляется по развернутой формуле: у = 2,5 V п -0,13 — 0,75 V R (/ п — 0,10), (V-3') или ло сокращенным формулам: при R < 1 м у = 1,5р' п ; (V-3") при R > 1 и y=\R>Vn. (V-3'") 2) по формуле Маннинга: C = (V-4) п Эта формула, являющаяся частным случаем формулы Н. Н. Павловского, до последнего времени пользуется распро- странением. • При расчете канализационных сетей значительного расхожде- ния при применении формулы Маннинга или Павловского не бы- вает. При /г = 0,014 расхождения ничтожны. Согласно СНиП П-Г. 6-62, для расчета канализационных се- тей рекомендуется пользоваться формулой: где / — гидравлический уклон; R — гидравлический радиус, м; v — средняя скорость движения сточной воды, лг/сек; X — коэффициент сопротивления трения по длине; g—-ускорение силы тяжести, равное 9,81 MfceiR. Коэффициент сопротивления А, определяется по формуле, учи- тывающей степень турбулентности потока: = - 21 g f --------h -М, (V-6) уМ s ( 13,687? Re/ где R — гидравлический радиус, см; Re — число Рейнольдса; Д3 — эквивалентная шероховатость, см; а2 — коэффициент, характеризующий наличие взвесей в сточ- ных водах и материал труб. Значения Дэ и аг для труб из разных материалов принимают- ся по табл. 15. Отметим, что в правой части формулы (V-6) пер- вый член отражает шероховатую, а второй — гладкую фазу тур- булентного режима. Наличие во втором члене числа Рейнольдса Re, значение кото- рого при решении задачи неизвестно, создает неудобство для пользования формулой (см. пример 19). При квадратичном режиме турбулентного движения сточных вод СНиП П-Г. 6-62 допускает пользование формулой Н. Н. Пав- ловского (V-3).
Для расчета канализационных сетей то формулам (V-3) и (V-6) составлены таблицы [8] и [9]. Сопоставление данных указанных таблиц для труб круглого сечения при скоростях движения сточных вод v = 0,7—1,0-ж/сеге, а также выполненные расчеты (примеры 23, 38) показывают, что получаемые расхождения ничтожны и практического значения не имеют. Следовательно, возможно пользование как таблицами [8], так и таблицами [9]. Расчетное наполнение в сети неполной раздельной ка- нализации при отведении бытовых и загрязненных производствен- ных вод принимается: при диаметре труб 125 мм . . . .не более 0,5 d То же 150—300 мм . . . . То же 0,6 d » 350—450 мм . . . . ‘ » 0,7 d » 500—900 лья .... » • 0,75 d » более 900 мм .... » 0,8 d При пропуске душевых и...банно-прачечных, вод и кратковре- менном"сбросе*'другйх) сточных вод допускается. полное иаполне’- ние труб диаметром до 500 мм включительно.,^ Наполнение каналов другой формы при высоте Я> 0,9 м при- нимают равным 0,8Я. В трубопроводах дождевой и общесплав- ной канализации принимают при расчете полное наполнение. Наибольшая глубина протока в канавах и кюветах в пределах населенных мест должна быть не более 1 м. Запас глубины канавы над расчетным наполнением прини- мается не менее 0,2 м. Расчетные скорости движения сточных вод при. рас- четном наполнении принимают не менее vKp (приложение 1, по- следняя графа). Наименьшую расчетную скорость для производственных вод, содержащих тяжелые примеси, определяют расчетом, исходя из условия, что примеси не выпадают в канализационной сети. Для определения такой самоочищающей (критической) скоро- сти служит формула: "У/ф = = 13izo/?0-2 (по С. Ф. Савельеву), (V-7) где vKp — критическая скорость, м/сек-, R — гидравлический радиус, ж; «0 — гидравлическая крупность частиц, м/сек (для канали- • зации населенных мест «о = 0,1 м/сек). По СНиП П-Г. 6-62 при движении бытовых и дождевых вод критические скорости можно принимать (округленно): для диаметра 150—250 мм.............0,7 м/сек то же 300—400 мм.............0,8 м/сек „ 450—500 мм.............0,9 м/сек „ 600—800 мм.............0,95 м/сек „• 900—1200 мм...............1,15 м/сек
Наименьшую расчетную скорость для условно чистых, отстоен- ных или биологически очищенных вод допускается принимать 9,4 м/сек. Наибольшую расчетную скорость принимают для ме- таллических труб 8 м/сек, а для неметаллических — 4 м/сек. Наибольшие скорости движения сточных вод в канавах сле- дует принимать в зависимости от характера грунта и типа креп- ления при глубине потока 0,4—1,0 м по табл. 16. Таблица 16 Наибольшая скорость Характер грунта и тип крепления движения воды в м/сек Илистые грунты 0,3 Мелкий и средний песок, супеси 0,4 Крупный песок, суглинок тощий 0,8 Суглинок 1,0 . Глина 1,2 Известняки, песчаники средние 4 Одерповка плашмя 1 Одерновка в стенку 1,6 Мощение одиночное 2 Мощение двойное 3—3,5 При глубине потока h < 0,4 лг скорости уменьшаются на 15%. При глубине потока /z > 1 м скорости увеличиваются на 25%. Наименьшие диаметры труб принимают: а) при неполной раздельной канализации для дворовой сети ...........................125 мм для внутриквартальной и внутризаводской сетей 150 мм для уличной сети................................ 200 мм При уклонах 0,01 и более минимальный диаметр 150 мм допу- скается принимать также для уличной сети; б) при дождевой и общесплавной канализации для внутри- квартальной и внутризаводской сетей, а также для присоединения от дождеприемников к водостокам — 200 мм\ для уличной сети — 250 мм. Наименьшие размеры кюветов и канав трапецеидального сечения принимают: ширину по дну — 0,3 м, глубину — 0,4 м. Крутизну откосов принимают в зависимости от грунта й типа крепления. Наименьшие уклоны труб неполной раздельной ка- нализации принимают: при диаметре труб 125 мм...................0,01 то же 150 мм...................0,007 „ 200 мм...................0,005 Наименьшие допустимые уклоны для труб диаметром 250 льи и более следует проверять в зависимости от допустимых наимень- ших скоростей, приведенных выше. При назначении уклонов мож- но также пользоваться данными приложения 1.
Трубы диаметром более 1200 ям по условиям производства ра- бот по их укладке, как правило, проектируют с минимальным уклоном I = 0,0005, хотя по расчету уклон может получиться меньшим. При неблагоприятном рельефе местности для отдельных уча-' стков сети диаметром 200 мм, влияющих на заложение основных и главных коллекторов, допускается наименьший уклон 0,004. Наименьший уклон труб дождевой и общесплавной канализа- ции принимают: внутриквартальных и внутризаводских при диаметре 200 мм — 0,005; уличных диаметром 250 мм— 0,004; присоединения от дождеприемников — 0,01—0,02. Наименьшие уклоны лотков проезжей части, кюветов и водо- отводных канав следует приниматыпо табл. 17. Таблица 17 Наименьшие уклоны лотков, кюветов и канав Наименование Наимень- ший уклон Для лотков проезжей части при асфальтобетонном покрытии То же, при брусчатом и щебеночном покрытии То же, при булыжной мостовой Для отдельных лотков и кюветов Для водоотводных канав 0,003 0,004 0,005 0,005 0,003 Расстояния между смотровыми колодцами на прямых участках при всех системах канализации принимают: при трубах диаметром 150—600 лглг.........50 м то же 700—1400 мм..........75 лг „ свыше 1400 мм..........150 м Эти расстояния допускается увеличивать на 10%, если распо- ложение колодцев на этом расстоянии невозможно из-за каких- либо препятствий или при наличии вблизи боковых присоединений. Основйые зад ачи л о расчету канализационной сети могут быть следующими: 1) по заданному расходу q, уклону i и глубине h определить диаметр d (ширину Ь) канала и скорость щ 2) по заданному расходу q, скорости v и глубине h определить диаметр d (ширину Ь) канала и уклон его г; 3) по заданному уклону I, диаметру d (ширине Ь) канала и глубине h определить расход q и скорость р; 4) по заданной скорости v, уклону i и глубине h определить диаметр d (ширину Ь) канала и расход в нем q-, 5) по заданному расходу q, диаметру d (ширине Ь) канала и уклону i определить скорость v и глубину А;
6) по заданному расходу q, диаметру d (ширине Ь) канала и глубине h определить уклон канала i и скорость в нем v. Обычно в практике расчета сетей чаще встречаются три пер- вые задачи, из них две шервые — при проектировании новых се- тей, а третья — для оценки пропускной способности существую- щих сетей. Для решения этих задач могут быть использованы расчетные формулы, составленные по ним таблицы или расчетные графики и номограммы. 2. Примеры решения задач при помощи формул Круглое сечение Гидравлические элементы круглого сечения (рис. 17): Рис. 17. Расчетные параметры круг- лого сечения. площадь живого сечения: смоченный периметр: гидравлический радиус: X Значения гидравлических элементов круглого сечения приведены в табл. 27 (Луки- ных А. А. и Лукиных Н. А.) [8]. Пример 19. По асбестоцементной трубе, уложенной с уклоном i = 0,002, протекают сточные воды в количестве 20 л!сек, создавая в ней наполнение h — ~ 0,6. Определить диаметр трубы и скорость движения сточных вод. Определение диаметра и скорости по формулам (V-I, V-2, V-3). Задача решается методом последовательного приближения. h При данном наполнении — = 0,6 по табл. 27 181 имеем: площадь живого d сечения w = 0,492d2; смоченный период у = 1,7723d; гидравлический радиус R = 0,2776d. Согласно табл. 15 принимаем п = 0,0012. После подстановки: 1 п 2,5 г п- 0,13 -0,75 Yr (V п - 0.1) v =. С V Ri = — R • у Ri п
Разделив обе части равенства на У i, получим выражение скоростной ха- рактеристики: Г V 1 /ЛЭТТЙЛ0'^0'00^7 Лг, = ?т=—(0,2776/7) Аналогично расходная характеристика будет; ' q “К n,no,, 1 in п-та .,0.644- 0,004 V~d К., = —г— = ——- = 0492Х-‘—------(0,2/76/2) , “ V i V i 0,012 v ’ т. e. скоростная и расходная характеристики зависят только от диаметра. С другой стороны, может быть определена, исходя из заданных q и I, так как q 0,020 /<о = —= —т=- =0,4474 м3'сек- q у i У 0,002 При d = 200 мм к, - о.® X 0.Т (|>,2;76 х <«•«-«" _ = 0,256 м3/сек < 0,4474 м^/сек; при а = 250 л(М: ____ Кч = 0,492 X 0,25= (0,2776 X О,25)°’М4~0'004 = 0,462 м31сек > 0,447 м^/сек. Принимаем d = 250 мм, так как в этом случае, расход сточных вод, равный g = /<9 }-’Т= 0,462 У’ 0,002 = 0,0206 м*/се&, близок к заданному расходу .20 л)сек. Искомая скорость найдется по формуле: q 0,0206 0,492/7= 0.0206 _ , -----------= 0,67 м сек. 0,492-0,252 V-5 вое Определение диаметра и скорости по формулам (V-1, и V-6). По предыдущему, задаваясь диаметром трубы d — 200 мм, определяем жи- 7г сечение со и гидравлический радиус У при заданном наполнении — = 0,6: « = 0,492 /7= = 0,492 X 0,2= = 0,02 м?, R = 0,2776 • d = 0,2776 X 0,2 = 0,056 м. = 0,02 -» / 8 х 0 056 _ 0 042 у X / X По сокращенной формуле (V-6) : Г Д, "I Г 0,06 у X = —2 1g ------------ = —2 1g -------------— = 6,21 в L 13,687? J SL 13,68 X 5,6 J при Д, = 0,06 см для асбестоцементных труб по табл. 15. Отсюда = 0,042 X 6,21 = 0,2608 м^сек < 0,447 м?[сек. Задаемся следующим по сортаменту диаметром d = 250 мм: <о = 0,492 х 0,25= = 0,031 7? = 0,2776 X 0,25 X 0,069 ж;
,z V 8gX nnn, 8X9.81 l\a = m ----2Z— = 0,031 Д / ——'---- X 0,069 = V X V X = 0,072 —= 0,072 X 6,39 = 0,460 м*/сек > 0,4474 м^сек, V 1 -Лт = —2 1g-------2122---= 6,39. /X 13,68X6,9 Таким образом, искомый диаметр d = 250 мм. Расход при диаметре трубы d = 250 мм и наполнении — = 0,6 равен: Р q = Kq / i = 0,46 X V 0,002 = 0,0206 м3/сек = 20,6 л/сек. Искомая скорость: q V = — to Для проверки расчета по нольдса: 0,0206 ———------------— = 0,67 м/сек. 0,492 x 0,252 ' полной формуле (V-6) определим число Рей- 47?У 4X6,9X67 X ~ 0,0115 160 800. При этом кинематический коэффициент вязкости для осветленных сточных вод при количестве, взвешенных веществ В = 100 мг/л и температуре ее t = 15° найдем по формуле: Vj = V + 0.0002ВГ2 = 0,0114 + 0,0002 X 100 X 15~2 = 0,0115, где v = 0,0114 — кинематический коэффициент вязкости чистой воды при той же температуре. Подставляя найденные значения R и Re из табл. 15, А_, =0,06 и с2 = 73 в формулу (V-6) находим: —1— = — 2 1g (___2122____ +-----22___') = 5,93 и V X \ 13,68 X 6,9 160 800 / X = —= 0,0284. 5,932 Находим по формуле (V-5) скорость: о = .Х.9.8£хО692<2122Г = 0,62 м>сек F X У 0,0284 и расход: q = иг.’ = 0,031 X 0,62 = 0,0192 м3/сек = 19,2 л!сек, т. е. близкий к заданному расходу. Пример 20. По бетонной трубе диаметром 700 мм, уложенной с уклоном i = 0,0015, протекает q = 280 л)сек сточной воды. Требуется определить ско- h рость v и наполнение — в трубе. d Определение скорости и наполнения в трубе по формулам (V-l, V-2 и V-3). Задача решается методом последовательного приближения. Задаемся наибольшим, допускаемым для данного диаметра труб напол- h меняем — = 0,75 и определяем по табл. 27 181 4 Заказ 2244 49
живое сечение: «> = 0,6319 • rf2 = 0,6319 X 0,7-‘ = 0,31 .и2. Гидравлический радиус: 7? = 0,3017 • (7 = 0,3017 X 0,7 = 0,211 м. Коэффициент: С = — Ry = X 0,2110’16 = 55, п 0,014 где у = 2,5/0Т(И4 - 0,13 — 0,75 / (R21T ( //оТТ - 0,1 ) = 0,16. Скорость течения сточных вод: v = С V~Ri = 55 /0,211 X 0,0015 = 0,98 м/сек. Расход сточных вод: q = «г1 = 0,31 X 0,98 = 0,3007 ,ч3,'се/с или 300,7 .«Осек > 280 л еек. h Поэтому задаемся меньшим наполнением ~ = 0,7 и повторяем расчет. пользуясь табл. 27 181: <о = 0,5872(72 = 0,5872 X 0,72 = 0,288 .и2; /?.= 0,2962(7 = 0,2962 X 0,7 = 0,'207 ж; C = ^~-Ry=—— X 0,207°’16 = 55,5, п 0,014 где у = 2,5 / ОДЛТ—0,13 - 0,75 / 0,207 (/6,014 — 0,10) = 0,16. Скорость течения: v = С y"RA =55,5 / 0,207 X 0,0015 = 0,97 м/сек. Расход сточных вод: q = ы • v = 0,288 X 0,97 = 0,280 м3/сек или 280 л /сек. h Таким образом, следует принять v = 0,97 л/сек и наполнением — — 0,7. Определение скорости и наполнения в трубе по формулам (V-l, V-5 и V-6). По-прежнему задаемся наибольшим допускаемым для данного диаметра на- h полнением — = 0,75 и по табл. 27 [8] определяем ы = 0,31 .и2 и R =‘0,211 м. it Для определения по формуле (V-5) скорости вычисляем по сокращенной формуле (V-6) X при Д3= 0,2 см для бетонных труб (см. табл. 15): —= —2 1g= —2 1g_______________________21?______= 6,51; \3,0$R 13,68x0,211 1. = 0,0236. Тогда: 8 X 9,81 X 0,211 X 0,0015 0,0236 = 1,02 м/сек. Проверяем значение X по полной формуле, предварительно вычислив Re. 4/7’t’ Re =--------- X 4 X 21,1 X 102 0,0136 = 633 000,
где ’ •>! = -г + o,OOO2Bt~2 = 0,0131 3- 0,0002 X 250 X 10~2 = 0,0136 см^сек и X = 0,0269. Аналогично примеру 19 скорость соответственно будет: v = -1 /аЕЕ = -1 /1 =0>96 м/сек Ух У 0,0269 и расход сточных вод: q = а . v = 0,31 X 0,96 = 0,2976 м3/сек или 298 л)сек > 280 л/сек. 1г Поэтому задаемся меньшим наполнением —- = 0,7 и повторяем расчет, пользуясь табл. 27 [8]: со = 0.5872й? = 0,5872 = 0,288 л«2, R = 0,2962d = 0,2962 X 0,7 = 0,207 м. л определяем по сокращенной формуле (V-6): А 1 ------- = 6,3: 20,7 ) X = 0,0252. / 8g Ri 0,983 м!сеК. V х У 0,0252 Проверяем X по полной формуле (V-6), предварительно вычислив 4x20,7x9,8 Ке = . = 596 6Ж 0,0136 где = э 4- 0.00Э2/Х-2 = 0,0131 - 0,002 х 250 X ИГ10 = 0,0136 см?'сек; —Lx = —2 1g (------------X ) = —2 1g I-----------. + —I00 ) = 6,1 УХ 13,687? Re J \13,68 x 20,7 596 600 / 1 откуда /. =------= 0,0269. 6,12 Тогда: v-i/ M = 0i95 Л(/сек X У 0,0269 и расход сточных вод: q = ио = 0,288 X 0,95 = 0,274 я?/сек или 274 л)сек < 280 л)сек, т. е. для пропуска 280 AfceK наполнение h должно быть больше 0,7 d, но мень- ше 0,75 d. Скорость и наполнение находим путем интерполирования. А При наполнении — = 0,75 q = 297,6 л/сек, d h при наполнении — =0,7 q — 274 л)еек.
Тогда скорость при расходе 280 л/сек будет: поп______________________________________974 * 0,95 + (0,96 — 0,95) х ~—----------~х~ = 0,953 х 0,95 м/сек, I у V* " X- / т а наполнение ZOU---Z/ ч 0,7// + (0,75 - 0,7) d X ---------= 0,713rf s 0,7Irf. 297,6 — 2/4 Прямоугольное сечение Гидравлические элементы прямоугольного сечения (рис. 18): глубина потока Л; ширина сечения Ь; площадь живого сечения о = 6/г; смоченный (периметр %=& + 2/г; гидравлический радиус /< = —. 7. Пример 21. По бетонному лотку прямоугольно- го сечения протекает отстоенная сточная вода в ко- личестве q = 100 л/сек со скоростью и — 0,5 м/сек при глубине наполнения h = 0,5 м. Требуется опре- делить ширину лотка и уклон лотка I. Определение ширины и уклона лотка по формулам (V-1, V-2 и V-’З). Площадь живого сечения: Рис. 18. Расчетные параметры прямо- угольного сечения. Искомая ширина лотка будет: Гидравлический уклон будет: где гидравлический радиус: /? = —=---------—-------= 0,143 м и коэффициент С =—У?'1, X 0,4 +2x0,5 п где у - 2,5 ^7—0,13—0,75 0,1) = 0,166 - 0,014 У7?=0,166-9,014Х X. К 0,143 = 0,161 при п — 0,014 (табл. 15), откуда с = х 0 143°,161 = 52 2 0,014 к искомый гидравлический уклон:
Определение ширины и уклона лотка по формулам (V-l, V-5, V-6). Аналогично предыдущему определяем площадь живого сечения: h 0,5 Искомая ширина лотка: <о 0,2 Ъ = Гидравлический радиус: (О 7? = — = 7, Для определения искомого Рейнольдса: 4/?v Re = __---------_____=21ouw при Vj = Ч + 0,000251-2 = 0,0131 + 0,0002 100 • 10-2=0,0133 см^сек, уклона по формуле (V-5) вычисляем число 4X14,3X50 где v — кинематический коэффициент вязкости чистой воды, равной 0,0131 при t = 10°. Подставляя в формулы (V-6 и V-5) найденные значения R и Re и значения Л3 и из табл. 15 находим: 1 ... I 0.2 , 100 —= — 2 1 £ ------------------------г- ---------- = 0,66 Г /. 13,68 X 14,3 215 000 У откуда 5,662 ==0,0312. Искомый гидравлический уклон: Хг/2 ip?? 0,0312 X 0,5з 8 х 9,81 X 0,143 = 0,0007. трапецеидальное сечение Рис. 19. Расчетные параметры трапецеидального сечения. сечение (со — минимум) при Гидравлические элементы трапецеидального сечения (рис. 19): “ширина канала по дну Ь; глубина потока /г; a i заложение откоса т —— =ctga; h площадь живого сечения ©= = смоченный периметр у = b + 27г | Г- Д-> ; гидравлический радиус /?= — ; 7. гидравлически наивыгоднейшее относительной ширине канала: -у — 2 (J !./ла т) = ₽.
Значения р приводятся в табл. 18. Таблица 18 т 0,1 0,2 0,25 0,5 0,75 1,0 ₽ 1,810 1,640 1,562 1,236 1,000 Про 0,828 должение т 1,25 1.5 1.73 2,0 2,5 3,0 3,5 3 0,702 0,606 0,532 0,472 0,386 0,325 0,280 Пример 22. По земляному каналу с откосами 1 : Р/2 протекает очищенная вода в количестве 1,5 м3!сек со скоростью 0,5 м]сек. Определить экономиче- ски выгодные размеры канала и его уклон i. 1,5 Площадь живого сечения канала й> = —z =3 ле. 0,0 Гидравлически наивыгоднейшее сечение канала при откосе 1 : 1 Va Ь соответствует отношению ~— —'0,606 (см. табл. 18), а площадь (т=1,5) его «> = (b + mh) h = (0,606/z 4- 1,5/z) Л = 2,106/z-’ 3 я'2, отсюда й=-1/.________= 1,19 м и & = 0,606/z = 0,606 X 1,19 = 0,72 м. У 2,106 Округляем ширину канала до 0,7 я, определяем h, подставив в формулу и = (& + mh) h известные значения <о, b и т: 3 = (0,7 + 1,5/i) h = 0,7/г + 1,5/fi, получим квадратное уравнение: 1,5Л= + 0,7/г - 3 = 0. Решая его, получим: -0,7 ± ]<0,7^ +4Х 1,5X3 2 X 1,5 Для определения гидравлического уклона i предварительно находим: смоченный периметр: % = Ь + 2/г = 0,7 + 2 х 1,2 V 1 + 1,52' =5,0 я; гидравлический радиус: R = = 0,6 м; 7. 5,0 коэффициент:
где при п = 0,0275 (табл. 15) согласно формуле (V-3') у = 0,246. По формуле (V-2) гидравлический уклон: г>2 0,52 20,72 х о,6 = 0,001. 3. Примеры решения задач при помощи таблиц В практике проектирования получили распространение табли- цы для гидравлического расчета канализационных сетей, состав- ленные А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных [8], Н. Ф. Федоровым [9] и Г. Л. Заком [10]. Пример 23. Определить расход q и скорость v в керамической трубе диа- ft метром d = 300 мм, работающей с наполнением — = 0,6 при уклоне i = 0,003. Расчет производим по таблицам Г. Л. Зака (при л = 0,013). h По табл. 5 для d — 300 мм при наполнении ~ = 0,6 и уклоне i = 0,003 находим расход 9 = 36,6 л/сек и скорость v = 0,83 м/сек.. При расчете по таблицам Лукиных [8], согласно табл. 8 (при п = 0,014), ft для d = 300 мм, — = 0,6 и ( = 0,003 расход будет 9 = 33,4 л/сек и к = d = 0,76 м/сек. При расчете по таблицам Федорова 191, согласно табл. 4, находим расход 9 =‘34,5 л/сек и скорость v = 0,78 м/сек, т. е. близкие к значениям по таб- лицам Лукиных. Пример 24. По бетонному лотку прямоугольного сечения протекает от- стоенная сточная вода в количестве q 100 л/сек со скоростью и = 0,5 м/сек при наполнении й = 0,5 м. Требуется определить ширину лотка В и уклон лотка i. Ширину лотка В определяем по формуле (V-1). Площадь живого сечения: 0,1 0,5 0,2 0,5 = 0,2 м\ = 0,4 м. По табл. 63 Зака 1101 при наполнении h — 0,5 м расход 9= 100 л/сек на- ходится между 9 = 96,45 л/сек и 92—111,1 л/сек при уклонах соответственно (, = 0,0006 и (2 = 0,0008. Тогда искомый уклон определится интерполяцией и будет 0,006 + (0,008 — 100-96,95 - 0,0006) ХЖ1_96 Д5 = 0,00065. При расчете по таблицам Федорова 191 при h — 0,5 м, q = 100 л/сек нахо- дится между 91 = 92 л/сек и q% = 108 л/сек при уклонах ц = 0,0006 и (2 = = 0,0008. Путем интерполяции находим искомый уклон ( = 0,0006 + (0,0008 — 100 - 92 -0,0006). X—-— = 0,0007. iUo — У2 Пример 25. По каналу трапецеидального сечения, уложенному в суглинках с уклоном I = 0,002, протекает дождевая вода в количестве 1 м?/сек. Опреде- лить размеры сечения канала и скорость движения воды в нем V. В суглинках крутизну откосов принимаем 1 : 1,5. По табл. 89 II01 Зака при В = 400 мм, откосе 1 : */2 и уклоне i = 0,002 рас-
ход 1000 л/сек находится между расходами 581 и ИЗО л/сек, при скоростях соответственно 0,75 и 0,89 м/сек. Тогда скорость при расходе 1000 л/сек будет: v = 0,89 — (0,89 — 0,75) х - -—т~~- = 0,86 м/сек, 1 1 ии- ОО 1 а глубина h =0,8- (0,8 — 0,6) X 1130 — 1000 -— ---------= 0,/5 м. 1130 — 581 Следовательно, полная глубина II = 0,75 + 0,2 = 0,95 s 1 м. 4. Примеры решения задач при помощи графиков Расчет производится по графикам, составленным В. С. Надысевым, Н, В. Ганичевой и Л. А. Макаровой till. Эти графики составлены по формула.'! (V-l, V-2 и V-3), за исключением графиков для трапецеидальных каналов, ко- торые составлены по формуле П. Ф. Горбачева. Пример 26. По бетонной трубе, уложенной с уклоном i = 0,004, нужно пропустить 20 л/сек сточной воды. Нужно определить диаметр d, скорость о и наполнение /г. По графику 3 для d = 250 мм находим точку пересечения линии уклона 0,004 с ординатой расхода 20 л/се к. Точка их пересечения определит скорость h v = 0,75 м/сек и наполнение —~ = 0,56. d Пример 27. По бетонному лотку прямоугольного сечения протекает очищен- ная сточная вода в количестве 90 л/сек со скоростью 0,6 м/сек. Определить ширину лотка В и уклон лотка i и глубину h. По графику 20 при i = 0,001 ордината расхода пересекает кривую скорости v = 0,6 м/сек в двух точках, соответствующих ширине лотка В — 0,8 и 0,4 .и. Принимаем лоток шириной В = 0,4, при котором глубина h = 0,40 м. Пример. 28. По земляному каналу трапецеидального сечения шириной по дну 6 = 0,4 At с откосами 1 : Р/г, уложенному с уклоном i = 0,003, протекает дождевая вода щри глубине h = 0,4 м. Определить расход воды р (в л/сек) и скорость движения воды v (в л/сек). По графику 25 (6 = 0,4 м) находим точку пересечения уклона i — 0,003 с глубиной h — 0,4 м, по которой находим расход q = 230 л/сек п скорость v = 0,56 м/сек. 5. Подбор эквивалентных сечений труб и каналов Если различные формы сечений труб и каналов эквивалентны по отводоспособности, то расходные характеристики /<„ = — Vi для них будут одинаковы. По расходной характеристике одну форму сечения можно за- менить другой, эквивалентной ей. Пример 29. Железобетонную трубу круглого сечения диаметром d — 1 м требуется заменить эквивалентным каналом прямоугольного сечения при полном и расчетном наполнениях. 56
Расходная характеристика трубы круглого сечения при полном ее напол- нении: Kq — шС У R , и> = —-—=0,78513=0,785 .к3, Для определения С по формуле С = — Ry вычислим значение у по фор- муле (V-3')- у =2,3/67014 — 0,13 — 0,75/0 Д5(КО14 —0,1) = 0,159, где /1 = 0,014 для бетонных и железобетонных труб (табл. 15); с= Хду = —L— х о,250’159 = 57,3, п 0,014 отсюда: /<? = 0,785 X 57,3 /T725" = 22,49 м3. Тс же для квадратного сечения (6 = К) при h = Н: » == Ь h = -д = (Ь -г h) • 2 = 46; ИЛИ /?=^ = х = ±. /. 4Ь 4 с_____L ру _ 1 /' 10,166-0,007 УТ ~~ п Н ~ 0,014 \ 4 / у = 0,166 — 0,014 V~R = 0,166 — 0,014 Z" =0,166 ,, 1 [ b \o, 166 - 0,007 УТ ____1 I М°'666 - 0'007 92 4O 0,014 \ 4 J ~ ' 0,007/ b Решая указанное уравнение относительно b и принимая У 6s 1, так как ве- личина b будет иметь значение, близкое к d, получим о = 0,914 Л1. 0,9143 Принимая Ь = 0,9 ,к, получим h = И = = 0,93; 0,9142 принимая b = 0,8 ж, h = И = s 1,05; 0,9142 принимая о = 1,0 м, h = И = s 0,84. Расходная характеристика трубы круглого сечения при предельном налог- h нении для бытовых вод — = 0,8: d Kq = « • С У R; W = 0,67364= = 0,6736 X 1 = 0,6736;
-/. = 2,2143rf = 2,2143 X 1 = 2,2143 м; R = — = 0,3042rf = 0,3042 X 1 = 0,3042 м. 7. Для определения С по формуле С = — Ry вычислим значение. п у =0,106 - 0,014//= 0,166 — 0,014 //3042 = 0,158; ^хо,3042».»_^хода_59,2. Следовательно, /<? = 0,6736 X 59,2 /0,3042 = 22,012 лР. Для прямоугольного канала (Л = 0,8 И) при квадратном живом сечении А = h имеем: о> ll- ll = b • h h-, / = b + 2/г = 3/г и R = — = — = — , y_ 3h 3 у = 0,166 —0,014 /’/ = 0,166 — 0,014 y/~ =0,159; г_____L ny _ 1 X/ f2L\o,159 • n * 0,014 zЧ з ) 1 I h \0,l&9 Г h J ft2,659 ^ = Л5Х^17ХЫ V Т=^Х-^=22,012.из пли ft* 2’659 = 22,012 X 0,014 X 3°’659 - откуда h — 0,843 m. 0,8432 Принимая b = 0,9 м, получаем h = ~ q q~ = $’79 -’*• Проверяем отводоспособность сечения принятых размеров, так как с изме- нением соотношения между b и h изменяется смоченный периметр у при посто- янном живом сечении: у = b + 2Л = 0,9 + 2 х 0,79 =2,48 м; R- — X 1 С = — • R? = п - °’8432 0 2863- -^лГ-0’2863’ —X 0,28630,159 = 58,6, 0,014 где у = 0,166 — 0,014 VR = 0,166 - 0,014/0,2863 = 0,159; Kq = о>С / R = 0,71 X 58,6 X / 0,2863 = 22,259 « 22,012 Мз. Строительная высота канала 0,79 0,8 = 1,0 м. Н = Таким образом, прямоугольный железобетонный канал шириной b = 0,9 м и высотой И = 1 м эквивалентен железобетонной трубе d — 1 м при наполне- h h ниях —— = 0,8 и = 0,8. « Н
• Размеры прямоугольных сечений на основании закона подобия могут быть определены по формулам: b = bid; (V-8) h = h{d, (V-9) где &i и hi — размеры прямоугольного или квадратного сечения, эквивалентно- го круглому, при d = 1 я. Пример 30. Круглое сечение железобетонного коллектора d — 2,5 я требует- ся заменить эквивалентным квадратным и прямоугольным сечениями. Размеры искомых сечений находим по формулам (V-8) и (V-9). Для квадратного сечения при &i = hx — 0,914 .и (см. пример 29) находим: Ь = М = 0,914 X 2,5 = 2,29 м, h = hid = 0,914 X 2,5 = 2,29 я. Для прямоугольного сечения при = 0,8 ми ht = 1,05 я (см. пример 29) находим: Ь = М = 0,8x2,5 = 2,00 м; h = bid =1,05 X 2,5 = 2,6 м. Пользование таблицами и графиками облегчает нахождение эквивалентных сечений труб и каналов. При пользовании таблицами и графиками следует помнить, что сечения эквивалентны, если они имеют одинаковые расходы при одинаковых уклонах. Пример 31. Железобетонный коллектор круглого сечения диаметром d = 1,5 м требуется заменить железобетонным коллектором прямоугольного се- чения. Коллекторы предназначаются для отведения бытовых вод. По табл. 23 (Г. Л. Зака) 1101 для d — 1500 мм при наполнении ~ — 0.8 и уклоне i = 0,001 находим расход q = 2045 л]сек. По табл. 78 (Г. Л. Зака) для прямоугольного сечения Ь = 1200 мм при уклоне i = 0,001 расход составляет при h =• 1,2 1777 л)сек и при h = 1,4— 2156 л!сек. Путем интерполирования находим наполнение: 2156 — 2045 /г=1,4-(1,4-1,2)Х^1^Л?7- = 1,34Л1; Прямоугольный коллектор должен иметь сечение 1,2 X 1,7 м. Пример 32. Бетонную трубу диаметром 800 мм требуется заменить бетон- ным лотком прямоугольного сечения или земляным трапецеидальным каналом с откосами 1 : Р/г. h По графику 11 1111 для d = 800 мм при наполнении —='0,75 и уклоне i = 0,001 находим расход q = 360 л/сек. По графику 20 11П при i — 0,001, ордината этого же расхода q — 360 л)сгк пересекает линию ширины лотка b = 1,2 м при h — 0,37 м: линию b = 1 м при h = 0,425 лг, линию b — 0,9 м при h = 0,48 м; линию b = 0,8 м при h = 0,55 я; линию b = 0,7 ш при /г = 0,64 м; линию b = 0,60 м при /г = 0,74 м и линию Ь = 0,50 .« при h = 0,9 м. Все эти сечения эквивалентны h круглому d = 800 мм при — = 0,75. По графикам 24—32 1111 расходу q = 360 л)сек при i — 0,001 соответствуют разные размеры трапецеидальных сечений, указанные в табл. 19.
Номера графиков Ширина по дну b в .и Наполнение h в м 24 0,3 0,67 25 0,4 0,62 26 0,5 0,59 27 0,6 0,56 28 0,8 0,52 29 1,0 0,48 30 1,2 0,45 31 1,4 0,42 32 1,6 0,40 Все эти сечения также эквивалентны заданному круглому сечению при h — = 0,75. el Таким же образом могут быть найдены эквивалентные сечения каналов дру- гих форм. Глава VI ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ При расчете канализационной сети вследствие большого числа присоединений к уличной сети и крайне разнообразного режима сброса сточных вод учесть действительную картину их поступле- ния практически невозможно. Поэтому в практике проектирова- ния обычно все расходы сточных вод делят на сосредоточенные, по- путные и транзитные. Расходы промышленных предприятий и от- дельных крупных коммунальных предприятий считают сосре- доточенными. Остальные расходы сточных вод в городе (по- селке) рассматривают как попутные, поступающие в сеть равномерно по длине («по пути») в пределах расчетного участка. Попутные и сосредоточенные расходы на предыдущих участках для последующего расчетного участка являются транзитными, а транзитные расходы, поступающие в расчетный участок от бо- ковых линий, называют боковыми. При определении расчетных расходов исходят из модуля стока: а0= рд“------ л!сек на 1 га, (VI-1) 10 24 x 36 000 ' где qH — норма водоотведения в сутки на одного жителя; р — плотность населения на 1 га.
Попутный (среднесекундный) расход принимают равным: qn = <7о®, (VI-2) где со — площадь (в га) квартала или части его, тяготеющая к расчетному участку сети, в соответствии с принятой схемой трассировки сети. Транзитные и боковые расходы определяются как попутные в вышерасположенных участках. Сосредоточенные расходы прини- мают по данным предприятий или определяют на основе техно- логических данных (табл. 5 и 6). После трассировки сети и определения расчетных расходов приступают к составлению продольных профилей канализацион- ных линий и их гидравлическому расчету. Профили для проектного задания составляют по планам насе- ленных 'Мест и промышленных предприятий с горизонталями, а профили для рабочих чертежей — по материалам, натурной съем- ки >и нивелировки. Масштабы профилей принимают горизонталь- ный-— соответственно -масштабу плана, а вертикальный—1:200 или 1 : 100. Для проектного задания профили составляют только для основных коллекторов бассейнов канализования, в том числе главного и отводного коллектора, а также для диктующих линий. Профили для проектного задания составляют только по рас- четным точкам, без нанесения на них мест расположения смотро- вых колодцев, а коллекторы показывают в виде одной линии (см. рис. 24). Для рабочего проекта продольные профили составляют по тем канализационным линиям, которые намечены к строительству в ближайшие один-два года. Профили составляют по расчетным участкам с указанием мест расположения 'смотровых колодцев, причем трубы и колодцы изображают двумя линиями. На профи- лях показывают грунты, грунтовые воды, места пересечения под- земных и надземных сооружений, места срезок и подсыпок по вертикальной планировке, основания под трубы, замощения и пикетаж трассы. Под профилем помещают план трассы канали- зационной линии с указанием поворотов и привязок трассы к реперам или красным линиям застройки (рис. 20). Исходными данными для составления продольного профиля являются профиль местности и расходы воды на расчетных уча- стках. В соответствии с профилем местности, составленным по трассе канализационной линии, и расчетными расходами воды на участках этой линии производится гидравлический расчет ее по формулам, графикам или таблицам. Для облегчения расчета обычно пользуются таблицами или графиками и по ним подбирают требуемые размеры (диаметры) труб, определяют уклоны, скорости и наполнения, а затем под- считывают заглубления канализационных труб. При этом руко- водствуются тем, чтобы скорости и наполнения были в пределах норм, а заглубления труб, по возможности, наименьшие. Для это-
го уклоны канализационной сети назначают равными или близ- кими к уклону .местности (см. гл. V, стр. 46, задачу 4). При плоском или крутом рельефе местности этого сделать нельзя, поэтому при плоском рельефе местности назначают до- пустимые минимальные (самоочищающие) скорости, а при кру- том— допустимые максимальные скорости, применяя, если это необходимо, перепады. При гидравлических расчетах в обоих слу- чаях решают задачу 2 (гл. V, стр. 46). При расчете самотечной канализационной сети большое зна- чение для создания ра©номерного или близкого к нему движе- ния воды в трубах имеет учет местных сопротивлений. При расчете сети диаметром больше 300 мм следует учиты- вать основные местные сопротивления (на поворотах и при слия- нии потоков), чтобы устранить, по возможности, влияние значи- тельного подпора на подводящий участок коллектора. При самотечном движении местные сопротивления учитывают по формуле: (VI-3) где С — коэффициент местного сопротивления; v — средняя скорость течения жидкости перед местом сопро- тивления или после него, м)сек-, g — ускорение силы тяжести. Лотку, соединяющему в колодце участки коллектора, прида- ют дополнительный перепад на величину hM или уклон, дополни- тельный к уклону, обусловленным изменением глубины протока, ввиду прибавления расхода (см. рис.’29). Общий перепад лотка: А = hM + (/г2 — /г,) и (VI-4) общий уклон лотка: i = Лт ж ......... = (VI-4') О 1.г f где 1Л —длина лотка, м; —-----уклон, вызываемый местными потерями; л —-1-------уклон, обусловливаемый изменением глубины про- Ф тока в начале (Ai) и в конце (й2) лотка. При определении местных сопротивлений в угле поворота 90° рекомендуется значение коэффициента местного сопротивления £ определять по формуле инж. И. В. Сахарова [12]: 1 I -г U г -------------Ь' Fr + 0,1 (VI-5) Значения коэффициентов а и b приведены в табл. 20.
Значения коэффициентов а и b при наполнении лотка !>,<! шоссе Условию горизонт 1255 Песок мелкозер- нистый илистый '5.1, Супесок 7,5 Песок с грайием 21 3S 3,8 4.3 шёазктп зернистые 33,00 \l2flO\8,00 20,00 Ь^ОО граТЗц 'Эстакада Проектор углубление дна речки отм 135,70 Отметки 3~ поверхности земли ____________________ _________________________________ 11,00\l1flO\lOOO ^руо l,d,i ~15атёриал труГ\~ Ослобание подтруваш Отметки лотка трибы fcf ТЖ»адО»Ж~Г" колодцами ' Бетонное | Свайное | 55 § 1515,50, (5900, ву 383,64 п/сек, ¥<3^0,46, '^~^ПГ^~з~ПГ~7~¥ПгГ1Гн Скв31 т~——~ fticmme/ib шыйат. Сиглинок шО, 5 е т о н н о е ~~51тло1це1 и углы поворотов ' К-54 _____ 57,50 45,00 45,00 45,00 Заказ 22-U К-53 -О— К-52 К-51 I Рис. 20. Продольный профиль для рабочего проекта
шализационной сети назначают равными или близ- у .местности (см. гл. V, стр. 46, задачу 4). ом или крутом рельефе местности этого сделать му при плоском рельефе местности назначают до- шмальные (самоочищающие) скорости, а при кру- мые максимальные скорости, применяя, если это ерепады. При гидравлических расчетах в обоих слу- задачу 2 (гл. V, стр. 46). ге самотечной канализационной сети большое зна- (дания равномерного или близкого к нему движе- |убах имеет учет местных сопротивлений. е сети диаметром больше 300 мм следует учиты- местные сопротивления (на поворотах и при слия- чтобы устранить, по возможности, влияние значи- зра на подводящий участок коллектора. ;чном движении местные сопротивления учитывают « и b при наполнении ууууМ. -- —---— . 1 I I i I , у V- 3g (VI-3) шциент местного сопротивления; 1я скорость течения жидкости перед местом сопро- 1ия или после него, м/сек-, шие силы тяжести. иняющему в колодце участки коллектора, прида- ний перепад на величину hM или уклон, дополни- >ну, обусловленным изменением глубины протока, ния расхода (см. рис.'29). тад лотка: А = /1,, у- (/z2 — /Zj) и лотка: _ ft.v , h, — 1ц = hM - (h.2 - -hQ 1л 1.г Ш а лотка, м; (VI-4) (VI-4') н, вызываемый местными потерями; т, обусловливаемый изменением глубины про- в начале (/?i) и в конце (/z2) лотка. ении местных сопротивлений в угле поворота 90° шачение коэффициента местного сопротивления g юрмуле инж. И. В. Сахарова [12]: г-'« = 44^ -ь- щ-о ффициентов а и b приведены в табл. 20. шоссе УжВныи горизонт 125,6 Скв31 'Мишель- ^Hb/UCfiOL 'Линок Отметки <--- тРетности земли я 33,00 23,50 от 900, ау 383,64 л/сек, Г/Шо,4 с=0,0025 и =131 м/сек ——_———-т о__н____ Песок мелкозер- нистый илисспыи 5д ~Расстоянйя нивелир- ного иода________________ I, d,1 ^ПИатерйаШ^ Осло&лГт^ Отметки лотка трубы <*5~ колооиами ЦЗкоЛоЛ/ёВ , и углы поборотоЬ ' К-54 Вакез 2: 57,50 L уТесоксПП граВрем К-53 Сипесон Эстакада Проектор углубление дна. речки отм 135,70 /есок мелку зернистый Песок с грабиек ЛпдщуудуЗОО: опт Ьерка озрЛы/ХЛ!.. 45,00 45,00 -О— К-52 К-51 Рис. 20. Продольный профиль для рабочего проекта ЬТо.5 + 63. К-49
го уклоны канализационной сети кими к уклону .местности (см. гл.! При плоском или крутом рет нельзя, поэтому при плоском ре пустимые минимальные (самоочт том — допустимые максимальные необходимо, перепады. При гидр чаях решают задачу 2 (гл. V, с При расчете самотечной как чение для создания равномерн ния воды в трубах имеет учет . При расчете сети диаметро вать основные местные сопрота нии потоков), чтобы устранит/ тельного подпора на подводят При самотечном движении по формуле: павными или близ- где С — коэффициент местно v — средняя скорость те тивления или после g — ускорение силы тяа Лотку, соединяющему в/ ют дополнительный перепад тельный к уклону, обуслов/ ввиду прибавления расхода.' Общий перепад лотка: А = о общий уклон лотка: где 1Л — длина лотка, л ------уклон, вызыв; й» — h, х ------i---уклон, обует тока в начат При определении м( рекомендуется значени определять по формул* 490 “ ТГТо л Значения коэффициентов а и b приведены в табл. 20.
рицненты RJB Значения коэффициентов а и b при наполнении лотка h,d 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0 1,646 1,177 0,812 0,551 0,394 0,341 0,392 0,547 в 1 2,5 1,496 1,067 0,730! 0,484 0,329 0,265 0,293 0,411 5,0 1,382 0,984 0,668 0,434 0,280 0,208] 0,217 0,308 1,0 0,895 0,841 0,798 0,768 0,750 0,745 0,751 0,770 b 1 2,5 0,918 0,868 0,828 0,800 0,782 0,776 0,780 0,795 5,0 0,935 0,888 0,851 0,823 0,806 0,799 0,891 0,814 ;сь До — радиус закругления по. оси лотка; В — ширина лотка. Число Фруда Fr определяется >по формуле: Рг = _Л, (VI-G> g^> е Vp — скорость при равномерном движении на участке коллек- тора перед поворотом, м!сек-, g— ускорение силы тяжести; hp—глубина при равномерном движении на участке коллек- тора перед поворотом, м. Для угла поворота меньше 90° значение коэффициента мест- .ого сопротивления определяется по формуле: = (VL7> дефщ —коэффициент местного сопротивления для угла 90°; 8° —угол поворота. Расчет коэффициентов местных сопротивлений при боковых присоединениях (без перепада и с перепадом) В случае присоединения притока к основному коллектору под. , углом 90° величина коэффициента местного сопротивления может J быть определена по формуле И. В. Сахарова [12]: где р = %, (VI-9)- Qn/; — расход, поступающий по притоку или притокам; Qcs'.u — расход притоков и коллектора. Величину *9о находят по формуле: С = J11 + 1. (VI-10). Fro.s + O,1
При присоединении, осуществляемом с малым перепадом, ве- личина 'Сдо определяется по формуле: где а = 1,15 lg/z„^ + 2,2; b — 0,1015 1g hnep + 1,0; hnep — высота перепада, см. (VI-11) (VI-11') (VI-1 Г') Рис. 21. Схема присоединения перепада с отводом 135°. Число Фруда Fr0,5 определяется при половинном наполнении коллектора - =0,5): Fr0,5 =...V.kv , (VI-12) ghp0.5 .где -Уро.» — скорость при равномерном движении в коллекторе пе- ред присоединением, определяемая при половинном наполнении; g —ускорение силы тяжести; hpo.s — глубина при равномерном движении в коллекторе пе- ред присоединением, соответствующая половинному наполнению. Величина £ при примыкании потоков к основному коллектору под углом 45° определяется: при спокойном потоке (Fr<l) r.= d-^-p + cd ^-р2, (VI-13) 180 Р 16 200 v ’ гдей = 0,4 Fro 5 +0,6; c = Fr0.5 —1,0; при бурном потоке (Fr > 1) где с = 1---------- ^г0,5
Величина сэо определяется лдо формуле (VI-10). Величина £ при перепаде с отводным патрубком под углом 135° (рис. 21) определяется .при спокойном потоке по формуле (VI-13) при d=0,9 Fr0,5 +0,1 и c=i Рго,5 —1,0, а при бурном потоке по формуле (VI-14). Величину местной потери при переходе с меньшего сечения коллектора на большее ориентировочно можно определять по формуле: 2 9 Ал( = (0,2^0,5)-^1> (VI-15) где vi — скорость потока в начале лотка смотрового колодца; v2 — скорость потока в конце лотка смотрового колодца. При переходе с большего сечения на меньшее: А„ = 0,1 (VI-16) Падение горизонта свободной поверхности при этом переходе равно: Аг = [1+0,1(VI-17) где ©j — площадь живого сечения до местного сопротивления; ®2 — то же, после местного сопротивления. Величины местных потерь по формулам (VI-15 и VI-16) при спокойном режиме потока получаются незначительными (<1 см) и их можно не учитывать. Величина перепада при сочетании бурного потока со спокой- ным может быть исчислена по формуле В. Н. Козина [13]: + = С, (VI-18) где hp—глубина равномерного режима отводящего канала; h”p— критическая глубина протока подводящего канала. Гидравлический расчет должен сопровождаться рациональ- ным конструированием сети, обеспечивающим равномерное тече- ние сточных'вод. При конструировании придерживаются следующих правил: 1. Канализационные трубы между смотровыми колодцами прокладывают прямолинейно. В местах поворотов сети, изменений уклона, диаметра труб и в местах соединения труб устраивают колодцы. Присоединение дворовых или внутриквартальных сетей к улич- ным коллекторам допускается без устройства смотровых колод- цев, если длина соединительной ветки от контрольного колодца (или дождеприемника) до коллектора не более 15 м и вкорость в коллекторе составляет не менее 1 м/сек. -О Заказ 2244 65
2. Соединение груб в колодцах производится, как правило, по расчетному уровню воды, а в дождевой и общесплавной канали- зациях — по шелыгам труб. При 'соединении труб по шелыгам в бытовой канализации не- обходимо производить проверку гидравлического уровня. Во всех случаях дно лотка входной трубы не должно быть ниже лотка выходной трубы. 3. Расчетная скорость движения сточных вод при увеличении расходов должна возрастать по течению и не снижаться при со- хранении расхода. 4. Расчетная скорость при переходе с большего уклона на меньший может быть убывающей, если скорость в нижележащем участке достаточна для передвижения наносов. При этом должна быть учтена величина дополнительного перепада при сочетании бурного потока со спокойным по формуле (VI-14) или предусмот- рено гашение скорости в перепадном колодце. 5. Расчетная скорость в боковых присоединениях должна быть меньше, чем в основном коллекторе. В местах слияния потоков не следует допускать подпоров (т. е. нужно учитывать местные со- противления). 6. Присоединение малых труб (в частности дворовой и внут- риквартальной сети) к коллектору большого диаметра следует производить с таким расчетом, чтобы лоток малой трубы нахо- дился не ниже расчетного уровня воды в коллекторе. 7. Угол между присоединяемой и отводящей трубой должен быть не менее 90°. Любой угол допускается при присоединении дождеприемников с перепадом и боковых линий с перепадом типа стояка. 8. Повороты коллекторов диаметром или высотой от 1,2 м и более устраивают с радиусом закругления по оси канала не ме- нее пяти диаметров или ширин его; при этом на середине длины кривой должен быть смотровой колодец. 9. При углах поворота более 10° для коллекторов диаметром более 300 мм следует учитывать местные сопротивления. 10. При изменении уклона труб с меньшего на больший, при диаметре труб от 250 мм и более допускается переход с больше- го диаметра на меньший; при этом разница в размерах труб диа- метром до 300 мм (для дождевой и общеоплавной канализации до 500 мм) не должна превышать одного размера по сортаменту, а для труб диаметром 350 мм (или 500 мм) и более не должна превышать двух размеров по сортаменту. Пример 33. По указанным на плане зонам застройки (см. рис. 1) и дан- ным примера 2 (плотности застройки и норм водоотведения) требуется опре- делить модули стока и среднесекундные расходы сточных вод по отдельным кварталам с учетом трассировки уличной сети. Из примера 2 принимаем нормы водоотведения: для зоны I — 185 л при р = 400 чел:га; то же II — 155 л при р = 300 чел/га; , III —85 л при v = 125 чел\га\
Модуль стока определяем по формуле (VI-I): pqa 400 X 185 901 ==2Т^==2ТЗ^Ш = 0’856 Л/СбК Па 1 га ДЛЯ 3°,,Ы I; 300 X 155 9он ~~ 24 X 3600 0,538 л1сек па 1 га для зоны II; 0,123 л^сек па 1 га для зоны III; 125 X 85 24 X 3600 Уличную сеть трассируем по пониженным границам кварталов, поэтому площади и расчетные расходы определяем для каждого квартала в целом. Среднесекундные расходы подсчитываем по формуле (VI-2). . Занумеровав кварталы, определяем площади со и расходы q сточных вод, которые заносим в ведомость (табл. 21), а также наносим на план в виде _ Я дроби----. О) с В городе имеется район индивидуальной застройки с населением 14 000 чел.? учетом этого населения общий среднесекундный расход по городу составит: 25 х 14 000 24 X 3600 250,45 = 250,45 4,05 - - 254,5 л ‘сек. Пример 34. По данным ведомости площадей кварталов (см. табл. 21), плотности населения, распределения территории города по районам и зонам за- стройки требуется определить население, канализуемое в расчетный период и в первую очередь, а также количество образующихся сточных вод. Количество населения для канализуемых районов определяем по формулам (VI-1; VI-2), а население индивидуальной застройки устанавливаем по данным планировки. Количество населения в левобережной части города: в I зоне 100 га по 400 чел. = 40 000 чел. во II зоне 18 га по 300 чел. = 5 400 чел. в III зоне 32 га по 125 чел. = 4 000 чел. Ито г о 150 га ... 49 000 чел. С учетом индивидуальной застройки.................. 4 600 чел. Всего . . .54 000 чел. В правобережной части города: А. Центральный район, I зона, 100 га по 400^чел. = 40000 чел. То же II зона, 31,6 га по 300 чел. = 9 480 чел. В. Залипейный район, II зона, 90,4 га по 300 чел. — 27 120 чел. Итого. . 222 га :.......... 76 600 чел. С учетом индивидуальной застройки ........... 9400 чел. Всего............ 86000 чел. Всего в городе: 54 000 + 86 000 = 140 000 чел., из них в индивидуальной застройке — 14 000 чел. Количество сточных вод (по формуле III-I при к = 1): в левобережной части города: 185 X 40 000 в I зоне 1000 ^--740° м3/сутки 155 X 5400 или 85,65 л'сек; во II зоне 1000 = 8и7 мз'сутки 85 X 4000 или 9,69 л/сек; в III зоне 5* — 340 м3, су тки или 1000 3,93 л/сек. 67
Ведомость площадей и расходов (к примеру 33) № квартала Площадь квартала i в га л а с © £> S; о V В5 О квартала Площадь квартала в га Модуль стока в л!сек Расход в л)сек Левобережная ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 асть г< 6,8 8,4 5,6 6,0 5,2 5,2 7,6 8,0 8,0 7,2 5,2 3,6 6,4 4,4 5,2 5,2 6,4 7,2 6,8 10,4 5,2 3,2 3,6 4,6 4,6 эрода 0,538 0,856 0,856 0,538 0,538 0,123 0,856 0,856 0,856 0,856 0,856 0,123 0,856 0,856 0,856 0,856 0,856 0,123 0,123 0,856 0,856 0,856 0,856 0,123 0,123 3,65 7,19 4,79 3,23 2,80 0,64 6,51 6,85 6,85 6,16 4,45 0,44 5,48 3,77 4,45 4,45 5,48 0,89 0,84 8,90 4,45 2,74 3,08 0,57 0,57 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 7,2 5,5 11,8 6,8 6,8 4,4 7,2 8,0 9,0 5,2 6,4 0,856 0,856 0,856 0,538 0,856 0,856 0,856 0,538 0,856 0,856 0,856 6,16 4,71 10,10 3,66 5,82 3,77 6,16 4,30 7,70 4,45 5,48 Итого по цен- тральному райо- ну В том числе: в 1 зоне . . . во II зоне . . • Б. Зал и н е й н 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 131,6 100,0 31,6 ы й 1 8,0 6,4 5,2 7,8 11,6 7,2 7,2 5,2 4,0 9,2 10,4 7,2 а й о 1 0,538 0,538 0,538 0,538 0,538 0,538 0,538 0,538 0,538 0,538 0,538 0,538 102,59 85,60 16,99 4,30 3,44 2,80 4,73 6,24 3,87 3,87 2,80 2,15 4,95 5,6 3,87 И того по лево- бережной части В том числе: в 1 зоне . . . во 11 зоне . . . в 111 зоне .... 150 100 18 32 — 99,24 85,60 9,69 3,95 Правобережная А. Централь 26 27 28 29 30 31 32 33 34 1 Расположеннь часть н ы й 10,1 10,1 6,8 5,6 3,2 4,4 2,8 3,6 6,7 й за л города райо 0,538 0,856 0,856 0,856 0,856 0,856 0,856 0,856 0,538 инией н 5,43 8,65 5,82 4,79 2,74 3,77 2,40 3,08 3,60 железн Итого по за- линейному .райо- ну (II зона) . . . Всего по право- бережной части В том числе: в I зоне . . . . во 11 зоне . . По городу в це- лом ой дороги. 90,4 222,00 100 122 372,00 48,62 151,21 85,60 65,61 250,45
с в учетом индивидуальной застройки: правобережной части города: 25 4600 1000 = 115 .и3/сутки или 1,34 л/сек. А. Центральный район I зона II зона 185 X 40 СОЭ 1000 74:002м3/сутки или 85,6 л/сек; 155 X 9480 1000 = 1469,4 м3/сутки или 17,01 л/сек. Б. 3 а линейный район С II зона- 155 х 27 120 1000 4203,6 м3/сутки или 48,65 л/сек. учетом индивидуальной застройки: 25 • 940) л „ , —— = 235 лр/сутки или 2,/2 л/сек. Рис. 22. План канализационной сети (к примеру 35)7 Итого расход сточных вод по городу составит: 7400+837+340+115 + 7400 + 2469,4+4203,6+235= = 22 000 м3/сутки или 254,6 л/сек. Незначительность отклонения значений среднесекундных расходов в приме- рах 33 и 34 подтверждает точность выполненных расчетов. При строительстве канализации предполагается охватить первой очередью I зону застройки центрального района, промышленный район с кварталами 50, 51, 56 и 57 залинейного района и общественные здания части района индиви- дуальной застройки. Тогда количество населения, охваченное канализацией первой очереди, составит: А. Центральный район, I зона площадью 100 га — 400 X 100 = 40 000 чел. Б. Залпнейный район, II зона площадью 36,4 га— 300x36,4= 10 920 чел. Итого. . .50 920 чел. С учетом индивидуальной застройки.................. 4 700 чел. Всего. . .55 620 чел. Выполнив расчеты, аналогичные приведенным, найдем, что количество сточ- ных вод от населения на первую очередь составит 9210,1 мР/сутки или 106,57 л/сек.
Пример 35. Определить расчетные расходы сточных вод для участков сети, указанных на рис. 22. Кондитерская фабрика / с расходом сточных вод 18,45 л/сек (по табл. 7, 9 и 11) присоединяется в точке 1 (9,05 л/сек) и в точке 2 (9,40 л/сек). Площади жилых кварталов и расходы сточных вод на рис. 22 взяты с пла- на (см. рис. 1) или из табл. 21. При трассировке уличной сети по пониженным границам кварталов попутный расход на участке какого-либо квартала равен расходу, поступающему от всего этого квартала, например для участка сети 3—4 попутный расход составляет 2,74 л)сек. Транзитный расход от вышерасположенной фабрики—18,45 л)сек. Бокового расхода на участке 3—4 нет. Расчетный расход от квартала получим путем умножения расхода 2,74 л)сек на коэффициент неравномерности 2,2 (согласно табл. 3): 2,74X2,2 = 6,03 л/сек. Общий расчетный расход на участке сети 3—4 будет: 6,03 + 18,45 = = 24,48 л/сек. В участок сети 4—5, кроме попутного расхода, поступает транзитный рас- ход от лежащего выше участка 3—4, а также боковой расход от линии 4—7. Подсчеты ведутся в форме табл. 22. ~~ Таблица 22 Таблица расходов на участках дети № участка сети № квартала или название предприя- тия Средний расход в .i/сек Общий коэффициент неравномерности Расчетные расходы в ,i'cei; попутный транзитный боковой - общий от кварталов сосредото- ченные общий 3 д о 2 S.3 1—2 Кондитер- ская 9,05 9,05 2—3 Фабрика — — — — — —— 9,40 9,05 18,45 3-4 30 2,74 — — 2,74 2,2 6,03 —. 18,45 24,48 4—5 32 2,40 2,74 6,85 11,99 2,0 23,98 — 18,45 42,43 6—7 31 3,77 3,77 2,2 8,29 — —— 8,29 8—7 33 3,08 — 3,08 2,2 6,78 —. — 6,78 7—4 — — 3,77 3,08 6,85 2,0 13,70 —. — 13,70 Пример 36. Требуется определить расчетные расходы сточных вод для уча- стков сети, указанных на рис. 23, при исходных данных примера 35, но при пологом рельефе местности. Ввиду пологого рельефа местности трассируем по объемлющей схеме. Для выявления площадей стока, тяготеющих к каждому расчетному участку сети, площади кварталов делим биссектрисами углов на треугольные и тра- пециевидные участки, обозначаемые буквами а, б, в и г. Вычисляем все площади участков кварталов, заносим их значения в ведомость площадей и расходов (табл. 23) или надписываем их значения на участках кварталов (под чертой). По данным табл. 23 составляем таблицу расчетных расходов для отдельных участков сети (табл. 24). Пример 37. Построить продольный профиль коллектора по трассе 1—2—3—4—5 (см. рис. 22) применительно к примеру 35. . . Расчетные данные записываем в расчетную ведомость (табл. 25). Длины расчетных участков приняты по плану. Определяем начальную глубину коллектора (точка 1) по формуле (IV-1): и = лк д i (Z. + /) - Z, + д.
Ввиду наличия подвалов на территории предприятия принимаем — 3 м. Длину внутриквартальной линии L определяем по плану, принимая ее равной ширине квартала против начала коллектора (по линии 1—О'), увеличенной на 20% L - 1,20 X 100 = 120 м. Рис. 23. План канализационной сети (к примеру 36). Длину от точки 1 до красной линии принимаем равной 7 м. Отметки по- верхности земли в точке 1 zr = 99,50 м, в точке О' г2 = 100,20 м. Перепад между лотками соединительной ветки и уличной трубы равен разности диаметров уличной трубы d = 200 мм и соединительной ветки d = 150 мм, т. е. Л = 0,200 — 0,150 - 0,05 л«. Д Q 2 00- Ц 'б Д-i ~ ’ Т а б л и ц а 23 Ведомость площадей и расходов (к примеру 36) № квартала Участок квартала Площадь участков в га Модуль сто- ка в л!сек Расход в л/сек № квартала Участок квартала i i Площадь участка в га Модуль сто- ка в л[сек И £ ч а 0,36 0,856 0,31 а 0,64 0,856 0,55 Of) б 1,24 0,856 1,06 Q1 б 1,56 0,856 1,34 в 0,36 0,856 0,31 о! 8 0,64 0,856 0,55 г 1,24 0,856 1,06 г 1,56 0,856 1,34 а 0,36 0,856 0,31 а 0,64 0,856 0,55 49 б 1,04 0,856 0,89 б 1,16 0,856 0,99 Q 0,36 0,856 0,31 Об в 0,64 0,856 0,55 Z 1,04 0,856 0,89 г 1,16 0,856 0,99 В с его. 12,00
Таблица 24 Расчетные расходы сточных вод на участках сети (к примеру 36) №№ кварталов и участков квар- тала Средние расходы в л!сек Общий коэффи- циент неравно- мерности Расчетные расходы в л/сек попутный транзитный боковой общий от кварталов сосредото- ченные общий мест- ный тран- зит- ный 6—7 31, а 0,55 0,55 2,2 1,21 1,21 7-3 30, а 0,31 0,55 — 0,86 2,2 1,89 — — 1,89 11—9 33, г 0,99 — 0,99 2,2 2,18 — — 2,18 12—10 30, г; 31, б 2,40 — — 2,40 2,2 5,28 — — 5,28 13—10 32, г; 33, б 1,88 — — 1,88 2,2 4,14 — — 4,14 8—9 31, г 1,34 — — 1,34 2,2 2,95 —— — 2,95 9—10 31, в; 33, а 1,10 1,34 0,99 3,43 2,2 7,55 — — 7,55 10—4 30, в; 32, а 0,62 3,43 4,28 8,33 2,0 16,66 — 16,66 14-15 33, в 0,55 — — 0,55 2,2 1,21 — — 1,21 15—5 32, в 0,31 0,55 — 0,86 2,2 1,89 — — 1,89 1—2 — — —- —— 9,05 —— 9,05 2-3 ___ — — ___ — — 9,40 9,05 18,45 3-4 30, б 1,06 0,86 1,92 2,2 4,22 — 18,45 22,67 4—5 32, б 0,89 1,92 8,33 11,14 2,0 22,28 — 18,45 40,73 5—0 — 11,74 0,86 12,0 2,0 24,00 — 18,45 42,45 Уклон внутриквартальной линии при d — 150 мм; i = 0,007. Тогда И = 3 + 0,007(120 + 7) + 99,50 — 100,20 + 0,05 = 3,20 м. Отметка лотка в точке 1 равна 99,50 — 3,20 = 96,30 м. Средний уклон местности от точки 1 до точки 5 составляет: Лйинимальный диаметр уличной сети принимаем равным 200 мм. Так как уклон поверхности земли мал, то при расчете коллектора будем придерживаться минимальных уклонов при условии обеспечения самоочищаю- щих скоростей (см. приложение 1). Расчет производим по таблицам А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных 18]. Рас- ход на участке 1—2 (I = 200 м) равен 9,05 л/сек. По табл. 6, d = 200 мм. При минимальном уклоне для этого диаметра i = 0,005 скорость будет h 0,66 м/сек при наполнении — = 0,45. Падение уклона на участке И = d 0,005X200=1,00 м. Отметка лотка в конце участка 1—2 (в точке 2) будет равна: 96,30—1,00=95,30 м. Вычисления записываем в соответствующие графы табл. 25 и наносим на продольный профиль (рис. 24). Рассчитываем участок 2—3 (I = 100 м). Расход по участку равен 18,45 л/сек. Этот расход труба d = 200 мм при уклоне i = 0,005 и предельно до- h пустимом наполнении —g = 0,6 не пропускает, поэтому переходим к следую- щему диаметру d = 250 мм (табл. 7), принимая уклон i = 0,004. При этом ук- лоне скорость и наполнение находим путем интерполяции. 18,45—17,6 п , v = 0,72 + (0,75 - 0,72)X ~ = 0, /3 м/сек; ^0 у / .I / f о h 18,45 — 17,6 л -=0,50+(0,55 - 0,50)Х^^=0,о1.
Рис. 24. Продольный профиль коллектора 1—5 при соединении труб по шелыгам. Рис. 25. Соединение труб по шелыгам, узел 2 (пример 37).
Отметка лотка трубы в начале участка (в точке 2) будет равна: 95,300 — Д = 95,300 — (0,250 — 0,200) = 95,250 мм, где Д — перепад между лотками соединяемых (в точке 2) труб, равный разно- сти диаметров” труб при соединении их по шелыгам (рис. 25). Отметка лотка трубы в конце участка (точка 3): 95,250 — И = 95,250 — 0,004 X 100 = 94,350 м. Рассчитываем участок 3—4 (/ = 300 м). Расход на участке составляет 24,48 л/сек. Этот расход труба d = 250 мм при уклоне i = 0,004 и наполнении h — =* 0,6 пропустить не может, поэтому по табл. 8 выбираем диаметр 300 лл и находим уклон i = 0,0035, ближайший к минимально допустимому i — 0,0033 (см. приложение 1, последняя графа). При I = 0,0035 скорость и наполнение в трубе будут: 24,48 — 22,4 v = 0,73 + (0,76 - 0,73) X -ц------~ = 0,74 м]сек; v 26,9 -22,4 Л_ d 24,48 — 22,4 = 0,45 + (0,50—0,45) X ---------хЧ = 0,47. v 7 26,9 — 22,4 Тогда отметки лотка трубы будут: в начале участка (точка 3) 94,850 — А = 94,850 — (0,300 — 0,250) = 94,800 м; в конце участке (точка 4) 94,800 — U = 94,800—0,0035 X 300 = 93,750 м. Рассчитываем участок 4—5 (/ = 250 л<). Расход на участке составляет 42,43 л/сек. Этот расход' пропускает труба диаметром d = 350 мм (табл. 9) h .при уклоне / = 0,003 со скоростью и =.0,81 м1сек и наполнении — = 0,55. Отметки лотка трубы будут: в начале участка (точка 4) - > 93,750 — А = 93,750-(0,350—0,300) = 93,700 м; в конце участка (точка 5) 94,700 — И = 94,700 — 0,003 X 250 = 92,950 л. Чтобы избежать ошибок в подсчетах, последнюю цифру проверяем •(92, 950 м). Для этого из отметки лотка трубы в начале коллектора (точка I) вычитаем падение уклона на всей длине коллектора и разность диаметров труб иа конечном и начальном участках: 96,300 — 3,20 — (0,350 — 0,200) = 92,950 м. • Отметки поверхности воды, в начале и в конце каждого участка исчислены в табл. 25. Они больше отметок лотков труб на глубину наполнения ft. Из таблицы видно, что в конце участка 3—4 уровень воды ниже, чем в начале участка 4—5, на 93,893—93,891 =*0,002 м. Это значит, что в колодце 4 •будет незначительный подпор со стоооны нижележащего участка 4—5. Таким подпором (менее 1 см) можно пренебречь. Но при увеличении рас- четного расхода на участке 4—5, например, до 57,3 л)сек наполнение в трубе Л d = 350 мм должно быть — = 0,7 при том же уклоне. В этом случае Л =« d = 0.7 d = 0,7 X 0,350 = 0,245 м и подпор в колодце увеличился бы до 0,002 + + (0,245 — 0,193) = 0,054 м. Это свидетельствует о том, что соединение труб по шелыгам не гарантирует образования в колодцах подпора со стороны нижеле- жащих участков при Л2 — Ч > d2 — dx. Величина подпора при этом равна (/г2 — /itl) — (rf2 —di). Для ликвидации подпора следует увеличивать перепад в колодце на величину подпора. Пример 38. Показать высотное положение коллектора в примере 35, если трубы соединены по уровню воды (рис. 26). Исходной отметкой, как и в пре- дыдущем примере, является отметка лотка трубы (96,300 м) в начальной точке I коллектора 1—2—3—4—5. =3 ж 3 я X = 3 В.ЧХЭЙЬХ описи a О i© i© i© u© C© CM CO 00 00 Tj* «ф тг со см Е ожения )Ы в м вяюеьЛ энной а О 'Ф о о С© г- СМ со со та- ’Ф Tf О с; Е z—ч СО вмхэвьХ оевьвн a О L© о о О см см см co co CO CO та н Глубина з лотка Tj вяхэвьХ эгеьвн я 0-^1©»© емс© со’ с©“ 'rt 8" HtfOS о co ~ co С© I'"-- O') tJ* ’ct1 S. Ё ИХЭОН -xdsaou co C© CO r-1 Г-н i© Tf co co co о о о о о игоа IU.30H -xdanon СО <о о> С© С© 'ф с© СОѩѩг^ t© м* со со с© о с© о ю та CJ оооосо О Ю Ю ю т* со СО Г- о о t© м- оо см см С© С© о о Ь4 a о я a hqacIi B.'IXOE В конце BMXOlf О СМ О Г-. о <о о с© со 00 г-о 1© со’ см СО ОО с© ф Е 3 3 ь; Ф з со a 14 Hi'Koe НХЭОН -xdoaou о о о о см о о со OOlCON С© о о о ки в м И1ГИЭЁ ихэон -xdoeou о о'о о СМ О О ОО с©’ о со сС оооо =( О о Е р 2 X 3 2 О Hiroa МХЭОН -xdoaou О со со о ь. м- о о со со о со со О 1© *rf* с© со со о о о S к примеру 38 Отмет <v НГОЙ ихэон -xdaaou оооо С© ОО СОСООО со’1©’ м^со’ оооо 2. S гг <© та г- а> я о см с© ь- ф ф wgXdx u>u or О ОО О ОО о 1(0 о о о С© см СО о ч о та ^5 S' О н та о В нач ngXdx влхок осо со см со г- со с© о о о о о~о о I© см о о 5 ф Ф W a О 1© *+• С© СО О (M U) о © ей та о ж S штэе ихэон -хбэяои о HL-ivoe ИХЭОН о ОО о ю см о о со о с ф ч ч © к Е й С© О О со оооо СО © -xdaaon со о о со о о о с© со О с isJ О. W Я 11 вн эинэЁсу 1 1,00 0,40 1,05 0,750 Ф n* я ей 01'мХ оинаоц О о 1© 1© О©О1^ а; S к S ж ф -a н CJ о i по OEM i г-* О о ей <=; © S о со со о СМ ’Ф о О Г-1 т— оооо’ © Е 3 И о о ОО *-< со со см м* о о — 1—< £0 та о Е в! ф ю о* S ф к о К о к а та >—< o' o' о о -0 та Е 6 св сх ф j Ф ис 1© — N. t© и© ’З* I© о" о’o'о" е; CU ф О Е ж Н Ф В* О и Е Vi 1 t М- 1© Tf to о’ о’ o’4 о’ 2 ф е; Ф а си та /У СО со —• СО b- b- ОО о’о’о’о’ a .'/PJ и* SlOOdoHQ О со Т-Ч О Ь- Ь- со ОО ОО с ’О 2 ф я чхэоОолэ 5 из Q о t© 1© со со оооо оооо о о’ о’ о’ О Е 2 © о L© т)4 со со О О о о оооо та Си о 2 та НОЕИХ о о о о оооо О о о 1© СМ т-м СО см Я та и a I’HHi'tf оооо О о О 1© СМ г-< СО см к И 3 та ' 8 ВНИЕ^ та CU ф та а >-*ч ж оооо О I© О ш см см со со ww a dior.unjr оооо о 1© О 1© см см со со та X та 5 о IVJV a dxoiU’Htf ф ф та - Г а гохэеб инн хоьэвЦ иитпдо О 1© со со о •Sf Tt о оо" см 1—• CM -'t о ОСП сч ?/аа/г я toxaud нин -lahoed ijHTnpQ 1© )© со ОО О ‘Tf •ч$4 С© со см’ — О) о вмхэгьХ СМ СО 1© »-< СМ СО ихаэ вмювьЛ см со ^t41© 1111 см оо с
Отметка уровня воды в точке I равна: 96,300 + h = 96,300 + 0,090 = 96,390 л Отметка уровня воды в точке 2: 96,390 — И = 96,390 — 0,005 X 200 = 95,390 м. Отметки лотка труб в точке 2: в конце участка 1 — 2 (при входе в колодец): 95,390 — Л = 95,390 — 0,090 = 95,300 м: в начале участка 2 — 3 (ири выходе из колодца): 95,390 — h = 95,390 — 0,123 = 95,262 м. На рис. 26 видно, что отметка лотка трубы равна отметке уровня воды ми- нус глубина наполнения h. Рис. 26. Соединение труб по уровню воды, узел 2 (пример 38). Таким же образом найдем отметки уровней воды в точках 3; 4 и 5 и от- метки лотков труб в конце и начале каждого участка. Уровни воды: >в точке 3 95,390 — 0,004 X 100 = 94,990 то же 4 99,990 — 0,0035 X 300 = 93,940 л; » 5 93,940 — 0,003 X 250 = 93,190 м. Отметки лотков труб: в точке 3 в конце участка 2—3 94,990 — 0,128 = 94,862 л; то же 3 в начале участка 3—4 94,990 — 0,141 = 94,849 м; в точке 4 в конце участка 3—4 93,940 — 0,141 = 93,799 ж; то же 4 в начале участка 4—5 93,940 — 0,193 = 93,747 м; л 5 в конце участка 4—5 93,190 — 0,193 = 92,997 м. Отметки лотков в расчетных точках соединяемых труб могут быть опреде- лены без предварительного определения уровней воды, как в примере 37, так как перепад Л между лотками равен разности глубин наполнений в трубах й2 — hi при /12 > hi (см., рис. 26). При h} < Ai дно лотка выходной трубы должно быть ниже лотка входной трубы на 1Л 1Л. В соответствии с этим понизится уровень воды в выходной трубе на величину hi — h2+1Л1Л^ fh— h2 (рис. 27). Все вычисления записываем в соответствующие графы табл. 26 и наносим на продольный профиль (рис. 28). Для сравнения расчет производим по таблицам Н. Ф. Федорова [9]. Рас- ход на участке 1—2 равен 9,05 л!сек. По табл. 2 для d = 200 мм при уклоне i = 0,005 интерполяцией находим скорость: 9,19 — 9,05 „ „ v = 0,67 - (0,67-0,63) X ’ 1П........ =0,67 м/сек 9,19—/,о9 h при наполнении — = 0,45 и h = 0,45 X 0,200 = 0,09 м.
Рис. 27. Понижение уровня воды при hi > h2 (к примеру 38). J ъ 84.00 Отметки <=> Са рогпко труды,м «ъ 30,800 93,750 93700 93,950 Отметки § 75' § § § земли,» gf gf &>' Расстояния,^ 200,00 100,0 300,00 250,00 Номера точек '1 Рис. 28. Продольный профиль коллектора 1—5 при соединении труб по уровню воды.
: Отметка уровня воды в начальном участке (точка /): - 96,300 + 0,09 = 96,390 м. Отметка уровня воды в конце участка (точка 2): 96,390 — И = 96,390 — 0,005 X 200 = 95,390 м. Отметка лотка трубы в конце участка (точка 2): 95,390 — Л = 95,390 — 0,09 = 95,300 м. Рассчитываем участок 2—3. Расход по участку составляет 18,45 л/сек. По Л табл. 3 принимаем d = 250 'мм и тогда i = 0,004, v = 0,74 м/сек, 0,50 и глу- бина h = 0,5X0,250=0,125 м. Отметка лотка трубы в начале участка (точка 2): 95,390 — 0,125 = 95,265 м. Отметка уровня воды в конце участка (точка 3): 95,390 — U = 95,390 — 0,004 X 100 = 94,99 м. Отметка лотка трубы в конце участка (точка 3): 94,99 — h = 94,99 — 0,125 = 94,865 м. Рассчитываем участок 3 — 4. Расход на участке 24,48 л/сек. Этот расход может быть пропущен по трубе d — 300 мм (см. табл. 4) и уклоне I = 0,004. Чтобы излишне не заглублять сеть, примем уклон i = 0,0035. Так как та- кого уклона в таблицах 191 нет, то путем интерполяции при i — q — 24,48 л/сек определим • скорость и = 0,75 м/сек, наполнение глубину h = 0,47X0,300=0,141 м.‘ Отметка лотка трубы в начале участка (точка 3): 94,99 — Л = 94,99 — 0,141 = 94,849 м. 0,0035 и для h — -= 0,47 d и Отметка уровня воды в котте участка (точка 4): 94,990 — И = 94,990 — 0,0035 X 300 = 94,990 — 1,05 = 93,94 м. Отметка лотка трубы в конце участка: 93,940—Л = 93,940—0,141 = 93,799 м. Рассчитываем участок 4—5. Расход на участке, равный 42,43 л/сек, пропу- скает труба d = 350 мм (см. табл. 5) с уклоном i — 0,003, со скоростью v = h = 0,82 м/сек и наполнением “ = 0,53 (определенными интерполяцией) и, сле- довательно, h = 0,53x0,35=0,186 м. Отметка лотка трубы в начале участка (точка 4): 93,940 —0,186 = 93,754 л. О:метка уровня воды в конце участка (точка 5): 93,940 — 0,003 X 250 = 93,199 м. Отметка лотка трубы в конце участка: 93,190—0,186 = 93,004 м. Результаты вычислений заносим в табл. 27. Сравнение табл. 26 и 27 показывает, что результаты расчетов по табли- цам 181 и 191 тождественны. Из сравнения табл. 25 и 26 видны преимущества соединений труб в колод- цах по расчетному уровню воды, так как в этом случае уменьшается конеч- ная глубина заложения коллектора на разность диаметров, уменьшенную на разность глубин наполнений в конце и начале коллектора. К тому же при рас- четных расходах исключена возможность образования подпоров.
Кроме того, при соединении по шелыгам перепад уровней воды в разных узловых колодцах будет различным и неопределенным. Например, в узле 2 (см. табл. 25) он равен 95,390 — 95,378 = 0,012 м, а в узле 3— 94,978 — 94,941 = = 0,037 м. Таким- образом, соединение труб по уровню воды следует предпочитать- соединению по шелыгам. Пример 39. Проверить возможность присоединения к коллектору 1—2—3—4 (точка 4) боковой ветки 6—7—4 (см. рис. 22). Длина боковой ветки (по плану): 280 + 150 = 430 м. 100,50 — 98,(0 Средний уклон местности:-------—-------= 0,0058. Средний расход на конечном участке 7—4 боковой ветви равен: 3,77 + + 3,08 = 6,85 л)сек. Расчетный расход получаем путем умножения среднего расхода на общий коэффициент неравномерности 2 (по табл. 3); он равен 6,85 м X 2=13,70 л)сек. Этот расход пропускает труба d = 200 лш при минимальном для этого диаметра уклоне i = 0,005 < 0,0058. Поэтому можно считать, что присоедине- ние боковой ветки возможно. Наименьшую глубину, на которой возможно при- соединение боковой ветки к коллектору, определяем следующим расчетом. Начальную глубину ветки (в точке 6) находим по формуле (IV-I): Н = hH -с./ (Z. + /) Zi — z2 + Д = 3 + 0,007 (1,2 X 160 4- 7) + ' 4- 100,50 - 102,30 + 0,050 = 2,64 3!. Отметка лотка в точке 6 равна: 100,50 — 2,64 = 97,86. Отметка лотка трубы в точке 4 равна: 97,86 — /21 = 97,86— 0,005 X 430 = = 95,71, т. е. > 93,70 + Д, где Д = 0,350—0,200 = 0,15 м и 93,70 + Д = 93,70 + + 0,15 = 93,850 Л1, т. е. отметка лотка трубы в точке 4 больше наименьшей отметки, на которой возможно еще присоединение к коллектору, на 95,71— — 93,850 = 1,86 м. Пример 40. Определить величины основных местных сопротивлений в кол- лекторе 1—2—3—4—5 (см. рис. 22, 24, 28). Основные сопротивления в расчет- ных точках 2 и 4 создаются присоединением притоков к коллектору под углом- 90°, а в точке 3— поворотом коллектора на угол 10°. Необходимые для расчета данные выписываем из табл. 25. Точка 2 Расход в верхнем участке коллектора 1—2 qK = 9,05 л/сек. Расход от притока qnp — 9,40 л/сек. Суммарный расход от коллектора и притока qCy.u — = 18,45 л/сек. В верхнем участке коллектора диаметр 200 мм, уклон 0,005,. h наполнение ~ — 0,45 и скорость — 0,66 м)сек. По формуле (VI-9): 4 пр 9cV.ll X Ю0 = 9,40 х ЮО 18,45 = 50,99+ Находим по таблицам А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных h 181 для — = 0,5» d при i = 0,005 и d = 200 мм расход q = 10,9 л/сек и скорость v = 0,69 м/сек. По формуле' (VI-12): Fr0 5 = —++_ =_____2^______= 0,485. ghpo.b 9,81X0,10 Р По формуле (VI-10): F+s + 2.2 Fr0,5 + 0,1 0,485 + 2,2 0,485 + 0,1
03 =1 ю 03 н 80 Расчетная ведомость коллектора 1—2—3—4—b (сопряжения по уровням воды — к примеру 38) Глубина заложения лотка трубы в м вихэвьХ эпнои а О Ф О О CH CN оо СО Ф Ф Ф вмхэвьХ оквьвн а о Ф ю ю 04 О) <-< 04 Со” СО Ф Ф Отметки в м 1 I В конце 1 нгоя И1ЭОН -xdoaou о о о о СП О Ф СП СО О СП irf ф” СО СО СП СП СП СП HQXdx вмхок о Ш СП Ф о CD СП О со оо ь- о io” ф со со СП СП СП СП и!сиэе И1ЭОН -xdsaoH о о о о СМ О’ о се СП О сю ь- СП СП СП СП В начале нгоя ихэон -xdanoH о о о о о о о *Ф со СО СП СП СО 1О ф СО СП о> СП СП HqoKdi BHXOIf о Ю О ф о О ф Ь-О со сч со ь- СО ю ф со СП О о СП Himae ихэон -xdaeoii о о о о IQ О1 о о Ci СП О СО о о о о w а if внокмХ оиноквцЗ о О ' О Ю UO О Ф о, ь- -Г o' о" Наполнение | ю •-* о СП см -Ф со О г-н o' o' о о | по о г- со ф Ю ф LO o’ o' оГ o' а а чхэобояэ! ь. Ф Ю 04 о ь- ь- со о о о о 7 Н0КМ2£ LQ ф СО СО о о о о о о о о o' о о о и' а ; вник]/ о о о о о о О 1-0 сч —’ со 04 mv а р ‘(Цэней)! о о о о о о во 04 04 со со a tfoxoBd инн -xohOBd ИИТП9О ио Ю со со о Ф ф ф СП со” Ф см -н СЧ Ф и!ээ вяхэеь^ 04 со ф Ю 1 1 1 1 г-н СЧ СО Ф По формуле (VI-8): С90 , ___ 5,59 X 50,9 । 5,59 X 50,9^ 180Р-г 16200 = 180 “ 16 200 По формуле (VI-3): qK = 24,48 л/сек. V- 'М — - п 2g 2,47 X 0,66s 19,62 = 0,055 м. Точка 4 qnp — 13,7 л/сек-, qcyM =38,18 " 38,2 участке 3—4 коллектора 300 мм, уклон 0,0035, наполнение рость 0,74 м/сек. По формуле (VI-9): л/сек. На верхнем h — = 0,47 и ско- d По таблицам По формуле 13,7 х ЮО р ЛРР- X 100 = —-— =35,9 %. Я сум 38,2 h Лукиных 181 для = 0,5 v = 0,76 м/сек. (VK12): WP0,5 0,762 Frn ч = = 0,393. S-^o.s 9,81X0,15 По формуле (VI-10): Fr05 + 2,2 0,393 + 2,2 = FrQ,5 + 0,1 + 1 = 0,393 + 0,1 + 1 = 6 По формуле (VI-8): ___ W t.soP- ___ 6,26 X 35,9 6,26 X 35,92 ~ 180 + 16 200’ 180 + 16 200 По формуле (VI-3): hM = С ~ 2q 1,75 X 0,74" 19,62 = 0,049 м === 5 см. Точка 3 Расход в коллекторе 2—3 qK — 18,45 л/сек-, i = 0,004; d = 250 мм; = 0,51; /1 = 0,51 X 250 = 0,128 ж; для поворота потока 10° По табл. 20 при 6 Заказ 2244 Яо прн- v = 0,73 = 2,5. м/сек. Требуется h d определить h d = 0,51 интерполяцией находим: а = 0,329 — (0,329- 0,265) —--— = 0,323; v 0,60 — 0,50 6 = 0,782 — (0,782 — 0,776) °:--—0,50 =0,781. 0,60-0,50 81
Определяем число Фруда по формуле (VI-6): г г = р == 0,424. ghp 9,81X0,128 местного сопротивления при угле поворота 90° находим по Fr + л . 0,424 + 0,323 Коэффициент формуле (VI-5): ?90“ Fr0,1 — 0,424 + 0,1 При угле поворота 10° £ определяется по формуле (VI-7): 8° 10° Q = С90 — = 0,645 X ----= 0,072. -90 90 Л По формуле (VI-3): й л( — V- — = 0,072 2^ 0,73- 2 X 9,81 = 0,002 м. Для удобства можно записывать расчеты в ведомости (табл. 28, 29). Расчетная ведомость с учетом местных сопротивлений приведена в табл. 30 Рис. 29. Соединение труб при учете местных сопротивлений. Расчет коллектора 1—2—3—4—5 производится, как и в примере 38 (табл. 26), с той только разницей, что при учете местных сопротивлений пере- пад в смотровых колодцах определяется по формуле (рис. 29): А = hM + А, — Л;, а при отсутствии местных сопротивлений: А = й2 — Лр Пример 41. Произвести гидравлический расчет правобережного коллекто- ра 11—3 города А (см. рис. 1) с поверкой на расходы первой очереди. Первая очередь включает канализование I зоны застройки центрального района и про- мышленного района с залинейной застройкой, тяготеющей к нему (см. при- мер 34). Перед гидравлическим расчетом коллектора должны быть определены расчетные расходы и глубины начального заложения его. Для определения расчетных расходов составлена расчетная схема (см. рис. 14) по среднесекундным расходам в кварталах и расчетным секундным расходам от предприятий; расчетные расходы написаны на кварталах и пло- щадках предприятий (см. рис. 1) по данным табл. 7; 9 и 11 и примеров 7; 9 и 12. Расходы бытовых вод, поступающих от населения в индивидуальной за- стройке, также показаны на расчетной схеме канализации. Подсчитанные расходы в боковых присоединениях написаны у точек их присоединения к коллекторам. Составлены расчетная ведомость (табл. 31) и продольный профиль по правобережному коллектору 11—3 (рис. 30).
Ведомость определения местных потерь напора в коллекторе 1—2—3—4—5 при слиянии потоков (к примеру 40) (8-1Л) эгХийоф оц к а ,1гц О) юо сч to м- о о - - са ОО S к: (£-1Л) ai/Xw -доф оп а ,5Г?/ 0,002 „ , (8'1Л) эглкаоф он 2,47 1,75 Т а б ~5 , , (Z-IA) эшСиаоф оп 0,072 (01-1Л) ЭЕХнбоф OU 06J) 4 СЛ СО 1 Ю СМ Со ю со Д л (S-IA) ЭКЛибоф ОЦ °0} 0,645 1 Расход в л!сек | | Коллектор до примыкания притоков 2 при наполнении ? /i/rf-0,5 (ZI-JA) эсХиаоф on S'Ojj Я d(L яхэобояэ 0,45 0,69 0,485 0,47 0,76 0,393 а повороте коллектора 1- 10) а в по табл. 20 1 0,781 0,323 , , (9-IA) эь-ЛиЗоф он jj 0,424 ff [ 2,5 1 яээ1к а a q.ioodoMD ? НО1ГЯХ 0,005 0,66 0,0035 0,74 герь напора н (к примеру ‘ Оо uiodoaon ifojx О 7пг а р diawBiiir 001 X dl,b -d 1S ^b yHHdcwwXo dlib noindn 9,05; 9,40 18,45 50,9 200 24,5 j 13,7 38,2 35,9 300 1 Ведомость определения местных по- 1 Наполнение | *7Г я ?/ Pin 0,51 0,128 ядэ!ы а а, чхэойояэ 1 ногмх 0,004 0,73 "'"b odojjioifiroM a я р di.aiven'ij 250 •rvdj я BHHOHlIL-OOOHCllI IfOJ^ О о я yb odox -мэьтгом я roxovj 18,5 вин -онигоооиён влнод, СЧ Tt< uxodoaon vmhox се
Таблица 30 Расчетная ведомость коллектора 1—2—3—4—5 с учетом местных Сопротивлений (соединение труб по уровню воды — к примеру 40) № участка сети Общий расчетный расход в л;сек 1 Диаметр d в мм Длина 1 в м 5 Скорость v в м/сек Наполнение Местные сопротив- ления /; в м Падение уклона И в м Отметки в м Глубина заложе- ния лотка трубы в м со В начале В конце поверхности земли лотка- трубы поверхности воды поверхности | земли 1 1 лотка трубы поверхности воды в начале участка в конце участка 1—2 9,05 200 200 0,005 0,66 0,45 0,090 __ 1,00 99,50 96,300 96,390 99,20 95,300 95,390 3,20 3,90 2-3 18,45 250 100 0,004 0,73 0,51 0,128 0,055 0,40 99,20 95,207 95,335 99,00 94,807 94,935 3,99 4,19 3—4 24,48 300 300 0,0035 0,74 0,47 0,141 — 1,05 99,00 94,794 94,935 98,00 93,744 93,885 4,21 4,26 4—5 42,43 350 250 0,003 0,81 0,55 0,193 0,050 0,750 98,00 93,642 93,835 97,80 92,892 93,085 4,36 4,91 — — 850 __ — — — 0,105 3,200 __ — — __ — — — —, '04,0 а--600,1 ^о,ос?.5 1-0,001 q=570,8 Отметки лотка 1 {трубы,м Отметки § земли, м a-coo. i'O, <=0,0025 4=47.00 4=0.77 6/6=0,62 h=O,27? \?84.00 Ь «5» q-60,9 =0,82 6'6 = 0.57 6 =0,228 q;7/J v--Q.8b h-OJS?. ? --2 ’2,0 v 0,87 6/6-0.60 6Д.420 4-276.3 ч=0,68 h/d=0.61 5=0,427 v = 0.89 h/tf-O.&i h/d=0M8 0 = 233,7 4=0,90 h/d = 0.64 5=0.448 is ДОа вода- вод а <1=456 g> 540 00 |W Номера}.I t i~Z 1—----------- точек " ,u HO '654 3 2 Схема mpac-V сы кол-pa 10 b/d = 0,68 6=0.69' 950,00 | 450,00 ! HC ОС Дюкер 'ОС вариант оазположения ас в I__A Li Д С. Рис. 30. Продольный профиль правобережного (главного) коллектора. сл
Средний уклон местности по трассам 1Л1 « 0,001 и меньше требуемого ук- лона коллектора, поэтому при назначении уклонов следует пользоваться дан- ными из приложения 1, обратив особое внимание на то, чтобы скорость увели- чивалась с увеличением расхода. Начальную глубину заложения главного кол- лектора (в точке 11) принимаем равной глубине промерзания (см. рис. 15 — для супесей 1,4 м X 1,2 = 1,7 м). Ввиду отсутствия подвальных этажей на территории квартала 26 начальная глубина заложения коллектора, определяе- мая по формуле (IV-I) будет меньше (см. примеры 16 и 17). Соединение труб разных диаметров производится в колодцах по расчет- ному уровню воды (расчетная ведомость табл. 31). Поверка коллектора на расход первой очереди (в той же табл. 31) показывает, что трубы диаметром 400 мм будут нуждаться в промывке и прочистке ввиду недостаточных ско- ростей. Глава VII ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ТРАССИРОВКИ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ Обычно лри составлении схемы канализации города возмож- но несколько решений трассировки сети. Выявление оптимально- го решения может быть сделано только путем технико-экономиче- ского сравнения вариантов. При этом некоторые варианты могут быть оценены только в техническом отношении, как это было по- казано в примере 15, однако окончательное решение по вариан- там, однотипным в техническом отношении, может быть вынесено с использованием экономических показателей. Проектные организации при определении стоимости работ на стадии проектного задания пользуются укрупненными показате- лями института «Гипрокоммунводоканал». Показатели для канализационной сети по глубине заложения труб разбиты на три группы: до 2 м (для железобетонных труб диаметром до 2,5 м); до 3,75 м (для асбестоцементных труб диа- метром до 3 м) и до 5 м. В показателях для труб, укладываемых в мокрых грунтах, объем земляных работ с водоотливом учтен по полному объему траншеи. Если есть данные об уровне грунтовой воды на определенном участке, рекомендуется определить объем мокрого грунта в тран- шее в процентах от общего объема и в соответствии с этим услов- но разделить трубы на два участка, предполагая, что на одном из них будет сухой грунт, а на другом — мокрый, и применить на этих участках соответствующие показатели. Пример 42. Определить стоимость укладки 1 пог. м керамических труб d = 300 мм на глубину 4 м, уровень грунтовых вод —на глубине 2 м, т. е в траншее имеется 50% мокрого грунта. Стоимость укладки 1 пог. м труб d = 300 мм глубиной до 5 м в сухих грунтах — 23,8 руб., в мокрых грунтах — 42,4 руб. Следовательно, стоимость укладки 1 пог. труб с учетом 50% мокрого грунта составляет: 23,8 X 0,5+42,4x0,5=33,1 руб. Пример 43. Сделать технико-экономическое сравнение вариантов трасси- ровки сети города, необходимое для выбора окончательного решения. Обосно- вание выбора для сравнения III и IV вариантов дано в примере 15. 86
(По принятому IV вариа 11-10 5,43 8,65 — 19,73 25,16 1,9 47,80 47,8 350 400,0 10—9 25,16 — 33 81 1,8 60,86 60,9 400 400,0 9—8 5,82 33,81 — 39,63 1,8 71,33 —, 71,3 400 300,0 8—7 —— 39,63 81,37 121,00 1,6 193,60 18,45 212,0 700 350,0 7—6 2,74 121,00 — 123.74 1,6 197,98 18,45 216,3 700. 310,0 6 — 5 2,40 123,74 6,85 132;99 1,6 212,78 — 18,45 231,2 7С0 270,0 5—4 —* 132,99 — 132,99 1,6 212,78 — 18,45 231,2 700 190,0 4—3 — 132,99 — 132,99 1,6 212,78 1,89 18,45 233,1 700 540,0 3 —входная камера Выходная — 132,99 20,94 153,93 1,6 246,29 168,5 20,34 435,1 £00 40,0 камера—2 — 153,93 — 153,93 1,6 246,29 —— 188,84 435,1 900 40,С 2—на- сосная станция 153,93 100,57 254,50 1,5 331,75 1,05 188,84 571,6 1000 950, ( Вариант расположе- у ния н. с. 2 — я. с. — 153,93 100,57 254,50 1,5 381,75 1,05 188,84 571,6 10 00 50, ( 11-10 10—9 Проверка коллектора на расходы 8.65 .— — 8,65 2,0 17,30 •— 17,30 350 400 400, 400, 9—8 5,82 8,65 —— 14,47 2,0 28,94 28 9 400 300, 8—7 — 14,47 51,14 73,61 1.7 125,14 18,45 143,6 700 350, 7—6 2,74 73,61 6,85 76,35 1,7 129,80 18,45 148,2 700 310, 6—5 5—4 Л О 2,40 76,35 85,60 1,7 145,52 — 18,45 164,0 700 270, — 85,6 • — 85,60 1,7 145,52 — 18,45 164,0 700 190 4—<3 — 85,60 — 85,60 1,7 145,52 1,89 18,45 165,9 7с 0 540 3—входная камера Выходная — 85,60 20,94 106,54 1,6 170,46 168,5 20,34 359,3 900 40 камера—2 106,54 •— . 106,54 1,6 170,46 168,5 20,34 359,30 900 40 2—на- сосная станция — 106,54 — 106,54 1,6 170,46 168,5 20,34 Зэ9, ЗС 1000 950 Заказ 224-1
Таблица 31 Расчетная ведомость правобережного коллектора (к примеру 41) частно средние расходы в .г'сек Общий коэффициент неравномерности К Расчетные расходы в .t ee:; Диаметр <1 в мм Длина Z в м Уклон 1 Скорость г< в м/сек Наполнение Глубина заложения лотка в трубы в м попутный транзитный боковой общий от кварталов S s=i К а сосредото- ченные ИПШуО j к' я В конце поверхности земли 1 1 лотка трубы 1 поверхности воды в начале участка в конце участка средняя | н а i транзит- ный ° --Улл 1 * УЗгиИшМ saaiMiiM - — — —'' — —————— -10 -9 -8 —7 -6 -5 -4 —3 содная ера здная ра—2 •па- на я 1ЦИЯ иапт Ложе- H. с. п. с. -10 —9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 эдная ера >дпая ра~~2 ла- пая 1ЦИЯ 5,43 8,65 5,82 2,74 2,40 8,65 5,82 2,74 2,40 25,16 33,81 39,63 121,00 123,74 132,99 132,99 132,99 153,93 153,93 153,93 8,65 14,47 73,61 76,35 85,6 85,60 85,60 106,54 106,54 19,73 81,37 6,85 20,94 100,57 100,57 51,14 6,85 20,94 25,16 33 81 39,63 121,00 123.74 132,99 132,99 132,99 153,93 153,93 254,50 254,50 8,65 14,47 73,61 76,35 85,60 85,60 85,60 106,54 106,54 106,54 1,9 1,8 1,8 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5 2,0 2,0 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,6 1,6 1,6 47,80 60,86 71,33 193,60 197,98 212,78 212,78 212,78 246,29 246,29 381,75 381,75 1 17,30 28,94 125,14 129,80 145,52 145,52 145,52 170,46 170,46 170,46 18,45 1,89 168,5 1,05 1,05 Ipoeepf 18,45 1,89 168,5 168,5 168,5 (По 18,45 18,45 18,45 18,45 20,34 188,84 188,84 188,84 га колл 18,45 18,45 18,45 18,45 20,34 20,34 20,34 финято 47,8 60,9 71,3 212,0 216,3 231,2 231,2 233,1 435,1 435,1 571,6 571,6 ектора 17,30 28,9 143,6 148,2 164,0 164,0 165,9 359,3 359,30 359,30 му IV 350 400 400 700 700. 7С0 700 700 900 900 1000 1600 на ра< 350 400 400 700 700 700 700 7с0 900 900 1000 Варна 400,0 400,0 300,0 350,0 310,0 270,0 190,0 540,0 40,0 40,0 950,0 50,0 ходы 400,0 400,0 300,0 350,0 310,0 270,0 190,0 540,0 40,0 40,0 950,0 нту трас 0,0025 0,0025 0,0025 0,0013 0,0013 0,0013 0,0013 0,0013 0,001 0,001 0,001 0,001 первой .с 0,0025 0,0025 0,0025 0,0013 0,0013 0,0013 0,0013 0,0013 0,001 . 0,001 0,001 сировк 0,77 0,82 0,84 0,87 0,88 0,89 0,89 0,90 0,94 0,94 1,00 1,00 >череди 0,00 0,58 0,67 0,80 0,81 0,83 0,83 0,83 0,91 0,91 0,90 и сети 0,62 0,57 0,63 0,60 0,61 0,64 0,64 0,64 0,68 0,68 0,68 0,68 строи 0,60 0,28 0,37 0,47 0,48 0,52 0,52 0,52 0,60 0,60 0,50 в приг 0,217 0,228 0,252 0,420 0,427 0,448 0,448 0,448 0,612 0,612 0,680 0,680 гельств 0,00 0,112 0,148 0,329 0,336 0,364 0,364 0,364 0,540 0,540 0,500 лере 13 1,00 1,00 0,75 0,455 0,403 0,351 0,2’7 0,702 0,040 0,010 0,!V<) 0.0'u а (к п 1,0-: । 1 ,0!> 0,75 0.-135 0,4:. 0..-Ы 0,217 0,7 и. 0,9 Ю 0,040 0,950 O'-'.Oj os 260 99, ио 99. Г,о 99.1 Ф . !>.- 9б,о!! ; 97,.'0 <‘.',.763 97,(0 97,(0 92,567 эт/дОЯМ 97,'Ц) 12-139' - : 20 MSI 91,165 (5,247 91.785 |11₽у. ||||М 98,417 97,417 96117 95/667 95 М2 947809 94358 9!fH fc- 93,179 98,1139 139 ИЯ ’ 1М|у1 ’ |||||У/ 167301 < 5/563 /121 /718 /374 91.127 /425 ,107 |gy ' : ‘2,!'г1 tel 99,70 99,00 99,50 99,00 98.00 97,80 97,50 97,00 97,00 97,00 98,00 98,00 97,20 96,189 95,415 94,792 94,382 94,010 93,763 93,061 92,857 92,527 91,509 92,409 97,20 96,189 95,415 94,792 94,382 94,010 93,763 93,061 92,857 92,527 91,509 97,417 96,417 95,667 95,212 94,809 94,458 94,211 93,509 93,469 93,139 92,189 93,089 96,301 95,563 95,121 94,718 94,374 94,127 93,425 93,397 93,067 92,009 1,70 2,51 2,84 4,25 4,22 3,64 3,79 3,74 4,10 4,43 4,54 4,54 2,50 2,81 4,08 4,21 3,62 3,79 3,74 3,94 4,14 4,47 6,49 5,59 2,10 2,66 3,46 4,23 3.92 3,72 3,77 3,84 4,12 4,45 5,52 5,07 2244
Средний уклс -лона коллектора,! ными из приложе чивалась с увели! лектора (в точке для супесей 1,4 j территории кварт мая по формуле! Соединение i ному уровню во' расход первой о< 400 мм будут н! ростей. ТЕХНИ т Обычно Л) но несколько! го решения м ского сравнен быть оценень казано в при там, однотип! с использова! Проектны стадии прое^ ЛЯМИ HHCTHTj Показате,! труб разбит! диаметром д метром до 3 1 В показа объем землт траншеи. • ! Если ест! участке, рек шее в проце* но разделит,' них будет с этих участке Пример 4| d = 300 мм н| в траншее им< Стоимости грунтах —- 23,8 укладки 1 по| Пример ровки сети гр вание выбора) 86 !
s Для решения поставленной'задачи нужно иметь профиль и гидравлические расчеты сравниваемых коллекторов по одному и другому варианту трассиров- ки сети. В примере 41 выполнен расчет главного коллектора правобережной части города по IV варианту, поэтому необходимо дополнительно произвести рас- чет главного коллектора по схеме III варианта (см. рис. 13) и составить про- фили коллекторов бассейнов. Для установления начальной глубины заложения коллекторов III вариан- та (см. рис. 13) рассмотрим два случая трассировки внутриквартальной сети. В первом случае внутриквартальную сеть присоединяем непосредственно к коллекторам бассейнов, т. е. трассируем ее параллельно горизонталям. Во вто- ром— внутриквартальную сеть трассируем перпендикулярно горизонталям с при- соединением ее к уличной сети, прокладываемой по нечетным проездам (см. рис. 1). При этом предполагается, что в первой зоне застройки имеются под- валы. Начальное заложение коллектора 11—17 при присоединении внутриквар- тальной сети непосредственно к коллектору получим по формуле (IV-1): Н = h,,-- i (i т I) -г Zi~ z2 + Д, где — начальная глубина заложения внутриквартальной сети, равная глу- бине промерзания по СНиП, для супесей 1,4 м X 1,2 = 1,7 м, уменьшенной на 0,3 м, т. е. hH = 1,7 — 0,3 = 1,4 м; i = 0,007; L— 1,2 X 160 = 192 м; здесь 160 м — половина длины квартала 52; I = 15 м; 2i = 110 м; z2 = 110,1 м; Д = 0,200 — 0,150 = 0,050 м. Следовательно, Н = 1,4 + 0,007 (192 + 15) + 110,0— 110,1 + 0,05 = 2,80 м. Начальная глубина коллектора 11—17 при присоединении внутрикварталь- ной сети к уличной сети, проходящей по нечетной улице, будет равна: H=hn + i (L + /) + — z2 + Д, где hK = 1,4 Л1; i = 0,007; L= 240 м при ширине квартала 52—200 м; 1 = 7,0 м; Zi = 108,8 м; z2— 110,1 м; Д = 0,05 м; Н = 1,4 + 0,007 (240 + 7) + 108,80 — 1110,1 + 0,05 = 1,88 м. Отсюда следует, что выгоднее второй случай трассировки, так как началь- ная глубина коллектора и глубина внутриквартальной сети получаются в этом случае меньше. После решения вопроса об оптимальной трассировке внутриквартальной сети производим расчет коллекторов по III варианту. При проектировании правобережного коллектора по этому варианту рас- ходы на участке 6—5 правобережных коллекторов (см. табл. 31 и 32) оказа- лись такими же, как и при IV варианте; поэтому за исходную отметку при- нята отметка поверхности воды в точке 6 (94,809 м) коллектора по IV варианту. Затем отметки поверхности воды и лотков труб коллектора были подсчи- таны от точки 6 снизу вверх. Часть коллектора ниже точки 6 не проектиру- ем, так как она такая же, как и по варианту IV. Уклон местности по трассе коллектора бассейна 11—12—13—14—15—16—17 по обоим вариантам больше среднего минимального уклона коллектора (1 = 0,006). В этом случае уклоны труб могут приниматься, исходя из средне- го уклона местности, с соблюдением следующих дополнительных условий: ско- рость на конечном участке коллектора должна быть не больше скорости в пра- вобережном коллекторе (0,77 м/сек), по правилу о, стр. 66, расчетная скорость 87
Расчетная ведомость правобережного коллектора по III варианту № участка сети Средние расходы в л/сек Общий коэффициент неравномерности KQ Расчетные расходы в .и'сек Диаметр d в мм Длина 1 в м Уклон 1 Скорость v в м/сек попутный ! транзитный боковой общий от кварталов Сосредото- ченные общий CJ транзит- ный Коллектор 11—10—9—8—7—6 11—10 5,43 — 9,87 15,30 1,9 29,07 — — 29,1 300 400,0,0,0035 0,77 10—9 8,65 15,30 22,82 46,77 1,8 84,18 — 84,2 450 400,0 0,0018 0,79 9—8 5,82 46,77 23,28 75,87 1,7 128,98 — — 129,0 500 300,0 0,0017 0,84 8—7 — 75,87 24,23 100,10 1,6 160,16 18,45 — 178,6 600 350,0 0,0015 0,87 7—6 2,74 100,10 22,79 125,63 1,6 201,01 — 18,45 219,5 700 310,0 0,0013 0,88 6—5 2,40 125,63 4,96 132,99 1 ;6 212,78 — 18,45 231,2 700 270,0j0,0013 0,89 ДПИ—-Н Продолжение № участка сети Наполнение Местные сопротив- ления h в м м Падение уклона И в м Отметки в м Глубина зало- жения лотка трубы в м h в м В начале В конце поверхности земли лотка трубы : поверхности воды поверхности земли 1 ! лотка трубы । поверхности воды в начале участка в конце участка 1 Средняя I 11—10 0,52 0,156 —. 1,40 99,90 98,211 98,367 99,70 96,811 96,967 1,69 2,89 2,29 10—9 0,64 0,288 — 0,72 99,70 96,679 96,967 99,00 95,959 96,247 2,99 3,01 3,00 9—8 0,73 0,365 — 0,51 99,00 95,882 96,247 99,50 95,372 95,372 3,12 4,13 3,63 8—7 0,68 0,408 ——• 0,525 99,50 95,329 95,737 99,00 94,804 95,212 4,17 4,20 4,19 7—6 0,62 0,434 — 0,403 99,00 94,778 95,212 98,00 94,375 94,809 4,22 3,62 3,92 6—5 0,64 0,448 —- 0,351 98,00 94,361 94,809 97,80)94,010 94,458 3,64 3,79 3,72
при переходе с большего уклона на меньший может быть убывающей (пра- вило 4). Для того, чтобы выполнить эти условия при проектировании коллектора 11—17, нужно предусмотреть перепад в точке изменения уклона, что позво- лит снизить скорость в нижнем участке коллектора до величины, не превы- шающей скорость в правобережном коллекторе (0,77 м/сек}. Наличие перепада дает экономию в земляных работах. Ввиду спокойного режима потоков, как это имеет место в данном случае (глубина потока h ме- нее критической глубины hKp}, перепада для гашения скорости можно было бы и не устраивать, но тогда объем земляных работ увеличился бы на 20% (рис. 31 и 32, 33 и 34). Место перепада при III варианте назначаем в смотровом колодце 12 (см. рис. 31), а при IV варианте — в колодце 13 (см. рис. 33) с учетом присоеди- нения в этих местах боковых линий уличной сети. При гашении скорости перепадом трубы, уложенные до перепада, можно укладывать с одинаковым уклоном, если они даже и разных диаметров. В этом случае увеличенная скорость также погасится в перепаде. Подобным же образом запроектированы коллекторы 10—23, 9—30, 8—38 и 7—46 по III варианту и 8—29— по IV варианту, а также уличная сеть. Из построенных при этом профилей коллекторов (которые здесь не приводятся) можно определить глубины заложения труб и коллекторов для технико-эко- номического сравнения вариантов. Экономическое сравнение производили по строительной стоимости и экс- плуатационным расходам. Подсчет строительной стоимости по сравниваемым вариантам приведен в табл. 33. Как видно из этой таблицы, строительная стоимость сети города по варианту IV меньше на (264138—220121) =44017 руб. стоимостей по вариан- ту III. Соответственно при IV варианте уменьшаются и годовые (эксплуатацион- ные) расходы: амортизационные отчисления (2,8%)........... 44017 X 0,028 = 1232,5 руб. текущий ремонт (1%)......................... 44017 X 0,01 = 440,2 руб. Итого. . . 1672,7 руб. Пример 44. Определить уменьшение затрат на строительство первой оче- реди при варианте IV *. Исчисление стоимости строительства первой очереди по вариантам III и IV приведено в табл. 34. Сравниваются правобережные коллекторы на участках 10—7 с притоками 10—18—20, 9—25—27, 8—32—35, 7—40—43 (III вариант)) и 8—22—25 ‘(IV ва- риант) и сеть в первой зоне застройки центрального района. Разность капиталовложений в 37 724 руб. может быть использована в дан- ной отрасли народного хозяйства за период до строительства второй очереди и 7 лет. Коэффициент эффективности в данной отрасли Б = 0,1. Коэффициент Кпр, учитывающий средний эффект в данной отрасли, опреде- ляется по формуле сложных процентов [16]: Кпр = (1 0,10)' = 1,95. Исходя из этого, получим величину капитальных вложений, приведенную 37 724 к первой очереди, — = 346 РУ$- * См. «Типовую методику определения экономической эффективности ка- питальных вложений и новой техники в народном хозяйстве», разработанную АН СССР, Госпланиздат, 1960.
d-?50; 1=1120 ; 1=0,006 ____ d=250 ~~j~ 2-0,009 y=9,0 4=12,5 4=16,1 0=19,7 2 =0,57 j=O,27 h=0,059 12=070 2=037 2 = 0,8 2=0914 -[ = 0,70 ^=-0,51 ^-0,6 ^=0,53 0=0,080 h = 0102 h=l7J2 0=0,132 4 90,00 Отметка лот- ка трубы, м Отметки Земли,м \ 280 j 200 j 200 I 280~~] 15 14 13 12 - H Расстояния,м pgg | 260 Номера точек n is Рис. 32. Продольный профиль коллектора И— 16—17 при III варианте без перепада. Рис. 31. Продольный профиль коллектора И— 16—17 при III варианте с перепадом. 6=0,006 1=0,0051=0,003 7=0,0025 4=8,52 2=0,70 4=16,3 4=299 4=30,7 4=37,5 2=0,81 2=0,92 2=0,73 2=0,73 ^=0,60 %=54 ^=0,57^=0,53 Отметки лотка § тру5ы,м Отметки t земли, м § Расстояния, м | Номера точек 17 у 90,00 ’ 2?' S5" <3й Съ «ъ g®’ 7б0 I 260 [~280 j 200 | 200 | 280 | 16 15 14 13 12 11 Рис. 33. Продольный профиль коллектора 11—16—17 при IV варианте с перепадом. Рис. 34. Продольный профиль коллектора 11—16—17 при IV варианте без перепада.
Табл и ц а 33 Строительная стоимость коллекторов, сети и переходов под железную дорогу по вариантам III и IV (к примеру 43) Диаметр в мм Средняя глубина в м Длина в м Стоимость в руб. 1 пог. м всего Вариант III Правобережный коллектор 11—10—9—8—7 300 450 500 600 2,29 3,00 3,63 4,19 400 400 300 350 17,6 24,7 19,0 31,5 7040 9880 5700 11025 Коллектор 11—12— -16—17 200 2,70 1070 13,1 14017 250 2,70 330 15,9 5247 Коллектор 10—18— -22—23 200 3,35 760 13,1 9956 250 4,49 240 22,5 5400 300 4,24 240 23,8 5712 350 4,30 260 25,3 6578 Коллектор 9—25— 19—30 200 3,45 780 13,1 10 218 250 4,36 250 22,5 5625 300 3,83 270 23,8 6426 350 3,45 270 18,9 5103 Коллектор 8—32—37—38 200 3,54 880 13,1 11 528 250 3,92 560 22,5 12 600 300 4,11 200 23,8 4760 350 4,63 100 25,3 2530 Коллектор 7—40—45—46 200 2,78 810 13,1 10611 250 3,72 • 300 15,9 4770 300 4,50 700 23 8 16 660 350 4,29 160 25,’3 4048 Сеть коллектора 11—17 200 2,35 750 13,1 9825
Продолжение Стоимость в руб. Диаметр в мм Средняя глубина в м Длина в м 1 пог. м всего 200 200 Сеть 2,20 3,60 коллектора 750 810 10—23 13,1 13,1 9825 10611 Сеть коллектора 9 — 30 200 3,60 1260 13,1 16 506 200 Сеть 3,40 коллектора 1430 8—38 13,1 18 733 200 Сеть 3,Б0 коллектора | 870 7—46 | 13,1 11397 200 Сет 3,40 ь бассейна 520 III | 13,1 6812 Итого. . . 259 143 200 Пять переходов по | 150 30 м | 33,3 4995 Всего по варианту III 264 138 Вариант IV Правобережный коллектор 11—10—9—8—7 350 2,10 400 18,9 7560 400 3,00 700 21,8 15 260 700 4,23 350 37,5 13125 Колле к т о р И—12— 16—17 200 3,23 900 13,1 11 790 250 3,60 200 15,9 3180 300 4,15 200 23,8 4760 350 2,75 280 18,9 5292
Продолжение Диаметр в мм Средняя глубина в м Длина в м Стоимость в руб. 1 пог. м всего Коллектор 8—22— 27—29 200 3,39 500 13,1 6550 250 4,95 290 22,5 6525 300 5,21 370 28,7 10619 350 5,55 260 30,4 7904 400 5,48 300 35,1 10530 500 5,40 300 33,2 9960 Сеть коллектора 11—17 . 200 2,83 1500 13,1 19 650 Сеть коллектора 8—29 200 3,25 1620 13,1 21222 200 4,46 1100 19,3 21 230 250 4,58 1510 22,5 33 975 Сет ь бассейна III 200 1 3,60 660 13,1 8646 Т 1того ... 217 778 Два перехода по 30 м 200 30 33,3 999 300 — 30 44,8 1344 Всего по варианту V 220 121 Таблица 34 Строительная стоимость коллекторов и сети первой очереди по вариантам III и IV (к примеру 44) Диаметр в мм Средняя глубина Длина в j Стоимость в руб. заложения в м м j 1 пог. м. | всего Вариант Ш Правобережный коллекторный участок 10—9—8—7 450 3,00 400 24,7 9980 500 3,63 300 19,0 5700 6С0 4,19 350 31,5 11025
Продолжение Диаметр в лш Средняя глубина заложения в м Длина в м Стоимость в руб. 1 ПОГ. М | всего 250 Ко л 4,49 лектор 10—11 240 3—20 22,5 5400 300 4,24 240 23,8 5712 350 4,30 260 25,3 6578 250 Колл 4,36 е к т о р 9—25- 250 -27 22,5 5625 300 3,83 270 23,8 6426. 350 3,45 270 18,9 5103 250 Кол 3,92 лектор 8—32 560 —35 22,5 12 600 300 4,11 200 23,8 4760 350 4,63 100 25,3 2530 250 Кол 3,72 лектор 7—4С 300 1—43 15,9 4770 300 4,50 700 23,8 16 660 350 4,29 160 25,3 4048 ' 200 Сеть ко 2,20 ллектора К 570 • 1—18—20 13,1 7467 200 3,60 510 13,1 6681 200 - Сеть коллектора 9 3,6 | 890 —25—27 13,1 11 659 200 Сеть к 3,40 оллектор а 8—32—35 1050 | 13,1 13 755 200 Сеть коллектора 7 3,50 710 —40—43 13,1 9301 200 Сет 3,40 ь бассейна 520 III 13,1 6812 Всего по варианту III ........ 162 492
Продолжение Диаметр в Средняя глубина Длина в Стоимость в руб. мм заложения в м м 1 пог. м всего Вариант IV Правобережный коллекторный участок 16 —9—8—7 400 3,00 700 21,8 15260 700 4,23 350 37,5 13125 Кол лектор 8—22 —25 350 5,55 260 ' 30,4 7904 400 5,48 300 35,1 10 530 500 5,40 300 33,2 9960 Сеть ко ллектора 8— -22—25 200 3,25 640 13,1 8384 200 4,46 880 19,3 16 984 250 4,58 1510 22,5 33 975 Сет ь бассейна III 200 3,60 660 13,1 8646 Всего то варианту IV 124 768 Как видно из таблицы, строительная стоимость первой очереди меньше по варианту IV на 162 492 — 124 768 = 37 724 руб. Таким образом, сумма приведенных вложений по IV варианту на 37 724— 19 346 = 18 378 руб. меньше, чем по III варианту. На основании экономических сравнений принимаем вариант IV, изображен- ный на плане города (см. рис. 1). Глава VIII СООРУЖЕНИЯ НА КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ 1. Дюкеры и их расчет Если трасса канализационной линии пересекает водоем, овраг или другие препятствия, то для пропуска самотеком сточных вод устраивают дюкеры (рис. 35). Для устройства дюкеров могут быть применены трубы из раз- личных материалов в зависимости от состава сточных вод и спо- соба производства работ. Наибольшее применение находят метал- лические (чугунные и стальные) трубы. Наименьший диаметр труб дюкера по СНиП П-Г. 6-62 следу- ет принимать 150 мм. Дюкеры при пересечении водоемов, как правило, устраивают в две рабочие линии, лишь при незначительном расходе сточных 96
06 '<761- ОЯМ ог‘ш оэ'гб^ //&/ 61-867 80'867 1Л867 LZG‘Z6L 06 W 68'667 zi ж lЧ^нl 081 ':i;i о Рис 35. Схема дюкера. 0Sl£=8 IO‘£6L £C‘S6P -0898BI- I -18L861 08761 86867 Bddag rnqgvdu Э e a 5: о 006 ZCS61 8SS6i
вод допускается одна линия. При пересечении оврагов и суходо- лов для любого расхода сточных вод можно устраивать дюкер в одну линию. Резервные линии дюкеров могут быть уложены при специаль- ных требованиях (технических или санитарных), а также при не- значительном расходе сточных вод, когда использование двух линий дюкера в качестве рабочих невозможно из-за отсутствия необходимых расчетных скоростей движения сточных вод. “Тасчётауюскорость^вйжёнйя^сточныТводТ~дюкёрны^ трубах следует принимать не менее 1,0 м/сек, а в месте подхода сточных вод к дюкеру — не более скорости в дджере. В дюкерах на общесплавной сети наименьшая расчетная ско- рость движения сточных вод 1,0 м/сек должна быть при пропуске расчетного расхода .в сухую погоду. Гидравлический расчет дюкера сводится к определению диа- метров труб и величины сопротивлений при прохождении сточной воды через дюкер. Величина сопротивлений выражается общей формулой: h = iZ + 2“,^, (Vin-1) где i — единичные сопротивления в трубах дюкера; I—длина дюкера; С — коэффициент местных сопротивлений (при входе, выходе и в закруглениях дюкерных труб); v — скорость течения сточной воды в трубах дюкера; g '— ускорение силы тяжести. Коэффициенты сопротивления: при входе в дюкер = = о,5625 (при р. = 0,8), (VIII-2) К при выходе (VIII-3) \ v / где vo — скорость в коллекторе за дюкером, в закруглениях Сз [°’0131 + 1)847 (т)7/г] ’ (VIII'4> где 0 —угол поворота дюкерных труб, °; г — радиус трубы; R —радиус закругления. В таблицах Лукиных [8] приведены значения единичных сопро- тивлений в чугунных трубах, местных сопротивлений при входе и выходе из дюкера и в закруглениях в дюкерных трубах (см. табл. 28, 29, 30 и 31). Исходными данными для расчета дюкера являются: профиль по трассе дюкера, расчетный секундный расход, отметки лотка 98
подводящего коллектора, скорость и наполнение в нем, скорость- в коллекторе за дюкером. Пример 45. Рассчитать и составить i 3—2 правобережного коллектора (см. рис. 1 и (рис. 36). Расход сточных вод q — 435,1 л/сгк. рис. 30) отметка лотка коллектора при входе в дюкерную камеру определена в 92,857 м, отмет- ка уровня воды — 93,469 м и скорость течения воды в коллекторе перед дюкером и за ним — 0,94 м/сек. При двух дюкерных трубах расход по одной трубе будет: схему дюкера на участке 14) при переходе через рекч в - - -- примере 41 (см. табл. 31, 435,1 =-------- = 217,6 Л/сек. 2 ' Дюкерные трубы принимаем стальные. Диа- метр трубы определяем по формуле: r.d~ = т v> причем для расчета принимаем несколько боль- шую скорость v = 0,95 м/сек. Тогда: cl = °aiZ6 =0,54/4. 0,95 Принимаем по сортаменту ближайший мень- ший диаметр d = 500 мм, так как при большем диаметре скорость в дюкере будет меньше чем |W т 3 входная камера каиец» в подводящем канале. При d = 500 мм скорость в дюкере будет: v = 0,2176 0,785 X 0,52 = 1,10 м/сек. Единичные сопротивления определим по формуле (V-2): V” 1~-----— Гидравлический d радиус 7? = -j= 0,125 м. Ко- Рис. 36. Ситуационный план и профиль дюкера. эффициент С по формуле (V-3) при коэффициенте шероховатости для стальных труб п = 0,012 бу- дет: С= — Ry, п где у = 2,5 /га —0,13 —0,75 y"R (у/п- 0,1) = 2,5 /0Д12 — 0.13 — 0.75Х ХУ0,125 (/0,012 —0,1) = 0,1415. Следовательно: Отсюда: 0,012 X О,125о,1415 = 62,1. 7* 1 = 1,102 62,12 х 0,125 = 0,0025. 99
Сопротивление по длине дюкера при I — 100 м: 1ц = И = 0,0025 X ЮО = 0,25 м. Сопротивление на входе при скорости в дюкерной трубе v = 1,10 м/сек (по табл. 29 А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных) [8]: /ц = 0,0346 = 0,035 м. Сопротивление на выходе при v — v0 = 1,10—0,94=0,16 м/сек (по табл. 30 Лукиных): А, = 0,0014 ~ 0,001 м. Рис. 37. Схема дюкера на участке 3—2 главного коллектора. Сопротивление в закруглениях при четырех поворотах по 10° и при v = 1,10 м/сек (по табл. 31 Лукиных): /г3 = 0,0009 x 4 = 0,004 м. Сумма сопротивлений в дюкере составит: Н= 1ц + 1ц + й3 + h3 = 0,250 + 0,035 + 0,001 + 0,004 = 0,29 м. Разность отметок горизонтов воды перед входом в дюкер z{ и после вы- хода из него z3 должна быть не менее 0,29 м, т. е. —г» = 0,29 м; z1 =93,469; 93,469 — z2 = 0,29 м. Отсюда отметка уровня воды при выходе из дюкера должна быть не более: z, = 93,469 - 0,29 = 93,179 м. На участке коллектора выходная камера — 2 (</=900 мм и h = 0,612 •«) отметка лотка в камере будет: 93,179-0,612 = 92,567 л. По данным произведенного расчета и ситуационного плана составлена схема дюкера, которая изображена на рис. 37. 100
Пример 46. Произвести поверку работы дюкера, показанного на рис. 37, на расход первой очереди. Расчетный расход первой очереди составляет 359,3 л/сек. Из примера 41 (см. табл. 31) устанавливаем отметку уровня воды в коллекторе при входе в дюкерную камеру 93,397 м. При пропуске расхода 359,3 л/сек по двум дюкерным трубам d = 500 мм скорость в них определится по формуле (V-1): 359,3 2X0,785 X 0,52 = 0,92 м/сек.' Разность уровней воды перед дюкером и после него определится по фор- муле (VIII-1): Н = И + Л, + /г, + Л3 = 0,0018 X 100 + 0,0242 + 0,0004 + 0,0006 X 4 = 0,207 м, где C-R 0,92 62,12 х 0,125 = 0,0018; 1ц, li2 и йз приняты по табл. 29; 30 и 31 Лукиных 181. Отметка уровня воды при выходе из дюкера г2 = 93,397 — 0,207 = 93,190 м. Отметка уровня воды в коллекторе у выходной камеры: 92,567 + 0,540 = 93,107 м < 93,190 м, т. е. подтопа со стороны отводящего канала не будет. 2. Канализационные колодцы. Расчет перепадных колодцев На канализационной сети устраивают смотровые, перепадные и промывные колодцы. По экономическим соображениям перепады следует совмещать со смотровыми колодцами. Колодцы, как правило, должны устраиваться по типовым про- ектам из сборных элементов. Форма смотровых колодцев в пла- не (круглая или прямоугольная) и размеры их зависят от диа- метра труб и каналов. Габаритные размеры колодцев показаны на схеме (рис. 38) и в табл. 35. Основные размеры колодцев в мм Таблица 35 Диаметр труб, d Колодцы круглые Колодцы прямоугольные диаметр ра- бочей части, Д ширина пол- ки, с размеры рабочей части ширина полки, с в а До 500 .... Более 500 . . 1000 1250 >200 Не менее 200 1000 1000 900 d 4- 2с >200 200 На дворовой и внутриквартальной сетях при глубине заложе- ния менее 2 м и диаметре труб до 200 мм (на дождевой сети — до 300 мм) допускается устраивать колодцы диаметром 700 мм.
На коллекторах диаметром более 600 мм через каждые 500 м на прямых участках устраивают смотровые колодцы (камеры) для опускания и выемки приборов, для прочистки труб; горлови- ны таких камер делают прямоугольными размером 1000X1000 или 1000X1500 мм. Рис. 38. Габаритные размеры колодцев. Разработаны типовые смотровые колодцы круглые и прямо- угольные; они приведены в справочниках [5; 6; 16]. Смотровые колодцы с перепадами устраивают непосредствен- но на коллекторе или в местах присоединения притоков к коллек- тору для уменьшения глубины заложения труб и скорости дви- жения сточных 1ВОД. На трубах диаметром до 600 мм включительно перепады уст- раивают в виде наружного стояка из металлических труб (рис. 39) или в виде вертикального прямоугольного канала сечением (d+100 Л1Л1ХЗ,5 d) (рис. 40). Допускается устройство перепадов в виде внутреннего стояка на трубах диаметром не более 200 мм (рис. 41). Величина перепада по СНиП П-Г. 6-62 принимается: для труб диаметром до 200 мм включительно — до 4 м, а от 250 до 400 мм— не более 3 м, от 400 до 600 мм — не более 2 м. Шелыгу колена стояка диаметром до 300 мм следует располагать на уровне шелы- ги отводящей трубы (см. рис. 41), а перепадные колодцы с вер- 102
Рис. 39. Перепадный колодец с наружным стояком из Рис. 40. Перепадный колодец с вертикальным прямоугольным чугунных труб. ______________________каналом. _________________________
тикальными каналами, а также со стояками диаметром от 250 до 400 мм должны иметь водобойную подушку глубиной 0,75 диамет- ра, устраиваемую в лотке колодца (см. рис. 39 и 40). Наименьшая величина перепада не нормирована. Перепад не- большой высоты иногда устраивают с Рис. 41. Перепадный ко- лодец с внутренним вер- тикальным стояком. целью уменьшения скорости движения сточных вод. За наименьшую высоту перепада сле- дует принимать расстояние между ни- зом лотков подводящей и отводящей труб: Н ~ h3 + + ^2, где h3— высота верхнего закругления, которую принимают конструк- тивно равной около 0,5 d под- водящей трубы; hn — минимальная высота свободно- го падения потока ~ 0,5 d подводящей трубы; h„—глубина наполнения в отводя- щей трубе. Например, для гашения скорости в трубе диаметром 200 мм при h2 = 0,5 d минимальный перепад должен быть: 77 = 0,1+0,5X0,2 + 0,5x0,2 = 0,3 м. На трубах диаметром больше 600 мм перепады устраивают в виде водосливов практического профиля с водобоями (рис. 42, 43) и шахтных перепадов (рис. 44, 45). Высота перепада Н не ограничивается. В перепадном колодце с водосливом и водобоем ' (рис. 42) длина колодца L и глубина водобоя р определяются гид- р авлическим расчетом. Наименьшая глубина водобоя, при которой образуется затоп- ленный прыжок, может определяться из следующих уравне- ний [15]. /? = и/) = Л^._оЯ V hc (VIII-5) (VIII-6) где TQ —-средняя удельная энергия потока, отнесенная к горизон- тальной плоскости сравнения, проходящей через наи- низшую точку сжатого сечения;
Рис. 42. Схема перепадного колодца с водосливом практического профиля и номограмма для гидравлического расчета.

Рис. 44. Перепады шахтного типа: стояк с водобоем в основании; б — многоступенчатый стояк.
Н—высота перепада (расстояние .между низом лотков под- водящей и отводящей трубы), м; /74 — глубина воды в подводящей трубе, м; -щ — скорость течения в подводящей трубе, м!сек\ hc— глубина воды в сжатом сечении, м; Рис. 45. Расчетная схема водобойного колодца при перепаде в виде стояка. q0 = — — расход на единицу ширины (диаметра) отводящей тру- d бы, Л13/сек; ср — коэффициент скорости для низких водосливов практи- ческого профиля, равный 1; h' — глубина водяной подушки; h2-— глубина воды в отводящей трубе, м; р — глубина водобоя, равная h'—h.2, м. Для упрощения расчетов составляются номограммы [16] и таблицы [17].
В номограмме, составленной С. К. Колобановым (см. рис. 42), по осп ординат отложены.1гс, а по оси абсцисс—qQ. Величины Т0-п h' нанесены наклонными линиями, В приложении III даны значения h' в зависимости от То и д0 по номограмме Н. А. Масленникова. Длину колодца определяют по формулам: L = 2Zi; (VIII-7) 4 = 1,15]/7/о(/7 + О,ЗЗЯо), (VIII-7') где Координаты точек параболы водослива находят по формуле: -/к (VIII-8) Задаваясь значениями у, определяют х. При больших перепадах и расходах целесообразно устройство перепадов в шахтных колодцах в виде стояков с водобоями в осно- вании или многоступенчатых перепадов (см. рис. 44). В перепадах шахтного типа с водобоем в основании рассчитывают диаметр стояка и размеры водобоя. Линию присоединяют к стояку посред- ством тройника или через воронку. Максимальная пропускная способность стояка может быть определена по формулам [18]: в случае присоединения прямым тройником: dcm=V-~^~, (VIII-9) у £, ОО в случае присоединения тройником 45°: dcm= У (VIII-10) Для определения длины А и глубины d водобойного колодца (рис. 45) применяют формулы [19, 20]: tZ0 = - ?0) А,-; (VIII-11 d = + 1)4 (VIII-12 Z„ = 4O,3/zc'(/FF4=^r)0-81; (VIII-13) А-= ₽/„== 0,6 4„ (VIII-14) для расчета, по которым даны таблицы в приложениях 2—5 к книге Г. Г. Шигорина [20]. Практически, диаметр стояка принимают на один размер мень- ше диаметра бокового присоединения. Ширину водобойного колодца принимают равным двум диамет- рам, но не менее 0,7 м. Глубину его определяют расчетом, но принимают не менее диаметра перепадного стояка. Длину водо-
боя также рассчитывают, но она должна быть не менее трех диа- метров стояка. Низ стояка должен быть расположен не ниже дна соединительного лотка. Многоступенчатый шахтный перепад (см. рис. 44) представля- ет собой стояк круглой или прямоугольной формы, в который вделаны ступени, обращенные навстречу друг другу. Энергия па- дающей воды гасится ступенями шахтного перепада. Сечения многоступенчатых стояков шахтного типа можно рас- считать по формулам Д. И. Кумина [21] и опытным данным Ю. Д. Шутова [13]. Для стояков прямоугольного сечения при ширине B — 2z (по Д. И. Кумину): 3 Г 9 - z = 1,4 1/ (VIII-15) F g 3______ г> = (VIII-16) 0,538 v 7 где z— шаг между ступенями, ж; V'laix— наибольший расчетный расход, мй/сек; •v— скорость при выходе из стояка, м/сек. По опытным данным Ю. Д. Шутова пропускная способность стояка выражается формулой [13]: ^макс = а^1-27, (VIII-17) где дуакс — максимальный расчетный расход, л/сек; о> — площадь сечения стояка, дц2; а — коэффициент расхода, равный 7,8 .(при напорном ре- жиме); 5,4 (при переходном режиме) и 2,9 (при само- течном режиме) (рис. 46). Скорость истечения воды из стояка определяется по формуле; ?макс — bV2'2, (VIII-18) где 6 = 1,3—коэффициент шага ступени (z= 1,5). Пример 47. Произвести расчет перепадного водобойного колодца на тру- бе (см. рис. 42) di = 500 мм, уложенной с уклоном i = 0,006; при расходе q = 210 л/сек', диаметре отводящей трубы d2 = 700 мм, уложенной с укло- ном i = 0,0015. Высота перепада Н = 2,4 м. По таблицам для гидравлического расчета сети 181 находим скорость и на- полнение в подводящей трубе: Vj = 1,54 м/сек; ^, = 0,65; dt = 0,65x0,500=0,325 м и в отводящей трубе v2 = 0,91 м/сек и й2 = 0,58 d2 = = 0,58 X 0,70 = 0,406 м. Для первого приближения определяем среднюю удельную энергию пото- ка без учета глубины водобоя: V/ 1,54-" = Н + hi --------- 2,4 + 0,325 + , — 2,8о м. 2^- 13, Расход на единицу ширины отводящей трубы: а 0,210 9 о = ~Т = ~7.Д' =0,30 лР/сек. w 2 и, /
Находим по номограмме (см. рис. 42) точку О, соответствующую величи- нам = 0,3 я^/сек и 7(1 = 2,85 я, а по ним — значение Л'= 0,59 я (интерпо- ляцией) . Рис. 46. График Q—со для подбора сечений прямо- • угольных многоступенчатых стояков: / — напорный режим; 2 — переходный режим; 3— безнапор- ный режим. Определим глубину водобоя: p = h'—h2 = 0,59 — 0,406 = 0,18 я. Для второго приближения величину Тп определяем по формуле (VIII-5): V2 Т0 = Н+ h + p~+P =2,85 + 0,18 = 3,03 м. Находим снова по величине Тп = 3,03 я и q0 = 0,3 я^/сек точку О', соот- ветствующую глубине водяной подушки К = 0,61 л. Глубина водобоя будет: р h' — /г2 = 0,61 —0,406 = 0,20 м.
Найденную теоретически глубину водобоя практически увеличивают на 10—15%. Тогда глубина водобоя будет: /; = 1,15 x 0,20 = 0,23 м. Определяем длину водобоя по формуле (VIII-7'). Z, = 1,15 У"770(Я+ 0,33 Яо) =1.15 ]/”0,446 (2,4 + 0,33 x 0,446) = = 1,23 я 1,2 .и, Общая длина колодца по формуле (VHI-7): L = 2/1 = 2Х 1,20 = 2,4 м. Координаты точек параболы водослива находим из уравнения (VIII-8): х = Л JL = = 7,74 /У. У и у н Задаваясь значениями величины у, находим соответствующее значение х. Расчет сведен в табл. 36. Таблица 36 К расчету перепадного водобойного колодца 1 (к примеру 47) у, см /у .V, см у, см /у .V, см 20 4,47 34,6 140 11,83 92,0 40 6,32 48,9 160 12,65 98,0 60 7,75 60,6 180 13,42 104,0 80 8,94 69,2 200 14,4 109,0 100 10,00 77,4 220 14,83 115,0 120 10,95 85,0 240 15,49 120,0 По расчетным данным вычерчиваем перепадный колодец (см. рис. 43). Пример 48. Произвести расчет перепадного водобойного колодца для ус- ловий примера 47, пользуясь значением t' по Н. А. Масленникову (приложе- ние III). Как и в предыдущем примере, принимаем в первом приближении: То s 70 - р = Н + Л, -г..=2,40 -г 0,446 = 2,85 м. 2g По номограмме Н. А. Масленникова величине То = 2,85 . и расходу ,дп = 0,3 я?1сек соответствует V = 0,61 и р = Z'—/г2=61—0,406=0,20. Исправляем величину То на 2,85+0,20 = 3,05 и находим соответствующую ей величину' t' = 0,62 и р = 0,62—0,406 = 0,21 м. Снова исправляем величину' То на 2,85 + 0,21=3,06 и находим /о = 0,62 и ,р = 0,21 м. Третье приближение оказалось излишним. Пример 49. Рассчитать перепадный стояк с водобоем в основании на се- ти неполной раздельной канализации при следующих данных: диаметр прито- ка d — 500 лг.«; уклон i = 0,006; расход—210 л/сек.. h Главный коллектор dK — 1500 мм работает с наполнением ~ = 0,7-э; v = 1,35 м)сек\ уклон его 1= 0,001. Высота перепада между притоком и коллектором Нп — 10 м.
При расчете принимаем схему и обозначения по рис, 45. Расчет колодца производим по методу Ю. Д. Шутова. Диаметр стояка принимаем конструктивно на один размер меньше диамет- ра притока, т. е. dc = 400 мм. Ширина водобойного колодца b — 2 dc = 2X0,4=0,8 м. Глубина потока в соединительном лотке прямоугольного сечения при i = 0,004 по таблицам [8] t = 0,21 м. Глубина воды в присоединении при q = 210 л/сек H—Q,65x0,5=0,325 м (см. пример 47); Но = Н + = 0,325 + 1>] >: 1-5i~ = 0,46 м. 2g 19,62 Перепад между притоком и соединительным лотком: р — Нп — h = 10,00 — 0,75 x 1,50 = 8,83 л; 7), = р + = 8,83 + 0,46 = 9,29 м', г0 = Го —£==9,29 —0,21 =9,08 м. Расход на единицу ширины соединительного лотка: а 0,210 <7о = —• = ——— = 0,263 м1 сек. О и, о /гк= 0,192 (см. приложение 3 в кн. Г. нализация» 1201). Относительные величины: Г. Шигорина «Общесплавная ка- Тй к-К ₽ _Ле. Ъх — 1 h/c 9,29 0,192 9,08 0,192 = 48,4; = 47,3. В приложении 2 в кн. Г. Г. Шигорина [20] по значению g0 находим: (’г)о =44, но 47,3 > 44 (отогнанный прыжок). Тогда по 5г (в том же приложении) находим 60 = 52. Глубина водобойного колодца по формуле (VIII-11): а0= ( — €о) Л/с = (52 —- 48,4) X 0,192 = 0,69 «• С учетом коэффициента запаса а = 1,1 по формуле (VIII-12): d = ad0+ (а — 1) £ = 1,1 X 0,69 + (1,1 - 1) X 0,21 = 0,759 + 0,021 = = 0,78 м > d0. Принимаем d = 0,78 м-. Т'о= 7+1-4 = 9,29 + 0,78 = 10,07 м; , Т' 10,07 л ^0----------------52,4. hK V,192 В приложении 4 по кн. Г. Г. Шигорина 1201 по находим: ? с = — =0,0976. Лк Определяем значение числа Фруда: Fr _ 1 __ , 1_______________1__ ri ~ 5з - 0 09763 “ 0,00093 = 1/'Т075" =33.
Из приложения 5 [201 по УРгх находим по формуле (VIII-13): /„ , ___ 0,81 -4 = 170,6 = 10,3 (У F^ — 1) ; У /г' = х hK = 0,0976 X 0,192 = 0,01874. Длина прыжка согласно формулам (VIII-13) и (VIII-14): /„ = 170,6 x 0,01874 = 3,20 м; lK = р = 3,20 X 0,6 = 1,92 м. Пример 50. Определить сечение шахтного многоступенчатого стояка пря- моугольного сечения для расчетного расхода 210 л[сек. Определим площадь стояка по формуле (VIII-17). Принимая в расчете переходный режим, при а = 5,4 имеем 210 = 5,4 X и1'27 Отсюда находим ш = = 18 дц2 = 0,18 м2. Принимаем внутренние размеры сечения стока 0,4X0,45 м и шаг ступени z = 1,5x0,40=0,6 м. Скорость истечения воды из стояка по формуле (VIII-18): t,2.3 = JWe. = 211 = 16 2 Ь 1,3 и v ~ 9,13 дц/сек = 0,91 м/сек.
Раздел второй НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ Глава IX РАСПОЛОЖЕНИЕ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ Насосные станции устраивают для подъема сточных вод из за- глубленного коллектора в верхний коллектор и для подъема сточ- ных вод на очистные соору- жения. Место расположения на- сосной станции определяют технико-экономические сооб- ражения (см. пример 71) с учетом местных, санитарных условий и указаний СНиП П-Г. 6-62. На рис. 47 приводятся схемы возможного располо- жения насосной станции на коллекторе 1.—2—3. По I варианту .насосная станция располагается в точке 3 — максимального заглубле- ния коллектора, а по II варианту устраиваются две станции в точках 2 и3. Примем средний расход сточных вод на каждом уча- стке коллектора q л/сек. Тогда по первому участку будет протекать расход q, а по второму—расход 2q, так как (в него будет поступать транзитный расход q из первого участка. Рис. 47. Схемы расположения насосных станций на коллекторе 1—3. При высоте подъема Н в точке 2 и 3 И в точке 3 расход энер- гии на подъем сточных вод по I варианту составит 2q-3H= = &q Н кем/сек, а по II варианту при двух насосных станциях — 8* 115
qH + -\qli = bq H кгм!сек, т. e. меньше. К тому же по II варианту коллектор на участке 2—3 прокладывается с меньшим заглуб- лением и, следовательно, с меньшей вероятностью наличия грун- товых вод. Однако в этом случае увеличиваются капитальные за- траты в связи со строительством двух насосных станций и эксплу- атационные расходы по обслуживанию двух станций. Поэтому воз- никает необходимость технико-экономического сравнения обоих вариантов с учетом строительных и эксплуатационных затрат. Рис. 48. станции ды на Схемы расположения насосной (н. с.), подающей сточные во- очистные сооружения (о. с.). В случае выбора II варианта целесообразно рассмотреть также III вариант — расположение насосной станции в точ- ке 2 с изменением на- правления коллектора (с уклоном в обратную сто- рону) на участке 2—3. В этом случае возможно поднять сточные воды од- ной насосной станцией и избежать заглубления коллектора. Однако, вви- ду удлинения напорного водовода и увеличения расхода энергии на прео- доление в нем сопротив- лений, также требуется экономическое сравнение II и III вариантов, после чего только может быть выбрано место расположения насосной станции. Аналогично необходимы технико-экономические обоснования места расположения насосных станций, подающих сточные воды на очистные сооружения. При расположении насосной станции (рис. 48) непосредственно у очистных сооружений отпадает необ- ходимость в строительстве отдельных вспомогательных, админи- стративных и даже, в некоторых случаях, бытовых помещений, так как они совмещаются с такими же помещениями очистных станций; можно также использовать насосную станцию для обслу- живания очистных сооружений, например, на насосной станции можно установить насосы для перекачки дренажных вод с иловых площадок на очистные сооружения, можно использовать приемный резервуар насосной станции для опорожнения отстойников и т. п. Однако в ряде случаев большое заглубление главного коллек- тора делает целесообразным перенос насосной станции ближе к канализуемому объекту, в точку схода основных коллекторов (точка 1 на рис. 48). При таком расположении насосной станции удлиняется напорная линия и, следовательно, увеличивается рас- ход энергии, но отпадает необходимость в строительстве дорого- стоящего главного коллектора.
Если же основные коллекторы, находясь в одинаковых гидрав- лических условиях, подходят к точке схода на разных отметках, то может оказаться целесообразным перенести насосную станцию вверх по течению более заглубленного коллектора (например, коллектора 1—3), в точку 2, и расположить ее в самом населен- ном месте. При этом' участок 1—2 коллектора нужно уложить с уклоном к точке 2. Тогда напорная линия удлиняется еще боль- ше, но уменьшается заглубление коллекторов. Насосную станцию в населенном месте следует располагать согласно СНиП П-Г 6-62 на расстоянии не менее 20—30 м от жилых и общественных зданий. Глава X ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ ПРИЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ Емкость приемного резервуара у насосной станции неполной раздельной канализации принимают в зависимости от притока бытовых и производственных вод, производительности насосов и принятого режима их работы. При этом емкость резервуара долж- Рис. 49. Режим спуска сточных вод текстильного комбината (коэффициент часовой неравномерности 1,4). на быть не менее пятиминутной производительности самого мощ- ного из насосов. При автоматическом управлении насосными агрегатами ем- кость приемного резервуара принимают из условия включения на- сосов не более шести раз в час.! Приток сточных вод определяют по режиму их спуска, для бы- товых вод — в зависимости от коэффициента неравномерности дп на последнем перед насосной станцией участке коллектора (см. приложение IV), а для промышленных вод—по графикам (напри- мер, как на рис. ^ТГБЦ)Гхарактерйзующим^щсПрос~' Для определения емкости приемного резервуара составляют таблицы и графики притока сточных вод по часам суток. Пример 51. Составить таблицу и графики почасового притока сточных вод города А (см. рис. 1) на насосную станцию на расчетный период. Средний су-
точный расход от населения и мелких предприятий составляет: 22 420+264 + + 9,6 = 22 6.94 л(3 (см. табл, 7 и 13, примеры 7 и 14). Общий коэффициент нерав- номерности притока бытовых вод на станцию по данным расчета главного кол- лектора (табл. 31, пример 41) составляет Кд = 1,5. Режим спуска в канализацию сточных вод текстильного комбината и ко- жевенного завода принимается по данным аналогичных предприятий (см. рис. 49 и 50). Рис. 50. Режим спуска сточных вод кожевенного завода (коэффициент часовой неравномерности 2,03). По данным распределения среднесуточного расхода бытовых вод (прило- 22 694 жение IV), исходя из величины однопроцентного притока:----—-----= 226,94 м\ вычисляем расходы притока сточных вод по часам суток, которые заносим в табл. 37 или на график рис. 51. Для определения почасового притока производственных сточных вод ко- жевенного завода пользуемся графиком на рис. 50, из которого устанавлива- ем величину часового притока в процентах. Для вычисления почасовых расходов производственных вод текстильного комбината пользуемся графиком (см. рис. 49) режима спуска сточных вод. Коэффициент часовой неравномерности равен 1,4. Для удобства пользования графиком расходы в м3 заменяем расходами, выраженными в процентах от среднечасового расхода. По графику максималь- ный часовой расход (в 15 час.) составляет 600 лг3. Зная коэффициент часовой неравномерности, находим среднечасовой расход: 600 Qcp. час = ~ГТ = 430 м3’ 1 который принимаем за 100%. Затем по масштабу определяем часовые расходы в процентах среднеча- сового расхода и заносим их в графу 4 табл. 37. Далее по суточному расходу текстильного комбината определяем средне- 4594 часовой расход, равный —jg~~ 287,13 лг3, и величину 1% его, равную
2,8713 м\ С ее помощью определяем почасовые расходы (графа 5, табл, 37) или наносим их на график (рис. 51). Далее производим суммирование расходов бытовых и производственных вод текстильного комбината и коже- венного завода (графа 8, табл. 37). При достаточно крупном масштабе орди- нат графика суммирование почасовых расходов производится графически. Рис. 51. График притока сточных вод на насосную станцию: /— суммарное количество сточных вод; 2 — бытовые сточные воды; 3 — сточные воды текстильного комбината; -/ — сточные воды кожевенного завода. В графу 9 табл. 37 заносим почасовые расходы в процентах от среднесу- точного расхода, полученные путем деления почасовых расходов на величи- ну 1 % суточного расхода, равную 286,52 л3. При подведении итога по графам 2—9 табл. 37 следует обратить внимание на то, чтобы итоги по графам 4 и 6 равнялись 100%, умноженным на число часов работы предприятия. Для удобства подбора насосов определения емкости приемного резервуа- ра строят также интегральные графики притока сточных вод на насосную станцию.
Таблица 37 Часовые расходы притока на насосную станцию сточных вод города А (к примеру 51) Часы суток Расход бытовых вод Расход производственных вод Суммарный расход в % от сред- несуточного расхода В Л13 текстильный комбинат кожевенный завод сз в от средне- суточного рас- хода в % от средне- часового । расхода е в % от средне- часового расхода га 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0-1 1,6 363,1 135 76,7 439,8 1,53 1—2 1,6 363,1 ' 1 — 125 71,0 434,1 1,51 2-3 1,6 363,1 — — 110 62,5 425,6 1,49 3-4 1,6 363,1 — 110 62,5 425,6 1,49 4—5 1,6 363,1 — — 110 62,5 425,6 1,49 5-6 4,15 941,8 — — 145 82,4 1024,2 3,57 6-7 5,75 1304,9 но 315,8 НО 62,5 1683,2 5,88 7—8 6,0 1361,6 105 301,5 75 42,6 1705,7 5,95 8—9 6,25 1418,4 130 373,3 203 115,4 1907,1 6,66 9-10 6,25 1418,4 110 315,8 70 39,8 1774,0 6,19 10-11 6,25 1418,4 110 315,8 90 51,2 1785,4 6,23 11—12 5,0 1134,7 130 373,3 110 62,5 1570,5 5,43 12-13 4,15 941,8 105 301,5 70 39,8 1283,1 4,48 13—14 5,75 1304,9 130 373,3 60 34,1 1712,3 5,98 14-15 6,25 1418,4 140 402,0 70 39,8 1860,2 6,49 15—16 6,25 1418,4 125 358,9 95 54,0 1831,3 6,39 16—17 5,8 1316,3 125 358,9 120 68,2 1743,4 6,09 17-18 5,8 1316,3 95 272,8 95 54,0 1643,1 5,73 18—19 4,4 998,5 70 201,0 115 65,4 1264,9 4,41 19-20 4,15 941,8 55 157,9 85 48,3 1148,0 4,01 20—21 4,15 941,8 40 114,8 85 48,3 1104,9 3,85 21—22 2,45 556,0 20 57,4 50 28,4 641,8 2,24 22—23 1,6 363,1 —1 — 95 54,0 417,1 1,46 23—24 1,6 363,1 — — 67 38,1 401,2 1,40 Итого 100 22 694 1600 4594 2400 1364 28 652 100 Пример 52. Составить таблицу почасового притока сточных вод на насос- ную станцию для первой очереди канализования города А. Средний суточный расход от населения и мелких предприятий 9895 м3. Общий коэффициент не- равномерности притока бытовых вод равен 1,6, согласно поверочному расчету главного коллектора (см. табл. 31). Режим поступления производственных сточных вод текстильного комбината и кожевенного завода аналогичный при- веденному в примере 51 (см. табл. 37). Все вычисления приведены в табл. 38. Пример 53. Предварительно наметить общую производительность насосов и емкость приемного резервуара насосной станции по данным табл. 37 без построения интегрального графика. Исходя из общей производительности насосной станции, перекачивающей 28 652 .и3 сточной воды в сутки, принимаем два рабочих насоса. Наименьшую емкость приемного резервуара принимаем равной пятими- нутной производительности одного насоса. Тогда производительность насоса принимаем равной половине наибольшего часового притока на насосную 6,66 станцию, т. е. —-— = 3,33% от среднесуточного притока (графа 8), и ем-
3 33 кость приемного резервуара будет равна —Х5=0,28% или 286,5X0,28 =’ 60 = 80 .и3. Таблица 38 Часовые расходы притока сточных вод на первую очередь (к примеру 52) Часы суток Расход бытовых вод Расход производственных вод в м3 Суммарный расход в % от сред- несуточного расхода В м3 текстильный комбинат кожевенный завод в .и3 в ?£ от среднесу- точного расхода 0-1 1,55 153,4 76,7 230,1 1,45 1—2 1,55 153,4 — 71,0 224,4 1,42 2—3 1,55 153,4 — 62,5 215,9 1,36 3—4 1,55 153,4 — 62,5 215,9 1,36 4-5 1,55 153,4 —. 62,5 215,9 1,36 5—6 4,35 430,4 — 82,4 512,8 3,23 6-7 5,95 583,7 315,8 62,5 967,0 6,10 7-8 5,8 573,9 301,5 42,6 918,0 5,79 8-9 6,7 663,0 373,3 115,4 1151,7 7,26 9-10 6,7 663,0 315,8 39,8 1018,6 6,43 10-11 6,7 663,0 315,8 51,2 1030,0 6,50 11—12 4,8 475,0 373,3 62,5 910,8 5,75 12—13 3,95 390,8 301,5 39,8 732,1 4,62 13-14 5,55 549,2 373,3 34,1 956,6 6,03 14-15 6,05 598,6 402,0 39,8 1040,4 6,56 15-16 6,05 598,6 358,9 54,0 1011,5 6,38 16-17 5,6 554,1 358,9 68,2 981,2 6,19 17-18 5,6 554,1 272,8 54,0 880,9 5,56 18—19 4,3 425,5 201,0 65,4 691,9 4,36 19—20 4,35 430,4 157,9 48,3 636,6 4,02 20-21 4,35 430,4 114,8 48,3 593,5 3,74 21—22 2,35 232,5 57,4 28,4 318,3 2,01 22—23 1,55 153,4 54,0 207,4 1,31 23-24 1,55 153,4 — 38,1 191,5 1,21 Итого 100 . 9895 4594 1364 15 853 100 При этой емкости резервуара наибольшая производительность насосов мо- жет быть понижена до 6,66—0,28=6,38% или до 286,5X6,38=1800 мР/час. Если есть типовой проект насосной станции, емкость приемного резервуара является величиной заданной (см. приложение IX). Пример 54. Определить необходимую емкость приемного резервуара по данным притока из табл. 37, при автоматическом включении насоса произво- дительностью 900 м3[час шесть раз в час. При заданной частоте включений насоса емкость приемного резервуара будет тем больше, чем больше разница между притоком на станцию и произ- водительностью одного насоса. Поэтому графическое построение для опреде- ления необходимой емкости делаем для одного часа минимального притока на станцию (401,2 .я3). На графике (см. рис. 52) на оси абсцисс откладываем десятиминутные промежутки в течение одного часа в соответствии с заданным числом включе- ний. Прямая I изображает минимальный часовой приток 401 лг3/час, прямая 121
II— производительность насоса, равную 900 м31час, По этим линиям строим ломаную линию откачки III. Для этого часовой приток, равный 401 м3/час, делим" на 6 частей и, отложив их на оси ординат, проводим пунктиром линии, параллельные оси абсцисс. Из точек пересечения их с прямой I притока про- водим линии, параллельные производительности насоса II до встречи, их с другой ближайшей пунктирной линией. Каждая такая линия изображает рабо- Рис. 52. График расчета емкости приемного резервуара. ту насоса при одном включении. Соединив эти линии, как показано на рис. 52, получим ломаную линию, которая изображает работу насоса при шести включениях в час, при- чем горизонтальные участки этой линии дают интервалы между вы- ключениями и включениями (в мас- штабе оси абсцисс), равные 6 мин. Наибольший отрезок ординаты между прямой / и ломаной линией III показывает необходимую' ем- кость резервуара (в масштабе оси ординат), равную 40 м3. При трех 'включениях в час, необходимая ем- кость резервуара, показанная на том же графике, составит 80 м3. Емкость резервуара может быть также определена аналитически по формуле: ЦГМ1Ш = (1 - -^-1 (Х-1) !l \ Quae / где Qnp-—приток в час минималь- ного расхода; Qnac — производительность на- соса; , п — число включений в час. Подставляя в формулу (Х-1) численные значения притока 401,2 Л13 и производительности на- соса 900 я3 при п = 6, получим: 401,2 _ f 401,2\ 1Рмии — ’ Г X 1 „„„ 1— = 66,87 X (1 — 0,446) = 37 м3 ~ 40 м3 и соответственно при п=3 Ц7М1]н==80 м3. Глава XI ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ Расчет насосной станции сводится к выбору типа, размеров и количества насосов, а также определению диаметра напорных во- доводов. Для .гидравлического .расчета насосной станции в процессе про- ектирования канализации определяют следующие исходные дан- ные: 1) диаметр подводящего коллектора и отметка лотка у насос- ной станции; 122
2) отметку поверхности воды в коллекторе при расчетном на- полнении (максимальном и минимальном); 3) приток 'Воды на станцию (максимальный и минимальный) по очередям развития канализации; 4) отметку, на которую должна быть поднята сточная вода; 5) длину 'напорного' водовода и схему трассы. z 1. Выбор насосов и построение характеристики водоводов Насосы выбирают по каталогу Главхиммаша из типов насосов, изготовляемых заводами СССР. Из этих насосов в канализации могут быть использованы: центробежные канализационные насосы фекальные, горизон- тальные (НФ и Ф) и вертикальные (ФВ); центробежные насосы для перекачки жидкостей с большим со- держанием твердых примесей—землесосы и багерные насосы (ма- рок НЗ, Ри Б); плунжерный насос завода «Водаприбор» для перекачки осадка; пропеллерные (осевые) насосы большой производительности (500 л/сек) при малом напоре (6—8 м)\ эрлифты для перекачки активного ила; вакуум-насосы для заливки перед пуском центробежных насо- сов, расположенных выше уровня воды в приемном резервуаре. В каталогах для центробежных насосов приводятся характе- ристики Q—Н, Q—N, Q—р, показывающие изменение напора Н, мощности N и коэффициента полезного действия насоса ц в зави- симости от расхода при определенном числе оборотов в минуту (рис. 53), а также допустимая высота всасывания Нд°а'к, приве- денная к оси насоса для разных режимов работы насоса. В марках некоторых канализационных насосов цифрами после тире указывается коэффициент быстроходности ns, уменьшенный в 10 раз. Коэффициент быстроходности выражается уравнением: «5==3,65^^- (ХМ) для рабочего колеса с односторонним входом воды и «]/ $ ^ = 3,65----(ХМ') для рабочего колеса с двухсторонним входом воды, где Q — производительность насоса, мъ!сек-, Н — напор, Л1 вод. ст. В формулах (XI-1 и XI-1Z) Q и Н принимаются для рабочей точки с наибольшим к. п. д.
°) Q м3/чос Рис. 53. Характеристики насосов 4НФ: а -- при 1460 об/мин. (диаметр колеса—300 мм); б — при 975 об/мин. (диаметр колеса — 300 мм); в — область реко- мендуемого применения.
Пример 55. Определить коэффициент быстроходности по уравнению (XI-I) и характеристике Q—Н насоса (см. рис. 53). „„ nV~Q 3,65 X 1450 /0^50 , ns = 3,65 —^-тг— = —1----КГ1 ------ = Ю9,1 ИО. Ни 24 м Допустимая геометрическая высота всасывания определяется по уравнению/ Нг. в = И0™ - + Л.„ + (XI-2) где Я?.s—геометрическая высота всасывания, принимаемая по вертикали от оси насоса до входного отверстия всасывающей трубы, чтобы мож- но было полностью откачать сточную воду из приемного резервуара насосной станции; Я$°”—1 допустимая вакуумметрическая высота всасывания по характеристике насоса; кдл—потери напора по длине; Л.н—потери напора на местные сопротивления; v— скорость во входном патрубке насоса. В каталоге Главхиммаша указаны допустимые вакуумметрические высоты всасывания Нд°"к для воды с температурой 20° и при атмосферном давлении 10 Л4 вод. ст. (736 мм рт. ст.). При более низких давлениях атмосферы и более высоких температурах воды Я$°” уменьшается. Для определения допустимой геометрической высоты всасывания при от- сутствии заводских данных следует пользоваться формулой: Нг. в = 9,5 — (A/? +pt 4- Идл + hM + 1 ,ЗаЯ + 0,5) м вод. ст.., (XI-3) где 9,5 м вод. ст. — атмосферное давление, равное 700 мм рт. ст., т. е. не- сколько уменьшенное против нормального (10 м вод. ст.), ввиду возможности такого уменьшения по метеорологиче- ским условиям независимо от высоты расположения над уровнем моря; лр — поправка на высоту местности над уровнем моря (по табл. 39): Таблица 39 Зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем Балтийского моря Высота над уровнем моря, м 0 100 200 250 300 1400 500 600 800 1000 1500^000 Атмосферное давление, м вод. ст 10,3 10.J10,1 10,0 9,9 9,8 9,7 9,6 9,4 9,2 8,6 8,1 Поправка Др — — 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1,4 1,9 Pt—поправка на упругость (давление) паров, при данной температуре воды, м вод. ст. (по табл. 40); hgt—величины сопротивлений по длине во всасывающей трубе, м вод. ст.; А,„—величина местных сопротивлений во всасывающей трубе, м вод. ст.; а—коэффициент кавитации; Я— напор, развиваемый 0,5—запас на возможное Коэффициент кавитации насосом, м вод. ст.; изменение условий работы насоса, м вод. ст. ns Х+з 560 / где ns— коэффициент быстроходности насоса.
Таблица 40 Давление водяных паров при различных температурах Температура воды, ° С 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Давление пара, м вод. ст 0,09(0,12! 0,24 0,43 0,75 1,25 2,02 3,17 4,82 7,14 10,33 Поправка pt — — 0 0,19 0,51 1,01 1,78 2,93 4,58 6,90 10,09 Приближенное значение О может быть получено по формуле: о =0,0014^ — 0,04. (ХМ') Приравнивая значения Нг. в в формулах (XI-2) и (XI-3), получим фор- мулу для определения учитывающую изменение давления и темпера- туры: Нд™; = 9,5 - (Ьр + pt + 1,3а// + 0,5) + ~. (XI-5) Допустимая высота всасывания соответствует определенной подаче Q насоса и определенному числу оборотов п в 1 мин. Если насос будет работать при другом числе оборотов п( в 1 мин., то но- вая допустимая высота всасывания //ff," определится по формуле: С,о = Ю-(10-С°”)(^)г ' (XI-6) и отвечает новой подаче: (?, = (? — . (XI-7) п Пример 56. Определить допустимую геометрическую высоту всасывания насоса 4НФ Q = 108 м31час = 30 л/сек; п = 1450 об/мин. со всасывающей тру- бой длиной 15 м, диаметром 200 мм. Допустимую геометрическую высоту всасывания определяем по уравнению (Х!-2): К / По характеристике насоса (см. рис. 53, а) при Q = 30 л]сек находим //f°” = = 5,8 м вод. ст. Потери напора по длине определяем по табл. 28 Лукиных 181; hdл = 11 = 0,0076 X 15 = 0,11 м. Местные сопротивления принимаем согласно схеме на рис. 54, а значения коэффициентов — из приложения V. Подсчеты потерь напора на местные со- противления сведены в табл. 41. Скорость во входном патрубке насоса d — 100 мм равна: Q о,озо и .------------= 3,82 м!сек. nd2 0,785 X 0,12 '
Подсчеты потерь напора на местные сопротивления (к примеру 56) Наименование местного сопротивления v, м]сек 1>‘ V „ V1 < 2g Вход в трубу d ~ 200 мм ......... 0,5 0,95 0,046 0,0230 Колено 90° cl = 200 мм (схема 5) 0,43 0,95. 0,046 0,0552 Переход па сужение 200 X 100 (схема 7) . 0,1 3,82 0,742 0,0742 Итого. . . — — — 0,1524 - 0,15 Скоростной напор: ц= 3,82= 2T = “b^jr = 0'7'i2jU вод- ст- Таким образом, Нг,а = 5,8 — (0,11 + 0,15 + 0,74) = 4,8 я. Пример 57. Определить допустимую высоту всасывания при изменении числа оборотов насоса 4НФ с п = 1450 на fii = 975 об/мин. По формуле (XI-6): = 1 о — (10 — f ; вак. \ вак.' \ л I’ Нд™. = 10 — (10 - 5,8) (-^-У = 6 м, вак‘ v 1450 / т. е. точно совпадает с Ндеак на характеристике насоса 4НФ при пх = = 975 об/мин. (см. рис. 53, б). При отсутствии данных завода для предварительных расчетов пользуются формулой С. С. Руднева для насосов с односторонним входом воды в рабочее колесо: Нв = 10 - «/Q (XI-8) где Не — наибольшая допустимая высота всасывания при нормальном атмос- ферном давлении (760 мм рт. ст.); п — число оборотов насоса в 1 мин.; Q —• подача насоса, мЧсек; с — коэффициент, зависящий от степени быстроходности насоса ns. ns 50-70 70-80 80-150 150—200 С 600-750 800 800—1000 1000-1200 Пример 58. Определить допустимую геометрическую высоту всасывания для насоса производительностью 30 л/сек при п = 1450 об/мин. и коэффициенте бы- строходности ns = ПО. Длина всасывающей трубы 15 м, диаметр d='2OO мм. Наибольшую допустимую высоту всасывания определим по формуле (XI-8):
1450 V 0,03 900 По заводским данным Ндв°“ =5,80 (см. пример 56) и, следовательно, раз- ница между данными, полученными расчетами по формуле С. С. Руднева и заводским, составляет 8,18—5,80=2,38 м вод. ст., т. е. формула С. С. Рудне- ва приводит к ошибочным результатам при определении необходимой геомет- рической высоты всасывания. Поэтому для предварительных расчетов следует пользоваться формулами (XI-5) и (XI-3). Пример 59. Определить допустимую геометрическую высоту всасывания насоса 4НФ по данным примера 56 при условии, что установка расположена на высоте 300 л над уровнем моря и температура сточной воды в летнее время составляет 30°. Согласно данным табл. 39, поправка на высоту Др = 0,1 м вод. ст., а по табл. 40 при t = 30°; Pi = 0,19 м вод. ст. На основании расчетов в примере 56 hc). + hM = 0,26 л вод. ст. при коэф- фициенте быстроходности ns= 110. Коэффициент кавитации по формуле (XI-4) будет: / ns У/з \ 560 / ИО \4/з id =0’114 (или по формуле XI-4' о = 0,0014 п,—0,04 = 0,0014 X НО—0,4 = 0,114). По характеристике насоса (см. рис. 53, a) Q = 108 .’лИчас, л = 26 л, тогда l,3ff Н = 1,3 X 0,114 X 26 = 3,85 м вод. ст. и допустимая геометрическая высота всасывания по формуле (XI-3): Нг. s = 9,50 — (Др + pt + Ндл + + 1,ЗаЯ+ 0,5) = 9,50 — -(0,1 4-0,19+ 0,26 + 3,85+ 0,5) = 4,60 л вод. ст. Без поправок на высоту и температуру сточной воды Нг. в = 9,50— (0,26+ + 3,85 + 0,5) = 4,9 м вод. ст. По формуле (XI-5) на основании приведенных данных и имея в виду, что 1)2 -т- = 0,74 м вод. ст. (см. пример 56) будем иметь: Н9™ — 9,50— (0,1 + 0,19 + 3,85 + 0,5) + 0,74 = 5,60 м, а при учете Др и р/ Н9™. = 5,80 — 0,29 = 5,51 л вод. ст. Из примера 59 следует, что формулы (XI-3) и (XI-5) дают значения Нг. в и Нда", близкие к значениям заводских характеристик. При подборе центробежного насоса на заданный расход необ- ходимо, чтобы полная высота подъема сточной воды J~in возмож- но точнее соответствовала напору Н, развиваемому насосом, т. е. Нп = Н. Особенно это важно для работы канализационных насо- сов с пологой характеристикой Q — Н в рекомендуемой области применения (см. рис. 53), когда незначительное изменение напо- ра, развеваемого насосом, приводит к резкому изменению подачи воды. Если полная высота подъема при заданном расходе больше, чем напор, создаваемый насосом при том же расходе, то подача будет меньше требуемой. Если же полная высота подъема мень- ше напора насоса при данном расходе, то подача насоса будет больше заданной.
Близкое соответствие напора насоса Н с полным требуемым напором Нп при заданном расходе может быть достигнуто изме- нением диаметра водовода и характеристики насоса (путем из- менения числа оборотов, обрезки колеса). Полная высота подъема воды: Нп — Нг ~1~ — Нг 4- hH. с 4- head. (XI-9) x-pg. Нг — геометрическая высота подъема, м; 'Lh. — сумма всех потерь в коммуникациях насосной станции hH. с (от точки всасывания до , точки присоединения к наружному водоводу) и в наружном водоводе /гвОд. В свою очередь потери могут быть выражены через расход: E/z = hH. с -н /ieod = sH. с Q2 + seodQ* = sQ2, (XI-10) где s — сопротивление в коммуникациях насосной станции s„. с и водоводе seod при единичном расходе (Q = 1 мй/сек). Напор, создаваемый насосом, выражается как функция рас- хода: Н = Нг 4- sH. с Q2 -- .sOTdQ2 = Я, + sQ2. (XI-11) При графическом расчете это уравнение преобразуется сле- дующим образом: = + (XI-12) где В/-sH. с Q2=H'— напор, создаваемый насосом, уменьшенный на величину потерь в коммуникациях стан- ции; //, + saodQ2 — геометрическая высота подъема плюс орди- наты характеристики водовода. Характеристика Q—Н' насоса, построенная с учетом потерь в коммуникациях насосной станции, носит название приведенной характеристики [23]. Геометрическую высоту подъема определяют как разность между отметкой горизонта, на которую производится подъем, и отметкой расчетного горизонта воды в приемном резервуаре' или подводящем коллекторе. Расчетный горизонт в резервуаре прини- мают на половине глубины резервуара, ориентировочно на 1 м ниже лотка подводящего коллектора.. На больших станциях, не имеющих приемного резервуара, за расчетный горизонт откачки принимают самый низкий горизонт в подводящем коллекторе (соответствующий критической глуби- не потока) при минимальном расчетном расходе. Критическая глубина потока ht. устанавливается при следую- щих соотношениях между расходом воды и живым сечением: =U2l = o,112Q-> IXI-13) В g 9,81 ’ “< • где ш— живое сечение, ж2; В — ширина потока по верху, ж2;
a.— коэффициент скорости, принимаемый равным 1,1; Q— расход воды, мг!сек\ g—ускорение силы тяжести, равное 9,81 мР/сек.. Величины критического расхода Q для различных размеров Рис. 54. Схема коммуникации внутри насосной станции с отдельным приемным резервуаром (к примеру 60). труб и наполнений в л!сек приведены в табл. 49 в книге под ре- дакцией А. А. Лаговско- го [24]. Пример 60. Определить полную высоту подъема при подаче 30 л/сек по напорному водоводу диаметром d <= = 200 мм, длиной I = 950 м. Геометрическая высота подъе- ма Нг = 10 л. Схема всасы- вающей линии и внутренней коммуникации станции дана на рис. 54. Полную высоту подъема определяем по формуле (XI-9): Нп — Нг + hn. с~г haog. Потери по длине во всасывающей стальной трубе определим по табл. II Ф. А. Шевелева 1251 для расхо- да 30 л/сек, диаметра d — = 200 Д1л< скорость будет о = = 0,97 м/сек и потеря на 1000 i = 8,6 м. Потеря напора на 15 м: 8.6 hg, = И = ——— х 15 = 0,129 м s 0,13 м. По значениям коэффициентов £, взятых по приложениям V, подсчитываем потери напора на местные сопротивления во всасывающей трубе (табл. 42) и напорной трубе (табл. 43). Таблица 42 Местные потери напора во всасывающей трубе ________(к примеру 60)______________ Наименование местного сопротивления с •v, MlAn с'3 V 2g- Вход в трубу d = 200 мм (схема 1) 0,5 0,97 0,048 0,0240 Колено 90°, d = 200 мм (схе- ма 5) 0,43 0,97 0,048 0,0576 Переход на сужение 200 X X 100 мм (схема 7) . . . . 0,1 3,82 0,742 0,0742 Итого 0,1558=0,16 м Сумма сопротивлений в всасывающей трубе: 0,13+0,16=0,29 м.
Местные потери в напорной трубе (к примеру 60) Наименование местного сопротивления С у, м/сек г>3 2g 2g Переход па расширение 100 X 150 (схема 8) . . . . 0,4 3,82 0,742 0,297 Задвижка d = 150 мм .... 0,1 1,77 0,160 0,016 Водомер Колено, 90°, d = 150 мм (схе- — — — 0,500 ма 5) . 0,4 1,77 0,60 0,064 Тройник прямой при при- соединении к магистрали (схема 14) 1,5 1,77 0,160 0,240 Тройник на магистрали (схе- ма 13) <7[= 200 мм 0,1 0,97 0,048 0,005 Итого — — 1,122, с округ- лением 1,12 м Сумма сопротивления на насосной станции: Ни. с = 0,29 + 1,12 = 1,41 м. «ищи» Расчет потерь напора по длине в напорном водоводе производим по табл. IV Ф. А. Шевелева [25] для чугунных труб, а величину местных сопротив- лений принимаем в размере 5% от потерь напора по длине. Для расхода q = 30 л/сек по табл. IV сопротивление 1000 I = 8,4. На дли- не 950 м сопротивление будет 8,-1 X 0,95 = 7,98 л. Общая потеря в напорном водоводе: hao0 = 7,98 + о,05 X 7,98 = 8,38^ Потери напора в пределах станции и в напорном водоводе: S Л = 1,41 -У 8,38 = 9,79 м м 9,8 м. Полная высота подъема будет: Нп = Нг + Zh = 10 -г 9,8 = 19,8 м. Пример 61. По данным примера 60 построить характеристики всасывающей линии и напорного водовода с учетом местных сопротивлений. Для этого строим характеристику или кривую сопротивления от точки всасывания до точки присоединения к наружному водоводу по уравнению: с — sH (. Q- и характеристику наружного водовода по уравнению hSOQ -- = seodQ-, подставляя в них различные значения Q м3/сек. Для построения первой характеристики сопротивление s«. с определяется по формуле: / = —=44- = 1567.''== 0,ГО «1 Q2 0,ОЗ2 Уравнение кривой: ^c = Sh.c-Qi = VX7Q3. Подставляя различные значения Q (в п3[сек), получим для них сопротив- ления внутри станции Iih.c в л. ,j Расчет сопротивлений внутри станции приведен в табл. 44,
Расчет сопротивлений внутри станции (к примеру 61) q, л/сек hHC, м 5 10 15 20 25 0,040,160,350,630,99 30 1,41 35 40 45 50 55 1,922,51 3,173,924,74 Для построения характеристики определяем по формуле: наружного водовода сопротивление seod Уравнение кривой: h-вод Seod- Q2 8,38 0,03’ = 9311. heod = Seod Q’=9311Q’. О О Подставляя различные значения Q (в м3/сек), находим сопротивления в водоводе. Расчет сопротивлений в наружном водоводе произведен в табл. 45. Таблица 45 Расчет сопротивлений в наружном водоводе (к примеру 61) q, л'сек............. hi)od> м............. 5 10 15 20 25 30 0,23 0,9312,09 3,72 5,82 8,38 35 40 45 50 55 11,41 14,10 18,85 23,28 28,17 0 0 Для построения общей характеристики составляем табл. 46 сопротивлений в трубах насосной станции hH с и водоводе heo&. Таблица 46 Расчет общих сопротивлений hH C + hSOd (к примеру 61) q, л/сек . . . Лн.с+ heod< м 0 0 5 10 15 20 25 30 0,27 1,092,44,4,35,,6,80 9,79 35 40 45 50 55 13,33 17,41 22,07 27,20 32,91 Теперь посмотрим, что получится, если построить характеристику, пользуясь таблицами Ф. А. Шевелева 1251, приняв величину местных сопротивлений в раз- мере 5% от сопротивлений по длине водовода (Sh,( = 0,05 IL). Расчет потерь напора в водоводе d — 200 мм длиной L = 0,95 км приведен в табл. 47. Таблица 47 Потери напора по водоводу d — 200 мм (к примеру 61) q, л'сек 1000 i iL, м heod - lfis iL- •” 10 1,13 1,07 1,12 15 2,35 2,23 2,34 20 3,97- 3,77 3,96 25 5,98 5,68 5,96 30 8,40 7,98 8,38 35 11,2 10,64 11,17 40 14,4 13,68 14,36 45 18,3 17,38 18,25 50 22,6 21,47 22,54 55 27,3 25,94 27,24
Для построения общей характеристики составляем табл. 48 потерь в ком- муникациях насосной станции kH C и в водоводе Л80б. Таблица 48 Общие сопротивления hHC + 1гвод (к примеру 61) q, л/сек 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 h н.с + head* м- 1,28 2,69 4,59 6,94 9,79 13,09 16,87 21,42 26,46 31,98 Из сравнения табл. 45 и 47 видно, что потери напора в водоводе неодинаковы, так как таблицы Ф. А. Шевелева [25] составлены по формуле: / 0,867X0,3 1 = 0,000912 - • 1 + -------- d \ v / (при v < 1,2 м/сек), в которой i непропорционален квадрату скорости v, а, следовательно, и квадрату расхода Q. Поэтому при пользовании таблицами Ф. А. Шевелева оп- ределение seod следует про- изводить при Q расчетном или близком к нему. Характеристики потерь на- пора внутри станции Q—Иц. с, в водоводе Q—heoi) и суммар- ная характеристика Q—(hH.c + + ?1вод) показаны на рис. 55. Для построения характе- ристик на оси абсцисс нанесе- ны расходы в л/сек, а по оси ординат — потери напора в м Рис. 55. Характеристики потерь напора внутри станции и в водоводе: / — общая характеристика Q—i.hH C + haogY- 2 — ха- рактеристика водовода Q — heog: 3 — характе- ристика потерь в насосной станции (к примеру 61). ВОД. СТ. Ординаты потерь напора внутри станции отложены вниз от оси абсцисс, а ординаты потерь напора остальных характеристик отложены вверх от оси аб- сцисс. Общая характеристика показана пунктиром. Пример 62. Подобрать насос для подачи q = 30 л/сек сточных вод на вы- соту 19,8 м и определить его рабочую точку, исходя из расчетов в примере 60. По каталогу насосов, пригодных для перекачки сточных вод, ближе всех подходит по расходу q = 30 л/сек и напо-ру Н — 26 м насос 4НФ (п = 1450 об/мин.), хотя напор, создаваемый насосом велик. Диаметр рабочего колеса 300 мм. Для того, чтобы уменьшить напор, создаваемый насосом, до требуемых пределов, нужно уменьшить диаметр колеса насоса обточкой его по окружно- сти, пользуясь соотношениями: = = 1/- Qi А У я, |/ м (XI-14)
где Q и Ch; Ни Hi; N и Ni— расходы, напоры и мощности при диаметре ко- леса D и Di. Диаметр обточенного колеса должен быть: Di=Dl/ = 300 ~1/ -121L = 262 и 265 мм. У Н У 26 Далее по соотношениям' (XI-14) производим пересчет характеристики насо- са при D = 300 мм па характеристику насоса при Dt = 265 мм. Из соотношений (XI-14) следует: £>, 265 Л/, = Н (—V = 0,780/7; \ D ) N. = 0,688М Определив коэффициенты пропорциональности, дальнейшие подсчеты ведем в форме таблицы (табл. 49), где 0 = 300 мм выписываем значения Q, Н и N с имеющейся характеристики насоса 4НФ (п = 1450 об/мин.), а для DI =2&5мм новые значения величин Qb Hi, Ni; величина к. п. д. при обточке колеса практически осталась без изменения, т. е. rji = т]. Пересчет характеристики насоса (к примеру 62) Таблица 49 1 D <= 300 D, =, 265 мм ти = 1 \ 'Q, л! се к Н, м N, л. с. Q, л'се.1: Я, м N. л. с. 0 32 10,0 0 25,0 4,8 0 i 10 28,5 13,6 8,8 22,2 6,9 0,28 20 27 17,1 17,7 21,0 8,6 0,42 30 26 20,4 26,5 20,3 10,3 0,51 40 25 24,5 35,3 19,5 12,4 0,54 50 23 27,4 44,2 17,9 13,8 0,56 По полученным точкам строим новые характеристики Qi—Ht; Qi — и i Qi—Ль нанося их на график имеющихся характеристик, заимствованный из каталога (рис. 56). При изменении диаметра рабочего колеса насоса меняется и / кривая Q — г|, показывающая зависимость т] от расхода Q. Так как тр « т], то ПРИ построении характеристики Qi—rji значения т], соответствующие подаче Q, относим к новым значениям подачи Qt. При этом кривая Q —т]1, т. е. полученная при уменьшении диаметра рабочего колеса, сдвигается несколько влево. На рис. 56 новые характеристики показаны пунк- тирными линиями. : Для определения рабочей точки насоса 4НФ новой характеристики строим совмещенные характеристики работы насоса с характеристиками потерь напора в коммуникациях внутри насосной станции и в напорном водоводе. На рис. 57 • ' нанесены характеристика насо'са Qi—Hi и общая характеристика потерь напо- ; ра в коммуникациях внутри насосной станции и водоводе, согласно уравнению (XI-11): . | Hi = Нг -I- sQt - I 134 |
Рис. 56. Пересчет характеристики насоса при обточке рабочего колеса. Рис. 57. Определение рабочей точки насоса и водовода (к примеру 62): 1 — общая характеристика <?—с + hgog); 2 — характеристика водовода <? —/г00^; Л — характеристика насоса Q — H; 4 — ха- рактеристика насоса с учетом потерь внутри станции; 5 — характеристика потерь напора внутри станции Q—/гк_ с.
т. е. это — общая характеристика, изображенная на рис. 55 пунктиром, увели- ченная на величину Нг . Полученная при пересечении указанных характеристик точка а является искомой рабочей точкой насоса, при которой обеспечивается подача 30 л/сек сточных вод при напоре 19,8 м. Для более сложных систем при нескольких рабочих насосах и водоводах' рабочие точки определяют путем построения приведенных характеристик, т. е. используют уравнение (XI-12). В этом случае характеристику насоса совмещают с характеристикой потерь набора в коммуникациях насосной станции (нижней кривой на рис. 55) и харак- теристикой водовода (средней кривой на рис. 55), как это изображено на рис. 57 , пунктиром. Вычитанием из характеристики насоса характеристики потерь напора Л в коммуникациях насосной станции получают приведенную характеристику, пе- \ ресеченйе которой с характеристикой водовода в точке а' покажет расход, по- 1 даваемый насосом в рабочей точке (в данном случае 9 = 30 л/сек). " j Для определения напора в рабочей точке насоса точку а' следует снести на истинную характеристику насоса в точку а и величина напора определится от- резком а— а'о или а' — а0, т. е. в данном случае = 19,8 м. После гидравлического расчета производят выбор типовой насосной стан- ции. В данном случае принимаем станцию на два агрегата 4НФ, из которых один резервный (см. приложение IX). 2. Параллельная работа насосов и водоводов Схемы установки насосов при два или более насосов работают водоводов, показаны на рис. 58. параллельной их работе, когда на один или несколько общих Рис. 58. Схемы коммуникации параллельно работающих насосов: а — симметричной; б — несимметричной. Такие схемы рассчитывают графическим путем, складывая ха- рактеристики насосов и водоводов. Характеристику водовода при параллельной работе насосов обычно строят без учета несимметричности внутренней коммуника- 136
ции, создающей неодинаковые условия для работы насосов, пре- небрегая некоторой неточностью таких характеристик. Однако- для расчета выбирают самую невыгодную комбинацию одновре- менно работающих насосов. После построения характеристики каждого водовода для по- лучения суммарной характеристики производится сложение ха- рактеристик водоводов, работающих параллельно путем сложения абсцисс при одинаковых ординатах. Потери напора в коммуникациях должны быть определены на участках а—б, в—г—д—1 по схеме рис. 58, а и а—б, в—г—д— —д'—д" по схеме рис. 58, б и по ним построены кривые сопротив- ления Q—hH.c и приведенные характеристики насосов. Рабочую точку системы параллельно работающих насосов и водоводов определяют наложением суммарной характеристики' водоводов на суммарную характеристику насосов. Для этого на одном графике строят: 1) характеристику одного насоса (при одинаковых насосах) и каждого насоса (при разных насосах); 2) характеристику параллельной работы насосов; 3) характеристику водовода и 4) характеристику одновременно работающих водоводов. Если хотят учесть несимметричность внутренней коммуника- ции с целью более точного определения рабочих точек насосов,- то строят приведенные характеристики насосов, для чего из ха- рактеристики насосов вычитаются характеристики трубопроводов- (от точки всасывания до точки присоединения к наружному водо- воду) а—д", а'—д" и а"—д" (рис. 58, б). Пример 63. Произвести гидравлический расчет насосной станции и выбрать насосы при следующих исходных данных: расчетный расход Q = 46,5 л/сек; длина напорного водовода L = 4290 м; диаметр напорного водовода </=300 мм; отметка наиболее высокорасположенной точки лотка напорного водовода — 198,7 м; отметка лотка подводящего коллектора — 142,8 м; отметка расчетного горизонта воды в резервуаре насосной станции — 142 м. Для определения напора насосов находим геометрическую высоту подъема (с учетом диаметра напорной трубы d. = 300 мм) и потери напора в водоводе длиной L = 4,29 км: Геометрическая высота: Нг = 198,7 + 0,3—142 = 57,0 м. Расчет потерь- напора в водоводе heog производим по таблицам Ф. А. Ше- велева [25] для чугунных труб в табл. 50, которая служит также для построе- ния характеристики. По заданному расходу Q = 46,5 л! сек. и потребному напору „ 67,90 м по каталогу Главхиммаша намечаем два насоса 4ФВ-5.М, работающих парал- лельно на один водовод. Потери напора внутри станции рассчитываем на основе схемы трубопрово- дов внутри станции при трех насосах 4ФВ-5м, из которых один резервный (рис. 59). Для построения характеристики трубопроводов внутри станции от точки всасывания до точки присоединения к наружному водоводу диаметром d — 300 мм задаемся расходом Q = 30 л]сек. Подсчитанные потери напора в- коммуникациях станции приведены в табл. 51. Местные сопротивления приня- ты согласно приложению V.
Определение полной высоты подъема Нп~ Нг + hs0^ (к примеру 63) Q, л1сек Нг, и L, км 1000/ IL h,od = 1 -°5 iL 15 57,0 4,29 0,320 1,37 1,44 58,44 20 57,0 4,29 0,532 ' 2,27 2,39 59,39 25 57,0 4,29 0,793 3,40 3,57 60,57 30 57,0 4,29 1,10 4,71 4,95 61,95 35 57,0 4,29 1,45 6,21 6,53 63,53 40 57,0 4,29 1,85 7,92 8,33 65,33 45 57,0 4,29 2,29 9,84 10,30 67,30 46,5 57,0 4,29 2,43 10,42 10,94 67,90 50 57,0 4,29 2,77 11,90 12,50 69,50 55 57,0 4,29 3,31 14,20 14,90 71,90 60 57,0 4,29 3,88 16,60 17,40 74,40 Сопротивление: ^1н. с О --- ----- - Л«.С- QS - 2,34 = 2600. 0, ОЗ2 Уравнение кривой сопротивления в коммуникациях от точки всасывания до чочки присоединения к наружному водопроводу: Л.,. с— 2600 X Q2, •.тле Q — подача одного насоса станции, мР/сек. Рис. 59. Схема трубопроводов при трех насосах (к примеру 63). Результаты расчета потерь внутри станции приведены в табл. 52. По уравнению Н—sH CQ" = Нг + heog строим графики совместной ра- боты водовода d = 300 мм, L = 4,29 км с насосами 4ФВ-5м с л = 1460 об/мин., .диаметром колеса D ~ 430 льи (рис. 60). Для этого строим: 1) характеристику Q — Н насоса 4ФВ-5м по данным каталога Главхим- •маша; 2) кривую Q — hH. с сопротивлений во внутренних коммуникациях станции = по данным табл. 52; 3) приведенную характеристику Q—H' насоса 4ФВ-5м, т. е. с учетом по- терь внутри станции по формуле Н' = Н— hH с ;
Таблица 51 Потери напора в коммуникациях насосной станции (к примеру 63) Наименование с v, м-сек V* V 2? Выход в трубу, <1 — 200 мм .... 0,5 0,97 0,048 0,024 Задвижка, d = 200 мм 0,1 0,97 0,048 0,005 Колено, 90°, d = 200 мм 0,4X2 0,97 0,048 0,038 Переход на сужение, 200x100 . . 0,1 3,82' 0,782 0,074 Переход на расширение, 75X100 . 0,4. 6,83 2,38 0,952 Задвижка, d=100 мм 0,1 3,82 , 0,742 0,074 Тройник прямой при присоеди- * нении к сборному коллектор!' . 0,5 9,82 0,742 1,11 Тройник па магистрали (схема 13) 0,1X2 0,97 0,048 0,010 Колено, 90°, dy=200 мм 0,4 0,97 0,048 0,019 Задвижка, dv=200 мм 0,1 0,97 0,048 0,005 Переход на расширение, 200x300 0,4 0,97 0,048 0,019 Колено, 90°, dy=300 мм ..... 0,4 0,31 0,0049 0,005 2,335 » 2,34 Таблица 52 Потери напора внутри насосной станции (к примеру 63) Q, л,сек 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 71н.с ' ' • 0,065 0,26 0,585 1,04 1,63 2,34 3,19 4,16 5,27 6,50 4) приведенную характеристику параллельной работы двух насосов 4ФВ-5м; 5) характеристику водовода и геометрической высоты подъема Нг -j- кв0& ио данным табл. 50. 80 78 70 85 60 55 50 45 40 35 30 ?5 20 75 Ю 5- 0 5 Ю Рис. 60. Расчетный график работы двух насосов в один водовод и трех насосов в два водовода (к примерам 63 и 64).
Из графика видно, что подача двух насосов 4ФВ-5м определится точкой а 2 и будет равна 46,5 л/сек, т. е. заданному расходу. Снеся напор в точке а 2 на приведенную характеристику Q—Н' насоса 4ФВ-5м, получим точку а (у которая показывает производительность каждого насоса при совместной 46,5 их работе, равную —-— = 23,25 л/сек. Напор, развиваемый каждым на- сосом, получим снеся точку а0' на истинную характеристику насоса 4ФВ-5м Рис. 61. Схема трубопроводов при трех рабочих насосах, работаю- щих в два водовода (к примеру 64). (точка Со); он равен 69 м. Количество сточной воды, подаваемой при работе одного насоса, находим по рабочей точке flj, оно равно 30 л!сек. Напор, развиваемый насосом при расходе 30 л/сек, определится точкой аь полученной также путем снесения точки на истинную характеристику на- соса 4ФВ-5м; он будет равен 64,5 м. Требуемая мощность на валу насоса: 1QM 1 X 30 X 64,5 Ne =--------=---------—-----= 42 л. с. или 42 X 0,736 = 31 кет, 6 75ij„ 75X0,62 где т]к = 0,62 по каталогу Гипрохиммаша. Мощность электродвигателя: Nds = k • Л',. = 1,15 X 31 = 36 кет, где k — коэффициент запаса. Электродвигатель принимаем мощностью 40 кет, поставляемый комплектно с насосом 4ФВ-5 м. На основании приведенных расчетов выбираем типовую насосную станцию на три агрегата 4ФВ-5м (приложение IX). Пример 64. Построить расчетный график (характеристику) параллельной работы трех насосов 4ФВ-5м ъ два водовода d = 300 мм длиной L = 4,29 км (рис. 61): четвертый насос на схеме является резервным. Дополнительно на рис. 60 строим: 1) приведенную суммарную характеристику трех насосов 4ФВ-5м и 2) ха- рактеристику двух водоводов, складывая абсциссы (расходы) при одинаковых ординатах (напорах). Из графика рис. 60 видно, что подача в два водовода тремя, двумя и одним насосом определится точками «3, а2 и аг и будет соответственно равна 80; 60 и 33,5 л/сек.
Подача каждого насоса соответственно равна: SO 60 — = 26,7 л/сек; —— = 30 л/сек и 33,5 л/сек. и 2. Эту подачу при трех и двух работающих насосах можно определить путем снесения точек «3 и а, по горизонталям на приведенную характеристику од- ного насоса (точки а' и aj. Напор, развиваемый каждым насосом при расходах 26,7; 30 и 33,5 л/сек, находим путем снесения точек а', аг и по вертикали вверх на истинную ха- рактеристику насоса (точки а, ад и а2); соответственно получаем 66,5; 64,5 и 61,5 м. Снося точку а3 по горизонтали на характеристику одного водовода (точка ад ), получим расход воды по каждому водоводу, равный 40 л/сек. При работе трех насосов на один водовод расход составит 50,5 л/сек, что со- ответствует пересечению характеристики одного водовода с приведенными ха- рактеристиками трех насосов в точке as . При этом подача каждого насоса составит —17 л/сек (точка а00 ) на О приведенной характеристике насоса. Напоры, развиваемые ими, равны 71 м (точка а00 на истинной характеристике насоса). Так как точка апС1 расположена за пределами рекомендуемого применения насоса (отмеченными волнистыми линиями), то работа трех насосов на один водовод не рекомендуется. 3. Параллельная работа двух насосных станций в общий напорный водовод При проектировании канализационной сети иногда возникают варианты параллельной работы двух насосных станций в один об- щий напорный водовод. Местоположение станций, трассы л длина водовода задаются схемой канализации. Диаметр водовода назначают предваритель- но, а затем уточняют в соответствии с результатами расчета. При расчете системы требуется сложить характеристики рабо- ты насосов двух насосных станций, приведенные к началу общего напорного водовода, и на полученную кривую наложить характе- ристику общего водовода. Для построения характеристики насосов, приведенной к нача- лу общего напорного водовода, из ординат характеристики нужно вычесть не только гидравлические потери в коммуникациях стан- ции и на участках водоводов от каждой станции до общего напор- ного водовода, но и геометрические высоты подъема воды от ре- зервуара каждой станции до точки присоединения к общему водо- воду. Метод расчета не меняется и при нескольких рабочих насосах на каждой станции. В этом случае строятся два графика: а) вспомогательный — сложения характеристик насосов каж- дой станции; б) основной — сложения характеристик станций и определе- ния рабочей точки системы. Основной расчетный график дает расход каждой станции, а для получения рабочей точки каждого насоса на вспомогательном графике надо снести рабочую точку данной станции на индивиду- альные характеристики насосов, работающих параллельно.
При проектировании для упрощения эксплуатации насосы под-.' бирают так, чтобы ни на одной станции не требовалось регулиров- ки их задвижками как при параллельной, так и индивидуальной работе. Пример 65. Произвести гидравлический расчет параллельной работы двух станций в общий напорный водовод при одном рабочем насосе на каждой стан- ции по схеме, изображенной на рис. 62. Рис. 62. Схема параллельной работы двух станнин в об- щий напорный водовод при одном рабочем насосе на каждой станции (к примеру 65). Исходные данные: отметки расчетных уровней воды в приемных резервуарах насосной стан- ции: № ! (НС>) — 110,35 Л1 и насосной станции № 2 (НС2)— 109,7 л; отметка уровня подачи воды в точке А — 131,7 .и; отметка оси общего водовода в точке Б присоединения водоводов от стан- ции HCi и НСа — 116,7 м\ приток воды на насосных станциях: HCi = 40 л/сек и НС2 = 30 л/сек-, длина водоводов: НС] — 5; Ц — 1240 м; НС2 — 5; ~ 1650 м и общего во- довода 10 = 4500 .и. По притокам воды на насосных станциях НС] и НС3 намечаем диаметры водоводов из чугунных труб по таблицам. Ф. А. Шевелева: на участке HCi—Б для 71 = 40 л/сек\ di = 250 мм при i’i = 0,82 м/сек и 1000 it = 4,63 ж; па уча- стке НС2 — Б для 7г = 30 л/сек-, d2 = 200 мм при v2 — 0,96 л/сек и 1000 i2 — 8,40 л:; на участке Б — А для расхода q}+ q2 = 40 + 30 = 70 л/сек, do = 300 мм при t>o — 0,99 м/сек и ЮООг'о = 6,17 м. При данных расходах и диаметрах потери напора в водоводах (считается 5% на местные сопротивления) будут: на участке HCi—Б 1,05 i1Zi = l,05 X 4,63Xl,240=6,03 .к то же НС»—Б l,05i2l2 = 1,05X8,40X1,650=14,55 » Б—А 1,05 !'о/о “ 1,05X5,17X4,500=24,43 я. Потери напора на участке HCi—Б—А 6,03+24,43=30,46 то же на уча- стке НС2—В—А 14,55 + 24,43 = 38,98 м. Геометрическая высота подъема на HCi от расчетного уровня воды в при- емном резервуаре 110,35 м до уровня подъема в точке А 131,7 л будет: Яг, = 131,7—110,35 = 21,35 м. То же, на НСа Нг, = 131,7—109,70=22,0 я.
Принимая ориентировочно (по примеру 60) потери напора во внутренних, коммуникациях станции 1,41 м, определим полные требуемые напоры по фор- муле (XI—9): Нп = НгА~ heaQ + htl с. На станции НС]—Ял= 21,35+30,46+1,41 = 53,22 м; на станции НС2 — Нп = 22,0 + 38,93+1,41 = 62,39 м. По заданным расходам и требуемым напорам по каталогу Главхнммаша- принимаем по одному рабочему насосу 4ФВ-5.М на каждой станции (при од- ном резервном насосе той же марки). Для расчета потерь напора внутри станции принимаем технологическую, схему трубопроводов при двух насосах 4ФВ-5м (один резервный), которую- можно представить схемой рис.. 59, отбросив третий насос. Задаемся расходом Q = 30 л!сек. Потери напора во внутренних коммуни- кациях насосных станций от точки всасывания до точки присоединения к сборному коллектору принимаем (по табл. 51) равными 2,34 м. Расчет потерь напора внутри станций НС] и НС2 по формуле: 2 34 *- = t^Q2 = 26°0Q2 приведен в табл. 52. Расчет потерь напора в наружном водоводе при разных расходах произ- водим по таблице Ф. А. Шевелева [25] для чугунных труб н сводим их в табл. 53, 54, 55 для участков НС] — Б, НСз—Б и Б—А, приведенных к точке- соединения Б. Таблиц а 53- Определеиие ординат характеристики на участке НС]—Б, длиной L = 1,24 k.v, диаметром d — 250 мм, приведенных к точке Б; Нг — 116,70—110,35 =6,35 ,ч (к примеру 65) Q, .ilceic 1000 i IL hsod “ ’’О5 iL , Нп + f{г + "sod 10 0,384 0,476 0,50 6,85 15 0,788 0,977 1,03 7,38 20 1,32 1,64 1,72 8.07 25 1,97 2,44 2,56 8,91 30 2,75 3,41 3,58 9,93 35 3,64 4,51 4,74 11,09 40 4,63 5,74 6,03 12,38 45 5,79 7,18 7,54 13,89 50 7,05 8,74 9,18 15,53 Таблица 54. Определение ординат характеристики на участке НС2—Б, длиной L = 1,65 к.и; диаметром d = 200 мм, приведенных к точке 5;= 116/70 (к примеру 65) —109,70 = 7 -u Q, л’сск 1000 i IL \од = ^оз iL 10 1,13 1,86 1,95 8,95 15 2,35 3,88 4,07 11,07 20 3,97 6,55 6,88 13,88 25 5,93 9,87 10,36 17,36 30 8,40 13,86 14,55 21,55 35 11,2 18,48 19,40 26,40 40 14,4 23,76 24,95 31,95 ' 45 18,3 30,20 31,71 38,71 50 22,6 37,29 39,15 46,15
Определение ординат характеристики на участке Б—А длиной L = 4,5 км; диаметром d = 300 мм, приведенных к точке Б; //, = 131,7—116,7 = 15 м (к примеру 65) Q, л/сек 1000 1 IL ,1вод = 1Д5 iL н'п =Нг + П,оа 20 0,532 2,39 2,51 17,51 25 0,793 3,57 3,76 18,76 30 1,10 4,95 5,20 20,20 35 1,45 6,53 6,86 21,86 40 1,85 8,33 8,75 23,75 45 2,29 10,31 10,83 25,83 .50 2,27 12,47 13,09 28,09 55 3,31 14,90 15,65 30,65 60 3,88 17,46 18,39 33,33 65 4,50 20,25 21,26 36,26 70 5,17 23,27 24,43 39,43 75 5,88 26,46 27,76 42,78 Для построения характеристики Q -II водоводов НС,—Б и НС2—Б (от ре- зервуара каждой станции до точки соединения их общим водоводом) и геомет- рической высоты подъема воды между этими пунктами суммируем данные табл. 52 и 53 и табл. 52 и 54 и результаты заносим в табл. 56 и 57. Таблица 56 Полная высота подъема на участке НС! — Б (к примеру 65) Q, л/сек 5 К) 15 ‘20 25 30 35 40 45 50 }1ПС • 0,065 0,26 0,59 1,04 1,63 2,34 3,19 4,16 5,27 6,50 н'п ... . — 6,85 7,38 8,07 8,91 9,93 11,09 12,38 13,89 15,53 Б!п .... — 7,11 7,97 9,11 10,54 12,27 14,28 16,54 19,16 22,03 Таблица 57 Полная высота подъема на участке НС2—Б (к примеру 65)________________________________ Q, л/сек 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ЬН.С • • 0,065 0,26 0,59 1,04 1,63 2,34 3,19 4,16 5,27 6,50 ,н'п .... — 8,95 11,07 13,88 17,36 21,55 26,40 31,95 38,71 46,15 нп .... — 9,21 11,66 14,92 18,99 23,89 29,59 36,11(43,98 52,65 Построение расчетного графика параллельной работы двух насосных стан- ций НС, и НСС, приведено на рис. 63. Для этого строим: 1) основную характеристику Q—Н насоса 4ФВ-5м по данным каталога Главхим маша; 2) кривые Q — И характеристики водоводов НС,—Б и НС2 — Б по данным табл. 56.и 57;
3) приведенную характеристику Q—Н' рабочих насосов станций НС[ и ЯС2; 4) приведенную характеристику насосов обеих станций HCt и НС2; 5) характеристику общего водовода Б—A he0„ при геометрической высоте подъема Нг по данным табл. 55. Рис. 63. График параллельной работы двух станций при од- ном рабочем насосе на каждой станции (к примеру 65). Пересечение приведенной характеристики насосов станций НС| и НС2 с ха- рактеристикой общего водовода дает рабочую точку 3, определяющую суммар- ный расход двух станций в количестве 69,5 л/сек. Проведя горизонтальные линии через точку 3 до пересечения ее с при- веденными характеристиками насосов (точки-З] и 32), определим расход каж- дой станции Qi = 39 л/сек и Q2 = 30,5 л/сек. Напоры .насосов каждой станции Я] = 54,5 .и и Н2 = 64,0 м определяются точками 3' и 3'2, которые получим, проведя вертикальные линии из точек 3t и 32 до пересечения с основными характеристиками насосов. Точки 1 и 2 пересечения приведенных характеристик насосов с характери- стикой общего водовода дают расходы Qi — 45,5 л/сек и Q2 = 37,5 л/сек при раз- дельной работе станций ЯС] и ЯС2 в общий водовод. При этом напоры насо- Ю Заказ 2244 1 45
сов Н; = 45,5 .и и Н2 = 56,5 .и определяются точками Г и 2', полученными в ме- сте пересечения вертикалей, проведенных через точки 1 и 2, с основной харак- теристикой насосов. Окончательно принимаем для каждой насосной станции по два вертикаль- ных насоса 4ФВ-5м с числом п = 1450 об/мин. (из них один — резервный). Разница между притоком и откачкой на станциях регулируется соответствую- щей емкостью приемных резервуаров. Пример 66. Произвести гидравлический расчет параллельной работы двух станций в общий напорный водовод при двух рабочих насосах на каждой станции по схеме, изображенной на рис. 64. Рис. 64. Схема параллельной работы двух станций в общий напорный водовод при двух рабочих насосах на каждой станции (к примеру 66). Исходные данные: отметки расчетных уровней воды в приемных резервуарах насосных стан- ций—109,7л (ЯС,) и 107,7 м (НС2)- отметка уровня подачи воды в точке А— 121,0 . отметка оси общего водовода в точке Б примыкания водоводов от стан- ций НС, и НС2—112,5 .и; приток сточной воды на станции HCt—60 л/сек и НС2—70 AjceK-, из них в первую очередь строительства — по 45 л/сек; длина водоводов: НСу—Б—Ц = 1650 л; НС2—Б—/, = 500 л и общего во- довода Б—А—/о=15ОО м. По притоку воды на насосные станции намечаем диаметры водоводов по таблицам Ф. А. Шевелева для чугунных труб (253: на участке НС\— Б при р, = 60 л)сек, dt = ,300 лл; гр = 0,85 л/сек, 100071 = 3,88; на участке НС2 — Б при q2 = 70 л/сек, d2 = 300 млг, v2 = 0,99 л)сек, 1000/2 = 5,17; на участке Б—A q0 = 130 л)сек, d0 = 400 лл; v0 = 1,03 м!сек, 1000/Q = 3,85. При данных расходах и диаметрах потери напора в водоводах (считая 5% на местные сопротивления) будут: на участке ЯС, — 5 1,05 /,/, = 1,05 X 3,88 X 1,650 = 6,72 л; на участке ЯС2— Б 1,05 i2l2 = 1,05 X 5,17 X 0,500 = 2,71 л; • на участке Б—А 1,05 iolo = 1,05 Х3,85 X 1,500 = 6,06 л.
Потери напора на участке НС}—Б—А: 6,72 + 6,06 = 12,78 м. То же на участке ЯС2—Б—А: ~ ' 2,71+6,06=8,77 л. Геометрическая высота подъема ЯС, : 121,0—109,70 — 11,30 -it; То же, НС2: 121,0—107,70 = 13,30 м. Принимая ориентировочно потери напора во внутренних коммуникациях станции в 2 определим полные требуемые напоры по формуле (XI-9): на станции НС}—Нп = 11,30+12,78 + 2 = 26,08 .it + 26 м- на станции НС2— Нп = 13,30 + 8,77 + 2 = 24,07 + 24 м. По заданным расходам, требуемым напорам намечаем по каталогу Глав- химмаша по два рабочих насоса 4НФ (п = 1450 об/мин.) на каждой станции при одном резервном насосе той же марки. Для расчета потерь напора внутри насосной станции задаемся расходом q = 30 л)сек. Потерн напора внутри станции при наличии водомеров состав- ляют hH C = 1,6 Л1. Тогда сопротивление: х =--------'— = 1778 ~ 1780. и. с 0,03-’ Уравнение кривой сопротивления в коммуникациях от точки всасывания до точки присоединения к наружному водоводу будет: hH = 1780Q-, где Q — подача одного насоса станции, м^сек. Расчет потерь напора внутри станции приведен в табл. 58. Расчет потерь напора в наружном водоводе на участках ЯС,—Б, НС2—Б и Б—А производим по таблицам Ф. А. Шевелева для чугунных труб [25] и скла- дываем их с геометрической высотой подъема, приведенной к точке соединения Б (табл-. 59; 60 и 61). Построение расчетного графика параллельной работы двух насосных стан- ций HCi и НС2, с двумя рабочими насосами приведено на рис. 65. Для этого строим: 1) основную характеристику Q—Н насоса 4НФ по данным каталога Глав- ен — Н химмаша -------- 1 4НФ 2) -основную характеристику двух насосов 4НФ при параллельной их работе "~2~Х 4НФ ’
Определение ординат характеристики на участке НС-,— Б длиной L = 1,65 км, диаметром а = 300 мм; Нг =112,50—109.7.0 = 2,80 м (к примеру 66) Q, .'licen 1000 / IL = 1,05 IL нп = н г + !‘иод 20 0,532 0,878 0,922 3,72 25 0,793 1,31 1,38 4,18 30 1,10 1,82 1,91 4,71 35 1,45 2,39 2,51 5,31 40 1,85 3,05 3,20 6,00 45 2,29 3,78 3,97 6,77 50 2,77 4,57 4,80 7,60 55 3,31 5,46 5,73 8,53 60 3,88 6,40 6,72 9,52 65 4,50 7,43 7,80 10,60 70 5,17 8,53 8,96 11,76 75 5,88 9,70 10,19 12,99 . 80 6,63 10,94 11,49 14,29 Таблица 60 Определение ординат характеристики на участке ЯС2 — Б длиной L = 0,5 км, диаметром d = 300 мм; Нг =112,50—107,70 = 4,80 м (к примеру 66) Q, .ijceic 1000 i iL ilaod — = 105 IL — Hг 20 0,532 0,266 0,28 5,08 25 0,793 0,40 0,42 5,22 30 1,10 0,55 0,58 5,38 35 1,45 0,73 0,77 5,53 40 1,85 0,93 0,98 5,78 45 2,29 1,15 1,21 6,01 50 2,77 1,39 1,46 6,26 55 3,31 1,66 1,74 6,54 60 3,88 1,94 2,04 6,84 65 4,50 2,25 2,36 7,16 70 5,17 2,59 2,72 7,52 75 5,88 2,94 3,09 7,89 80 6,63 3,32 3,49 8,29 90 8,30 4,15 4,36 9,16 100 10,20 5,10 . 5,36 19,16
Определение ординат характеристики на участке Б—А длиной L — 1,50 км, диаметром d = 400 мм; Нг = 121,0—112,5 = 8,5 м (к примеру 66) Q, л/сек 1000 i iL вод ~ = 1,05 iL Lfn — Н2 hso$ 30 0,271 0,407 0,43 8,93 35 0,355 0,533 0,56 9,06 '40 0,450 0,675 0,71 9,21 45 0,557 0,836 0,88 9,38 50 0,673 1,01 1,06 9,56 55 0,799 1,20 1,26 9,76 60 0,932 1,40 1,47 9,97 65 1,08 1,62 1,70 10,20 70 1,23 1,85 1,94 10,44 75 1,40 2,10 2,21 10,71 80 1,58 2,37 2,49 10,99 85 1,76 2,64 2,77 11,27 90 1,95 2,93 3,05 11,55 95 2,16 3,24 3,40 11,90' 100 .2,37 3,56 3,74 12,24 110 2,83 4,25 4,46 12,96 120 3,32 4,98 5,23 13,73 130 3.85 5,78 6.07 14,57 140 4,43 6,65 6.98 15,48 150 5,04 7,56 7,94 16,44 3) характеристику Q—hH с потерь напора во внутренних коммуникациях каждой насосной станции по данным табл. 58; 4) приведенную характеристику насоса 4НФ, т. е. с учетом потерь напора внутри станций . - Q - (Я - kH. с) . 4НФПО (^^приведенную характеристику параллельной работы двух насосов 4НФ Q — (Я — /г«, с) 2 X 4НФ„р (бихарактеристику потерь напора на участке водовода НС.—Б по данным таб.г*59 Q-Н . НС.-Б' 7) кривую потерь напора на участке водовода ЯС2—Б по данным табл. 60 Q — H ИС,~Б / Q- Н\ 8) приведенную характеристику Q — Н насосной станции НС. —— > \ ‘‘Ипр 1 для чего из ординат характеристики, указанной в п. 5, вычитаем ординаты харак- теристики п. 6;
Рис. G5. График параллельной работы двух насосных станций при двух рабочих насосах на каждой станции (к примеру 66).
9) приведенную характеристику Q—H насосной для чего из ординат характеристики п. 5 вычитаем п. 7; 10) характеристику параллельной работы станций станции НС2 ———--------- , \ 77 1 ординаты характеристики НС\ и НСА-----—-------- путем сложения характеристик, указанных в пп. 8 и 9; 11) характеристику общего водовода Б—А с учетом геометрической высоты подъема по данным табл. 61 -----: • \Ь — Ai Пересечение последних двух характеристик в точке 5 определяет произво- дительность станций HCt и НС2 при параллельной их работе на общий водовод; при этом Q = 133,5 л]сек. Для определения производительности каждой насосной станции проводим горизонтальную линию через точку 3 до пересечения приведенными характери- стиками насосных станций НС} и НС2 (в точках 3t и 32); эти точки и определят соответственно производительность станции НСХ — 60 л/сек, станции НС2 — ТЗ,Ъ л/сек. Напоры насосов каждой станции и Н2 определяются точками 3°i и 3°2, полученными путем снесения точек 31 и 32 на основную характеристику на- (Q — 7/ \ 2~х'~4Нф) находим> что ~ м и Н2 = 25,3 ль Производительность же каждого насоса определяем, проводя горизонталь- ные линии через точки 3°i и 3°2 до пересечения их с основной характеристикой насоса 4НФ в точках — 32 , производительность одного насоса на станции НС} составляет 30 л/сек и на станции НС2— 36,75 л{сек. Те же результаты могут быть получены иным путем. Точки 3| и 32 сносим /Q—(fi—h )\ на приведенную характеристику насосов при яараллельной работе -------2— ' 2Х4НФ,,р / (точки 3jSi32), а затем точки и 32 сносим на приведенную характеристику одного насоса (77 — ha. с) \ „ —-pj-ф ....у (точки и 3.-,). Эти точки переносим на ос- новную характеристику насоса J (точки Зг и 3.2 ), которые и опреде- ляют напор и производительность каждого насоса станции: на станции НСу — —Я1 = 26 .ч и Q2=30 л)сек\ на станции НС2—/72=25,3 м и Q2=36,75 л]сек. В этом случае основная характеристика насосов 4НФ при параллельной работе на- сосов не нужна. Точки’ ! и 2 пересечения приведенных характеристик насосных станций / Q — H Q — H\ / Q — H\ 1-777;--- н -777;- с характеристикой общего водовода —:------— I дают рас- \ HCino НС2Пр / \ Ь А / ходы 72 и 89 л/сек при индивидуальной работе станций НС, и НС2 в общий во- довод. Напоры насосов = 25,5 м и Н2 = 24,25 м на станциях определяются точ- ками 7° и 2°, где вертикальные линии, проведенные из точек 1 и 2, пересекаются с характеристикой насосов 4НФ при параллельной работе. Производительность каждого насоса станций HCt и НС2 определится точка- ми 1"' и 2"', где горизонтальные линии, проведенные из точке 7° и 2° пересека- ются с основной характеристикой насоса 4НФ; она составит для станции ЯС1— 36 л/сек, для станции НС2 — 44,5 л)сек. Те же результаты получим, если точки 1 и 2 сначала перенесем на приве- денную характеристику насосов при параллельной работе (точки I' и 2') и за- тем на приведенную характеристику одного насоса в точки 7" и 2". Перенесение точек /" и 2" по вертикали на основную характеристику одного насоса в точки
Г" и 2"' позволит определить производительность и напор каждого насоса стан- ций НСХ (Q, = 36 л/сек и Н} = 25,5 л) и НС2 (Q2 = 44,5 л/сек и Я2 = 24,25 м). Для определения производительности и напора при параллельной работе насосных станций с одним насосом и при индивидуальной работе одного насо- са на одной из этих станций необходимы следующие дополнительные построе- ния: 1) приведенной характеристики 4НФ с учетом потерь напора во -внутренних ' коммуникациях и напорном водоводе на участках НС,— Б и НС, —Б Q — H Q-H . нс. и НС. ’ ‘inp -1пр 2) приведенной характеристики параллельной работы станций НС,. и НС. при работе одного насоса на каждой Q — H______ (НС^+НСч)пр' Индексы 1 и 2 указывают число одновременно работающих насосов. Пересечение последней характеристики с характеристикой общего зодовода Б—А (точка 4) определят производительность станций НС} и НС, (Q = = 98 л/сек) при параллельной работе одного насоса каждой станции на общий водовод. Производительность каждой насосной станции при работе одного насоса оп- ределяется точками 4\ и 42, полученными снесением точки 4 на приведенную характеристику НС{ и НС2. При этом производительность станции НС. равна 48 л/сек, а производительность станции НС2 — 50 л/сек. Напоры насосов станций Н} = 23,5 м и Н2 = 23 .« определяются точками и 4. на основной характеристике насоса 4НФ. Q ----- Н 4НФ тт Пересечение характеристик —---------- 11 1 Q-H и ——----- с характеристикой общего li Uo - "1 пр водовода 5 — А в точках lt и 21 определяют производительность насосных стан- ций при индивидуальной работе одного насоса на' каждой насосной станции. Производительность насоса на НС, будет 52 л/сек, а на НС2— 54,5 л/сек при напорах Ht = 22,25 м и Н.= 21,25 м. Последние определяются точками и 2г Q—H на основной характеристике насоса 4НФ -------- . 4НФ Окончательно принимаем для каждой насосной станции по три горизонталь- ных насоса 4НФ с п = 1450 об/мин., из них один резервный. Из графика на рис. 65 видно, что наибольшая мощность, потребляемая од- ним насосом, будет при работе одного насоса в системе. В этом случае мощность на валу насоса будет: на станции НС,: 1QH 1 X 52 X 22,25 Нв = —-------=----- у =28,1 л. с. или 20,6 = 21 квт; "5i]Hac 7оХ0,56 на станции НС2: „ 1X54,5X21,25 Ne =----—---——------= 28,1 л. с. или 21 квт.. /о X 0,55 Мощность электродвигателя для насоса как на станции НСЬ так .и на стан- ции НС2 Ndsull = 1,15X21=24 квт. Откачка притока в первой очереди -строительства (по 45 л/сек на станцию) производится одним насосом каждой станции.
Анализ работы системы заканчиваем рассмотрением работы двух насосов на первой станции (Л'С, ) и одного насоса на второй станции (НС2 ) и, наобо- рот, одного насоса на первой станции (//С/ ) и двух насосов на второй стан- ции (НС2*). Для этого дополнительно строим: 1) приведенную характеристику станций НС^ и ЯС2< : Q - 77 (нсь+нс21)пр ’ 2) приведенную характеристику станций НС^ и НС2 : Q-н (HC^HC^np Пересечение этих характеристик с характеристикой общего водовода Б—А в точках 5 и 6 определит производительность насосных станций при одновре- менной работе с одним и двумя насосами каждой станции Qj = 112,5 л/сек и Qi= 122,5 л/сек. При 112,5 л/сек станция НСХ подает 65 л/сек, а станция ЯС2 = = 47,5 л/сек при напорах 25,75 м (точка 5°i) и 23,75 м (точка 5%). При 122,5 л/сек станция НС2* подает 78,5 л/сек* (точка 6°), а станция НС-^ —44 л/сек (точка 6®) при напорах 25,1 и 24,5 м. 4. Перекачка в разветвленный водовод При перекачке сточных вод на поля орошения (сельскохозяй- ственные и коммунальные) и осадка на иловые площадки иногда Л, =600мм в У,=2500м / . A 5JK5M 4- J Ш <1г-500мм уf6000" \^6См Рис. 66. Схема перекачки в разветвленный водо- вод (к примеру 67). ‘ возникает необходимость в одновременной подаче воды или осад- ка в два или несколько пунктов по разветвленному напорному во- доводу. Пример 67. Произвести гидравлический расчет перекачки осветленных сточных вод на сельскохозяйственные поля орошения в две точки — Л и Б. Схема разветвленного трубопровода изображена на рис. 66. Исходные данные: отметка расчетного уровня подачи воды в приемном резервуаре насосной- станции (НС) — 145 м: отметка уровня воды в точке А — 165 м; отметка уровня воды в точке Б— 160 м; отметка оси' общего водовода в точке разветвления В — 155 м; расчетное количество' воды, которое нужно подать в точку А — 70 л/сек,- а в точку Б — 130 л/сек.; длина водовода на участке НС—В 2,5 км, на участке В—А 2 км и на участ- ке В—Б—6 л.ч.
По расчетному количеству воды, подаваемому в точки А и Б, намечаем диаметры водоводов по таблицам Ф. А. Шевелева’ (251. На участке НС—В при о = 70+130=200 л/сек.-, d = 600 мм; о = 0,71 л!сек; 10001 ='1,13. На участке В — А при <5 = 70 л/сек', </,='350 мя: и, = 0,73 м!сек- 10001, ='2,39 м. На участке В —Б при ?2 — 130 л/сек-, d2 = 500 мм; v2 = 0,66 л1сек; 100012 ='1,27. Для данных расходов при выбранных диаметрах водоводов определим по- тери напора в них (яри 5% на местные сопротивления): на участке НС — В 1,05X1,13X2,50=2,98 м; Рис. 67. Схема трубопроводов насосной станции (к примеру 67). то же В —А 1',05X2,39X2,0=5,02 м'. » В — Б 1,05X1,27X6,0=8,00 м. Потеря напора на участке НС — В—А—2,98+5,02=8,00 м. То же на участке ЯС — В—5—2,98+8,00=10.98 = 11 м. Геометрические высоты подъема: НС—А—165—145=20 м и НС—Б—160— —145= 15 м. Принимая предварительно потери напора во внутренних коммуникациях станции ориентировочно 2 м, определим требуемые напоры по формуле (XI-9): ща направлении НС — А—20 + 8,0+2=30 м; на направлении НС—Б—15+ 11 +2=28 По заданным расходам и требуемым напорам по каталогу Главхиммаша намечаем к установке один рабочий насос марки 8НФ (п = 960 об/миж) при одном резервном насосе той же марки. Действительные потери напора внутри насосной станции определяем, ис- ходя кз технологической схемы трубопроводов при двух насосах 8НФ, изо- браженной на рис. 67. Для составления расчетного графика подачи насосной станцией сточных вод в разветвленный водовод необходимо иметь характеристики работы водо- вода на отдельных участках. Для этого, задаваясь расходом q = 0,2 м^сек, определяем потерн напора во внутренних коммуникациях насосной станции (табл. 62), коэффициент с и уравнение кривой сопротивления.
Потери напора во внутренних коммуникациях (к примеру 67, рис. 67) Наименование местного сопротивления £ v, м]сек 2g 2g Вход в трубу, de = 450 мм 0,5 1,21 0,075 0,037 Колено 90°, de = 450 мм 0,4 1,21 0,075 0,030 Переход на сужение 450 X 200 мм . . 0,1 6,37 2,07 0,207 Задвижка, d = 200 мм 0,1 6,37 ' 2,07 0,207 Переход на расширение 200 X 350 мм 0,4 6,37 2,07 0,828 Колено 90°, d = 350 мм • . 0,4 2,00 0,204 0,082 Задвижка, d = 350 мм 0,1 2,00 0,204 0,020 Тройник прямой при присоединении к магистрали . . 1,5 2,00 0,204 0,306 Сопротивление по длине, d = 350 мм 16,3 11 1000 х 8 — — — 0,130 Соединение потоков в магистрали (схема 14) • . . . . 0,1 2,00 0,204 0,020 Колено 90°, d = 350 мм . ... • • . 0,4 2,00 0,204 0,082 Задвижка, d = 350 мм 0,1 2,00 0-,204 0,020 Переход на расширение, 350 X 600 мм 0,4 2,00 0,204 0,082 Водомер 0,6 2,651 мх х 2,7 м Коэффициент: S н. с — 2,7 0,2002 = 68. Уравнение кривой сопротивления в коммуникациях hH с =68Q2, где Q — подача насоса станции, мИсек. Согласно этому уравнению, производим расчет потерь ции при разных производительностях (табл. 63). насосной станции: напора внутри стан- Таблица 63 Потери напора внутри станции hH с (к примеру 67) Q, .ilcen 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 hu r . * н. с 0,03 о,и 0,24 0,44 0,68 0,98 1,33 1,74 2,20 2,72 3,29 3,92 Для построения характеристики водовода на участках НС — В, В — А и В — Б определяем потери напора по таблицам Ф. А. Шевелева [25]. При опре- делении потерь напора на участке НС — В (табл. 64) шолученные потери напо- ра в водоводе суммируем с потерями напора в коммуникациях насосной стан- ции и геометрической высотой подъема, которая в этом случае равняется 155—145 = 40 Аналогично рассчитываем потери напора в водоводе на участках В — А /табл. 65) и В — Б (табл. 66).
Т а б л и ц а 64 Определение ординат характеристики водовода на участке НС—В длиной L = 2,5 км; диаметром d = 600 мм', Нг = 155—145 = 10 м (к примеру 67) Q, л Ice к с л< 1000 i IL ^вод ~ = 1.05 iL 60 0,24 0,130 0,33 0,35 10,59 80 0,44 0,216 0,54 0,57 11,01 100 0,68 0,322 0,81 0,85 11,53 120 0,98 0,445 1,П 1,17 12,15 140 1,33 0,588 1,47 1,54 12,87 160 1,75 0,750 1,88 1,97 13,71 180 2,20 0,931 2,33 2,45 14,65 200 •% 2,72 1,13 2,83 2,97 15,69 220 3,29 1,36 3,40 3,57 16,86 240 3,92 1,57 3,93 4,13 18,05 Таблица 65 Определение ординат характеристики водовода на участке В—А длиной L = 2,0 км; диаметром rf='35O мм; Нг= 165—155 = 10 м (к примеру 67) Q, л/сек 1000 1 IL 11вод ~ iL нп “ нг + ftso5 20 0,260 0,52 0,55 10,55 40 0,866 1,73 1,82 11,82 60 1,81 3,62 3,80 13,80 80 3,06 6,12 6,43 16,43 100 4,62 9,24 9,70 19,17 120 6,52 13,04 13,67 23,67 140 8,88 17,76 18,65 28,65
Определение ординат характеристики водовода на участке В—Б длиной £ =6,0 км; диаметром d=500 мм; Нг =160—155 = 5 м (к примеру 67) Q, AjCCti 1000 1 IL head = Р05 iL Нп = и г + head 40 0,16 0,96 1,00 6,00 60 0,315 1,89 1,98 6,98 80 0,524 3,14 3,30 8,30 100 0,784 4,70 4,94 9,94 120 1,09 6,54 6,87 11,87 130 1,27 7,62 8,00 13,00 140 1,45 8,70 9,14 14,14 160 1,35 11,10 11,66 16,66 180 2,31 13,86 14,55 19,55 200 2,81 16,86 17,70 22,70 Характеристика работы 'рассматриваемого ществу является суммарной характеристикой разветвленного водовода по су- пар аллельной работы участков Рис. 68. Расчетный график работы насосов 8НФ (п = = 960 .об/мин.) в разветвленный водовод (к примеру 67) В — А и В — Б и последовательной работы с участком НС — В. Поэтому для построения ’характеристики водовода в целом (рис. 68) строят характеристики по его отдельным участкам: НС — В (I) (для удобства построения нанесена внизу), В — А (II) и В — Б (III), затем суммарную характеристику (II +III)
параллельно работающих участков В — А и В —Б, после чего ее суммируют с .характеристикой I, учитывая, что участок НС — В работает последовательно*. Полученная кривая (I + II + HI) является характеристикой работы разветвлен- ного водовода, а при совмещении ее с характеристикой работы насоса, можно установить режим работы всей системы в целом. Точка 1—точка пересечения характеристики насоса с характеристикой во- довода (I + II + III) —является рабочей точкой системы и показывает, что при подаче q = 210 л/сек напор составит Н = 31 м вод. ст. Снося точку / по вер- тикали вниз на характеристику II — III (точка /') и проведя из точки 1' гори- зонтальную линию до пересечения ее с характеристиками II и III (точки и 7И[), определяем расходы по параллельно работающим участкам В—/-1—= = 66 л]сек и В—Б <7П| = 144 л)сек, которые по величине близки к заданным, т. е. 70 и 130 л/сек. Обеспечение заданных расходов практически достигается регулированием задвижками, установленными на ответвлениях. Перелом в точке а доказывает, что при суммарных расходах до 100 л!сек участки водовода II и III не могут работать параллельно (без регулирования задвижкой на водоводе), т. е. при Q = 400 л/сек по участку водовода II не бу- дет подаваться вода и весь расход пойдет по ответвлению III. При расчетном расходе в системе 200 л)сек рабочая точка системы. 1 пере- двинется по характеристике насоса в точку 2; отложив от точки 2 по вертикали вниз величину ординаты 200—2( кривой /, получим точку 2'. Снося эту точку по горизонтали на характеристику II, получим точку 2П , которая показывает рас- ход в ответвлении II, равный 75 л)сек. Расход в ответвлении III будет 200— 75 = 125 л) сек. Он определяет точки 2Ш на горизонтальной линии 2'—2П и от- вечает точке 2П1 на кривой (III). Это значит, что для работы системы в новом режиме (пропуске 200 л/сек) на трубопроводе В—Б необходимо прикрыть за- движку на величину дополнительного напора /г3 = 3 м, т. е. равного отрезку h 2Ш — 2Ш . Степень открытия задвижки — можно определить по коэффициенту ^2 сопротивления в формуле Л3 — 143,6, V2 0,642 где v = 0,64 м/сек при г/2 = 121 леек и d3 = 500 мм. Коэффициент сопротивления С > 97,8, следовательно, степень открытия зад- Л 1 вижки — несколько менее . г/ о Напор, создаваемый насосом при подаче 200 л/сек, определяется точкой 2 и равен 31,5 м. h При увеличении степени открытия задвижки (до — = 1) уменьшается расход в ответвлении II от 75 до 66 л/сек и увеличивается расход в ответвлении III с 125 до 144 л/сек. 5. Последовательная работа насосов и насосных станций Схема установки насоса для последовательной работы показа- на на рис. 69, когда один насос (первая ступень) подает воду во всасывающий патрубок другого насоса (вторая ступень), который * При сложении характеристик (II + III) с характеристикой Г для полу- чения характеристики последовательной работы складывают их ординаты при одинаковых расходах (см. пример 68).
подает воду в напорный водовод. Последовательную работу насо- сов применяют в том случае, когда ни один из выпускаемых про- мышленностью канализационных насосов при данной производи- тельности не может дать достаточного напора. При этом установка насосов на последовательную работу, как правило, возможна только в две ступени (на одной станции). Если этого недостаточно для создания расчетного напора, прихо- дится устраивать еще одну или больше станций, из которых каж- дая, в свою очередь, может работать в две ступени. Последовательную пере- качку несколькими станциями можно устраивать по одной из следующих принципиаль- ных схем: 1) нижерасполож ениая станция перекачивает сточ- ную воду в резервуар выше- расположенной (рис. 70, а). Насосы последней забирают воду из резервуара и подают ее в резервуар следующей стан- ции или в пункт выпуска (на очистные сооружения или в коллектор); 2) насосы нижерасполо- женной станции подают сточ- ную воду прямо в насосы вы- шерасположенной (рис. 70, б), т. е. напорный водовод ниж- ней станции присоединяется к всасывающему патрубку .насоса Рис. 69. Схема последовательного- соединения канализационных кон- сольных насосов. верхней станции. Благодаря наличию резервуаров при первой схеме допустима некоторая разница в производительности насосов последователь- но расположенных станций, причем величина этой разницы зави- сит от емкости резервуаров. При второй схеме получается цепь последовательно установленных насосов, которая должна быть рассчитана 'как единая система. Расчет .при последовательной работе насосных станций произ- водится так же, как расчет при последовательной работе насосов на одной станции. Расчет при последовательной работе насосов на одной станции сводится к построению характеристики водовода, имеющего длину от сосуна первого насоса до выпуска в назначенный пункт (при- емный резервуар, очистные сооружения, коллектор), и наложению полученной кривой на характеристику последовательной работы двух действующих насосов. Расчет при последовательной работе насосных станций по вто- рой принципиальной схеме сводится к построению характеристики
водовода, имеющего длину от сосуна насоса нижней станции до выпуска в назначенном пункте, и наложению полученной кривой на характеристику последовательной работы всех действующих насосов. В обоих случаях точка пересечения характеристик водовода и действующих насосов определит рабочую точку системы. При расчете установки с последовательно расположенными на- сосами на одной станции необходимо учитывать все сопротивления во внутренних коммуникациях станции. В частности, должен быть учтен участок от напорного патрубка первого насоса до вса- сывающего патрубка второго со всеми фасонными частями. Обыч- но диаметр этого соединительного участка принимают равным ди- Рис. 70. Схема последовательной перекачки насосны- , ми станциями НС1 и НС2. аметру патрубков насосов, по возможности избегая поворотов (см. рис. 69). Вследствие больших скоростей движения воды по- тери напора на этом участке относительно велики. При расчете системы, состоящей из нескольких последователь- но работающих станций, следует избегать возможного образова- ния вакуума, в водоводе при подходе его к всасывающим патруб- кам насосов цепи перекачки. Если поверка путем построения пьезо- метрической линии по всей трассе перекачки обнаружит в водоводе нижерасположенной станции вакуум, превышающий допустимый, необходимо сместить вышерасположенную станцию вниз по трассе, добиваясь ликвидации, или хотя бы уменьшения вакуума. Отсутст- вие вакуума в водоводе повысит надежность работы системы, хотя и при вакууме при допустимой его величине система будет функци- онировать. Пример 68. Произвести гидравлический расчет последовательной работы двух одинаковых насосов, установленных на станции (рис. 71). Исходные данные: отметка расчетного уровня воды в приемном резервуаре насосной станции (НС) — 45 м- отметка уровня воды в точке А коллектора — 100 м: расчетное количество воды, подаваемое в точку А, 180 л/сек.-, длина водовода НС — А—2,5 км. По расчетному количеству воды (180 л/сек) намечаем диаметр водовода из чугунных труб (по таблицам Ф. А. Шевелева) d = -500 мм при v = = 0,92 м/сек и 1000 I = 2,31 Л1.
Потери напора в водоводе (считая 5% на местное сопротивление) будут’ 1,05 X 11=1,05X2,31X2,5=6,08 м. Геометрическая высота подъема: 100—45 =’55 м. Принимая предварительно потери напора во внутренних коммуникациях станции ориентировочно в 3 м, определим полный требуемый напор по форму- ле Я,t =Нг +heod + {г*. с =55+6,08+3=64 м. Ввиду отсутствия насосов, которые при производительности 180 л/сек мо- гут дать напор 64 м, применяем последовательную работу насосов в две сту- пени. Для этого по каталогу Главхиммаша для каждой ступени намечаем на- 64 сос 8НФ, так как расход 180 л/сек и напор -у- = 32 м лежат в пределах ре- комендуемой области применения этих насосов. I- 2,5км (/-180 л/сек Коллектор Рис. 71. Схема последовательной работы двух оди- наковых насосов (к примеру 68). Переходим к построению характеристики водовода, исходя из технологи- ческой схемы трубопроводов при последовательной работе двух одинаковых насосов 8НФ, спаренных в один рабочий агрегат (второй — резервный, см. рис. 67). При расходе 180 л/сек потери напора во внутренних коммуникациях на- сосной станции приведены в табл. 67. Коэффициент: 2,9 0,1802 = 90. Коэффициент ^=-А1_=90. Q2 0,1802 Таблица 67 Потери напора во внутренних коммуникациях станции (к примеру 68) Наименование местного сопротивления С и, м/сек V- V'2 с — 2g Выход в трубу, d„ = 450 мм . ... 0,5 1,09 0,061 0,030 Колено 90°, rfg = 450 мм 0,4 1,09 0,061 0,024 Переход на сужение, 450 X 200 . . . 0,1 5,73 1,67 0,167 Задвижка, clB = 200 мм Потери по длине соединительного 0,1 5,73 1,67 0,167 участка de = 200 мм; ie = 0,28X1,5 м Задвижка, ds = 200 мм на соедини- — — — 0,432 телыюм участке 0,1 5,73 1,67 0,167 Переход на расширение, 200 X 350 мм 0,4 5,73 1,67 0,668 Колено 90°, tf = 350 мм 0,4 1,8 0,165 0,066 Задвижка, d = 350 мм 0,1 1,8 0,165 0,016 И Заказ 2244 1 61
Продолжение Наименование местного сопротивления С V, м сек 2g с Тройник прямой, d = 350 .млприпри- 1,165 0,248 соединении к магистрали Сопротивление по длине, d = 350 мм; 13,2 х 8 1,5 1,8 “ 1000 Соединение потоков в магистрали, — — — 0,106 d = 350 мм (схема 14) 0,1 1,8 0,165 0,016 Колено 90°, d = 350 мм 0,4 1,8 0,165 0,066 Задвижка, cl = 350 мм ........ 0,1 1.8 0,165 0,016 Переход па расширение, 350 X 500мм 0,4 1,8 0,165 0,066 Водомер • — — — 0,600 Итого . . . . • — округ- ленно 2,855 м 2,9 м Уравнение кривой сопротивления во внутренних коммуникациях насосной станции: /zrt с = lMq2. Для построения характеристики водовода определяем потери напора при разной производительности внутри станции (табл, 68) и в самом водоводе (табл. 69). Таблица 68 Потери напора внутри станции А«. с. (к примеру 68) Q, л!сек 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 hn. с. 0,036(0,144 0,324 0,576 O,9oj 1,30 1,76 2,30 2,90 3,60 4,36 5,18 Таблица 69 Определение ординат характеристик водовода, длиной А = 2,5 км; диаметром d = 500 мм; Нг = 100—45 = 55 м (к примеру 68) Q, .ijceк Л«. с. 1000 i IL ?гвод = = 1,05 iL ~ Нг + hH,c. + Aeod 40 0,14 0,16 0,40 0,42 55,56 60 0,32 0,315 0,788 0,83 56,15 80 0,58 0,524 1,31 1,38 56,96 100 0,90 0,784 1,96 2,06 57,96 120 1,30 1,09 2,73 2,87 59,17 140 1,76 1,45 3,63 3,81 60,57 160 2,30 1,85 4,62 4,85 62,15 180 2,90 2,31 5,78 6,07 63,97 200 3,60 2,81 7,02 7,37 65,97 220 4,36 3,37 8,42 8,84 68,20 240 5,18 3,91 9,78 10,27 70,45
Для определения рабочей точки рассматриваемой системы на рис. 72 строим характеристику принятого насоса 8НФ по данным каталога, характеристику по- следовательной работы двух насосов 8НФ и характеристику водовода — по дан- ным табл, 69. Характеристику последовательной работы, насосов строим, сумми- / Q — Н \ руя ординаты при одинаковом расходе (кривая ——....- I • Пересечение суммарной характеристики работы двух насосов и водовода оп- ределяет рабочую точку а, при которой расход Q — 187 л/сек. и напор Н = 64,5 м, что отвечает заданным условиям. При этом напор, развиваемый од- ним насосом, будет составлять 32,25 м. Рис. 72. Расчетный график последовательной работы двух насосов 8НФ (к примеру 68). Пример 69. Произвести гидравлический расчет последовательной работы двух насосных станций, оборудованных одинаковыми насосами и работающих по схеме рис. 70, б. Исходные данные; отметка расчетного уровня воды в приемном резервуаре нижней насосной станции (HCi) — 45 м; отметка уровня воды в точке подачи А (поля орошения) — 157 м; расчетное количество воды, подаваемое в точку А,— 180 л/сек:, длина водовода, НС\ —А—5 км. Определим требуемый напор по формуле (XI-9): — Нг A- heod Ч"2ЛЯ_ с, Нг= 157—45=112 м-, ,1вод~потери в водоводе d = 500 мм; v = 0,92 м/сек; 1000 i = 2,31 м при Q = 180 л/сек по таблицам Ф. А. Шевелева 1251 составляет — 1,05 iL = 1,05 X X 2,31x5=12,15 .«, а потери во внутренних коммуникациях каждой насосной станции с ориентировочно принимаем 3 м. Тогда Нп =412+12,15+2x3=130 м. 11* 163
Для подачи сточных вод Q = 180 л/сек. при напоре 130 м принимаем пос- ледовательную работу двух насосных станций. 130 Напор, создаваемый каждой станцией, составляет -------65 я, а напор, создаваемый каждым одинаковым насосом на станциях НС., и НС2 при двух- 65 ступенной подаче будет —~—= 32,5 я. Рис. 73. Расчетный график последовательной перекач- ки насосными станциями HCi и НС2 (к примеру 69). По каталогу Главхиммаша для расхода 180 л)сек и напора 32,5 м наме- чаем насос 8НФ. Для построения характеристики водовода от сосуна насоса НС, до выпу- ска на поля орошения сопротивление ди с в уравнении кривой потери напора во внутренних коммуникациях каждой станции принимаем равным (по при- меру 68). Для двух станций »к с = 2X90= 180 и уравнение примет вид: hM с = 180Х</2. Следовательно потери напора, исчисленные в табл. 68, увеличатся вдвое. Так же вдвое увеличатся потери в наружном водоводе против вычисленных в табл. 69, вследствие увеличения длины водовода с 2,5 до 5 км. Для определения ординат характеристики водовода необходимо сложить указанные потери с геометрической высотой (табл. 70).
Определение ординат характеристики водовода (Нг = 157—45 = 112 м) (к примеру 69) Q, ,1’сек с, м вод, АС я„' = яг + 'rh н.с^н.вод ,i!ceic Л//, с, м 11н.вод, м Нп — Нг 4- hH. c-¥hn, вод 40 0,29 0,84 113,13 160 4,60 9,70 126,30 60 0,65 1,66 114,31 180 5,80 12,14 129,94 80 1,15 2,76 115,91 200 7,20 14,74 133,94 100 1,80 4,12 117,92 220 8,72 17,68 138,40 120 2,60 5,74 120,34 240 10,36 20,54 142,90 140 3,52 7,62 123,14 Для определения рабочих точек рассматриваемой системы строим (рис. 73): 1) характеристику Q — Н насоса 8НФ по данным каталога Главхиммаша; 2) характеристику последовательной работы двух насосных станций, обору- дованных на последовательную работу двух насосов; для построения такой ха- рактеристики увеличивают ординаты в 4 раза при одинаковых расходах (Q—4Я); 3) характеристику водовода по табл. 70. Точка пересечения последних двух характеристик определяет рабочую точку а с расходом — 182 л!сек и напором Н = 130,5 м. Напор, создаваемый каждой 130,5 65,25 станцией, равен —-— = 65,25 м, а каждым насосом станции —~— = 32,63 — = 33 Требуемая мощность на валу каждого насоса: N, 1QH 1 X 182 X 33 75>; 75 X 0,62 129 л, с. или 129 х 0,736 = 95 кет. Мощность электродвигателя: N()l. = k • Ne = 1,05 X 95 = 99,8 ~ 100 кет. Мощность каждого агрегата из двух спаренных насосов 2 X 100 = 200 кет. Установочная мощность на каждой насосной станции Ny,cnl = 2 X 200 = 400 кет. Глава XII ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВАРИАНТОВ. РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ Экономический расчет системы «насосы—водовод» дает воз- можность из ряда возможных решений избрать наивыгоднейшее. Для экономического сравнения вариантов (т. е. при различных диаметрах водовода), отличающихся друг от друга строительной стоимостью и эксплуатационными расходами, необходимо сопоста- вить единовременные капиталовложения с ежегодными эксплуата- ционными расходами, пользуясь типовой методикой определения эффективности капитальных вложений, разработанной АН СССР. 165
При расчете определяются лишь те строительные и эксплуата- ционные расходы, которые изменяются с изменением диаметра. Обычно стоимость насосной станции («здания и насосного обору- дования) исключают при рассмотрении различных вариантов диа- метров одной и той же системы, так как она изменяется при раз- личных вариантах в незначительных пределах и на выбор вари- анта влияния не оказывает. Строительную стоимость водовода (по каждому варианту) оп- ределяют по формуле: C=CjA, (XII-1) где С]—строительная стоимость 1 пог. м водовода по укрупненным измерителям; L —расчетная длина водовода. К эксплуатационным расходам, зависящим от диаметра водово- да, относятся: амортизационные отчисления А„, расходы на теку- щий ремонт Ар, стоимость электроэнергии на перекачку Ад> опла- та за установленную мощность Ау, стоимость смазочного и обти- рочного материалов Ас. Заработная плата персонала, начисления на нее, содержание помещений, пр’и сравнении «не учитывают, так как одинаковы они примерно для всех вариантов. Таким образом, годовые эксплуатационные расходы, зависящие от диаметра и числа трубопроводов, определяются суммой: Э = Аа + Ар + Аэ + + Ас. (ХП-2) Амортизационные отчисления определяют в процентах от сто- имости водовода. Сумма годовых амортизационных отчислений: А = — • С, ' (ХП-З) а 100 х где р — процент, установленный по данному ведомству. Стоимость текущего ремонта исчисляют в размере 1% от стро- ительной стоимости водовода: А = — • С. (XII-4) р 100 Затраты на оплату электроэнергии составят: А3 = СЭ -Эл, (ХП-5) где Сэ— стоимость 1 квт-ч электроэнергии, руб; Эл — годовой расход электроэнергии, квт-ч. Сумму оплаты за установленную мощность получают умноже- нием платы за 1 квт максимальной нагрузки Су на установочную мощность электродвигателей Ntl, т. е. Ау = Су • Ay. (XII-6) «Стоимость смазочного и обтирочного материалов принимают в размере 3% от затрат на электроэнергию:
Полную высоту подъема сточных вод Н определяют по форму- ле (XI-9). При экономических расчетах, носящих ориентировочный харак- тер, сумму потерь напора принимают [26] равной потерям напора в водоводе, т. е. ^h = heod. (X1I-8) Мощность на валу насоса определяют по формулам: qH qHx 0,736 ,VTT m N = . л. c. == ---'--- квт, (ХП-9) 7'^H 73i\H где q —подача насоса, л/сек-, — к. л. д. насоса; 0,736 — коэффициент для перевода л. с. в кет. Мощность электродвигателя: Nd = k ; (ХП-10) 7^,н где • k —коэффициент запаса, принимаемый равным: 1,3— при мощности электродвигателя до 10 кет; 1,15— 1,20 то же от 10 до 100 кет; 1,05—1,10 то же более 100 квт. Для предельных рабочих точек мощность двигателя указывает- ся в каталогах и характеристиках насосов. Установочная мощность: 2Vy = M6+A^3, (XII-11) где Nd —число рабочих электродвигателей; —число резервных электродвигателей (по СНиП П-Г. 6-62). Годовой расход электроэнергии определяется по формуле: n QCH X 0,736 .. /VH Э t = ———-----------X 365 квт-ч, (ХП-12) 3,6 х 75 х•-ад где Эл — годовой расход электроэнергии, квт-ч-, Qc — средний суточный расход, лг3; Н — полный подъем воды, м; —'К. п. д. электродвигателя, принимаемый равным: 0,85 — при мощности электродвигателя до 10 квт; 0,90 — при мощности электродвигателя от 10 до 50 квт; 0,92 — при мощности электродвигателя более 50 квт. При определении экономического диаметра водовода (при сравнении вариантов) годовой расход электроэнергии следует оп- ределять по формуле: Э = .Qx:..,l^2<0J36 х 365 квт-ч, (XII-13) 3,6 X 75 X Дг -ад где heod — потери в водоводе (м вод. ст.), так как только эти по- тери зависят от диаметра водовода.
При выборе диаметра трубопровода надо также учитывать очередность строительства, требования в отношении самоочищаю- щих скоростей в водоводах при различных условиях эксплуатации и экономию дефицитных на данный момент материалов (напри- мер, металла). Пример 70. Определить наиболее выгодный диаметр водовода длиной 1,5 км при производительности насоса 180 м3/час или 50 л)сек. Средний суточ- ный приток сточных вод 2500 м?. Геометрическая высота подъема Нг = 12,4 .я. Подсчеты, необходимые для экономического сравнения вариантов, приведе- ны в табл. 71 и 72. Таблица 71 Технические показатели (к примеру 70) Диаметр водовода, D в мм Расчетный расход, в л/сек Ско- рость, V в м/сек 1000 1 Потери напора, iL Геомет. высота подъема, Нг в м Полная высота ' подъема, И - нг + 4- iL в м Мощность рабочего насоса, Np в кет Установл. мощность насосной станции 200 50 1,61 22,6 33,9 12,4 46,3 55 110 250 50 1,03 . 7,05 10,58 12,4 23,0 25 50 300 50 0,71 2,77 4,16 12,4 16,6 18 36 Таблица 72 Экономические показатели (к примеру 70) Диа- метр водо- вода D, мм Строительная стоимость водовода Эксплуатационные расходы амор- тиза- ция 2,8% Аа тыс. руб. ремонт 1% Ар в тыс. руб. подъем воды L, я 1 ПОГ.Л( С„ тыс. РУб. общая С , тыс. руб. за элек- троэнер- гию Аэ в тыс. руб. за устано- вочную мощность А у, в тыс. руб. смазочные и обтироч- ные мате- риалы 3% А с в тыс. РУб. всего Э в тыс. руб. 200 15С0 10,4 15,60 0,437 0,156 1,975 1,280 0,059 3,907 250 1500 12,7 19,05 0,533 0,191 0,618 0,640 0,019 2,001 300 1500 14,8 22,20 0,622 0,222 0,245 0,230 0,007 1,326 При определении технических показателей в табл. 71 скорости (графа 3) и потери напоров 1000 i (графа 4) определены по таблицам Ф. А. Шевелева [25] для чугунных труб. Мощность насосных установок определена по формуле (XII-10) при коэффициенте запаса /г = 1,2. Для установочной мощности при од- ном насосе резерв принят равным 100%. При расчете экономических показателей (см. табл. 72) стоимость 1 пог. .я водовода принята по укрупненным показателям для чугунных труб Гипроком- мунводоканала, амортизационные отчисления и текущий ремонт по приложе- нию II. Расходы по подъему воды определены; за электроэнергию — по данным Мосэнерго, причем годовой расход энергии рассчитан по формуле (ХП-13); за смазочные и обтирочные материалы — по формуле (XII-7). В соответствии с «Типовой методикой» 1141 определим по каждому вариан- ту сумму затрат: С+Т-Э, (XII—14)
где С — капитальные затраты; Э — годовые эксплуатационные расходы; Т — отраслевой нормативный срок окупаемости. По аналогии с энергетическими предприятиями принимаем Т=10 лет, что- соответствует нормативному коэффициенту сравнительной эффективности Е = 0,1. Результаты экономического сравнения сведены в табл. 73. Таблица 73 Экономические сравнения (к примеру 70) Диаметр водовода в мм Капитальные . затраты, С в руб. Годовые эксплуатационные расходы, Э в руб. С -г 10 Э в руб. 200 15600 3907 54670 250 19050 2001 39060 ЗСО 22200 1326 35460 Сравнение данных экономического расчета показывает, что наивыгодней- шим диаметром является диаметр 300 мм, при котором обеспечивается и са- моочистная скорость. Пример 71. Определить место расположения главной насосной станции города А (см. рис. 1) на основании технико-экономического сравнения вари- антов. Для решения вопроса расположения главной насосной станции следует рассмотреть два варианта. По первому варианту главная насосная станция располагается у очист- ных сооружений, что связано с большим заглублением главного коллектора на участке 2—/-очистные сооружения. По второму варианту, насосная станция располагается в точке схода правобережного и левобережного коллекторов, (см. рис. 1 и 30). При этом на 950 м укорачивается главный коллектор, но удлиняется на 850—450=400 м напорный водовод и увеличивается за счет этого расход электроэнергии на перекачку сточных вод. Напорные водоводы (две нитки) проектируем из асбестоцементных труб, марки ВТЗ (ГОСТ 539—59); и потери напора в них определяем по табли- цам 1271; Ф. А. Шевелева, составленным по формуле: / 3,51 \0.190 i = 0,ОООоб 1 X “Tfig” 1 ~1~ ~ ' I ’ d ' \ v j где d — внутренний диаметр, v — скорость движения воды, м/сек. Согласно расчету (см. пример 51 табл. 37) максимальный часовой приток. на станцию составляет 1907,1 м\ Регулирующая емкость резервуара—100 -н3; поэтому максимальная часовая подача насосами будет: 1907,1—100^=1807 др или 502 л/сек. При двух водоводах одинакового диаметра расход по одному из них бу- 502 дет —-—=251 л/сек. Этот расход могут пропустить трубы внутренним диа- метром 546 мм при v = 1,07 м/сек и i = 1,75 на 1 км или диаметром 456 мм при v = 1,54 м/сек и i = 4,23 м на 1 км. Для обеспечения самоочистной скорости при работе одного насоса на один водовод (см. пример 72) принимаем диаметр каждого водовода 456 мм. Полная высота подъема при расположении насосной станции у очистных со- оружений (вариант 1, ем. рис. 1 и 30) определится по формуле (XI-9): ^п=Нг~>с^н. с~^^^од’
где нг = 104— (91,51—1) = 13,49 = 13,50 м, hH с = 2,0 м (ориентировочно); ^вод 1,10 X 4,23 X 450 1000 = 2,09 м*, отсюда Нп = 13,50+2,0+2,09 = 17,59 м s 17,6 м. Полная высота подъема при расположении насосной станции по второму варианту будет: Нп = Нг + hH с + heoo, где Нг = 104—(92,41—1) = 12,59 = 12,60 м; hH с = 2,0 м; Лвоа=-1,10X4,23X850=3,96 м; Нп = 12,60+2,0+3,96 =18,56 ос 18,6 м. Высота подъема по второму варианту больше на 18,60—17,60=1,0 Л1. При экономическом сравнении указанных вариантов должны быть также рассмотрены самотечный коллектор d =' 1000 мм при средней глубине заложе- ния 5,05 м, напорный водовод d = 456 мм при средней глубине заложения 2 м и насосные станции. Протяжение главного коллектора по I варианту больше, чем по II ва- рианту, на 950—50=900 м, а протяжение напорного водовода по II варианту больше, чем по 1 на 850—450=400 м. Разница в глубине заложения насосных станций по I и II варианту со- ставляет 92,41 — 91,51 = 0,9 м. Подсчеты строительной стоимости и эксплуатационных расходов по вари- антам приведены в табл. 74; 75 и 76. Таблица 74 Строительные стоимости по I и II вариантам (к примеру 71) Наименование сооружения Единицы измерения Число единиц Стои- мость еди- ницы В руб. Общая стоимость по I вари- анту в руб. по II вари- анту в руб. Железобетонный коллектор диа- метром 1000 мм** ПОГ. М 900 63 56 700 Водовод из асбестоцементных труб диаметром 456 мм ПОГ. М 2X400 19,0 — 15 200 Насосная станция диаметром ю (О.9 X 3,14 X 122А 12 м 1 1 — 102 № м3 102 22,1 2254* — Итого — — 58 954 15 200 * 1,10—коэффициент, учитывающий местные сопротивления (10%). ** Разница в стоимости по сравниваемым вариантам.
Эксплуатационные расходы по 1 варианту (к примеру 71) Наименование сооружения Строитель- ная стои- мость в руб. Амортизация Ремонт Всего % руб- % руб. Коллектор Насосная станция 56 700 2254 3,2 2 1814 45 1 1 567 23 2381 68 2449 Таблица 76 Эксплуатационные расходы по II варианту (к примеру 71) ^Наименование сооружения Строи- тельная стоимость в руб. Амортизация Ремонт Подъем воды Всего, руб. % руб. % руб. за элек- тро- энер- гию в руб. за ус- танов- лен- ную мощ- ность В руб. смазоч- ные и обти- рочные мате- риалы в руб. Водовод . . . 15.200 3,2 486 1 152 612 179 18 1447 Строительные стоимости определены по укрупненным показателям. Для железобетонного коллектора процентное соотношение сухих и мокрых грун- тов составляет 64 : 36. При глубинах более 5 м стоимость 1 пог. м коллектора определена экстраполяцией. Мощность насосных установок определяется по фор- муле (XII-11). Резерв насосов принят в 50%. Расходы по подъему сточных вод определены аналогично примеру 70. Сравнение указанных в таблицах расходов показывает, что второй вари- ант дешевле первого по строительным затратам на 58 954—15 200=43 754 руб. и по ежегодным эксплуатационным расходам на 2449—1447=4002 руб. Поэто- му месторасположение главной насосной станции в городе А принимается по второму варианту. Пример 72. Произвести гидравлический расчет главной насосной станции города А (см. рис. 1). Для перекачки 502 л1сек сточных вод на высоту Нп — 18,6 м (см. при- мер 71) по каталогу Главхиммаша выбираем четыре насоса 8НФ. Производи- 502 тельность каждого насоса: ~— = 125,5 л/сек. Насос 8НФ (п = 960 об/мин.) при этом расходе создает напор Н = 34,7 s 35 м. Для того чтобы привести напор, создаваемый насосом, в соответствии с требуемым напором /¥„ = 18,6 л, необходимо сначала уменьшить п до tii = 730 об/мин. (в соответствии с име- ющимися электромоторами). Пользуясь соотношением (XI-14): £ Qi п til . производим пересчет характеристики насоса при п — 960 об/мин. на новую ха- рактеристику с nt — 730 об/мин.
Из соотношения следует: <?! = “ п 730 960 X Q = 0,76Q; = 0,57877. Характеристики, указанные в каталоге, и характеристики, полученные в результате пересчета ординаты, приведены в табл. 77. Таблица 77 Пересчет характеристики насоса п — 960 об/мин. iii = 730 об/мин. Q, м/сек л/сек я„ .« 7ц — 20 41 15,2 23,7 0,21 40 40 30,4 23,1 0,32 60 38 45,6 22,0 0,42 80 37 60,8 21,4 0,50 100 36 76,0 20,8 0,55 120 35 91,2 20,2 0,59 140 34,5 106,4 20,0 0,61 160 34 121,6 19,7 0,62 180 33 136,8 19,1 0,62 200 32 152,0 18,5 0,62 220 30,7 167,2 17,7 0,61 240 29 182,4 16,8 0,60 260 27 197,6 15,6 0,59 По полученным точкам новой характеристики строим кривые Qi—Н{ и Qi — 1]! на графике основной характеристики (рис. 74). Из характеристики Qi — Ht следует, что при производительности насоса 125,5 л/сек напор, создаваемый им — = 19,5 м, больше требуемого напора 7/„ =* 18,6 м, поэтому необходимо уменьшить диаметр рабочего колеса обточ- кой колеса по окружности. Пользуясь соотношениями (XI—14) 2п = _2_ = 1М =17^. А у я3 У n2' по данным D = 540 мм (диаметр необточенного колеса); Hi = 19,5 м и Н2 = — 18,6 м определяем диаметр обточенного колеса: 7?! = D 1/ = 540 1/ . 1-8..’-6.. = 528 = 530 мм. V Я! У 19,5 Производим пересчет характеристики насоса с рабочим колесом D = = 540 мм на характеристику .насоса с рабочим колесом Я = 530 мм. Из соотношений (XI-14) следует: 0s = “77 X Qi = -7—- • Qi = 0,98 Qj; D 540 /Л V н.= — • • Я1=0,96Я1. “ \ D
173
Полученные в результате пересчета ординаты характеристик приведены в табл. 78. Таблица 78 Пересчет характеристики насоса (к примеру 72) D = 540 мм Dt = 530 мм Qi, л/сек Hlt м Q‘2, л!сек И '2, м 15,2 23,7 15 22,8 0,21 30,4 23,1 29,9 22,2 0,32 45,6 22,0 44,7 21,2 0,42 60,8 21,4 59,6 20,5 0,50 76,0 20,8 74,5 20,0 0,55 91,2 20,2 89,4 19,4 0,59 106,4 20,0 104,3 19,2 0,61 121,6 19,7 119,2 18,5 0,62 136,8 19,1 134,0 18,3 0,62 152,0 18,5 149,0 17,8 0,62 167,2 17,7 163,9 17,0 0,61 182,4 16,8 178,8 16,1 0,60 197,6 15,6 193,6 15,0 0,59 Составляем технологическую схему трубопроводов насосной станции при пяти насосах, из них один — резервный марки 8НФ (рис. 75) и намечаем диа- метры труб согласно указаниям СНиП II Г • 6—62. Рис. 75. Технологическая схема трубопроводов главной на- сосной станции города А (к примеру 79). При q = 125,5 л/сек диаметр всасывающей стальной трубы принимаем 400 мм (о = 0,97 м/сек); напорной — 300 мм (о = 1,71 м/сек.). Сборную маги- страль при 9 = 251 л/сек принимаем диаметром 400 мм (о = 1,94 м/сек). Затем определяем местные потери в коммуникациях насосной станции (табл. 79) при расходе 125 л/сек и составляем уравнение кривой сопротивле- ния в коммуникациях от точки всасывания до точки присоединения к наруж- ному водоводу: с = 129Q2, где Q — подача одного насоса, м3/сек.
Потери напора в коммуникациях станции Наименование местного сопротивления С v, м/сек V с-31. Вход в трубу, d = 400 мм 0,5 0,97 0,048 0,024 Колено 90°, <7=400 мм 0,55 0,97 0,048 0,026 Переход на сужение, 400 X 200 мм . 0,2 6,9 2,43 0,486 Задвижка, <2=200 мм 0,1 6,9 2,43 0,243 Переход на расширение, 200 X 300 .нл< 0,16 6,9 2,43 0,389 Обратный клапан, <7 = 300 мм .... 3,2 1,71 0,149 0,477 Задвижка, d = 300 мм 0,1 1,71 0,149 0,015 Колено 90°, d = 300 мм 0,55 1,71 0,149 0,082 Тройник прямой в месте присоедп- нения к сборному коллектору. . . 1.5 1,71 0,149 0,224 Соединение потоков в магистрале 0,1x3 0,97 0,048 0,014 Колено 90°, d = 400 мм 0,55 0,97 0,048 0,026 Задвижка, <7 = 400 мм 0,12 0,97 0,048 0,010 Переход па расширение, 400 X 456 мм 0,12 0,97 0,048 0,006 2,022= 2,02 м hH Q2 2,02 - 0,125- = 129 Коэффициент sH После этого определяем потери напора внутри станции при разной про- изводительности (табл. 80). Потери напоров внутри станции (к примеру 72) Таблица 80 Q, л/сек 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 hH. е 0,05 0,21 0,46 0,83 1,29 1,86 2,53 3,30 4,18 5,16 По данным табл. 80 строим характеристики потери напора в коммуни- кациях насосной станции Q—hH с и приведенную характеристику насоса 8НФ (с учетом потерь напора в насосной станции по формуле А/2 — Лн. с). По по следней характеристике строим приведенные характеристики * двух, трех и че- тырех насосов. В табл. 81 приведены расчетные данные для построения характеристики водоводов диаметром 456 лиц длиной 850 м (см. рис. 74). Расчет выполнен по таблицам Ф. А. Шевелева для асбестоцементных труб 1271. * Построение приведенных характеристик, см. пример 62.
Геометрическая высота подъема Нг — 12,6 м _____________(к примеру 79)_______________ Q, л/сек 1000 i IL lleod I** H?t — 4- heod 100 0,61 0,52 0,57 13,17 120 1,08 0,92 1,01 13,61 140 1,43 1,22 1,34 13,94 160 1,83 1,56 1,72 14,32 180 2,28 1,94 2,13 14,73 200 2,77 2,35 2,58 15,68 220 3,30 2,80 3,08 15,68 240 3,89 3,31 3,64 16,24 260 4,52 3,84 4,22 16,82 280 5,19 4,41 4,85 17,45 300 5,90 5,01 5,51 18,11 320 5,65 5,66 6,23 18,83 340 7,47 6,35 6,98 19,58 360 8,31 7,06 7,77 20,37 380 9,21 7,88 8,61 21,21 На основании графических расчетов устанавливаются рабочие точки на- сосов при разных условиях работы станции (табл. 82). При этом возмож- ность работы четырех насосов на один водовод (точка «4) исключается, так 324 как рабочая точка а4 насоса при производительности —~— = 81 л)сек ле- жит за пределами, при которых возможно использование насоса. Таблица 82 Работа насосов и водоводов главной насосной станции (к примеру 72) Число рабочих насосов Подача рабо- К. п. д. в % 8НФ с рабочим колесом чих насосов в Напор в м D = 530 мм л[сек При работе на один водовод d = 456 мм 1 156 17,4 0,61 2 251 18,6 0,62 3 При работе на два одинаковых 295 19,4 0,62 водовода cl = 456 мм 1 168 16,6 0,61 9 312 17,4 0,61 3 424 18,2 0,62 4 502 18,60 0,62 При работе в обоих случаях мощность на валу одного насоса остается постоянной: 156 X 17,4 Nt =--------------= о9,3 л 60 л. с. к 45 кет. 75 X 0,61 1,6S 16 5 N, =----------’— = 60,9 « 61 л. с. а 45 кет. 75 X 0,061
Такая мощность достаточна и при комбинированной работе насосов. Для того, чтобы скорость в водоводах была не менее самоочищающей, работа одного и двух насосов, как правило, должна производиться на один водовод.' Для установления режима работы насосов и емкости приемного резерву- ара на расчетный период составляем табл. 83 притока и откачки воды по ча- сам суток, на основании д'анных табл. 37 (см. пример 51). Таблица 83 Приток, откачка и наличие воды в резервуаре в процентах от суточного расхода на расчетный период (к примеру 72) Часы суток Приток Откачка* Наси- лие воды в резер- вуаре Продолжительность работы в часах по часа м су м- марный по часам сум- марная одного насоса (1,96 %) двух насо- сов (3,15%) трех насо- сов (5,33%) четы- рех на- сосов (6,30%) С. 4- СО ГО — О 1 1 1 1 1 1 1 -а сг ci сс ю 1,53 1,51 1,49 1,49 1,49 3,57 5,88 1,53 3,04 4,53 6,02 7,51 11,08 16,96 2.55 2,29 1,53 1,51 1,49 1,49 1,49 + 1,01 =3,56 л-3,59 = 5,88 1,53 3,04 4,53 6,02 7,51 11,07 16,95 0 0 0 0 0 0,01 0,01 0,78 0.77 0,76 0,76 0,76 0,81 0,19 0,43 0,57 7-8 5,95 22,91 1,92 -4,03 = 5,95 22,90 0,01 .— — 0,36 0,64 8—9 6,66 29,57 6,30 29,20 0,37 — — — 1 9-10 6,19 35,76 6,30 35,50 0,26 — — 1 10—11 6,23 41,99 6,30 41,80 0,19 — — — 1 11—12 5,48 47,47 3,46 — 2,21 =5,67 47,47 0 — — 0,65 0.35 12—13 4,48 51,95 1,23 + 3,25 = 4,48 51,95 0 — 0,39 0,61 — 13-14 5,98 57,93 1,76 + 4,22 = 5,98 57.93 0 — — 0,33 0,67 14—15 6,49 64,42 6,30 64,23 0,19 — — — 1 15—16 6,39 70,81 6,30 70,53 0,28 — — — 1 16-17 6,09 76,90 6,30 76,83 0,07 —. — 1 17-18 5,73 82,63 2,77 + 3,02 = 5,79 82,62 0,01 — — 0,52 0,48 18—19 4,41 87,04 1,32 + 3,09 = 4,41 87,03 0,01 — 0,42 0,58 19—20 4,01 91,05 1,89 + 2,13 = 4,02 91,05 0 0,60 0,40 20-21 3,85 94,90 2,14 + 1,71 = 3,85 94,90 0 — 0,68 0,32 —» 21-22 2,24 97,14 1,67 + 0,47 = 2,14 97,04 0,10 0,85 0,15 22—23 1,46 98,60 1,55 98.59 0,01 0,79 23-24 1,40 100 1,41 100 0,72 II Г О Г О * . . • ‘ • 6,19 3,05 4,39 8,71 Часовая производительность насосов в -и3 и в % от суточного расхода будет: одного насоса 8НФ — 156 X 3600 1000 = 561,6 .и3 или 1,96?б; ’ В графе 4 слагаемые получены путегч умножения продолжительности работы насосов из граф 8, 9 или 10 на производительность в процентах, ука- занную в скобках в заголовке соответствующей графы. 12 Заказ 2244 1 77
двух насосов 8НФ 251 X 3600 ~~ 1000 = 903,6 лз пли 3,15%; трех насосов 8НФ— 424 >< 3600 ------------= 1526,4 л!3 или 5,33%; „1Т^ о02 X 3600 четырех насосов 8НФ —-------------- F 1000 = 1807,2 ,«3 или 6,3%. Продолжительность работы насосов в течение 1 часа определяем по сле- дующим формулам: при работе одного насоса: Л = при работе двух и одного насоса t Р . Pi ’ Р —Pi Pi—Pi 6 = 1 — 6; при работе трех и двух насосов 6 = Р — Рз Рз—Рз и 6=1 — 6; при работе четырех и трех насосов Р — Рз Pi—P-i и 6 = 1— h, где 6; 6; А, 11 6'—продолжительность работы одного, двух, трех и четырех насосов в течение 1 часа; р— приток, включая и наличие воды в приемном резервуаре; Pi', РР, Рз 11 Рз — часовая производительность. одного, двух,. трех и четы- рех насосов. Насосная станция работает 6,19+3,05+4,39+8,71 = 22,34 часа в сутки, пе- рекачивая при работе: одного насоса 561,6X6,19=3476 м3'- двух насосов 903,6X3,05=2756 Л!3; трех насосов 1526,4x4,39=6701 м3; четырех насосов 1807,8 X 8.71 = 15 741 м3; Итого . . . . .28 674 м3. На основании данных графы 6 табл. 83 определяем регулирующую ем- кость приемного резервуара, равна 0,37% или 286,52 X 0,37 = 106 м3, т. е. близ- ка к намеченной (в предварительных расчетах) емкости в 100 м3 (см. пример 71). Аналогичные расчеты производим для притока и откачки сточных вод первой очереди канализации (табл. 84) при QCym = 15 853 м3 (на основании данных табл. 38 см. пример 52). Производительность насосов в % от суточного расхода при работе на один водовод составляет: 156 X 3,6 _ одного насоса 8НФ — --= 3,о4хо; 1о8,оЗ '251X3,6 _ _ двух насосов 8НФ—————- =а,/%: ' 158,оЗ 295 X 3,6 г _ трех насосов 8НФ——, „ = 6, / %. 1о8,оЗ || all
Приток и откачка сточных вод по часам суток в % «т суточного расхода первой очереди канализации Часы суток Приток Откачка Остаток воды в резервуаре Продолжительность даботн в часах 'по часам сум- марный по часам суммарная ОТ.Н0Г0 насоса 3,3 L% двух насосов 5,7 % трех 6,7% 0-1 1,45 1,45 1,45 1,45 0 0,41 1-2 1,42 2,87 1,42 2,87 0 0,40 -— — 2-3 1,36 4,23 1,35 4,22 0,01 0,38 — — 3-4 1,36 5,59 1,35 5,57 0,02 0,38 — — 4-5 1,36 6,95 1,38 6,95 0 0,39 — —- 5—6 3,23 10,18 3,22 10,17 0,01 0,91 — — 6-7 6,10 16,28 6,0.) 16,28 ' 0,02 — 0,59 0,41 7-8 5,79 22,07 5,79 22,07 0 — 0,91 0,09 8-9 7,26 29,33 6,70 28,77 0,56 0 1,00 9-10 6,43 35,76 6,70 35,47 0,29 — — 1,00 ю-и 6,50 42,26 6,70 42,17 0,09 .— — 1,00 11-12 5,75 48,01 5,84 48,01 0 — 0,86 0,14 12-13 4,62 52,63 4,62 52,63 0,02 0,50 0,50 13-14 6,03 58,66 6,03 58,66 0 — 0,67 0,33 14-15 6,56 65,22 6,56 65,22 0 — 0,14 0,86 15—16 6,38 71,60 6,38 71,60 0 — 0,32 0,68 16-17 6,19 77,79 6,19 77,79 0 — 0,51 0,49 17-18 5,56 83,35 5,55 83,34 0,01 0,07 0,93 -— 18—19 4,36 87,71 4,36 87,71 0 0,62 0,38 —, 19-20 4,02 91,73 4,01 91,72 0,01 0,78 0,22 — 20—21 3,74 95,47 3,73 95,45 0,02 0,91 0,09 — 21—22 2,01 97,48 2,02 97,47 0,01 0,57 — — 22—23 1,31 98,79 1,31 98,78 0,01 0,37 — 23—24 1,21 109,00 1,22 100,00 0,00 0,345 — — Итого — — 7,035 6,12 6.00 Насосная станция на первую очередь работает 19,15 часа в сутки, пере- качивая при работе: одного насоса 158,53X3,54X7,035 = 3950 ш3; двух насосов 158,53X5,7X6,12=5530 .и3: .трех насосов 159,53X6,7X6,00=6372 -ч3: Итого . 15 852 мз Из данных табл. 84 видно, что для первой очереди достаточно трех^кас®- сов 8НФ при работе на один водовод. Согласно СНиП II—Г-6—62, ет главной насосной станции как на расчетный период (при четырех рабочих на- сосах), так и на первую очередь (при трех рабочих насосах) устанавливается два резервных насоса. Данные табл. 83 и 84 позволяют с достаточной точностью подсчитать го- довой расход электроэнергии, пользуясь формулами типа (ХП-12), значениями напоров и к. п. д. по табл. 82. 12* 17S
Расход электроэневгии на 1 .и3 ‘ 2576,8 .дли мечетного периода: ррттх. = 28 6 / ч 1439 для первой очереди: ——— = 0.09 количество энергии на расчетный период: э ___ / 3476 X 17,4 х 0,736 _ 2756 X 15,6 Х? 0,736 ’ \ 3,6.x 75 X 0,61 X 0,90 ~ 3,6 x 75 x 0,62 x 0,90 + 6701 X 18,2 0,736 . 15741 X 18,60 X 0.736 \ _ 3,6 x 75 x 0,62 x 0,90 ~ 3,6 X 75 х 0,62 \ 0,90 / Х = == 2-.>76,8 X 365 = 940 532 квт-ч. То же на первую очередь: „ I 3950 v 17,4 X 0,736 5530 x 18,6 x 0,736 Э , == -------------------------г----------------------1------ X ' 1.3,6 x 75 x 0,61 x 0,90 3,6 x 75 x 0,62 x 0,90 6372 x 19,4 x 0,736 \ -------------------------X 365 = 1439 X 16а = 525 235 квт-ч. сточной воды: 0,09 квт-ч; квт-ч. 5 8л2 0,68 X 0,90 Приблизительно одинаковые расходы энергии на 1 .н3 воды свидетельству- ет о рациональности работы насосов на один водовод в течение первой оче- реди строительства и постройки второго водовода, во вторую очередь строи- тельства. Самотечную сеть за насосной станцией рассчитывают на суммарный рас- ход, подаваемый насосами и поступающий самотеком, т. е. с -учетом регули- . , Qh румцето эффекта станции, выражаемого отношением . _ ’ пР Расчетный расход сточных вод в самотечном коллекторе за насосной стан- цией определяют по формуле: Qh /' Qh \ *? = (XX, <72) + <?3ff0 -- <7, = ( —— X q-t Xs I Л\, X W/гр * ' Чпр . 4X11-15) Qnp где отношение расхода сточных вод при максимальной часовой подаче От» насосов к максимальному часовому притоку в приемный резервуар станции; ./j— средний секундный приток бытовьш вод, поступающих в приемный резервуар; <j3—средний секундный расход бытовых вод, поступающих в коллектор за насосной станцией; я,, — общий коэффициент неравномерности по табл. 3: —сосредоточенный максимальный секундный расход сточных вод, по- ступающих в приемный резервуар; <4—сосредоточенный секундный расход за насосной станцией. Пример 73. Определить расчетный расход сточных вод в самотечном кол- лекторе за насосной станцией (рис. 76) при максимальном часовом притоке сточных вод в приемный резервуар насосной станции Q,tp = 1907,1 м3 и от- жачке насосами за тот же час QH = 1807,2 .ч3. Средний секундный приток бы- лавых вод на станцию составляет qi = 254,6 л (табл. 13, пример 14) и в кол- лектор за станцией х = 50 л. Сосредоточенные максимальные секундные рас- хэды, поступающие на станцию, р2— 189,9 л и в коллектор за станцией х,~60.г.
Расчетный расход сточных вод в самотечном коллекторе за станций оп- ределяем по формуле (ХП-16), приняв ka = 1,5 (по табл. 3), ___[ Qh , V. , Qu el I n ’ ?1T?3 iA> V „ '•tnp / Чпр 1807,2 1907,1 /1807,2 '• 1907,1 188,9 т 60 =291,27 Ю = 676,9 л сек. Рис. 76. Расчетная схема коллектора после насосной станции (к примеру 73). Если регулирующий эффект станции не принимать во внимание, то расчж- иый расход для самотечного коллектора за насосной станцией составит; (254,5+50) X 1,5+189,9 + 60=706,7 л!сек.
Раздел третий ДОЖДЕВАЯ И ОБЩЕСПЛАВНАЯ КАНАЛИЗАЦИИ Глава XIII РАСЧЕТ ДОЖДЕВОЙ СЕТИ 1. Нормы и методы определения расчетного расхода дождевых вод Расчетный расход дождевых сточных вод определяют ио фор- муле: Q = л^сек, (ХШ-1) где q—расчетная интенсивность дождя в л/сек на 1 га; *•—коэффициент стока; •г; — поправочный коэффициент, учитывающий неравномер- ность выпадения дождя (при площади стока >300 га), и определяемый по табл. 88 * или по формуле: т, = ——!------ , (ХШ-2) 1 + 0,001Д--:! где F — площадь бассейна стока, га. Формулу интенсивности дождей, согласно СНиП П-Г. 6—62, рекомендуется выводить .на основе обработки записей автомати- ческих дождемеров за период наблюдений не менее 15 лет при отсутствии таких данных определять по формуле: А 2О'гу,о (1 4- С Igp) , , ZVTTT q = ----л'сек на 1 га, (ХШ-3) где ^2о—интенсивность дождя для данной местности (продолжи- тельностью 20 мин. при р = 1 год), л/сек на 1 га; t—продолжительность дождя в мин.; С—коэффициент, учитывающий климатические особенности районов; р—период однократного превышения расчетной интенсив- ности дождя. • Табл. 88 см. далее.
16 п 32 ад ад 56 би и Рис. 77. Схема распределения интенсивности <?го по Европей- ской части СССР.

32 40 48 56 Рис. 79. Схема распределения показателя степени п по Етропей- ской части СССР. 1 °." 1 и.)
Значения п и q2o определяют по схемам распределения их па территории СССР (рис. 77; 78; 79; 80), а значения С—по табл. 85. Рис. 80. Схема распределения показателя степени п по Азиатской части СССР. Средние значения С Таблица 85 Районы СССР с Европейская территория Союза (без Северного побережья Черного моря, Крыма и Приуралья), Черноморское побережье Кавказа и Закавказья Северное побережье Черного моря, Северный Кавказ, Приуралье, западные склоны Урала, Сибирь Крым Западное побережье Каспийского моря Дальний Восток •Средняя Азия . 0,85 1 1,2-1,5 1,3 0,9 1,2 Для облегчения расчета значения 1+ С 1g р приведены в табл. 86. Для районов, не охваченных схемами распределения интенсив- ности <72о, величина ее может быть вычислена по формуле: q2Q =z 0,071/7 У de л)сек на 1 га, (ХШ-4)
где И—среднегодовое количество атмосферных осадков в мм за период не менее 15—20 лет; de — средневзвешенная величина дефицита влажности в мм, вычисляемая из среднемесячных количеств атмосфер- ных осадков' за период выпадения дождей (весна, лето, осень), и т. д. Таблица 86 Значения 1 + С Igp Р лет 1 + Clgp при С 0,85 0,9 1 1,2 1,3 1Л 1,5 0,25 0,49 0,46 0,40 0,28 0,22 0,16 0,10 0,33 0,59 0,57 0,52 0,42 0,37 0,33 0,28 0,5 0,75 0,73 0,7 0,64 0,61 0,58 0,55 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1,26 1,27 1,30 1,36 1,39 1,42 1,45 з 1,4 1,43 1,48 1,57 1,62 1,67 1,72 5 1,6 1,63 1,7 1,84 1,91 1,98 2,05 10 1,85 1,9 2 2,2 2,3 2,4 2,5 25 2,19 2,26 2,4 2,68 2,82 2,96 3,1 50 2,44 2,53 2,7 3,04 3,21 3,38 3,55 dlal + daaa + . + -j- Cfa ‘T’ • • • *T“ &П (ХШ-5) где a — среднемесячное количество жидких осадков (по данным не менее, чем за 12—15 лет), мм, d— дефицит влажности по отдельным месяцам за тот же пе- риод, мм. Дефицит влажности может быть определен по формулам: d = Е — е мм или d = E[\-~^MM, (XIII-6) где Е — упругость насыщенных паров при. данной температу- ре, мм рт. ст.; е — действительная упругость водяных паров или абсо- лютная влажность воздуха, мм рт. ст.; г = —ХЮО — относительная влажность воздуха, %. Е Упругость насыщенных паров может быть найдена по абсолют- ной и относительной влажностям воздуха по формуле: Е= ^-ХЮ0= (ХШ-7) г 0,01г В табл. 87 дана зависимость количества насыщающих водяных паров от температуры выше 0°.
Температура воздуха в град. 0 10 3 20 30 Упругость водяных паров, Е в мм 4,58 9,21 17,74 31,93 30,40 Количество водяных паров,/- в г/лО 4,85 9.42 ; 17,32 Значения коэффициента ц в формуле (.XI П-2') в зависимости от площади стока приведены в табл. 88. Таблица 88 Значения коэффициента т| в зависимости от площади стока Площадь стока в га ! 300 ' 5' д : 10'.''.'’ i 2000 ЗД к 1 40ио Значения коэффициента т; 0,96 J 0,94 : 0,91 I ! 0,87 0,83 0,80 При проектировании дождевой и общесплавной канализации период однократного превышения расчетной интенсивности дождя выбирается с учетом топографических особенностей местности и характера населенного места. Для средних условий городской застройки период однократно- го превышения расчетной интенсивности рекомендуется СНиП И-Г. 6—62 принимать .по табл. 89, а для территории промышлен- ных предприятий по табл. 90. Таблица 89 Периоды однократного повышения расчетной интенсивности для расчета населенных мест (в годах) Характеристика бассейна Прг, кар амсгле 50-70 70-90 i 90-100 >100 52-73 90 .-100 >100 дождевая анализа шя ООЩг сплавна я канал изания Плоский рельеф, 1ср < <0ф06 . Площадь бассейна до 150 га 0,25— -0,33 0,33— —1 0,5— —1,5 1-2 1 ю -Я 0-1 0,5- -1,5 1-2 2-3 Площадь бассейна бо- лее 17.0 га 0,33- -0,5 0,5- —1,5 1-2 2-3 1 2 3 5 Склоны, сочетание скло- нов с плоскими пло- щадями и тальвега- ми при площади бас- сейна до 20 га . . . 0,33- —0,5 0,5- —1,5 1-2 2 — 3 0,5-1 1-2 2-3 3—5 То же, от 20 до 50 га 0,5-1 1-2 2-3 3—5 1-2 2-3 3-5 5-10 , от 50 до 100 га . 2-3 3-5 5 5-10 OI СО 1Д О 5 5—10 10 „ более 109 га . . 5 О 10 10-20 10 10-20 10-20 Большие из указанных в этой таблице величин относятся к ма- гистральным улицам и площадям.
Периоды однократного повышения расчетной интенсивности для территорий промышленных предприятий при площади бассейнов до 150—200 га (в годах) При параметре q2, Xapaniеристкка 5J—80 80-100 больше 100 Оборудование и технологические процессы не могут пострадать от кратковремен- ного переполнения дождевой канализа- ционной сети 0,25-0,5 0,5-2 2-3 При переполнении дождевой канализа- ционной сети нарушаются технологиче- ские процессы предприятия . . . . 0,5-1 1-3 2-5 Для открытых дождевых сетей 'принимаются меньшие величи- ны периодов превышания из числа приведенных в табл. 89 и 90. Периоды однократного превышения расчетной интенсивности могут быть понижены (против указанных в табл. 89) для террито- рий парков, а также территорий с редкой застройкой отдельными зданиями и с индивидуальной застройкой. Для замкнутых котловин период превышения расчетной интен- сивности определяется в каждом случае особо-в зависимости от характера использования территории. В частности, могут быть ис- пользованы расчетные периоды однократного -превышения, приня- тые во временных ТУ и Н ЛЩХ РСФСР [28]. Расчетную интенсивность дождя принимают равной продолжи- тельности стекания дождевых вод от наиболее удаленных частей площади до рассчитываемого сечения коллектора. В расчет, как правило, вводят всю площадь, с которой вода притекает к рассчитываемому сечению коллектора. При расчете стока с больших бассейнов, имеющих неправильную форму, с не- однородной застройкой или с разными уклонами поверхности земли, производят поверочные определения расходов дождевых вод с разных частей бассейна, и наибольший из полученных рас- ходов принимают за расчетный. Расчетную продолжительность дождя принимают равной про- должительности концентрации стока, слагающейся из продолжи- тельности добеганпя дождевых вод: по поверхности Д по улич- ным лоткам t_, и по трубам уличной дождевой сети до рассчиты- ваемого сечения коллектора Д,; t = t,; - Д tnp. (ХШ-8) При наличии внутриквартальной дождевой сети эта формула принимает вид: t = tK + tnp, (XIII-9)
где tK—продолжительность добегания до уличного коллектора (по поверхности и трубам внутри квартала). Графическое выражение расчетной продолжительности дождя по формулам (XIII-8 и ХШ-9) показано на рис. 81 и 82. Продол- жительность поверхностной концентрации в формуле (ХШ-8) принимают равной 5—10 мин., а в формуле (ХШ-9)—5 мин. КВартал Лоток чл Дождеприемник Смотровой колодец Уличный коллектор Рис. 81. Схема расчетной продолжительности дождя при поверхностном стоке дождевых вод с кварталов. Рис. 82. Схема расчетной продолжительности дождя при наличии внутриквартальной дождевой сети. Продолжительность добегания по уличным лоткам определя- ют по формуле t, = 1,25-^- сек-, (ХШ-10) где Iл —длина лотка, — скорость движения дождевых вод в конце лотка, м!сек\ 1,25 — коэффициент, учитывающий постепенное нарастание ско- рости движения дождевых сточных вод. Продолжительность протока по коллектору определяют как сумму времени протока по отдельным участкам коллектора при расчетных для каждого участка расходах. Отводоспособность дождевой сети определяют с учетом возник- новения напорного режима. Для учета заполнения свободной ем- кости труб при возникновении напорного режима и постепенного нарастания скоростей движения дождевых вод (по мере наполне- но
ния труб) до расчетного продолжительность протока по коллек- тору при плоском рельефе бассейна :по СНиП П-Г. 6—62 следует' умножать на коэффициент 2, т. е. ^« = 22— сек., (XIII-11) ? ^тр где 1тр—• длина отдельных участков коллектора, м; <итр— расчетная скорость движения сточных вод на соответ- ствующих участках, м!сек. При уклонах местности более 0,01 допускается уменьшить коэффициент 2 до 1,2 при соответствующем обосновании. Коэффициент стока, зависящий от рода поверхности, интенсив- ности и продолжительности дождя, является величиной перемен- ной и определяется по формуле: ф = (Х1П-12) где q и t — интенсивность и продолжительность дождя; z — коэффициент покрова, зависящий от водопроницаемо- сти поверхности бассейна (табл. 91). Таблица 91 Значения коэффициентов z и постоянных коэффициентов стока % Род поверхности Коэффици- ент Z Постоянный ко- эффициент стока ф, Крыши и асфальтобетонные покрытия По табл. 92 0,95 Брусчатые мостовые и черные щебеночные по- крытия 0,224 0,60 Булыжные мостовые 0,145 0,45 Щебеночные белые покрытия 0,125 0,40 Гравийные садово-парковые покрытия 0,090 0,30 Грунтовые поверхности без искусственных по- крытнй 0,064 0,20 Газоны 0,038 0,10 Таблица 92- Значения коэффициентов z для водонепроницаемых поверхностей в зависимости от параметров Лига формулы интенсивности дождя А 300 400 500 600 700 800 1000 1200 1500 п меньше 0,65 0,32 0,30 0,29 0,28 0,27 0,26 0,25 0,24 0,23 п=0,65 и больше 0,33 0,31 0,30 0,29 0,28 0,27 0,26 0,25 0,24 При вычислении средних расчетных величин в случае преоб- ладания водонепроницаемых поверхностей (больше 50% всей пло- щади) коэффициент стока можно принимать постоянным ф=фо,. (см. табл. 91).
Для определения расчетных коэффициентов стока канализуе- мый объект разбивают на несколько однородных по характеру застройки зон. В каждой зоне выбирают два-четыре характерных квартала и устанавливают средний баланс территории зоны по родам поверхности как среднее арифметическое из данных по выбранным кварталам. Для каждой зоны среднюю расчетную ве- личину коэффициента поверхности zcp или коэффициента стока •Ьср вычисляют как среднюю взвешенную величину из частных коэффициентов z или частных коэффициентов стока ф по процент- ному соотношению родов поверхности, т. е. по формулам: *сР = («1^1 + «2^2 ~Ш • • Я„г„) X г’- (ХШ-13) 1VU И '^ = (М1 + М2^---ХХ)><1|5) (ХШ-14) где П1, аз... ал —процент площади отдельных родов поверхности крыши, асфальтовые покрытия, булыжные мостовые и т. д.) от общей площади стока; зу, z2, .. . zn — частные значения коэффициентов покрова этих по- верхностей; ’ф, ф2...ф;г—частные значения коэффициентов стока тех же поверх- ностей. При распределении разного рода покровов по площади преды- дущие формулы принимают следующий вид: г, “ -ХфдХгтж’ (Х1|ИЗ,) = (ХШ-14') где Fi, F2,.. Ftl —площади отдельных родов поверхности. Остальные обозначения те же, что и в формулах (ХШ-13, и ХШ-14). Небольшие озелененные площади (полосы бульваров и газоны во дворах) включают в расчетную величину площади стока и учи- тывают при определении коэффициента стока. Площади садов и парков учитывают только в случаях, если они имеют дождевую канализацию (закрытую или открытую). При поверойном расчете больших бассейнов (с периодом одно- кратного превышения расчетной интенсивности менее 1 года) на сток малых вод учитывают все озелененные площади. После подстановки в формулу расчетного стока дождевых вод д (X1II-1) значений Я — Ф^ и zcp. она примет следующий вид: при постоянном коэффициенте стока Q = ШИШ “ (ХШ-15) \1К т* 1Л » 1лр)
при переменном коэффициенте стока д1,2 р Q = 77...Z7..= <A7iF л!сек, (ХШ-16) V« I 1л Т 'пр) где qy — удельный сток в л/сек с 1 га, остальные обозначения те же, что в формулах (XIII-1, ХШ-З, ХШ-8). При определении расчетных расходов по формулам (ХШ-15) и (ХШ-16) для упрощения вычислений: и 77^7 = [^о (1 + с М1'2’ можно пользоваться табл. 86, номограммой для возведения вели чины <?2о(I + Cig/?) в степень 1,2 и номограммами для определения / 20 \« 20!2п величин N' = — и N =------------------- , 'составленными А. Н. Со- \ t ) {1,2п-0Д рокиным [29]. Расчетный расход на последующем участке должен быть не ченее, чем на предыдущем. Если этого по расчету не получается, го расход на последующем участке принимается равным расходу предыдущего участка. Расчетные расходы с больших водосборов, не входящих в тер- риторию населенного места, определяют по соответствующим нормам стока при проектировании автомобильных, шоссейных и тругих дорог СССР. Пример 74. Найти формулу расчетных интенсивностей для района Кур- ска при Р — 3 года. 1. По параметрам формулы интенсивности (ХШ-З) А — 728 л/сек. с 1 га и п = 0,71 для Р = 1 (приложение VI) и С по табл. 85. _ 728(1 +0,851g 3) _ 1024 £0,71 “ f0,71 ' При t — 20 мин. 1024 о =------= 122 Л: сек с 1 га. 20о,71 2. По картам изолиний на рис. 77 и 79 п = 0,70 и q = 90 л/сек на 1 га и по табл. 85 С = 0,85 формула расчетных интенсивностей. „ _ 20"?2О(1 + С1ед) _ 200,7 X 90 (1 +0,851g 3) ___ _™30_ у — — ^0,70 — ^0;70 Л/сек с 1 га. 1030 При t = 20 мин. а = ——- = 127 л!сек с 1 га. 20°'70 Пример 75. Для района Курска определить величину q по формуле (XIII-4). Данные о среднемесячном количестве осадков, абсолютные (е) и относи- тельные (г) и данные о влажности воздуха для Курска, взятые из климатологи- ческого справочника, выпуск 1 [30], приведены в табл. 93. Среднегодовое количе- ство осадков по этому справочнику равно 564 мм. 1$ Заказ 2244 193
Среднемесячное количество осадков, абсолютные и относительные влажности и вычисленная упругость насыщенных паров и дефицит влажности по Курску для периода выпадения жидких осадков Месяцы IV V V! VII VIII IX X Среднемесячное количество осадков, мм Средняя абсолютная влаж- ность воздуха е, мм . Средняя относительная влажность воздуха г, % . Упругость насыщенных па- е ров Е = — X 100, мм . . г Дефицит влажности Е—е, мм 39 4,9 72 6,8 1,9 54 7,4 63 11,7 4,3 67 10,0 67 14,9 4,9 76 11,2 67 16,7 5,5 54 9,9 66 15,0 5,1 40 7,6 72 10,6 3,0 45 5,6 78 7,2 1,6 _ 1'9 х 39 + 4>3 X 54 + 4,9 X 67 + 5,5 X 76 + 5,1 X 54 + 3,0 X 40 + 'в = 39 + 54 + 67 + 76 + 54 + 40 + 45 + 1,6 X 45 ----------------------------------— = 4,0 о Л! .я. 39 + 54 + 67 + 76 4- 54 + 40 + 45 Интенсивность дождя по формуле (ХШ-4): qso = O,O71H/ds =0,071 X 564 V 4,05 =81 л/сек. Разница между по схеме изолиний и по формуле (ХШ-4) равна 90 — 81 =9 л/сек на-1 га, т. е. составляет 10%. Данный расчет показывает, что формула (ХШ-4) является приближенной и может быть применена лишь для районов, не охваченных схемами распределения. Пример 76. Определить коэффициент стока 1-ой зоны застройки города А (см. рис. 1). Площади разного рода покрытий (в характерных кварталах) со- ставляют-’ крыши — 30%; асфальт и асфальтобетон 38%; гравийные площадки— 12% и газоны — 20%. Площадь водонепроницаемых поверхностей бассейна бо- лее 50%, поэтому коэффициенты стока принимаем постоянными по величине. Средний коэффициент стока по данным частных коэффициентов (см. табл. 91) составит по формуле (ХШ-14): _ 30 X 0,95 + 38 X о,95 + 12 X 0,3 + 20 X ОД _ 0 7 - 100 == - . Пример 77. Определить коэффициент покрова для 2-й зоны застройки горо- да А (54° с. ш., 38° 30' в. д.). Площадь покрытий разного рода составляет: крыши — 20%; асфальт — 25%, булыжное замощение — 10%; незамещенные площади—15%; озелененные площади — 30%. Площадь водонепроницаемых поверхностей бассейна (45%) составляет ме- нее 50% и поэтому коэффициент стока принимаем переменным. По схемам распределения параметров (см. рис. 77 и 79) находим для города (54° с. ш. 38° 30' в. д.): п = 0,67; = 87 л]сек (интерполируя между изолиния- ми 90 и 80). Расчетная формула интенсивности для принятого периода однократного превышения расчетной интенсивности р = 1 год; 20^0 20°'67 X 87 7,44 X 87 650 9 = _ — = ^0167 л» на 1 га.
По табл. 91 и 92 находим значения z для каждого рода поверхности (ве- личина Л = 650; п = 0,67): крыши — 0,285; асфальтовые покрытия — 0,285; бу- лыжное замощение — 0,145; незамещенные поверхности — 0,064, озелененные поверхности— 0,038. Средняя взвешенная величина zcp определится по формуле (XIII-13): 20 X 0,285 -I- 25 X 0,285 + 10 X 0,145+ 15 X 0,064 + 30 X 0,038 * wo = 0,164. При выборе периода однократного превышения расчетной ин- тенсивности дождя для коллекторов, расположенных на склонах, Рис. 83. сейна Рис. 84. Площадь бассей- на коллектора 1—2. Площадь бас- коллектора 1—2. по табл. 89 под площадью бассейна коллектора, расположенного на склоне, следует понимать ту площадь, с которой при выпаде- нии дождя, превышающего расчетный, к данному проезду стека- ет вода, не принятая канализационной сетью, вследствие ее пере- грузки. В этих случаях иногда площадь поверхностного стока может быть больше или меньше расчетной площади бассейна кол- лектора. Например, расчетная площадь бассейна коллектора /—2, очерченная на рис. 83 жирным пунктиром, равна 12 га. При пере- полнении канализационной сети к проезду, на котором уложен коллектор 1—2, будет стекать вода не только с этого бассейна, но и с кварталов, расположенных выше по склону. Таким обра- зом, площадь поверхностного стока к проезду с коллектором 1—2 (на рисунке заштрихована) будет 22 га. Поэтому по табл. 89 для коллектора 1—2 период однократного превышения расчетной ин- тенсивности следует принять при F = 22 га равным р = /—2 года (при 720 = 70) для дождевой канализации и р = 2—3 года при общесплавной канализации. Рассмотрим и другой пример. Площадь бассейна участка 1—2 коллектора дождевой или общесплавной канализации, очерчен- ная на рис. 84 жирным пунктиром, равняется 52 га. Площадь по- верхностного стока, тяготеющая к этому участку 1—2 (заштри- 13* 195
хованная), будет меньше за счет изъятия площадей F}, F2, F3 и F4 на 20 га, т. е. будет равна 32 га. Поэтому по табл. 89 для участ- ка 1—2 период однократного превышения расчетной интенсивно- сти дождя при q20 = 60 должен быть взят равным р = 0,5—1 год для дождевой и р = 1—2 года для общесплавной канализации. На рис. 85 приведены три возможных случая: Рис. 85. Площадь бассейнов коллекторов 1—2—3; 4—5—6 и 6—7. Рис. 86. Схема для определения расстояния между дождеприемни- ками и точками перелома при пилообразном профиле лотка (к формулам XIII-17 и ХШ-18). а) площадь поверхностного стока при выпадении дождя, пре- вышающего расчетный, совпадает с площадью расчетного бас- сейна коллектора 1—2—3-, б) площадь поверхностного стока больше площади расчетного бассейна коллектора 4—5—6; в) площадь поверхностного стока меньше площади расчетного бассейна коллектора 6—7. Расстояние между дождеприемниками определяют по расчету в зависимости от площади стока, а также пропускной способно- сти лотков и приемной решетки. При продольном уклоне проезжей части менее 0,003 и нали- чии вдоль нее коллектора для отвода дождевой воды лоткам при- дают пилообразный продольный профиль с уклоном не менее 0,004 с устройством дождеприемников в пониженных местах (рис. 86). 196
Расстояние между точками перелома лотка определяют по сле- дующим формулам: а для определения расстояния между дождеприемниками / = = X + у I = , (ХШ-18) где i — продольный уклон оси проезжей части; z\ — наименьший продольный уклон лотка; h—высота бордюра у дождеприемника (наибольшая вы- сота — 0,2 ж); /zj — то же, на водораздельной точке (наименьшая высо- та 0,08 ж). Пропускная способность лотков для принятых поперечных про- филей проезжей части улиц может быть определена по таблицам Е. М. Цопикова [31] или Г. С. Хмельницкого [32]. При пользовании таблицами 10—20, 36—50 и 76—100 Е. М. Цо- пикова следует иметь в виду, что в них расходы определены для всей проезжей части, т. е. для двух лотков как до разлива воды по всей ширине проезда, так и после разлива воды. Пропускная способность решетки при двустороннем подходе воды может быть определена по следующим формулам Научно- исследовательского института гидротехники и?ж Веденеева: при < 1,33 у, Q = 1,5/я5'5; (ХШ-19) при Я>> 1,33 у , Q = 2«]/77^ (ХШ-19') где Яо — полный напор, равный /1 _J_ - 2g Н— глубина протока воды у решетки, ж; v—скорость подхода воды к решетке, м/сек-, ш—суммарная площадь всех отверстий решетки, ж2; / — длина водосливного фронта, равная периметру решет- ки, ж; Q— пропускная способность решетки, м2/сек. При одностороннем подходе воды к решетке пропускная спо- собность ее снижается (за счет «проскока» воды) на 20—25% при расположении отверстий вдоль потока и на 35%—при рас- положении отверстий поперек потока. Пример 78. Определить пропускную способность решетки Московского типа (рис. 87) при двустороннем и одностороннем подходе воды к решетке. Глубина протока воды в лотке 5 см, скорость подхода ее — 0,7 MjceK.
рис 87 определяем суммарную площадь отверстий решетки; w = 0,250 X X 0,047 X 18 = 0,212 мг и периметр решетки- I =| (0,82 + 0,396) X 2 = 2,43 м. Полный напор: -0,075 Рис. 87. Чугунная решетка и люк дождеприемника (к примеру 78). При Л‘о<1,33— пропускная способность решетки: при двустороннем подходе воды Q = 1,51 х Hq'1 = 1,5 X 2,43 х 0,0753 == 0,075 лА/сек = 75 л/сек; при одностороннем подходе воды и расположении отверстий вдоль потока: 75 О =-------- = 60 .1'сек. v 1,25 Для отведения всего расхода дождевых вод, поступающих к решетке, согласно опытным данным, необходимо иметь для каждой ширины определенный максимум глубины потока и, сле- довательно, ширину зеркала воды. Так, при ширине решетки 0,5 м глубина воды должна быть около 4 см, а ширина зеркала — до 1,5 м. При ширине 1 м — соответственно 6 см и 2,3 м [20]. Сле- довательно, чем шире расчетное зеркало воды, тем шире должна быть решетка.
При принятой ширине решетки размещение их определяется глубиной потока или шириной расчетного зеркала воды. СНиП II Т. 6—62 рекомендуется при ширине улиц до 30 м дождеприем- ники размещать на расстояниях, указанных в табл. 94. Таблица 94 Расстояние между дождеприемниками в лотках проезжей части улиц Уклоны улиц Расстояние между дождеприемниками в лг До 0,004 От 0,004 до 0,006 От 0,006 до 0,01 От 0,01 до 0,03 50 60 70 80 При ширине улицы более 30 м или при их продольном уклоне более 0,03 расстояние между дождеприемниками должно быть не более 60 м. Рис. 88. Схема для проверки глубины заложения уличной дождевой сети. В тех случаях, когда в уличные лотки поступают дождевые воды поверхностным стоком с внутренней части кварталов, рас- стояние между дождеприемниками следует определять гидравли- ческим расчетом уличных лотков; при этом максимальная шири- на потока в лотке проезжей части в местах возможного движения пешеходов принимается не более 1,4 м (при расчетном расходе повторяемостью один раз в год). Начальная глубина заложения труб уличной дождевой сети определяется глубиной промерзания и присоединением от дожде- приемников. Минимальная глубина заложения до верха трубы должна про- веряться по минимальной глубине дождеприемника и длине сое- динительной ветки (рис. 88) по формуле: Н = hd — d + il + Zj — г2 м, (XIII-20) где ha—минимальная глубина дождеприемника от лотка проез- да до дна дождеприемника; d —диаметр соединительной ветки; I—длина соединительной ветки (не более 25 ч);
i —уклон соединительной ветки (не менее 0,01); — отметка поверхности мостовой у смотрового колодца или над трубой в месте бесколодезного присоединения; z2 — отметка лотка мостовой у дождеприемника. 2. Гидравлический расчет дождевой сети Гидравлический расчет дождевой сети производят в следую- щей последовательности: 1. На плане с горизонталями и со схемой планировки либо застройки намечают бассейны стока, трассы коллекторов и схему Рис. 89. План коллектора дождевой сета (к примеру 79): Пр —промышленные предприятия. сети по всей канализуемой территории, с выделением открытых п закрытых сетей. Если по рельефу местности необходимо отведе- ние дождевых вод с загородных территорий, то предусматривают устройство нагорных канав или прием этих вод в проектируемую дождевую сеть (см. рис. 96). 2. По данным проекта планировки или застройки разбивают канализуемый объект на несколько однородных по характеру за- стройки зон. Затем определяют, как указано выше, средние вели- чины коэффициента покрова zcp или непосредственно коэффи- циента стока фСр. Из подсчетов исключают площади крыш зданий, оборудован- ных внутренними водостоками, как необслуживаемые дождепри- емниками. Расход от внутренних водостоков вычисляют отдельно. 3. На плане намеченной сети разбивают кварталы (в осях при- легающих улиц) или территории промышленных предприятий на площади стока (рис. 89), тяготеющие к каждому участку сети 200
или к дождеприемнику (для территорий промышленных предпри- ятий). Определяют величины этих площадей в га и заносят их в ведомость. Суммируя ‘площади стока, определяют площадь бас- сейна, обслуживаемого каждым коллектором. Длину расчетных участков для закрытой сети определяют ве- личиной кварталов между поперечными улицами или расстоянием между двумя присоединениями от дождеприемников (для про- мышленных предприятий); для открытой сети расчетный участок принимают длиной 100—200 м. 4. Определяют по горизонталям отметки поверхности земли на границах расчетных участков сети и в точках резкого изменения профиля по длине участка. Одновременно подсчитывают уклоны поверхности земли по длине участка сети, коллекторов, главного коллектора бассейна. 5. Определяют параметры формул расчетных интенсивностей дождей в зависимости от имеющихся данных о выпадении атмос- ферных осадков: а) при наличии записей самопищущих дождемеров за период не менее 15 лет — по способу ЛНИИ АКХ [16]*; б) при расположении объектов канализования в пределах изо- линий 7зо и п — по схемам распределения интенсивности q->c (см. рис. 77 и 78) и показателей п (см. рис. 79 и 80); в) при расположении объекта канализования вне пределов распределения изолиний q2o подсчет q20 производят по формуле (XIII-4). Величину периода однократного превышения расчетной интенсивности р принимают по данным табл. 89. Вследствие раз- ных величин р для бассейнов и отдельных коллекторов для сети получают несколько расчетных формул стока. 6. Подсчитывают средние величины коэффициентов стока и коэффициентов покрова zcp. Для объекта канализования может получиться несколько средних значений коэффициентов стока ^ср и коэффициентов по- крова zcp и, следовательно, несколько расчетных формул стока. 7. Продолжительность поверхностной концентрации стока при- нимают равной 5—10 мин., а при наличии внутриквартальных за- крытых дождевых сетей — 5 мин. При наличии в бассейне коллек- тора загородных территорий продолжительность концентрации стока определяют расчетом (см. пример 82). 8. Формулу расчетных расходов для участков дождевых сетей получают путем подстановки найденных в п.п. 5, 6 и 7 парамет- ров в формулы (ХШ-15 и ХШ-16). ‘При неравномерном нарастании площадей стока, резко колеб- лющемся рельефе местности и различных по частям бассейна коэффициентах стока определенный по формулам (ХШ-15 и ХШ-16) расчетный расход со всего бассейна поверяют с целью * Для некоторых пунктов СССР параметры формул интенсивности при- ведены в приложении VI.
выяснить, не получится ли расход дождевой воды с части бассей- на больший, чем определенный по указанным формулам. Пример 79. Рассчитать коллектор бассейна части города А (54° с. ш., 38° 30' в. д., см., рис. 1) при отсутствии внутриквартальной дождевой сети (см. рис. 89) и при отметке горизонта высоких вод 96,00 м. Расчетная формула интенсивности выпадения дождя определена в примере 77 для периода однократного превышения расчетной интенсивности р= 1 год; 650 9 ~ /°’67 л/сек на 1 га при д20 = 87 л/сек.. Для других периодов р при С ='0,85 по формуле (ХШ-З) 650(1 + 0,85^р) q =------------------------—---------- л!сек на 1 га. Бассейн стока коллектора расположен на скате с уклоном к реке (в сред- нем 0,01). Выбор величины р для участков дождевой сети производим по табл. 89 при ^20 = 87=90 л/сек на 1 га (табл. 95). Величины площадей стока (в га) указаны в табл. 96 и обозначения их нанесены на рис. 89. Таблица 95 Выбор р для участков сети (к примеру 79) Участок Площади стока в га Величина р по табл. 89 собствен- ные притоков выше распо- ложенных участков обозначение выше распо- ложенных участков всего Коллектор 1—2—3—4 выпуск 1-2 1,15 - 1.15 1 2-3 3,40 3,45 — - 6,85 1 ! 3-4 1,80 12,7 — - 14,50 1 I -4—выпуск — 24,7 Приток 6—7—4 24,7 2 1 t 6-7 3,1 - — — 3,1 1 7-4 2,5 4,9 3,45 29-6, 29-в 31-а Приток 8—4 10,85 1 8-4 2,8 1,15 | 33-в 3,95 | 1 Таблица 96 Определение площадей стока, тяготеющих к отдельным участкам коллектора и его притоков (к примеру 79) Обозначение площади Площадь стока в га Обозначение площади Площадь стока в га Обозначение площади - I Площадь 4 стока в га < пр-а 3,1 31-а 1,15 33-а 1,15 < пр-б 0,9 29-6 1,15 31-6 3,40 ЗЗ-б 2,4 - > 29-в 1,15 31-в 1,15 33-в 1,15 । 30-а 0,9 32-а 0,9 30-6 2,5 32-6 1,9 Итого . 24,7 30-в 0,9 32-в 0,9
Если для притока требуется большая величина р, чем для участка коллек- тора, куда он впадает, то р для этого участка принимают равным р притока. Поверхностный сток на участках 7—_4 притока 6 — 7 — 4 поступает по про- езду 8-й улицы от площади 29-6, 29-е, и’31-а, равных 1,45 + 1,15+ 1,15 =3,45 га. Площадь бассейна притока 6—7—4 пр-а, пр-б, 30-а и 30-5 равна 3,1+0,9 + + 0,9 + 2,5 = 7,4 га. Суммарная площадь (для выбора р) равна 7,4 + 3,45 = = 10,85 га. Поверхностный сток в приток 8—4 поступит по проезду 2-й улицы с участка 33-е с площади 1,15 га. Площади покрытий разного рода в процентах к общей площади квартала составляют (в среднем): крыши — 30%; асфальт и асфальтобетон — 40%; гра- вийные площадки—15% и газоны—15%. При этих покрытиях средний коэф- фициент стока определен в примере 76: §ср — 0,7. Продолжительность поверхностной концентрации tK принимаем равной 5 мин. Расчетная формула удельного расхода дождевых вод с учетом использо- вания свободной емкости сети (Х1П-.15) для рассматриваемого коллектора I—2—3—4—выпуск примет вид: для участков 1—2—3—4 при р = 1 год: Аф^ 650 X 0,70 455 Яу== ~¥,Г+ = + t,t + м0-67 Удельный расход стока при / г + tnp = 0: 455 ' 1 д0 ~ = 155 с 1 га. для участка 4 — выпуск при р = 2 года: __________ф^ А__________ 0,7 X 650(1 + 0,85 lg2) (tK + G + tnp)'1________(5 + tA + бф)0,67 573 , ! = /г , / л1сек с 1 га- (° । G -г tnp) Удельный расход стока при + t = 0; 573 qQ = “To67“ =195 л! сек с 1 га о * Проверяем возможность отвода воды лотками на участке проезда 0 — 2. Площадь 29, а равна 1,15 га. При ширине проезжей части с асфальтобетонным покрытием 9 м и попе- речном уклоне 0,02, задаваясь глубиной слоя воды в лотке 5 см (ширина разлива 1,5 м~ 1,4 м) по таблицам Е. Н. Цопикова [31], находим коэффициент скорости А — 5,47 м/сек и коэффициент расхода В — 0,2051 .Х/сек 205 л/сек. При продольном уклоне 0,004 получаем скорость течения в лотке 5,47 X X 0,004 = 0,35 м/сек, тогда расход, пропускаемый каждым лотком, будет 205 X 0,004 = 13 л/сек и двумя лотками — 13X2=26 л/сек. Эти же величины скорости и расхода можно найти непосредственно из табл. 16, Е. М. Цопикова [31]. Продолжительность протока по лотку Z, = 175 м составит: I 175 Z, = 1,25 — = 1,25 ------= 625 сек. 10 мин. 0,35 Расход дождевых вод в конце участка при 7пр = 0 будет: ^срАВ (К + %Г'6~ 0,7 X 650 X 1,15 (5 + 10)°167 = 85,2 л!сек, т. е. > 26 л/сек,
следовательно, площадь, обслуживаемая лотками, должна быть уменьшена пу- тем прокладки по проезду закрытой сета. При уклоне лотка 0,004 первые от водораздела дождеприемники устанавли- ваем на расстоянии 50 л. Площадь, обслуживаемая ими, равна 0,23 га. Продолжительность протока по лотку /, = 50 я составит: /, 50 t г = 1,2о — = 1,25 -— =-1/9 сек 3 мин. Vj, 0,35 Расход дождевых вод в конце лотка будет: ЬсрАР 0,7 X 650 X 0,23 _ , - (5 + 3)о,67 — 26 л/сек. d=700 1=0,0025 i=o,oois J=89.2 q=360,3 u=0J8 v=0,90 d--300 1=0,0016 0=675,7 v-l,O7 96,00 088 d=200~ — 1=0,0015 q=№8.0 17-4,25 ^88,00 Отметки <5, лотка трцОы, м Sf Отметки § земли, м §’ Расстояния,м\125 ~| pop Номера точек / 2 Выл Рис. 90. Продольный профиль коллектора дожде- вой сети (к примеру 79). При площади более 0,23 га рациональна установка дождеприемников в во- ротах (за красной линией застройки) с прокладкой закрытой сети на проезде от ближайших к водоразделу дождеприемников. При продольном уклоне проезжей части на участке 0—1—2—3 при г = 100,8 - 100,0 = ----—----——----- = 0,002 < 0,003 намечаем прокладку вдоль проезжей части 11 о + оОО закрытого водостока 1—2. Лотки выполняются пилообразного продольного про- филя с минимальным уклоном i = 0,004. Расчетные данные коллектора заносим в ведомость (табл. 97) и одновремен- но составляем профиль коллектора дождевой сети (рис. 90). При расчете соединительной ветки продолжительность протока не учиты- ваем, ввиду малой длины (/ = 5—10 л«) и значительного уклона ветки от дож- деприемника до первого смотрового колодца (« = 0,02—0,01). При подсчете участка 1—2, учитывая малый продольный уклон проезда, за- даемся скоростью течения 0,7 м/сек, тогда продолжительность протока по уча- стку 1—2: /j_2 175-50 t„„ = 2 X ----- = 2 X -------— = 357 сек 6 мип. "к v2 0,7
CS чэ С8 Ведомость гидравлического расчета коллектора 1—2—2—4—выпуск (к примеру 79) Udall' а gXdi чюондоэ -оно ввняэХнодц с- ОО о Ь- СО Ci Ю О> Ю О-. со ф v т—Н HOL-MX 0,0025 0,0018 0,0016 0,0015 w a diaivuHtf О О О О о о о о Ь О С'1 Расчетный расход в л!сек 1 олээа О1 'С N Ci с ю оо СО С0 о, г-и СО Ю Ф Доа хнннэахэкоа -еиоёп Х1Ч1 -оиь-онаокоХ 1 1 1 1 доа ХНЯЭГЖО1Г О1 СО N О О to со СО С N - СО со ф яг I э а мою иннчкодд СО С0 со Ф So 4 ю •ним а Л'; + г? + ^ VMOiodu чхэон -Ч1ГЭ1ИЖ1ГОДО(1Ц 5+3+6=14 14+11=25 25+5=30 30+1=31 Мдэ1ж а чхэо4ояэ СС О N Ю N СО О 04 о o' ~ -Г Площадь стока в га | БВНХЭЬЭВб иО Ю т-< СО VQ 0- г-ч СО «ф -ф г-ч СЧ aoMOindu 1,15+2,3=3,45 6,85+ 2,30+ 3,55=12,70 24,7 udoiaaififox 1,15 3,4 1,8 | - ;г а Г_ВИ1ЭВЬЛ СНИЕр* 1О о о о СМ о СО ю • Участок коллектора 04 СО Ф с ills г-н см со са 4 Глубина заложения лотка трубы в мм EKHVado энном я эквьвн а Отметки в м | Лотка трубы эн -ном а эквь -вн а 1 Шелыги трубы эн -ноя а эквь -вн а 1 Земли ; эн -ном я ЭЕВН -вн а w а вн -oloiX эинагвц 1-2 0,313 100,80 100,50 99,800 99,487 99,400 99,087 1,4 1,41 1,41 2-3 0,540 100,50 100,40 99,487 99,947 98,787 98,247 1,71 2,15 1,93 3-4 0,256 100,40 98,00 98,947 98,691 98,047 97,791 2,35 0,21 1,28 Необходима засыпка выпуск 0,075 98,00 98,00 98,691 98,616 97,491 97,416 0,51 0,58 0,55 ' на оА
Расход дождевых вод в конце участка будет: 455 F 455 X 1,15 Qs ~ (5 + / г + W’67 (5 + 3 + б)0-67 = 89,2 л/сек. По таблицам А. А. Лукиных, Н. А. Лукиных [8] подбираем диаметр трубы d — 400 мм; уклон i = 0,002; скорость v = 0,7 м!сек. Падение на участке в этом случае будет; /Zj_2 = 0,002X125 = 0,25 м. Трубы соединяем по шелыгам, так как сеть работает при полном напол- нении. Начальную глубину заложения трубы принимаем равной глубине промер- зания в данной местности, т. е. 1,4 м. При диаметре трубы 0,4 м глубина за- ложения верха трубы будет 1,4—0,4=1 м. Проверяем ее по формуле (ХШ-20): Н — hg — d + И + — С;; где ha — минимальная глубина дождеприемника; d — диаметр соединительной ветки (принимаем равным 0,3 At); i — минимальный уклон соединительной ветки; /—длина соединительной ветки; z-t — z2 —разность отметок гребня и лотка проезжей части, при укладке дож- девой канализации по оси ее. При принятом поперечном профиле величина zt — z2 = 0,02 X 4,5 м = 0,09 м. Имеем Н = 0,8—0,3 + 0,01 X 10 + 0,09 = 0,7 м Принимаем Н = 1 м. На участке 2—3 в целях получения минимальных глубин заложения сети задаемся скоростью течения 0,80 м/сек, так как предполагаемый диаметр будет больше 500 мм, тогда продолжительность протока по участку 2—3 длиной /2_3= = 300 м будет: i X /2„3 300 —-----=2 X " т" = 750 сек. = 12,5 мин. 12 мин. С'з 0,8 и расчетная продолжительность дождя t = tK + + tnp = 5 + 3 + (6 + 12) = 26 мин. Площадь стока, тяготеющая к данному участку коллектора 31-6, составляет 3,40 га, а площадь притоков с участка 1—2—1,15 га и с участка 2—8 ул. (29,в и 31,а) =2,3 га. Таким образом, расчетная площадь будет: F = 3,4+ 1,15+2,3=6,85 га. Расход дождевых вод в конце участка будет: Q3 = -----------------:----— = 351,4 л/сек, (5 + 3 + 6 + 12)0,67 По таблицам подбираем диаметр 700 лм при i = 0,0017 и v = 0,93 м/сек и проверяем: 300 t = 2 X ' у,- = 645 сек. = 10,8 мин. s 11 мин. 1 0,93 Тогда расход дождевых вод в конце участка будет: 455x6,85 Q“ = (14+И)0'67 = 360,0 л1сёК'
По таблицам для пропуска 360,3 л/сек может быть принят тот же диаметр- 700 мм, но при уклоне । i = 0,0018 и скорости 0,96 м/сек. Новая проверка t при скорости 0,96 м/сек показывает: tnp — 2 = 625 сек. 10,5 ~ 11 мин. следовательно, позволяет принять d = 700 мм; i = 0,0018. На участке 3—4 задаемся скоростью 1 м/сек. Тогда продолжительность про- тока при длине участка /3_4 = 160 м определится, как /з-4 160 = 2 ------- = 2 X -----= 320 сек. 5 мин. !lp Щ 1,0 Расчетная продолжительность дождя: / = Z/c + t.i + t = 25 + 5 = 30 мин. Тяготеющие площади стока (30 в и 32-а) равны: 0,9+ 0,9= 1,8 га; а пло- щади притоков 2—3 (6,85 га); 3—10 ул. (1,15+1,15=2,3 га) и 3—5 (2,4 + + 1,15 = 3,55 га), следовательно, расчетная площадь стока = 1,8 + 6,85 + + 2,30 + 3,55 = 14,5 га. Тогда расчетный расход будет: 455 X 14,5 Q4= --------------= 67t>,7 л/сек зоо,б/ Для пропуска этого расхода подбираем трубу диаметром 900 мм с уклоном 2 х 160 i — 0,0016 при скорости 1,07 м/сек. Проверка показывает, что/лр = —— = = 300 сек = 5 мин., т. е. равна принятой в расчете. На участке 4 — выпуск, в целях дальнейшего увеличения скорости задаем- ся скоростью течения 1,20 м/сек. Тогда протяженность протока по участку: 50 = 2 X------= 83 сек. 1 мин. пр 1,2 Расчетная продолжительность дождя: t = 30 + 1 =31 мин. В данный участок коллектора поступает сток только с площади протоков,, равной всей площади бассейна т. е. 24,7 га. ^вып 5733 (5 + /л + tnp)Q$‘ 573 X 24.7 310,67 = 1418 л/сек. Для пропуска этого расхода принимаем трубу диаметром 1200 мм с укло- ном i = 0,0015 при скорости v = >1,25 м/сек. Ввиду незначительной разницы в полученной и заданной скорости (1,25—4,20 = 0,05 м/сек) поверочного расчета на tnp не делаем. Анализируя выполненный расчет, приходим к выводу о целесообразности повышения скорости на участке 1—2 до 0,78 м/сек, для чего нужно придать трубе d = 400 мм уклон 0,0025, т. е. минимальный допускаемый уклон (см. при- ложение I, последняя графа). При этом гидравлического перерасчета всей системы не требуется, так как увеличение уклона с i ~ 0,002 и до i = 0,0025 сократит расчетную продолжи- '21 2 X 125 тельность дождя до t = —kxL =-------1----= 321 сек. 5,4 мин. вместо при- Р и2 0,78 пятых 6 мин.
СО’ Ведомость гидравлического расчета коллектора 1—2—3—4—выпуск (к примеру 79) СО О О О rTi -e-w et“i 7Г а СНОЕМЛ эиногву г—< О ТГ Сф сф ю со< о о o' ОО О СО СЧ с- ю о. НОЕМХ ЮСФ СЧ сч ю Th сф о о о о cLO o'о о o' iw a diarcuHtf о о о о о о о о Tf СО ОО т-м Расчетные расходы в л!сек 0.10Э8 1>» LQ ю сф с© ть со О СО СО Th 1>- со гоа Х1Ч1Э -Hh онаокэХ 1111 го а хыаогжог мою Сф СО Th ОО О 1 со сф N Ф ЯО1Э ИННЧЕОКД Ю—<т-<Сф т— ThCO со со ю со нии a + ~-г j 4- '‘1 = 7 oioiodu ЧХЭОНЧЕЭДИЖВОГОбЦ 5+3+5=13 13+7=20 20+4=24 24+1=25 а ядэоёомэ ОО сч Ь- ю Ю I"-- Площадь стока в га \ KBHiahOBd Ю Ю 1—< со to t"- »-< о Th сч притоков 1 3,45 6,85+2,30+3,55=12,7 24,7 BdoiMDlTirOM ю Th оо 1 ;г а ‘емхэвьХ вники ю о о о сч о со ю BdoisairiroM яохэвьх СЧСфтЬ Ills т-н СЧ СФ CQ Th Как видно из продольного профиля коллектора (см. рис. 90) необходимо произвести подсыпку набережной реки. Избежать этой подсыпки можно путем заглубления коллектора на участке 3— 4 — выпуск, сохранив те же уклоны и устроив перепад, как показано на рис. 91 (I вариант), или путем проклад- ки коллектора с другими уклонами (рис. 92), определяемыми отметками на- чального заложения 99,40 и горизонта высоких вод 96,00 м (II вариант). При II варианте необходимо произ- вести перерасчет коллектора (табл. 98 и рис. 92). Средний гидравлический уклон кол- лектора будет: 99,80—(96,00 + 1,10) 125 + 300 + 160 + 50 На участке 1—2 по-прежнему при- нимаем коллектор d. = 400 мм с укло- ном i = 0,0025 и скоростью 0,78 м/сек-. тогда продолжительность протока по участку 1—2 составит: 2 • /|2 2 X 125 0,78 = 321 сек. = 5,4 мин. Расход дождевых вод в конце уча- стка составит: 455 X 1,15 (5 + 3 + 5)0,67 455 Xl,15 Qq _ . -----—-----= 93,7 л сек 130,67 На участке 2—3 с учетом среднего уклона задаемся скоростью течения 1,5 м/сек-, тогда продолжительность про- тока по участку 2—3 будет: 2/, » х 2—о Чгр V3 2 X 300 1,5 = 400 сек. = 7 мин. Расход дождевых вод в конце уча- стка: 455 X 6,85 г , Qs — (1з । 7)0,67 —418,о л/сек. По таблицам путем интерполирова- ния подбираем диаметр 600 мм; i — = 0,0053 и v = 1,49 м/сек.
14 Заказ 2244 2 09
На участке 3—4 задаемся скоростью 1,5 м/сек, тогда продолжительность протока составит: 2 X 160 t =— ----------= 213 celf. = 3,55 мин. ог 4 .мин. • 1,5 Расчетный расход: 455 x 14,5 455 X 14,5 _ Qi =-----------— =-----------jr™----= 784, э .1 сек. (20 + 4)0’67 240'67 По таблицал! подбираем d = 800 мм, i = 0,004 и v = 1,56 м/сек. На участке 4 — выпуск сохраняем скорость движения воды, равную 1.56 м/сек, тогда продолжительность протока по участку 2 X 50 t . = —— = 64 сек. = 1,1 мин. == 1. мин. 1 1, об Расчетный расход в конце участка: 573 X 24,7 (24 + I)0’67 Qeun По таблицам подбираем d = i = 0,0032 и v = 1,72 м/сек. 2 X 50 Проверяем tnp = = 58 573 X 24,7 , f 250,67 ~ ^63$ Л/Сек. 1100 мм и путем интерполирования находим сек. = 1 мил., т. е. близко к принятому в расчете и, следовательно, поверочного определения расхода на участке не требу- ется. Для окончательного решения следует произвести экономическое сравнение рассмотренных двух вариантов (см., рис. 91 и 92), которые отличаются друг от друга диаметрами труб и глубинами заложения на участках 2—3—4—выпуск. Поэтому сравниваем указанные варианты только по строительной стоимости' и только в отношении участков коллектора 2—3—4 выпуск. Строительную стоимость определяем по укрупненным показателям институ- та «Гипрокоммунводоканал», (табл. 99). Таблица 99 Строительная стоимость коллектора 2—3—4 выпуск по I и II вариантам (к примеру 79) Участки Диаметр в мм Средняя глу- бина зало- жения в м Длина в м Стоимость в руб. 1 пог. м всего Коллектор 2—3—4 — выпуск (по I варианту) 2-3 3-4 4—выпуск 700 900 1100 1,71 2,21 1,95 300,00 160,00 50,00 24,2 30,9 43,4 7260 4944 2170 Итого. — — 510,00 — 14 374 Коллектор 2 —3—4 — выпуск (по II варианту) 2-3 600 Г, 95 300,00 18,1 5430 3-4 800 2Г42 160,00 27,3 4368 4—выпуск 1000 1,93 50,00 43,4 2170 Итого. — — 510,00 — 11 968
Из данных табл. 99 видно, что строительная стоимость коллектора по II ва- рианту на 14 374—11 968 = 2306 руб. ниже при меньшей затрате металла и це- мента на изготовление железобетонных труб меньшего диаметра. Таким обра- зом, следует принять II вариант. При этом необходимо проверить возможность присоединения бокового кол- лектора, трассируемого по набережной реки. Эта проверка может быть произве- дена либо точно гидравлическим расчетом, либо приближенно по среднему гид- равлическому уклону коллектора. Если уклон коллектора (но шелыгам) будет более или равен уклону, соответствующему начальному диаметру коллектор;!, то возможность присоединения его будет обеспечена. В данном случае для коллектора 6—7—4 таким уклоном будет i = 0,002 (при d — 400 мм и v = 0,7 м!сек). Зная отметку верха трубы в начальной точке коллектора 99,50—1,0 = 98,50 л, отметку верха трубы в месте присоединения (в точке 4) 96,157 + 1,1 = 97,257 м и длину коллектора 6—7—4, равную 600 м, оп- 98,500 — 97,257 1.243 ределим -средний уклон ic/, =----—------- = —> 0,002, который обес- печит возможность присоединения бокового коллектора к коллектору 1—2—3— 4 — выпуск. При малом среднем уклоне местности необходимо проверку произво- дить путем гидравлического расчета. Так, гидравлическим расчетом устанавли- ваем возможность присоединения ответвления 4—3 длиной 250 м: /. „ 2 >< 250 t = 2 —... 8 =--------= 625 сек. 10 мин.; "Р 0,8 455 x 2,8 455 X 2,8 Од- (5 + 3+10)<W 18О,67 = 184,2 д/сек. /1о таблицам А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных [8] подбираем диаметр 550 мм; i = 0,017 и v — 0,79 м[сек. При отметке шелыги трубы в точке 4, равной 97,257, отметка ее в точке 8 будет: 97,257 + 0,0017 X 250 = 97,682 м. При слое земли толщиной 0,7 м поверхность земли в точке 8 должна иметь отметку 97,682 + 0,7 = 98,382 .и, т. е. требуется подсыпка на 98,382—98,00 = •= 0,38 м, что и предусмотрено планировкой. Из приведенных примеров видно, что для каждого расчетного участка коллектора необходимо вычислить расчетный расход, пользуясь величиной удельного стока. Для упрощения этих вычис- лений пользуются графиками, выражающими зависимость (д от расчетной продолжительности дождя qy=^(t). Для этого необхо- димо определить несколько значений удельного стока при различ- ных значениях t (1; 5; 10; 20; 30 и 60 мин.) по формуле (ХШ-15 или ХШ-16) при F — 1 га, нанести на график в прямоугольной системе координат и соединить плавной кривой. примера 79 по формулам удельного стока <?„= 573 л)сек с 1 га п qy = л/сек, с 1 га построены кривые зависимости q=^(t} (рис. 93). Вычисленные значения t приведены в табл. 100 и затем нанесены на график (см. рис. 93). Для 455 Z0.67 Таблица 100 Значения qy и t i в мнн______| 1 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 60 qy л^сек с 1 га-. при р—\ . . . 455 155 97,2 72,5 61,1 52,6 46,6 38,4 29,3 при д=2 . . . 57,3 195,3 122,4 91,3 76,9 66,2 58,7 48,4 36,9
Для того чтобы сохранить надлежащую точность, надо соот- ветствующим образом 'подобрать масштабы q и t (например, 1 мм = 2 л и 0,5 мин.). Другой способ облегчения и ускорения определения расчетных расходов для каждого участка сети достигается введением коэффициента уменьшения ин- тенсивности р. В этом случае расчетный расход на любом участке сети может быть представлен формулой: Рис. 93. Кривая удельного стока. (XIII-21) где </о — удельный расход дождевых вод (в л!сек, с 1 га), опре- деляемый по фор- мулам (XIII-15) или (ХШ-16) при tnp = = 0 при наличии внутриквартальной дождевой канализа- ции или 6 + tnp = = 0 при отсутст- вии ее; р—коэффициент умень- шения интенсив- ности; F—площадь стока, га. Значения р при t,. =5 мин. и различных п приведены в приложении VII. Приведенными значениями о можно пользоваться при любых значениях Д- . Для этого достаточно ввести в продолжительность протока tnp коэффициент: <• где Д—продолжительность поверхностной концентрации, приня- тая в данном расчете, мин.; 5 мин. — то же, указанные в приложении VII. Пример 80. При п —• 0,67 и tK = 5 мни. продолжительность протока tnp — = 112 сек. Требуется определить р при ф. = 10 мин. Ю „ Вводя коэффициент k' = = 2, получим: и 10 /' h't —----------- X П2 = 224 сек. 1пр — R lrp~~ 5
По полученной продолжительности протока в приложении VII находим С = 0,53. Покажем порядок применения коэффициента уменьшения интенсивности при определении расчетных расходов для примера 79 (см. рис. 89). Из формулы удельного расхода дождевых вод примера 79 имеем: 455 5о,67 = 155 л)сек с 1 га и 573 ?0 — л ат 56,67 = 195 л!сек. Для площадей стока, тяготеющих к отдельным участкам коллектора (табл. 96) определим расходы дождевых вод с них, умножив площади на удельный расход % =155 л/сек с 1 га и сведем полученные данные в табл. 101. Таблица 101 Площади стока и расходы дождевых вод при + S tnp = 0 Обозначение площади Площадь стока в га Расход с площади стока в л/сек Обозначение площади Площадь стока в га Расход с площадей стока в л -се >< Промышлен. предпр. 4,0 620 31-в 1,15 178,25 29-6 1,15 178,25 32-а 0,9 139,5 29-в 1,15 178,26 32-6 1,9 294,5 30-а 0,9 139,5 32-в 0,9 139,5 30-б 2,5 387,5 33-а 1,15 178,25 30-в 0,9 139,5 33-б 2,40 372,0 31-а 1,15 178,25 33-в 1,15 178,25 31-6 3,40 527 Итого. . .24,7 Ввиду того, что общая площадь 24,7 га более 20 га, то удельный расход со всей площади должен быть 195 д/сек с 1 га и общий расход с площади стока должен быть 24,7 X 195=4816,5 л/сек. В ведомости (табл. 102) производим расчет коллектора 1—2—3—4 — вы- пуск. Графы 1 и 2 заполняем данными с плана сети, графы 3 и 4 — путем сум- мирования данных из табл. 101. Скоростью течения на каждом участке (гра- фа 6) задаемся, как в примере 79. По этой скорости определяем продолжитель- ность протока по участку и суммируем с ранее найденной продолжительностью протока на предшествующих участках (графа 7). По определенной таким образом продолжительности протока от начала кол- лектора принимаем значения коэффициентов уменьшения интенсивности р по приложению VII. Путем умножения расхода дождевых вод (графа 5) на коэф- фициент уменьшения интенсивности (графа 8) определяем расчетные расходы (графы 9 и 11). По этим расходам подбираем диаметр, уклоны труб и скорости течения в них по таблицам А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных 181. В графе 15 отмечаем указанную в таблицах пропускную способность труб. При продольном уклоне проезжей части 0,002 < 0,003 намечаем (по при- меру 79) прокладку по проезду закрытого водостока.'Установку первых дожде- приемников проектируем в лотках проезжей части на расстоянии 50 м от водо- 1,15 раздела. Площадь стока, обслуживаемая ими, равна —-— = 0,23 га. Расстояние
Ведомость гидравлического расчета коллектора 1—2—3—4—выпуск (к примеру 80) У1ЭЭ11' я чхэоп -90ЭСШ0 Бип.чэАцойц ю 90,9 403,4 764,3 1588 Ц ‘эинэгвц [3 | 14 1 S S о Й uO -sr <O o" ~ o' о 2,778 1 ‘и оц их о CO о о о о о о О' о~ о* о о о шг а 7? dioKUHfr c-i 90,9 350 403,9 №0 7G4,3 8С0 1590 1100 Расчетный расход в .ijceic о .юза £ roa хнннаяхэъ'оя -ciiodii xhi -oi!h oiiaoiroX 2 1 i 1 i i'o a хнаог.'жог 90,9 403,9 764,3 1590 И1ЭОН0ИЭНО.1.НЛ ВИНЭП1 -чполХ пцигпиффеом X Й со 5 со o' о о’ о •лоэ a VMOiodn чхэончгахшкгогойц 112-1-133=245 245 ; 210-455 455 у 105=560 560+30=590 s c.'ioiodu qxoodoMD BBHiohOBj <o 0,94 1,43 1,52 1,66 Фасход дождевых вод в л/ceic (при + fnp - 0) олээа LO 178,3 10G2 2248 4817 ишииенебх 535 1969 4817 шчтХиоц OO 178,3 527 279 к я ЕятэеьХ инигр +1 125 300 1G0 50 udoj. -Maffox яохзвьх сч со п? 1 i | 3 г-. OI СО « ! указанных дождеприемников от водораздела при пилообразном профиле лотка с уклоном i= 0,004 определяем по формуле: (ХШ-17): h—lh 0.18 — 0,08 v = -------= —-------------— 50 м i — it 0,004—0,-002 при уклоне проезжей части 1; — 0,002. Расход дождевых вод в конце участка проезда при удельном расходе 155 л/сек составит: 155 X 0,23 — 35,7 л!сек. При ширине проезжей части с асфальтовым покрытием 9 м и поперечном уклоне 0,02, задаваясь глубиной слоя воды в лотке 5 см при продольном укло- не его i — 0,004, по табл. 16 Е. М. Цопикова 1311 находим расход 26 л/сек и скорость 0,35 м/сек. Расход по одному 26 лотку ~ = 13 л/сек. Продолжительность протока ло лотку = 50 м: tt = 1,25 X — = 1,25 50 —— = 179 сек. 0,35 Для определения расчетного расхода пользуемся таблицей значения р. приведенной в приложении VII. Однако эта таблица составлена для коэффици- ента 2, а лоток рассчитывается с коэффициентом 1,25. Поэтому вместо времени 179 сек. в таблице ищем время: X 179 = 1,12 сек. В графе для показателя степени в формуле интенсивности дождей п = = 0,67 находим р = 0,68. Тогда расчетный расход в конце участка будет: 35,7 X 0,68 = 24,3 л/сек, что мало отличается от пропускной способности лотков, равной 26 л/сек. Продолжительность протока по участку 1—2 будет: 'пр--- Л-2 175-50 0,94 = 133 сек. Прибавляя сюда исправленную продолжительность протекания по лотку 112 сек., получаем расчетную продолжительность протока до конца участка- х 112 + 133 = 245 сек. = По таблице значений q -находим g = 0,51 и по нему расчетный расход: Q = q0?F = 155 X 0,51 X 1,15 = 90,9 л/сек. Расчет последующих участков производим аналогично. Весь расчет сводим в табл. 102. Пример 81. Рассчитать дождевую сеть на территории промышленного пред- приятия, расположенного в городе А и занимающего площадь 40,3 га (рис. 94). Поверхность земли имеет равномерный уклон 0,007 в сторону реки. Дождевая канализация используется для отвода условно чистых сточных вод от цехов первого, второго и третьего. Цехи первый и второй оборудованы внутренними водостоками. Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя по усло- виям производства и рельефа местности (icp — 0,007) принимаем р = 1 год (по табл, 90). Расчетную формулу интенсивности 650 мер /9) q = —л.сек на 1 га для ^0,6/ принимаем как по городу А (см. при- периода однократного превышения рас- четной интенсивности р = 1 год. Общая площадь крыш корпусов 1 и 2, оборудованных внутренними водо- стоками, составит 6 + 5=11 га.

Площадь территории, обслуживаемая подземной сетью с дождеприемника- ми, будет 40,3—11 = 29,3 га. Эта площадь по типам поверхности распределяется следующим образом- крыши . 5,0 га; асфальтовые покрытия..........................4,3 га; озелененные территории.......................20,0 га Для крыш и асфальтовых покрытий коэффициент z определяем (интерпо- ляцией) по табл. 92. При А =’650, г = 0,285; для озелененных поверхностей (га- зонов) принимаем z по табл. 91 равным 0,038. Средние значения коэффициента: 5,04- 4,3 x 0,285 + 20,0 x 0,038 Введя zcp в формулы интенсивности дождя ХШ-16, получим удельную ин- тенсивность стока по формуле: _ ZcP Х Л1'2 __ °-117 X 6501-2 _ 278 ^-v ~ 0,1 ~~ + 2X0,67-0,1 t0.7 Продолжительность поверхностной концентрации принимаем равной 5 мин, Расчетная формула удельного стока qv = ----------- л^сек с J га при р — 1 ГОд; (5 + tnp)0,/ 278 <?о = ШГГ = 90 л/сек с 1 га при р = 1 год. О ' Расход с крыш зданий, оборудованных внутренними водостоками, может быть определен при tnp = 0, коэффициенте z для крыши 0,285 по формуле интенсивности стока: <7о = 2 Д1'2 0 ,285 х 6501,2 Д,2 - 0,01 гД.2 Х0,67-0,1 V = 220 л)сек с 1 га. Количество воды, поступающей в сеть из каждого выпуска дождевой канализации корпусов, приведено в табл. 103. внутренней Таблица 103 Расчетное количество воды, поступающей в сеть от каждого выпуска внутренних водостоков (к примеру 81) № корпуса (на рис. 94) 1 № выпуска Площадь крыши, об- служиваемая выпуском, в га Расход дож- девых вод при tnp = 0. в ,'Hceic № корпуса (на рис. 94) № выпуска Площадь кры- ши, обслу- живаемая вы- пуском, в га Расход дож- девых вод при tlip -- 0. В- Л‘С€!С 1 1 0,75 165,8 2 1 0,45 99,5 2 0,75 165,8 2 0,50 110,5 3 0,75 165,8 3 0,60 132,6 4 0,40 88,4 4 0,60 132,6 5 0,35 77,4 5 0,45 99,5 6 0,75 165,8 6 0,60 132,6 7 0,75 115,8 7 0,60 132,6 8 0,75 165,8 8 0,60 132,6 9 0,75 165,8 9 0,60 132,6 1 6,00 1 5,00
16'! 9Л 0'>l £L'i Z6')h 91'6 .Sh'Z 19'6 69'Z LL'Z ELZ £9'Z l£z 88'1 98'1 EZ'Z ее'г в(£г 9!Z о7г£ £6'! 9Z'Z эГг tl£‘i=n'9'lLZ=b 9900'0=л‘006-Р О!'!--Л‘О'ОИ = Ь 900'0=1'000=p *—.-СТк -----• 666 ZOl 06Z=p $ ю‘о=т'.ооб£р /9'6 & 00'86 99Z'96 968'96 91'96 B8‘66 96916 Об'ОО! o£m izs'66 m'zoi OE'ZOl 01'80) ))/?'00f 09'60! OS'EOl 5 к ofooi GZ'hO! -OtihOl 09'bOi OL'hO! W'hOl 89'flOl 9610) 00'60! 150'00! flL'ZOi 9сг'3б_ 08Г86 lEl'OOl !L6‘00l ILO'IO! HO 66 ТП'бб 5 ILh'lO! t!L.9'!0! LL8101 LZ6‘!0! ZSZ'ZO) ~ZO£‘pOi 0Q9Z0! OOO'ZO! SLS'ZO! - OlO'EO! OZZltOl osoog^ Jjijo'eoi 00960!
Количество условно чистых вод от корпусов первого и третьего указано на рис. 94. Площади стока, прилегающие к отдельным участкам коллектора, указана в табл. 104. Таблица 104 Ведомость площадей стока (прилегающих к участкам коллектора) (к примеру 81) Участок Площадь стока в га Участок Площадь стока в га 1—2 0,39 10-11 0,52 2-3 0,20 11—12 0,58 3-4 0,36 12-13 0,25 4—5 0,29 13—14 0,16 5 -6 0,42 14-15 0,34 6-7 0,29 Коллектор 1 6,45 7-8 0,29 Коллектор 2 5,4 8-9 0,52 Коллектор 3 5,9 9—10 0,39 Коллектор 4 6,55 Примечание. Для расчета коллекторов 1, 2, 3 и 4 площади стока также разбиваются на участки. Гидравлический расчет главного коллектора приведен в ведомости (табл. 105); продольный профиль коллектора показан на рис. 95. Порядок рас- чета и заполнения расчетной ведомости такие же, как и в примере 79. Начальная глубина заложения лотка трубы ветки дождеприемника принята равной 1,4 м при отметке поверхности земли у дождеприемника 105,00 .«. При длине этой ветки 10 м, уклоне 0,01 и при разности диаметров труб ветки и коллектора в 0,05 м отметка лотка трубы в первом колодце получится: 105,00—1,4—0,01 10-0,05 = 103,45 м. Пример 82. Рассчитать нагорную канаву для перехвата дождевых вод с территории, тяготеющей к левобережной части города А (рис. 96). Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя р = 10 лет; г?ао = 87 л!сек с 1 га. Расчетная формула интенсивности при п = 0,67 и С = 0,85: 20”7»о(1 - Clgp) 200,67 X 87 г1200 , q _ -----z---------------------------(1 + 0,851g 10) = - . л еек, с 1 га. 1 t!l ^0,67 4 1 s ' ^0,67 Принимая для озеленения поверхности г = 0,038, получим формулу удель- ного стока в следующем виде: _ z.41,2 _ 0,038 X 12001,2 _ 188 -v — ^1,2п-0,1 — ,2X0,67 —0,1 ~~ ^0,7 Площадь стока, тяготеющая к казана на рис. 96. Гидравлический отдельным участкам нагорной канавы, по- расчет нагорной канавы приведен в ведо- 7 мости (табл. 106). Продольный профиль нагорной канавы с показанием уровня X воды в ней и поперечного сечения канавы показан на рис. 97. Продол/китель- Д- ность протока дождевой воды до конца участка 9—8' t = 14 мин. (при = IX ~ = 7 мин.). й Следует проверить продолжительность поверхностного пробега воды в ство- ре расчетного сечения 8'—8" канавы (см. рис. 96) по формуле: 120 60 Xv 00X0,15 = 14 мин., I — средняя скорость стекания воды по территории, покрытой раститель- ностью. с уклоном I = 0,03. В'
Таблица 106 Ведомость гидравлического расчета главного коллектора дождевой канализации промышленного предприятия (к примеру 81) Расчетный участок ' Длина участков в м 1 Площадь стока в га Удельный расход q0 в л/сек с 1 га Расход дождевых вод в aiceK (при t = 0) f 1 1 1 1 Расчетная скорость 1 протока в м/сек Продолжительность протока t в сек. Коэффициент уменьше- ния интенсивности, р Расчетный расход в л/сек Диаметр в мм i Уклон, 1 Падение, И в м Пропускная способность труб в л/сек попутного О о са с транзитного | 1 расчетного с площадей стока от внутрен- них водосто- ков О си дождевых условно чистых всего о суммар- ный 1—2 2—3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11—12 12—13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18—вы- пуск * Ра * * Oi 45 30 55 45 65 45 45 80 60 80 80 75 55 100 105 90 145 80 СХОД п выпу 0,39 0,20 0,36 0,29 0,42 0,29 0,29 0,52 0,39 0,52 0,58 0,25 0,16 0,34 зинят :ков в 6,45 5,40 5,90 6,55 ю прег коллег 0,39 0,59 0,95 1,24 1,66 1,95 2,24 2,76 3,15 3,67 4,25 4,5 4,66 5,00 11,45 16,85 22,75 сыдуще тор № 0,39 0,59 0,95 1,24 1,66 1,95 2,24 2,76 3,15 3,67 4,25 4,50 4,66 5,00 11,45 16,85 22,75 29,30 му уча 1. 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 стку (с 35,1 53,1 85,1 111,6 149,4 175,5 201,6 248,4 283,5 330,3 382,5 405,0 419,4 450,0 1030,5 1516,5 2048,0 2637,0 м. стр. 99 НО 132 132 99 165 165 165 88 77 77 1188** 193). 209,0 341,0 473,0 572,0 572,0 737,0 902,0 1067,0 1155,0 1155,0 1232,0 1232,0 2420,0 2420 2420 2420 35,1 152,1 294,5 452,6 622,4 747,5 773,6 985,4 1185,5 1397,3 1537,5 1560,0 1651,4 1682,0 3451,0 3938,0 4467,0 5058,0 0,8 1,10 1,19 1,34 1,36 1,37 1,37 1,44 1,43 1,43 1,43 1,43 1,43 1,43 2,07 2,07 2,07 2,24 56 83 129 163 211 244 277 333 375 431 487 539 577 647 698 741 811 847 0,80 0,73 0,65 0,60 0,54 0,51 0,48 0,44 0,42 0,39 0,36 0,34 0,33 0,31 0,30 0,29 0,27 0,27 28,1 110,0 191,4 271,6 336,1 381,2 371,3 433,6 497,9 544,9 553,5 530,4 545,0 521,4 1035,0 1142,0 1206,0 1365,0 7,8 14,7 55,2 52,2 52,2 28,1 110,0 191,4 271,6 336,1 381,2 381,2* 433,6 497,9 544,9 553,5 553,5* 553,5* 553,5* 1050,0 1194,3 1258,0 1417,0 250 400 450 500 550 600 600 600 700 700 700 700 700 700 800 900 900 900 0,005 0,005 0,005 0,0055 0,005 0,0045 0,0045 0,005 0,004 0,004 0,004 0,004 0,004 0,004 0,007 0,006 0,006 0,007 0,225 0,150 0,275 0,248 0,325 0,203 0,203 ‘ 0,400 0,240 0,320 0,320 0,300 0,220 0,400 0,735 0,540 0,870 0,560 32,5 138,1 189,5 263,1 323,2 386,8 386,8 407,6 549,7 549,7 ’ 549,7 549,7 . 549,7 549,7 1038,0 1317,0 1317,0 1423,0
to о Отметки земли Расстояния Отметки лотка Расстояния Расстояний и уклоны нрасчетных точек Рис. 97, Продольный и поперечные профили нагорной канавы (к примеру 82).
224 Ведомость гидравлического расчета нагорной канавы (к примеру 82) Примечание C3 5 S S? >s = о = s s =5 " ° . О M Размеры канавы (см. рис. 97) £ b- b^ Tf lQ О О G> G> —< О r-. ' OI O1 CO СЧ 0-1 О —* ё 1,5 1,5 1,Д 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 чф G> GO LQ О co 0-010 О co тг ю b- GO GO ОО О О о о” о” о о o’ О OO-* o' to tJ* rf Tf ТГ О ООО О o' о o' о" о о о o' о о Расход в л/сек инн1эьэв(! СО —* С-4 о о со со о со о СО СО OG3CO Ь» СО СО М* —* СЧ ’Ф 10 b- СО GJ —* СО ^Ф ИК1НЧ1ГЭ'1ГХ о со О ОЮО 10 О О со G> СЧ о” —О со” СО Ь-. Ь- о сч сч —* —* Продолжи- тельность протекания ввнбеючЛэ т^г—СО о—*со ’Ф СО —* чф < СЧ СО 10b- Ь- СО О —• сч ХяхэвьЛ ой —«счо Ь- СЧ О ООО со Ь- b-” Т-* о —< о о -ф сч сч —4 —« СЧ —< —' а чхэоиояэ Ь- —4 ь- о 10 со о сч о сч •ф 10 10 оюо ООО сч о” О О о” ОО ООО —< ноол Ю G> о , t t t ООО 000 000 о ООО 000 000 о w а 1 еяхэвьХ siniirlf ООО 000 00 0 о ООО оо-т о сч о о СЧ СЧ -т 10 О СЧ Cl Z 13 о Площади стока в га OJOHXOhOBd ООО СО со СО О L0 LQ O 10 СЧ b- b- СО Gi 0* О b- о —'СЧ -ф GO ОС —1 -Ф* о СО —•—*—< СЧ OJOHXIiSHBdx ОО о со СО 00 ю о о 1 iQ сч” Ь-” Ь- со” о” ф*” о” ь— —4 СЧ ’Т' СО О —< -Ф О OJOflOMOQ III III III 1 ojohiXuou О О Ф* СО О О b- ОО ю LQb-Г'’Ф ООО Ф* t0 со сч r-ч сч со —’ —< СО Ф" СО МО.ЬЭВЬХ lIHHlOhOBJ и СО °? «5 10 1л Т со сч ~ 1 J 1 1 ! 1 J 1 1 1 Е О со СО Ь- О l-Q L.O ’Ф со СЧ Л га Пример 83. Рассчитать дождевую сеть на территории первого бассейна ле- вобережной части города А (см. рис. 96). Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя р = 2 года, q20 = 87 л/сек с 1 га. Расчетная формула интенсивности при п = 0,67 и С = 0,85. 20^2о(1 +Clgp) tn 20°’67 х 87 ^°,67 (1 + 0,85 1g 2) = 816 ;°,67 л/сек с 1 га. Принимая для озелененной поверхности z — 0,038, получим формулу удель- ного стока для территории, заключенной между нагорной канавой и. застройкой, в следующем виде: 0,038 X 8161,2 118,5 ~ ' 119 =..^бт-ол = л!сек с 1 га- Для правобережной части бассейна, занятой индивидуальной застройкой, среднее значение коэффициента г определим по формуле (XIII-13) и табл. 91 и 92: zcp = («1^1 + «3^2 1 + «nZ„) х ---- = Л П) Л 100 + 70 X 0,038 100 10 X 0,273 + 20 X 0,064 + 100 = 0,067 10% площади, занятой крышами, 20% — незамещенной грунтовой поверх- ностью, и 70%-—огородами и зеленью. Коэффициент z для крыш, равный 0,273, определен по табл. 92. Расчетная формула интенсивности для этой части бассейна будет: 0,067 X 8161,2 209 и л/сек с 1 га- Для левобережной части бассейна, занятой капитальной застройкой 45 X 0,27+ 15 X 0,145+ 15 х 0,064 + 25 X 0,038 2 ср — 1П„ =0,163 Расчетная формула интенсивности для этой части бассейна будет: 0,163 X 8161'2 . 508 .07 л/сек с 1 га. Площади стока, тяготеющие к отдельным участкам дождевой сети, указа- ны на рис. 96. Сток с части загородной территории, расположенной ниже нагорной кана- вы, принимается в дождевую сеть левобережной части города. Гидравлический расчет сети и коллектора бассейна приведен в ведомости (табл. 107). Ввиду резко различных по частям бассейна коэффициентов стока прове- ряем, не получится ли больший расход дождевой воды в части бассейна, для которого z = 0,163. Результаты проверки занесены в ведомость (см. табл. 107). Результаты проверки показывают, что диаметры труб на участках коллек- тора 18—16—11 должны быть приняты по таблице поверочного расчета, что и выполнено па профилях (рис. 98). 15 Заказ 2244 2 25
О Ведомость гидравлического и поверочного расчета коллектора дождевой сети с поверкой на сток с части бассейна (г = 0,163) (к примеру 83) ‘uaocbiou 1НЭ1ПП!фф€ОЯ Размеры лотка в м £ л Наполне- ние 1 1 h в м шг я р diaiveiiV 1 Расход в .i/ceic ИЯШ-Э-ЬОСО шчичиокЛ Продолжи- । дельность про- i тока в мин. I .. BL’HdBIV -кХэ -вьл он мэз/к я чхэойояэ ногла 7Г Я вяхэеьЛ ВНИЕ1Т Площади стока в га ОДОН -хоиэис! ОДОН -IHEHL’dl одояояор одонхХноп моювн а * Включая продолжительность протока на поверхности при tK = 10 мин. ** То же, при t,. = 5 мин, ,. ,
Расстояния 220,0 Отметки лотка 'Отметки земли '•В скобках отмет-^ нпг (1*1Ю0нм °* ?060,0 960,0 16 /4 v=-l,87 м/сен у-2363 л/сек. го' 19 а-13ио мм м-1,96 м/сек а- 23 01 л/сек Расстояния | \ Расстояния \ i/КЛСНЫ ..Jyoy/V, МН’расчет/икР тг.чек 20 Рис. 98. Продольные профили коллектора и сети дождевой канализации первого района (к примеру 83). Глава XIV РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩИХ РЕЗЕРВУАРОВ Регулирование стока дождевых вод производится путем вре- менного сброса пиковых расходов в резервуары, опорожняемые после прекращения дождя. Резервуары могут быть закрытыми или открытыми, в виде прудов. По возможности следует использовать существующие пруды, не являющиеся источниками организованного питьевого водоснабжения и не используемые для массового купанья. При расположении регулирующих прудов в пределах населен- ного места поступление воды в них из коллекторов дождевой канализации должно производиться через водосливы, причем ма- лые расходы дождевых вод и талые воды пропускаются в обход пруда. В регулирующие пруды, расположенные за пределами на- селенных мест, следует предусматривать наибольший сброс воды. Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя для выпусков и водосбросов в пруды должен устанавли- ваться с учетом местных условий и возможных последствий в- случае выпадения дождей с интенсивностью выше расчетной.
Устройство регулирующих резервуаров или прудов может быть ( экономически целесообразным: перед длинными отводными .(транзитными) .коллекторами; перед насосными станциями; при присоединении канав к закрытой сети; » при присоединении дождевой сети промышленного предария- » тия к дождевой канализации населенного места, когда сеть пред- | приятия имеет значительно больший, чем сеть населенного места, | период однократного превышения расчетной интенсивности дождя. | Расчет регулирующей емкости резервуара или пруда может ( производиться без построения графиков прито.ка (СНиП П-Г. I 6-62) по формуле: j W = K-QptpM\ (XIV-1) | где Qp—расчетный расход дождевых вод в месте присоединения J к резервуару или пруду, мъ)сек-, tp — расчетная продолжительность стока со всего бассейна до места присоединения к резервуару или пруду, сек.; К—коэффициент, зависящий от величины а : Д'= (1 — а)3/=; а — отношение расхода, пропускаемого без сброса в резер- вуар или пруд, Qo к расчетному расходу Qp прини- мается по табл. 108. Таблица 108 Значение коэффициента К в зависимости от а а к а к а к а к 0,90 0,03 0,65 0,21 0,40 0,46 0,15 0,90 0,85 0,06 0,60 0,25 0.35 0,52 0,125 1,00 0,80 0,09 0,55 0.30 0,30 0,59 0,6 1,15 0,75 0,12 0,50 0,35 0,25 0,65 — — 0,70 0,16 0,45 0,41 0,20 0,73 — — Опорожнение регулирующей части резервуара или пруда про- изводится по трубе диаметром не менее 200 лии при продолжи- тельности опорожнения, не превышающей 24 часа. В отдельных случаях продолжительность опорожнения может быть увеличена при обосновании технико-экономическими и санитарными сообра- жениями. Продолжительность опорожнения призматического резервуара с прямыми вертикальными стенками может быть определена по формуле: Т = 0,575 W. y-itd2 '|/г З^/Умакс "|/"//макс = 0,00016-------....... час., P-d2 УНияКс сек. = (XIV-2) где W — по формуле (XIV-1): 228
d —диаметр выпускной трубы, ж; М1акс — максимальная глубина воды в резервуаре (над отвод- ной трубкой), м; (л—коэффициент расхода системы, определяемый по фор- муле: :> =............ • (xiv-3) V ^7 + sc + 1 В этой формуле I—-длина отводной трубы (от резервуара до отводного коллектора), м; С — коэффициент в формуле Шези; С — коэффициент ‘Местного сопротивления. Средний расход истечения: qcp = у = l,74[id2]/ Ямакс м^сек = = 1740и.«'2 л!сек. (XIV-4) Средние расходы истечения и продолжительность опорожне- ния резервуара при длине выпускной трубы 10 м приведены в табл. 109. Таблица 109 Диаметр отводной трубы в мм Средний расход истечения в л!сек Продолжительность опорожнения резервуара (в час.) при объеме резервуара в м3 при напоре в м 500 1000 1500 2000 1,0 1,5 2 при напоре в м (максимальный) 1,0 2,0 1,0 2,0 1,0 2,0 1,0 2,0 200 250 300 38 65 99 46 79 121 54 92 140 3,5 2,0 1,5 2,5 1,5 1,0 7,5 4,5 3,0 5 3 2 11,0 6,5 4,0 8,0 4,5 3,0 14,5 8,5 5,5 10,5 6,0 4,0 Вопрос о применении регулирующих резервуаров и размеще- нии их на канализационной сети решается путем технико-эконо- мического сравнения вариантов. При экономической оценке вариантов сравнивают стоимость регулирующего резервуара или пруда и отводного коллектора от него со стоимостью отводного коллектора при отсутствии регули- рующего резервуара. При значительной длине отводного коллектора снижение его стоимости вследствие устройства регулирующего резервуара или пруда, как правило, превышает стоимость устройства этих регу- лирующих сооружений. Эффективность регулирующего резервуара резко снижается, если после сброса в резервуар или пруд коллектор продолжает принимать дождевые воды.
Размер регулирующего резервуара или пруда и диаметр от- водного коллектора зависят от величины коэффициента а, причем Рис. 99. Стоимость резервуара, пруда и коллектора при различных значениях a (коллектор после резервуара не принимает дождевых вод): / — стоимость при отсутствии резервуара; 2 —об- щая стоимость с резервуаром; 3 —- стоимость от- водного коллектора; -/ — общая стоимость с пру- дом; 5 — стоимость резервуара; б — стоимость пруда. чем меньше а, тем меньше стоимость отводного коллектора и тем больше стоимость резервуара или пруда. Для наглядного пред- ставления об эффек- тивности применения регулирующих резерву- аров и прудов на рис. 99 приведены за- висимости стоимости канализования от ко- эффициента а. Кривые стоимости составлены- для частного случая: расчетный расход Q„= = 1070 л/сек; tp = = 28 мин. и длина отводного коллектора 1 км. Коллекторы ниже регулирующего резер- вуара или пруда сле- дует рассчитывать на сумму расходов по формуле: aQP + Qi + Qon; (xiV-5) где Qj — максималь- ный расход дожд е в ы х вод с пло- щади, расположенной ниже резервуара или пруда; , aQ^ —расход, пропускаемый мимо резервуара или пруда; Qon — средний расход опорожнения пруда. Если в коллектор ниже резервуара не поступают дождевые во- ды, то Qi = 0. Пример 84. Определить емкость регулирующего резервуара, если расчетный расход, подходящий к нему, 0^=1100 л/сек, а продолжительность добегания tp = 1920 сек. Принимаем отношение расхода, пропускаемого за регулирующим резервуа- ром, к расчетному расходу a = 0,15. Емкость резервуара по формуле (XIV-1): W = (1 — a)3;2 Qptp = (1 — 0,15)'i/2 X 1,1 X 1920 = 1900 .иф При диаметре выпускной трубы из резервуара 200 мм (длиной 10 .м) и максимальном напоре в нем /Д1акс = 2 м средний расход истечения опреде- лится по формуле (XIV-4) или по табл. 109 и составит Qon = 92 л)сек, а про- должительность опорожнения: W 1900 X Ю00 г у = ------------=------------- =о,7 часа. 3600 X Qon 3600 х 92
Площадь зеркала воды в пруде: •^макс Принимаем 31 X 31 м= 961 м2. Пример 85. Рассчитать отводной 1900 2 = 950 м2. коллектор от регулирующего резервуара до водоема протяжением 1000 м по данным из примера 84; Qp= 1100 л/сек; а = 0,15; Qon = 92 л/сек. Регулирующий резервуаре piino л/сек а-. 1000мм ^'Oonz92 Л/С^ * еОО^м,У /ОООм (Л 0,0025 I /д авр-ЮОп/сек. Рис. 100. Регулирующий резервуар перед отводным коллектором (к примеру 85). Отметки: лотка выпускной трубы (d = 200 мм) из резервуара — 98,40 м и го- ризонта воды в водоеме — 96,00 м (рис. 100). Расчетный расход для отводного коллектора определится по формуле: <*Qp т Qon = 0,15 X 1100 + 92 = 257 л/сек. Регулирующий резервуар 1 =1100л/сек\ d-1000'мм П/ 0Оп=92 л/сек /Я 38,40 d-бООмм, 1-300м © F -0,5 га F= 4,5 га 5: II 96,00 FB8V 4=0.0025 0^ 1 аОу1о5л/сек . 2 0=1000мм,1-300м ~ F=o,5ea. )г/ 0=1100мм,1--300м F=4,5 га © •Сг 1 d-ИООмм- Рис. 101. Регулирующий резервуар перед отводным коллектором, принимаю- щим дождевые воды (к примеру 86). При уклоне коллектора i = 0,002 диаметр его (по таблицам А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных [8]) будет: d = 600 мм и v = 0,91 м/сек. Падение на ' длине коллектора — 0,002 X 1000 = 2 м. Присоединение труб — шелыга в шелыгу — определит отметку лотка коллектора у резервуара: 98,40-—(0,6—0,2) = 98,00 м. У выпуска в водоем отметка коллектора: 98,00—2 = 96 м, что соответствует заданию. Пример 86. Рассчитать отводной коллектор /—2—3—4—выпуск, принима- ющий ниже регулирующего резервуара дождевые воды с площади кварталов 1, 2, 3 и 4 (рис. 101). Расходы до резервуара: Q,, — 1100 л/сек; а = 0,15 и Qon ~ 92 л/сек. Отметки: лотка выпускной трубы (d — 200 мм), из резервуара — 98,40 л:, водоема — 96,00. Расчетная интенсивность дождя: Л _ 2Qra?20(l + Clgp) trl tn 2Оо,67 . , 87 (1 о,851g/?) -------------(Уб?------------Л1сек па 1 га. • t ’
Коэффициент стока Зср = 0,7. Расчетный расход на транзитном участке 1—2 коллектора будет: «QP + Qon = 0,15 X 1Ю0 + 92 = 257 л/сек. Диаметр его d = 600 мм; v = 0,91 м/сек при I = 0,002 (см. пример 85). Падение на длине коллектора /1—2 — 300 м равно 0,002X300=0,6 м. От- метка лотка коллектора в точке 1- 98,40—(0,6—0,2) = 98 м, а в точке 2:98—• — 0,6 = 97,40 м. На участках 2—3 и 3—4 расчетный расход коллектора определится по формуле (XIV-5) aQp + Qon т Qi> где aQp~‘ 0,15X1100= 165 л/сек; Qon~ 92 л/сек; Qi — максимальный расход дождевых вод с площади кварталов (1, 2, 3 и 4), имеющих внутриквартальную дождевую сеть. Он определится по фор- муле (ХШ-15) при постоянном коэффициенте стока = 0,7; т] = 1 (F < 300 га), = 0. О — ^cpAF-g _ 0,7A/J X 1 1 ~ + t,lp)n ~ (5 + ^)0'67 ’ где А = 200.67X87 (1+0,85 1gр) ='650 (1+0,85 Igp). Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя р=0,5 года по табл. 89 для дождевой канализации при плоском рельефе местности при <7«о =’87 = 90 л/сек. Тогда формула расхода дождевых вод будет: 0,7 X 650(1 + 0,851g 0,5) X F 341+ (5 + М0'67 = (5 + М°'67 Л’СеК' Удельный расход дождевого стока: 341 7 у =--------л1сек с 1 га- (5 + t„p)0'61 Для расчета коллектора на участке 2—3 длиной /2-з ~ 300 м задаемся скоростью течения v — 1,0 м/сек; тогда продолжительность протока по участ- ку 2—3 будет 2 х 72_3 2 X 300 t„n =--------=------------= 600 сек. = 10 мин. Р Ъ 1,0 Величина площадей стока написана на плане (см. рис. 101). Расход дождевых вод в конце участка с площади бассейна стока — 4,5X2=9 га будет: 341 X 9 341 X 9 „K4zQ _лп , Q. =------------—----------=оо,5х 9= оОО л сек. (5 — Ю)0,67 150,67 Расчетный расход в конце участка определяем по формуле: a.Qp + Qon + Qi = 165 + 92 + 500 = 757 л/сек. (XIV-5) По таблицам А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных [8] подбираем диаметр d = 1000 мм; уклон i — 0,0012 и скорость v — 0,99 м/сек. Падение на длине коллектора /2_3 = 300 м будет: 0,0012X300=0,36 м. Отметка лотка коллектора в точке 2'- 97,40— (1,0—0,6) = 97,00 м, а в точке 3; 97,00—0,36 = 96,64 ль
На участке 3—4 длиной 13_4 — 300 м задаемся скоростью течения V/, = 1,00 м/сек, тогда продолжительность протока на участке 3—4: Z3_4 2 X 300 tn„ = 2 х ------- = ~—-------— 600 сек. = 10 мин. y.i 1,1 Расход дождевых вод в конце участка будет: 341 х 18 (5 + 10 + 10)°’67 341 X 18 ---------= 39,5 X 18 = 711 л/сек. 250,67 Расчетный расход в конце участка: aQp + Qon + Qi = 165 + 92 + 711 = 968 л/сек. По таблицам Лукиных (81 находим диаметр d = 1100 м при 1 = 0,0011; щ = 1,01 м/сек. Падение на длине коллектора будет: 0,0011X300=0,33 м. Отметка лотка коллектора в точке 3: 96,64—(1,10—1,00) = 96,54 м, а в точ- ке 4: 96,54—0,33=96,21 м. На участке 4 — выпуск длиной 100 м местного притока дождевых вод нет (участок является транзитным). Дождевые воды поступают по-прежнему с площади F = 18 га. Задаемся скоростью течения v = 1 м/сек-, продолжитель- ность протока на участке составит: 2 X ЮО tnp — —— = 20^ сек' = $ ми"’ и расход дождевых вод -в конце участка будет: ________341 X 18 (5 + Ю + 10 + З)0’97 Расчетный расход- = 659 л/сек. aQp + Qon -г Qi = 165 + 92 + 659 = 816 л/сек, т. е. меньше расхода на предыдущем участке. Согласно СНиП ПГ 6—62 расход на последующем участке должен быть принят равным расходу предыдущего участка, т. е. участок 4 — выпуск рас- считываем на расход 968 л/сек и получим коллектор такого же диаметра, как и на предыдущем участке, при том же уклоне 1 = 0,0011. Падение на длине коллектора в 100 .и будет: 0,0011X100=0,11 м и отмет- ка его при выпуске в водоем: 96,21—0,11=96,10 м—близка к заданному гори- зонту воды в водоеме (96,00 м). На рис. 102 показан продольный профиль рассчитанного коллектора. Пример 87. Рассчитать коллектор при отсутствии регулирующего резервуа- ра. Расчетный расход, подходящий к точке 1, Qp — 1100 л/сек, а продолжи- тельность добегания /=> 1920 сек. Площадь стока — 24,7 га. Площадь стока с нижерасположенных кварталов (/, 2, 3 и 4) и схема коллектора показаны на рис. 101 прямой линией 0—1—2—3—4—выпуск. Остальные данные для рас- чета дождевого стока — из примера 86. На участке 0—1—2 задаемся скоростью v2— 1,43 м/сек (по предыдущему участку) и определяем продолжительность протока по участку 1—2 при Л-2 = = 340 м- 2Z, , 2 X 340 =------- =------й— == 476 сек. = 7,9 мин. = 8 мин. v2 1,43 Расход дождевых вод на участке при площади бассейна стока F=24,7 га будет: 455 X 24,7 q = -- __ 948,5 л сек. (32 -г 8)0,6'
Расход 948,5 л/сек меньше расхода на предыдущем участке 1100 л/сек, поэтому принимаем расчетный расход на участке 1—2 равный 1100 л/сек-, диа- метр d = 1000 мм при 1 = 0,0025 и v =4,43 м/сек (по предыдущему участку). Падение на длине участка коллектора 2 = 0,0025X340=0,850 м. От- метка лотка коллектора в конце участка (точка 2)—97,20 м. ъ88,00 Отметки потна трубы,м Отметки земли, м Расстояния м Номера точек \W 300,00 | 300,00 300,00 \100,®\ оП/ 2I Я Л был Рис. 102. Продольный профиль по отводному коллектору (к примеру 86). На участке 2—3 длиной /2_3 = 300 м, задаваясь скоростью предыду- щего участка vs = 1,10 м/сек находим продолжительность протока: 2 X /2=3 2 X 300 =-----------=-----—— = 545 s 9 мин. V-A 1,1 Расход дождевого стока в конце участка при площади стока Ft = 24,7 га и F-, — 4,5-2=9 га будет: Л _ 455 X fi 341 X F-i _ 455 X + 341 X F2 _ 1 ~~ (5 + tnp)°-67 Ь (5 + tnpp67 ~ (40 + 9)0,67 455 X 24,7 + 341 X 9 , „„„ , =------------------------ = 1056 л/сек = 1100 л сек. 490,67 Рассчитываем на расход предыдущего участка 1100 л/сек при i = 0,0015: v = 1,18 м/сек-, d — 1100 мм. Поверочный расчет при о3 = 1,18 м/сек дает: tnp — 2 X 300 1,18 = 508 сек. = 8,5 мин. 9 мин., поэтому пересчета Qi производить не нужно. Падение на длине участка коллектора: 0,0015 X 300 = 0,45 м. Отметка лот- ка коллектора в начале (в точке 2): 97,20—(1,1—1,0) =97,10 м и в конце (в точке 3): 97,10—0,45=96,65 м. Для участка 3—4 длиной /3_4 = 300 м, задаваясь скоростью в предыду- щем участке = 1,18 м/сек находим продолжительность протока: 234
Lnp--- 2 X Zg 4 2 X 300 1,18 = 8,5 мип. = 9 мин. Расход дождевого стока в конце участка при Fl — 24,7 га и F3 = 4,5 X X 4 = 18 га при принятых выше расчетных формулах будет: 455 X 24,7 + 341 455 X Fi + 341F2 (5 + (49 + 9)0’67 = 1144 л1сек. Рис. 103. Продольный профиль по отводному коллектору при отсутствии регулирующего резервуара (к примеру 87). По таблицам находим d — 1100 мм при i = 0,0016 и v — 1,22 м/сек. Паде- ние на длине участка коллектора: 0,0016 • 300 =* 0,48 м. Отметка лотка кол- лектора в конце участка (в точке 4): 96,65—0,48=96,17 м. На участке 4 — выпуск длиной 100 м диаметр и уклон коллектора прини- маем по предыдущему участку: d = 1100 мм; 1 = 0,0016, так как он рассчиты- вается на расход предыдущего участка Q — 1144 л/сек. Падение на длине участка коллектора 4 — выпуск 0,0016 • 100—0,16 м. От- метка лотка в точке выпуска 96,17—0,16=96,01 м близка к заданному горизон- ту воды в водоеме. Продольный профиль коллектора при отсутствии регулирующего резерву- ара представлен на рис. 103. Сравнение продольных профилей отводного коллектора (см. рис. 102 и 103) указывает па нецелесообразность устройства регулирующего резервуара. Глава XV РАСЧЕТ ОБЩЕСПЛАВНОЙ СЕТИ И ЛИВНЕСПУСКОВ Для гидравлического расчета общесплавной сети каждый кол- лектор разбивают на расчетные участки; границы участков назна- чают в местах присоединения к коллекторам притоков (уличных 235
и от промышленных предприятий), а также в местах изменения уклона, направления трассы, устройства ливнеспусков и перепадов. Каждый участок сети рассчитывают на пропуск расчетных расходов, которые образуются в низовом его сечении во время дождя и, кроме того, проверяют на пропуск расчетных расходов в сухую логоду. На верховых участках сети, где расход в сухую погоду меньше 10 л/сек поверку не производят. Общесплавную сеть до первого ливнеспуска рассчитывают на пропуск суммарного расчетного расхода бытовых производствен- ных и дождевых сточных вод. Расчетный расход для бытовых вод принимают среднесекунд- ный (за год), для производственных вод — среднесекундный за период наибольшей (по расходу) смены, а количество дождевых вод определяют способами, принятыми для расчета дождевой се- ти (см. гл. XIII). Среднесекундный формуле (Ш-10), а расход бытовых вод города определяют по производственных — по формуле: Qcm. X 1000 , Q,lp = .л:сек’ (XV-1) где QCI(—наибольший расход в смену производственных вод, м3; Т—продолжительность смены в часах (6—8 час.). Расчетный расход бытовых сточных вод промышленного пред- приятия определяют по формулам (Ш-13) и (Ш-17). Поверку участков общесплавной сети на пропуск расходов в сухую погоду производят по максимальным секундным расходам бытовых и производственных вод, определяемых по способам, принятым для расчета неполной раздельной канализации. Гидравлический расчет канализационного коллектора после первого и каждого последующего ливнеспуска производят на сум- му расходов, определяемую по формуле: Q/шсч Qcyx “Ь ^oQcyx Q<Joac’ (XV-2) где Qcyx — расчетный расход бытовых Q6 и производственных Qnp сточных вод в сухую погоду (без учета возмож- —наго сброса части его через ливнеспуск в водоем во время дождя) т. е. Qcyx = Q6 + Qltp; •п0—коэффициент разбавления, показывающий отношение количества дождевой сточной воды, не сбрасываемого через ливнеспуск (Qw. дож) к количеству бытовых (Q6) и производственных (Qnp) сточных вод, т. е. _ Qu. дож (Qe + Qnp) /zn Qcyx — расход дождевых сточных вод, не сбрасываемых че- рез ливнеспуск (Qh.йож ), выраженный через расчет- ный расход бытовых (Qd) и производственных (Q,IP) сточных вод, т. е. через расход в сухую погоду (.Qcyx Qo ~ Qnpfl
О.дож — расчетный расход дождевых сточных вод, определяе- мый в предположении, что коллектор начинается у ливнеспуска, т. е. это — расход дождевых вод, посту- пающих в сеть ниже ливнеспуска. Ливнеспуски располагают на коллекторах в местах возможно- го сброса сточных вод в водоемы, на основе технико-экономичес- ких и санитарных соображений. Величину коэффициента разбав- ления п0 на ливеспусках желательно определять расчетом на основе гидрологических данных и самоочищающей способности во- доема, характера использования его, условий смешения сбрасы- ваемых сточных вод с водами водоема с учетом требований Н 372—61 [3]. При проектировании находят коэффициенты «о, исходя из до- пустимого загрязнения водоема, или, задаваясь коэффициентами разбавления, находят возможное загрязнение водоема. В. последнем случае для предварительных расчетов коэффици- ент разбавления п0 можно принимать в следующих пределах: а) при сбросе сточных вод в пределах города в мощные вод- ные протоки— 1—2; б) то же, но при сбросе в слабопроточные водоемы — 3—5; в) у насосных станций в зависимости от их расположения от- носительно границ жилой застройки и гидрологической характе- ристики водного протока — 0,5—2; г) у очистных канализационных сооружений — 0,5—1. Для каждого ливнеспуска определяют частоту т0 и продол- жительность Тгод его работы в течение года, а также среднего- довой объем сброса бытовых и производственных сточных вод We. пр и их смеси с дождевыми водами W!Od. Для определения этих показателей служат формулы: /По = Г (1 — Т) (М’833(1 + с Igp) + т?3, (XV-3) Тгод = k'tQ мин., (XV-4) W »р = Qcyx toks л*3;' (XV-5) №год = (XV-6) где п0 — принятый коэффициент разбавления; S — отношение расчетного расхода дождевых вод к рас- ходу бытовых и производственных, т. е. _ Qdoatc Одож Qs + Qnp Qcyx С — коэффициент в формуле расчетных интенсивностей (ХШ-З) —принимается по табл. 85; р— принятый период однократного превышения расчет- ной интенсивности дождя; t0 — расчетная продолжительность протока дождевых вод до ливнеспуска, мин;
Qcyx~ расход бытовых и производственных вод у ливнеспу- ска, л1сек\ k', k", kx— коэффициенты, зависящие от т0 (принимаются по приложению VIII); т — климатический коэффициент, равный 0,2 при С = 0,85—0,9; 0,24, при С=1 и 0,27, при С = 1,2. При проектировании, исходя из санитарных требований Н 372—61, находят величину допустимого среднего расхода сбро- са бытовых и загрязненных производственных сточных вод в во- доем (Qt-бр.б. пр)- Затем находят отношение допустимого среднего расхода сброса (QC6p. б.пр) к расходу Qcyx. притекающему к лив- Qc6p. б. пр неспуску в сухую погоду, т. е. —------- и по величине этого Qcyx отношения из приложения VIII определяют частоту периодов ра- боты ливнеспуска в течение года т0. По вычисленным для данного ливнеспуска величинам Сир и найденной величине т0 из формулы (XV-3) определяют п0. Схема расчета коллектора общесплавной канализации показа- на на рис. 104. До ливнеспуска № 1 в точке 3 суммарный расход равен: Q-р ~ О.дож 4" Qcyx- За ливнеспуском № 1 суммарный несбрасываемый расход ра- вен: Qh. сум ~ HoQcyx 4“ Qcyx = (^0 4” 1) ’ Qcyx- Расход nQ-Qayx ниже ливнеспуска принимается постоянным. Расход дождевых вод, сбрасываемых через ливнеспуск № 1: Qc6p Qp Qh. сум Qdojic ^0 ' Qcyx' Согласно рекомендациям СНиП П-Г. 6-62 расчет сети после ливнеспусков производят в предположении, что сеть начинается после каждого ливнеспуска. Поэтому сечение 4 коллектора (на участке 3—4) рассчитывают (по формуле XV-2) на расход: Q.< — Qcyxl 4' (^oQcy.r)l Qdmict > где Qcyxt — расход сточных 'вод в сухую погоду с вышележа- щих площадей бассейнов (Fi-3 и 773_4); Qdoact—расчетный расход дождевых вод, поступающих в коллектор на участке 3—4 (с площади J73_4); (/г0 QcyJi—несбрасываемый расход дождевых вод через лив- неспуск № 1. Расчетный расход в точке 5 определят по продолжительности протока /7-4, если /3_4<^-4, и сумме площадей стока F7-4, F3_4 и F4-s или по продолжительности протока г!3_4, если /3_4>^7_4. Участок после ливнеспуска № 2 у насосной станции рассчиты- вают на расход у насосной станции Qh. с- а) при установке ливнеспусков на главном коллекторе (см. рис. 104): Qs-H. с — Qcyx н. <?.4~ (floQcyxh 4- Qdom: н. с\
б) при установке ливнеспусков на притоках: Qh. с = Qcyx н. с («oQcyJl + («oQtyA + Qdoxb-H. с , где Q'cyxn. с'— Расх°Д в сухую погоду, поступающий на на- сосную станцию со всего бассейна коллек- тора (1—н. с.); («0Qcy.v)i и (лоСсу.г)2 — расходы дождевых вод, не сбрасываемые первым и вторым ливнеспусками; Qi-южн-с—расчетный расход дождевых вод с площади стока, определяемый по продолжительности протока с. Рис. 104. Схема расчета коллектора общесплавной канализации (•^1-3, ^3-4—площади стока участка коллектора 1—3, 3—4 и т. д.). Магьс1”1>а,’ьнай Рис. 105. Схема общесплавной канализации центральной части города А. Пример 88. Рассчитать главный коллектор общесплавной сети централь- ной части города А по схеме, приведенной на рис. 105. Местность имеет па- дение к реке со средним уклоном 0,008. Магистральные улицы показаны на схеме.
Исходные данные. Плотность населения в первой зоне застрой- ки 310 чел! га, а во второй — 230 чел/га (с учетом площадей улиц). Среднесу- точные нормы водоотведения бытовых сточных вод соответственно 185 и 155 л на одного человека. Промышленные предприятия (№ 1 — кондитерская фабри- ка и Кв 2 — хлебозавод) работают в две смены по 7 час*. Площадь, занимае- мая ими — 4,0 + 8,3 = 12,3 га. Количество производственных, бытовых и душе- вых вод от промышленных предприятий принимаем по табл. 7; 9 и 11; примеры 7; 9 и 12. С территории кварталов и предприятий поверхностный сток дожде- вых вод принимается в уличную сеть через дождеприемники в воротах. Для определения расчетного стока на основании карт изолиний парамет- ров q20 — 87 л)сек на 1 га и п = 0,67 и коэффициента стока tycp — 0,7 для первой зоны застройки и коэффициент покрова zcp — 0,164 для второй зоны застройки (примеры 76 и 79) при различных периодах однократного превы- шения расчетной интенсивности дождя выведены следующие формулы: 1) при постоянном коэффициенте стока р — 1 год: 0,7 X 650 — />.67 455 455 (tK + Хд)0’67 (5 + М0'67 л/сек с 1 га; р = 2 года: 455 X 126 (5 + M0’67 573 (5 + ^)°'67 л/сек с 1 га; 2) при переменном коэффициенте стока р = 1 год: 0,164 X 6501’2 389 (5 + tnp)°’7 л[сек; р = 2 года: _ 389 X 1,26 <?У“ (5 + tnp)0'7 ------------- л/сек с 1 га. (5 + t Пр)0,7 Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя р мо- жет быть принят по табл. 89, в зависимости от площади бассейна. Удельный среднесекундный расход бытовых вод с 1 га: 9о = 310 X 185 24 X 3600 = 0,66 л/сек в первой зоне; 7о = 230 X 155 24 X 3600 0,41 л1сек во второй зоне. Расход бытовых и душевых вод (см. табл. 9 и 11) соответственно со* ставит: 410 X 25 + 400 X 40 , , от кондитерской фабрики: qg=-------------------------= 1 л/сек; I OvvV 84 X 25 + 84 X 400 п , от хлебозавода: = —-———--------------= 0,35 л/сек. Расход загрязненных производственных вод (см. табл. 7): 132 X 1000 с , <?»/> = - 7 х"зб00~" = 5’24 Л^сек; =2,5: 3,2 X 1000 <Jnp = =°>13 л/сек; Ачас = 1,5. /X 3600 * Основные предприятия города — хлопчатобумажный комбинат и коже- венный завод — канализуются по раздельной системе.
По гидрологическому и санитарному состоянию реки могут быть устрое- ны ливнеспуски на главном коллекторе в точках 5, 6 и 9 с коэффициентом раз- бавления По = 2. Начальная глубина заложения выпусков из зданий—1,10 м при глубине промерзания 1,4 м. Разбивка территории центрального района на плошади стока, тяготеющие к отдельным участкам сети, показана на рис. 105. Результаты подсчетов площадей стока бытовых вод с каждой из этих пло- щадей сводим в ведомость (табл. ПО). Таблица НО Ведомость площадей стока и расходов бытовых вод (к примеру 88) Площадь стока (по рис. 105) Пло- щадь • стока в га Расход бытовых вод в л/сек Площадь стока (по рис. 105) Пло- щадь стока в га Расход бытовых вод в л!сек удельный расчетный удельный расчетный (А’о = 1) 26 13,1 0,41 5,4 29а 5,0 0,66 3,3 34 9,0 0,41 3,7 2917 2,3 0,66 1,5 38 9,0 0,41 3,7 37 а 9,3 0,66 6,1 42 10,4 0,41 4,3 37(7 6,0 0,66 4,0 27 13,1 0,66 8,7 41а 4,7 0,66 3,1 35 9,4 0,66 6,2 41(7 4,7 0,66 3,1 39 9,0 0,66 5,9 45а 4,3 0,66 2,8 43 И.7 0,66 7,7 45(7 4,0 0,66 2,6 28 9,0 0,66 5,9 30 4,2 0,66 2,8 36 7,2 0,66 4,8 31 5 7 0,66 3,8 40 5,7 0,66 3,8 32 3,6 0,66 2,4 44 6,7 0,66 4,4 33 4,7 0,66 3,1 Предприя- 4.0 Предприя- 8,3 тие № 1 i тие № 2 По выведенным формулам построены кривые удельного стока при ^ср ~ 0,7 (рис. 106) и при гср = 0,164 (рис. 107). Для этого вычислены значения удельного стока, приведенные в табл. 111. Таблица 111 Значения и t при фср==0,7 и гср = 0,164 f в мин. 5 1 | 10 | 15 J 20 25 30 40 50 60 Р В год , ^ср — 0,7 Цу в л'.сек . 155,0 97,2 72,5 61,1 52,6 46,6 38,4 33,1 29,3 1 с' 1 га . . . 195,3 122,5 91,4 77,0 66,3 58,7 48,4 41,7 36,9 2 Од ~ 0,164 126,1 77,6 58,3 47,8 40,9 36,0 29,3 25,2 22,1 1 158,9 97,8 73,6 60,2 51,5 45,4 36,9 31,7 27,8 2 Расчет главного коллектора ./--2- -5-/2 (см. рис. 105) сопровождается е составлением ведомости (табл. 112) и продольного профиля (рис. 108). Сначала заполняем ведомость данными с плана сети и материалами вы- Д полненных подсчетов (графы 1; 2; 3; 4; 5; 12; 13; 14; 15). Затем определяем | расчетные расходы дождевых вод по участкам (до первого ливнеспуска). Sj„ 16 Заказ 2244 241
f3 Рис. 107. Кривые удельного стока при-переменном коэффи- циенте стока {zcp = 0,164) (к примеру 88). ' ^88,00_______; Отметки лотка mpyibi.M Отметки земли,» I Расстояния,» Номера точек Рис. 108. Продольный профиль главного коллектора общесплавной канализации центральной части города А (к примеру 88).
На участке 1—^задаемся скоростью 1 м/сек и определяем продолжи- тельность протока—j— = 760 сек. = 12,7 мин. и продолжительность полной концентрации стока t = ^ + ^=5+12,7 = 18 мин. По графику (см. рис. 108) для t = 18 мин. и р = 1 год находим удельный сток 51,5 л/сек с 1 га. Расчетный расход дождевых вод в конце участка будет: 51,5X10,4=535,6 л/сек, а общий расчетный расход с бытовыми'водами (гра- фа 12) составит 535,6+4,3 = 540 л/сек. По таблицам Лукиных (81 труба диаметром 800 мм пропустит этот расход при уклоне 0,0019 со скоростью 1,08 м/сек. Такая скорость не соответствует заданной. Поэтому проверяем продолжительность протока при v = 1,08 м/сек. *Пр = “7^— =704 сек. = 11,7 мин. 1, МО Тогда t — 5+11,7 = 17 мин., =53 л/сек с 1 га к общий расход дождевых бытовых вод: 53X10,4+4,3=551,2+4,3=555,5 л/сек. Этот расход пропускает труба такого же диаметра, но при уклоне 0,002 и скорости течения 1,10 м/сек, т. е. близкой к 1,08 м/сек. Поэтому новой поверки продолжительности потока не делаем, а принимаем в концевом сечении диаметр 800 мм с уклоном 0,002. Учитывая постепенное нарастание расходов по длине участка 1—2, разби- ваем его на подучастки длиной каждый не менее 40—50 м, чтобы избежать очень частого расположения смотровых колодцев. Для этого находим расход на 1 пог. м участка (<7ПОГ. л1) 551,2 1 ле. , 9поГ. м = —= 1Л5 л/сек па 1 пог. м. Зная по таблицам Лукиных 181 пропускную способность труб диаметром 300; 350; 400 мм при уклонах, обеспечивающих самоочистную скорость (0,8 м/сек), находим длины участков соответствующего диаметра. Минимальный диаметр на первом подучастке принимаем равным 300 мм при г = 0,004 и О] = 0,81 м/сек. По пропускной способности его (при полном 57,4 наполнении) 57,4 л/сек находим длину подучастка 1—1а равную ——~ = 40 м. 1,45 Таким образом находим диаметры и длины остальных подучастков (табл. 112). Расчетный расход и пропускную способность заносим в графы 17 и 21 табл. 112. Они могут расходиться от ±5 до ±10% 1201. При расчете коллекторов следует следить за постепенным нарастанием ско- ростей (см. графу 7). Допускается и постепенное снижение их, но не ниже само- очистной скорости в сухую погоду. На участке 2—3 площадь стока не увеличивается. При этом расчетный рас- ход дождевых вод получается даже меньше, чем на предыдущем участке (451,5 л/сек вместо 540,9 л/сек), так как увеличивается продолжительность прото- ка. В таких случаях в ведомости представляем расход предыдущего участка. Увеличение уклона, вызываемого рельефом местности, приводит к уменьшению диаметра (с 800 до 700 л см). В точке 5 главного коллектора намечаем ливнеспуск. Расход в сухую погоду поступающий в эту точку по коллектору,—11,7 л/сек (графа 12 табл. 112) и от протока 0—5—5,4 л/сек, составляет 17,1 л/сек. Расход дождевых вод, не сбрасываемых ливнеспуском, при коэффициенте раз- бавления п0 = 2 составит 17,1X2=34,2 л/сек (графа 16). Расход дождевых вод от участка 4—5 составляет 1235,4 л/сек (графа 11); от притока 0—5—43,5Х X 13,1 =570 л/сек-, всего — 1805 л/сек. Сбрасываемый через ливнеспуск расход: 1805—34,2=1771 л/сек. При расчете участка 5—6 предполагаем, что сеть начинается после ливне- спуска, т. е. от точки 5. При этом диаметр труб на участке получается 1000 л<л'.. В точке 6 намечаем второй ливнеспуск. Расход в сухую погоду складывается из бытовых вод по коллектору (участок 5—6)—25,8 л/сек и по притоку — 44,8 л/сек, всего 70,6 = 71 л/сек.
Расход дождевых вод, не сбрасываемых ливнеспуском, при п0 2 составит 71X2=142 л!сек. В точке 9 предполагается третий ливнеспуск. К этой точке по коллектору по- ступают бытовые воды города—82,6 л/сек, и по притоку—18,1 л/сек, бытовые и производственные воды от предприятий — 6,2 л!сек, всего—82,6+18,1 + 6,2=106,9 = 107 л)сек. Расход дождевых вод, не сбрасываемых ливнеспуском, 107.x Х2=Й14 л]сек. В точке 12 устраиваем четвертый ливнеспуск. Расход бытовых вод горо- да— 103,1 л/сек, бытовых и производственных вод предприятий—1,4+5,3= = 6,7 л!сек, всего 109,8 == ПО л/сек. Расход дождевых вод, не сбрасываемых ливнеспуском — 110 X 2 = 220 л/сек. При построении продольного профиля коллектора, учитываем, что трубы соединяются по шелыгам. В точках 2 и 9 при переходе с большего диамет- ра на меньший трубы сопрягаются по дну лотков. Пример 89. Определить режим работы ливнеспуска № 1 (см. пример 88). 1. Число сбросов смеси сточных вод из ливнеспуска в водоем за год оп- ределяем по формуле (XV-3), которая после подстановки значения т = 0,2 при С = 0,85 принимает вид: / пп \о,з5з т0 =[0,8 ^ (1 + 0,85 Igp)+-0,2]“3, (XV-3') \ О / где «о = 2 — принятый коэффициент разбавления; при подходе сточных вод к ливнеспуску. При р = 1 год: / 2 >0,833 „ «о =[0,8 — +-0,2]-3=9. 2. Продолжительность работы ливнеспуска за год находим по формуле (XV-4); Т’гоа — krt,y = 12,5 X 32 = 400 мин. — 6,7 час., где 1г’ = 12,5 по приложению VIII (интерполяцией); Zo =' 32 мин. по табл. 112 (графа 9). 3. Средний годовой объем сброса бытовых сточных вод определим по формуле (XV-5): \V6 = Осух10 х kx = 17,1 х 32 х 0,156 = 85,4 где kx— 0,156—по приложению VIII (интерполяцией). 4. Средний годовой объем сброса смеси бытовых и дождевых сточных вод находим-по формуле (XV-6): №год = n0Qcyxtuk" = 2 X 17,1 X 32 X 0,41 = 448,7 м\ где «"=0,41—по приложению VIII (интерполяцией). 5. Отношение ®сбр~ — 0,216 — по приложению VIII (интерполяцией) даег Qcyx возможность определить количество вносимых в водоем загрязнений в виде бы- товых сточных вод: -• Qc6t> б-= 17,1 X 0,216 = 4 л/сек или 14.4 м3/час. Если количество вносимых загрязнений для водоема велико, то увеличи- ? ваем и0. | Пример 90. Требуется определить коэффициент разбавления при следую- V ших данных. Расход ФСул “110 л/сек, суммарный расчетный расход до лив- 3 йеспуска: Qt = Qcyx -+ Qdox — $10 л.!сек. В данный водоем может быть сбро- | шено 24,3 л<сек бытовых вод
94 О О С© Ч С5 0'1 4Ь ОО IO w Т Г iiiiiiiiiiiLLLL *— >-* Н- Ф 7) Ч Cl о: to N % ОЙ ND ►—» О ' № уч; стка « V п O^COCOh3OOC0 4 4OOSG)Js.CO 2 о о о ° ° ° о о о о о о o-t о ОО о о о о о о о о о о о о о 00 Диаметр трубы в мм и о ооооооооооооооо 22222°ооооооооо ооооооооооооооо -Ч О ГО н-* »-* "Ч М сл S Уклон по расхо О о О О О О О 1— ►“1 О О ОО о о СО Ч со СО С-0 СЛ О Сл 4^ О ND к— 2 L-T 7-* £. О ND 4* 3© —‘ оо о ю о nd со ч со о о о» 4^ ►— Сч о о о о о 4^ о nd о о й Падение в м ду предыдущего учасп ОС©СЧСЛ№<50ООЗЧСЛСлСОЮн- ND С75 С©> О ‘ ND ND •-* ч 4^ СЛ 0© Сл С© Сл IC -i* -4 4- Ч Ч О 4* С ч 4 Ч СП 4ь» О О СИ Сл О О Ч ф! СО Ч О 4^ to Пропускная способ- ность трубы в л/сек 2”“ J"* *"* w J4"’ I i | О О о 4 4 о О О ND .ND 1 общий коэф- фициент не- равномерно- сти бытовых вод <а согласно ( 9,46 — 9,46 9,46 — 9,46 15,8 — 15,8 23,12 — 23,11. 38,4 - 38,4 130,05 — 130,1 135,66 6,2 141,9 140,42 6,2 146,6 165,0 6,2 171,2 165,0 6,2 171,2 165,0 6,2 171,2 SS | К 1 Sg 1 бытовых бытовых и про- 1 с кварта та изводсгвенных итого предприятий Расход в л,сек ........ Гидравлический режим в сети при расходе в “Г £ т о ND 'гГ nd оо 0,10 0,81 0,90 0,77 0,14 0,6 0,25 0,82 0,23 0,71 0,21 0,72 0,37 0,80 0,30 0,86 0,29 0,90 1 26 j 27 я 1 р 1 о я Скорость те- чения. в м/сек сухую погоду Пподолжени -О СО 'Х-1'Л С Л 03 Ь5 м* Ч> У Т I । । I I I I । । । 1ЦП - — ►-ооо-^етсл^соьэЯс» с,е> ND >-* О ' X» участка | NDCnNDO3O3CO4^NDNDND>-* О СО 4 >— СлООС^к^^’—•с0СОСЛ4^ COOCOOOOOCtCOQtCO to Длина участка в л< j СОФ | ФФСС | | | | | ФЗ О ОО н-* 4^- 4^ 4^ CO транзитного Площадь стока в га Со СО 4^ 4^ О СО ND ND Д-* 1 СО 05 ND ОФ 1 1 1 1 О 4^ СО 4^ >—1 Сл 4 05 ND A попутного 1 1 1 сл | | о о, | | , | | 4^ О ОО СП бокового н- И— N3 ’-л ND Н- Н-* >-а 4^h-*CONDOOOCOOoOOO*44^ND'-- CCOONDOO—•4^4^4^4^СоСОСЛ*— СП СО ND о расчетная со со C0h-*NDC04C0C04NDC0Oh-*>--‘4^>--‘ Скорость течения в м/сек ел О О О О со Со 4^ 4^ сл СО СО СО ND >-* 05 О СО ND О СЛ СО ND ОО 4^ О >— О со по участку 97 (пр = П р о д о л ж и те л ь н о с ть протока в сек. СО СО н-* СО ND и- СО ND ND >— *— >— _ О О 4^ СО 4=>- СО СО ND 4 СО СО 4^ >— СО О 4ь. оо СО 05 4^ СЛ СО О СО С© ND СО СО 4 05 о суммар- ная !~5 + *пр 4^ ч Сл Сл СО О 4* СО 4^ СЛ СЛ Сл Сл СЛ ‘ С' 4^- СЛ 03 О От СО GO ОО ‘ ‘ 1 1 О Сл О О О О О Сл О О Сл СЛ СП СЛ СЛ о Удельный сток в л/сек с 1 гп сл СЛ W Ю ф Ч СО Ю Ч >4 Cl w W СО 4^ О> ND СЛ ND сл СО СО 4^ СО Ч СЛ ND СЛ О н-* 05 >— 4^0 СЛ Ч Ч СЛ СО ►— О О СО СЛ 4^ О ОО СЛ 4^ ND ND О СЛ СО СО Ч £ дождевых Расчетный расход сточных вол в л/сек ОООСОЧЧЮк-* COCOCoNDOOCn^CO^kb-COlsD^O У-Ун-Ук-г 05 СО сл со 4 0 СО СО О О О СЛ to бытовых При Ко гг-—ч 11|111111 4^ 4^ бытовых от предприятий ЧЧЧЧ1 1 I I | | I | | 1 CO СО ND ND bD £ загряз- ненных производст- венных I 1 N 1 1 И 1 1 1 1 1 1 1 CT услов- но чи- стых ND ГФ ND 1 11111111 to 05 дождевых за ливнеспускол О CO СЛ О О to СЛ сл co ND tr1 ФФОЭСлао^^^АА^ООСЛСмСЛ Ф^Фчоасо^чслоО’-соч О co ч'о о СЛ сл •-* to О О СЛ CO co ND суммарный Ведомость гидравлического расчета коллектора общесплавной сети (к примеру 88)
Qc6p. б > з По отношению———— = -——=0,221 в приложении VIII находим часто- Qcyx 110 ту периодов работы ливнеспуска за год т0 = 10. При р = 1 год, принятому 910 — 110 при выводе формулы расчетных интенсивностей, и л =---—— = 7,3 из формулы (XV-3') определяем коэффициент разбавления'- по / «о \°-833 10 = [0,81—д-j
Минимальные уклоны Наполне- ние (формула V-7) V = Kp n - 3.5 (по СНиГ 1,57 + 0,5 7? 1-П-Г.6-62) 1 мин d мм Диаметр, & ч в мм Ф X O X Ss? X X Ф X ч Г 1 11*1 <У Н t 1 ** * Ч " Я « X О X О "г* <—к р* н а. 5 cvx 5 Н О* йч Cl* *"—• сх а о *4 л ф и. О 2 U О 125 0,5 0,008 0,65 0,0007 0,59 0,008 0,64 150 0,6 0,0063 0,69 0,0057 0,64 0,007 0,73 200 0,6 0,0049 0,73 0,0045 0,69 0,005 0,74 250 0,6 0,0039 0,76 0,0038 0,74 0,004 0,77 300 0,6 0,0032 0,79 0,0033 0,78 0,0033 0,80 350 0,7 0,0027 0,83 0,0028 0,83 0,0028 0,85 400 0,7 0,0024 0,85 0,0025 0,86 0,0025 0,87 450 0,7 0,0021 0,87 0,0023 0,89 0,0022 0,88 500 0,75 0,0019 0,89 0,0021 0,93 0,002 0,92 550 0,75 0,0017 0,91 0,002 0,95 0,0018 0,92 600 0,75 0,1016 0,93 0,0018 0,98 0,0017 0,95 700 0,75 0,0014 0,96 0,0017 1,02 0,0014 0,96 800 0,75 0,0012 0,98 0,0015 1,06 0,0012 0,99 900 0,75 0,0011 1,00 0,0014 1,10 0,0011 1,01 1000 0,8 0,0010 1,03 0,0013 1,13 0,001 1,03 1100 0,8 0,0009 1,04 0,0012 1,16 0,0009 1,04 1200 0,8 0,00083 1,06 0,0012 1,19 0,00083 1,06 1250 0,8 0,0008 1,07 0,0011 1,21 0,0008 1,07 1300 0,8 0,00077 1,08 0,0011 1,22 0,00077 1,08 1400 - 0,8 0,00071 1,09 0,001 1,25 0,00071 1,09 1500 0,8 0,00067 1,11 0,001 1,27 0,00067 1,11 Примечание. Практически удобнее пользоваться формулой/МШ1=------------ , „ ' с1мм основанной на теоретической формуле ri '= const, где г — радиус трубы.
ПРИЛОЖЕНИЕ И g Дифференцированные амортизационные отчисления и стоимость текущего j g ремонта в процентах от строительной стоимости (-по АКл) i ej 1,5 1 1 | Ь- СО о О О —< ’-ч СЧ СЧ СЧ со со СО tF tF Tt тф Tt- ю ю o' о o' ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ^-7 ^-7 ^-7 Ъ‘1 b-b-b-’5FO’rt*OCOCOT-^iQCO^’FOCOOC4’^OCO |’| | О b X О О О г- ~ Cl О1 (Ч X Х СО CQ V т? o' о" о" o' ~ т-7 ^-7 ^-7 ^-7 ^2 ^-7 г-? ^-7 г-7 ^-7 ,-7 1 . Аморгнза- Текущий ре- Наименование ция в % монт в % со О СО СЧ СО СЧ Ь- О TF ь, TF b- О < СО Ю Ь- О СЧ | 1 | О Ь- со О О О О СЧ СЧ <04 О) со со со со со o' o' o' о o' ^-7 ^-7 ^-7 -7 т-7 ^-7 r-7 ^d ^d ^-7 ,-d ^d Трубопроводы j Керамические 2,3 Асбестоцементные 3,2 1 Бетонные, железобетонные 3,2 0,5 1,0 1,2 •с Ю COOlQO-FNOCCN ОСС1Д N O^'CC'FON । | j О N CC OO Q О О О « w ОШ СШ oi co co co co co o" o'o'о о ^-7 ,-7 ^-7 т-7—7—< ^drdr-< ^d^-T^d^d^d^d ^^^NC4XOCOOO’--TFOXOOI'tOXO^ । : | о n x x о о o o с о сч сч еч п ч co co О О О О О O—« — о Ю СО СЧ СО СО со СЧ О О СЧ TF IN- о СО Ю Ь- о т-4 СЧ СО TF | | О О N N CO Z1 О О. О о О О О « « - - „ Oi W О1 ОООООООО’-Ч’-<’-<’-<^^'-«~^~-*т-4>-к1-* ДО Кирпичные ’ >> 4,31 —2 о Стальные ’ 5 0,9 OC4000M<aOC>}'^b-OC4TFCDCOOO(0'l’?FOt^.CO [ | ’FCbNGOGOGOOOQOOOOOO-^TH-w^ о do'o о о о о о’о"~ т-7^-7^-7г-7^-7^-7^-7г-7 —7^-7 Чугунные 0,5—1 | g 0,8 О^мЬ-СОЬ-ОСО^ОСЧ’^'ОСООСЧСО^'ЮСОООт— I OOONNCC^COOOOQOOOOOOOO-’- О О О О О' 0'0 О О о ОО О —< —< Сооружения < Насосные и очистные станции (здания) каменные, бе- тонные, железобетонные 2’° 0,5—1 о Отстойники, аэротенки каменные, бетонные, железобе- _ г. тонные 3,0 0,5—1 g Отстойники специального типа (с вращающимися • в скребками, нефтеловушки н др.) с механическим я оборудованием °’° 0,01 м Биофильтры, аэоротеики, метантенки 3,0 0,5—1 Поля орошения, поля фильтрации ...... Т5 — Механическое и электрическое оборудование о О О F-OOO О О! О О' Х О (N О О N ХО О CN СО О | | ю Ю О О Ь- Д- со СО СО со о о о о о о о о о о о о о о о о о о о d o' о о о о 'О o’ о" o' ^-7 ^7 ^-7 ^-7 9‘0 ^.ОЮ^ЮСООСОиОС^О-нСОЮ^ООООСЧСО^тОО | CO^uOOOOt^t^t^^-b-COCOCOCOCOCOOOOOOO о’ o' o' о” o' o' o' о o' о” o' o' o' do’d d o' o' o” o' o' o' 0,5 XSCCO>-N О COON OO^Cl'CCF-OON COO | CO TF uo in CO О CD О t-т b- b- b- b- co co coco COCO co 00 co co o'о ddo’d'do’'do’o'o’o o' o’ o' o' o’ o' o' о о" o' . 0,4 N X Q СПО X О Cl X О CO Q O C1 co TNCNO b X Q О - | Х'Ч'’^1-ОЮЮФХ)ФФФОЬЬПЬЬЬЬ.ЬЬ>ХХ o'o’o'o о о"о" о”o^о о"o'о"о” dddc’d'd'd'd'o’ Насосы канализационные 15’° 2““3 5 3 2—3 Электродвигатели ’ Q g "К „ Трансформаторы ’ 1 ' Распределительные устройства . ®’2 Двигатели внутреннего сгорания 6,1 3—5 0,3 Ю 1.0 О ТГ X X LO' b X О О OW Ю Ф N X О О W О1 (Ч С^СО^Ч-^ьОЮЮЮЮЮОООООООООЬЬЬ-Ь d d d d dо о d о ddd d о do d о’о d d о d o 0,2 ’ФО'^-СООСЧ’ФЮЬ-СОООО^СЧСО'^ЮООЬ-СООО О^СФСОСОЧ^'^''^'^,ХФ’^ТФ»П1П1П1П1П1П1П1П1П1П1П1ПО о" o' o' о о о” o' о o’- o’1 о cd o~ o' o' o' о о" о” о" о” o' cd о" 1 * Отчисления на амортизацию и капитальный ремонт в среднем по всей си- стеме канализации 4,2% (согласно постановлению СНК СССР от 8/LV—1У56 г.,. О -Z /S 0 SXOOiN^OXOOWOXOiM’FOXO^^OXO о'о'о ^dr-ч ^-7 т-7 СЧ СЧ сч" СЧ C4*'cdcdcd'cdcd'^FTF’d’rFld' стеме канализации 1,4./о ..- - ' • 250 ' 251
Распределение среднесуточного расхода бытовых сточных вод в процентах по часам суток в зависимости от общего коэффициента неравномерности Ко Часы суток Ко = l.sb<0 = 1,7 /<о = 1,6 /„ = 1,5 /<о - 1,4 Ко = 1,35 /<0»1,3 /<о= 1.25 А'о = 1.2 Ко =1Д< 0-1 1,25 1,25 1,55 1,6 1,65 1,85 1,9 2 2,25 2,6 ' 1—2 1,25 1,25 1,55 1,6 1,65 1,85 1,9 2 2,25 2,6 2—3 1,25 .1,25 1,55 1,6 1,65 1,85 1,9 2 2,25 2,6 3-4 1,25 1,25 1,55 1,6 1,65 1,85 1,9 2 2,25 2,6 4-5 1,25 1,25 1,55 1,6 1,65 1,85 1,9 2 2,25 2,6 5—6 3,3 3,55 4,35 4,15 4,2 4,8 4,9 5,05 4,9 4,8 6—7 5 5,2 5,95 5,75 5,8 5 5,1 5,15 4,9 4,8 7—8 7,2 7 5,8 6 5,8 5 5,1 5,15 5 4,8 8—9 7,5 7,1 6,7 6,25 5,85 5,65 5,45 5,2 5 4,8 9-10 7,5 7,1 6,7 6,25 5,85 5,65 5,45 5,2 5 4,8 10—11 7,5 7,1 6,7 6,25 5,85 5,65 5,45 5,2 5 4,8 11-12 6,4 6,5 4,8 5 5,05 5,25 5,2 5,1 4,9 4,8 12-13 3,7 3,8 3,95 4,15 4,2 5 4,85 5,0 4,7 4,7 13-14 3,7 3,8 5,55 5,75 5,8 5,25 5,2 5,1 5 4,8 14-15 4 4,2 6,05 6,25 5,8 5,65 5,45 5,2 5 4,8 15-16 5,7 5,8 6,05 6,25 5,8 5,65 5,45 5,2 5 4,8 16-17 6,3 6-4 5,6 1 5,8 5,8 5,65 5,45 5,2 5 4,8 17-18 6,3 6,4 5,6 5,8 5,75 4,85 5,15 5,15 5 4,7 18-19 6,3 6,4 4,3 4,4 5,2 4,85 5 5,1 5 4,8 19-20 5,25 5,3 4,35 4,15 4,75 4,85 5 5,1 5 4,8 20-21 3,4 3,4 4,35 4,15 4,1 4,85 5 5,1 5 4,8 21—22 2,2 2,2 2,35 2,45 2,85 3,45 3,5 3,8 4,5 4,8 22—23 1,25 1,25 1,55 1,6 1,65 1,85 1,9 2 2,4 3,0 23-24 1,25 1,25 1,55 1,6 1,65 1,85 1,9 2 2,25 2,6 Итого 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 ПРИЛОЖЕНИЕ V Значения коэффициента £ в формуле потери напора на местные сопротивления йж=С~— • В зависимости от вида сопротивления (рис. 109) коэффициент 2g местного сопротивления следует принимать: Схема 1. Вход в трубу: £ - 0,5. Схема 2. Вход в трубу, имеющую скругленные кромки: Q = 0,1—0,2. Схема 3. Выход в канал: . Схема 4. Выход в резервуар: . Схема 5. Плавное закругление (колено). Rid_________I______1 I____________2 |______3 | 0,55 | 0,38 | 0,35 Для чугунных колен d — 300—1000 ми по нормальному сортаменту £=0,6- 252
Схема 6. Отводы: а , V2 90 С/с; = Схема 7. Переход на сужение Для углов а от 10 до 30°; t, — От 0,05 до 0,25; h„ = С—. d.,. Схема 8. Переход на расширение С для —— от 1,5 до 3 по таблице: а° | 5 | 8 j 10 | 15 ] 20 | 30 | 40____ С | 0,20 | 0,12 | 0,16 | 0,26 | 0,40 | 0,65 | 0,85 v2 Схема 9. В ответвлении g = 1,50; = . 2g ^*2 Схема 10. В ответвлении при противотоке: С = 3,0; A„=g —— . «2 Схема 11. В ответвлении при косом тройнике: С=1,0; 1гм = g ——. 9 V1 Схема 12. В ответвлении при выходе в магистраль: g = 0,5; ЛМ=С —— Схемы 13, 14 и 15. В магистрали при отсутствии расхода в ответвлении: «2 g = 0,1; g = 0,05 и g = 0,15; Л„=С. Схемы 16 и 17. В ответвлении при соединении и разделении потоков: сч g= 1,5; й„ = С— . В магистрали при соединении ^2 нии hM = ——; при разделении и разделении потоков g = 0,1; при соедине- vi 2g Схемы 18 и 19. При соединении отводов по типу I Лобщ=2 'Седац; по типу II ^-общ — 4 • . ПРИЛОЖЕНИЕ VI А Параметры формулы интенсивности q = —— для р=\ tn Наименование пункта Число исполь- зованных лет наблюдений А в л\сек на 1 га п Безенчук . 24 516 0,69 Богородицкое-Фенино 33 613 0,69 Волгоград ........ 8 638 0,75 Вологда И 543 0,72 Горки . ......... 9 683 0,70 Г орький . 10 527 0,68 Днепропетровск . . ... 15 645 0,70 Иркутск . 26 336 0,64 Каменная степь 19 730 0,75 Киров , И 576 0,67 Курск 24 728 0,71 Лиски 9 641 0,72 .Махачкала 17 383 0,63 Москва, СХА 20 546 0,66
Рис. 109. Схемы местных сопротивлений (к приложению V).
Наименование пункта Числ.0 исполь- зованных лет наблюдений А в jrfceK на 1 га п Москва, ГМИ . . •- 30 711 0,67 Николаевское 11 655 0,70 Н. Ольчедаев 10 596 0,62 Оренбург 9 516 0,68 Павловск 35 426 0,65 Полтава . 17 671 0,67 Рига . 13 417 0,66 Ростов-на-Дону, опытная станция . 13 750 0,73 Свердловск 32 641 0,78 Сумы 22 666 0,73 Ташкент 18 333 0,70 Троицк . . 8 513 0,73 Тула 8 675 0,72 Харьков (обсерватория) .... 19 795 0,75 Челябинск 17 760 0,74 Шатилово 17 651 0,68 Эльтон 7 415 0,62 ПРИЛОЖЕНИЕ VII Значения коэффициента р при продолжительной поверхностной концентрации 5 мин. и коэффициенте емкости сети 2,0 р Продолжительность протока в сек. при показателе степени п в формуле интенсивности 0,50 0,55 0,60 0,65 0,67 0,70 0,75 0,99 3 3 3 3 2 2 2 0,98 6 5 5 5 4 4 4 0,97 9 8 7 7 7 6 6 ' 0,96 13 И 10 9 9 9 8 0,95 17 15 13 12 12 11 10 0,94 20 18 16 14 14 13 12 0,93 23 21 18 17 16 15 14 0,92 27 24 22 19 19 18 16 0,91 31 28 25 22 22 20 19 0,90 35 31 28 25 24 23 21 0,89 39 35 31 28 27 26 24 0,88 43 39 34 31 30 28 26 0,87 48 42 38 34 33 31 28 0,86 53 46 41 37 36 34 31 0,85 57 51 45 40 39 37 34 0,84 62 55 48 44 42 40 36 0,83 68 59 52 47 46 43 39 0,82 73 64 56 51 49 46 42 0,81 79 69 61 55 53 49 45 0,80 84 74 65 58 56 53 48 0,79 90 79 69 62 60 56 51 0,78 97 84 74 66 64 60 55 0,77 103 90 79 70 68 64 58 0,76 110 95 83 75 72 67 61 0,75 117 101 88 79 76 71 65 0,74 124 107 93 83 81 75 69
Продолжительность протока в сек. при показателе степени п в формуле интенсивности 0,50 0,55 0,60 0,65 0.67 0.70 0,75 0,73 131 113 99 88 85 79 72 0,72 139 120 104 93 90 84 76 0,71 147 127 110 98 95 88 80 0,70 156 134 117 103 100 93 84 0,69 165 141 123 109 105 97 88 0,68 175 149 129 114 111 104 93 0,67 184 157 136 120 116 108 97 0,66 194 165 143 126 122 ИЗ 102 0,65 205 174 150 132 128 118 107 0,64 216 184 158 139 134 124 112 0,63 228 193 165 146 140 130 117 0,62 240 203 174 153 147 136 123 0.61 253 213 182 160 154 142 128 0,60 267 224 191 168 162 149 134 0,59 281 235 200 175 169 156 140 0,58 296 248 210 184 177 163 146 0,57 312 260 221 193 185 170 153 0,56 328 274 232 202 194 178 160 0,55 346 287 243 211 203 186 167 0,54 364 302 255 221 212 195 174 0,53 384 317 267 231 222 204 182 0,52 405 334 280 242 232 213 190 0,51 427 351 304 254 243 222 198 0,50 450 369 318 265 254 232 207 0,49 475 388 333 278 266 243 216 0,48 501 408 349 291 278 254 225 0,47 529 430 366 305 292 266 235 0,46 559 452 384 320 305 278 246 0,45 591 476 402 335 320 291 257 0,44 625 502 423 391 335 304 269 0,43 662 530 444 359 352 319 281 0,42 701 559 466 387 369 334 294 0,41 743 590 490 406 387 350 307 0,40 788 623 506 427 406 367 322 0,39 836 659 533 449 427 385 337 0,38 889 697 562 472 448 404 353 0,37 946 739 594 497 472 424 370 0,36 1008 784 627 523 496 446 388 0,35 1075 832 663 552 523 469 407 0,34 1148 884 702 582 552 493 428 0,33 1227 941 744 615 582 520 450 0,32 1315 1003 789 651 615 548 473 0,31 1411 1071 839 689 651 579 498 0,30 1517 1144 892 730 689 612 525 0,29 1634 1225 950 775 731 648 555 0,28 1763 1314 1014 824 776 686 586 0,27 1908 1413 1085 878 826 729 621 0,26 2070 1522 1162 937 880 774 658 0,25 2250 1644 1248 1001 939 825 699 0,24 2455 1780 1343 1072 1095 881 743 0,23 2686 1933 1449 1151 1077 941 792 0,22 2949 2104 1567 1239 1157 1008 845 0,21 3251 2301 1701 1337 1247 1083 905
Продолжительность протока в сек. при показателе степени п в формуле интенсивности 0,50 0.55 0,60 0,65 0,67 0,70 0,75 0,20 3602 2524 1852 1447 1348 1167 972 0,19 4007 2781 2023 1573 1462 1262 1046 0,18 4482 3079 2221 1716 1591 1369 1129 0,17 5042 3427 2451 1879 1740 1491 1224 0,16 5860 3837 2716 2068 1911 1630 1332 0,15 6518 4326 3031 2289 2110 1792 1456 0,14 7504 4916 3405 2550 2346 1991 1602 0,13 8725 9632 3855 2860 2623 2206 1771 0,12 10 268 6524 4405 3235 2961 2475 1947 0,11 12 246 .7647 5091 3697 3372 2802 2217 0,10 14 850 9099 5958 4276 3888 3366 2517 ПРИЛОЖЕНИЕ VIII Значения коэффициентов в формулах для определения показателей работы ливнеспусков к’ /v’v Q сбр. б. Qry.v. 1 1,26 0,03 0,012 0,162 2 2,56 0,07 0,027 0,176 3 3,84 0,11 0,043 0,181 4 5,2 0,15 0,059 0,188 Q 6,55 0,20 0,076 0,195 7 9,31 0.29 0,113 0,207 10 13,5 0,47 0,177 0,221 15 20,9 0,79 0,287 0,237 20 28,4 1,19 0,416 0,249 25 36,5 1,72 0,581 0,267 30 45,0 2,30 0,748 0,281 35 53,2 2,92 0,927 0,287 40 63,2 3,82 1,15 0,305 45 72,9 4,81 1,38 0,313 50 82,5 5,74 ’ 1,58 0,319 55 94,6 7,37 1,94 0,337 60 106,8 8,98 2,25 0,340 65 119,6 11,0 2,605 0,359 70 134,4 13,3 3,0 0,376 75 150,0 16,4 3,48 0,387 80 166,4 19,7 3,94 0,394 85 187,9 24,5 4,6 0,412 90 211,5 31,6 5,52 0,436 95 239,4 40,6 6,6 0,457 100 275,0 53,6 8,05 0,488 105 322,4 74,9 10,3 0,531 110 388,3 104,0 13,0 0,593 115 491,1 180,0 20,2 0,693 120 714,0 400,0 40,0 0,937
Ki ' ПРИЛОЖЕНИЕ JX Характеристика типовых проектов насосных станций Емкость приемного резервуара мА 10 О со 30 33 й 75 150 институтом Глубина заложспня подводящего коллектора в м 1 способ производства работ | Опускной 1 1 I I Открытый и опускной Открытый I и опускной^ Опускной остальные — и го Опускной 1 1 I I Открытый и опускной Открытый I и опускной^ Опускной налпроект», с ю ; Открытый и опускной Опускной Открытый и опускной I Опускной Открытый и опускной Открытый и опускной Опускной эм «Водок а । Открытый 1 Открытый и опускной I I Открытый и опускной Открытый I и опускной Опускной ны институт* Открытый 1 Открытый I I I эв разработа Характеристика насосной станнин 1 формы и размеры в плане Круглая Д = 6 я Круглая Д = 5,5 м Круглая Д = 8 м Прямоугольная 6x7,5 я Круглая Д = 7 м Круглая Д = 9,5 м Круглая Д = 11 м Круглая Д = 16 м . е. Первые пять проект проектом». агрегаты Два агрегата 2 ’/з НФ и 4НФ । Два агрегата 4ФВ — 5 я Три агрегата 21/2 НФ или 4НФ Три агрегата 2]/3 НФ или 4НФ Три агрегата 4ФВ—5 л Три агрегата 6НФ Три агрегата 8НФ Пять агрегатов 8НФ Примечали «Гипрокоммунводоканал ЛИТЕРАТУРА 1. Госстрой СССР. «Строительные нормы и правила». Ч. II. М., Госстрой- издат, 1954. 2. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий (И 101—54), Госстройиздат,. 1954. 3. Министерство здравоохранения СССР. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами, 1961. 4. Госстрой СССР. Указания по проектированию наружной канализации промышленных предприятий. Ч. I. СН 173—61. Госстройиздат, 1961. 5. Академия коммунального хозяйства. Справочник по жилищно-комму- нальному хозяйству. Т. 3, Изд. МКХ РСФСР, М., 1954. 6. Государственный проектный институт «Водоканалпроект». Ленинград- ское отделение. Справочник по водоснабжению и канализации. Госстройиздат, 1959. 7. М и ч н и к С. Д. Экономические показатели способа скрытой прокладки подземных коммуникаций. Журн. «Водоснабжение и санитарная техника», № 10, 1960. 8. Лукиных А. А., Лукиных Н. А. Таблицы для гидравлического расче- та канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н. Н. Павловского. Гос- стройиздат, 1956. 9. Федоров Н. Ф. Гидравлический расчет канализационных сетей (рас- четные таблицы). Изд. МКХ РСФСР, 1958. 10. Зак Г. Л. Таблицы для расчета канализационных коллекторов различ- ных профилей. Изд. МКХ РСФСР, 1953. И. Надысев В. С., Ганичева Н. В., М а к а р о в а Л. А. Сборник графиков для гидравлического расчета канализационных коллекторов, напор- ных трубопроводов и каналов. Изд. МКХ РСФСР, 1953. 12. Федоров Н. Ф., Сахаров И. В. Расчет местных сопротивлений при проектировании канализационных сетей. Госстройиздат, 1958.
13. Федоров Н. Ф. Новые исследования и гидравлические расчеты ка- нализационных сетей. Госстройиздат, 1956. 14. Академия наук СССР. Типовая методика определения экономической эффективности капитальных вложений и новой техники в народном хозяйстве СССР. Госплаииздат, 1960. 15. Чертоусо в М. А. Специальный курс гидравлики. Госэнергоиздат, 1949. 16. Шишкин 3. И., Карелин Я. А., Колобанов С. К., Яков- лев С. В., Канализация. Изд. 2-е. Госстройиздат, 1961. 17. Молоков М. В., Шигорин Г. Г. Дождевая и общесплавная кана- лизация. Изд. МКХ РСФСР, 1954. 18. Федоров Н, Ф. Гидравлический расчет и устройство перепадов с водобоями в шахтных колодцах на канализационной сети. Труды ЛИС!!.. Вып. 9, 1950. 19. Шутов Ю. Д. Шахтные перепады на канализационной сети, Труды ЛИСИ., Вып. 31, 1950. 20. Шигорин Г. Г. Общесплавная система канализации. Изд. МКХ РСФСР, 1960. 21. Кумин Д. И. Гидравлический расчет шахтного многоступенчатого перепада. ЛНИИК АКХ. Сборник материалов по коммунальному хозяйству 6 1211, 1948. 22. Главхиммаш. Насосы. Каталог-справочник. Машгиз, 1953. 23. Щеглов К. А. Насосные станции для перекачки сточных вод и осадков. Изд. МКХ РСФСР, 1957. 24. Берловский В. М., Богомолов В. А., Горшков А. М., Лу- киных А. А., Малишевский Н. Г., Му р а лев и ч В. С. под ред. Ло- го век о го А. А. Насосы и насосные станции для водопроводов и канали- заций, Стройиздат, 1938. 25. Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета стальных и чугунных водопроводных труб. Госстройиздат, 1953. 26. Кирсанов М. В. Экономический расчет водопроводных сетей. Изд. МКХ РСФСР, 1949. 27. Шевелев Ф. А. Гидравлический расчет асбестоцементных труб. Госстройиздат, 1954. 28. Временные технические условия и нормы проектирования ливнесточ- ной сети и дренажных устройств городов и населенных мест Министерства коммунального хозяйства РСФСР (Гипрокоммундортранс). Изд. МКХ РСФСР, 1952. 29. Сорокин А. Н. Номограмма для определения расчетных расходов при проектировании дождевых водостоков. Жури. «Водоснабжение и санитар- ная техника», № 5, 1960.
30. Главная геофизическая обсерватория. Климатологический справочник по СССР. Вып. I. Европейская часть СССР. Изд. Главной физической обсер- Вып, II. Уральская область Западне- н Восточно-сибирский край. Изд. Главной геофизической обсерватории, 1931. 31. Цо пик о в Е. М. Таблицы для расчета пропускной способности улич- ных лотков, ОНТИ, 1937. 32. Хмельницкий Г. С. Таблицы гидравлического расчета водоотвод- ных сооружений. Изд. МКХ РСФСР, 1956.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие . . ...........................3 Раздел первый. Канализационная сеть Глава I. Основные данные для проектирования канализации Глава II. Выбор системы канализации . :.................... Глава III. Расчетные расходы сточных вод города и промышленных предприятий . .......................................... Глава IV. Схема канализации города и промышленных предприятий . Глава V. Элементы гидравлического расчета канализационной сети и подбор эквивалентных сечений труб и каналов . 1. Общие сведения . ............................. 2. Примеры решения задач при помощи формул 3. Примеры решения задач при помощи таблиц 4. Примеры решения задач при помощи графиков 5. Подбор эквивалентных сечений труб и каналов Глава VI. Гидравлический расчет канализационной сети Глава VII. Технико-экономическое сравнение вариантов трассировки канализационной сети . ................................. Глава VIII. Сооружения на канализационной сети . . . . 1. Дюкеры и их расчет . ............................. 2. Канализационные колодцы. Расчет перепадных колодцев 6 8 25 41 41 47 56 56 60 86 96 96 101 Раздел второй. Насосные станции Глава IX. Расположение насосных станций.............................11о Глава X. Определение емкости приемных резервуаров . . .117 Глава XI. Гидравлический расчет насосной станции .... 122 1. Выбор насосов и построение характеристики водоводов . 123 2. Параллельная работа насосов и водоводов .... 136 3. Параллельная работа двух насосных станций в общий напор- ный водовод...................................................Ц1 4. Перекачка в разветвленный водовод . . . . .153 5. Последовательная работа насосов и насосных станций . 158 Глава XII. Технико-экономическая оценка вариантов. Расчет главной насосной станции ...............................................165 Раздел третий. Дождевая и общесплавная канализация Глава XIII. Расчет дождевой сети...............................182 1. Нормы и методы определения расчетного расхода дождевых- вод . 182 2. Гидравлический расчет дождевой сети....................200 Глава XIV. Расчет регулирующих резервуаров....................227 Глава XV. Расчет общесплавной сети и ливнеспусков .... 235 Приложения I. Минимальные уклоны . ...............................249
II. Дифференцированные амортизационные огчисчення и стоимость текущего ремонта в процентах от строительной стоимости (по АКХ) III. Значения t по Н. А. Масленникову IV. Распределение среднесуточного расхода бытовых сточных вод в процентах по часам суток в зависимости от общего коэффициен- та неравномерности .... . , V. Значения коэффициента f в формуле потери напора на местные сопротивления hM = J —-....................... ~g VI. Параметры формулы интенсивности q = ~ для р = 1 VII. Значения коэффициента р при продолжительности поверхностной концентрации 5 мин. и коэффициенте емкости сети 2 0 VIII. Значения коэффициентов в формулах для определения пока- зателей работы ливнеспусков .... IX. Характеристика типовых проектов насосных станций .' 250 251 252- 252 253 255- 257 258.
п Г; Г. Г; Г; П Г. Г} Алексей Алексеевич Лукиных, Нина Алексеевна Лукиных Г Канализация Г Г; Бланк для заказа 1964 г. № 28/13 Стройиздат, Москва, Третьяковский пр., д. 1 1 Редактор А. М. Конюшков Редактор издательства И. 3. Белковская Техн, редактор В. В. Майоров Корректор Л. А. Савранская Сдано в набор 26/VIII 1963 г. Подписано к печати 23/V 1964 г. - । Формат бум. 60x90l/ie д. л. = 8,39 б. л. Печ. л. 16,5+3 вклейки — 0,29 п. л. > Уч.-изд. 18,7 л. Т-07180 Изд. № 1746 Тираж 13 000 экз. Цена 74 коп. Заказ 2244 Г--------------------------------------------------------------------------------------------; р, Московская типография № 28 Главполиграфпрома у-. Государственного комитета Совета Министров СССР по печати, /Москва, Е-398, ул. Плющева, 22 ,
ОПЕЧАТКИ Стра- ница Строка Напечатано Следует читать S-я снизу 48 —0,042-== = 0,042—7= 49 51 1-я сверху 12-я снизу X 0,039 0,069=-- = 0,0131 + 0,002 x 250 5 v1 О—2 —- 59 4-я сверху 19-я снизу 18-я и 19-я сверху = 0,7851-’ = Л = 1,2 1777 л,сек ио формулам (VI-1; V1-2), h = 1,2 м МП ,1‘сек исходя из плотности на- селения и площади застройки и 28 поменять местами (подрисупочпые подписи оставить па месте) 99 1-я снизу 1,ПХ ““ 62,12X0,125 1,102 ~ 62,12 х 0,125 104 5-я снизу 2 -J- (VI П-51 + С—; (VIII 2.s+"5) 109 9-я снизу (/ РГ1-1 Г81; (р Fr, — 1)и’81; 111 1-я сверху точку О, точку <2, 111 4-я снизу точку О', точку а', ИЗ 7-я сверху по таблицам [8] по таблицам [10] 130 Табл. 42, 2-я графа 0,43 0,43X3 слева, З-я снизу 210 Табл. 99, 2-я графа 1100 1200 слева, 7-я снизу 210 То же, 2-я снизу 1000 1100 244 -1-я сверху (см. рис. 108) (см. рис. 107) ПОПРАВКИ 1. На рис. 62 (стр. 142) отметка у точки Б дана 176,7; следует читать 116,7. 2. На рис. 65 (стр. 150) кривая, проходящая через точку 5, обоз- Q — H Q---H '"пачепа-----------------; следует читать ------------—-. (ЯС/, + НС2^пр Д- (+++> + HC2i)np 3. На рис. 84 (стр. 195) отметки горизонталей 115—120 следует читать 120—115 (сверху вниз). Заказ 2244