Выполняется расчет суточного водопотребления холодной. Водоснабжение и водоотведение, их расчёт - Задача

Потребление воды в водотоке – объем жидкости, проходящей через поперечное сечение. Расходная единица - м3/с.

Вычисление потребляемой воды должно осуществляться еще на этапе планирования водопровода, поскольку от этого зависят главные параметры водоводов.

Расход воды в трубопроводе: факторы

Для того, чтобы самостоятельно выполнить вычисление расхода воды в трубопроводе, необходимо знать те факторы, которые обеспечивают проходимость воды в трубопроводе.

Главные из них - это степень давления в водоводе и диаметр сечения трубы. Но, зная лишь эти величины, не получится с точностью вычислить расход воды, поскольку он зависит также от таких показателей, как:

1. Длина трубы. С этим все понятно: чем больше ее длина, тем выше степень трения воды о ее стенки, поэтому поток жидкости замедляется.
2. Материал стенок труб также немаловажный фактор, от которого зависит скорость потока. Так, гладкие стенки трубы из полипропилена дают наименьшее сопротивление, нежели сталь.
3. Диаметр трубопровода – чем он меньше, тем выше будет сопротивление стенок движению жидкости. Чем уже диаметр, тем более невыгодным является соответствие площади наружной поверхности внутреннему объему.
4. Срок эксплуатации водопровода. Мы знаем, что с годами подвергаются воздействию коррозии, а на чугунных образуются известковые отложения. Сила трения о стенки такой трубы будет существенно выше. К примеру, сопротивление поверхности ржавой трубы выше новой из стали в 200 раз./li>
5. Изменение диаметра на разных участках водовода, повороты, запорные фитинги или арматура значительно снижают скорость водного потока.

Какие величины используются для расчета расхода воды?

В формулах используются следующие величины:

• Q – суммарное (годовое) потребление воды на одного человека.
• N – число жильцов дома.
• Q – суточная величина расхода.
• K - коэффициент неравномерности потребления, равный 1,1-1,3 (СНиП 2.04.02-84).
• D – диаметр трубы.
• V – скорость течения воды.

Формула расчета потребления воды

Итак, зная величины, мы получаем следующую формулу потребления воды:

1. Для суточного расчета – Q=Q×N/100
2. Для часового расчета – q=Q×K/24.
3. Расчет по диаметру - q= ×d2/4 ×V.

Пример расчета расхода воды для бытового потребителя

В доме установлены: унитаз, умывальник, ванна, кухонная мойка.

1. По приложению А принимаем расход за секунду:
   • Унитаз - 0,1 л/сек.
   • Умывальник со смесителем - 0,12 л/сек.
   • Ванна - 0,25 л/сек.
   • Кухонная мойка - 0,12 л/сек.
2. Сумма потребляемой от всех точек подачи воды составит:
   • 0,1+0,12+0,25+0,12 = 0,59 л/сек
3. По суммарному расходу (приложение Б) 0,59 л/сек соответствует расчетный расход 0,4 л/сек.

Можно перевести в м.куб/час, умножив его на 3,6. Таким образом получается: 0,4 х 3,6 = 1,44 м.куб/час

Порядок расчета расхода воды

Весь порядок расчета указан в своде правил 30. 13330. 2012 СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация» актуализированной редакции.

Если вы планируете начать строительство дома, перепланировку квартиры или установку водопроводных конструкций, то информация о том, как рассчитать расход воды будет как нельзя кстати.. Расчет расхода воды поможет не только определить необходимый объем воды для конкретного помещения, но и позволит своевременно выявить снижение давления в трубопроводе. К тому же, благодаря нехитрым формулам все это можно сделать самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.

Определение стока маловодных лет и минимальных расходов весьма важно как при использовании рек в естественном состоянии так и при регулировании рек для ряда отраслей водного хозяйства-гидроэнергетики, судоходства, водоснабжения и орошения.

Для определения минимальных расходов воды рек используются данные наблюдений по стоку за зимний и летне-осенний сезоны. При этом под летне-осенним сезоном понимается период от конца весеннего половодья до начала ледовых явлении на реках рассматриваемой территории; за зимний сезон принимается период от начала появления ледовых явлений на реках до начала весеннего половодья. В случае отсутствия ледовых явлений за зимний сезон принимается период от средней даты устойчивого перехода температуры воздуха через 0° в сторону понижения до начала весеннего половодья.

Основной расчетной характеристикой является минимальный средний месячный расход воды, наблюдающийся в меженный период зимнего или летне-осеннего сезона. В случае если меженный период является коротким (меньшим двух месяцев) или прерывистым (состоит из нескольких периодов, разделенных паводками), вместо среднего месячного расхода воды используется средний расход воды за 30 суток с наименьшим стоком (не календарный месяц).

Он определяется следующим образом: строятся гидрографы стока исследуемой реки за каждый год за весь период наблюдений (необходимость такого построения определяется сложностью режима стока реки, что устанавливается путем анализа таблиц ежедневных расходов воды); на гидрографе определяется участок с наименьшими расходами воды в данном сезоне продолжительностью 30 суток и по таблицам ежедневных расходов воды производится подсчет среднего расхода воды за выбранный период.

В случае если для рек данного района характерно наличие длительного меженного периода, прерываемого только в многоводные годы значительными паводками, т.е. когда меженный период является коротким, вместо 30-дневного периода в такие годы используется и более короткий период, но не менее 25-23 суток, чтобы исключить влияние паводков. Если длительные беспаводочные периоды наблюдаются редко, в расчет вводится величина минимального стока, определенная за 23-30 суток с наименьшим стоком. Такой режим характерен для рек с коротким и неустойчивым меженным периодом. Длительность периода минимального стока определяется величиной паводков, предшествующих периоду наименьшего стока и следующих за ним.

Средний за период наблюдений минимальный расход воды определяется как среднее арифметическое из имеющегося ряда фактических данных о стоке. При этом в случае определения минимального 30-дневного расхода воды средняя величина рассчитывается независимо от того, имеются в ряду наблюдений только 30-дневные величины или с сокращенным периодом - 25-23-дневные. Средняя многолетняя величина минимального стока считается достаточно надежной, если ее средняя квадратическая ошибка σ n , определяемая по формуле , составляет не более ±15%. Если значение σ n превышает допустимую величину, необходимо удлинить ряд наблюдений методом аналогии. При выборе реки-аналога используются гидрогеологические описания и карты изучаемого района, а также карты районов для определения минимального стока на малых реках. При отсутствии аналога расчет производится по методу определения минимального стока на реках с отсутствием гидрометрических наблюдений.

Наиболее обоснованными являются карты Л. Н. Попова (рис 4.1 и 4.2), составленные им для среднемесячных минимальных летних и зимних модулей стока. Картами можно пользоваться при предварительных расчетах для площадей бассейнов более 2000 км 2 . Средняя ошибка при определении минимального стока, по мнению автора, равна ±12,0-14%. При сложных геологических условиях эта ошибка может оказаться значительно большей.

При достаточном ряде наблюдений можно составить кривые обеспеченности. Для пересыхающих рек М. Э. Шевелев рекомендует принимать C s min =0 (для рек южной полосы и рек малых бассейнов), а для бассейнов, покрытых растительностью, C s min = =2 C υ min . Для пересыхающих рек рекомендуется принимать C s min от 2C υ min до ЗC υ min . В зависимости от величины C υ годового стока C s min принимают от 1,5 C v до 2 C v .

При недостаточном ряде наблюдений производят удлинение этого ряда по реке-аналогу. При кратковременных наблюдениях (один -два года) в правильности выбора аналога убеждаются определением в хронологическом порядке отношения расходов грунтового питания Q a реки-аналога и расходов Q рассматриваемой реки:

(4.1)

Если в течение нескольких месяцев эти отношения постоянны или близки между собой, то условия грунтового питания обеих рек считают одинаковыми.

.

Рис. 4.1. Изолинии среднемесячных минимальных модулей стока за летний период, л/сек·см ² (по Л. Н. Попову)

Тогда при определении минимумов расчетной обеспеченности поступают следующим образом:

1) для тех месяцев, у которых определялись указанные коэффициенты К, определяют средний из среднемесячных для расчетного створа расход Q p и средний расход Q a реки-аналога;

вычисляют по Q cp , C v и C s минимальные месячные расходы расчетной обеспеченности реки-аналога, например, Q 95% и Q 97% ;

берут отношения

и
(4.2)

Расчетные минимальные месячные расходы в рассматриваемом створе определяют при помощи полученных величин Qp и коэффи­циентов С 95% и C 97% :

(4.3)

(4.4)

Рис. 4.2. Изолинии среднемесячных минимальных модулей стока за зимний период, л/сек·км 2 (по Л. Н. Попову)

Если по расчетному створу имеется два-три года наблюдений над минимальным стоком, то указанным способом определяют Q 95% и Q 97% для каждого года в отдельности и в качестве расчетного для каждой обеспеченности принимают средний из расходов, установленных за эти годы.

Минимальные расходы воды расчетной обеспеченности определяются методом, аналогичным определению средних годовых расходов. Построение кривых обеспеченности производится отдельно для зимнего и летне-осеннего периодов. Если в составе ряда минимальных расходов воды имеются нулевые значения вследствие пересыхания или промерзания реки, величина C v определяется графо-аналитическим способом по эмпирической кривой обеспеченности.

Пример 4.1. Определить минимальные средние месячные расходы воды на р. Печа у д. Падун (Кольский полуостров) в зимний и летне-осенний сезоны, обеспеченные на 90%. Сведения о стоке исследуемой реки имеются с 1933 по 1965 г. Анализ водного режима реки показывает, что в зимний сезон меженный период является продолжительным и устойчивым, в то время как в летне-осенний сезон он довольно часто нарушается дождевыми паводками, являясь прерывистым или коротким. Поэтому в зимний сезон используется величина минимального расхода воды, среднего за календарный месяц, а в летне-осенний сезон в многоводные годы производится сдвижка по времени и, вместо календарного среднего месячного, используется средний расход воды за 30 суток с наименьшим стоком. Результаты произведенной выборкиминимальных средних месячных (30-дневных) расходов воды за зимний и летне-осенний сезоны приведены в таблица 4.1.

Таблица 4.1

Минимальные средние месячные (30-дневные) расходы воды р. Печау д. Падун

* Расход воды, определенный со сдвижкой по времени, т. е. за период наименьшего стока продолжительностью 30–23 дня.

Исходя из данных этой таблицы, для зимнего сезона получаем следующие параметры, необходимые для построения кривой обеспеченности: Q=3,45 м³/сек, Cv=0,23 при σ n =4,8%. Эмпирическим точкам соответствует теоретическая кривая при Cs = 2Cv. Тогда искомая величина Q 90% будет равна 2,4 м 3 /сек.

В летне-осенний сезон величина среднего многолетнего минимального 30-дневного расхода воды составляет 13,3 м 3 /сек, что на 14% меньше величины, определенной по календарным месяцам без сдвижки по времени. Значения других параметров следующие: Сv = 0,41; σ n =7,1%, т.е. в пределах допустимой ошибки. Эмпирической кривой, построенной на клетчатке вероятности, наиболее соответствует теоретическая биномиальная кривая при Сs = 2Сv. Искомая величина минимального 30-дневного расхода воды обеспеченностью 90% составляет 6,94 м 3 /сек.

Пример 4.2.

Определить минимальные средние месячные расходы воды в зимний и летне-осенний сезоны, обеспеченные на 5, 15, 25, 75, 90, 99 %. Сведения о стоке исследуемой реки имеются с 1963 по 1995 г. Результаты произведенной выборки минимальных средних месячных (30-дневных) расходов воды за зимний и летне-осенний сезоны приведены в таблица 4.2.

Таблица 4.2

Минимальные средние месячные (30-дневные) расходы воды реки

Введение

В данном курсовом проекте рассчитана и запроектирована наружная водопроводная сеть населенного пункта и железнодорожной станции.

В основу проекта положены следующие исходные данные: план населенного пункта и железнодорожной станции в горизонталях, общие сведения о водопотребителях, расчетная плотность жителей в населенном пункте, характеристика санитарно-технического оборудования зданий, этажность застройки, потребители воды на железнодорожной станции и промышленных предприятиях, глубины промерзания грунта и залегания грунтовых вод.

Грунты на территории населенного пункта, железнодорожной станции и на трассе водоводов представлены суглинками. Грунтовые воды залегают на глубине 2,9 м. Глубина промерзания грунта 1,4 м.

Населенный пункт имеет пятиэтажную застройку. Все здания оборудованы водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением. В населенном пункте основными потребителями воды являются население (численность 29110 человек), баня, прачечная, промышленное предприятие, а также большой объем воды расходуется на поливку улиц, тротуаров, зеленых насаждений и проездов.

На железнодорожной станции основными потребителями воды являются локомотивное депо, компрессорная, котельная, дом локомотивных бригад, пассажирское здание (вокзал). Вода расходуется так же на заправку и обмывку вагонов (пассажирских и грузовых), а также на обмывку локомотивов.

Проектируемая система водоснабжения относится к первой категории надежности подачи воды, т.к. обеспечивает пожаротушение. В проекте принята объединенная система водоснабжения.

Водопроводная сеть населенного пункта и станции запроектирована по кольцевой схеме, устроена из пластмассовых труб в пределах населенного пункта, чугунных труб на железнодорожной станции, стальных труб при укладке под путями. Она состоит из магистральных и распределительных линий. В проекте рассчитана только магистральная сеть. В результате гидравлического расчета сети устанавливается действительное потокораспределение воды по всем ее участкам, и определяются потери напора на них при принятых диаметрах труб. Гидравлический расчет водопроводной сети на час максимального водопотребления, совпадающего с пожаром, произведен на ЭВМ. В результате этого расчета используются расчётные диаметры труб. Также, с помощью гидравлического расчета сети на ЭВМ, определяются пьезометрические отметки во всех узлах сети применительно к каждому расчетному случаю. По этим данным строится продольный профиль основной магистральной линии, проходящей через диктующую точку сети.

Минимальный диаметр труб в населённом пункте – 140 мм, а на ж.-д. станции – 150 мм.

Максимальный суточный расход в населенном пункте и на железнодорожной станции составляет 19519,02 м 3 . Расход воды на пожаротушение принят: 2 пожара в населённом пункте по 25 л/с и 15 л/с в депо. Дополнительно принят расход воды на внутреннее пожаротушение в депо в размере 5 л/с. Общий расход воды на пожаротушение равен 62,5 л/с. В проекте так же найден максимальный часовой расход 1206,51 м 3 , соответствующий времени с 8 до 9 часов.

Водопроводная сеть рассчитана на два случая работы:

1) работа водопроводной сети в час максимального водопотребления суток максимальных расходов воды.

2) работа водопроводной сети в час максимального водопотребления суток максимальных расходов воды с учетом противопожарного расхода.

Секундный расход воды в час максимального водопотребления равен 353,8 л/с, а подача противопожарного расхода в час максимального водопотребления равна 407,2 л/с.

По данным расчетов построен график водопотребления по часам суток (рис.1). На этот же график нанесен график подачи воды ВНС II и запроектирована ступенчатая работа насосной станции. Принято: К I =5,36 %Q сут, t 1 =9 ч в период с 6 до 13, с 15 до 17 ; К II =3,45 %Q сут, t 2 = 15 ч в период с 0 до 6, с 13 до 15, с 17 до 24. При этом регулирующий объем водонапорной башни составляет: W рег = 482 м 3 .

Водонапорная башня установлена в самой высокой точке населенного пункта. Высота водонапорной башни Н ВБ = 32,56 м. К установке принят типовой бак для водонапорной башни емкостью W ВБ = 500 м 3 . Диаметр бака: D б = 10 м. Высота бака: h б = 7 м.

В проекте выполнен гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети по методу В. Г. Лобачева – Х. Кросса на час максимального водопотребления и гидравлический расчет сети на час максимального водопотребления с учетом подачи противопожарного расхода с использованием программы WS2 (Водопроводная сеть, 2-я версия).

Определение расчетных суточных расходов воды

Водопроводную сеть рассчитываем на подачу требуемого количества воды в сутки наибольшего водопотребления. Для населенного пункта и железнодорожной станции этот расход включает суточный расход на хозяйственно-питьевые нужды населения; наибольший расчетный расход воды на производственные нужды промышленных предприятий и железнодорожной станции; расход на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве; расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений.

Все вычисления по определению расчетного суточного расхода воды сведим в таблице 1.

Для заполнения таблицы 1 используем следующие расчетные формулы и нормативные данные , .

1) Средний суточный расход воды Q cy т ср на хозяйственно-питьевые нужды населения определен по формуле, м 3 /сут:

Q cy т ср = ,

где q ж – удельное водопотребление, принимаем по , q ж = 0,6*290 = 174 л/сут (застройка здания, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с централизованным горячим водоснабжением); q ж принимается по СНиП 2.04.02-84 (прил. 1 методич.ук.), в зависимости от степени благоустроенности населенного пункта, климатических условий и санитарно–технического оборудования. Для зданий оборудованных внутренним водопроводом с централизованным горячим водоснабжением составляет 230 - 350 л/с, в проекте принимается равным 290.

При централизованной системе горячего водоснабжения с непосредственным отбором воды из тепловых сетей до 40% общего расхода воды подается из сети теплоснабжения. Поэтому норму водопотребления принимаем с коэффициентом 0,6

N ж - расчетное число жителей в районах жилой застройки, чел.

Вычисление расчетного числа жителей в районах жилой застройки производим по следующей формуле:

N ж = ρ∙F

где ρ – заданная плотность населения, чел./га; по заданию ρ = 201 чел/га;

F - площадь жилой застройки населенного пункта, га, (без учета площади дорог, проездов, зеленых насаждений, территории предприятий). Определяем по плану населенного пункта.

F = 145,55 га;

N ж = 200*145,55 = 29110 чел;

Q cy т ср = 0,174 *29110 = 5065,14 м 3 /сут.

Максимальный суточный расход Q сут. max на хозяйственно – питьевые нужды населения определяем с учетом коэффициента суточной неравномерности водопотребления К сут. max по формуле, м 3 /сут:

Q сут мах = К сут мах *Q сут.ср = 1,2*5065,14= 6078,17; м 3 /сут

где К сут. max –коэффициент, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели, принимаем равным 1,2 (по заданию).

2)Количество воды на нужды местной промышленности, обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходы принимаем дополнительно в размере 10% расхода воды на хозяйственно – питьевые нужды населения.

Расходы воды банями и прачечными являются сосредоточенными и характеризуются значительными величинами, поэтому выделяем их в отдельных узлах на сети. Суточные расходы этими водопотребителями определяем по формулам, м 3 /сут:

· для бани

где 5 - число мест в бане на 1000 жителей в час;

100 - количество белья, подлежащего стирке в смену на 1000 жителей, кг;

t б - продолжительность работы бани в сутки, t б = 16 ч, т.к. баня работает с 7 до 23 ч.;

q б - норма расхода воды на 1 посетителя; принимается по СНиП 2.04.01-85 (для мытья в мыльной с тазами на скамьях и с ополаскива­нием в душе q 6 = 0,18 м 3);

· для прачечной

где n cm - число смен работы прачечной в сутки, n cm = 2;

q n - норма расхода воды на 1 кг белья; принимается по (для меха­низированных прачечных q n - 0,075 м 3).

3)Средний и максимальный суточные расходы воды для ТЭЦ определяем по той же методике, что и для населения, приняв норму удельного водопотребления с коэффициентом 0,4.

q ж = 0,4*290 = 116, л/сут.

Q сут. ср = q ж *N ж /1000= 116*29110/1000=3376,76 м 3 /сут.

Q сут мах = К сут мах *Q сут.ср = 1,2*3376,76 = 4052,11 м 3 /сут.

4) Суточный расход воды железнодорожной станции определяем отдельно по всем водопотребителям, заданным в курсовом проекте. В таблице 1 приведены основные потребители воды на железнодорожной станции и указаны нормы водопотребления для них.

Нормы водопотребления на технические нужды других потребителей железнодорожной станции принимаем по прил.2.

При разработке курсового проекта расходы воды на технологические нужды котельной, компрессорной, локомотивного и вагонного депо приведены в задании.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих депо и на прием душа во время их пребывания на производстве учитываем дополнительно к хозяйственно-питьевому водопотреблению населения поселка. Эти дополнительные расходы составляют 0,045 м 3 на 1 человека в смену в горячих цехах и 0,025 м 3 на 1 человека - в холодных цехах.

Часовой расход воды на 1 душевую сетку принят 500 л при продолжительности пользования душем 45 мин (за это время расход составляет 0,375 м 3 /сут) после окончания каждой смены.

Количество душевых сеток определяем по расчетному количеству человек на одну душевую сетку, работающих в смене, в зависимости от групп санитарной характеристики производственных процессов. Для группы санитарной характеристики производственных процессов I в расчетное количество человек на 1 душевую сетку равно 5, а для группы IIб – 3 (т.е. для холодных цехов принимаем 5 человек на 1 душевую сетку, а для горячих – 3 , согласно характеристики).

По максимальному количеству душевых сеток m определяем расход воды на душевые нужды работающих в первую смену по формуле, м 3 /смену:

Q душΙ = 0,375*m (m – количество сеток)

Расходы воды на душевые нужды других смен определяем по соотношению работающих по сменам, м 3 /смену:

Q душΙΙ = Q душΙ Q душΙΙΙ = Q душΙ

где n Ι , n ΙΙ , n ΙΙΙ – число работающих по сменам.

Количество душевых сеток в доме локомотивных бригад определяем по среднечасовому количеству (за сутки) локомотивных поездных бригад, прибывающих в депо, с коэффициентом 1,2 неравномерности подхода поездов. В доме локомотивных бригад установлены две душевые сетки, суточный расход воды через которые составляет 0,5∙2∙24 = 24 м 3 (0,5 м 3 - часовой расход на 1 душевую сетку; 24 ч - число часов работы душевых кабин в сутки).

5) Суточный расход воды промышленным предприятием определяем по той же методике, что и для локомотивного или вагонного депо. Группа санитарной характеристики производственного процесса предприятия приведена в задании и относится к группе I в (т.к. по заданию на предприятии имеются только холодные цеха).

6)Максимальный суточный расход воды на поливку определяется по числу жителей и удельному среднесуточному потреблению воды на поливку в расчете 50 – 90 л/сут на 1 жителя.

Принимаем в проекте 70 л/сут на 1 человека.

Q полив.мах = 70*N ж *n п /1000 = 70*29110*2/1000 = 4075,4 м 3 /сут

Q полив.ср = Q полив.мах *n полив /12 = 4075,4*6/12 = 2037,7 м 3 /сут,

где n п – количество поливок в сутки в зависимости от климатических условий, принимаем 2 раза/сут;

n полив – число месяцев полива в году, принимаем 6 месяцев.

Хозяйственно-питьевое водопотребление в населенных пунктах вычисляется с учётом количества людей и нормы потребления воды на человека в сутки, которая в свою очередь зависит от климатических условий, степени благоустройства зданий. Индивидуальная норма воды в день для человека уточняется потребителем по фактическому расходу, который связан:

• с личными предпочтениями (выбор между душем и ванной, длительность процедуры и др.),
• необходимостями и нуждами (требования к частоте процедур, связанных с увеличенным водорасходом),
• обустройством и техническим оснащением сантехнических узлов в доме (наличие экономителей, ограничителей, автоматических таймеров и т.д.)

Нормы водопотребления и формулы расчёта

Средний расход воды на 1 человека в сутки представлен в таблице, где меньшие значения соответствуют водопотреблению северных районов с холодным климатом, а большие значения характерны для тёплых климатических зон.

Потребление воды человеком изменяется как во времени (днём больше, чем ночью), так и сезонно (летом интенсивнее, чем зимой).

Расчёт количества воды в день (сутки) для человека производится по формуле:

Здесь qж – величина удельного водопотребления, а Nж – величина расчетного числа жителей.

Для стабилизации учёта введён коэффициент суточной неравномерности (Ксут) – отношение максимального водорасхода к среднему, – который принимают равным (м3/сут):

• Kсут max = 1,10-1,30 (большие значения для городов с большим населением).
• Kсут min = 0,70-0,90 (большие значения для городов с меньшим населением).

Таким образом, расчетный суточный водорасход наибольшего потребления определяется как Qсут max = Qсут m*Kсут max; наименьшего – Qсут min = Qсут m* Kсут min (м3/сут).

Эти данные, которые находят своё выражение в таблицах СНиП, ВНТП, становятся основой для создания документов органов местного самоуправления, определяющих норматив расхода холодной и горячей воды на человека в сутки при отсутствии счётчика или его показаний. Для простоты расчётов выводятся нормы на месяц. Так, например, норматив горячего водопотребления в 2016 году для большинства административных округов Москвы составил 4,745 м3, «холодного» – 6,935 м3.

Фактическое водопотребление на человека в сутки

Для индивидуальных расчётов водопотребления в сутки чаще всего ориентируются на показания счётчиков или на средние значения для реализации основных бытовых нужд. Для вычисления суточного расхода одним потребителем за основу берут значение водопотерь за процедуру, которое умножается на количество процедур в течение дня.

Так, при условии принятия утреннего душа, вечерней ванны (1500 мм), трёхразового мытья посуды, продуктов, рук и пятиразового посещения туалета ориентировочный водорасход в день составит порядка 450 литров/чел.

Формула расхода воды - пример расчета бытового водопотребления

Фактически же 1 человек может тратить гораздо меньший объём без заметного снижения общего уровня комфорта за счёт:

• отказа от ежедневного принятия ванны и замены её душем,
• сокращения времени купания,
• введения экономных режимов (перекрывания кранов во время намыливания, чистки зубов, мытья посуды и т.д.),
• установки экономящих насадок на кран (http://water-save.com/) и аэраторных леек на душ (при предпочтении проточного режима),
• внедрения двухкнопочных сливных бачков и т.д.

Так потребитель:

• ежедневно принимающий душ с аэратовной лейкой в течение 5 минут – около 35 л,
• посещающий туалет, оснащённый экономным сливом (без протеканий), 5 раз в день – 4*5 = 20 л,
• моющий после себя посуду с перекрыванием крана при намыливании трижды в день или с использованием посудомоечной машины – 5*3 = 15 л,
• моющий в быстром режиме продукты и руки 5 раз в день – 2*5 = 10 л.
• делающий влажную уборку – около 15 л,
• поливающий ежедневно цветы – порядка 5 л, –

выходит на средний суточный объём в 100 литров. Эти данные не учитывают стирку, однако при использовании стиральной машины-автомат суточное потребление возрастает в среднем на 8-10 л. (при проведении процедуры раз в неделю). Подобные вычисления подтверждаются показаниями индивидуальных приборов.

Суточные потребности организма

На статистику влияют сезонные изменения режима водопотребления, связанные с увеличением нормы питьевой воды на человека в сутки в летний период и частоты принятия водных процедур. Дополнительно на расчёт того, сколько нужно пить воды в день, влияют:

• диетологические факторы (наличие в рационе кофе, алкоголя, белков),
• интенсивность образа жизни (тренировки, физический труд),
• состояние здоровья и специфические факторы (беременность, грудное вскармливание).

Так, собрав рекомендации различных организаций по охране здоровья, можно свести их в таблицу, где указана дневная норма выпитой воды в день для человека в литрах и стаканах (одна схематически изображённая бутылка соответствует объёму в 0,5 л).

Выход за пределы этого диапазона возможен с учётом обстоятельств и индивидуальных особенностей организма. И хотя сокращение водопотребления особо опасно и сопровождается непосредственной угрозой для жизни, избыточное водопотребление тоже может стать угрозой здоровью, приводя в некоторых случаях к отёкам лёгких и головного мозга.

В целом суточная норма потребления воды организмом человека соответствует объёму, который организм теряет в сутки, и составляет в среднем 2-3,5 литра.

Обычный человек, постоянно потребляющий воду на протяжении дня, редко правильно отвечает на вопрос об общем использованном объеме. При опросе это значение часто значительно меньше реальной цифры.

ИНЖЕНЕРНАЯ ПОМОЩЬ

Жителям квартир и домов, подсоединенных к центральному водопроводу легче наблюдать динамику потребления воды с помощью учетного оборудования. И к слову, это число кубометров растет вместе с расширением ассортимента бытовой техники, потребляющей воду. Например, жители Москвы прошли путь эволюции от 10 до 600 литров за 125 лет.

Забыли на кухне выключить воду? Продолжайте в том же духе и будете работать только за воду)

В общих нормативах потребления воды в сутки одним человеком, есть градация, которая учитывает тип здания или организации, наличие и вид отопления, обустройство ванной и т. д. Как показывает практика, сейчас эти показатели оказались заниженными.

Мой дом - моя крепость

Среди основных преимуществ частного домовладения числится возможность обустройства отдельного источника воды и создания на его основе индивидуального водопровода и отведения стоков. Конкретные преимущества такого подхода уже не раз описаны, остается только выбрать, откуда будет забираться вода: из колодца или скважины. И то и другое имеет несколько типов. Выбрать вариант под геологические особенности участка и бюджета не составит труда.

Также нужно ориентироваться на максимальный объем потребления воды всем хозяйством, учитывая возможное: дом, полив сада или газона, содержание домашних животных, мытье автомобиля, строительные работы, подключение дополнительной бытовой техники, наполнение бассейна или ландшафтных водоемов и фонтанов.

Цифра в 700 литров воды сперва кажется невероятной, а ведь именно столько может расходовать за сутки один житель городской квартиры. Но если подсчитать все приборы, личную гигиену и готовку, то получается примерно такая цифра. Логично, что потребление воды в частном доме может быть больше в полтора-два раза.

Количество потребляемой воды зависит не только от масштабов домашнего хозяйства и количества проживающих в доме, а и от региона, в котором он располагается. В южных областях аналогичное домовладение будет забирать больше воды

Можно подумать: какая разница, вода же идет бесплатно из собственного колодца. Но дело не только в цене воды, а точнее:

• В виде источника воды;
• В мощности насосного оборудования;
• В диаметре водопроводных труб;
• В объеме гидроаккумулятора;
• В обустройстве канализации;
• В разновидности септика и технологии его обслуживания.

Противоречивые нормативы

В СНиП приводятся не только нормы потребления для частных домов, но и нормы отвода использованной воды. Разумно предположить, что если человек за день расходует 300 литров воды, то норма водоотведения должна быть аналогичной, то есть соотношение 1:1. На деле есть несоответствия: житель дома со всеми удобствами (канализация, водопровод, ванна) может использовать до 500 литров, а норма отведения составляет чуть больше 200. Выходит, что СНиП далек от плановых цифр.

• Питьевая;
• Техническая (уборка, полив);
• Бытовая (душ, ванна, стирка);
• Для системы отопления (радиаторы, теплые водяные полы).

В идеале, для каждого вида воды предполагается своя система водоподготовки и водоочистки. Питьевая должна очищаться от вредных примесей, для бытовой - используются смягчители.

Любите постоять под теплым душем? Вычтети стоимость 40-50 литров воды из вашего бюджета!

Сколько воды нужно человеку для комфортной жизни

Ориентировочный подсчет количества использованной воды выглядит так:

Эти нормы приблизительны, в ни не учитываются такие факторы, как бассейн, аквариумы, полив газонов или мытье авто. Потребление воды зависит от времени года и режима рабочего дня. Понятно, что когда человек находится на рабочем месте, расход воды регламентируется иначе, в зависимости от типа здания и наличия в нем удобств.

Россияне потребляют в конечном итоге воды почти в 2 раза больше, чем жители европейских стран. Наша суточная норма горячей воды в 3 раза больше, чем их. Это объясняется очень высокими тарифами оплаты, поэтому они стараются максимально экономить воду

• Кухонная мойка используется 100 раз;
• Душевая кабина - 25;
• Кран в ванной - 107;
• Унитаз - 120;
• Стиральная машина - 15.

Количество циклов эксплуатации приводится усредненное для квартиры со всеми удобствами, и их можно использовать и для расчета потребления в частном доме, ведь точки забора воды аналогичны.

В этой системе не обошлось без нескольких «но». Нет подобной схемы для среднего дома, оборудованного посудомоечной машиной, которая более экономна, чем обычное мытье вручную. Разные стиральные машины потребляют разный объем воды для одного цикла стирки. Таких нюансов можно привести еще несколько.

Откуда подключить воду для частного дома

В общем зачете оценивается рациональность нескольких вариантов:

• Подключение к центральным магистралям со всеми вытекающим проблемами и оплатой;
• Обустройство колодца;
• Бурение скважины;
• Подвоз воды своими силами и хранение ее в специальных резервуарах.

Перед решением использовать городской водопровод и канализацию, оцените стоимость прокладки труб от ближайшей точки водоразбора, а также сколько придется платить ежемесячно за объем воды. Ориентировочные цифры перечислены выше.

Если вы думаете, что воткнув трубу в землю к вам потечет чистая питьевая вода — ошибаетесь, здесь точный расчет и математика!

Такой план оправдан, если подземные воды непригодны для использования или подача воды выполняется из общей скважины, и она имеет высокое качество. В таком случае нужно ставить счетчики, чтобы платить за реально расходованные кубометры. Для домов без счетчиков и с прилегающим садом или огородом добавляется отдельный объем на полив, хотя в реале поливать можно и собранной дождевой водой, например.

В России, за последний год значительно выросли нормы потребления воды, таким образом, государство стимулирует жителей устанавливать учетные приборы, чтобы не переплачивать. Также разработаны меры наказания для «водных» мошенников

Вариант обустроить собственный колодец или скважину выглядит очень привлекательно, обеспечивает независимость от перебоев в городской сети и воду можно потреблять сколько нужно, без оглядки на коммунальные тарифы.

Колодец стоит дешевле, но не может соперничать со скважиной по производительности и отсутствии органических и промышленных загрязнений. Но в воде из глубоких горизонтов часто содержится много растворенного железа, магния и кальция, и без подготовки ее использовать в пищу нельзя.

В дачных и коттеджных поселках практикуется коллективное использование одной скважины. Ее мощности хватает на нужды всех жителей, а стоимость обустройства делят на несколько домовладений, и она перестает быть неподъёмной. В этом случае в проект водоснабжения закладывается стоимость трубопровода и мощного насосного оборудования.

Скважина - это хорошо, но не обязательно. Если позволяет экология и состояние водоносного горизонта, вполне можно организовать абиссинский колодец, на обустройство которого пойдет всего один день.

Обратная сторона индивидуального водоснабжения

Вода в неограниченном объеме и бесплатно потребует отведения бытовых стоков, оборудования домашней канализации. Оптимальным решением являются септики закрытого типа с активными биологическими препаратами, которые расщепляют стоки на нейтральный ил и техническую воду. Это гораздо удобнее регулярного вызова ассенизаторов для обслуживания выгребной ямы.

Технические новинки для экономии

Рынок сантехники предлагает много устройств для снижения расхода воды. Это привычные двухрежимные бачки унитазов, экономичные насадки для кранов и душевых, которые позволяют сократить потребление воды на повседневные нужды.

Критическая ситуация с дефицитом чистой воды заставляет одуматься и начать потреблять рационально.

При выборе насоса для скважины одна из задач – это расчет потребного расхода воды, то есть определение, какого количества воды будет достаточно для обеспечения водой загородного дома. Потребный расход зависит от количества точек водоразбора – потребителей воды.

Расчет потребного расхода воды нужен для определения необходимой производительности насоса, поэтому проводится для случая максимального потребления воды. Нормальное потребление для сантехнических устройств приведено в таблице.

Общий расход воды получается суммирование расходов отдельных устройств потребления.

Например, в доме имеется умывальник, унитаз, душевая кабина и мойка, в таком случае потребный расход составит

Q = 0,432 + 0,36 +0,432 + 0,51 = 1,764 м3/час.

Бывают случаи, когда очевидно, что все приборы одновременно использоваться не будут. Например, когда в ванной комнате подача поды переключается между душем и умывальником, или когда проживающих в доме людей меньше, чем приборов потребления воды. В этом случае из двух взаимоисключающих приборов потребления нужно учитывать только один — с большим расходом.

Читайте так же:

Расчет потерь напора воды в трубопроводе

Чтобы выбрать насос для скважины, необходимо знать потребный напор, а одна из частей определения потребного напора – это расчёт потерь напора в трубопроводе. Именно этой части вопроса посвящена данная статья.

Расчёт потребного напора насоса для скважины

Для того, чтобы правильно выбрать насос для своей скважины, необходимо знать, потребный напор – т.е. напор, который необходим для водопроводной системы дома. В этой статье речь пойдёт о расчете потребного напора и расчете потерь напора в трубах водопровода на примере небольшого загородного дома.

Водяные насосы для скважин: погружные и поверхностные насосы

Водяные насосы используются для подачи воды из скважины в систему водоснабжения.

Расчёт водопотребления

Водяные насосы предназначены для перекачивания чистой воды, которая не содержит загрязнений в виде большой концентрации взвешенных частиц, таких как песок или ил. Если использоваться водяным насосом с целью перекачивания грязной воды в течение долгого времени, насос может выйти из строя. В зависимости от принципа действия насосы для скважин разделяются на поверхностные и погружные (они же глубинные).

Дата публикации: 07.06.2013 17:01:15

Расчет расхода воды на полив

Введение …………………………….……………….…….…………………
1 Водоснабжение и водоотведение населенных пунктов……………….……
2 Расчет водоснабжения ……………………………………………………….
2.1 Расчет численности населения микрорайона …………………………..
2.2 Расчет хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения…
2.2.1 Расчет хозяйственно-питьевого водоснабжения……………………
2.2.2 Расчет расхода воды на полив……………………………………….
2.2.3 Расчет расхода воды на пожаротушение…………………………….
2.3 Источники водоснабжения…………………………………..…………
2.4 Свободные напоры………………….

Потребление воды: расчет потребного расхода воды для выбора насоса

…………………………………

2.5 Повысительная насосная станция.…………………………………… 2.6 Водопроводы и магистральные сети …………………………………… 3 Расчет водоотведения………………………………………………………… 3.1 Расходы сточных вод …………………………………………………… 3.2 Схема канализации ………..…………………………………………… Заключение ………………………………………..………………………….. Список использованных источников…………………………………………

Введение

Водоснабжение и водоотведение населенных пунктов

Расчет водоснабжения

Расчет численности населения микрорайона

Количество проектируемых домов:

— блокированные двух-трехэтажные жилые дома, общая площадь квартир до 200 м2 – 24 дома;

— одно-двух-трехэтажные жилые дома усадебного типа, общая площадь квартир до 260 м2 – 10домов;

— одно-двух-трехэтажные коттеджи, общая площадь квартир до 160 м2 – 45домов.

Принимаем количество человек в одной квартире блокированных жилых домов – 5 человек, в одном доме усадебного типа – 5 человек, в одном коттедже – 4 человека. Количество человек в проектируемых жилых домах:

5х24 + 5х10 + 4х45=350 человек.

Общая площадь жилого фонда существующих домов на проектируемом участке – 30840 м2. Расчетную норму общей площади на 1 человека принимаем по Региональным нормативам Градостроительного проектирования Краснодарского края (таблица 2) – 20 м2 (социальный уровень комфорта жилья). Количество человек в существующих жилых домах:

30840:20=1542 человека.

Общее количество человек проектируемого микрорайона:

350+1542=1892человек.

Плотность населения проектируемого микрорайона:

1892:14,51=130чел/га

Расчет хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения

Для бесперебойного хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения предусматривается присоеденение к существующему водопроводу населенного пункта нового микрорайона малоэтажной жилой застройки.

Расчет хозяйственно-питьевого водоснабжения

Расчетное количество населения 350 чел., проживающих в зданиях оборудованных водопроводом, канализацией и горячим водоснабжением от местных водонагревателей. Этажность застройки 1-3 этажа.

Расчетное водопотребление нового микрорайона малоэтажной жилой застройки определено на основании СНиП 2.04.02-84*, данные по водопотреблению сведены в таблице 1.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды принимаем согласно п. 2.2, СНиП 2.04.02-84*:

Qсут.т = S qж ´ Nж /1000, (1)

где: qж — удельное водопотребление, принимаемое по таблице 1.

Nж — расчетное число жителей в районах жилой застройки

Для зданий оборудованных водопроводом и централизованным горячим водоснабжением:

350х180=63(м3/сут)

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего водопотребления Qсут.max м3/сут определяется по формуле:

Qсут. max = Kсут. max ´ Qсут.т, (2)

где Ксут. max — коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели. Для зданий оборудованных водопроводом и централизованным горячим водоснабжением Kсут. max = 1,2

Qсут. max = 63х1,2=75,6 (м3/час)

Расчетный часовой расход воды qч, м3/час, определяется по формуле:

qч. max = Kч. max ´ Qсут.т. max / 24, (3)

qч. max =1,95´75,60/24=6,14 м3/час

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления Kч. определяется по формуле:

Kч. max = a max ´ b max

где a — коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий, принимается по таблице 2 СНиП 2.04.02-84*;

b — коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте; b max для зданий, оборудованных водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением, принимается по таблице 2 СНиП 2.04.02-84*.

Расчет расхода воды на полив

Расход воды на поливку принимаем 60 л/сут, согласно таблице 3 СНиП 2.04.02-84*, примечание 1:

60 х 350= 21,00 м3/сут

При этом принимается, что 50 % поливочного расхода, используется в течении суток с 6 до 22 часов равномерно, остальные 50 % — 3 поливки в течении 3 часов.

Расчет минимальных расходов воды на неизученных реках или в случае, когда имеющийся фактический материал не пригоден для использования в расчетах по статистическим формулам, производится в основном двумя способами: по картам изолиний минимального стока и по эмпирическим зависимостям.

Карты изолиний используются при расчетах минимального 30-дневного стока средних рек, с площадью водосбора от 1000 – 2000 (критическая площадь) до 75 000 км 2 . Реки с площадью водосбора, меньшей критической, относятся к малым рекам.

Они имеют величину модуля минимального стока, отличную от аналогичной характеристики средних рек. Способ определения минимального стока на малых реках излагается ниже. Критическая площадь показывает величину площади бас­сейна, начиная с которой на реках данного района практически не наблюдается изменение модуля минимального 30-дневного стока (М 30) с ростом площади бассейна (F). Она определяется путем построения зависимости M 30 =f(F) на двуосной логарифмической клетчатке, на которой критической площади будет со ответствовать точка перегиба кривой при переходе ее в прямую, близкую к горизонтальной линии.

На территории России выделено 11 районов в зимний сезон и 14 районов в летне-осенний, в которых реки имеют близкие по размеру критические площади бассейнов. Их величина изменяется от 800 до 10 000 км 2 . Поэтому для ее определения в данном районе может быть использована карта районов (рис. 4.3., 4.4.) для определения минимальных 30-дневных расходов воды на малых реках и таблица наибольших (критических) площадей бассейнов малых рек (табл. 4.3).

Таблица 4.3.

Наибольшие критические площади бассейнов (км 2 ) малых рек

Способ определения минимального 30-дневного стока по картам изолиний аналогичен методу вычисления годового стока. Карты изолиний минимального стока не применяются для озерных рек и рек, расположенных в карстовых районах.

Минимальный 30-дневный сток на малых реках, с площадью водосбора не менее 50 км 2 , для увлажненных районов и 100 км 2 для районов недостаточного увлажнения, рассчитывается по эмпирической зависимости вида

где – минимальный 30-дневный расход воды, средний за многолетний период, для зимнего или летне-осеннего сезонов;

F – площадь бассейна реки в км 2 ;

а, n, с - параметры, определяемые в зависимости от географического местоположения реки, устанавливаются по таблице и картам районов для определения минимального 30-дневного стока на малых реках (табл. 4.4).

1 – граница и индекс района для определения наибольшего значения (критической) площади бассейна малой реки; 2 – граница и номер района для определения минимальных 30 – дневных расходов воды на малых рек; 3 – номер района и индекс подрайона для определения минимальных 30 – дневных расходов воды на малых реках; 4 – расчетные створы

Рис. 4.3. Выкопировки из карт районов для определения минимальных 30 – дневных расходов воды на малых реках в летне-осенний сезон.

1 – граница и номер района для определения коэффициента изменчивости; 2 – граница и номер района для определения минимального среднего суточного расхода воды;

Рис. 4.4. Выкопировка из карты районов для определения минимального среднего суточного расхода воды и коэффициента изменчивости 30-дневного стока в летне-осенний сезон.

Таблица 4.4.

Значения параметров а, n, с

Для расчета минимальных 30-дневных расходов воды различной обеспеченности коэффициент изменчивости Сv определяется в зависимости от величины среднего многолетнего минимального 30-днсвного модуля стока за зимний или летне-осенний сезон для данного района. В качестве вспомогательного материала используется карта районов для определения коэффициентов изменчивости и таблица значений C v (табл. 4.5.). Коэффициент асимметрии принимается по аналогии с окружающими изученными реками или назначается по соотношению C S = 2C v для увлажненных районов и C s =1,0-1,5 C v для районов недостаточного увлажнения.

Таблица 4.5.

Значения C v в зависимости от величины модуля минимального 30- дневного стока за летний и зимний сезоны

Минимальные расходы воды малых рек могут быть получены по зависимости минимального 30-дневного модуля стока обеспеченностью 97% от отметки тальвега русла реки в замыкающем створе, выраженной в абс. м. для районов с одинаковыми гидрогеологическими условиями питания реки.

Величина минимального среднего суточного стока устанавливается по его соотношению с минимальным 30-дневным модулем стока по зависимости

М сут = аМ мес - b, (4.2)

где М сут - минимальный средний суточный модуль стока в л/сек с 1 км 2 . М мес - минимальный 30-дневный модуль стока; а , b - параметры, определяемые в зависимости от местоположения реки (табл. 4.6.).

Таблица 4.6.

Значения параметров а и b для определения минимального среднего суточного модуля стока

Пример 4.3. Определить минимальные 30-дневные и средние суточные расходы воды 90%-ной обеспеченности в летне-осенний сезон р. Ура у ст. Ура-Губа (Кольский п-ов).

1. Устанавливаем, что площадь бассейна реки до замыкающего створа составляет 1020 км2.

2. Исходя из местоположения речного бассейна на карте (рис. 4.3), определяем индекс района и по табл. 4.6 устанавливаем величину площади бассейна, до которой река считается малой (критическую площадь). Величина критической площади для района А, в котором находится бассейн р. Ура, составляет 1400 км2. Следовательно, расчет необходимо производить по схеме, применяемой для определения минимального стока на малых реках.

3. По той же карте находим, что номер района для определения минимального стока малой реки. По табл. 4.4 определяем значения параметров расчетной формулы для района 1, которые равны а = 0,0014, n = 1,27, С=95. Подставив все расчетные параметры в формулу 4.1 получаем, что величина среднего многолетнего минимального 30-дневного расхода воды в летне-осенний сезон составляет 9,85 м3/сек, или 9,65 л/сек с 1 км2.

4. Для определения коэффициента изменчивости Cv по карте (рис. 4.4) устанавливаем, что бассейн р. Ура расположен в районе 1. По табл. 4.5 находим, что в районе 1 величине модуля 9,65 л/сек с 1 км2 соответствует значение коэффициента изменчивости Cv, равное 0,34 (величина Cv определена путем интерполяции с учетом того, что большему значению модуля соответствует меньшая величина Cv).

5. Величина коэффициента асимметрии Cs принимается в соответствии с рекомендацией для увлажненных районов равной 2 Cv

6. По установленным параметрам Q = 9,85 м3/сек, Cv = 0,34 и Cs =2 Cv определяем, что расчетное значение минимального 30-дневного расхода воды 90%-ной обеспеченности равно 5,3 мг/сек.

7. Для расчета минимального среднего суточного расхода воды по уравнению используется карта, показанная на рис. 4.4, по которой устанавливается, что р. Ура расположена в районе 1, для которого районные параметры а и b равны соответственно 0,82 и 0,4 (значения параметров определены по табл. 4.6). В качестве параметра Ммес подставляется величина М 90% ,равная 5,2 л/сек с 1 км 2 . В результате расчета получаем, что искомая величина минимального среднего суточного расхода воды (после перевода модуля в расход воды) 90%-ной обеспеченности составляет 3,94 м3/сек.

Пример 4.4. Определить минимальные 30-дневные и средние суточные расходы воды 75%-ной обеспеченности в летне-осенний сезон река на Кольском п-ове в зоне 3 (рис. 4.3). Устанавливаем, что площадь бассейна реки до замыкающего створа составляет 920 км 2 .

Пример 4.5. Определить минимальные 30-дневные и средние суточные расходы воды 25%-ной обеспеченности в летне-осенний сезон река на Кольском п-ове в зоне 2 (рис. 4.3). Устанавливаем, что площадь бассейна реки до замыкающего створа составляет 1020 км2.

Максимальные расходы воды

Под максимальными расходами воды рек и малых водотоков понимаются наибольшие в году значения мгновенных или срочных расходов, наблюдаемые во время весеннего половодья или дождевых паводков.

На малых водотоках со значительным внутрисуточным изменением уровней и расходов, особенно в период дождевых паводков, пик паводка может пройти между установленными сроками наблюдений. Поэтому срочные максимальные расходы бывают меньше мгновенных. В свою очередь средний суточный максимум меньше срочного. Эта разница бывает значительной на очень малых водотоках и уменьшается с возрастанием площади водосбора реки. Расчеты следует производить для мгновенных максимальных расходов воды.

По генетическому признаку, или происхождению, максимальные расходы воды подразделяются на:

а) образующиеся в основном от таяния снегов на равнинах,

б) от таяния снегов в горах и ледников,

в) от дождей,

г) от совместного действия снеготаяния и дождей – смешанные максимумы.

К максимумам смешанного происхождения относятся максимальные расходы воды, в образовании которых невозможно установить превалирующую роль талых или дождевых вод.

При анализе и расчетах максимальных расходов воды с применением методов математической статистики максимумы различного генетического происхождения рассматриваются раздельно.

Практическая важность вопроса определяется тем, что многие элементы половодья или паводков необходимо учитывать при строительстве гидротехнических сооружений. Особенно важно знать максимальные расходы воды весеннего половодья и дождевых паводков, от величины которых зависят размеры наиболее массовых сооружений – мостовых переходов через реки и малые водотоки, большое количество которых ежегодно строится на автомобильных и железных дорогах, а также размеры водосбросных и водопропускных отверстий других сооружений.

От правильного определения максимальных расходов воды и работы водосбросных отверстий зависит бесперебойность работы сооружения или дороги, безопасность пли судьба всего сооружения и прилегающих к реке объектов, а также, и стоимость сооружения. Завышенные максимальные расходы воды повысят общую стоимость сооружения, что снизит его экономическую эффективность. Занижение максимальных расходов приведет к разрушению сооружения, затоплению прилегающей к реке местности, материальному убытку и человеческим жертвам.

Расчетные ежегодные вероятности превышения, или обеспе­ченности, максимальных расходов воды определяются в зависимости от класса капитальности сооружения и нормируются общими техническими указаниями, рекомендуемыми или обязательными для проектных организаций.

Все гидротехнические сооружения по своей капитальности делятся на несколько классов. Сооружения высоких классов капитальности должны служить несколько сот лет. Чтобы они работали бесперебойно, их водосбросные отверстия нужно рассчитывать на пропуск максимальных расходов воды очень редкой повторяемости. Временные гидротехнические сооружения рассчитываются на максимальные расходы воды более частой повторяемости.

Строительными нормами и правилами [СНиП II–И 7–65] установлены следующие расчетные ежегодные вероятности превышения, или обеспеченности, максимальных расходов воды в зависимости от класса капитальности сооружения:

Класс сооружения ……..I II III IV

Р °/о……………………0,01 0,1 0,5 1

Временные гидротехнические сооружения V класса рассчитываются на пропуск максимальных расходов 10%-ной обеспеченности.

Постоянные водопропускные сооружения на автомобильных дорогах рассчитываются на максимальные расходы воды следующих обеспеченностей:

Бровка насыпи……………………………1,0 2,0

Отверстия мостов, труб…………………1,0 2,0

Ответвленные водоотводы………….....…2,0 4,0

Обвалование населенных пунктов,

вход в шахты, тоннели и пр.……………. 0,1 0,1

При этом если наблюденный максимальный расход имеет обеспеченность меньше 1%, то он принимается в качестве расчетного.

Технические условия проектирования железных дорог предусматривают расчеты отверстий мостов и труб на пропуск следующих расходов:

а) наибольшего обеспеченностью 0,33% для больших и средних мостов и 0,2% для малых мостов и труб;

б) расчетного обеспеченностью, указанной ниже:

Класс сооружения по степени капитальности I I и II II

Обеспеченность расхода, %............................1 (для труб 2) 1 (для труб2) 2

В зависимости от степени достаточности (длительности) ряда наблюдений и надежности исходных данных применяются следую­щие методы расчета максимальных расходов воды:

а) при наличии длительного ряда гидрометрических наблюдений строится эмпирическая кривая обеспеченности, и верхняя часть экстраполируется за пределы наблюдений до заданных обеспеченностей с помощью теоретической кривой обеспеченности;

Б) при наличии короткого ряда наблюдений, недостаточного для построения кривых обеспеченности, но достаточного для приведения его к длительному ряду, имеющийся короткий ряд приводится к длительному ряду и по последнему строятся кри­вые обеспеченности;

в) при наличии короткого ряда наблюдений, недостаточного для приведения его к длительному периоду, а также при отсутствии наблюдений по расчетному створу расчет производится косвенными методами – по методу аналогии или по формулам с обеспеченными параметрами.