Проектирование водоотводящей сети дождевой канализации

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Инженерные системы — II»

на тему: «Проектирование водоотводящей сети дождевой канализации»

1.Выбор и обоснование системы и схемы водоотведения города

1.1 Существующие системы и схемы водоотведения

1.2 Системы канализации

1.3 Схемы канализации

1.4 Принятая в проекте система и схема водоотведения и их обоснование

2. Расчет и проектирование сети для отведения дождевых сточных вод города

2.1 Определение начальной глубины заложения водоотводящей сети

2.2 Гидравлический расчет и построение высотной схемы водоотводящего коллектора

3. Материалы, применяемые для устройства сетей водоотведения

4. Эксплуатация сетей водоотведения Список используемой литературы водоотведение канализация дождевой сточный

Введение

Объект водоотведения расположен в Акмолинской области и включает в себя населенный пункт и промышленное предприятие. Населенный пункт состоит из двух районов с различной степенью благоустройства и различной плотностью населения.

Промышленное предприятие находится в юго-западной части населенного пункта.

Все атмосферные осадки от населенного пункта и предприятия транспортируются по трубам самотеком на главную насосную станцию, а затем под напором на очистные сооружения.

Грунтовые воды обнаружены на глубине 2,2 м; грунт — суглинки. По территории города протекает река, отметка горизонта которой равна 379,00.

1. Выбор и обоснование системы и схемы водоотведения города

1.1 Существующие системы и схемы водоотведения Канализация является одним из видов инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых, общественных и производственных зданий, обеспечивающих необходимые санитарно-гигиенические условия и высокий уровень удобств для труда, быта и отдыха населения.

Под канализацией понимается комплекс оборудования, сетей и сооружений, предназначенных для организованного приема и удаления по трубопроводам за пределы населенных пунктов или промышленных предприятий загрязненных сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед утилизацией или сбросом в водоем.

Канализация по назначению подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя канализация служит для приема сточных вод в местах их образования и отведения этих стоков за пределы здания в наружную канализационную сеть. Наружная канализация служит для транспортирования сточных вод за пределы населенного пункта или промышленных предприятий на очистные сооружения. Очистные сооружения служат для обезвреживания сточных вод, выпуска очищенных вод в водоем без нарушения его естественного состояния и обработки осадка в целях дальнейшей его утилизации.

В зависимости от происхождения, вида и качественной характеристики примесей сточные воды подразделяются на три основные категории: бытовые (хозяйственно-бытовые), производственные (промышленные) и дождевые (атмосферные).

1.2 Системы канализации Под системой канализации принято понимать совместное или раздельное отведение сточных вод всех трех категорий. В практике наиболее широкое распространение получили общесплавная и раздельные системы канализации.

Общесплавными называют системы канализации, при которых все сточные воды: бытовые, производственные и дождевые — сплавляются по одной общей сети труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения.

Раздельными называют системы канализации, при которых дождевые и условно чистые производственные воды отводят по одной сети труб и каналов, а бытовые и загрязненные производственные сточные воды — по другой, одной или нескольким сетям.

Канализационную сеть, предназначенную для приема и отведения атмосферных вод называют дождевой (ливневой) или водостоком.

Если в дождевую канализацию сбрасывают практически чистые незагрязненные производственные сточные воды, то ее называют производственно-дождевой.

Сеть, предназначенную для приема и отведения бытовых вод, называют бытовой.

Производственной называют канализационную сеть промышленного предприятия, предназначенную для приема и отведения только загрязненных производственных сточных вод; производственно-бытовой — сеть, предназначенную для приема и отведения совместно производственных и бытовых сточных вод.

Раздельная система канализации может быть полной или неполной.

Полной раздельной называют систему, включающую две или несколько совершенно самостоятельных канализационных сетей: сеть, по которой отводят только дождевые или дождевые и условно чистые производственные воды; сеть для отвода бытовых и части загрязненных производственных вод, допускаемых к спуску в бытовую канализацию; сеть, по которой отводят загрязненные производственные воды, не допускаемые к совместному отведению с бытовыми.

Неполной раздельной называют систему канализационных сетей, предусматриваемую для отвода только наиболее загрязненных производственных и бытовых сточных вод; атмосферные воды при этой системе стекают в водные протоки по кюветам проездов, открытым лоткам, канавам и тальвегам.

Разновидностями общесплавной и раздельной систем являются полураздельная и комбинированная системы канализации.

Полураздельная система канализации состоит из тех же самостоятельных канализационных сетей, что и полная раздельная система, и одного главного (перехватывающего) коллектора, отводящего на очистные сооружения бытовые, производственные, талые воды, воды от мытья улиц и часть наиболее загрязненных дождевых вод.

Комбинированные системы канализации — это такие системы, в которых в одних районах города сохранилась общесплавная система, в других — полная раздельная, в третьих — неполная раздельная система.

1.3 Схемы канализации Схемой канализации называют технически и экономически обоснованное проектное решение принятой системы канализации с учетом местных условий и перспектив развития объекта канализования.

Каждая система канализации может быть осуществлена различными техническими приемами при трассировке сетей и коллекторов, определении глубины их заложения, количества насосных станций, числа и расположения очистных сооружений и т. д.

Все канализационные сооружения любой системы и схемы канализации по своему назначению делятся на две основные группы.

К первой группе относятся оборудование и сооружения, предназначенные для приема и транспортировки сточных вод: а) внутренние канализационные устройства; б) наружную канализационную сеть; в) насосные станции и напорные канализационные водоводы.

Ко второй группе относят: а) очистные станции, предназначенные для очистки, обезвреживания, обеззараживания сточных вод и для обработки осадка; б) выпуски очищенных вод в водоем.

Наружной канализационной сетью называют уложенную с уклонами разветвленную подземную сеть труб и каналов, отводящую сточные воды к насосной станции, очистным сооружениям или в водоем.

В зависимости от назначения, места укладки и размеров наружные канализационные сети называют: дворовой — уложенной в пределах одного владения; внутриквартальной — уложенной внутри квартала; заводской — уложенной на территории промышленных предприятий; уличной — уложенной по улицам и проездам и принимающей сточные воды из дворовых, внутриквартальных и заводских сетей.

Уличная сеть городов сильно разветвлена и охватывает обширные территории, с которых сточные воды отводятся преимущественно самотеком. для этого всю канализуемую территорию населенного мета делят на бассейны канализования.

Бассейном канализования называют часть канализуемой территории, ограниченную водоразделами.

Участок канализационной сети, собирающий сточные воды из одного или нескольких бассейнов канализования, называют коллектором.

Коллекторы подразделяют: а) коллекторы бассейна канализования, собирающие сточные воды из канализационной сети одного бассейна; б) главные коллекторы, собирающие сточные воды двух или нескольких коллекторов бассейнов канализования; в) загородные коллекторы, отводящие сточные воды транзитом за пределы объекта канализования к насосным станциям, очистным сооружениям или к месту выпуска в водоем. В крупных городах с сильно развитой городской сетью коллекторы больших размеров нередко называют каналами.

Схемы канализационной сети городов, населенных пунктов или промышленных предприятий зависят от рельефа местности, грунтовых условий, места расположения очистных станций, концентрации и разновидностей загрязнений сточных вод, а также планировочных факторов и других условий.

Ввиду большого разнообразия местных условий трудно дать какие-либо типовые схемы канализационной сети. В качестве приближенной классификации можно указать на схемы, приведенные ниже.

Схему называют перпендикулярной, если коллекторы бассейнов канализования трассировались для отведения атмосферных и незагрязненных производственных сточных вод по наикратчайшему направлению перпендикулярному водоему, если этому не препятствовал рельеф местности.

Если же коллекторы отдельных бассейнов перпендикулярной схемы перехватывают главным коллектором, прокладываемым параллельно водоему, то такую схему называют пересеченной.

Территорию, состоящую из нескольких отдельных террас со значительной разностью отметок, можно разбить на зоны (пояса), канализуемые самостоятельно. Такую схему канализационной сети называют поясной или зонной.

Радиальная или децентрализованная схема имеет несколько очистных станций.

Схемы канализационной сети промышленных предприятий аналогичны схемам канализационной сети населенных пунктов. Однако при разнообразном составе производственных сточных вод и различной степени их загрязнения может оказаться целесообразным устройство на территории промышленного предприятия нескольких самостоятельных канализационных сетей.

Схемы канализации городов и промышленных предприятий могут быть централизованными, децентрализованными и районными (региональными).

При централизованной схеме сточные воды всех бассейнов канализования направляют по одному или нескольким коллекторам на единственную для всего города очистную станцию ниже города, по течению реки.

Децентрализованные схемы канализационной сети применяют при канализовании крупных городов в условиях как сильно пересеченного, так и очень плоского рельефа местности. В этом случае устраивают районную канализацию с самостоятельными очистными сооружениями.

Для нескольких близко расположенных населенных пунктов и предприятий в промышленных и густо населенных районах страны применяют районные (региональные) схемы канализации. В этих схемах предусматривается одна очистная станция большой мощности вместо большого числа маломощных очистных сооружений, обслуживающих отдельные объекты.

1.4 Принятая в проекте система и схема водоотведения и их обоснование Систему и схему канализации выбирают как комплекс инженерных сооружений для надежного и длительного обслуживания жилых, производственных и сельскохозяйственных объектов с учетом принятой системы водоснабжения, рационального использования водных ресурсов, санитарно-гигиенических и технико-экономических требований. При выборе системы канализации населенных пунктов в первую очередь необходимо установить схему отведения и определить места выпуска дождевых вод.

Для данного проекта выбрана пересеченная схема канализации, которая предусматривает прокладку главного коллектора по пониженной части территории объекта, вдоль водного протока. Схема является централизованной, все сточные воды объекта канализования отводятся на одно очистное сооружение. Удаление сточных вод осуществляется по трубам, самотеком, в связи с чем, требуется прокладка труб с уклоном.

При выборе системы и схемы канализации руководствуются следующими рекомендациями.

Полную раздельную систему наружной канализации следует принимать для крупных и благоустроенных городов и промышленных предприятий:

а) при возможности сброса всех дождевых вод в поверхностные водные протоки;

б) при необходимости по условиям рельефа местности устройства более трех районных насосных станций;

в) при расчетной интенсивности дождя продолжительностью 20 минут, более 80 л/с на 1 га;

г) при необходимости полной биологической очистки сточных вод.

Неполную раздельную систему канализации целесообразно устраивать в городах и поселках городского и сельского типов, где применение такой системы совместимо с общим уровнем благоустройства, или допускать ее как первую очередь строительства раздельной системы канализации.

Полураздельную систему канализации целесообразно принимать: а) для городов с числом жителей более 50 тыс. человек; б) при маловодных или непроточных внутригородских водоемах и водных протоках; в) для районов акваторий, используемых для купания и водного спорта; г) при повышенных требованиях к защите водоемов от загрязнения дождевыми и талыми водами.

Общесплавную систему канализации применяют для городов с многоэтажной застройкой: а) при наличии на территории канализования или вблизи нее мощных водных протоков, допускающих прием дождевых и поливочных вод; б) при ограниченном количестве районных насосных станций с небольшой высотой подъема сточных вод; в) при расчетной интенсивности дождя продолжительностью 20 мин менее 80 л/сек на 1 га.

Комбинированная система объединяет элементы общесплавной и полной раздельной систем канализации. Ее целесообразно применять при реконструкции и расширении канализации в крупных городах (с населением более 100 тыс. человек), отдельные районы которых отличаются между собой характером застройки, степенью благоустройства, рельефом и другими местными условиями.

Канализование промышленных предприятий следует осуществлять, как правило, по полной раздельной системе.

В системе дождевой канализации предусматривают возможность отведения наиболее загрязненной части дождевых и талых вод на очистку.

На территории промышленных предприятий могут предусматриваться сети бытовой, производственной (загрязненных вод), дождевой и производственно-дождевой (незагрязненных производственных вод) канализаций, а также специальные производственные сети для отведения кислых, щелочных, шламовых и других сточных вод.

2. Расчет и проектирование сети для отведения дождевых сточных вод

города

2.1 Определение начальной глубины заложения водоотводящей сети Заглубление сети вызывается необходимостью предохранить ее от промерзания и механических повреждений, а также обеспечить возможность присоединения канализуемых объектов и других линий.

Глубину заложения труб при отсутствии данных определяют по формуле:

h = hпром. — (0,3…0,5) > (0,7 + d), (2.19)

h =2,2 — 0,5 = 1,7 м где hпром. — нормативная глубина промерзания грунта, м;

0,3…0,5 — величина уменьшения глубины заложения от величины нормативного промерзания за счет создания вокруг канализационных труб теплового пояса, м;

0,7 — расстояние от поверхности земли до верха трубы, м.

Начальную глубину заложения уличной сети Н определяют в зависимости от глубины заложения дворовой или внутриквартальной сети по формуле:

Н = h + i*(L+l) + Z1 — Z2 +, (2.20)

где h — наименьшая глубина заложения сети в наиболее удаленной или невыгодно расположенном колодце, м;

i — уклон дворовой или внутриквартальной линий;

L+l — длина дворовой или внутриквартальной линий от смотрового до наиболее удаленного дворового колодца, м;

Z1 — Z2 — отметки поверхности земли у колодца уличной сети у наиболее удаленного колодца дворовой или внутриквартальной сети, м;

— (0,02…0,005) — разница в отметках между лотками дворовой линии и уличной сети, м.

Для предохранения сети от повреждений тяжелым автотранспортом минимальную глубину заложения уличной сети следует принимать не менее 1,5 м до верха трубы.

Наибольшая глубина заложения самотечных коллекторов при производстве работ открытым способом не должна превышать 6−8 м.

2.2 Гидравлический расчет и построение высотной схемы водоотводящего коллектора Проектирование высотной схемы дождевых канализационных сетей заключается в составлении продольного профиля коллектора, в назначении начальных глубин заложения сети, уклонов и отметок в местах сопряжения труб в соединительных колодцах и камерах. Профиль составляют одновременно с гидравлическим расчетом дождевой канализационной сети.

При гидравлическом расчете дождевой канализационной сети решают следующие задачи:

Определяют уклон лотка трубопровода. Его принимают равным уклону местности или минимальным iмин, чтобы обеспечить самоочищающую скорость лотка;

Диаметр d, мм;

Скорость V, м/с по заданному расходу q, л/с, с учетом уклона местности вдоль трассы коллектора.

Если скорость V окажется меньше самоочищающей, то увеличивают уклон и решают задачу снова. При скорости выше максимально допустимой уклон уменьшают.

Расчет сети производят редко из-за его большой трудоемкости. Обычно при гидравлическом расчете самотечной и напорной канализационных сетей пользуются таблицами, графиками и номограммами. В данном случае была использована таблица А. А Лукиных и Н. А. Лукиных по формуле академика Н. Н. Павловского.

Все расчеты сведены в таблицу 2.1.

Графа 1. Намечаем номера участков рассчитываемого коллектора (см. генплан). Графы 2,3,4,5 заполняем в соответствии с генпланом. Графа 6 — назначаем начальную скорость в водостоке и проверяем на правильность по таблице А. А Лукиных. Графа 7 — исходя из длины участка и скорости, определяем продолжительность протока по участку. 8 графа заполняется на основании 7 графы. 9 графа определяется по формуле Tд = ti + tл + tк, где ti — это продолжительность протока по участку, а tл + tк принимаем равным 11 минутам. 10 графу мы можем заполнить на основании графика, либо по формуле:

где, А и n — параметры, определяемые согласно п. 2.12, (СНиП 2.04.03−85), равные, А = 360 и n = 0,66, t — продолжительность дождя. Графа 11 — Расчетный расход, Q, л/с вычисляем по формуле Q = qст*F. 12, 13, уклон и диаметр труб подбираем по таблице А. А Лукиных. 14 — потери напора находим в результате перемножения 12 и 2 граф. Остальные графы мы заполняем в соответствии с генпланом — отметки поверхности земли, а отметки лотка и шелыги — разницей между отметками поверхности земли и глубиной заложения трубопроводов. Отметка начала по лотку: разница отметки земли, глубины заложения трубопровода и диаметра; отметка конца заложения трубопровода определяется разницей отметки начала по лотку и потерей напора. Отметка начала по шелыге определяется разницей отметки земли и глубиной заложения трубопровода, отметка конца по шелыге — это разница отметки начала по шелыге и потери напора. Заглубление определяется разницей отметки земли и отметкой по лотку соответственно началу и концу.

Таблица 2.1.

3. Материалы, применяемые для устройства сетей водоотведения Материал труб выбирают в зависимости от назначения трубопроводов, состава сточных и грунтовых вод, режима движения сточных вод.

Самотечную сеть укладывают из керамических, чугунных, асбестоцементных, безнапорных железобетонных труб и сборных железобетонных элементов, пластмассовых труб.

Напорную сеть устраивают из напорных железобетонных, асбестоцементных, чугунных, стальных и пластмассовых труб.

Требования, предъявляемые к материалу труб:

Механическая прочность — для восприятия постоянного давления грунта, движущегося транспорта, внутреннего давления при напорном режиме движения жидкости;

Водонепроницаемость в сеть грунтовых вод (инфильтрация) и сточных вод в окружающую среду (эксфильтрация);

Высокая сопротивляемость механическому воздействию сточных вод при движении тяжелых частиц по дну каналов;

Сопротивляемость разрушению от химического воздействия сточных и грунтовых вод, содержащих кислоты и щелочи, а также действие блуждающих токов;

Гладкая внутренняя поверхность;

Сопротивление действию сточных вод с повышенной температурой;

Возможность применения индустриальных методов строительства.

В данном проекте для безнапорной канализационной сети применяются трубы железобетонные безнапорные раструбные. На участках напорной канализационной сети применяются трубы железобетонные напорные раструбные.

4. Эксплуатация сетей водоотведения Эксплуатацией сетей водоотведения занимается служба эксплуатации. Основной задачей этой службы является правильное использование всех канализационных сооружений и обеспечение их нормальной безаварийной работы при высоких экономических, технических и санитарных показателях. В их обязанности входит:

прием канализационной сети в эксплуатацию и технический контроль за строительством канализационной сети и сооружений на ней;

наблюдение за работой и состоянием канализационной сети и сетевых сооружений (соединительных камер, дюкеров, эстакад; аварийных выпусков и переливов, вентиляционных устройств и др.);

профилактическая промывка и прочистка сети;

устранение аварийных засорений;

текущий и капитальный ремонт сети;

ликвидация аварий;

проведение мероприятий по предохранению канализационной сети и подвалов зданий от затоплений и обеспечение ее работы в период весенних паводков;

рассмотрение и утверждение проектов внутренней канализации зданий;

контроль за монтажом, вводом в действие, техническим состоянием и правильной эксплуатацией внутренних канализаций зданий;

изучение работы сети, составление планов развития и реконструкции сети;

разработка и проведение мероприятий по охране труда рабочих, занятых на эксплуатации сети;

ведение технической документации (исполнительных чертежей, документов приемочных комиссий, планшетов сети, технических паспортов) и отчетности.

Список используемой литературы СНиП 2.04.03−85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» .

Лукиных А.А., Лукиных Н. А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Павловского Н. Н. М.: Стройиздат, 1974.-156 с.

Н.Ф. Федоров, А. М. Курганов, М. И. Алексеев «Канализационные сети» .

Яковлев С.В., Карелин Я. А., Жуков А. И., Колобанов С. К. «Канализация». М.: Стройиздат, 1975.-632 с.

Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1981.

Федоров Н. Ф. Шифрин С.М. «Канализация». М.: Высшая школа, 1968.

Защепина М.В. «Курсовое и дипломное проектирование водопроводных и канализационных сетей». Л.: Стройиздат, 1981. 176 с.