РАСЧЁТ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ

Вода в населённых пунктах расходуется: населением для индивидуальных нужд, коммунально-бытовыми учреждениями, промышленными предприятиями, расположенными на территории населённого пункта, на обслуживание животных и содержание различных машин и механизмов.

Всех потребителей, проживающих в сельском населённом пункте, можно сгруппировать в три сектора:

- коммунальный (население, проживающее в домах различной степени благоустройства; школы; больницы; бани; полив газонов и цветников; скот и птица в личном пользовании);

- животноводческий (молочно и свинотоварные фермы, птицефермы и пр.);

- производственный (предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, гаражи, мастерские и пр.).

Под расчётом водопотребления следует понимать определение количества воды, необходимой для нужд всех водопотребителей объекта водоснабжения. Для решения этой задачи необходимо установить состав и количество водопотребителей на конец расчётного периода и определить для каждой группы водопотребителей среднесуточную норму водопотребления.

Состав и количество водопотребителей берут или в статистических организациях или непосредственно в администрации населённого пункта.

Среднесуточная норма водопотребления всех групп водопотребителей определяется по СНиПам.

4.1 Определение суточных расходов

Данные по составу и количеству водопотребителей, а также выбранные нормы водопотребления заносятся в таблицу 2.

Таблица 2 – Расчет среднесуточных расходов потребления воды в

населённом пункте.

Среднесуточные расходы воды каждой группы водопотребителей определяются по формуле:

Q_{ср.сут.i} = (1)

где Q_{ср.сут.i} - среднесуточный расход группы водопотребителей, м³/сут;

n - количество водопотребителей на конец расчётного периода;

q_ср.i – среднесуточная норма водопотребления, л/сут. (приложения А-Д).

Среднесуточный расход каждого сектора определяется как сумма среднесуточный расходов всех групп водопотребителей, входящих в него. Таким образом, исходя из таблицы 2, определяют среднесуточные расходы:

- коммунального сектора - Q_{ср.сут.к.}, м³/сут.

- животноводческого сектора - Q_{ср.сут.ж.}, м³/сут.

- производственного сектора - Q_{ср.сут.пр.}, м³/сут.

4.2 Определение секундных расходов

Для того чтобы правильно рассчитать параметры основных элементов системы водоснабжения, нужно с достаточной точностью определить максимальные Среднесуточный расход посёлка определяется как сумма среднесуточных расходов секторов.

Q_{ср.сут.пос.} = Q_{ср.сут.к.} + Q_{ср.сут.ж.} + Q_{ср.сут.пр.} (2)

Для того чтобы система водоснабжения надёжно обеспечивала потребителей водой в любое время года, её рассчитывают по максимальному суточному расходу – Q_{max сут.}. Отклонение максимального суточного расхода от среднесуточного учитывает коэффициент суточной неравномерности К_сут., который показывает, во сколько раз максимальный суточный расход превышает среднесуточный. Коэффициенты суточной неравномерности приводятся в нормах проектирования. Для сельских населённых пунктов в пределах Российской Федерации их принимают:

- для коммунального сектора К_сут. = 1,3;

- для животноводческого сектора К_сут. = 1,3;

- для производственного сектора К_сут. = 1,1.

Исходя из вышеизложенного, определяются максимальные суточные расходы секторов и всего населённого пункта:

Q_{max сут.к.} = Q_{ср. сут.к.} ∙ К_сут., м³/сут., (3)

Q_{max сут.ж.} = Q_{ср. сут.ж.} ∙ К_сут., м³/сут., (4)

Q_{max сут.пр.} = Q_{ср. сут.пр.} ∙ К_сут., м³/сут., (5)

Q_{max сут.пос.} = Q_{max сут.к.} + Q_{max сут.ж.} + Q_{max сут.пр.} (6)

секундные расходы секторов, всего населённого пункта и отдельных объектов водоснабжения. С этой целью определяют максимальный часовой расход и затем, разделив его на количество секунд в часе, вычисляют максимальный секундный расход q_{max c}. Часовые колебания водопотребления в течение суток весьма значительны. Среднечасовой расход определяется:

Q_ср.час = (7)

Отклонение его от максимального часового учитывает коэффициент часовой неравномерности К_час, который показывает во сколько раз максимальный часовой расход превышает среднечасовой. Тогда максимальный часовой расход определяется

Q_{max час} = Q_ср.час ∙ К_час, м³/час (8)

а максимальный секундный расход можно определить по следующей зависимости

q_{max c} = (9)

Однако определение или выбор К_час связаны с определёнными трудностями, а его величина может лежать в достаточно широком диапазоне. Поэтому на практике максимальный секундный расход с необходимой точностью определяют с помощью типовых графиков или таблиц распределения воды по часам суток.

Как один из вариантов для проведения расчётов можно предложить типовую таблицу 3. В колонках 2, 4 и 6 этой таблицы показано типовое распределение воды по часам суток в процентах от собственного расхода в коммунальном, животноводческом и производственном секторах.

Для того чтобы определить максимальные секундные расходы секторов и всего населённого пункта, необходимо пересчитать эту таблицу для конкретного населённого пункта, заполнив колонки 3, 5, 7, 8 и 9. Для этого рассчитываются коэффициенты секторов β_к, β_ж и β_пр., которые показывают, какую часть составляет расход сектора от расхода всего посёлка.

β_к = , (10)

β_ж = , (11)

β_пр. = (12)

Таблица 3 – Типовая таблица распределения воды по часам суток в процентах

от собственного расхода для секторов объекта водоснабжения.

После определения коэффициентов производят проверку, исходя из условия, что сумма β_к + β_ж + β_пр. = 1. Значения данных в колонках 3, 5, 7 таблицы 3 представляют произведения значений данных колонок 2, 4 и 6 таблицы 2 на соответствующие коэффициенты β_к, β_ж, β_пр. Для того чтобы получить значения суммарных ординат (колонку 8 таблицы 3), необходимо сложить значения данных колонок 3, 5 и 7.

Ординаты интегральной кривой за соответствующие часы определяют последовательным сложением суммарных ординат часового водопотребления (колонка 8).

Далее необходимо найти максимальный секундный расход посёлка в целом и соответствующие ему расходы по секторам.

q_{max с.пос.} = , л/с (13)

q_{max с.к.} = , л/с (14)

q_{max с.ж.} = , л/с (15)

q_{max с.пр.} = л/с (16)

где Р_с – максимальное значение суммарной ординаты часового водопотребления в %;

Р_к, Р_ж, Р_пр – значения ординат соответствующих секторов, взятые в процентах от общего расхода и лежащие на одной горизонтали с Р_с.

После проведения расчётов производится проверка максимальных секундных расходов из условия:

q_{max с.пос.} = q_{max с.к.} + q_{max с.ж.} + q_{max с.пр.} (17)

На основании таблицы 3 строят суточный график водопотребления каждого сектора и всего объекта водоснабжения. График строят на миллиметровой бумаге формата А4.

Для определения максимальных секундных расходов крупных водопотребителей, входящих в населённый пункт (школа, больница, детский сад. и пр.), можно использовать приведённые ниже формулы.

Так, например, максимальный секундный расход для школы можно определить:

q_{max с.шк} = (18)

где n – пропуская способность школы в сутки, чел.;

q_ср. – среднесуточная норма водопотребления для школы, л/сут.;

К_сут. – коэффициент суточной неравномерности – 1,3;

К_час – коэффициент часовой неравномерности (определить по данным таблицы 3. Максимальное значение ординаты колонки 2 разделить на среднее значение – 4,17);

Т – время работы школы (принять 10 часов в сутки).

Аналогично определяются максимальные секундные расходы и других крупных водопотребителей.