Абрамов - Расчет водопроводных сетей

ПРЕДИСЛОВИЕ

Современное состояние и быстрый рост систем городских водопроводов, увеличение числа используемых одновременно источников водоснабжения, насосных станций и регулирующих емкостей требуют совершенствования методов расчета систем подачи и распределения воды. В условиях вовлечения в производство огромных сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов приобретает большое народнохозяйственное значение экономное и рациональное использование всех их видов. Создание более надежных и экономичных систем водоснабжения будет способствовать успешному выполнению намеченных XXVI съездом КПСС планов экономического и социального развития страны и в том числе обеспечению рационального использования ее производственного потенциала, определенного постановлением июньского A983 г.) Пленума I1K КПСС как одна из кардинальных народнохозяйственных проблем.

Перед проектировщиками ставится задача создания удовлетворяющих требованиям надежности и экономичности инженерных систем водоснабжения (новых или реконструируемых), работающих в условиях нерегулируемого непрерывного возрастания водопотребления, сопровождающегося циклическими изменениями. Необходимо гарантировать обеспечение потребителей водой при возможных пиковых нагрузках и при любых отказах элементов системы, а также обеспечение экономически целесообразной работы системы в периоды малых нагрузок. Сложность решения такой проблемы очевидна.

В целях вероятностной оценки пиковых нагрузок для обоснованного назначения расчетных расходов и режима совместной работы элементов системы изучаются закономерности водопотребления и накапливаются статистические данные по фактическим объемам и режимам водопотребления. Разрабатываются методы использования регулирующих емкостей, станций регулирования, зонирования систем, автоматизации работы водопитателей и т. п.

Исключительная сложность обоснования наивыгоднейших решений при проектировании систем подачи и распределения воды, многообразие факторов, влияющих на технико-экономические показатели этих систем, определяют особенности практических методов их расчета.

В учебном пособии освещены достижения в области теории и практических методов расчета систем водообеспечеиия, на конкретных примерах изложена методика применения современных способов расчета водопроводных сетей и всей системы подачи и распределения воды, дан всесторонний анализ работы сети, рассмотрен выбор параметров связанных с ней сооружений. Сеть рассчитывается в условиях ее совместной работы с насосными станциями и регулирующими емкостями при заданных режимах водопотребления.

Успешное решение сложных задач расчета систем подачи и распределения воды практически неосуществимо без использования вычислительной техники. В связи с этим в учебном пособии освещены вопросы, связанные с применением ЭВМ для расчетов водопроводных сетей. Даны краткие сведения об ЭВМ и изложен математический аппарат, используемый при расчете гидравлических сетей. Подробно рассмотрены, в частности, метод Лобачева — Кросса и его различные модификации. Приведены типичные способы задания информации для ЭВМ, описывающей конфигурацию сети, и дан краткий обзор программ, созданных для решения различных задач водоснабжения. В заключение изложены примеры расчета сетей с помощью программы для ЕС ЭВМ.

Главы I—IV, VII (§ 21—23), IX и X написаны д-ром техн. наук, проф. |Н. Н. Абрамовым!, глава VIII написана канд. техн. наук, доц. М. М. Поспеловой, главы V—VII (§24—26), XI и приложения написаны канд. техн. наук доц. М. А. Сомовым, главы XII—XIV — канд. техн. наук, доц. В. Н. Варапаевым и ст. преподавателем Д. X. Керимовой.

Авторы выражают глубокую признательность канд. техн. наук М. П. Майзельсу за ценные замечания, сделанные при рецензировании рукописи.

ГЛАВА I

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ОБЪЕМОВ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ.

РЕЖИМЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ

§ 1. Основные виды потребления воды.

Объекты водоснабжения

Размеры и мощности отдельных элементов инженерных систем водоснабжения устанавливают исходя из заданных нагрузок для этих элементов (или предполагаемых нагрузок в процессе их эксплуатации). Нагрузки представляют собой расчетные количества воды, которые эти элементы должны подавать или транспортировать в единицу времени, аккумулировать или хранить. Основой для определения нагрузок служат заданные количества потребляемой воды, режим ее потребления, а также требуемые и допустимые значения давлений в водопроводной сети.

Различают следующие основные виды (категории) потребления воды:

1) на хозяйственно-питьевые нужды населения;

2) на производственные нужды промышленных предприятий;

3) на поливку и мойку территорий населенных пунктов (улиц, площадей), поливку зеленых насаждений, работу фонтанов и т. п.;

4) на тушение пожаров.

Первые три категории предусматривают непрерывную, хотя и изменяющуюся во времени, подачу воды, четвертая категория предусматривает эпизодическую подачу воды (при возникновении пожаров), осуществляемую за счет имеющихся резервных емкостей. Необходимость подачи воды для нужд пожаротушения следует учитывать при проектировании и устройстве водопровода.

Система водоснабжения должна удовлетворять нужды всего объекта, который она обслуживает. Большинство объектов водоснабжения представляет собой комплекс потребителей воды различных категорий.

Наиболее характерными объектами водоснабжения являются:

1) населенные пункты (города и поселки различного типа);

2) промышленные предприятия или группы предприятий (промышленные комплексы), расположенные вне города;

3) сельскохозяйственные объекты (сельскохозяйственные предприятия, поселки, пастбища и т. п.).

Все эти объекты водоснабжения требуют подачи различных количеств воды для перечисленных категорий водопотребления.

§ 2. Город как комплексный объект водоснабжения

Все населенные пункты и особенно крупные города представляют собой весьма сложные комплексы разнообразных потребителей воды.

Полив сельскохозяйственных полей в задачу систем водоснабжения не входит и осуществляется системами орошения.

Расходование воды на хозяйственно-питьевые нужды населения является основной категорией водопотребления в городе. Количество расходуемой воды зависит от степени санитарно-технического благоустройства районов жилой застройки и от климатических условий.