Расчетная скорость течения сточных вод, ее определение

     Рис. 3  - Осадкомер

     Количество  выпадающих осадков измеряется дождемером. Он состоит из приемного цилиндрического  сосуда с площадью дна в 500 кв. см и защиты Нифера. Кроме того, к  дождемеру прилагается еще один приемный сосуд с крышкой и мерный стакан. На станции дождемер устанавливается на столбе так, чтобы его верхний край был расположен на высоте 2 м от земли  При пользовании дождемером нужно считаться с фактом выдувания и вдувания осадков (особенно снега) из мерного ведра. Но при правильной установке дождемера можно в значительной мере уменьшить значение этого явления. На обычных метеорологических станциях дождемеры помещаются на достаточно обширных площадках, закрытых от чрезмерного действия ветра окружающими зданиями или деревьями, которые должны отстоять от дождемера по крайней мере на свою двойную высоту. 

        Измерение количества выпавших осадков производится два раза в сутки - во время утреннего и вечернего наблюдений, а если днем прошел сильный ливень, то также и в дневной срок. При работе с дождемером, со столба снимают мерное ведро, покрывают его крышкой, а на его место ставят запасное. Носок ведра также должен быть закрыт колпачком. Ведро вносят в комнату и осторожно выливают через носок всю воду до последней капли в мерный стакан. Летом, если во время наблюдения нет дождя, эту процедуру можно производить непосредственно около дождемера. В случае твердых осадков, закрытое крышкой ведро приносят в теплую комнату и ждут, пока  осадки растают,  а  затем  выливают  их   в  мерный стакан.

     При пользовании банками, измерение  выпавших осадков обычно производится на месте. Банки должны быть с совершенно равной площадью сечения, пронумерованы, и результаты измерения записываются в журнал по каждой банке в отдельности. Так как эти данные имеют преимущественно относительное значение, не обязательно переводить их на единицу площади.

     Для измерения количества атмосферных  осадков за различные промежутки времени используются приборы, которые  называются дождемеры или осадкомеры. Дождемеры бывают простые и самопишущие. Стандартные простые осадкомеры состоят из приемной воронки с калиброванным входным отверстием и водосборника, где хранится собранная вода. Простой дождемер устанавливается на столбе высотой 2 м. Такие приборы позволяют измерять количество осадков 1 раз в сутки.

     Нет ничего проще, чем сделать собственный  осадкомер. Берем обычную пластиковую  бутылку правильной цилиндрической формы и отрезаем ее верхушку, немного  отступив вниз от того места, где начинается сужение к горлышку. В результате имеем нижнюю часть - цилиндр и верхнюю - воронку. Делаем пару небольших разрезов на воронке (иначе не влезет), переворачиваем и вставляем ее в цилиндр. Прибор готов. 

     Дождь будет попадать на воронку и стекать внутрь прибора - в цилиндр. Воронка нужна, чтобы вода не испарялась между сроками наблюдений.  
Как известно, количество выпавших осадков измеряется в миллиметрах высоты слоя воды, который образовался бы на поверхности при условии, если бы вода никуда не стекала и не испарялась.

     Согласно  математической формуле h = V / S , где h - высота, V - объем воды, S - площадь поперечного  сечения осадкомера.

     Площадь сечения находим по формуле S = pi*R^2 , где R - радиус (элементарно измеряется линейкой, не путать с диаметром). Чем больше радиус бутылки, тем точнее будут измерения.

     Для измерения потребуется мензурка, которую тоже можно сделать самому, но лучше купить - будет точнее. Пусть  диаметр бутылки - 10 см, тогда радиус - 5 см. Площадь сечения - 78,5 кв. см. или 0,00785 кв. м. Тогда, чтобы получить кол-во осадков в мм, нужно просто разделить измеренный объем воды в литрах на это число. Пусть после дождя мы намеряли 40 мл. воды. Тогда осадков выпало h = 0,040 / 0,00785 = 5,1 мм.

     Все, осталось установить осадкомер на открытом месте. 
 
 

     4. Расчетная скорость течения сточных вод, ее определение 
 

     После трассировки сети и назначения начальной  глубины заложения труб определяют расходы сточных вод на расчетных  участках канализационной сети. Расчетным  участком сети называют канализационную линию между двумя точками, в которой расчетный расход может быть условно принят постоянным.

     Для определения расчетного расхода  первоначально надо установить расходы, поступающие в расчетный участок  сети: 
а) попутный - от примыкающего жилого квартала;

б)    транзитный - от расположенных выше кварталов;

в)    боковой - от боковых ответвлений;

г)    сосредоточенный - от промышленных предприятий и других крупных водопотребителей.

     Попутный  расход q - переменный и возрастает от нуля до некоторого конечного значения, но для простоты подсчетов его принимают постоянным по всей длине участка. Попутный расход принимают равным произведению модуля стока </0 на площадь квартала ы, тяготеющую к рассматриваемому участку сети (q = qua). Боковой, транзитный и сосредоточенный расходы для данного участка не изменяются.

     Тяготеющую  к рассматриваемому участку площадь  определяют в зависимости от принятой схемы трассировки сети. Если принята  объемлющая схема трассировки сети, то площади, тяготеющие к рассматриваемым участкам, можно определить (как показано на рис. 4) путем деления площади кварталов биссектрисами углов, проведенными из вершин кварталов.

     После трассирования сети, установления начальных  глубин заложения сети и расчетных  расходов приступают к гидравлическому расчету и проектированию канализационной сети. При гидравлическом расчете и проектировании сети определяют диаметры труб и назначают рациональные уклоны сети. Исходные данные для проектирования - значения расходов воды на расчетных участках и профиль местности.

     В соответствии с профилем местности, составленным по трассе канализационного коллектора, и расчетными расходами  воды на участках проектируемой линии, пользуясь для облегчения всех расчетов таблицами или номограммами, подбирают  требуемые диаметры труб, определяют уклон, скорость потока и наполнение, а также заглубление канализационного трубопровода. При этом учитывают, что скорость потока и наполнение должны быть в пределах допустимых значений, а заглубление сети по возможности наименьшим. Для этого уклон канализационного трубопровода стараются назначать равным уклону местности. При более плоском или более крутом рельефе местности это сделать невозможно, так как получаемые скорости движения сточных вод в первом случае будут меньше, а во втором больше допустимых значении. Поэтому при плоском рельефе местности скорости назначают самоочищающие, а при крутом- допустимые максимальные; в соответствии с этими скоростями потока и получается уклон канализационных трубопроводов.

     Для обеспечения нормальных условий  работы канализационным сетям придают  надлежащие уклоны, обеспечивающие течение  жидкости с самоочищающими скоростями. Скорость течения является функцией уклона и гидравлического радиуса. С увеличением уклона или гидравлического радиуса скорость течения жидкости возрастает.

     В действительности скорости течения  в разных точках поперечного сечения  потока несколько отличаются от средней  скорости потока ( 3.6): в середине (ядре) потока они значительно больше, чем у стенок и дна. Наименьшая скорость наблюдается у дна. Поэтому, несмотря на достаточную скорость течения в центре потока, лотки коллекторов иногда заполнены осадком. Чем больше диаметр коллектора, тем больше нерастворимых примесей должно транспортироваться в придонном слое и тем больше должны быть донные скорости. Вести расчет канализационной сети на донные скорости не представляется возможным, так как их определение связано с большими трудностями, поэтому расчет канализационной сети ведут на расчетную скорость течения.

     Расчетной скоростью называют скорость течения  при максимальном расчетном расходе  и расчетном наполнении и назначают  ее в пределах между максимальными  и минимальными скоростями течения.

     Максимальной  расчетной скоростью называют наибольшую допустимую скорость течения, не вызывающую снижение механической прочности материала  труб при истирающем действии песка  и твердых веществ, транспортируемых сточной жидкостью. Она допускается  в металлических трубах не более 8 м/с, в неметаллических (керамических, бетонных железобетонных, асбестоцементных и др.)-4 м/с. Для дождевой сети соответственно 10 и 7 м/с.

     Минимальной расчетной скоростью (критической  или самоочищающей) называют наименьшую допустимую скорость течения, при которой обеспечивается самоочищение труб и коллекторов. Минимальную расчетную скорость течения сточных вод принимают в зависимости от крупности содержащихся в них примесей, от гидравлического радиуса или от степени наполнения.

     Минимальную расчетную скорость движения осветленных  или биологически очищенных сточных  вод в лотках и трубах допускается  принимать 0,4 м/с.

     Первоочередной  задачей при проектировании новых  и реконструкции существующих канализаций  является правильное определение расчетных расходов сточных вод.

     Расчетным называют максимальный расход сточных вод, пропуск которого должны обеспечить канализационные сооружения на расчетный период.

     Для расчета сооружений определяют средние  и максимальные суточные, часовые  и секундные расходы. Обычно суточный и часовой расходы Q определяют в кубических метрах, а секундный расход q - в литрах.

     Расчетные расходы бытовых сточных вод  от населения городов и рабочих  поселков определяют для отдельных  районов по принятым для них нормам водоотведеиия по следующим формулам:

     где п- норма среднего водоотведеиия на одного жителя, л;

     N_p- расчетное население; 

     К_сут-коэффициент суточной неравномерности водоотведеиия;

     K_общ-общий коэффициент неравномерности водоотведеиия 
 

     СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

1. СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация  зданий М.: стройздат, 1986.
2. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройздат, 1986.
3. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. М.: Стройздат, 2003. – 376 с.
4. Абрамов Н.Н. Расчет водопроводных сетей. М.: Стройздат, 2003. – 423 с.
5. Беренштейн И. В. Управление муниципальными коммунальными системами по договору с собственниками// ЖКХ. Журнал руководителя и главного бухгалтера. 2004. № 6.
6. Беренштейн И. В. Государственные и муниципальные предприятия водоснабжения и водоотведения в условиях перехода к рынку// Водоснабжение и санитарная техника. 2006. №10.
7. Водоснабжение и водоотведение высотных зданий // Сантехника. — 2004. — № 5, 6.
8. Дмитриев В.Д., Мишуков Б.Г. Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения. М., 2007. – 600 с.
9. Душкин С.С., Краев И.О. Эксплуатация водоснабжения и водоотведения. Киев: ГСДО, 2003. -532 с.
10. Кульский Л.А., Булава М.Н., Гороновский И.Т. Проектирование и расчет очистных сооружений трубопроводов. Киев: Будiвельник, 1992. – 311 с.
11. Московитин А.С. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. М.: Стройздат, 2005. – 380 с.
12. Соков М.А. Водопроводные сети и сооружения. М.: Стройздат, 2003. – 226 с.