Система водоснабжения н.п. Константиновка Высокогорского района Республики Татарстан

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В данной работе разработана система водоснабжения н.п. Константиновка Высокогорского района Республики Татарстан, также рассмотрен качественный состав подземных вод хозяйственно - питьевого назначения Высокогорского района Республики Татарстан. Н.п. Константиновка расположен в Южной части Высокогорского района.

По результатам обследования существующей водопроводной сети были выявлены такие недостатки как утечки и нерациональные расходы воды, не соответствие нормам зон санитарной охраны, слабая организация контроля работы скважин, а также ряд других несоответствий. В связи с этим в данной работе рассматриваются варианты реконструкции системы водоснабжения. Предлагается прокладка кольцевой водопроводной сети по всей территории села с установкой пожарных гидрантов, водозаборных колонок.

Рассмотрен вариант размещения водонапорной башни на самую высокую точку с целью обеспечения водой все село.

Возможен вариант подключения к водопроводной сети н.п. Константиновка сетей н.п. Самосырово.

В селе работают 5 скважин, но так как расположение их не обеспечивают зоны санитарной охраны, предлагается размещение 3-х скважин в северо-восточной части села, а 2 скважины рассматриваются как одиночные водозаборы.

Запроектирована площадка водозабора с размещением в ней 3-х скважин, здания реагентого хозяйства и водонапорной башни.

Судя по результатам химических анализов подземных вод с.Константиновка, которые были проведены в августе 2004 года вода удовлетворяет требованиям СанПина 1074-86, кроме в дефиците фтора. В данном случае запроектировано здание реагентного хозяйства.

Курсовая работа также включает в себя такие разделы, как автоматизация, организация и технология строительства, охрана труда, экономика строительства, строительные конструкции, охрана окружающей среды.



1. Технологическая часть

1.1 Водопроводные сети

1.1.1 Описание объекта

Согласно заданию разработана система водоснабжения н.п. Константиновка Высокогорского района РТ. По данным ПЖКХ с.Константиновка численность населения составляет 2670 человек, но так как расчет ведется на перспективу число жителей увеличивается, исходя из количества участков и проживания в них в среднем по три человека. 2223 человека живут в частном секторе, а 1540 человек в домах, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с ваннами и местными водонагревателями.

Потребление водой производится от 5 скважин, 4 из которых расположены в северо-восточной, а одна в западной части села, в обоих районах имеются водонапорные башни, обеспечивающие население питьевой водой.

В данном проекте рассмотрены варианты реконструкции системы водоснабжения н.п. Константиновка.

Предложена прокладка кольцевой водопроводной сети по всей территории села с установкой пожарных гидрантов, водоразборных колонок и вводов в благоустроенные дома. В данном случае используются существующие водонапорные башни.

Рассмотрен вариант реконструкции размещения водонапорной башни на самую высокую точку земли с целью уменьшения высоты столба башни и обеспечения водой все население села.

Возможно подключение к сети н.п. Самосырово, в этом случае изменяются диаметры.



1.1.2 Определение расчетных расходов воды

Хозяйственно-питьевые расходы воды по селу

Среднесуточные хозяйственно - питьевые расходы определяем по формуле:

Q= 0,001Nq, м/сут,(1.1)

ГдеN -число жителей, чел

q-норма водопотребления на 1 человека, 100 л/сут на человека в домах частного, 190 л/сут на человека в домах, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с ваннами и местными водонагревателями.

Q= 0.0012223100=223,3 м/сут

Q=0,0011540190=292,6 м/сут

Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления будут:

Q=Qk, м/сут;(1.2)

Q=Qk, м/сут,(1.3)

Где k, k - коэффициенты максимальной и минимальной суточной неравномерности водопотребления, принимаем согласно п.2.2

Q= 222,31,2=266,76 м/сут,

Q= 292,61,2=351,12 м/сут,

Q= 222,30,8=177,84 м,сут

Q=292,60,8=234,08 м/сут



Водопроводную сеть рассчитываем на максимальный часовой расход в сутки максимального водопотребления и на минимальный расход в сутки минимального водопотребления:

q= Qk/24, м/ч,(1.4)

q= Qk/24, м/ч,(1.5)

где k, k - коэффициенты максимальной и минимальной часовой неравномерности водопотребления, определяем по формуле:

k= ,

k=,

где ,- коэффициенты местных условий, принимаем по п.2.2.

, - коэффициенты, зависящие от числа жителей, определяем по таблице 2

k=1,31,655=2,15;

k=1,31,792=2,33;

k=0,50,1=0,05;

k=0,50,1=0,05;

q=266,762,15/24=23,9 м/ч

q=351,122,33/24=34,09 м/ч,

q=177,840,05/24=0,37 м/ч,

q=234,080,05/24=0,49 м/ч



При обосновании, в дополнение к расчетным хозяйственно-питьевым расходам, принимаем расходы воды на нужды местной промышленности и неучтенные расходы в размере 20% согласно п.2.1 :

Q=1,2 Q, м/сут,

Q=1,2266,76=320,11, м/сут,

Q=1,2351,12=421,34 м/сут

Расходы воды по общественным предприятиям и учреждениям

Расходы воды в бане определяем по формуле:

Q=0,001301807=37,8 м/сут

Водопотребление в бане принимаем равномерным, то есть k=1,0

Расходы воды в школе и детском саду определяем по формуле:

Q=0,001qN, м/сут,

Где N - вместимость расчетного объекта, чел, принимаем по данным ПЖКХ село Константиновка;

q - Норма водопотребления на одно место, л/сутчел:

для общеобразовательной школы 14 л/сутчел с душевыми при гимнастических залах и столовыми, работающими на полуфабрикатах с продленным днем; для детских ясли - сады105 л/сутчелс дневным пребыванием детей со столовыми, работающими на сырье, и прачечными, оборудованными автоматическими стиральными машинами.

Q=0,00114420=5,88 м/сут,

Q=0,001105120=12,60 м/сут



Неравномерность водопотребления в общеобразовательной школе и детском ясли - саду k=2,5.

Расход воды по столовой:

Q=0,001qm, м/сут,

Где m - мощность столовой, в л/сутки, принимаем по данным ПЖКХ село Константиновка;

q=16 л/сутчел - норма водопотребления на приготовление одного блюда, столовая для приготовления пищи, реализуемой в обеденном зале

Q=0,0011000016=160 м/сут,

Неравномерность водопотребления в столовой k=3/

Расходы воды на поливку

Полив производится два раза в сутки с 6.00 до 8.00 и с 16.00 до 21.00.

Площадь поливаемых территорий определяем по формуле:

Q=0,001qF, м/сут,

Где q=510 лсут/м - нормы расхода воды на 1 поливку.

Q=0,001574000=370 м/сут.

Расход воды на пожаротушение

В зависимости от числа жителей и этажности застройки расход воды на наружное пожаротушение и количество пожаров в селе Константиновка определяем по таблице 5 , которые следующие: q=10 л/с, n=1 пожар. На наружный пожар дополнительно принимаем один внутренний с расходом 2,5 л/с.

Общий расход воды на пожаротушение определяем по продолжительности пожаротушения (п.2.24 ):

Q=33,6n, м/сут

Q=33,61(10+2,5)=135 м/сут.

Сводная таблица водопотребления по селу

Сводная таблица водопотребления по населенному пункту выполнена на ЭВМ и представлена в таблице 1.1. В таблице выделен час максимального водопотребления в бак водонапорной башни.

Предварительный набор насосов насосной станции

Подбор режима работы насосов произведен на ЭВМ. Из нескольких вариантов выбран случай, когда регулирующий объем воды в баке минимальный.

В таблице 1.2 представлен режим работы насосной станции при количестве насосов - 4. По данным этой таблицы построен совмещенный график водопотребления и подачи воды (рис 1.1).

Определение емкости бака водонапорной башни

Объем бака водонапорной башни рассчитываем на хранение регулирующего и противопожарного объемов воды. Регулирующей объем воды определяем по максимальному остатку в баке водонапорной башни:

W,

Где Q - общегородской расход, м/сут

W=9,691111,45/100=107,7 м

Так как насосы способны к саморегулированию объем бака водонапорной башни уменьшаем на 30 %.

Противопожарный запас воды рассчитываем на 10 - минутное тушение одного внутреннего и одного наружного пожаров.



W, м,(1.15)

W=0,6(10+2,5)=7,5 м

Общий объем бака водонапорной башни:

W, м(1.16)

W= (0,7107,7)+7,5=82,89 м

Подобрана унифицированная водонапорная стальная башня заводского изготовления (системы Рожновского) емкостью 100 м с опорами высотой 18 м

Паспорт типовой проект 901-5-29

W=100 м

H=18 м

Д= 5 м

Д=2 м

Фактическая высота воды в баке:

H, м,

Н==5,1 м

1.1.3 Водопроводная сеть и режимы ее работы

Трассировка водопроводной сети

Из условия надежности водопроводная сеть села Константиновка запроектирована кольцевой.

Кольцевая водопроводная сеть состоит из магистральных и распределенных линий. Магистральные сети служат для транспорта воды к наиболее удаленным потребителям, а распределительные - для непосредственной подачи воды к отдельным потребителям.

Из условия бесперебойного снабжения потребителей водой в требуемых количествах при трассировке водопроводной сети учтены следующие моменты:

магистральная сеть охватывает всю территорию населенного пункта;

магистральные линии взаимозаменяем по гидравлической нагрузке при авариях;

Прокладка магистральных линий предусмотрена по возможности по наиболее возвышенным местам, вдоль проездов, параллельно линиям застройки.

Водопроводная сеть предусмотрено водонапорная башня. С одной ВБ водоводы подведены к 3 узлу, со второй к 13 узлу.

Расчетные режимы работы водопроводной сети

В проекте кольцевая водопроводная сеть рассчитана на следующие основные режимы работы:

- час максимального хозяйственного водопотребления

- пожаротушение в час максимального хозяйственного водопотребления в 3-х вариантах;

- час максимального транзита воды в бак водонапорной башни в случае, когда водонапорная башня расположена на диктующей точке (рассмотрен как вариант реконструкции)

Расчетные расходы по селу приQ и Qопределены по сводной таблице водопотребления.

1.1.4 Гидравлический расчет водопроводной сети

Цель гидравлического расчета водопроводной сети - определение экономически наивыгоднейших диаметров участков сети и потерь напора в них. Эти величины зависят от расходов воды по участкам, которые определяем в процессе подготовки сети к расчету и уточняем после ее гидравлической увязки.

Подготовка сети к гидравлическому расчету на случай максимального хозяйственного водопотребления

Подготовка сети к гидравлическому расчету заключен в определении удельных, путевых и узловых расходов воды.

Удельный расход воды определяем на единицу длины водопроводной сети:

q=Q/, л/скм или л/см,

где Q - путевой или равномерно распределенный по длине сети расход воды, л/с;

- сумма длин участков водопроводной сети, м.

Путевой расход определяем по формуле:

Q- УQ, м/сут,

Где Q - хозяйственно - питьевой расход по селу, м/сут;

Q - Расходы воды на поливку территории, м/сут;

УQ - суммарный расход воды по общественным предприятиям, входящим в норму водопотребления в расчетный час.

Путевые расходы воды, приходящиеся на каждый участок магистральной сети, вычисляем по формуле:

q=ql, л/с.



Расчеты ведем в табличной форме (таблица 1.3.)

Таблица 1.3 - Таблица путевых расходов

Участки	Длина l, км	Удельный расход, л/скм	Путевой расход при Q, л/с	Путевой расход при Q, л/с	Путевой расход при Q, л/с
1	2	3	4	5	6
1-2	0,340		1,2405	0,7082	0,0639
2-3	0,444		1,6199	0,9248	0,0835
3-4	0,360	3,6485	1,3135	0,7498	0,0677
4-5	0,492	При Q	1,7951	1,0248	0,0925
1-5	0,716		2,6123	1,4914	0,1346
4-6	0,232		0,8464	0,4832	0,0436
6-7	0,268	2,0829	0,9777	0,5582	0,0504
5-8	0,372	При Q	1,3572	0,7758	0,0699
7-8	0,380		1,3864	0,7915	0,0714
8-13	0,296		1,0800	0,6165	0,0556
13-9	0,400	0,1880	1,4594	0,8332	0,0752
9-10	0,804	При Q	2,9333	1,6746	0,1512
7-10	0,600		2,1891	1,2497	0,1128
6-12	0,624		2,2766	1,2997	0,1173
12-11	0,280		1,0216	0,5832	0,0126
10-11	0,680		2,4810	1,4164	0,1278
Итого	7,288		26,59	15,18	1,37

Предварительное распределение расходов воды по сети

На схеме нанесенье направления возможного движения воды, намечена точка схода потоков.

Распределение расходов воды произведено с учетом требований надежности и назначения участков:

А) наибольшие гидравлические нагрузки несут магистральные линии, причем расходы по этим участкам примерно равны - это из условия взаимозаменяемости магистралей при аварии на отдельных участках;

Б) перемычки при нормальной работе сети несут незначительную нагрузку, поэтому они нагружены меньше, то есть по ним направлены небольшие расходы воды.

Распределение расходов воды начато с узла подключения водоводов.

При распределении расходов по участкам в узлах соблюдено условие Уq=0. То есть сумма расходов воды «входящих» в узел равна сумме расходов воды «выходящих» из узла (рисунки 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6).

Выбор материала труб водопроводной сети

Для водопроводной сети хозяйственно-питьевого назначения применены полиэтиленовые трубы, так как они гидравлически более гладкие, долговечные, коррозионно устойчивы, не нужна гидроизоляция.

Определение диаметров участков водопроводной сети

Определение наивыгоднейших диаметров участков водопроводной сети было произведено по таблице предельных расходов [5], по расходу, протекающему по участку и экономическому фактору Э=0,75.

Подбор диаметров произведен на основной режим работы - случай максимального хозяйственно-питьевого водопотребления с учетом изменения расходов воды в случае возникновения пожара и представлен на рис.1.7

1.1.5 Гидравлическая увязка кольцевой водопроводной сети

Гидравлическая «увязка» водопроводной сети на ЭВМ

Исходные данные для гидравлической «увязки» водопроводной сети на ЭВМ представлены в табличной форме (таблица 1.7) . На рис.1.7. представлена схема сети с нумерацией участков последовательно по кольцам.

Результаты гидравлической «увязки» в табличной форме (таблица 1.8 - 1.12) и на рисунках 1.8 - 1.12.

Таблица 1.7 - Исходные данные для расчета сети на ЭВМ

Номер участка	Длина участка L, м	Диаметр участка D, м	Расход воды -q,л/с	NI	NS
			Q	Q	Q	Q
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	716	-100	-6,64	-4,14	-11,64	-11,64	1	0
2	340	-100	-8,57	-18,57	-13,57	-13,57	1	0
3	444	-150	-10,0	-20,0	-15,00	-15,00	1	0
4	360	-150	+11,13	+11,13	+16,13	+16,13	1	0
5	492	-100	+4,00	+4,00	+6,00	+6,00	1	0
6	372	-100	-7,76	-5,26	-14,76	-14,76	2	0
7	492	-100	-4,00	-4,00	-6,00	-6,00	2	2
8	232	-100	+5,15	+5,15	+8,15	+8,15	2	0
9	268	-100	+1,10	+1,10	+3,00	+2,00	2	1
10	380	-100	-7,25	+6,25	-14,75	-15,75	2	0
11	400	-100	-2,88	-3,88	-4,88	-3,88	3	4
12	296	-100	+1,50	+3,00	+2,00	+3,00	3	3
13	380	-100	+7,25	+6,25	+14,75	+15,75	3	00
14	600	-100	+5,85	+4,85	+15,25	+15,25	3	2
15	804	-100	-0,68	-1,68	+9,82	-1,68	3	4
16	600	-100	-5,85	-4,85	-15,25	-15,25	4	0
17	268	-100	-1,10	-1,10	-3,00	-2,00	4	3
18	624	-100	+2,00	+2,00	+3,10	+4,10	4	02
19	280	-100	+0,35	+0,35	+1,45	+2,45	4	0
20	680	-100	-1,40	-1,40	+0,30	-11,80	4	0

Технико-экономический расче-1,40т водоводов от водонапорной башни до водопроводной сети.

Технико-экономический расчет водовод произведен с целью определения экономически наивыгоднейшего их диаметра.

Диаметр водовода определяем по формуле:



Д = Эq, м,

Где Э - экономический фактор;

q- Расход воды, протекающий по одному водоводу;

коэффициент, зависящий от материала и условий прокладки трубопроводов;

m- Показатель степени в формуле гидравлического уклона трубопровода.

Экономический фактор определяем по формуле:

Э=,

где - стоимость 1 кВтчас электроэнергии, руб;



2. Автоматизация

2.1 Общая часть

хлораторный установка вода сеть

Вода, поступающая на водонапорную башню проходит соответствующую обработку такими реагентами как кремнефтористый натрий и хлор. Вода из скважины направляется в растворный, а затем в расходный бак, где перемешивается с кремнефтористым натрием. Этот раствор через насос - дозатор в напорный трубопровод (в трубопровод исходной воды). В этот трубопровод также поступает хлорная вода, то есть происходит обеззараживание воды хлором в хлораторах системы Кульского. Фторированная и хлорированная воды по напорному трубопроводу направляется в водонапорную башню, откуда в свою очередь к потребителю.

Система автоматизации процесса очистки позволяет исключить ручной труд обслуживающего персонала, повысить надежность работы станции реагентного хозяйства, снизить себе стоимость очищенной воды за счет снижения расходов реагентов, расходы воды на собственные нужды.

Автоматическое управление технологическим процессом позволяет поддерживать заданные парам еры работы водоочистки. Система дистанционного контроля технологическими процессами, состояние запорно-регулирующих органов основного оборудования, отражаемых на пульте управления, позволяет оператору наглядно видеть работу водоочистки и систем автоматики, и при необходимости дистанционно ввести изменения в режим их работы [10].

2.2 Автоматизация артскважины

В системе водоснабжения насосная станция является основным энергоемким объектом. Насосная станция служит для перекачки, транспортировки воды от источника до потребителя. Для этой цели применяются насосы жестко связанные с электродвигателем переменного тока на 380 В.

Контроль за нормальной работой скважины осуществляется с помощью электроконтактного манометра, который установлен на выходном патрубке, и помощью статического и динамического уровня воды в скважине.

Как только давление достигает какую - то номинально-заданной величины срабатывает электроконтактный манометр, задвижка открывается и вода подается потребителю. Задвижка останавливается с помощью ограничителя хода GS/SQ1.

При нормальной работе скважины магнитный пускатель NS/KM1 работает в нормальном режиме. При понижении уровня воды в скважине через контакты разрывается цепь питания катушки магнитного пускателя, последнее обесточивается. Отключается скважинный насос и сигнализирует об аварийной ситуации [11].

Автоматизация фторирования и хлорирования.

Для измерения расхода исходной воды используется датчик расходомера FE (сужающее устройство), расположенный на трубопроводе исходной воды, дифманометрбесшкальный мембранный типа ДМ -6с дифференциально - трансформаторным датчиком FI (расположенный на щите прибора по месту) и вторичный прибор дифферинциально - трансформаторный типа КСД - с 100 % реостатным задатчиком FIRK (расположенный на щите управления). Сужающее устройство создает перепад давления, воспринимаемый дифманометром. Дифманометр преобразует его в электрический сигнал, который поступает на вторичный прибор и на один из входов регулятора FC. Для измерения расхода реагента используется ротаметр типа РЭ FT, установленный на трубопроводе реагента, и вторичный прибор КСД - 3, расположенный на щите управления.

Ротаметр формирует электрический сигнал, пропорциональный расходу реагента, который поступает во вторичный прибор и регулятор.

Для поддержания заданного соотношения расходов используется изодромный регулятор (ПН - регулятор) типа РПИБ - Ш FC, исполнительный механизм типа МЭМ (ограничитель хода)GS/SQ и регулирующий клапан (задвижка). Регулятор сравнивает заданное соотношение расходов с текущим и в соответствии с этим с помощью исполнительного механизма управляет регулирующим клапаном, увеличивая или уменьшая расход реагента. Реагент/вода=Const, что позволяет сэкономить реагент до 15 - 20% [10].

Автоматизация водонапорной башни.

Артезианские скважины подают воду в водонапорную башню, а из нее подается потребителю. При достижении уровня воды в водонапорный башне максимального значения срабатывает электрический датчик уровня (позиция 6-1 max), который подает напряжение на нормально- закрытое промежуточное реле. Контакты его размыкаются, разрывается цепь питания магнитного пускателя электродвигателя насоса. Скважина прекращает подачу воды. При понижении уровня до величины min (позиция 6-1) скважина - насос снова автоматически включается и подается вода до достижения максимального уровня.

Для поддержания постоянного давления в водонапорной башне в нижней части ее устанавливается дифференциальный манометр, который измеряет высоту столба жидкости и преобразовывает его в сигнал давления с помощью прибора дифференциальное реле (PSA), который при уменьшении высоты столба жидкости давление в линии будет включать электрическую задвижку, подающую воду из верхнего резервуара водонапорной башни в нижний водоразборный бак, тем самым поддерживается заданное давление в линии.

Описание электрической схемы электронного уровнемера.

Сигнализатор уровня представляет собой трехканальную электронную схему, подключаемую к системе с помощью электрического соединителя (разъема). Каждый канал настраивают на сигнализацию определенного уровня (например, «максимум», «минимум», «50%»). Чувствительным элементом электронного уровнемера служат электроны - стержни из нержавеющей стали. При достижении жидкостью электродов Э1; Э2 происходит замыкание цепи Э1 - жидкость - Э2, срабатывает электронная схема - однокаскадный транзисторный усилитель, управляющий микросхемами и выходным электромагнитным чувствительным реле типа РЭС - 82, контакт которого управляет включением симисторного ключа [10].

Принцип работы уровнемера

В исходном (сухом) состоянии через контакт А2 на вход схемы подается переменное напряжение амплитудой около 30 В. Это напряжение детектируется диодом 1VD1 и через составной эммитерный повторитель 1VT1> 1VT2 подается на вход микросхемы ДД1. Это напряжение превышает уровень логической единицы (2,4 В), поэтому на выходе 6 микросхемы тоже высокий уровень, контрольная лампочка 1HL1 не горит, реле К1 обесточено, его контакты к 1.1 разомкнуты.

При достижении жидкостью электрода уровне мера жидкость шунтирует вход детектора и напряжение резко у уменьшается, на 6 напряжение падает, срабатывает реле К1, контакты К1.1 замыкается, HL1 загорается.



3.Организация и технология строительства

3.1. Бурение разведочно - эксплуатационной скважины для водоснабжения с. Константиновка Высокогорского района Республики Татарстан

3.1.1 Орогидрография

Село Константиновка расположено в 22 км от райцентра Высокая Гора в долине ручья Вершелевка правый приток реки Нокса. Площадка приурочена к междуречью рек Киндерка - Нокса, левых притоков реки Казанки и представляет собой эррозионно - денудационную поверхность выравнивания с общим уклоном рельефа на юго-восток к ручью и характеризуется абсолютными отметками поверхности земли 75 - 110 м.

Абсолютная отметка устья проектируемой скважины - 110 м. Речная сеть представлена левым притоком реки Казанка - рекой Ноксой с ручьем Вертелевка, протекающей в 1,м южнее села. Отметка водораздела в зоне проектирования скважины - 149,6 м.

3.1.2 Краткое геологическое строение и гидрогеологические условия района

В геолого-литологическом отношении рассматриваемый район имеет сложное строение. В геологическом строении района принимают участие пермские, неогеновые и четвертичные отложения.

Площадка водозабора находится в западной части Волго-Вятского плато в пределах правого коренного склона долины реки Ноксы, поэтому с поверхности слагается толщей элмовиально - делмовиальных осадков, залегающих на пермских отложениях. Геологическое строение и гидрогеологические условия площадки водозабора приводятся на основании данных разведочно-эксплуатационных скважин в радиусе 1,5 - 2 км.[24]

В составе верхнепермского отдела выделяют толщи нижнее и верхнеказанского и нижнетатарского подъярусов. Нижнеказанский подъярус залегает значительно ниже местного базиса дренирования и представлен в основном карбонатной толщей.

Верхнеказанский подъярус залегает с некоторым размывом на подстилающем нижнеказанском и выходит на дневную поверхность очень узкими полосами в долине реки Казанки, реки Меши самой верхней частью разреза и представлен частым чередованием разных глин, алевролитов, песчаников, мергелей, известняков и доломитов. По литологическим признакам в разрезе верхнеказанского подъяруса выделяются до 5 пачек пород отвечающим ритмам седиментации, каждая из которых начинается толщей песчаников, затем переходит в алевролиты, глины, содержащие прослойки карбонатных пород. Завершается каждый режим мергелями и глинами с прослоем известняка.

Отложения татарского яруса лишь нижней частью разреза нижнеустьинским горизонтом, который развит лишь в пределах водоразделов и верхней части склонов и слагается пестроцветной толщей - глинами и мергелями с тонкими прослоями карбонатов, песчаников.

Неогеновые (плиоценовые) отложения заполняют в основном древние эрозионные врезы палео - рек и представлены озерно-алмовиальными глинами, песками глинистыми.

Четвертичные отложения пользуются почти повсеместными развитием и представлены элмовиально - делмовиальными образованиями, в составе которых преобладает коричнево-бурые суглинки известковистые со столбчатой структурой с примесью песка, глины и супеси.

В тектоническом отношение площадка водозабора расположена в пределах Вятско-Камского поднятия, осложненная плакантиклиналями и поднятиями-Киндерской, Казанской, Черниковской, которые представляют собой асимметричную форму. Размеры складок по простиранию 12-18 км, вкрест - 3-8 км. Здесь наблюдается общее погружение пермских пород в южном направлении.

В гидрогеологическом отношении рассматриваемый район входит в область высокого залегания пермских пород, а именно Вятско-Камскую зону поднятий Волжско-Камского артезианского бассейна и характеризуется развитием нескольких водоносных горизонтов, комплексов, а именно в алмовиальных отложениях реки Нокса, озерно-лагунных отложениях татарского яруса и лагунно-морских отложениях верхнеказанского подъяруса.

Алмовиальный водоносный горизонт приурочен к отложениям поймы и высокой террасы реки Нокса. Водовмещающая полща маломощна и представлена разлмчными по составу песками, супесями. Водообильность слабая. Водоносные горизонты татарского яруса слабо водообильны из-за высокого гипсометрнического положения над современным урезом рек.

Водоносные горизонты верхнеказанского подъяруса приурочены к прослоям известняка и песчаника. Подземные воды здесь приурочены к различным частям разреза, который характеризуется значительным разнообразием фаций с часто изменяющимися литологическим составом пород. Предлагаемый к эксплуатации водоносный горизонт приурочен к трещиноватым известнякам и доломитам серии «серого камня» и «шиханы», разобщенными мергелями, глинами. Пласт напорный, напор составляет 15-35 м. Водоупором служат плотные глины серии «подбой». В плане пласт неограниченный, так как располагается гипсометрически ниже урезов современных рек. По химическому составу вода пресная, гидрокарбонатная, кальциево-магниевая с величиной минерализации 0,3-0,6 г/л и жесткостью 6-12 мг-экв/л. С глубиной увеличивается минерализация и жесткость, изменяется и химсостав подземных вод, повышается содержание сульфатов, магния и кальция. Водоносный горизонт нижнеказанского подъяруса залегает очень глубоко и характеризуется высокой минерализацией (>1,5 г/л) и жесткостью (около 20 мг-экв/л и более), что делает их малопригодными для хозяйственно-питьевых нужд. Поэтому необходимо опробование всех вскрываемых водоносных пластов в процессе бурения. Водоснабжение большинства населенных пунктов в ближайшем окружении базируется на ресурсах подземных вод верхнеказанского подъяруса.

Исходя из геолого-гидрогеологических условий участка расположения водозабора, рекомендуется пробурить скважину глубиной 75 м. За эксплуатационный принят водоносный горизонт, приуроченный к трещиноватым известнякам и доломитам серий «шиханы» и «серый камень» верхнеказанского подъяруса. Удельный дебит скважины - 0,5 л/с[24].

3.1.3 Обоснование способа бурения и конструкции скважины

Исходные данные для проектирования скважины на воду получены в результате сбора, изучения и анализа фактического материала по ранее пробуренным ближайшим скважинам, литературно-справочных источников и рекогносцировки площадки водозабора.

Принимая во внимание принятый в проекте литологический разрез, литоогические особенности пород, целевое назначение скважины, рекомендуется вращательно-оторный способ бурения с прямой промывкой ствола скважин чистой водой, санком УРБ-ЗАМ, воду для бурения можно брать из скважины[12].

Перед налом бурения скважины расчищают и выравнивают площадку для размещения буровой установки и бурового оборудования. Эксплуатацтонная колонна обсадных труб (ГОСТ 10704-76*) принимается достаточной для размещения насоса требуемой или большей производительности. Даметр эксплуатационной колонны труб в скважинах следует принимать при установке насосов, согласно СНиП 2.04.02-84: с погружным электродвигателем-равным номинальному диаметру насоса[1].

Для обеспечения водой в объеме 250 м/сут и напоре не менее 60 м необходимо становить в скважине насос ЭЦВ 6-16-110Г для чего требуется обеспечить диаметр рабочей колонны не менее 146мм.

Ниже приводится принятая конструкция скважины:

219мм168 мм146 мм

+0,3-15,0 м+0,5-63,0 м60-75 м



4. Строительные конструкции

4.1 Расчет плиты покрытия

Рассчитана ребристая плита покрытия размером 63 м по первой группе предельных состояний.

4.1.1 Назначение геометрических размеров плиты

Высота продольного ребра плиты принимается (1/15) l = 600/15 = 40 см, ширина ребра b = 8,0 см, толщина полки плиты h = 5 см.

Высота балки h принимается кратной 50 мм в пределах (1/10 - 1/15) l, где l - длина балки в осях.

H = = 50 см

Ширина балки равна b=(0,3 = 0,450 = 20 см.

Зазор между торцами плит a = 24 см = 4 см.

Рабочая высота плиты:

h= h - a = 40 -4 = 36 см(6.1)

Провиденная ширина продольного ребра:

b=2[(b+ b)/2] = 10 +8 = 18 см.(6.2)

4.1.2 Определение усилий от действующих нагрузок

Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м покрытия приведены в таблице 4.1.



Таблица 4.1 - Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м покрытия

№ п/п	Вид нагрузки	Нормативная в кН/м	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная в кН/м
1	Постоянные: Ребристая плита Цементная стяжка =2,5 см, s=18кН/м Гидроизоляционный ковер	2,5 0,45 0,15	1,1 1,3 1,3	2,75 0,585 0,19
2	Временные От снега	1,5	1,4	2,1
3	Полная	4,6		5,625

Расчетная нагрузка на 1мперекрытия;

В - ширина плиты

q = 5,6253 = 16,875 кН/м(6.3)

Усилия от расчетных нагрузок (изгибающие моменты и поперечные силы) определяются как для свободно опертой балки на двух опорах по формулам:

М = , кН/м,

(6.4)

Q = , кН/м.

М = = 72,19 кНм;

Q = = 49,36 кНм.



4.1.3 Назначение прочностных характеристик бетонаарматуры

Бетоны тяжелый класса В35; R=19,5 МПа, R = 1,3 МПа. Коэффициент условий работы бетона =1.

Продольная предварительно - напряженная рабочая арматура класса А - 4: R=510 МПа, Е= 190000 МПа.

Для сварных сеток полки и поперечного армирования ребер плиты используется арматура класса В- Й 5: R=360 МПа,R=260 МПа.

4.1.4 Проверка прочности плиты из условия восприятия главных сжимающих напряжений

Проверка прочности плиты из условия восприятия главных сжимающих напряжений производится по формуле:

Q0,3, кН,

Где =1-0,01R,

R - призменная прочность бетона;

в и h- ширина ребра и рабочая высота плиты

=1-0,0119,5=0,805

Q= 49,36 кН< 0,30,80519,5(100) 1836=305159,4 Н=305,2 кН



Заключение

После обследование существующих водопроводных сетей н.п. Константиновка Высокогорского района Республики Татарстан, в связи с неудовлетворительном их состоянием, были предложены варианты реконструкции системы водоснабжения села с целью обеспечения местного населения и местной промышленности качественной и достаточно количественной водой.

Проведена полная автоматизация скважин, реагентного хозяйства и водонапорной башни, что значительно экономит ручной труд, количество реагентов, устраняет аварии.

Запроектированы площадки под бурении разведочно-эксплуатационный скважины и дана полная характеристика возводимой скважины с литологическим разрезом.

Для оценки стоимости бурения скважины была составлена локальная смета со смежной стоимостью 253.889 руб.

В разделе строительные конструкции была рассчитана плита покрытия размером 36 м.

В реальной части рассмотрен качественный состав подземных вод хозяйственно-питьевого назначения Высокогорского района РТ.



Список литературы

1. СНиП 2.04.02 - 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1985.-136 с.

2. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. - М.: Стройиздат, 1985. - 56 с.

3. Белан А.Е., Хоружий П.Д. Проектирование и расчет устройств водоснабжения. - Киев: «Будивильник», 1981. - 192 с.

4. СНиП 2.01.01 - 82. Строительная климатология и геофизика. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1983. - 136 с.

5. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. - М.: Стройиздат, 1984. -116 с.

6. Сомов М.А. Водопроводные системы и сооружения. - М.: Стройиздат, 1988. - 399 с.

7. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации. (Справочник монтажника). Под ред. А.К.Перешивкина. - М.: Стройиздат, 1988. - 653 с.

8. Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов для студентов специальности 2908 - «Водоснабжения и водоотведение». Водопроводные сети. - КГАСА, 1999. - 44 с.

9. Водозаборы подземных вод. Методические указания к курсовому и дипломному проекту для студентов специальности 2908. - Казань: КИСИ, 1988. - 22 с.

10. Методические указания к выполнению раздела по автоматизации систем водоснабжения и водоотведения в курсовом и дипломном проектировании для студентов специальности 2908. - Казань: КИСИ, 1993. - 49 с.

11. Понкович Г.С., Гордеев М.А. Автоматизации систем водоснабжения и водоотведения. - М.: Высш.школа, 1986. - 391 с.

12. Справочник по специальным работам «Проектирование и сооружение скважин для водоснабжения». Издание второе. Под общей редакцией канд.техн.наук И.А.Ганичева. - М.: Стройиздат, 1970. - 200 с.

13. Руководство по проектированию сооружений для забора подземных вод. - М.: Стройиздат, 1978. - 208 с.

14. Проектирование водозаборов подземных вод. Под ред. Ф.М. Бечевера. - М.: Стройиздат, 1976. - 292 с.

15. Справочник руководства гидрогеолога. Под ред. В.М.Максимова, - Ленинград: Гостоптехиздат, 1959. - 836 с.

16. Водоснабжение на базе артезианских скважин. С.Н.Гусев, К.А. Небельсина, - М.: «Колос», 1976. - 120 с.

17. Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов для студентов специальности 2908. Организация строительного производства, - Казань: КИСИ, 1998. - 31 с.

18. В.О. Кожинов. Очистка питьевой и технической воды. - М.: Стройиздат, 1971ю - 304 с.

19. СанПиН 1074 - 86. Вода питьевая. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1986.

20. Методические указания к выполнению курсовой работы «Экономика отрасли» для студентов специальности 290800. - Казань., 2003. - 48 с.

21. Расчет и конструирование прямоугольного железобетонного резервуара для хранения воды. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 290800 по дисциплине «Строительные конструкции». - Казань.: КГАСА, 2005. - 60 с.

22. Сводная легенда и гос. гидрокологическая карта России масштаба 1:200000, Средне - Волжская серия. - Дзержинск, 1993. - 348 с.

Размещено на Allbest.ru

...