Водоснабжение. Методичка к курсовой
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕЛИОРАЦИИ»
1. Содержание дисциплины
Водоснабжение 1.1. Введение
Задачи курса, его структура, связь с другими дисциплинами. Общие сведения о водоснабжении. Значение курса. Краткие сведения по развитию водоснабжения. Проблемы водоснабжения в РФ и за рубежом.
1.2. Водные ресурсы РФ и их использование Водные ресурсы РФ и их распределение. Запасы поверхностных и подземных вод.
Обеспеченность водными ресурсами. Схемы комплексного использования подземных вод как части общих водных ресурсов.
Водопотребление в РФ. Объем и структура водопотребления, состояние, перспективы. Виды и нормы водопотребления. Пути решения водных проблем.
1.3. Системы водоснабжения и водоотведения, режим их работы. Принципы расчета водопровода.
Понятие о системе и схеме водоснабжения. Основные сооружения системы водоснабжения. Понятие о водоотведении и сооружениях по сбору и очистке сточных вод.
Водопроводная сеть, ее функции и требования к ней. Типы водопроводных сетей. Общие принципы их проектирования и расчета.
1.4. Источники водоснабжения. Требования к качеству воды.
Характеристика источников водоснабжении. Месторождения подземных вод, их классификация по условиям формирования и характеристика основных типов месторождений. Основы водного законодательства РФ. Особенности использования и охраны подземных вод.
1.5. Водозаборные сооружения.
Водозаборы поверхностных вод, особенности их сооружения. Водозаборы подземных вод. Основные их типы, краткая характеристика и условия применения. Принципы размещения, конструктивные особенности водозаборов в разных природных условиях. Понятие о методах расчета водозабора подземных вод.
1.6. Гидрогеологическое обоснование условий работы водозаборов.
Естественные ресурсы и запасы, эксплуатационные запасы месторождений подземных вод. Дополнительно привлекаемые запасы. Принципы оценки эксплуатационных запасов, допустимое понижение уровня, источники формирования эксплуатационных запасов, прогноз качества подземных вод для водозабора. Методы оценки эксплуатационных запасов,
их характеристика, условия применения. Классификация месторождений: по условиям сложности гидрогеологических условий эксплуатационных запасов, по степени их изученности. Организация и расчеты зон санитарной охраны водозаборов подземных вод. Региональная оценка эксплуатационных запасов подземных вод, задачи, принципы.
Инженерные мелиорации 1.7. Общие сведения.
Виды инженерных мелиораций, условия их проведения, народно-хозяйственное значение, перспективы развития.
1.8. Система орошения и ее элементы.
Общие сведения об орошении. Регулярно действующие и однократные системы орошения, их элементы, краткая характеристика. Основные виды орошения, сопоставительная характеристика условий применения. Богарные земли.
1.9. Режим орошения. Источники орошения.
Водный режим почвы и его регулирования. Поливная и оросительная нормы, их определение. Графики режима орошения. Расчет общего водопотребления оросительной системы. Коэффициент полезного действия и пути его повышения. Критерии оценки качества воды для орошения. Использование подземных вод для орошения.
Основные причины и факторы засоления земель. Вторичное засоление. Мероприятия по предупреждению засоления и рассолению (агромелиорация, дренаж, промывки).
Понятие об осушении земель, цели и задачи. Причины и факторы избыточного увлажнения и тодтопления. Виды осушительных мелиораций, нормы осушения, основные сооружения. Системы двойного регулирования. Понятие о расчетах прогноза подтопления территории.
1.11. Системы, типы и конструкции дренажных сооружений.
Принцип выбора системы дренажа в зависимости от фактора избыточного увлажнения территории. Основные конструктивные типы дренажей и условия их применения в зависимости от конкретных природных условий и характера использования территории. Понятие о методах расчета дренажей.
2. Примерный перечень лабораторных занятий
2.1. Оценка соответствия качества природных вод требованиям СанПиНа 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая. …» [21] Выбор мероприятий по улучшению качества воды по СНиПу 2.04.02-84 «Водоснабжение. …» [20].
2.2. Расчет водопотребления населенных пунктов и производственных объектов по СНиПу [20].
2.3. Обоснование схемы размещения и конструкции водозаборного сооружения, составление прогноза условий работы проектируемого водозаборного сооружения, оценка источников формирования эксплуатационных запасов, прогноз возможного изменения качества воды, обоснование зон санитарной охраны.
2.4. Гидравлический расчет Водопроводной сети. Выбор водоподъемного оборудования.
2.5. Определение размеров водопотребления для орошения. Составление и укомплектование графика режима орошения. Оценка пригодности воды для орошения.
2.6. Сопоставление технико-экономических показателей проектных вариантов систем водоснабжения, орошения, осушения. Принципы выбора оптимального варианта.
3. Содержание самостоятельной работы
3.1. Примерный перечень теоретических разделов дисциплины для самостоятельной работы
3.1.1. Сведения по развитию водоснабжения (раздел 1.2).
3.1.2. Пути решения водных проблем (раздел 1.2).
3.1.1. Понятие о системе и схеме водоснабжения. Основные сооружения системы водоснабжения. Определение общих размеров и режим водопотребления. Водопроводная сеть, ее функции и требования к ней. Гидравлический расчет сети (раздел 1.3).
З.1.4. Требования к качеству воды для питьевых целей. Основные сведения о методах улучшения качества воды (раздел 1.4).
3.1.5. Водозаборы поверхностных и подземных вод, особенности их сооружения (раздел
3.1.6. Виды инженерных мелиораций, условия их проведения (раздал 1.7).
3.1.7. Общие сведения об орошении. Элементы регулярно действующей системы орошения (раздел 1.8).
3.1.8. Поливная и оросительная нормы и их определение (раздел 1.9).
3.1.9. Характеристика естественной дренированности территории (раздел 1.9). 3.1.I0. Системы осушения. Системы двойного регулирования (раздел 1.10).
3.2. Курсовой проект и контрольные задания Курсовой проект выполняется в соответствии с индивидуальными заданиями и
посвящен одному из основных разделов курса – водоснабжению или инженерным мелиорациям. Конкретная тема курсового проекта определяется преподавателями с учетом специализации кафедры и необходимости решения широкого круга гидрогеологических задач. Возможно выполнение и группового проектирования, например, при разработке вариантных решений.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ Цели и задачи курсового проектирования
Методические указания по курсовому проектированию по водному хозяйству написаны в соответствии с учебным планом и программой курса для специальности 130302 «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания». Они обобщают накопленный на кафедре гидрогеологии опыт курсового проектирования и содержат варианты индивидуальных заданий для курсового проектирования, сведения о содержании и последовательности выполнения проекта и методические указания по его выполнению.
Курсовой проект имеет целью закрепление полученных теоретических знаний и развитие навыков самостоятельной творческой работы и практического применения полученных знаний для решения одной из важнейших водохозяйственных задач – обеспечение водоснабжения народнохозяйственных объектов. Курсовой проект выполняется параллельно с изучением курсов «Динамика подземных вод» и » Водоснабжение и инженерные мелиорации «, знания по которым используются и закрепляются в процессе курсового проектирования. Выполнение курсового проекта осуществляется на основе выдаваемых каждому студенту типовых индивидуальных заданий, содержащих минимум необходимых сведений о геолого-гидрогеологических условиях района проектируемого водоснабжения и об объектах водоснабжения.
Указанное обстоятельство предъявляет определенные требования к последовательности изучения учебного материала и его изучения по курсам «Водоснабжение
и инженерные мелиорации» и «Динамика подземных вод» и вызывает необходимость проявления каждым студентом его творческих способностей, умения самостоятельно ставить
и решать практические задачи, анализировать результаты выполненных исследований, работать самостоятельно с опубликованной учебной и методической литературой, четко формулировать содержание задач и вопросов, которые требуют дальнейшего изучения, делать правильные выводы и обобщения на основе результатов выполненных расчетов и исследований.
Курсовой проект должен быть посвящен вопросам гидрогеологического обоснования условий организации водоснабжения заданных объектов за счет использования подземных вод. Выполнение проекта дает возможность студенту ознакомиться с широким кругом вопросов, решаемых при организации водоснабжения, начиная с определения размеров водопотребления и кончая конкретным проектом водозабора, обеспечивающим решение задач водоснабжения заданных объектов в конкретных геолого-гидрогеологических
условиях, определяемых индивидуальным заданием.
Тема курсового проекта может быть сформулирована следующим образом: «Гидрогеологическое обоснование условий организации водоснабжения рабочего поселка и промышленного объекта за счёт использования подземных вод (далее дается название, месторождения подземных вод или водоносного горизонта)».
В соответствии с указанной тематикой в курсовом проекте должны быть рассмотрены
и решены следующие задачи: определение размеров водопотребления; оценка качества воды
и выбор источника водоснабжения; анализ гидрогеологических условия объекта, их схематизация и обоснование расчетной схемы; обоснование количества и схемы расположения водозаборных скважин; выбор расчетного метода, расчетных формул и выполнение гидродинамических расчетов (гидрогеологическое обоснование); обоснование схемы водоснабжения и гидравлический расчет водопроводной сети; обоснование конструкции водозаборных скважин и их оборудования; организация зон санитарной охраны проектируемого водозабора.
Как видно из перечисления задач, выполнение курсового проекта требует применения знаний, полученных студентами при изучении таких дисциплин, как «общая гидрогеология», «бурение», «гидравлика», «химия», «динамика подземных вод» и др. Кроме того, работа над курсовым проектом предполагает широкое использование студентом специальной методической и справочной литературы, указанной в настоящем пособии и дополнительной рекомендуемой руководителем курсового проектирования.
Курсовой проект состоит из текстовой части, текстовых и графических приложений. Текстовая часть выполняется на бумаге установленного формата и включает введение, общую часть, расчетно-проектную часть, заключение и список использованной литературы. Ее общий объем 25-35 стр. Текстовые графические приложения должны служить четкой иллюстрацией геолого-гидрогеологических условий района, выполняемых гидрогеологических и гидравлических расчетов и проектируемой системы водоснабжения и ее отдельных элементов. Они выполняются на кальке или чистой белой бумаге черными чернилами. Нумерация страниц, таблиц, рисунков и формул должна быть сквозной. В тексте обязательны ссылки на номера приводимых таблиц, формул и рисунков, а также на используемые из методической и нормативной литературы нормы и рекомендации. Текст и приложения брошюруются c титульным листом в обложку, подписывается исполнителем и отдается на проверку руководителю курсового проектирования. Ориентировочно затраты времени на составление курсового проекта 25-35 ч.
Окончательная оценка, учитывающая содержание проекта, его представление, оформление и защиту, выставляется по пятибалльной системе и заносится в зачетную
книжку и ведомость.
Содержание курсового проекта и методические указания по его выполнению
Представление о содержании курсового проекта и последовательности его выполнения дает общая структура курсового проекта. Исходя из необходимости решения всех перечисленных выше задач, она должна быть следующей:
Введение 1. Общая часть.
1.1. Исходные данные задания на проектирование системы водеснабжения.
1.2. Геолого-гидрогеологические условия района работ. Характеристика месторождения подземных вод.
2. Расчетно-пректная часть.
2.1. Определение размеров водопотребления.
2.2. Оценка качества воды и выбор источника водоснабжения.
2.3. Мероприятия по улучшению качества воды.
2.4. Анализ гидрогеологических условий, их схематизация и обоснование расчетной гидрогеологической схемы.
2.5. Обоснование количества и схемы расположения водозаборных скважин.
2.6. Выбор метода расчета и расчетных формул.
2.7. Гидродинамические расчеты по прогнозу условий работы проектируемого водозабора.
2.8. Выбор схемы водоснабжения объектов.
2.9. Гидравлический расчет водопроводной сети. Соотношение элементов системы водоснабжения по расходам и напорам.
2.10. Обоснование конструкций водозаборных скважин и их оборудования.
2.11. Организация и содержание зон санитарной охраны проектируемого водозабора.
2.12. Перспективы организации искусственного пополнения запасов подземных вод. Заключение.
Список использованной литературы.
Во введении формулируются цели и задачи курсового проекта, отмечается, на каких материалах осуществляется курсовое проектирование, характеризуется методика реализации задач курсового проекта.
1. Общая часть . В общей части проекта излагаются данные задании на проектирование
водоснабжения, сведения об
объектах водоснабжения, геолого-гидрогеологических
гидрогеологических и др. исследований.
1.1. Исходные данные задания на проектирование системы водоснабжения включают сведения об объектах водоснабжения, достаточные для определения размеров водопотребления (численность населения в поселке и число работающих на предприятии, технологический расход воды на предприятии и условия его работы, степень благоустройства зданий поселка) и схемы водоснабжения объектов (их высотное и взаимное расположение, конфигурация жилого массива, другие сведения). Они выдаются каждому студенту индивидуально в соответствии с вариантами, представленными в приложении 1 к настоящим методическим указаниям.
1.2. Геолого-гидрогеологические условия района рабат выдаются каждому студенту также индивидуально в соответствии с разработанными вариантами типовых индивидуальных заданий. По каждому из вариантов помимо сведений о геолого-гидрогеологических условиях конкретного месторождения подземных вод дается информация об основных результатах ранее выполненных исследований (сведения об условиях распространения, движения, питания и разгрузки подземных вод, установленных значениях гидрогеологических параметров, дебитах скважин при опробовании и т.д.) и установленных показателях качества воды. Информация о показателях качества подземных вод для всех рассматриваемых типовых
вариантов индивидуального задания представлена в приложении 2 и принимается в соответствии с вариантом индивидуального задания.
2. Расчетно-проектная часть является основной частью проекта, в которой выполняется гидрогеологическое обоснование и дается проект водозабора подземных вод для водоснабжения рабочего поселка и промышленного объекта в заданных природных условиях.
Рассмотрим последовательно содержание и принципы выполнения основных вопросов расчетно-проектной части.
2.1. Определение размеров водопотребления осуществляется на основе исходных данных задания на проектирование и установленных норм расхода воды на различные нужды. Основным документом, определяющим нормы расхода воды при проектировании систем хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения является СНиП [20], который пересматривается каждые 10-12 лет.
В рассматриваемых условиях при водоснабжении поселка и промышленного предприятия следует учитывать водопотребление для хозяйственно-питьевых целей в поселке и на предприятии и на производственные нужды предприятия, на поливку территорий и на пожаротушение. В других условиях могут определяться расходы воды и для других целей (орошение, обводнение и пр.). Следует иметь в виду, что при определении размеров водопотребления применительно к оценке возможностей источника водоснабжения
(эксплуатационных запасов) руководствуются значениями средних норм водопотребления, однако для гидравлического расчета водопроводной сети используют максимальные значения норм, т.е. учитывается неравномерность водопотребления [1, 7, 20].
Расход воды для хозяйственно-питьевых нужд в поселке Q xпб определяется исходя из численности его жителей N и среднесуточной за год нормы расхода воды q ж на 1 жителя по формуле:
Q xпб = 10 -3 ·К н ·q ж ·N
где 10 -3 – коэффициент перевода л в м 3 ; К н – коэффициент, учитывающий расход воды на местные нужды и неучтенные потери
(обычно К н =1.05÷1.1);
q ж – норма водопотребления л/сут на 1 жителя (определяется по СНиПу, в зависимости от степени благоустройства и природно-климатических условий района проектируемого водоснабжения (см. табл.1) (для северных районов страны принимается минимальная, для южных – максимальная норма водопотребления));
