2.1. Расчетная схема отбора воды из сети. Удельные, путевые и узловые расходы. Принцип расчета разветвленных сетей. Назначение упрощенной расчетной схемы водоразбора

Рассмотрим один из участков А – I распределительной сети (рис. 3.3). Под участком сети подразумевается линия, ограниченная двумя узлами сети. Между узлами А и I в отдельных местах отбора наблюдаются различные по величине расходы q_i.

Рис. 3.3. Схема отбора воды из сети

Это характерно и для всех остальных линий распределительной сети А – Б. Линия А – Б может питать водой не только вводы, но и присоединяемые к ней распределительные линии, транспортирующие расходы Q_i. Учитывая, что фактически отбор воды из сети происходит в огромном числе точек с неизвестной и непрерывно меняющейся интенсивностью, для расчета систем распределения воды применяется упрощенная схема. Она предусматривает, что при одинаковой плотности застройки и одинаковой норме водопотребления отдельных районов подаваемая в сеть вода расходуется равномерно по ее длине.

Удельный расход

Расход, отнесенный к одному метру длины рассматриваемой сети, называется удельным расходом, л/с, и определяется по формуле

где Q_i – суммарный расход i-го района для принятого расчетного случая, л/с;

Q_соср.i – сосредоточенные расходы для этого же района, л/с;

∑l_i – суммарная длина участков i-го района, м;

α – коэффициент, учитывающий водоотдачу участка. Для тех участков, которые по протяженности не имеют застройки (водоводы) α = 0; для участков, имеющих одностороннюю застройку α = 0,5; для участков, имеющих двухстороннюю застройку α = 1. При расположении данного участка на границе двух районов с разной плотностью проживающего в ней населения или с разной степенью благоустройства в ∑ l включается половина длины данного участка для каждой зоны.

Однако, одним из недостатков разбивки расхода пропорционально длинам линий является то, что длина линии еще не определяет число снабжаемых водой жителей и, следовательно, количество отдаваемой воды. Более точного расчета можно достигнуть, если удельный расход определять не на единицу длины сети, а на единицу площади территории снабжаемой водой кварталов населенного пункта.

Выделение крупных сосредоточенных расходов

В сумму равномерно распределенных расходов не включаются расходы воды отдельных крупных предприятий, а также противопожарные расходы. Эти расходы выделяются в сосредоточенные расходы в определенных узловых точках у места их расположения.

Путевые, транзитные и расчетные расходы отдельных участков сети

Если всю водопроводную сеть разбить на участки, то суммарный равномерно распределенный расход будет равен сумме расходов по всем участкам. Расход воды каждым участком называется путевым расходом, л/с. Он равен

q_пут. = q_уд.·l·α.

Сумма всех путевых и сосредоточенных расходов равна полному расходу Q в расчетный момент времени.

Каждый участок сети, кроме путевого расхода q_пут., пропускает транзитный расход q_тр., необходимый для питания последующих участков. При этом расход в начале участка составит (q_пут. + q_тр.), а в конце – q_тр..

При расчете сети переменный путевой и постоянный транзитный расходы заменяют некоторым расчетным эквивалентным расходом.

Расчетный расход q_р. участка, имеющего путевой расход q_пут. и транзитный q_тр. может быть вычислен по формуле

q_р. = q_тр. + α·q_пут.,

где α – коэффициент, зависящий от соотношения транзитного и путевого расходов участка сети и изменяющийся от 0,5 до 0,58. Как правило, коэффициент α принимается равным 0,5.

Приведение путевых расходов к узловым

В практике расчетов обычно путевые расходы заменяют так называемыми узловыми расходами. Если разбить путевой расход q_пут пополам и отнести 0,5·q_пут. в начальную и конечную точку рассматриваемого участка, то узловой расход по узлам сети будет равен полусумме путевых расходов всех участков, примыкающих к данному узлу. При этом расчетные расходы участков равны их транзитным расходам. Последние определяются в соответствии с предварительным потокораспределением воды по линиям сети.

Как указывалось, упрощенная схема отбора воды из сети идеализирует реальную картину ее работы. Другим упрощением при расчетах является допущение о независимости величины узловых отборов от давления в сети, то есть узловые отборы считаются фиксированными. Это объясняется практической невозможностью учета всех факторов, влияющих на величину отбора воды в каждом узле.