Разработка методов расчета напорно-безнапорных режимов движения стоков в системах водоотведения

• Автор: Чупин, Роман Викторович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Современное состояние систем водоотведения, уровень их моделирования и анализа режимов функционирования.

1.1. Характеристика современных систем водоотведения и методов их проектирования

1.2. Оценка существующих методов расчета, обоснования структуры и параметров СВО

1.3. Существующие методы расчета и анализа режимов работы систем водоотведения

1.4. Анализ методов теории гидравлических цепей и оценка возможности их применение в задачах расчетах систем водоотведения.
1.5. Постановка вопросов дальнейшего развития методов расчета и анализа режимов работы систем водоотведения.

2. Развитие методики гидравлических расчетов систем водоотведения.

2.1. Математическое описание потокораспределения в системах водоотведения.

2.2. Совершенствование методов расчета и анализа режимов работы систем водоотведения.

2.3. Моделирование работы насосных станций перекачки стоков

2.4. Учет неравномерности поступления стоков и времени их
транспортировки
3. Практическое применение предлагаемых подходов и
методов
3.1. Оценка проектных решений систем поверхностного водосбора
3.2. Применение методики анализа гидравлических режимов в задачах обнаружения и локализации аварийных ситуаций.
3.3. Применение разработанной методики в задачах анализа и
оптимизации режимов работы систем водоотведения
4. Реализация и практическое использование предлагаемой в работе методики
4.1. Алгоритмизация предлагаемой методики.
4.2. Программная реализация методики расчета и анализа режимов систем водоотведения
4.3. Применение ПВК ТЛЛСЕВК при обосновании схемы
развития системы дождевой канализации г.Иркутска
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Предлагается новый подход к расчету и анализу режимов работы систем водоотведения, который позволяет моделировать переполнения сети, выход стоков на поверхность земли и образование противотоков в безнапорных коллекторах. Предлагаемый подход обобщает методы расчета напорных и безнапорных систем водоотведения, что является определенным этапом в развитии теории гидравлических цепей. Разработана комплексная методика, позволяющая моделировать совместную работу канализационных насосных станций, работающих на общий узел и самотечных коллекторов, по которым стоки транспортируются в приемные и регулирующие резервуары. Системы водоотведения в современных городах, населенных пунктах и промышленных предприятий представляют сложное инженерное сооружение, состоящее из множества самотечных и напорных трубопроводов, насосных станций, регулирующих резервуаров, перепадных колодцев, быстротоков. Проведенный анализ показал, что для большинства из перечисленных сооружений износ составляет от % и выше. В тоже время системы водоотведения характеризуются низкой автоматизацией и диспетчеризацией, высоким уровнем энергопотребления и значительной аварийностью. Аварийность возникает вследствие зарастания и засорения трубопроводов, что является причиной не соблюдения скоростных режимов течения стоков. В практике эксплуатации не делается анализ скоростей движения стоков и не приводятся гидравлические и оптимизационные расчеты по обоснованию режимов работы транспортирующих сооружений. В Государственной программе “Чистая вода” на - г. На решение указанных проблем и направлена государственная программа ‘Чистая вода”. Подобная программа разработана и для Иркутской области. В таблице 1. Иркутской области. Как видно из таблицы износ сетей составляет от до 0%,что в среднем около %. При этом количество аварийных сетей достигает %. Все выше перечисленные проблемы в полной мере относятся и к системам водоотведения городов Иркутской области. В гоже время, проведенный анализ режимов функционирования систем водоотведения показал, что многие участки перегружены и работают в режиме размывающих скоростей, другие недогружены и в них происходит накопление осадков. В период интенсивных дождей трубопроводы и колодцы систем поверхностного водосбора переполняются водой, приводя к подтоплению проезжей части, переходов, подвалов зданий и других инженерных сооружений. Причиной этому является несоответствие параметров системы тем нагрузкам, которые имеют место на данный момент времени. Такая ситуация сложилась вследствие увеличения или уменьшения темпов промышленного и жилищного строительства, изменения поверхностного водостока, увеличения интенсивности и продолжительности дождей, заиливание колодцев и засорения сети и из-за многих других факторов. В том числе из-за недостаточного внимания к этим системам со стороны эксплуатирующих служб и органов власти, а главное, недостаточно выделяется капиталовложений в своевременную модернизацию и ремонт. Отсутствие внимания к системам водоотведения также затормозило и развитие методологии их проектирования. Можно сказать, что па сегодняшний день проектные организации имеют лишь те подходы и методы, которые были разработаны в -6(^ годы ~ века. На протяжении многих десятилетий не изменялся также уровень принятия решений в области проектирования СВО [3,4,5,6]. Хотя действующие принципы, проектирования уже устарели, требуется их обновление с применением новых компьютерных технологий, позволяющих ускорить процесс проектирования и максимально приблизить принятые решения к оптимальным. Вычислительная техника обеспечивает не только скорость расчета и точность вычисления, но и позволяет оперировать моделями реальных физических процессов, которые могут происходить в СВО. В свою очередь, повышение точности расчетов неизбежно приводит к повышению эффективности капиталовложений [7,8,9,,,]. Необходимость изменения структуры проектирования объектов водоотведения для повышения их надежности и экономичности доказывали в своих работах такие известные ученые, как: С. В. Яковлев, B. C. Дикаревский, Ю. А. Ильин, B. C. Игнатчик, В. И. Калицун, Б. М. Каган, А. К. Кузин, А. Н. Литвинов, Алексеев М. И. и др. Таблица 1. Hgp * У. П J-IOX1X ИЛфТЛ!