Politechnika Wrocławska Wrocław, dnia 5.10.2010 r.

Wydział Inżynierii Środowiska

Ćwiczenie Projektowe
z Wodociągów nr: 35

Prowadzący: Wykonał:

dr inż. Jan Cieżak Michał Piasta

Rok: III

Rok ak.: 2010/2011

Studia Zaoczne

1.Wstęp.

1.1Przedmiot opracowania.

1.2 Podstawa opracowania.

1.3 Zakres opracowania.

1.4 Wykorzystane materiały.

1.5 Charakterystyka obszaru objętego projektem.

2. Obliczenia zapotrzebowania na wodę .

2.1. Dane do obliczeń.

2.2. Obliczenie zapotrzebowania na wodę na poszczególne cele.

2.2.1. Mieszkalnictwo.

2.2.2. Instytucje, zakłady i urządzenia usługowe.

2.2.3. Mycie pojazdów komunikacji zbiorowej i indywidualnej.

2.2.4. Utrzymanie czystości ulic i placów.

2.2.5. Polewanie zieleni miejskiej.

2.2.6. Przemysł, składy i zaplecze budownictwa.

2.3. Zestawienie średniego dobowego i maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę.

2.4 Godzinowy rozkład maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę.

3. Obliczanie hydrauliczne ujęcia wody podziemnej

3.1. Dane do obliczeń.

3.2. Obliczanie współrzędnych charakterystyki pojedynczej studni.

3.3. Określenie maksymalnej wydajności studni.

3.4. Określenie eksploatacyjnej wydajności studni

3.5. Obliczanie ilości studzien.

4. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej.

4.1. Obliczenie rozbiorów z węzłów i odcinków.

4.2. Obliczanie wydajności pompowni II° oraz zbiornika sieciowego.

4.3. Dobór średnic przewodów wodociągowych.

4.4. Obliczenia pojemności sieciowego zbiornika wodociągowego.

5.Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej CROSS.

5.1. Obliczanie hydrauliczne sieci wodociągowej dla rozbioru maksymalnego godzinowego metodą Crossa.

5.2. Obliczanie hydrauliczne sieci wodociągowej dla rozbioru minimalnego godzinowego metodą Crossa.

6. dobór pomp w pompowni drugiego stopnia.

7. Opis techniczny.

6.1. Ujęcie wody.

6.2. Sieć wodociągowa.

6.3. Pompownia drugiego stopnia.

6.4. Zbiornik sieciowy.

SPIS TABEL

1. Zestawienie średniego (Q_śrd) i maksymalnego (Q_maxd) dobowego zapotrzebowania na wodę.

2. Godzinowy rozkład maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę.

3. Zestawienie wydajności pojedynczej studni .

4. Zestawienie rozbiorów węzłowych i odcinkowych

5. Zestawinie przepływów obliczeniowych , dobranych średnic oraz spadków hydraulicznych na odcinkach sieci wodociągowej.

6. Obliczenie pojemności użytkowej zbiornika wodociągowego.

7.Obliczenia sieci wodociągowej metodą Crossa dla maksymalnego godzinowego zapotrzebowania na wode (Q_maxh).

8. Obliczenia sieci wodociągowej metodą crossa dla minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę(Q_minh).

9. Zestawienie współrzędnych charakterystyki pompy.

SPIS RYSUNKÓW

1.Wykres do obliczenia wydajności eksploatacyjnej studni.

2. Schemat obliczeniowy sieci wodociągowej dla maksymalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę (Q_maxh).

3. Schemat olbiczeniowy sieci wodociągowej dla minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę (Q_minh).

4. Wykres lini ciśnienia w sieci wodociągowej dla maksymalnego (Q_maxh) i minimalnego (Q_minh) godzinowego zapotrzebowania na wodę.

5.Wykres doboru pomp w pompowni drugiego stopnia.

6. Plan sytuacyjny sieci wodociągowej. Skala 1:5000.

1. Wstęp

1.1 Przedmiot opracowania.

Przedmiotem opracowania jest projekt koncepcyjny ujęcia wody oraz sieci wodociągowej

1.2. Podstawa opracowania.

Podstawą niniejszego opracowania jest temat ćwiczenia projektowego wydany przez prowadzącego zajęcia w dniu 16 października 2010 roku.

1.3 Zakres opracowania.

Zakres opracowania obejmuje:

- obliczenia zapotrzebowania wody dla okresu perspektywicznego,

- obliczenia hydrauliczne ujęcia wody podziemnej,

- obliczenia pojemności zbiornika sieciowego

- obliczenia rozbiorów z węzłów i odcinków sieci wodociągowej.

- kompleksowe obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej,

- dobór pomp w pompowni drugiego stopnia.

-opis techniczny

1.4 Wykorzystane materiały.

Wykorzystane materiały do obliczeń i wykonania projektu pochodzą od prowadzących ćwiczenia projektowe z wodociągów oraz z wykładów. W obliczeniach posiłkowano się również literaturą:

[1] Gabryszewski T., Wodociągi. Wrocław, PWN, 1973.

[2] Kwietniewski M., Olszewski W., Osuch-Pajdzińska E., Projektowanie elementów systemu zaopatrzenia w wodę. Warszawa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2009.

[3] Mielcarzewicz E.W., Wartalski J., Systemy zaopatrzenia w wodę i usuwania ścieków. Wrocław, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, 1990.

1.5 Charakterystyka obszaru objętego projektem.

Miasto w okresie perspektywistycznym

2. Obliczenia zapotrzebowania na wodę.

Obliczenia zapotrzebowania na wodę przeprowadzono w oparciu o wytyczne, które zamieszczone są w (1). Uwzględniono następujące cele:

- mieszkalnictwo jedno i wielorodzinne

- instytucje, zakłady i urządzenia usługowe

- mycie pojazdów komunikacji zbiorowej i indywidualnej

- utrzymanie czystości ulic i placów

- polewanie zieleni miejskiej

- przemysł, składy i zaplecze budownictwa

2.1 Dane do obliczeń.

Liczba mieszkańców miasta: 18020 mk

Liczba mieszkańców według klas wyposażenia sanitarnego mieszkań:

-klasa I: 12%

-klasa II: 25%

-klasa III: 35%

-klasa IV: 28%
RAZEM: 18020 mk

2.2 Obliczenie zapotrzebowania na wodę, na poszczególne cele.

Do obliczeń zapotrzebowania wody wykorzystałem następujące wzory:

gdzie:

LM- liczba mieszkańców

- wskaźnik jednostkowego zapotrzebowania na wodę,

- współczynnik nierównomierności dobowej

2.2.a Mieszkalnictwo.

- wielorodzinne:

klasa I:

klasa II:

=1,30

- jednorodzinne:

klasa III:

klasa IV:

=1,5

2.2.b Instytucje, zakłady i urządzenia usługowe.

=1,30

2.2.c Mycie pojazdów komunikacji zbiorowej i indywidualnej.

=1,20

2.2.d Utrzymanie czystości ulic i placów.

=2,40

2.2.e Polewanie zieleni miejskiej.

=6,0

2.2.f Przemysł, składy i zaplecze budowlane.

=1,15

2.3 Zestawienie średniego i maksymalnego zapotrzebowania na wodę

Tabela 1

Lp.	Cele zapotrzebowania na wodę		Zapotrzebowanie na wodę,
	1	Mieszkalnictwo	Wielorodzinne	976,7	1269,7
				Jednorodzinne	1034,3	1551,5
2	Instytucje, zakłady i urządzenia usługowe		720,8	937
3	Mycie pojazdów komunikacji zbiorowej i indywidualnej		72,1	86,5
4	Utrzymanie czystości ulic i placów		180,2	532,5
5	Podlewanie zieleni miejskiej		180,2	1081,2
6	Przemysł, skład i zaplecze budowlane		901	1036,2
7	Razem		4065,3	6494,6
8	Straty wody w sieci wodociągowej (10% )		406,5	406,5
9	Woda do sieci wodociągowej		3658,8	6088,1
10	Cele technologiczne ZUW (5% )		182,9	182,9
11	Wydajność ujęcia wody		3841,7	6271

Z obliczeń wynika, że ilość wody wtłaczanej do sieci wodociągowej wynosi 6088,1m³/d, natomiast wydajność ujęcia 6271m³/d. Straty wody w sieci wodociągowej wynoszą 406,5m³/d , a woda przeznaczona na cele technologiczne ZUW 182,9m³/d

2.4 Godzinowy rozkład maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę.

Na podstawie danych zawartych w (1) oraz wartości obliczonych w punkcie 2.2 a zestawionych w

punkcie 2.3 obliczono godzinowy rozkład maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę dla

miasta. Wyniki zestawiono w tabeli 2.

Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę występuje w godzinie 19-20 i wynosi 401,81m³/h,

czyli 111,61 dm³/s. Straty wody w sieci wodociągowej wynoszą 16,95 m³/h, czyli 4,71 dm³/s

Tabela 2 Rozkład godzinowy zapotrzebowania na wodę w dobie maksymalnej

Godz. od-do	Elementy zagospodarowania przestrzennego																		Rozkład godz. Zapotrzebowania na wodę w dobie maksymalnej
		Mieszkalnictwo							Mycie pojazdów komunikacji zbiorowej i indywidualne		Utrzymanie czystości ulic i placów		Polewanie zieleni miejskiej		Przemysł, składy i zaplecze budownictwa		Straty wody
		Wielorodzinne		Jednorodzinne		Instytucje zakłady i urządzenie usługowe
		%	m^3/h	%	m^3/h	%		m^3/h	%	m^3/h	%	m^3/h	%	m^3/h	%	m^3/h	%		m^3/h	m^3/h	%
0 - 1	1,25	15,87	1,35	20,95	1,00		9,37	0,00	0,00	6,25	33,28	0,00	0	0,5	5,18	4,17		16,95	85,23	1,40
1 - 2	0,85	10,79	0,65	10,08	1,00		9,37	16,50	14,27	6,25	33,28	0,00	0	0,5	5,18	4,17		16,95	73,06	1,20
2 - 3	0,85	10,79	0,65	10,08	1,00		9,37	16,50	14,27	6,25	33,28	0,00	0	0,5	5,18	4,16		16,91	73,06	1,20
3 - 4	0,85	10,79	0,65	10,08	1,00		9,37	16,50	14,27	6,25	33,28	0,00	0	0,5	5,18	4,17		16,95	73,06	1,20
4 - 5	2,10	26,66	0,85	13,19	1,00		9,37	16,50	14,27	6,25	33,28	12,50	135,15	0,5	5,18	4,17		16,95	213,08	3,50
5 - 6	2,50	31,74	3,00	46,55	1,00		9,37	0,00	0,00	6,25	33,28	12,50	135,15	0,5	5,18	4,16		16,91	255,70	4,20
6 - 7	5,45	69,20	5,15	79,90	1,00		9,37	0,00	0,00	0,00	0,00	12,50	135,15	8,75	90,67	4,17		16,95	371,37	6,10
7 - 8	6,25	79,36	4,75	73,70	2,00		18,74	0,00	0,00	0,00	0,00	12,50	135,15	8,75	90,67	4,17		16,95	389,64	6,40
8 - 9	4,95	62,85	4,45	69,04	3,00		28,11	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0	8,75	90,67	4,16		16,91	231,35	3,80
9 - 10	4,40	55,87	4,20	65,16	7,00		65,59	8,50	7,35	0,00	0,00	0,00	0	8,75	90,67	4,17		16,95	267,88	4,40
10 - 11	4,20	53,33	3,40	52,75	10,00		93,70	8,50	7,35	6,25	33,28	0,00	0	8,75	90,67	4,17		16,95	310,49	5,10
11 - 12	4,05	51,42	3,40	52,75	12,00		112,44	8,50	7,35	6,25	33,28	0,00	0	8,75	90,67	4,16		16,91	328,76	5,40
12 - 13	3,90	49,52	3,40	52,75	12,00		112,44	8,50	7,35	6,25	33,28	0,00	0	8,75	90,67	4,17		16,95	322,67	5,30
13 - 14	4,30	54,60	4,00	62,06	12,00		112,44	0,00	0,00	6,25	33,28	0,00	0	8,75	90,67	4,17		16,95	328,76	5,40
14 - 15	4,40	55,87	4,20	65,16	10,00		93,70	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0	3,25	33,68	4,16		16,91	237,44	3,90
15 - 16	4,75	60,31	3,80	58,96	7,00		65,59	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0	3,25	33,68	4,17		16,95	219,17	3,60
16 - 17	5,65	71,74	4,35	67,49	3,00		28,11	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0	3,25	33,68	4,17		16,95	207,00	3,40
17 - 18	5,30	67,29	5,00	77,58	3,00		28,11	0,00	0,00	0,00	0,00	12,50	135,15	3,25	33,68	4,16		16,91	322,67	5,30
18 - 19	5,65	71,74	6,85	106,28	3,00		28,11	0,00	0,00	6,25	33,28	12,50	135,15	3,25	33,68	4,17		16,95	365,29	6,00
19 - 20	6,30	79,99	9,15	141,96	3,00		28,11	0,00	0,00	6,25	33,28	12,50	135,15	3,25	33,68	4,17		16,95	401,81	6,60
20 - 21	6,60	83,80	9,00	139,64	2,00		18,74	0,00	0,00	6,25	33,28	12,50	135,15	3,25	33,68	4,16		16,91	395,73	6,50
21 - 22	6,80	86,34	7,45	115,59	2,00		18,74	0,00	0,00	6,25	33,28	0,00	0	3,25	33,68	4,17		16,95	267,88	4,40
22 - 23	5,45	69,20	5,50	85,33	1,00		9,37	0,00	0,00	6,25	33,28	0,00	0	0,5	5,18	4,17		16,95	194,82	3,20
23 - 24	3,20	40,63	4,80	74,47	1,00		9,37	0,00	0,00	6,25	33,28	0,00	0	0,5	5,18	4,16		16,91	152,20	2,50
SUMA	100,00	1269,7	100,00	1551,50	100,00		937,00	100,00	86,50	100,00	532,50	100,00	1081,2	100	1036,20	100,00		406,50	6088,10	100,00

3. Obliczenia hydrauliczne ujęcia wody podziemnej.

Zaprojektowano ujęcie wody składające się ze studzien wierconych czerpiących wodę z warstwy wodonośnej o zwierciadle swobodnym.

3.1 Dane do obliczeń.

Maksymalna dobowa wydajność ujęcia :

Współczynnik filtracji warstwy wodonośnej :

Średnica studni :

Miąższość warstwy wodonośnej :

Poziom zwierciadła statycznego :

3.2 Obliczenie współrzędnych charakterystyki pojedynczej studni.

Korzystano ze wzoru na wydajność studni wierconej zagłębionej w zbiorniku wody podziemnej o

zwierciadle swobodnym :

k_f - współczynnik filtracji warstwy wodonośnej

s - depresja wody w studni

H_w - miąższość warstwy wodonośnej

R - promień zasięgu leja depresyjnego

r - promień studni

Promień zasięgu leja depresyjnego obliczono ze wzoru Kusakina :

Założono cztery wartości depresji s, dla których obliczono wartości promienia zasięgu leja depresyjnego R oraz wydajności studni Q :

- dla s = 1,0 m

- dla s = 2,0 m

- dla s = 3,0 m

- dla s = 4,0 m

Wyniki obliczeń wydajności jednej studni zestawiono w tabeli 3.

Depresja wody w studni si	Promień zasięgu leja depresyjnego Ri	Wydajność Studni Qi
m	m	m^3/s
1,0	36,4	9,77
2,0	72,8	8,6
3,0	109,2	0,02
4,0	145,6	0,03

Na podstawie powyższych danych sporządzono wykres charakterystyki studni s =f (Q) (rys. 1)

3.3 Obliczenie maksymalnej wydajności studni.

Q_maxth = 2 ∙ π ∙ r ∙ H_w ∙ v_{dop ,} m³/s

v_{dop -} dopuszczalna prędkość wlotowa wody do studni

Q_maxth = 2 ∙ 3,14 ∙ 0,3 ∙ 15,9 ∙3,53 ∙ 10^-4 = 0,01 m³/s

3.4 Określenie eksploatacyjnej wydajności studni.

Na podstawie danych obliczonych w punkcie 3.2 oraz 3.3 i przyjmując sumaryczną długość rury nadfiltrowej i podfiltrowej równą 3,0 m sporządzono wykres, z którego odczytano :

- wydajność eksploatacyjną studni : Q_e = 0,0077 m³/s

- depresję eksploatacyjną : s_e =0,6 m

Dla powyższej depresji obliczono promień zasięgu leja depresyjnego R_e ze wzoru Kusakina :

3.5 Obliczenie ilości studzien

Q_UJ - maksymalna dobowa wydajność ujęcia wody

Q_e - wydajność eksploatacyjna studni

α - współczynnik rezerwy studzien ( 0,6 ÷ 0,9 )

Dla α = 0,6

Dla α = 0,9

Przyjęto 12 studzien w 2 grupach po 6 oraz odległość między nimi : z = 50m

4. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej.

Zaprojektowano sieć wodociągową obwodową. Obliczenia hydrauliczne tej sieci przeprowadzono metodą Crossa.

4.1 Obliczenie rozbiorów z węzłów i odcinków.

Q_{śr d} = 3658,8 m³/d = 42,35 dm³/s

Q_{max d} = 6088,1 m³/d = 70,46 dm³/s

Q_{max h} = 401,81 m³/h = 111,61dm³/s

%min = 1,20%

Q_{min h} = %min ∙ Q_{śr d} = 0,01 ∙ 1,20∙ 3658,8 =43,91 m³/h = 12,20 dm³/s

Na podstawie procentowych rozbiorów z odcinków i węzłów, przedstawionych na schemacie sieci wodociągowej, obliczono rzeczywiste rozbiory wody wyrażone w dm³/s. Wyniki tych obliczeń zestawiono w tabeli nr 4.

Tabela 4

Węzeł lub odcinek	Procent rozbioru	Rozbiory przy :
				Qmax h	Qmin h
		%	dm^3/s	dm^3/s
5	5	5,58	0,61
5-6	5	5,58	0,61
6	8	8,93	0,98
6-7	2	2,23	0,24
7	8	8,93	0,98
7-3	9	10,04	1,10
3	2	2,23	0,24
3-2	5	5,58	0,61
2	3	3,35	0,37
2-1	8	8,93	0,98
1	7	7,81	0,85
1-5	12	13,39	1,46
2-4	11	12,28	1,34
4	8	8,93	0,98
4-5	7	7,81	0,85
SUMA	100	111,61	12,20

Rozbiory węzłowe i odcinkowe naniesiono na schematy obliczeniowe sieci wodociągowej (rys. 2 i 3).

4.2 Obliczenie wydajności pompowni II^o oraz zbiornika sieciowego.

Przyjęto czas pracy pompowni T_P = 24 h/d.

Maksymalna wydajność pompowni przy rozbiorze maksymalnym godzinowym (Q_{max h}) :

Q_{P max} = 1,1 ∙ Q_{P śr} = 1,1 ∙ 70,46 = 77,51dm³/s

Minimalna wydajność pompowni przy rozbiorze minimalnym godzinowym (Q_{min h}) :

Q _{P min} = 0,9 ∙ Q_{P śr} = 0,9 ∙ 70,46 = 63,41 dm³/s

W czasie rozbioru Q_{max h} woda wypływać będzie ze zbiornika sieciowego w ilości :

Q_Z = Q_{max h} - Q_{P max} = 111,61 - 77,51 = 34,1 dm³/s

W czasie rozbioru Q_{min h} woda dopływać będzie do zbiornika sieciowego w ilości :

Q_Z = Q_{P min} - Q_{min h} = 63,41 - 12,20 = 51,21 dm³/s

4.3 Dobór średnic przewodów wodociągowych.

Wyniki obliczeń przedstawione w punkcie 4.1 i 4.2 naniesiono na schematy obliczeniowe sieci wodociągowej (rys. 2 i 3), a następnie obliczono wartości natężenia przepływu wody w poszczególnych odcinkach. W oparciu o te przepływy dokonano doboru średnic przewodów, które przedstawiono w tabeli 5.

Tabela nr 5

Odc	Przepływ przy Qmaxh					Przepływ przy Qminh					średnica d	prędkość przepływu uυ	spadek hydraul. i	długość odcinka l
		Qpocz	Qkon	q	0,55xq	Qkon	Qpocz	Qkon	q	0,55xq					Qkon
		dm^3/s					dm^3/s					mm	m/s	%o	m
P-5	77,51	77,51	0	0	77,51	63,41	63,41	0	0	63,41	355	1,4	6	210
5-6	10,78	5,2	5,58	3,07	8,27	18,63	18,02	0,61	0,34	18,36	225	0,7	2,2	215
6-7	5,96	3,73	2,23	1,23	4,96	17,04	16,08	0,24	0,13	16,21	200	0,65	2,2	250
3-7	24,93	14,89	10,04	5,52	20,41	15,82	14,72	1,10	0,61	15,33	225	0,72	2,5	585
5-4	30,2	22,21	7,81	4,30	26,51	21,91	21,06	0,85	0,47	21,53	225	0,8	3	585
4-2	13,28	1,00	12,28	6,75	7,75	20,08	18,74	1,34	0,74	19,48	90	0,7	6,5	320
5-1	31,13	17,74	13,39	7,36	25,1	22,26	20,08	1,46	0,80	20,88	225	0,83	3,6	610
1-2	9,93	1,00	8,93	4,91	5,91	19,95	18,97	0,98	0,54	19,51	200	0,67	2,3	315
3-2	6,94	1,35	5,58	3,07	4,42	37,34	36,73	0,61	0,34	37,07	225	0,69	2	330
z-3	34,1	34,1	0	0	34,1	51,21	51,21	0	0	51,21	315	1,2	4,2	314

Średnice przewodów zostały dobrane dla większego przepływu obliczeniowego w taki sposób, aby prędkość przepływu wody była ekonomiczna i wynosiła:

- dla ø ≤ 300 mm : v= 0,60÷0,90 m/s

- dla ø > 300 mm : v= 0,90÷1,50 m/s.

4.4 Obliczenia pojemności sieciowego zbiornika wodociągowego.

Pojemność całkowitą zbiornika wodociagowego określono ze wzoru:

V_c=V_uż+V_poż+ V_m, m³

Gdzie:

V_uż - pojemność użytkowa, m³

V_poż - zapas wody do celów przeciwpożarowych, m³

V_m - pojemność martwa, m³.

Pojemność użytkową zbiornika obliczono metodą analityczną dla czasu pracy pompowni IIº T_p=24h/d. Wyniki tych obliczeń w % Q_maxd przedstawiono w tabeli nr 6.

Tabela nr 6 Obliczenia pojemności użytkowej zbiornika wodociągowego.

Godzina	Rozbiór wody	Dostawa wody	Przybywa do zbiornika	Ubywa ze zbiornika	Pojemność zbiornika
od-do	%	%	%	%	%
0-1	1,40	4,17	2,77		5,40
1-2	1,20	4,17	2,97		8,37
2-3	1,20	4,16	2,96		11,33
3-4	1,20	4,17	2,97		14,30
4-5	3,50	4,17	0,67		14,97
5-6	4,20	4,16		0,04	14,93
6-7	6,10	4,17		1,93	13,00
7-8	6,40	4,17		2,23	10,77
8-9	3,80	4,16	0,36		11,13
9-10	4,40	4,17		0,23	10,90
10-11	5,10	4,17		0,93	9,97
11-12	5,40	4,16		1,24	8,7
12-13	5,30	4,17		1,13	7,60
13-14	5,40	4,17		1,23	6,37
14-15	3,90	4,16	0,26		6,63
15-16	3,60	4,17	0,57		7,20
16-17	3,40	4,17	0,77		7,97
17-18	5,30	4,16		1,14	6,83
18-19	6,00	4,17		1,83	5,00
19-20	6,60	4,17		2,43	2,57
20-21	6,50	4,16		2,34	0,23
21-22	4,40	4,17		0,23	0,00
22-23	3,20	4,17	0,97		0,97
23-24	2,50	4,16	1,66		2,63
suma	100,00	100	16,93	16,93	-

Maksymalna pojemność użytkowa zbiornika (dla Q _maxd = 14,97% ) wystąpi w godzinie 4-5 i wynosić będzie :

V_uż= 0,01 ·% max · Q_maxd=0,01· 14,97 6088,1 =911,39

Przyjęto zbiornik cylindryczny o wysokości warstwy użytkowej wody h_uz=6 m

Średnica zbiornika wyniesie:

d=
= 13,91m

Przyjęto d'=14,0 m.

Rzeczywista pojemność użytkowa:

V_ru=
= 923,63 m³

Zapas wody do celów przeciwpożarowych przyjęto na podstawie normy PN-B-02864

Z grudnia 1997 r. określających ilośc wymaganą dla :

Dla określonej w projekcie liczby mieszkańców 18020 przyjęto: V_poż= 200 m³.

Wysokość warstwy pożarowej:

h_poż=
= 1,3 m

Pojemność martwa zbiornika zależy od jego konstrukcji.

Przyjęto wysokość warstwy martwej h_m=0,50 m.

Pojemność martwa:

V_m=
= 76,97 m³

Całkowita pojemność zbiornika:

V_c=V_uż+V_poż+V_m

V_c = 911,39 + 200 + 76,97= 1188,36 m³

Całkowita wysokość zbiornika:

h_c=h_uż+h_poż+h_m

h_c =6,0 + 1,3 + 0,50 = 7,8 m

5. Obliczanie hydrauliczne sieci wodociągowej CROSS

5.1. Obliczanie hydrauliczne sieci wodociągowej dla rozbioru maksymalnego godzinowego metodą Crossa.

Schemat obliczeniowy sieci wodociągowej dla rozbioru maksymalnego godzinowego Q_maxh przedstawiono na rysunku nr 3 , natomiast obliczenia w tabeli nr 7.

Średnice rurociągów d[mm] i długości l[m] z tabeli 5

Przepływy na początku Q_pocz[dm³/s] i końcu Q_kon[dm³/s] odcinka oraz rozbiory odcinkowe q[dm³/s] ze schematu maksymalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę - schemat nr 3.

Dla odcinka 5-1

d = 225mm

l = 610m

Q_pocz= 31,13 dm³/s

Q_kon = 17,74 dm³/s

q = 13,39 dm³/s

0,55q = 0,55 x 13,39 = 7,36 dm³/s

Przybliżenie pierwsze

Q₁ = Q_kon + 0,55q = 17,74 + 7,36 = 25,1 dm³/s

z nomogramu do wyznaczania jednostkowego spadku ciśnienia dla rur PE SDR 17 określony jednostkowy spadek ciśnienia i [‰]

i = 3,2‰

różnica wysokości ciśnienia ∆h [m]

∆h₁ = i x l = 3,2 x 610/1000 = 1,95m

∆h₁/ Q₁ = 0,76/19,47 = 0,039

∑∆h₁= - 0,14 m

∑∆h₁/ Q₁ = 0,203

∆ Q₁ = -
= -
= 0,34 dm³/s

Drugie przybliżenie;

Q₂ = Q₁+ ∆ Q₁= 25,1 + 0,34 = 25,44 dm³/s

i = 3,2 ‰

∆h₂ = i x l = 3,2 x 610/1000 = 1,95 m

∆h₂/ Q₂ = 1,95/25,44 = 0,0767

∑∆h₂ = 1,04

∑∆h₂/ Q₂ = 0,1569

∆ Q₂ = -
= - 3,31 dm³/s

Trzecie przybliżenie

Q₃ = Q₂+ ∆ Q₂= 25,44 - 3,31 = 22,13 dm³/s

i = 2,5‰

∆h₃ = i x l = 2,5 x 610/1000 = 1,525 m

∑∆h₃=0,633 ; w obwodzie II ∑∆h₂= 1,04

WARUNEK ∑∆h_W=0,0 - został spełniony

Z nomogramu

Prędkość v = 0,49m/s

Spadek i = 1,4 ‰

Rzędne punktów obliczono z interpolacji warstwic na temacie - rysunku.

Np. - dla punktu 5

R_t5 = 252,45m

Wysokość ciśnienia gospodarczego w sieci wodociągowej zależy od liczby kondygnacji zaopatrywanych w wodę budynków. Liczba kondygnacji podana w temacie projektu - 6

Wysokość ciśnienia gospodarczego H_min obliczono ze wzoru:

H_min= 4· n + 10 m,

gdzie:

n-liczba kondygnacji, n=6

H_min = 4 · 6 + 10 = 34 m

Rzędna linii ciśnienia gospodarczego obliczono ze wzoru:

R_lcg = Rt + H_min

gdzie R_t - rzędna terenu, npm punktu instalacji

R_lcg = Rt + H_min

R_lcg5 = 252,45+34 = 286,45

Rzędne linii ciśnienia w tabeli 10 obliczono rozpoczynając od węzła nr 4 jako najbardziej niekorzystnie usytuowanego.

Dla węzła 4

R_lc4 = 292,13m

Dla punktu 5

R_lc5 = R_lcg - ∆h_w

R_lc3 = 292,13 - ( - 0,84) = 292,97 m

Rzeczywiste przepływy i kierunki dla rozbioru maksymalnego godzinowego zostały przedstawione na schemacie nr 5

5.2. Obliczanie hydrauliczne sieci wodociągowej dla rozbioru minimalnego godzinowego metodą Crossa.

Schemat obliczeniowy sieci wodociągowej dla rozbioru minimalnego godzinowego przedstawiono na rysunku nr 4 , natomiast obliczenia w tabeli nr 8.

Przepływy obliczamy jak wyżej dla danych z założonych przepływów minimalnych.

Rzędna zwierciadła wody w zbiorniku obliczono dodając do rzędnej zwierciadła wody w zbiorniku w tab. 8 wysokość użytkowej warstwy wody h_uż = 6m. Rzędne linii ciśnienia obliczono rozpoczynając od rzędnej zwierciadła wody w zbiorniku, dodając różnicę ciśnień ∆h_w.

6. Dobór pomp w pompowni drugiego stopnia

Podczas maksymalnego godzinowego rozbioru wody (Q_maxh)

Q_pmax=77,51
=279,04

Wysokość podnoszenia pomp:

H_pmin=R_op(Qmaxh)+∆h_p(Qmaxh)-R_zg (34)

R_cp(Qmaxh)- rzędna ciśnienia na wypływie z pompowni, m npm

R_cp(Qmaxh)=293,64 m npm

∆h_p(Qmaxh)- straty ciśnienia w pompowni II° przy maksymalnym godzinowym rozbiorze wody, m

∆h_p(Qmaxh)=2,16 m

R_zg - rzędna górnego zwierciadła wody w zbiorniku dolnym, m npm

R_zg = R_t + 1,02 = 250,55 + 1,02 = 251,57

H_pmin=293,64 + 2,16 - 251,57 = 44,23

Podczas maksymalnego godzinowego rozbioru wody (Q_minh)

Q_pmin=63,41
= 228,28

Wysokość podnoszenia pomp:

H_pmax=R_op(Qminh)+∆h_p(Qminh)-R_zd (35)

R_cp(Qminh)- rzędna ciśnienia na wypływie z pompowni, m npm

R_cp(Qminh)=301,73 m npm

∆h_p(Qminh)- straty ciśnienia w pompowni II° przy minimalnym godzinowym rozbiorze wody, m

R_zd- rzędna dolnego zwierciadła wody w zbiorniku dolnym, m npm

R_zd = Rt - 0,62 = 250,55 - 0,62 = 249,93 m npm

∆h_p(Qminh)=K_p·Q_pmin² ∆h_{p min} = K_p x Q²_pmin =
x Q²_pmin[m]

∆h_{p min} =
x 228,28² = 1,45 m

K_p =
[s²/m⁵]

H_pmax=R_op(Qminh)+∆h_p(Qminh)-R_zd

H_pmax = 301,73 +1,45 - 249,93 = 53.25 m

Na podstawie powyższych danych sporządzono Rys. 7.

7.Opis techniczny

Zaprojektowano ujęcie wody podziemnej oraz sieć wodociągową dla miasta wg schematu nr 35 mapka 41.

W tym celu obliczono wielkość zapotrzebowania na wodę. Ilość wody tłoczonej do sieci wodociągowej w dobie o zużyciu średnim wynosi 3658,8 m³/d, natomiast w dobie o zużyciu maksymalnym 6088,1 m³/d.

Wydajność ujęcia powinna wynosić 6271 m³/d. Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę występuje w godzinie 19-20 i wynosi: 401,81 m³/h.

1. Ujęcie wody

Zaprojektowano ujęcie wody podziemnej składające się z 12 studni, które rozmieszczono w dwóch grupach po 6. Odległość między studniami wynosi 50 m.

Teren ten powinien być ogrodzony i oznakowany odpowiednią tablicą.

Strefa ochrony pośredniej to obszar o promieniu 647,1 m dla pojedynczej studni i promieniu 1329,1 m dla grupy studzien.

7.2.Sieć wodociągowa

Zaprojektowano sieć wodociągową jednostrefową, składającą się z dwóch zamkniętych obwodów.

Obliczenia sieci przeprowadzono metodą Crossa dla rozbioru Q_maxh = 111,61 dm³/s,

oraz dla rozbioru Q_minh = 12,20 dm³/s.

Przewody wodociągowe tworzące sieć wodociągową, składać się będą z następujących elementów:

- rur prostych żeliwnych,

- kształtek ( kolana, trójniki, zwężki),

- uzbrojenia: zasuw, hydrantów pożarowych, odwodnień i odpowietrzników.

Zasuwy na przewodach rozmieszczono tak, aby spełnione były warunki:

- przewód rozdzielczy oddzielony był zasuwą od przewodu magistralnego,

- przewód o mniejszej średnicy oddzielony był zasuwą od przewodu o średnicy większej,

- w razie awarii danego odcinka zasilanie wodą sąsiednich przewodów rozdzielczych powinno być zapewnione przez właściwe umieszczenie zasuw.

Ze względów pożarowych zasuwy rozmieszczono tak, aby wyłączenia odcinka nie trzeba było zamykać więcej niż 5 zasuw, a na wyłączonym odcinku nie było więcej jak 4 hydranty.

Do budowy sieci należy użyć rur żeliwnych kielichowych o następujących średnicach i długościach:

-Ø 200 mm długość - 885 m

-Ø 225 mm długość - 2325 m

-Ø 315 mm długość - 314 m

-Ø 355 mm długość - 210 m

7.3. Pompownia drugiego stopnia

Pompownia drugiego stopnia zasilająca siec wodociągową pobiera wodę ze zbiornika dolnego i pracuje w cyklu ciągłym tj. 24 h/d. W pompowni zaprojektowano 2 pompy pracujące równolegle i dodatkowo 1 pompę rezerwową. Są to pompy jednostopniowe monoblokowe LFP typu 125 PJM 230 DMr 45 i obrotach n=2900 min^-1.

7.4. Zbiornik sieciowy.

Zadaniem będzie wyrównanie nierównomierności między poborem a dostawą wody, zapewnienie odpowiedniego ciśnienia wody w sieci oraz utrzymanie zapasu wody na wypadek pożaru. Zaprojektowano zbiornik jednokomorowy, cylindryczny o pojemności użytkowej V_uz = 911,39 m³, średnicy d = 14 m oraz wysokości użytkowej h_uz = 6m. Wysokość warstwy pożarowej h_poz = 1,3 m, a warstwy martwej h_m = 0,5 m.

Spis tabel.

1. Zestawienie średniego dobowego i maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę.

2. Godzinowy rozkład maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę dla miasta.

3. Zestawienie wydajności pojedynczej studni

4. Zestawienie rozbiorów węzłowych.

5. Zestawienie przepływów obliczeniowych, dobranych średnic.

6. Obliczenia pojemności użytkowej zbiornika wodociągowego.

7. Obliczenia sieci wodociągowej metoda Crossa dla rozbioru maksymalnego godzinowego

8. Obliczenia sieci wodociągowej metoda Crossa dla rozbioru minimalnego godzinowego

1

---