1.Co to jest wodociąg i jakie obiekty wchodzą w jego skład?

Jest to zespół urządzeń służących do zaopatrzenia ludności i przemysłu w wodę, przy czym zadaniem dobrze pracującego wodociągu jest dostarczenie konsumentom wody w dostatecznej ilości, pod dostatecznym ciśnieniem i o dobrej jakości. Aby woda mogła spełniać w/w rolę w skład jego wchodzą: obiekt ujęcia wody, zakład uzdatniania wody, pompownie, zbiorniki na wodę do miasta, przewody magistralne, i rozdzielacze na terenie miasta.

2.Podać podział wodociągów ze względu na:

- warunki terenowe i sposób dostawy wody: grawitacyjne, pompowe, mieszane.

- magazynowanie wody: ze zbiornikiem wyrównawczym, z hydroforem, inne.

- odległość miejscowości od siebie i duże różnice wysokości terenu: jednostrefowe, wielostrefowe, pojedyncze, grupowe.

3.Podać i krótko omówić czynniki wpływające na wielkość zapotrzebowania na wodę.

Urbanizacja kraju i rozwój poszczególnych miejscowości, nawyk ludności do korzystania z wody i utrzymania higieny, wyposażenie mieszkań w przybory sanitarne, centralne doprowadzenie wody ciepłej, odprowadzenie ścieków do sieci kanalizacyjnej.

3.Wymienić cele, na jakie wg wytycznych należy przewidywać zapotrzebowanie na wodę sporządzając bilans wody.

Na cele bytowo - gospodarcze mieszkańców i pracowników w miastach i osiedlach, dla zakładów użyteczności publicznej i na usługi ogólnokomunalne, dla zakładów produkujących, produkujących wyjątkiem zakładów produkcji rolnej, na cele hodowlane i przeciwpożarowe.

4.Zdefiniować współczynniki nierównomierności dobowego i godzinowego zużycia wody.

N_d = Q_dmax / Q_dśr - współczynnik nierównomierności dobowych zaopatrzenia na wodę, określa stosunek maksymalnego dobowego zapotrzebowania do średniego dobowego zapotrzebowania na wodę.

N_h = Q_hmax / Q_hśr- współczynnik nierównomierności godzinowego zaopatrzenia na wodę, określa stosunek maksymalnego godzinowego zapotrzebowania do średniego godzinowego zapotrzebowania w dobie największego zapotrzebowania na wodę w roku.

2.Podać podział wodociągów ze względu na:

- warunki terenowe i sposób dostawy wody: grawitacyjne, pompowe, mieszane.

- magazynowanie wody: ze zbiornikiem wyrównawczym, z hydroforem, inne.

- odległość miejscowości od siebie i duże różnice wysokości terenu: jednostrefowe, wielostrefowe, pojedyncze, grupowe.

6.Przedstawić sposób określania wymaganego ciśnienia gospodarczego w sieci wodociągowej.

Ciśnienie nie powinno spaść nigdzie poniżej ciśnienia minimalnego H_min i tylko w czasie gaszenia pożarów w okresie maksymalnego rozbioru godzinowego może zmniejszyć się czasowo do H_poż = 10 m H₂O. Ciśnienie nie powinno także przekraczać wartości maksymalnej H_max. To ciśnienie nie powinno przekraczać 60 m H₂O. A więc ciśnienie robocze nie powinno być mniejsze niż H_min i wyższe niż H_max i w tych granicach powinny mieścić się ciśnienia panujące w sieci.

7.Naszkicować linię ciśnień i omówić układ grawitacyjny ze zbiornikiem górnym.W układach tych woda doprowadzana jest do obiektów dzięki samoczynnemu spływowi wody z wysoko położonego ujęcia do zapotrzebowania w wodę miejscowości na skutek sił grawitacji.

8.Naszkicować linię ciśnień i omówić układ grawitacyjny strefowy.W układach tych woda doprowadzana jest do obiektów dzięki samoczynnemu spływowi wody z wysoko położonego ujęcia do zapotrzebowania w wodę miejscowości na skutek sił grawitacji. H_max < 60m H2O

9.Naszkicować linię ciśnień i omówić układ pompowy ze zbiornikiem początkowym.

W tym układzie zbiornik górny jest zbiornikiem przepływowym (cała ilość tłoczonej przez pompownię II stopnia wody dopływa do zbiornika a następnie spływa do sieci rozdzielczej). Natężenie dopływu do zbiornika równe jest wydajności pompowni Q_p a przepustowość rurociągu grawitacyjnego od zbiornika do obszaru zasilania odpowiada max rozbiorowi Q_hmax i powinna być sprawdzona dla Q_hmax + Q_poż.

10. Naszkicować linię ciśnień i omówić układ pompowy ze zbiornikiem końcowym.

Linia ciśnień 7 odpowiada najwyższym występującym w tym układzie ciśnieniom w końcowej fazie napełniania zbiornika. Największe ciśnienie w sieci rozdzielczej H_max występuje na początku obszaru zasilania, powinno być mniejsze lub, co najwyżej równe dopuszczalnemu ciśnieniowi max H_max. Linia ciśnień 8 odpowiada postojowi pomp, całkowitego napełnienia zbiornika, zerowego rozbioru. W miejscu najniższego ciśnienia w obszarze zasilania ciśnienie robocze ma wartość H_min i jest równe lub większe od wymaganego ciśnienia minimalnego H_min. W czasie pożaru ciśnienie w sieci w najniekorzystniejszym miejscu nie powinno być mniejsze niż 10 m H₂O.

11. Naszkicować linię ciśnień i omówić układ pompowy ze zbiornikiem centralnym.

Zbiornik wieżowy 6 jest napełniany w czasie minimalnych i zerowych rozbiorów (linia ciśnień 7) a opróżniany w czasie rozbiorów maksymalnych (linia ciśnień 9) i rozbiorów maksymalnych wraz z gaszeniem pożarów (linia 10). Zasada nie przekraczania dopuszczalnych ciśnień max i utrzymywanie ciśnień, co najmniej min jak również min ciśnień pożarowych jest podobna jak w poprzednich układach. Układ odznacza się wyrównanymi ciśnieniami w sieci rozdzielczej, ekonomicznymi wymiarami sieci i ekonomiczną stosunkowo eksploatacją.

12. Naszkicować linię ciśnień i omówić układ pompowy ze zbiornikiem ciśnieniowym.W tym układzie zbiornik hydroforowy jest zbiornikiem przepływowym (cała ilość tłoczonej przez pompownię II stopnia wody dopływa do zbiornika hydroforowego a następnie spływa do sieci rozdzielczej). Zbiornik hydroforowy podnosi nam ciśnienie o Δp_h Natężenie dopływu do zbiornika równe jest wydajności pompowni Q_p a przepustowość rurociągu grawitacyjnego od zbiornika do obszaru zasilania odpowiada max rozbiorowi Q_hmax i powinna być sprawdzona dla Q_hmax + Q_poż. Hydrofor (zbiornik ciśnieniowy) utrzymuję w sieci ciśnienie na tym samym poziomie.

13. Naszkicować linię ciśnień i omówić układ strefowy szeregowy.

Podział szeregowy polega na tym, że woda przeznaczona dla strefy następnej przepływa tranzytem przez strefę poprzednią, na granicy stref znajduje się pompownia przeznaczona do podniesienia ciśnienia do wysokości potrzebnej dla następnej strefy. Pompownia I tłoczy wodę w ilości Q₁ + Q₂ pod ciśnieniem dostatecznym dla strefy I, w punkcie B umieszczona jest pompownia II o wydajności Q₂ i wysokości podnoszenia H_max potrzebnej dla strefy II. Linię ciśnień dla strefy I przedstawia odcinek ab, linię ciśnień dla strefy II odcinek cd.

14.Naszkicować linię ciśnień i omówić układ strefowy równoległy.

Podział równoległy będzie wówczas, gdy dostarczenie wody do każdej strefy odbywa się równolegle, oddzielnymi przewodami. Na stacji pomp zainstalowane są pompy o różnym ciśnieniu, zależnym od położenia stref. Pompy strefy I tłoczą pod ciśnieniem H_I = H_max (linia ciśnień ab), pompy II strefy (w tej samej pompowni) dają ciśnienie H_II > H_I o różnicę rzędnych Z_c - Z_b i o straty na odcinku cd - doprowadzenia od pompowni do początku strefy II. Linię ciśnień dla strefy II przestawia odcinek cde.

15.Omówić zasady techniczno - ekonomiczne doboru średnic rurociągów wodociągowych.

Ustalenie średnic przeprowadza się na podstawie obliczonych i zsumowanych przepływów wody przez poszczególne odcinki przewodów w sposób przybliżony, a następnie sprawdza się przyjęte średnice przeprowadzając szczegółowe obliczenia hydrauliczne. Q = F × V. Średnie prędkości przepływu w przewodach są ograniczone względami ekonomicznymi, dodatkowo są ograniczone ze względu na możliwość uderzeń hydraulicznych. Prędkości przepływu powinny się mieścić w przybliżeniu 0,6 - 0,9 m/s dla Ø < 300 mm oraz 0,9 - 1,2 m/s dla Ø > 300 mm. Poniżej 0,6 m/s są niekorzystne ze względu na utrzymanie czystości przewodów, a powyżej 1,2 m/s mogą wywołać duże spadki ciśnień i niebezpieczne uderzenia hydrauliczne.

16. Podać wzór na obliczanie strat wysokości ciśnienia Δh oraz wzór Colebooka - White'a na obliczanie λ.

Wzór Colebrooka - White'a dla strefy B - przejściowej: