Wstępne wysokościowe usytuowanie zbiornika początkowego.
Tok postępowania:
500
żð kreÅ›limy profil przez głównÄ… trasÄ™ przewodu magistralnego w skali skażonej , gdzie
1:
10000
licznik dotyczy wysokości, mianownik długości
żð nanosimy granice obszaru zaopatrywanego i charakterystyczne linie (1 i 2)
żð dla Qhmax i ekonomicznej prÄ™dkoÅ›ci przepÅ‚ywu dobieramy optymalnÄ… Å›rednicÄ™ przewodu,
odczytujemy z odpowiedniego nomogramu spadek i0 i kreślimy w skali skażonej linię
pomocniczÄ… o tym spadku
żð przesuwamy tÄ™ liniÄ™ do punku stycznoÅ›ci z najbardziej wysuniÄ™tÄ… ku górze lub oddalonÄ… od
zbiornika linią wymaganego ciśnienia gospodarczego
żð przedÅ‚użenie tej linii w kierunku osi spodziewanego zbiornika wyznacza dolny poziom wody
gospodarczej i górny wody pożarowej (9)
żð zakÅ‚adajÄ…c caÅ‚kowitÄ… wysokoÅ›d napeÅ‚nienia zbiornika (5-8 m) oraz wysokoÅ›d wody pożarowej
(1-1,5 m), możemy wstępnie określid rzędną maksymalnego zwierciadła wody (8) i rządną dna
zbiornika (10)
żð w podobny sposób postÄ™pujemy przy doborze Å›rednicy przewody na odcinku PII°ð-Zw
żð kreÅ›limy liniÄ™ 11 od górnego zwierciadÅ‚a wody (8) zgodnie z odczytanym spadkiem linii ciÅ›nienia
w kierunku pompowni drugiego stopnia
żð przyjmujÄ…c stratÄ™ ciÅ›nienia na ukÅ‚adzie pompowni (5-10 m) okreÅ›lamy wysokoÅ›d podnoszenia
pomp w stosunku do najniższego zwierciadła w zbiorniku wody czystej
żð sprawdzamy czy w najbardziej niekorzystnym punkcie obszaru przy Qhmax i pożarze jest
zachowane wymagane ciÅ›nienie (Å‚ð 10 m)
żð w celu zwiÄ™kszenia niezawodnoÅ›ci dostawy wody do miasta, odcinek Zw-M można
zaprojektowad stosując podwójny rurociąg, wymiarując każdy z przewodów na 0,5-0,7 Qhmax
(krótszy jest też czas naprawy)
żð z uzasadnionych przypadkach stosowane sÄ…  przewiÄ…zki
1-linia najwyżej położonych punktów czerpalnych
2-linia wymaganego ciśnienia gospodarczego
3-linia ciśnienia hydrostatycznego
4-linia rozbioru minimalnego (nocnego)
5-linia ciśnienia Qhmax (maksymalnego rozbioru godzinowego)
6- linia ciśnienia maksymalnego rozbioru godzinowego + pożar
7-rzędna maksymalnego zwierciadła wody w zbiorniku
8-rzędna zwierciadła wody pożarowej
9-rzędna dna zbiornika
10-linia ciśnienia dostawy wody do zbiornika (Qdmax)
11-obszar ciśnieo roboczych nad miastem
60m-warunek wytrzymałości instalacji i armatury
Graficzne metody wyznaczania pojemności zbiornika.
żð metoda graficzna sÅ‚upkowa
1-dostawa wody do zbiornika
2-rozbiór w mieście
3-wyczerpywanie zbiornika (odpływ wody)
4-gromadzenie wody w zbiorniku
Vu=12,40%
żð metoda graficzna sumowa (caÅ‚kowa)
%Qdmax
100
2
3
1
a
a
3
Vu
a
godziny doby
24
1-linia sumowa dostawy wody do zbiornika przy równomiernej pracy pomp
2-krzywa sumowa rozbioru wody w mieście
3-równoległe do linii sumowej dostawy wody przez punkty styczności
Długośd odcinka przekroju a-a określa szukaną objętośd użytkową.
Szczelne przejście przez ścianę zbiornika typu dławikowego.
żð koÅ‚nierz uszczelniajÄ…cy
żð koÅ‚nierz kotwiÄ…cy
żð mufÄ™ z uszczelkÄ…
żð Å‚aocuch uszczelniajÄ…cy
Na podstawie połączenia domowego podaj sposób wyznaczania ciśnienia gospodarczego.
Czyniąc starania o uzyskanie pozwolenia na podłączenie obiektu do istniejącej sieci wodociągowej,
musimy określid ilośd pobieranej wody oraz ciśnienie, które umożliwi wymagany pobór. W tym celu
musimy przeprowadzid analizę dotyczącą określenia niezbędnego ciśnienia na zasilaniu obiektu.
Ze względu na wytrzymałośd armatury czerpalnej w piwnicy i na parterze ciśnienie gospodarcze H0
nie może przekraczad 60 metrów słupa wody. Ciśnienie to wyznacza się ze wzoru:
H0=(n-1)×ð4+10¸ð12 m
n-liczba kondygnacji
Wzory na obliczanie strat w rurociÄ…gach.
Przekrycie i zagłębienie.
Przykrycie  odległośd od górnej części przewodu do poziomu terenu, w warunkach polskich: 1,5-
1,95 m, wynika z głębokości przemarzania, Polska jest pod tym względem podzielona na 4 strefy o
określonym prawdopodobieostwie głębokości przemarzania
żð przewody pod ciÅ›nieniem: zagÅ‚Ä™bienie to odlegÅ‚oÅ›d od poziomu terenu do osi przewodu
żð przewody grawitacyjne: zagÅ‚Ä™bienie to odlegÅ‚oÅ›d od poziomu terenu do dna przewodu
Rodzaje połączeo urządzeo hydroforowych z pompownią.
Z jakich objętości składa się pojemnośd zbiornika hydroforowego i jak sie ja oblicza.
Podłączenie hydroforów w sieci.
Zbiornik koocowy.
Tok postępowania:
żð kreÅ›limy profil wzdÅ‚uż przewidywanej trasy magistrali na odcinku PII°ð-Zw w skali skażonej
żð nanosimy granice obszaru zabudowanego oraz wysokoÅ›ci najwyżej poÅ‚ożonych punktów
czerpalnych (1) i wymaganego ciśnienia gospodarczego (2)
żð zakÅ‚adamy awariÄ™ na odcinku PII°ð-M i pobór wody ze zbiornika w iloÅ›ci 0,7×ðQhmax (0,7 ze
względu na małe prawdopodobieostwo wystąpienia awarii w godzinie maksymalnego
rozbioru)
żð dla okreÅ›lonego przepÅ‚ywu (0,7×ðQhmax) i ekonomicznej prÄ™dkoÅ›ci przepÅ‚ywu wody okreÅ›lamy
średnicę optymalną przewodu odczytując z nomogramu średnicę i spadek jednostkowych linii
ciśnienia
żð kreÅ›limy prostÄ… pomocniczÄ… (3) o wyznaczonym spadku w skali skażonej, przesuwamy jÄ… do
góry do punktu styczności z najbardziej wysuniętą lub oddaloną od zbiornika linią ciśnienia
gospodarczego (2)
żð przedÅ‚użenie tej linii (3) w kierunku spodziewanego zbiornika wyznacza w miejscu przeciÄ™cia z
terenem dolny poziom wody gospodarczej (8)
żð zakÅ‚adajÄ…c wysokoÅ›d zbiornika wyrównawczego 5-8 m okreÅ›lamy wstÄ™pnie rzÄ™dnÄ…
maksymalnego zwierciadła wody (7) i rzędna dna zbiornika (8)
żð dla maksymalnego tranzytu wody do zbiornika i już ustalonej Å›rednicy przewodu odczytujemy
z nomogramu spadek linii ciśnienia (6), którą kreślimy od górnego zwierciadła wody w
zbiorniku (7) w kierunku pompowni
żð dodajÄ…c straty ciÅ›nienia w ukÅ‚adzie pompowym (5-10 m) okreÅ›lamy wysokoÅ›d podnoszenia
pomp w stosunku do najniższego zwierciadła wody w zbiorniku dolnym
żð w terenie zabudowanym maksymalne ciÅ›nienie nie może przekroczyd 60 metrów sÅ‚upa wody
żð ciÅ›nienie na odcinku PII°ð-M może byd wyższe niż 60 m, ponieważ nie ma tam poÅ‚Ä…czeo
domowych
żð wahania ciÅ›nieo roboczych ponad miastem okreÅ›la pole 10
żð w najbardziej niekorzystnym punkcie obszaru ciÅ›nienie nie może wtedy spaÅ›d poniżej 10 m
słupa wody
żð jeżeli zbiornik wyrównawczy ma maÅ‚Ä… pojemnoÅ›d to na odcinku PII°ð-M projektujemy podwójny
przewód dobierając średnice na 0,5-0,7 Qhmax
żð im wiÄ™ksza pojemnoÅ›d zbiornika i bardziej równomierna praca pomp drugiego stopnia, tym
mniejszy może byd wydatek obliczeniowy na odcinku PII°ð-M
żð skÄ…d wiadomo, że zbiornik jest maÅ‚y albo duży? odnosi siÄ™ to do wielkoÅ›ci wzglÄ™dnej wobec
zapotrzebowania na wodę w mieście; miernikiem tej wielkości jest np. czas rzeczywisty, w
którym zbiornik może pokryd zapotrzebowanie na wodÄ™ w przypadku awarii na odcinku PII°ð-M
(stosunek pojemności zbiornika do rzeczywistej ilości wody)
Vzb
Tr =ð
Qr
jeżeli Tr jest odpowiednio duży, można przyjąd jeden przewód
Po wykonaniu obliczeo sieci wodociÄ…gowej na wszystkie charakterystyczne przypadku nanosimy
linie ciśnieo na poszczególne odcinki profilu podłużnego i dokonujemy ostatecznej korekty
wysokościowego położenia zbiornika oraz wysokości podnoszenia pomp i doboru pomp do danego
układu.
1-linia najwyższych punktów czerpalnych
2-linia wymaganego ciśnienia gospodarczego
3-linia spadku obliczeniowego
4-linia ciśnienia przy maksymalnym zużyciu wody
5-linia ciśnienia hydrostatycznego
6-linia ciśnienia przy maksymalnym tranzycie wody do zbiornika
7-rzędna maksymalnego zwierciadła wody w zbiorniku
8-rzędna dolnego poziomu wody gospodarczej, górnego wody pożarowej
9-rzędna dna zbiornika
10-wahania ciśnieo roboczych ponad miastem
11-linia ciÅ›nienia w momencie wystÄ…pienia awarii na odcinku PII°ð-M i pożaru
Co oblicza siÄ™ na Qdmax a co na Qhmax?
Qhmax  na tę wartośd projektuje się sied wodociągową i pompownie sieciowe jeśli nie ma zbiornika
wyrównawczego.
Qdmax  podstawa do projektowania ujęcia, urządzeo do oczyszczania wody, przewodów
przesyłowych między ujęciem a stacją oczyszczania, pompowni wody na ujęciu i stacji oczyszczania
wody.
Połączenia szeregowe pompowni.
Połączenie szeregowe umożliwia zwiększenie wysokości ciśnienia tłoczonej wody, przy czym jej ilośd
nie ulega zmianie.
H=S0×ðL×ðQ2 lub H=i×ðL
S0  opornośd jednostkowa przewodu
Q  natężenie przepływu
i  jednostkowy spadek linii ciśnienia
L  długośd przewodu
Połączenia równoległe pompowni.
Połączenie równoległe umożliwia zwiększenie wydajności całego układu ale nie ma wpływu na
wysokośd pompowania.
Współczynnik Nd
Jest to współczynnik nierównomierności dobowej (>1).
Qdmax Qdmax
Nd =ð =ð
Qdsr Qr
365
Na jego podstawie określa się Qdmax.
Nierównomiernośd rozbioru wody zależy od:
·ð liczby ludnoÅ›ci
·ð struktury demograficznej
·ð stylu życia odbiorców
·ð klimatu
·ð możliwoÅ›ci zaspokojenia zapotrzebowania na wodÄ™ przez dostawcÄ™
Każdy cel zużycia wody ma swój współczynnik:
gospodarstwa domowe
usługi i inne potrzeby
przemysł
mycie ulic i placów
polewanie zieleni
Maleje ze wzrostem liczby mieszkaoców.
Współczynnik Nh
Jest to współczynnik nierównomierności godzinowej (>1).
Qhmax Qhmax
Nh =ð =ð
Qhsr Qdmax
24
Każdy cel zużycia wody ma swój współczynnik:
gospodarstwa domowe
usługi i inne potrzeby
przemysł
mycie ulic i placów
polewanie zieleni
Zmiennośd rozbiorów w krótkich przedziałach czasowych np. godzinowych odgrywa dużą rolę dla
określenia możliwości zaspokajania wszelkich potrzeb wynikających z różnego rytmu konsumpcji w
ciÄ…gu doby.
Wahania godzinowych rozbiorów wody w ciągu doby w jednostce osadniczej zależą od:
·ð czynników ksztaÅ‚tujÄ…cych rozkÅ‚ad zapotrzebowania na wodÄ™ każdej z grup odbiorców
·ð możliwoÅ›ci zaspokojenia potrzeb przez zakÅ‚ady wodociÄ…gowe i energetyczne (energia do
podgrzewania wody)
·ð aktywnoÅ›ci zawodowej mieszkaoców
·ð wielkoÅ›ci strat wody w sieci i instalacji wodociÄ…gowej
Najważniejsze czynniki wpływające na wahania godzinowego zapotrzebowania na wodę przez
różne grupy odbiorców:
- mieszkalnictwo-godziny rozpoczęcia pracy i zajęd w szkole, warunki komunikacyjne, sposób
prowadzenia gospodarstwa domowego, organizacja wypoczynku, atrakcyjnośd programów
telewizyjnych
- przemysł-technologia zakładów oraz organizacja pracy (zmianowośd)
- polewanie zieleni-warunki atmosferyczne i wymagania dotyczące pielęgnacji roślin
- usługi-czynniki indywidualne dla każdego rodzaju działalności usługowej
Maleje ze wzrostem liczby mieszkaoców.
Zalety i wady strefowania równoległego.
+ większa pewnośd ciągłości dostawy wody (uniezależnienie od stref pośrednich)
+ dogodna eksploatacja pompowni (wszystkie pompy w jednym obiekcie)
- większe długości przewodów
- większe ciśnienie w przewodach tłocznych i koniecznośd stosowania przewodów o
zwiększonej wytrzymałości oraz pompowni wysokościowych
Zalety i wady strefowania szeregowego.
- uzależnienie dostawy wody do stref następnych od funkcjonowania pompowni w strefach
poprzedzajÄ…cych
- potrzeba eksploatacji kliku pompowni w różnych miejscach obszaru zaopatrywanego
Energia całkowita.
Całkowita ilośd energii potrzebnej na tłoczenie wody jest sumą trzech składników:
Ec=EG+Er+ES
EG  energia na transporcie wody + Hm (ciśnienie gospodarcze)
Er  energia zużyta na pokonanie oporów przepływu (tarcia)
ES  energia tracona na dostarczenie wody do poszczególnych punktów
EG +ð Er
jð =ð współczynnik wykorzystania energii
Ec
ES=0 Ć=1 idealna sied
Ć<1 najczęściej
im mniejsze Ć tym gorsza sied
n +ð 1 n +ð 1
En =ð ×ðQ ×ðH =ð ×ðEc
2 ×ðn 2 ×ðn
n  liczba stref
np. n=3
3 +ð 1 2
E3 =ð ×ðEc =ð ×ðEc =ð 0,66Ec
6 3
Wyznaczanie pojemności zbiornika wyrównawczego metodą tabelaryczną.
Metoda analityczna (tabelaryczna).
6,25
np. ×ðQdmax[m3/d]=& & & . [m3/h] !
100
Usytuowanie zbiornika centralnego wraz z wyznaczeniem wysokości podnoszenia pomp.
żð zbiornik centralny budowany jest w terenie pÅ‚askim równinnym
żð przy jego lokalizacji wykorzystujemy zalecenia wynikajÄ…ce z usytuowania zbiorników
początkowego koocowego: dzielimy umownie obszar miasta na częśd A i B, traktując częśd A
wg zasad dotyczących zbiorników koocowych, a częśd B-początkowych
żð dla znanych przepÅ‚ywów (częśd A 0,7 Qhmax, częśd B 1,0 Qhmax) dobieramy Å›rednice przewodów
i odczytujemy spadki linii ciśnieo iA oraz iB, kreślimy je w skali skażonej
żð w miejscu przeciÄ™cia linii spadku okreÅ›lamy dolny poziom wody gospodarczej i górny
pożarowej
Schemat uzbrojenia komory zasuw dla zbiornika terenowego dwukomorowego poczÄ…tkowego.
1-doprowadzenie wody po uzdatnianiu
2-komora zasuw
3-komory zbiornika
4-komora zasuw umożliwiająca korzystanie z prawej lub lewej komory oraz okresowe wyłączenie jednej z
komór czerpalnych
5-komory czerpalne
Szerokośd wykopu.
Zależy od średnicy przewodu, materiału, z którego jest wykonany, rodzaju złącz, rodzaju gruntu. Najczęściej
wynosi: Å›rednica przewodu + 30÷50 cm z obu stron. Oprócz podsypki piaskowej (umożliwia uksztaÅ‚towanie
niwelety dna) należy stosowad obsypkę do wysokości minimum 20 cm ponad wierzch rury. Zaleca się też
zagęszczanie piasku wodą. Tak ułożony przewód ma gwarancję swobodnego przepływu i uzyskania
jednakowego potencjału elektrycznego na długości przewodu, co ma znaczenie w przypadku rur stalowych i
zabezpieczaniu przed przyspieszonÄ… korozjÄ….
Na czym polega optymalny dobór średnicy przewodu?
Średnica optymalna  jej dokładne określenie możliwe jest jedynie na drodze obliczeniowej. Ciśnienie
potrzebne na pokonanie oporów przepływu jest mniejsze przy dużej średnicy.
Transport wody przewodem o małej średnicy wymaga stosowania pomp o większej wysokości podnoszenia
oraz silników o większej mocy (koszty inwestycyjne).
Dobór średnicy przewodu powinien byd korzystny pod wzgl. technicznym i ekonomicznym, a koszty budowy i
eksploatacji powinny byd możliwie jak najniższe (ponieważ sieci wodociągowe stanowią 70-80% kosztów
całego systemu wodociągowego).
Falowniki.
Układ automatycznej regulacji ciśnienia z przemiennikami częstotliwości (falownikami)
·ð falowniki stosuje siÄ™ w hydroforowniach i przepompowniach wodnych, zapewniajÄ…
stabilizacje ciśnienia na poziomie zadanym przez użytkownika niezależnie od wielkości
poboru wody
·ð przemiennik czÄ™stotliwoÅ›ci (TPCZ) zasila w energiÄ™ elektrycznÄ… silnik M1 pompy P1
·ð ciÅ›nienie w sieci jest mierzone czujnikiem ciÅ›nienia PC, którego prÄ…dowy sygnaÅ‚ jest
porównywany w mikroprocesorowym regulatorze ciśnienia MRC
·ð regulator MRC wytwarza sygnaÅ‚ sterowania prÄ™dkoÅ›ciÄ… waÅ‚u pompy i kiedy ciÅ›nienie jest
niższe od zadanego, sygnał wyjściowy z regulatora zwiększa prędkośd wału pompy aż do
zadanej wartości
·ð MRC umożliwia też bezpieczne zaÅ‚Ä…czanie do elektrycznej sieci zasilajÄ…cej silników pomp
oraz wyłączanie w przypadku pracy równoległej kilku pomp
·ð stabilizacji podlega ciÅ›nienie wody w przewodzie tÅ‚ocznym pompowni
·ð wartoÅ›d ciÅ›nienia zadanego dobiera siÄ™ tak, aby zapewnid ciÄ…gÅ‚oÅ›d dopÅ‚ywu wody do
odbiorcy w najniekorzystniejszym miejscu obszaru zaopatrywanego
·ð najbardziej niekorzystne poÅ‚ożenie odbiorcy odpowiada najwiÄ™kszemu w sieci spadkowi
ciśnienia w czasie maksymalnego rozbioru
·ð w najlepszych rozwiÄ…zaniach regulator ciÅ›nienia jest przystosowany do współpracy z
czujnikiem przepływu
·ð po podÅ‚Ä…czeniu czujnika przepÅ‚ywu ciÅ›nienie zadane jest uzależnione od wartoÅ›ci przepÅ‚ywu
wody
·ð Ä™!przepÅ‚ywu Ä™!ciÅ›nienia zadanego
Efekty ekonomiczne zastosowania przemienników:
üð oszczÄ™dnoÅ›ci energii elektrycznej do 30%
üð zmniejszenie zużycia wody
üð wyeliminowanie zbiorników hydroforowych
üð zmniejszenie kubatury obiektu i powierzchni zabudowy
üð zmniejszenie energii na ogrzewanie obiektu
üð zmniejszenie iloÅ›ci etatów obsÅ‚ugi pompowni
üð oszczÄ™dnoÅ›ci w zakupie pomp o mniejszej mocy
üð możliwoÅ›d zmniejszenia liczby pomp
üð ograniczenie liczby awarii i strat wody w sieci
Prędkośd ekonomiczna przepływu w przewodach
Prędkośd, która umożliwia przebycie najdłuższej trasy przy jak najmniejszym koszcie, zwykle 0,5-1,6 m/s.
Koszt pompowania i samego przewodu wypada najkorzystniej. Zależy głównie od warunków lokalnych,
długości przewodu i jego średnicy.
Rodzaje sieci wodociągowej i jej główne elementy.
·ð sied rozgaÅ‚Ä™zieniowa (promieniowa)
·ð sied mieszana
- najczęściej stosowana w projektowaniu
- pierścieniami obejmuje się jak największą częśd terenu miasta, pozostałe tereny przyległe
zasilane koocówkami
Miejska sied wodociągowa składa się z przewodów głównych (magistralnych) i rozdzielczych (roboczych).
Do magistral zalicza siÄ™ przewody doprowadzajÄ…ce wodÄ™ do sieci rozdzielczej (fð300 mm, w niektórych
przypadkach fð250 mm). PoÅ‚Ä…czenia domowe można wykonywad z przewodów o Å›rednicy mniejszej niż
300 mm.
Trasowanie sieci.
Zasady ustalania przebiegu trasy sieci wodociÄ…gowej (trasowanie sieci):
·ð trasowanie wykonywane jest na planie warstwicowym miasta w skali 1:10000  1:1000
·ð uwzglÄ™dniamy:
- punkty zasilania sieci w wodÄ™
- zbiorniki sieciowe
- układ sieci komunikacyjnej
- rozmieszczenie dzielnic mieszkaniowych i przemysłowych
- rozmieszczenie terenów zielonych
- przeszkody naturalne i sztuczne (rzeki, strumienie, głębokie jary, linie kolejowe itp.)
- rzez
bÄ™ pionowÄ… terenu
·ð jak najkrótsze rurociÄ…gi Å‚Ä…czÄ…ce punkty zasilania z głównymi dzielnicami o najwyższej
gęstości zabudowy
·ð jak najkrótsze odcinki przewodów doprowadzajÄ…cych wodÄ™ do zbiorników
·ð trasowanie magistral przy zachowaniu ich najmniejszej dÅ‚ugoÅ›ci pokrywa siÄ™ czÄ™sto z
przebiegiem głównych arterii komunikacyjnych miasta (jeżeli korzystniejsze jest
poprowadzenie magistrali wzdłuż wierzchołków w terenie, odstępuje się od tej zasady, jest
wtedy dogodny rozkład linii ciśnieo; prowadzenie magistrali w obszarze obniżeo terenowych
powoduje niepotrzebny wzrost ciśnienia)
·ð zwykle rurociÄ…gi prowadzi siÄ™ ulicami, jeÅ›li istnieje możliwoÅ›d znacznego zmniejszenia
długości przewodu, odchodzi się od ulicy; rozwiązanie takie nie może powodowad kolizji z
istniejÄ…cymi i projektowanymi obiektami
·ð nie zajmujemy siÄ™ sieciami rozdzielczymi wewnÄ…trz pierÅ›cieni, w które nie można wpisad
koła o promieniu do 250 m
·ð przewód główny przebiega przez obszar o najwiÄ™kszej gÄ™stoÅ›ci zabudowy i prowadzi
największą ilośd wody; lokalizuje się go w środku ciężkości obszaru zaopatrywanego,
prowadząc go najlepiej wzdłuż wzniesieo w terenie
·ð dÅ‚ugoÅ›ci boków pierÅ›cieni w zakresie 500-1000 m
·ð obszar wewnÄ…trz pierÅ›cienia: 50-100 ha