Część A: Wodociągi
Część A: Wodociągi
Mgr inż. Dagmara Dżugaj
Mgr inż. Katarzyna Wartalska
Projekt koncepcyjny sieci wodociÄ…gowej
dla rejonu& .
Literatura
1. Mielcarzewicz E., Obliczanie systemów zaopatrzenia w wodę, Arkady,
Warszawa 1977r.
Warszawa 1977r.
2. Gabryszewski T., WodociÄ…gi, Arkady 1983r.
3. Polska Norma PN-97/B-02864: Ochrona przeciwpożarowa budynków.
Przeciwpożarowe zaopatrzenie wodne. Zasady obliczania zapotrzebowania na
wodę do celów przeciwpożarowych do zewnętrznego gaszenia pożaru.
4. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 VI
2003r. w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg
pożarowych. Dziennik Ustaw Nr 121 poz. 1139
Spis treści
1. Wprowadzenie
1.1 Przedmiot opracowania
1.1 Przedmiot opracowania
1.2. Podstawa opracowania
1.3. Zakres opracowania
1.4. Wykorzystane materiały
2. Obliczenia maksymalnego godzinowego oraz minimalnego godzinowego zapotrzebowania
na wodÄ™
3. Obliczenie rozbiorów wody z węzłów i odcinków sieci wodociągowej dla Qmaxh oraz Qminh
4. Obliczenie wydajności pompowni drugiego stopnia oraz zbiornika sieciowego
5. Obliczenie pojemności i wymiarów zbiornika sieciowego
6. Opracowanie schematów obliczeniowych sieci wodociągowej dla Qmaxh oraz Qminh
6. Opracowanie schematów obliczeniowych sieci wodociągowej dla Qmaxh oraz Qminh
7. Dobór średnic przewodów sieci wodociągowej
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej dla Qmaxh oraz Qminh
9. Opracowanie wykresu linii ciśnień po trasie pompownia  zbiornik wodociągowy
10. Obliczenia parametrów pracy pompowni drugiego stopnia
11. Dobór pomp w pompowni drugiego stopnia
12. Opracowanie planu sytuacyjnego sieci wodociÄ…gowej wraz z urzÄ…dzeniami
13. Opis techniczny
14. Spis tabel
15. Spis rysunków
Dane wyjściowe
" Qśrd  średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę, m3/d
" Nd  współczynnik nierównomierności dobowej zużycia wody, -
" Nh  współczynnik nierównomierności godzinowej zużycia wody, -
Nh = 1,25 lub 1,35 lub 1,50
" Tp  czas pracy pompowni II stopnia
Tp = 24 h/d
Tp = 24 h/d
" Lk  liczba kondygnacji
Lk = 3 lub 4 lub 5
" "hp(Qmaxh)  straty ciśnienia w pompowni II stopnia przy maksymalnym
godzinowym rozbiorze wody, m
"hp(Qmaxh) = 2,0 lub 2,3 lub 2,5 m
" Plan sytuacyjno-wysokościowy
2. Obliczenia wielkości
charakterystycznych rozbiorów wody
2.1 Maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodÄ™
Qmaxd = QÅ›rd·Nd, m3/d
Qmaxd = 14650·1,29 = 18898,5 m3/d
2.2 Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodÄ™
Qmaxh = Qmaxd ·Nh /24, m3/h
Qmaxh = 18898,5·1,35/24 = 1063,0 m3/h = 295,3 dm3/s
2.3 Minimalne godzinowe zapotrzebowanie na wodÄ™
Qminh = Ä…·QÅ›rd/100, m3/h
ą  minimalny procent zużycia wody z godzin pracy pompowni zależny od Nh, %
Qminh = 2,5·14650/100 = 366,3 m3/h = 101,8 dm3/s
Tytul
3. Obliczenie maksymalnych i minimalnych
rozbiorów wody
Tab. 1. Rozbiór wody w poszczególnych węzłach oraz na poszczególnych odcinkach
Rozbiór wody
Węzeł / odcinek
Węzeł / odcinek
udział Qmax Qmin
- % dm3/s
1 5 14,8 5,1
1-2 5 14,8 5,1
2 9 26,6 9,2
2-3 7 20,7 7,1
3 8 23,6 8,1
3-4 7 20,7 7,1
4 9 26,6 9,2
4 9 26,6 9,2
2-5 5 14,8 5,1
5 10 29,5 10,2
2-6 12 35,4 12,2
6 6 17,7 6,1
6-7 8 23,6 8,1
7 7 20,7 7,1
6-Z 2 5,8 2,1
RAZEM 100 295,3 101,8
4. Obliczenie wydajności pompowni drugiego
stopnia oraz zbiornika sieciowego
Qpśr  średnia wydajność pompowni, dm3/s
Qpmax  maksymalna wydajność pompowni w czasie rozbioru maksymalnego
godzinowego, dm3/s
Qpmin  minimalna wydajność pompowni w czasie rozbioru minimalnego
godzinowego, dm3/s
4. Obliczenie wydajności pompowni drugiego
stopnia oraz zbiornika sieciowego
Qz(maxh)  wydajność zbiornika podczas rozbioru Qmaxh , dm3/s
Q  wydajność zbiornika podczas rozbioru Q , dm3/s
Qz(minh)  wydajność zbiornika podczas rozbioru Qminh , dm3/s
5. Obliczenia pojemności i wymiarów zbiornika
sieciowego
Całkowita pojemność zbiornika wodociągowego:
Całkowita pojemność zbiornika wodociągowego:
Vc = Vurz +Vp +Vm
Vuż -pojemność użytkowa, m3
Vpoż -zapas wody na cele przeciwpożarowe, m3
Vm -pojemność martwa, m3
5.1. Obliczenia pojemności użytkowej zbiornika sieciowego
5.1. Obliczenia pojemności użytkowej zbiornika sieciowego
Vuż  pojemność użytkowa, m3
5. Obliczenia pojemności i wymiarów zbiornika
sieciowego
Tab. 2. Obliczenie objętości użytkowej zbiornika górnego dla Tp = 24h/d
Rozbiór Dostawa Zbiornik
Godziny
wody, % wody, % dopływ, % wypływ, % pozostaje, %
0 - 1 3,00 4,17 1,17 2,03
1 - 2 3,20 4,17 0,97 3,00
2 - 3 2,50 4,16 1,66 4,66
3 - 4 2,60 4,17 1,57 6,23
4 - 5 3,50 4,17 0,67 6,90
5 - 6 4,10 4,16 0,06 6,96
6- 7 4,50 4,17 0,33 6,63
6- 7 4,50 4,17 0,33 6,63
7 - 8 4,90 4,17 0,73 5,90
8 - 9 4,90 4,16 0,74 5,16
20 - 21 4,50 4,16 0,34 1,06
21 - 22 4,80 4,17 0,63 0,43
22 - 23 4,60 4,17 0,43 0
23 - 24 3,30 4,16 0,86 0,86
RAZEM 100,00 100,00 7,15 7,15 -
5. Obliczenia pojemności i wymiarów zbiornika
sieciowego
huż  wysokość użytkowa, m
huż  wysokość użytkowa, m
Przyjąć huż = 3 lub 4 lub 5 lub 6 m
d  średnica zbiornika, m
Przyjęto drz = 20,5 m.
Przyjęto drz = 20,5 m.
Rzeczywista pojemność użytkowa:
5. Obliczenia pojemności i wymiarów zbiornika
sieciowego
5.2 Objętość i wysokość pożarowa
Objętość pożarową Vp przyjmuje się wg tabeli nr 1 z [3] na podstawie liczby
mieszkańców jednostki osadniczej. Liczbę mieszkańców LM obliczono ze wzoru:
qj  średnie zapotrzebowanie na wodę na mieszkańca, m3/d; przyjąć 0,15 m3/d
Zatem
hp  wysokość warstwy pożarowej, m
Tytul
5. Obliczenia pojemności i wymiarów zbiornika
sieciowego
5.3 Objętość i wysokość martwa
hm  wysokość martwa, m
hm = 0,3÷0,5 m
Vm  objętość martwa, m3
5.4 Objętość i wysokość całkowita
Vc = Vuż +Vpoż +Vm = 1315,3 + 400,0 + 329,9 = 2045,2 m3
hc = huż + hpoż +Vm = 4,00 +1,21+ 0,50 = 5,71m
6. Opracowanie schematów obliczeniowych
sieci wodociÄ…gowej dla Qmaxh oraz Qminh
Na podstawie obliczonych wydajności z
ródeł zasilania (pompowni II stopnia i
Na podstawie obliczonych wydajności z
ródeł zasilania (pompowni II stopnia i
zbiornika zapasowo  wyrównawczego) oraz wielkości poboru wody z
poszczególnych węzłów i odcinków sieci (tabela nr 1) sporządzono schematy
obliczeniowe sieci wodociągowej dla rozbiorów maksymalnego godzinowego
i minimalnego godzinowego:
Rys. 1. Schemat obliczeniowy sieci wodociÄ…gowej dla rozbioru
maksymalnego godzinowego
Rys. 2. Schemat obliczeniowy sieci wodociÄ…gowej dla rozbioru minimalnego
godzinowego
7. Dobór średnic przewodów sieci wodociągowej
Dobór średnic przewodów wodociągowych
Obliczeniowe natężenie przepływu wody Qobl (dm3/s) na danym odcinku
obliczono wg wzoru:
Qobl = Qk + Ä… · q
Gdzie:
Gdzie:
Qk  natężenie przepływu wody na końcu odcinka obliczeniowego, dm3/s
q  rozbiór wody na odcinku, dm3/s
ą  współczynnik zależny od wielkości rozbioru (ą = 0,55), -
7. Dobór średnic przewodów sieci wodociągowej
Tab. 3. Dobór średnic przewodów wodociągowych
Tab. 3. Dobór średnic przewodów wodociągowych
Przepływy dla Qmaxh Przepływy dla Qminh Qmaxh Qminh
d
Odcinek
Qp Qk q Qobl Qp Qk q Qobl v i v i
- dm3/s dm3/s mm m/s 0 m/s 0
P - 1 240,6 240,6 0,0 240,6 196,8 196,8 0,0 196,8 500 1,35 4,90 1,00 2,80
1 - 2 225,8 211,0 14,8 219,1 191,7 186,6 5,1 189,4 500 1,17 3,60 0,98 2,60
2 - 3 91,6 70,9 20,7 82,3 31,5 24,4 7,1 28,3 300 1,16 6,50 0,38 0,76
3 - 4 47,3 26,6 20,7 38,0 16,3 9,2 7,1 13,1 250 0,79 4,20 0,28 0,50
2 - 5 44,3 29,5 14,8 37,6 15,3 10,2 5,1 13,0 250 0,78 4,00 0,28 0,50
2 - 6 48,5 13,1 35,4 32,6 130,6 118,4 12,2 125,1 350 0,34 0,48 1,38 8,00
6 - 7 44,3 20,7 23,6 33,7 15,2 7,1 8,1 11,6 250 0,69 3,20 0,24 0,38
6 - Z 54,7 48,8 5,8 52,0 97,1 95,0 2,1 96,2 350 0,52 1,20 1,10 5,25
7. Dobór średnic przewodów sieci wodociągowej
Średnice przewodów dobrano dla większego przepływu obliczeniowego (dla
Średnice przewodów dobrano dla większego przepływu obliczeniowego (dla
rozbioru maksymalnego godzinowego lub dla rozbioru minimalnego
godzinowego) na podstawie nomogramu dla rur PE SDR17, kierujÄ…c siÄ™
następującymi zaleceniami dotyczącymi prędkości:
" dla Ø d" 300mm v = 0,6 ÷ 0,9 m/s
" dla Ø > 300mm v = 0,9 ÷ 1,5 m/s
W magistralach tranzytowych np. : dla odcinka pompownia  sieć
wodociÄ…gowa można przyjmować wiÄ™ksze prÄ™dkoÅ›ci: 1,0 ÷ 3,0 m/s.
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej
dla Qmaxh oraz Qminh
Układ zamknięty - metoda Crossa
W układzie zamkniętym, przy przyjętych
średnicach, niewiadome są nie tylko straty
wysokości ciśnienia, ale także przepływy w
poszczególnych odcinkach sieci wodociągowej.
Stosuje się więc metodę kolejnych przybliżeń
przy zachowaniu 2 warunków:
1. bilansu przepływów
" q = 0,0
2. bilansu ciśnień
" "h = 0,0
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej
dla Qmaxh oraz Qminh
Zakładamy, że:
1) dopływ do układu będzie miał znak  +
a odpływ znak  - .
" qdop = " qodp
2) strata wysokości ciśnienia będzie
dodatnia  + gdy przepływ będzie
zgodny z kierunkiem przepływu, a
zgodny z kierunkiem przepływu, a
ujemny  - gdy przepływ będzie
przeciwny.
" "h+ = " "h-
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej
dla Qmaxh oraz Qminh
Założone przepływy mogą się różnić od tych rzeczywistych, dlatego również
ciśnienia mogą się różnić od tych założonych:
ciśnienia mogą się różnić od tych założonych:
" "h `" 0,0
Należy, więc poprawić przepływy dodając algebraicznie na każdym odcinku
poprawkÄ™ wg. wzoru:
Nowe przepływy na odcinkach będą wynosić:
Nowe przepływy na odcinkach będą wynosić:
Qi'= Qi + "Q
aż do momentu, w którym straty wysokości ciśnienia będą równe:
" "h = 0,0 (Ä…0,5 m)
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej
dla Qmaxh oraz Qminh
Obliczenia wysokości ciśnień układu
Na podstawie rysunków nr 1 i nr 2 i tabeli nr 3 sporządzono przedstawiającą
obliczenia wielkości strat ciśnienia oraz rzędnych linii ciśnienia w sieci
wodociÄ…gowej.
Wymagane ciśnienie rzeczywiste u odbiorców dla poszczególnych węzłów
zestawiono w ostatniej kolumnie.
" Rzędna ciśnienia gospodarczego:
Rg = Rt + Hg(min)
Rt  rzędna terenu, odczytana z mapy, m npm
Hg(min)  wymagane ciśnienie u odbiorców w zależności od liczby kondygnacji (n), m npt
Hg(min) = (4n +10),
Tab 4. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej metodÄ… Crossa rozbioru maksymalnego godzinowego - Qmax
Q1= Qobl = Qkonc + 0,55·q
h1 = 0,001·i1·l
h1 = 0,001·i1·l
Q2 = Q1+ Q1
h2 = 0,001 · i2 · l
Uwaga na znak  -
hw = h2 + ´h
Qk = Qobl  0,55 · q
Qp = Qk + q
Tab 4. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej metodÄ… Crossa rozbioru minimalnego godzinowego - Qmin
Rzędna linii ciśnienia dla zbiornika wynosi: Rc= Rc Qmax + hu
8. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej
dla Qmaxh oraz Qminh
" Wysokość ciśnienia rzeczywistego u odbiorców:
Hrzecz = Rc - Rt
Rc  rzędna linii ciśnień, m npm
" Ostatnim elementem jest sprawdzenie, czy w każdym węz
le sieci w rejonie
zabudowy jest spełniona zależność:
zabudowy jest spełniona zależność:
Hg d" Hrzecz < 60 m