Spis treści

1. Wstęp.

1.1 Przedmiot opracowania.

1.2 Podstawa opracowania.

1.3 Zakres opracowania.

1.4 Wykorzystane materiały.

1.5 Opis obszaru objętego opracowaniem.

2. Obliczenia zapotrzebowania na wodÄ™ w okresie perspektywicznym.

2.1 Dane do obliczeń.

2.2 Obliczenia 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 budowlane.

2.3 Zestawienie średniego (Q_śrd) i maksymalnego (Q_maxd) dobowego

zapotrzebowania na wodÄ™.

2.4 Godzinowy rozkład maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę.

3. Obliczenia hydrauliczne ujęcia wody podziemnej.

3.1 Dane do obliczeń.

3.2 Obliczenia współrzędnych charakterystyki pojedynczej studni.

3.3 Określenie maksymalnej wydajności studni.

3.4 Określenie eksploatacyjnej wydajności studni.

3.5 Obliczenia ilości studzien.

4. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej.

4.1 Obliczenia rozbiorów z węzłów i odcinków.

4.2 Obliczenia wydajności pompowni drugiego stopnia oraz zbiornika sieciowego.

4.3 Dobór średnic przewodów wodociągowych.

4.4 Obliczenia pojemności sieciowego zbiornika wodociągowego.

4.5 Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej dla maksymalnego godzinowego

zapotrzebowania na wodÄ™ (Q_maxh).

4.6 Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej dla minimalnego godzinowego

zapotrzebowania na wodÄ™ (Q_minh).

5. Dobór pomp w pompowni drugiego stopnia.

6. 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. Zestawienie przepływów obliczeniowych, dobranych średnic oraz spadków

hydraulicznych na odcinkach sieci wodociÄ…gowej.

6. Obliczenia pojemności użytkowej zbiornika wodociągowego.

7. Obliczenia sieci wodociÄ…gowej metodÄ… Crossa dla maksymalnego godzinowego zapotrzebowania na wodÄ™ (Q_maxh).

8. Obliczenia sieci wodociÄ…gowej metodÄ… Crossa dla minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodÄ™ (Q_minh).

9. Zestawienie współrzędnych charakterystyki pompy.

Spis rysunków

1. Wykres do obliczenia wydajności eksploatacyjnej studni.

2. Schemat obliczeniowy sieci wodociÄ…gowej dla maksymalnego godzinowego zapotrzebowania na wodÄ™ (Q_maxh).

3. Schemat obliczeniowy sieci wodociÄ…gowej dla minimalnego godzinowego zapotrzebowania na wodÄ™ (Q_minh).

4. Wykres linii ciśnienia w sieci wodociągowej dla maksymalnego (Q_maxh) i minimalnego (Q_minh) godzinowego zapotrzebowania na wodę po trasie pompownia - zbiornik. Skala 1:200/5000.

5. Wykres doboru pomp w pompowni drugiego stopnia.

6. Plan sytuacyjny sieci wodociÄ…gowej. Skala 1:5000.

1. Wstęp

1.1 Przedmiot opracowania.

Przedmiotem opracowania jest projekt koncepcyjny ujęcia wody podziemnej oraz sieci

wodociągowej dla załączonego na planie sytuacyjno-wysokościowym obszaru jednostki

osadniczej o numerze 70.

1.2. Podstawa opracowania.

Podstawą niniejszego opracowania jest temat ćwiczenia projektowego wydany przez

prowadzącego zajęcia w dniu 21 października 2012 roku, o numerze 70.

1.3. Zakres opracowania.

Zakres opracowania obejmuje:

- obliczenia zapotrzebowania wody dla okresu perspektywicznego,

- obliczenia hydrauliczne ujęcia wody podziemnej,

- obliczenia pojemności oraz wymiarów sieciowego zbiornika wodociągowego,

- kompleksowe obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej,

- dobór pomp w pompowni drugiego stopnia.

1.4. Wykorzystane materiały.

W czasie wykonywania niniejszego opracowania wykorzystano następujące materiały:

[1] „WodociÄ…gi”. Tadeusz Gabryszewski. Arkady. Warszawa 1983.

[2] „Projektowanie elementów systemu zaopatrzenia w wodÄ™”. Marian Kwietniewski, Witold Olszewski, Elżbieta Osuch-PajdziÅ„ska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa 1998.

[3] Wytyczne do programowania zapotrzebowania wody i ilości ścieków w miejskich jednostkach osadniczych. Ministerstwo Administracji, Gospodarki Terenowej i Ochrony Środowiska. Instytut Kształtowania Środowiska. Warszawa 1978.

[4] Katalog Leszczyńskiej Fabryki Pomp.

[5] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 roku w sprawie przeciwpożarowego zaopatrywania w wodę oraz dróg pożarowych (Dz. U. 2003 nr 121 poz. 1139 - tabela 1).

1.5.Opis obszaru objętego opracowaniem.

Miasto nr 20 w okresie perspektywicznym liczyć będzie 18,7 tyś. Mieszkańców. Jego zabudowę

stanowić będą budynki jednorodzinne oraz wielorodzinne o maksymalnej wysokości 3 kondygnacji

Położone ono jest na terenie o rzędnych od 58 m npm. do 74 m npm. Teren łagodnie obniża się w

kierunku północno - zachodnim. Jego siec hydrograficzna jest bardzo uboga - wystepuja na nim jedynie drobne cieki wodne nie naniesione na mapie. Przez miasto nie przebiegają główne drogi kołowe oraz kolejowe.

2. Obliczenia zapotrzebowania na wodÄ™ w okresie perspektywicznym.

Obliczenia zapotrzebowania na wodę przeprowadzono w oparciu o wytyczne, które zamieszczone są w książce [1].

Uwzględniono następujące cele :

- mieszkalnictwo wielorodzinne i jednorodzinne,

- 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 w okresie perspektywicznym: LM = 18728 mk.

Liczba mieszkańców wg klas wyposażenia sanitarnego mieszkań:

Klasa I (32%) LM_I =
mk

Klasa II (28%) LM_II =
mk

Klasa III (20%) LM_III =
mk

Klasa IV (20%) LM_IV =
mk

Razem: 18728 mk

2.2 Obliczenia zapotrzebowania na wodę na poszczególne cele.

Do obliczeń zapotrzebowania na wodę wykorzystano następujące wzory :

Q_śrd =

[1]

Q_maxd =

[1]

gdzie :

Q_śrd - Średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę

Q_maxd - maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodÄ™

LM - liczba mieszkańców mk,

q _j - wskaźnik jednostkowego zapotrzebowania na wodę
,

N_d - współczynnik nierównomierności dobowej.

2.2.1 Mieszkalnictwo.

- mieszkalnictwo wielorodzinne:

q _{j I} = 160,0
, Nd = 1,45 - dla I klasy wyposażenia sanit. mieszkań

q _{j II} = 100,0
, Nd = 1,45 - dla II klasy wyposażenia sanit. Mieszkań

Q_śrd =

Q_maxd =

- mieszkalnictwo jednorodzinne:

q _{j III} = 100,0
, Nd = 1,95 - dla III klasy wyposażenia sanit. mieszkań

q _{j IV} = 80,0
, Nd = 1,95 - dla IV klasy wyposażenia sanit. mieszkań

Q_śrd =

Q_maxd =

2.2.2 Instytucje, zakłady i urządzenia usługowe.

q _j = 40,0

N_d = 1,30

Q_śrd =
=

Q_maxd = N_d ^. Q_śrd = 1,30 ^. 749,1 = 973,9

2.2.3 Mycie pojazdów komunikacji zbiorowej i indywidualnej.

q _j = 4,0

N_d = 1,20

Q_śrd =

Q_maxd = N_d ^. Q_śrd = 1,20 ^. 74,9 = 89,9

2.2.4 Utrzymanie czystości ulic i placów.

q _j = 10,0

N_d = 2,40

Q_śrd =
= (18728 ^. 10,0)/1000 = 187,3

Q_maxd = N_d ^. Q_śrd = 2,40 ^. 187,3 = 449,5

2.2.5 Polewanie zieleni miejskiej.

q _j = 10,0

N_d = 6,00

Q_śrd =
= (18728 ^. 10,0)/1000 = 187,3

Q_maxd = N_d ^. Q_śrd = 6,00 ^. 187,3 = 1123,8

2.2.6 Przemysł, składy i zaplecze budowlane.

q _j = 50,0

N_d = 1,15

Q_śrd =
= (18728 ^. 50,0)/1000 = 936,4

Q_maxd = N_d ^. Q_śrd = 1,15 ^. 936,4 = 1076,9

2.3 Zestawienie Średniego (Q_śrd) i maksymalnego (Q_maxd) dobowego

zapotrzebowania na wodÄ™.

Na podstawie obliczeń zawartych w punkcie 2.2 zestawiono w tabeli 1 średnie i maksymalne wartości zapotrzebowania na wodę na poszczególne cele. Do obliczeń tabelarycznych przyjęto, że starty wody w sieci wodociągowej wynoszą 10% średniego dobowego zapotrzebowania na wodę, natomiast potrzeby własne ZUW 5% średniego dobowego

zapotrzebowania na wodÄ™.

Tabela 1. Zestawienie „Q_Å›rd” oraz „Q_maxd” zapotrzebowania wodÄ™.

Lp.	Cele zapotrzebowania na wodÄ™		Zapotrzebowanie na wodÄ™ m^3/d
						Qśrd	Qmaxd
	1	Mieszkalnictwo	Wielorodzinne	1483,2	2150,6
				Jednorodzinne	674,3	1314,8
2	Instytucje, zakłady i urządzenia usługowe		749,1	973,9
3	Mycie pojazdów komunikacji zbiorowej i indywidualnej		74,9	89,9
4	Utrzymanie czystości ulic i placów		187,3	449,5
5	Polewanie zieleni miejskiej		187,3	1123,8
6	Przemysł, składy i zaplecze budowlane		936,4	1076,9
7	RAZEM		4292,5	7179,4
8	Straty wody w sieci wodociągowej 10% z Qśrd		429,3	429,3
9	Woda do sieci wodociÄ…gowej		4721,8	7608,1
10	Cele technologiczne ZUW 5% z Qśrd		236,1	236,1
11	Wydajność ujęcia wody		4957,8	7844,7

Z obliczeń wynika, że ilość wody wtłaczanej do sieci wodociągowej wynosi 7608,1
, natomiast wydajność ujęcia 7844,7
. Straty wody w sieci wodociÄ…gowej wynoszÄ… 429,3
, a woda przeznaczona na cele technologiczne ZUW 236,1
.

2.4 Godzinowy rozkład maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę.

Na podstawie wartoÅ›ci zawartych w tabeli 1 (Zestawienie „Q_Å›rd” oraz „Q_maxd” zapotrzebowania wodÄ™.) wykonano rozkÅ‚ad godzinowy dla przyjÄ™tych elementów zagospodarowania przestrzennego z uwzglÄ™dnieniem wartoÅ›ci procentowych zawartych w wytycznych [4]. PrzyjÄ™to, że w ciÄ…gu doby straty wody w sieci wodociÄ…gowej wystÄ™pujÄ… równomiernie w każdej godzinie. Obliczenia zestawiono w tabeli 2.

Z obliczeÅ„ wynika, że maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodÄ™ wystÄ™puje w godzinie 21-22 i wynosi 506,1 m³/h to jest 140,6 dm³/s. Straty wody w sieci wodociÄ…gowej wynoszÄ… 17,9 m³/h czyli 4,97dm³/s.

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 :

Q_uj = Q_maxd = 7844,7m³/d = 0,0908 m³/s (z tabeli 1)

Współczynnik filtracji warstwy wodonośnej :

k_f = 25,1 m/d =2,91^.10^-4 m/s

średnica studni :

d = 2r = 0,5 m

Miąższość warstwy wodonośnej :

H_w= 17,7 m

Poziom zwierciadła statycznego:

Z_zw = 1,8 m

3.2 Obliczenia współrzędnych charakterystyki pojedynczej studni.

Korzystano ze wzoru na wydajność studni wierconej zagłębionej w zbiorniku wody poziomej o zwierciadle swobodnym, wg Dupuita:

, m/s

Promień zasięgu leja depresyjnego obliczono ze wzoru wg Kusakina:

, m/s

gdzie:

Q - wydajność pojedynczej studni, m³/s

k_f - współczynnik filtracji warstwy wodonośnej, m/s

s - depresja wody w studni, m

H_w - miąższość warstwy wodonośnej, m

R - promień zasięgu leja depresyjnego, m

r - promień studni, m

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

- dla s₁=1,0 m

, m

, m³/s

dla s₂=2,0 m

, m

, m³/s

dla s₃=3,0 m

, m

, m³/s

dla s₄=4,0 m

, m

, m³/s

Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli 3:

Tabela 3. Zestawienie wydajności pojedynczej studni.
si [m]	Ri [m]	Qi [m^3/s]
1,0	41,27	0,0062
2,0	82,53	0,0105
3,0	123,80	0,0143
4,0	165,07	0,0177

Na podstawie powyższych danych sporządzono wykres charakterystyki studni s = f (Q) (rysunek1).

3.3 Określenie maksymalnej wydajności studni.

Maksymalną teoretyczną wydajność studni Q_maxth obliczono ze wzoru :

, m³/s

V_dop - dopuszczalna prędkość wlotowa wody do studni, m/s

Dopuszczalną prędkość wlotową wody do studni obliczono według wzoru :

m/s

więc:

m³/s

3.4 Określenie eksploatacyjnej wydajności studni.

Na podstawie danych obliczonych w punkcie 3.2 oraz 3.3 oraz przyjmując sumaryczną długość rury nadfiltrowej i podfiltrowej równą 3,0 m sporządzono wykres przedstawiony na rysunku 1. Z wykresu odczytano :

- wydajność eksploatacyjnÄ… studni : Q_e= 0,0079 m³/s,

- depresjÄ™ eksploatacyjnÄ… : s_e= 1,4 m.

Dla depresji eksploatacyjnej s_e obliczono promień zasięgu leja depresyjnego R_e ze wzoru Kusakina (patrz punkt 3.2) :

,m

, m

3.5 Obliczenia ilości studzien.

Ilość studzien w ujęciu obliczono ze wzoru:

,

gdzie:

Q_uj - maksymalna dobowa wydajność ujÄ™cia wody, m³/s,

Q_e - wydajność eksploatacyjna studni, m³/s,

- współczynnik rezerwowy studzien,

dla

dla

Przyjęto 16 studzien w 2 grupach po 8. Założono, że występuje współdziałanie wyłącznie między studniami danej grupy. Usytuowanie studni w terenie, odległości między nimi oraz sposób podłączenia do przewodu lewarowego dla jednej z grup studzien przedstawiono na poniższym schemacie

50m 50m 50m 50m 50m 50m 50m

st.1 st.2 st.3 st.4 st.5 st.6 st.7 st.8

st. zbiorcza

4. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej.

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

4.1 Obliczenia rozbiorów z węzłów i odcinków.

Q_Å›rd = 4721,8 m³/d = 54,7 dm³/s ( z tabeli 1),

Q_{maxd =} 7608,7m³/d = 88,1 dm³/s ( z tabeli 1),

Q_{maxh =} 506,1 m³/h = 140,6 dm³/s ( z tabeli 2),

%_min = 1,04 (z tabeli 2),

, m³/h

gdzie: Q_minh - minimalne godzinowe zapotrzebowanie na wodÄ™, m³/h

Q_Å›rd - Å›rednie dobowe zapotrzebowanie na wodÄ™, m³/d

%_min - najmniejszy procent z rozbiorów godzinowych,%

m³/h = 13,6 dm³/s

Na podstawie procentowych rozbiorów z wÄ™złów i odcinków, przedstawionych na schemacie sieci wodociÄ…gowej, obliczono rzeczywiste rozbiory wody wyrażone w dm³/s. Wyniki tych obliczeÅ„ przedstawiono w tabeli 4.

Tabela 4. Zestawienie rozbiorów węzłowych i odcinkowych.
Węzeł lub odcinek	Procent rozbioru	Rozbiory przy:
				Qmaxh	Qminh
		%	dm^3/s	dm^3/s
1	9	12,7	1,2
1 - 2	8	11,3	1,1
1 - 5	7	9,9	1,0
2	4	5,6	0,5
2 - 4	6	8,4	0,8
2 - 3	6	8,4	0,8
3	3	4,2	0,4
3 - 7	7	9,9	1,0
4	9	12,7	1,2
4 - 7	6	8,4	0,8
5	10	14,1	1,4
5 - 6	5	7,0	0,7
6	5	7,0	0,7
6 - 7	6	8,4	0,8
7	4	5,6	0,5
7 - 8	5	7,0	0,7
8,0	0	0,0	0,0
Suma	100	140,6	13,6

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

4.2 Obliczenia wydajności pompowni drugiego stopnia oraz zbiornika sieciowego.

Czas pracy pompowni drugiego stopnia należy przyjąć: T_p = 24 h/d natomiast średnią wydajność pompowni obliczyć ze wzoru:

, m³/h =88,1 dm³/s

gdzie: Q_psr - Å›rednia wydajność pompowni drugiego stopnia, m³/h

Q_maxd - maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodÄ™, m³/d

T_p - czas pracy pompowni, h/d

maksymalna wydajność pompowni w czasie rozbioru maksymalnego godzinowego (Q_maxh):

dm³/s
dm³/s

minimalna wydajność pompowni w czasie rozbioru minimalnego godzinowego (Q_minh):

dm³/s
dm³/s

W czasie rozbioru maksymalnego godzinowego (Q_maxh) woda wypływać będzie ze zbiornika sieciowego w ilości:

dm³/s

W czasie rozbioru minimalnego godzinowego (Q_minh) woda dopływać będzie ze zbiornika sieciowego w ilości:

dm³/s

4.3 Dobór średnic przewodów wodociągowych.

Wyniki obliczeń przedstawione w punkcie 4.1 oraz w punkcie 4.2 naniesiono na schematy obliczeniowe sieci wodociągowej (rys.3 i 2 ), a następnie obliczono wartości natężenia przepływu wody w poszczególnych odcinkach. W oparciu o te przepływy dokonano doboru średnic przewodów, które przedstawiono w tabeli 4.

Przepływ obliczeniowy (Q_obl) wyliczono ze wzoru:

, gdzie: Q_kon - przepÅ‚yw na koÅ„cu odcinka, dm³/s;

q - rozbiór na odcinku, dm³/s

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

Odcinek	Przepływy przy Qmaxh, [dm^3/s]					Przepływy przy Qminh, [dm^3/s]					d [mm]	V [m/s]	i [ ]	l [m]
		Q pocz	Q końć	q	0,55 ^.q	Qobl	Qpocz	Qkońc	q	0,55^. q					Q obl
P - 1	96,9	96,9	0,0	0,0	96,9	79,3	79,3	0,0	0,0	79,3	355	1,31	3,70	275
1 - 2	46,8	35,5	11,3	6,2	41,7	68,5	67,4	1,1	0,6	68,0	355	0,89	2,20	365
2 - 3	11,7	3,3	8,4	4,6	7,9	7,2	6,4	0,8	0,4	6,8	140	0,74	4,50	310
1 - 5	37,4	27,5	9,9	5,4	32,9	9,6	8,6	1,0	0,6	9,2	280	0,75	1,90	300
5 - 6	13,4	6,4	7,0	3,9	10,3	7,2	6,5	0,7	0,4	6,9	180	0,60	2,20	280
2 - 4	18,2	9,8	8,4	4,6	14,4	59,7	58,9	0,8	0,4	59,3	355	0,77	1,50	340
7 - 6	9,0	0,6	8,4	4,6	5,2	5,8	5,0	0,8	0,4	5,4	180	0,65	2,75	395
7 - 4	11,3	2,9	8,4	4,6	7,5	57,7	56,9	0,8	0,4	57,3	355	0,75	1,40	265
7 - 3	10,8	0,9	9,9	5,4	6,3	6,0	5,0	1,0	0,6	5,6	125	0,80	3,75	555
8 - 7	43,7	36,7	7,0	3,9	40,6	66,4	65,7	0,7	0,4	66,1	355	0,88	1,90	235
8 - Z	43,7	43,7	0,0	0,0	43,7	65,7	65,7	0,0	0,0	65,7	355	0,88	2,00	250

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

- dla
mm :

- dla
mm :
.

-średnica zewnętrzna dla rur PE SDR 17 ( k=0,01 )

4.4 Obliczenia pojemności sieciowego zbiornika wodociągowego.

Pojemność całkowitą sieciowego zbiornika wodociągowego należy obliczyć ze wzoru:

V_c=V_uż + V_poż + V_m, m³

gdzie: V_c -caÅ‚kowita pojemność sieciowego zbiornika wodociÄ…gowego, m³

V_uż -pojemność użytkowa sieciowego zbiornika wodociÄ…gowego, m³

V_poż - zapas wody do celów przeciw pożarowych, m³

V_m - pojemność martwa sieciowego zbiornika wodociÄ…gowego, m³

Pojemność użytkową zbiornika wyznaczono metodą analityczną dla czasu pracy pompowni drugiego stopnia Tp= 24 h/d. Wyniki tych obliczeń wyrażone jako % z maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę (Q_maxd) zestawiono w tabeli 6.

	Tabela 6. Obliczenia pojemności użytkowej zbiornika wodnego.
Godzina	Rozbiór wody	Dostawa wody	Przybywa do zbiornika	Ubywa ze zbiornika	Pojemność zbiornika
od - do	%	%	%	%	%
0 - 1	1,41	4,17	2,77	Â	3,68
1 - 2	1,04	4,17	3,13	Â	6,81
2 - 3	1,04	4,16	3,12	Â	9,93
3 - 4	1,04	4,17	3,13	Â	13,06
4 - 5	2,22	4,17	1,95	Â	15,01
5 - 6	2,59	4,16	1,57	Â	16,58
6 - 7	5,38	4,17	Â	1,21	15,37
7 - 8	6,13	4,17	Â	1,95	13,42
8 - 9	4,91	4,16	Â	0,74	12,68
9 - 10	4,39	4,17	Â	0,22	12,46
10 - 11	4,2	4,17	Â	0,03	12,43
11 - 12	4,06	4,16	0,10	Â	12,53
12 - 13	3,92	4,17	0,25	Â	12,78
13 - 14	4,29	4,17	Â	0,12	12,66
14 - 15	4,39	4,16	Â	0,23	12,43
15 - 16	4,72	4,17	Â	0,55	11,88
16 - 17	5,57	4,17	Â	1,40	10,48
17 - 18	5,24	4,16	Â	1,08	9,40
18 - 19	5,57	4,17	Â	1,40	8,00
19 - 20	6,18	4,17	Â	2,01	5,99
20 - 21	6,46	4,16	Â	2,30	3,69
21 - 22	6,65	4,17	Â	2,48	1,21
22 - 23	5,38	4,17	Â	1,21	0,00
23 - 24	3,25	4,16	0,91	Â	0,91
SUMA	100,00	100,00	16,93	16,93	Â

Z przeprowadzonych obliczeń tabelarycznych wynika, że maksymalna pojemność użytkowa zbiornika będzie w godzinach 5-6 i wyniesie 16,58 % z Q_maxd .

Pojemność użytkowÄ… w m³ obliczono ze wzoru:

V_uż =0,01 ^. %_max ^. Q_maxd=0,01^. 16,58 ^. 7608,7=1261,5 m³

Gdzie: V_uż -pojemność użytkowa sieciowego zbiornika wodociÄ…gowego, m³

%_max - maksymalna pojemność użytkowa wyrażona jako % z Q_{maxd ,} % ( %_max = 16,58 % )

Q_maxd - maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodÄ™, m³/d (Q_maxd = 7608,7 m³/d )

Przyjęto zbiornik cylindryczny, a jego średnicę obliczono, przyjmując wstępnie wysokość warstwy użytkowej H_uż = 6,00 m

ze wzoru:
m

gdzie: D_zb - średnica wewnętrzna zbiornika, m

V_uż -pojemność użytkowa sieciowego zbiornika wodociÄ…gowego, m³

H_uż - wysokość warstwy użytkowej, m ( H_uż = 6,00 )

Dla przyjętej średnicy zbiornika (D_zb = 16,37 m) obliczono rzeczywistą wysokość warstwy użytkowej ze wzoru:
m

Wymaganą ilość wody do celów przeciwpożarowych dla jednostek osadniczych należy przyjąć wg rozporządzenia:[5].

Wg tej normy zapas wody do celów przeciwpożarowych zależy od liczby mieszkańców miasta:

do 5000 mieszkaÅ„ców - zapas wody 100 m³

Od 5001 do 10000 mieszkaÅ„ców - zapas wody 150 m³

Od 10001 do 25000 mieszkaÅ„ców - zapas wody 200 m³

Od 25001 do 100000 mieszkaÅ„ców - zapas wody 400 m³

Ponad 100000 mieszkaÅ„ców - zapas wody 600 m³

Dla miasta o liczbie mieszkaÅ„ców 18728 przyjÄ™to V_poż=200,0 m³

Dla przyjętej ilości wody przeciwpożarowej obliczono wysokość jej warstwy w zbiorniku ze

wzoru:
0,95, m

gdzie: H_poż - wysokość warstwy przeciwpożarowej, m

V_poż - zapas wody do celów przeciwpożarowych, m³ (V_poż = 200,0 m³, wg rozpożądzenia) D_zb - Å›rednica wewnÄ™trzna zbiornika, m (D_zb =16,37 m)

Pojemność martwa zbiornika zależy od jego konstrukcji. Przyjęto wysokość warstwy martwej

H_m = 0,50 m. Pojemność martwą można obliczyć ze wzoru:

, m³

gdzie V_m - pojemność martwa sieciowego zbiornika wodociÄ…gowego, m³

D_zb - średnica wewnętrzna zbiornika, m (D_zb =16,37 m)

H_m - wysokość warstwy martwej, m (H_m = 0,50 m.)

Zatem pojemność całkowita sieciowego zbiornika wodociągowego wynosi:

V_c=V_uż + V_poż + V_m, m³ = 1261,5 + 200,0 + 105,18 = 1566,68 m³

natomiast jego całkowita wysokość jest równa:

H_c = H_uż + H_poż + H_m = 6,00 + 0,95 + 0,50 = 7,45 m

4.5 Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej dla maksymalnego godzinowego

zapotrzebowania na wod (Q_maxh).

Schemat obliczeniowy sieci wodociągowej dla rozbioru Q_maxh przedstawiono na rys.3, natomiast obliczenia w tabeli 7. Wysokość ciśnienia gospodarczego w sieci wodociągowej zależy od liczby kondygnacji zaopatrywanych w wodę budynków. Liczba kondygnacji została podana w temacie niniejszej pracy i wynosi 3. Wysokość ciśnienia gospodarczego obliczono ze wzoru :

, m gdzie n - liczba kondygnacji, przyjęto n = 3.

Natomiast rzędną linii ciśnienia gospodarczego obliczono ze wzoru:

, m npm gdzie R_t to rzędna terenu, m npm

Rzędne linii ciśnienia w tabeli 7 obliczono rozpoczynając od węzła nr 8, jako najbardziej niekorzystnie usytuowanego.

4.6 Obliczenia hydrauliczne sieci wodociÄ…gowej dla minimalnego godzinowego

zapotrzebowania na wodÄ™ (Q_minh).

Schemat obliczeniowy sieci wodociągowej dla rozbioru Q_minh przedstawiono na rys. 3, zaś obliczenia w tabeli 8. Rzędna zwierciadła wody w zbiorniku w tabeli 8 obliczono dodając do rzędnej zwierciadła wody w zbiorniku w tabeli 7 wysokość użytkowej warstwy wody

h_uż = 6,0 m. Rzędne linii ciśnienia zamieszczone w tabeli 8 obliczono rozpoczynając od rzędnej

zwierciadła wody w zbiorniku. Na podstawie wyników obliczeń sieci wodociągowej (tabela 7 oraz 8) sporządzono wykres linii ciśnienia wody (rys. 4, skala 1:200/5000).

Plan sytuacyjny zaprojektowanej sieci wodociagowej w skali 1:5000 przedstawiono

na rys. 6.

5. Dobór pomp w pompowni drugiego stopnia.

Na podstawie wyników hydraulicznych obliczeń sieci wodociągowej dokonano doboru pomp w pompowni drugiego stopnia, których zadaniem będzie tłoczenie wody do odbiorców.

Dane :

- wydajność pompowni przy rozbiorze Q_maxh : Q_pmax
dm³/s =348,8 m³/h,

- wydajność pompowni przy rozbiorze Q_minh : Q_pmin= 79,3 dm³/s =285,5 m³/h,

- rzędna linii ciśnienia w pompowni przy rozbiorze Q_maxh : Rz_Qmaxh= 93,53 m npm,

- rzędna linii ciśnienia w pompowni przy rozbiorze Q_minh : Rz_Qminh= 99,76 m npm,

- rzędna dolnego zwierciadła wody w zbiorniku dolnym : Rgzw = Rt-0,78 = 59,50-0,78=58,72 m npm,

- rzędna górnego zwierciadła wody w zbiorniku dolnym : Rdzw = Rt+0,92 = 59,50+0,92 =60,42 m npm,

- strata ciśnienia w pompowni przy rozbiorze Q_maxh : ∆h_pmax= 1,47 m.

Stratę wysokości ciśnienia w pompowni przy rozbiorze Q_minh obliczono ze wzorów:

, m
, s²/m⁵

gdzie:

K_p - współczynnik oporności przewodów i armatury w pompowni.

m

W celu doboru pomp obliczono ich wysokość podnoszenia przy rozbiorze Q_maxh oraz Q_minh .

Przy rozbiorze Q_maxh występuje minimalna wysokość podnoszenia pomp H_pmin,

natomiast przy rozbiorze Q_minh - maksymalna wysokość podnoszenia pomp H_pmax.

Obliczenie wysokości podnoszenia pomp przy rozbiorze Q_maxh:

H_pmin = Rz_Qmaxh + ∆h_pmax - Rgzw = 93,53+1,47-60,42=34,58 m.

Obliczenie wysokości podnoszenia pomp przy rozbiorze Q_minh:

H_pmax = Rz_Qminh + ∆h _pmin - Rdzw =99,76+0,01-60,42=39,35 m.

Obliczone wysokości podnoszenia pomp przedstawiono na poniższym schemacie.

Wartości podane na tym schemacie są takie same jak na wykresie linii ciśnień (rys. 4).

W pompowni IIº należy zaprojektować minimum 2 pracujące pompy wirowe. W niniejszym opracowaniu założono, że w pompowni będą pracować dwie pompy połączone równolegle. Poniżej obliczono wydajności jednej pompy.

- Wydajność jednej pompy przy rozbiorze Q_maxh:
dm³/s=174,6m³/h

- wydajnosc jednej pompy przy rozbiorze Q_minh:
dm³/s=142,9m³/h

Obliczenie średniej wydajności Q_1pśr oraz średniej wysokości podnoszenia H _pśr jednej pompy.

dm³/s=158,8 m³/h

m

Z katalogu pomp przemysłowych [6] przyjęto pompę typu 100 PJM 200 ×2 o nominalnej

wydajności Qn = 200,0 m3/h oraz nominalnej wysokości podnoszenia Hn = 50,0 m.

Na wykresie doboru pomp (rys. 5) przedstawiono pole pracy pompy 100PJM 200 ×2 oraz

naniesiono punkty P1 oraz P2, których współrzędne odpowiadają wydajności oraz

wysokości podnoszenia jednej pompy przy rozbiorze Q_maxh (P1) i rozbiorze Q_minh (P2). Charakterystyka przyjętej pompy musi przechodzić pomiędzy tymi punktami.

Przyjęto wiec charakterystykę pokrywającą się z górna granica pola pracy pompy.

Współrzędne charakterystyki tej pompy zestawiono w tabeli 9.

Tabela 9. Zestawienie charakterystyki pompy 100 PJM 200

Nr punktu na wykresie	1	2	3	4	Uwagi
Qp, m^3/h	140	160	180	197	Do sporzÄ…dzenia charakterystyki jednej pompy
2 ^.Qp, m^3/h	280	320	360	394	Do sporządzenia charakterystyki dwóch pompy
Hp, m	42,5	37,5	30,0	10,0	Do sporzÄ…dzenia charakterystyki jednej pompy

Na rysunku 4 narysowano również charakterystykę dwóch pomp typu 100 PJM 200

6. Opis techniczny.

6.1 UjÛÝcie wody.

6.2 SieÛÜ wodociÛÝgowa.

6.3 Pompownia drugiego stopnia.

6.4 Zbiornik sieciowy.

15

---