1

1. Elementy systemu wodociągowego - ich przeznaczenie oraz wzajemna współpraca

Ujęcie wody - jest to zespół urządzeń i obiektów budowlanych do pobierani wody na potrzeby wodociągu ze wstępnym oczyszczaniem, np. na kratach, sitach, mikrositach, ale bez urządzeń mechanicznych do podnoszenia wody

Pompownia wodociągowa - stanowi zespół urządzeń i obiektów budowlanych, którego zadaniem jest wytworzenie ciśnienia niezbędnego do doprowadzenia wody do wszystkich punktów poboru

Stacja uzdatniania wody - jest zespołem urządzeń technicznych, dostosowującym jakość ujmowanej wody do jakości wymaganej przez odbiorcę lub jakości określonej w obowiązujących przepisach

Sieć wodociągowa stanowi układ połączonych ze sobą przewo­dów wodociągowych, którymi płynie woda do wszystkich odbiorców znajdujących się na terenie jednostki gospodarczej. W skład sieci wodociągowej wchodzą przewody: tranzytowe, magistralne i rozdziel­cze. Przewód tranzytowy to przewód grawitacyjny lub tłoczny do transportu wody na znaczną odległość, łączący źródło wody ze zbiornikiem wodociągowym lub stacją uzdatniania wody, albo też z magistralą wodociągową. Przewodami magistralnymi przepływa woda do przewodów rozdzielczych, a tymi z ko­lei do połączeń domowych, a następnie do punktów czerpalnych u odbiorców wody.

Zbiornik wodociągowy jest budowlą podziemną (zbiornik tere­nowy) lub nadziemną (zbiornik wieżowy) wraz z niezbędnym uzbroje­niem, przeznaczoną do gromadzenia wody przekazywanej odbiorcom oraz do wyrównywania ciśnienia w sieci wodociągowej.

Instalacja wodociągowa to przewody wodociągowe w budynku wraz z niezbędnym uzbrojeniem; zadaniem jej jest rozprowadzanie wody w budynku.

2. Wskaźniki zużycia i zapotrzebowania na wodę. Ich miejsce w projektowaniu

Sumaryczne zapotrzebo­wanie na wodę w ciągu roku Q_a[m³/a] - Qa = Qdśr ∙ 365 - do określania danych i kosztów gospo­darki wodociągowej w ciągu roku (ko­szty eksploatacji wodociągu, zużycie energii itp.)

Średnie dobowe zapotrze­bowanie na wodę w cią­gu roku (przeciętne z do­bowego zapotrzebowania na wodę w ciągu roku) Qdśr [m³/d] - Qdśr =
- podstawa do obliczania innych rodza­jów zapotrzebowania na wodę

Maksymalne dobowe za­potrzebowanie na wodę (największe z przewidy­wanego zapotrzebowania na wodę w ciągu roku) Qdmax = m³/d - Qdmax = Qdśr ∙ Nd - podstawa projektowania i analizy wy­dajności następujących elementów wo­dociągu: • ujęcia wody i stacji uzdatniania wody, • przewodów przesyłowych między uję­ciem i stacją uzdatniania wody • pompowni wody na ujęciu i w stacji uzdatniania wody, • przewodów przesyłowych ze stacji uzdatniania wody do zbiorników (początkowych) wody czystej

Średnie godzinowe zapo­trzebowanie na wodę w dobie maksymalnego za­potrzebowania na wodę

Qhśr m³/h - Qhśr = 1/24 Qdśr ∙ Nd - jedna z charakterystycznych wartości zapotrzebowania na wodę mająca cha­rakter tylko informacyjny

Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę (największa wartość z go­dzinowego zapotrzebo­wania w dobie o maksy­malnym zapotrzebowa­niu na wodę) Qhmax [m³/h] lub [dm³/s] = Qhśr ∙ Nh = 1/24 ∙ Qdśr ∙ Nd Nh - podstawa projektowania sieci wodocią­gowej magistralnej i rozdzielczej oraz pompowni zasilających sieć wodociągo­wą bezpośrednio bez współpracy ze zbiornikiem

N_d — współczynnik nierównomierności dobowego zapotrzebowania na wodę, określony sto­sunkiem maksymalnego dobowego zapotrzebowania do średniego dobowego zapotrze­bowania na wodę

N_h — współczynnik nierównomierności godzinowego zapotrzebowania na wodę, określony stosunkiem maksymalnego godzinowego zapotrzebowania do średniego godzinowego zapotrzebowania w dobie największego zapotrzebowania na wodę w roku

3. Ujęcia wody. Rodzaje. Ochrona sanitarna

Jako ujęcia wód podziemnych mogą być stosowane:

- ciągi drenowe ułożone w wykopie i obsypane materiałem filtracyj­nym, z grawitacyjnym doprowadzeniem wody do studni zbiorczej; wykonuje się je w wypadku płytko zalegających wód podziem­nych i przeznacza na potrzeby małych wodociągów o wydajności nie przekraczającej 90 m³/h;

• studnie kopane (szybowe) z odprowadzeniem z niej wody pompa­mi lub lewarami; stosowane w wypadku zalegania wód na głębo­kości 10÷20 m i wydajności wodociągu do 90 m³/h;

• studnie wiercone z odprowadzeniem wody pompami lub lewarami; rozwiązanie to jest szczególnie odpowiednie w wypadku różnych poziomów wód podziemnych i praktycznie przy dowolnych wydajnościach wodociągów.

Ciągi drenowe składają się z sączków ułożonych na dnie wykopu i obsypanych obsypką filtracyjną ze żwiru i grubego piasku; uziarnienie obsypki powinno być dostosowane do uziarnienia warst­wy wodonośnej i otworów w sączkach.

Ciągi drenowe układa się na spągu warstwy wodonośnej. W od­stępach 30÷50 m wykonuje się studzienki kontrolne o średnicy nie mniejszej niż l m.

2

Elementem tego rodzaju ujęcia wody jest studnia lub komo­ra zbiorcza, do której woda spływa przez ciągi drenowe. Średnica studni zbiorczej nie może być mniejsza niż 1,5 m. Może być ona wyposażona w pompy lub też połączona przewodem tranzytowym z pompownią, zbiornikiem wody lub stacją uzdatniania wody.

Ciągi drenowe służą do ujmowania wody z warstwy wodonośnej położonej na głębokości 5÷7 m poniżej poziomu terenu.

Studnie kopane (szybowe) służą do ujmowania wody na potrzeby pojedynczych domów lub ich niewielkich zgrupowań. Głębokość stu­dni kopanych dochodzi do 40 m, a zazwyczaj nie przekracza 20 m. Najmniejsza średnica tych studni wynosi 0,8 m. Średnice 6÷10 m ma­ją wielkośrednicowe studnie kopane.

Studnie wiercone - służą do ujmowania wód podziemnych z głęboko położonych warstw wodonośnych

Ujęcia wód powierzchniowych

Ujęcia wód opadowych są stosowane w rejonach deficytu wody słodkiej, a więc na terenach górskich lub nad brzegami mórz. Ujęcie takie składa się z powierzchni terenu, z której wody opadowe spływają do zbiornika oczyszczania wstępnego; w zbior­niku tym zatrzymuje się część zanieczyszczeń łatwo opadających. Następnie woda przepływa do zbiornika z piaskiem filtracyjnym, gdzie odbywa się dalsze oczyszczanie wody, po czym odpływa ona do zbiornika wody czystej.

Ujęcia wód powierzchniowych płynących (z rzek, potoków czy kanałów) należy tak usytuować, aby pobierana woda była jak najczys­tsza. Zaleca się więc umieszczanie ujęcia powyżej miasta, na brzegu wklęsłym, tzn. tam gdzie głębokość nurtu i prędkość przepływu wody gwarantuje utrzymanie koryta rzeki we względnej czystości. Wlot ujęcia należy zabezpieczyć przed śryżem oraz lodem powierzchnio­wym i dennym. Z tego względu wlot zaleca się umieszczać 1,0÷1,5 m pod zwierciadłem wody niskiej oraz 1,0÷l,5 m nad dnem. Wlot powi­nien być umieszczony równolegle do strug płynącej wody lub skiero­wany ku wodzie dolnej. Każdy wlot trzeba zabezpieczyć kratą rzadką o prześwitach 50÷250 mm i kratą gęstą o prześwitach 10÷25 mm, a w uzasadnionych sytuacjach sitem o wielkości oczek nie większej niż 3 mm.

Do ujmowania wody z rzek średnich i dużych służą ujęcia brzegowe, nurtowe, wieżowe lub zatokowe; nazwa ich odpowiada umiejscowieniu wlotu (czerpni) w stosunku do naturalnego biegu rzeki.

Ujęcia brzegowe stosuje się, gdy głębokość wody przy brzegu jest wystarczająca, a warunki miejscowe umożliwiają taką lokalizację ujęcia wody. Ujęcia brzegowe sytuuje się na brzegach wklęsłych, a więc tam gdzie linia nurtu znajduje się najbliżej brzegu.

Rozróżnia się dwa rodzaje ujęć brzegowych: otwarte i komorowe.

Ujęcia brzegowe otwarte składają się z kanału lub przewodu wlotowego, przez który woda dopływa grawitacyjnie do studni (komory) zbiorczej usytuowanej na brzegu.

Ujęcia brzegowe komorowe charakteryzują się tym, że woda z rzeki trafia bezpośrednio do komory zbiorczej przez otwory wlotowe w ścianie czołowej komory.

Oba ujęcia brzegowe wymagają zastosowania krat rzadkich i gęs­tych. Można je zastąpić siatkami, a nawet mikrositami, które gwaran­tują już wstępne uzdatnianie wody.

Ujęcia nurtowe wykonuje się, gdy głębokość wody przy brzegu jest zbyt mała. Tego rodzaju ujęcie składa się z wlotu (czerpni) założonego w nurcie rzeki, przewodu doprowadzającego wodę (grawitacyjnego lub lewarowego) oraz komory zbiorczej która może być usytuowana na brzegu lub tak jak w odniesieniu do ujęcia brzegowego komorowego.

Ujęcia wieżowe buduje się w wypadku dużych głębokości ujmowanej wody, sytuując je w pewnym oddaleniu od brzegu. Ujęcia te są wskazane do ujmowania wody z dużych rzek, jezior i zbiorników retencyjnych. Ujęcie wieżowe składa się z komory zbiorczej, z umiesz­czonymi w jej ścianie czołowej otworami wlotowymi zaopatrzonymi w kratę rzadką, oraz pompowni. Woda płynie do brzegu dwoma przewodami tłocznymi ułożonymi na specjalnie wykonanej kładce.

Ujęcia zatokowe stosuje się w razie ujmowania wody z dużych rzek, w których prędkość przepływu przekracza 0,3 m/s oraz w których tworzy się w okresie zimowym śryż i lód denny bądź też występuje duże stężenie zanieczyszczeń. Ujęcie składa się z zatoki formowanej przy brzegu (przeważnie wklęsłym) oraz z czerpni (zwykle typu brzegowego), zlokalizowanej na końcu zatoki przeciwległym do wlotu.

Ujęcia wód stojących wykonuje się wykorzystując jako źródło wody duże zbiorniki wodne, a więc jeziora naturalne i sztuczne powstałe po spiętrzeniu wód płynących.

Wodę z jezior naturalnych ujmuje się najczęściej za pomocą ujęcia dennego.

Ujęcia wód infiltracyjnych

Pośród różnych ujęć wód infiltracyjnych zaleca się wykonywanie ujęć z zastosowaniem infiltracji sztucznej za pomocą studni chłonnych lub drenaży chłonnych, za pomocą rowów, basenów lub też stawów nawadniających

Strefy ochronne

W celu zapewnienia odpowiedniej jakości wody ujmowanej, a także ze względu na ochronę zasobów wodnych, mogą być ustanawiane:

• strefy ochronne ujęć wody,

3

• obszary ochronne zbiorników wód śródlądowych.

Strefę ochronną ujęcia wody stanowi obszar, na którym obowiązu­ją zakazy, nakazy i ograniczenia w zakresie użytkowania gruntów oraz korzystania z wody. Strefę ochronną dzieli się na strefę ochrony:

• bezpośredniej,

• pośredniej.

Dopuszcza się ustanowienie strefy ochronnej obejmującej wyłącz­nie teren ochrony bezpośredniej, jeżeli jest to uzasadnione lokalnymi warunkami hydrogeologicznymi, hydrologicznymi i geomorfologicz­nymi oraz zapewnia konieczną ochronę ujmowanej wody. Na terenie ochrony bezpośredniej ujęć wód podziemnych oraz powierzchniowych zabronione jest użytkowanie gruntów do celów niezwiązanych z eksploatacją ujęcia wody. Należy:

• odprowadzać wody opadowe w sposób uniemożliwiający przedo­stawanie się ich do urządzeń służących do poboru wody,

• zagospodarować teren zielenią,

• odprowadzać poza granicę terenu ochrony bezpośredniej ścieki z urządzeń sanitarnych, przeznaczonych do użytku osób zatrud­nionych przy obsłudze urządzeń służących do poboru wody,

• ograniczyć do niezbędnych potrzeb przebywanie osób niezatrudnionych przy obsłudze urządzeń służących do poboru wody. Teren ochrony bezpośredniej należy ogrodzić, a jego granice, przebiegające przez wody powierzchniowe, oznaczyć za pomocą rozmieszczonych w widocznych miejscach stałych znaków stojących lub pływających; na ogrodzeniu oraz znakach należy umieścić tablice zawierające informacje o ujęciu wody i zakazie wstępu osób nieupo­ważnionych.

Na terenach ochrony pośredniej może być zabronione lub ograni­czone wykonywanie robót oraz innych czynności powodujących zmniejszenie przydatności ujmowanej wody lub wydajności ujęcia, a w szczególności:

• wprowadzanie ścieków do wód lub do ziemi,

• rolnicze wykorzystanie ścieków,

• przechowywanie lub składowanie odpadów promieniotwórczych,

• stosowanie nawozów oraz środków ochrony roślin,

• budowa autostrad, dróg oraz torów kolejowych,

• wykonywanie robót melioracyjnych oraz wykopów ziemnych,

• lokalizowanie zakładów przemysłowych oraz ferm chowu lub hodowli zwierząt,

• lokalizowanie magazynów produktów ropopochodnych oraz in­nych substancji, a także rurociągów do ich transportu,

• lokalizowanie składowisk odpadów komunalnych lub przemys­łowych,

• mycie pojazdów mechanicznych,

• urządzanie parkingów, obozowisk oraz kąpielisk, lokalizowanie nowych ujęć wody,

• lokalizowanie cmentarzy oraz grzebanie zwłok zwierzęcych.

Na terenach ochrony pośredniej ujęcia wody podziemnej może być też zabronione lub ograniczone:

- wydobywanie kopalin,

- wykonywanie odwodnień budowlanych lub górniczych,

- lokalizowanie budownictwa mieszkalnego oraz turystycznego,

- używanie samolotów do przeprowadzania zabiegów rolniczych,

- urządzanie pryzm kiszonkowych,

- chów lub hodowla ryb, ich dokarmianie lub zanęcanie,

- pojenie oraz wypasanie zwierząt,

- wydobywanie kamienia, żwiru, piasku oraz innych materiałów, a także wycinanie roślin z wód lub brzegu.

- uprawianie sportów wodnych,

- użytkowanie statków o napędzie spalinowym.

Teren ochrony pośredniej ujęcia wód podziemnych obejmuje obszar zasilania ujęcia wody; jeżeli czas przepływu wody od granicy obszaru zasilania do ujęcia jest dłuższy od 25 lat, strefa ochronna powinna obejmować obszar wyznaczony 25-letnim czasem wymiany wody w warstwie wodonośnej. Wyznacza się go na podstawie ustaleń zawartych w dokumentacji hydrogeologicznej tego ujęcia.

Strefę ujęcia wód powierzchniowych określa się tak, aby trwale zapewnić jakość wody zgodną z przepisami oraz aby zabezpieczyć wydajność ujęcia wody. Strefę tę wyznacza się na podstawie wyników przeprowadzonych badań hydrologicznych, hydrograficznych i geo­morfologicznych obszaru zasilania ujęcia.

Strefa ochronna ujęcia wody z potoku górskiego lub z górnego biegu rzeki może obejmować całą zlewnię cieku powyżej ujęcia wody.

Strefę ochronną, ustanawia dyrektor regionalnego zarządu gos­podarki wodnej, na wniosek i koszt właściciela ujęcia wody, wska­zując zakazy, nakazy, ograniczenia oraz obszary, na których obowią­zują.

Obszary ochronne zbiorników wód śródlądowych stanowią ob­szary, na których obowiązują zakazy, nakazy oraz ograniczenia w za­kresie użytkowania gruntów lub korzystania z wody w celu ochrony zasobów tych wód przed degradacją. Na obszarach tych można zabronić wznoszenia obiektów budowlanych oraz wykonywania robót lub innych czynności, które mogą spowodować trwałe zanieczysz­czenie gruntów lub wód, a w szczególności lokalizowania inwestycji zaliczonych do przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko.

4

4. Automatyczny zakład wodociągowy

Pompownie ze względu na charakter zachodzących w nich procesów oraz rodzaj stosowanych urządzeń są szczególnie odpowiednie do automatyzacji. Możliwa jest bowiem całkowita automatyzacja pracy pompowni.

Główne czynności i operacje, które mogą być w pompowni zautomatyzowane to:

- wywoływanie i przekazywanie sygnałów do włączenia i wyłączenia zespołów pompowych, włączanie pojedynczego zespołu pompowego lub kilku zespołów w określonej kolejności, przy czym zespoły pompowe mogą pra­cować od razu całkowitą wydajnością lub ze zmniejszoną wydaj­nością na początku i całkowitą wydajnością po określonym czasie,

- otwieranie lub utrzymywanie określonego położenia armatury za­porowej (zasuwa, zawór zwrotny) na przewodach ssawnym i tłocz­nym przed włączeniem pompy,

- regulacja położenia armatury zaporowej w czasie pracy pomp,

- kontrola wartości parametrów charakteryzujących prace pomp, a w tym: wydajności, ciśnienia, temperatury łożysk itp.,

- odłączanie pracującego zespołu pompowego w razie przekroczenia zadanych parametrów pracy i włączanie zespołu zapasowego,

- przekazywanie danych o pracy zespołów pompowych i ich awa­riach do centralnej sterowni wodociągu,

- blokada pomp uniemożliwiająca ich włączenie w wypadku pracy na sucho, uszkodzenia faz w dopływie energii elektrycznej, prze­grzania łożysk itp.,

- sterowanie ogrzewaniem i wentylacją pompowni, jak również bier­na ochrona sygnalizująca przedostawanie się do pompowni osób nieupoważnionych.

5. Przewody wodociągowe - ich materiał, przeznaczenie, układ, strefowanie

Sieć wodociągowa jest to układ przewodów wodociągowych, znaj­dujących się poza budynkami odbiorców, zaopatrujących w wodę ludność lub zakłady produkcyjne.

Rozróżnia się dwa układy sieci wodociągowej do­prowadzające wodę do poszczególnych odbiorców:

- pierścieniową (obwodową, zamkniętą), której przewody tworzą obwody zamknięte, doprowadzającą wodę do odbiorców z dwóch stron,

- rozgałęzieniową, której przewody tworzą gałęzie niełączące się w obwody, doprowadzającą wodę do odbiorców z jednej strony.

W układach wodociągowych mogą występować następujące ro­dzaje przewodów:

- tranzytowy (przesyłowy) - przewód wodociągowy bez od­gałęzień, przeznaczony wyłącznie do transportu wody na dużą odległość i łączący źródło ze zbiornikiem początkowym lub magi­stralą wodociągową (w zależności od sposobu transportu wody przewód tranzytowy może być grawitacyjny lub tłoczny),

- magistralny (magistrala wodociągowa) - przewód wodociągowy doprowadzający wodę od stacji wodociągowej do przewodów rozdzielczych,

- rozdzielczy - przewód wodociągowy doprowadzający wodę od przewodu magistralnego do przyłączy domowych i innych punktów czerpalnych,

- przyłącze domowe (połączenie domowe) - przewód wodociągowy z wodomierzem, łączący sieć wodociągową z instalacją obiektu zasilanego w wodę. przewody wodociągowe mogą pracować w różnych warunkach; rozróżnia się więc następujące rodzaje przewodów:

- ciśnieniowy tłoczny (przewód tłoczny) - przewód wodo­ciągowy, w którym przepływ wody następuje wskutek ciśnienia wytworzonego przez pompę,

- grawitacyjny ciśnieniowy - przewód wodociąg_0w w którym przepływ wody odbywa się pod ciśnieniem statyczny wody dopływającej z wyżej położonego źródła wody,

- grawitacyjny bezciśnieniowy - przewód wodociągowy, w którym przepływ wody odbywa się ze swobodnym zwier­ciadłem pod działaniem siły grawitacyjnej.

Przewody wodociągowe składają się z rur, kształtek i uzbrojenia. W przewodach powinien odbywać się przepływ wody, powodujący jak najmniejsze straty energii; ponadto przewody powinny mieć od­powiednią wytrzymałość pod względem statycznym i dynamicznym, odporność na działanie chemiczne wody wewnątrz oraz wody i gruntu na zewnątrz przewodu.

Głównym elementem przewodów wodociągowych są rury o prze­kroju kołowym, które wraz z kształtkami stanowią właściwy przewód.

Do budowy sieci wodociągowych służą obecnie najczęściej rury i kształtki z PVC (polichlorek winylu) oraz PE (polietylen), a znacznie rzadziej takie materiały, jak żeliwo, stal czy beton sprężony.

Rury i kształtki żeliwne Zaletą ich jest trwałość i odporność na korozję, natomiast do wad zalicza się kruchość i małą odporność na uderzenia oraz zginanie. Do budowy przewodów wodociągowych stosuje się rury żeliwne ciśnieniowe kielichowe i kołnierzowe.

Rury kielichowe (klasa LA) mają średnice nominalne 50÷1200 mm i długość 2÷6 m. Są one zaopatrzone w jednym końcu w kielich umożliwiający szczelne i sztywne łączenie rur. Koniec bosy jednej rury wsuwa się w kielich drugiej rury, a następnie wypełnia się wnętrze kielicha materiałem uszczelniającym, np. smołowanym sznurem konopnym, ołowiem lub jednym z materiałów zastępczych, jak: folia aluminiowa lub zaprawa cementowa.

5

Rury kołnierzowe łączy się zakładając miedzy kołnierze sąsiednich rur pierścieniową uszczelkę gumową z przekładką płócienną o grubości3 mm (lub klingerytową), a następnie ściągając równomiernie
śrubami założonymi w otwory w kołnierzach. Liczba otworów śruby zależy od średnicy kołnierza, lecz zawsze jest wielokrotnością 4

Połączenia kołnierzowe stosuje się wszędzie tam, gdzie może zachodzić potrzeba wymiany rury, kształtki czy elementu uzbrojenia a więc przede wszystkim w pompowniach, zbiornikach, tunelach i innych obiektach wodociągowych.

Rury stalowe są odporne na działanie sił zewnętrznych i wewnęt­rznych, mają cienkie ścianki i są znacznie lżejsze od rur żeliwnych. Podstawową wadą rur stalowych jest ich mała odporność na korozje; wymaga to stosowania izolacji (wewnątrz — asfaltowanie, zew­nątrz — powłoka bitumiczna), jak też ogranicza w znacznym stopniu ich stosowanie.

Produkuje się rury stalowe:

• bez szwu walcowane

• bez szwu kielichowe, z kielichem kulistym

Rury stalowe mogą być łączone, podobnie jak rury żeliwne na kielichy lub kołnierze, przede wszystkim jednak przez spawanie

Rury wodociągowe z betonu sprężonego są stosowane dość rzadko i zasadniczo tylko do budowy przewodów tranzytowych o du­żych średnicach.

Rury z PCV oraz z PE dominują obecnie jako podstawowy rodzaj do budowy przewodów rozdzielczych, jak i połączeń domo­wych. Rury z PCV (z nieplastyfikowanego polichlorku winylu) produ­kuje się metodą wytłaczania z PCV.

6. Współpraca zbiornika z pompownią i z siecią

Zbiorniki wody są przeznaczone do jej magazynowania w okresie nadmiaru, a następnie uzupełniania dostawy w okresach zwiększone­go zapotrzebowania na wodę. Zbiorniki mogą być budowane na ujęciach wody, na początku, na końcu lub wewnątrz obszaru zasila­nia, jako zbiorniki dolne lub górne (nisko lub wysoko położone), o mniej lub bardziej skomplikowanych kształtach, jako samodzielne lub współpracujące z urządzeniami dostarczającymi wodę, tj. pompo­wniami. Podstawowym zadaniem zbiorników jest wyrównywanie dosta­wy wody w czasie zmiennych jej rozbiorów. Zbiornik magazynuje wodę w czasie, gdy jej rozbiór jest mniejszy niż dostawa, a oddaje wodę do sieci, gdy jej rozbiór jest większy niż dostawa. Dodatkowym zadaniem niektórych zbiorników wodociągowych jest wyrównywanie ciśnień na obszarze zasilania, zmieniających się w różnych porach dnia zależnie od rozbioru wody.

Zbiorniki służą też do gromadzenia zapasu wody na wypadek pożaru oraz w celu zapewnienia dostawy wody w razie awarii. Zbiorniki wodociągowe ze względu na ich usytuowanie można podzielić na: terenowe i wieżowe. Zbiorniki terenowe są budowane bezpośrednio na powierzchni terenu. Mogą one być zbiornikami dolnymi lub zbiornikiem górnymi. Zbiornik terenowy dolny ma za zadanie magazynowanie wody i wyrównywanie różnic między dostawą a rozbiorem wody. Zbiornik terenowy górny także magazynuje wodę, a ponad­to ustala ciśnienie w sieci wodociągowej. Zbiorniki wieżowe, oprócz magazynowania wody, wyrównują ciśnienie w sieci wodociągowej, a zatem spełniają te same funkcje co zbiorniki terenowe górne. W praktyce stosuje się również zbiorniki, których zadaniem jest ustalanie ciśnienia w sieci wodociągowej. Zbiornikami spełniającymi tylko te funkcje są wieże ciśnień i hydrofory. Inny podział zbiorników wodociągowych wynika z roli, jaką mają odgrywać oraz usytuowania ich w systemie wodociągowym. Według tego podziału rozróżnia się niżej omówione zbiorniki. Zbiorniki ujęciowe, zakładane na ujęciach wody, które gromadzą ujmowaną wodę. Zależnie od rodzaju ujęcia mogą to być zbiorniki ujęciowe wody powierzchniowej, źródlanej lub podziemnej. Zbiorniki technologiczne są to zbiorniki zapasowo-wyrównawcze, będące końcowym obiektem ciągu technologicznego i gromadzą­ce wodę czystą po jej uzdatnieniu, przeznaczoną do przesyłania siecią wodociągową. Zbiorniki sieciowe współpracują z siecią wodociągową rozdziel­czą oraz pompownią lub zasilaniem grawitacyjnym. Zależnie od usytuowania rozróżnia się następujące rodzaje zbiorników sieciowych:

• początkowy, położony między ujęciem a rozdzielczą siecią wodociągową,

• końcowy, usytuowany na końcu obszaru zasilania po przeciw­nej stronie sieci wodociągowej niż ujęcie,

• centralny, położony w centrum obszaru zasilania wewnątrz sieci wodociągowej.

7. Pompownia wodociągowa

Pompownia wodociągowa jest to zespół urządzeń technicznych wraz z budowlami, przewodami, uzbrojeniem i agregatami pompowymi służącymi do przetłaczania wody o odpowiednim ciśnieniu.

W zależności od lokalizacji w systemie wodociągowym rozróżnia się pompownie: na ujęciach wody, na stacjach uzdatniania wody i na sieci wodociągowej.

Pompownia składa się ze zbiornika czerpalnego, pomieszczenia pomp, pomieszczeń pomocniczych urządzeń technologicznych i po­mieszczeń socjalnych.

Zbiornik czerpalny służy do poboru wody przez pompy za pomocą przewodów ssawnych.

6

W pomieszczeniu pomp (hali pomp), oprócz samych pomp i silników, znajdują się również części przewodów ssawnych z ar­maturą (końcówki przewodów ssawnych są w komorze czerpalnej), początkowe odcinki przewodów tłocznych z armaturą, aparatura kontrolno-pomiarowa, urządzenia do uruchamiania pomp i silników, urządzenia do montażu i demontażu zespołów pompowych oraz przewodów pomocniczych. W większych pompowniach przy hali pomp znajduje się dyspozytornia do kierowania działaniem urządzeń pompowni.

Pompy napędzane silnikami pobierają wodę przewodami ssawnymi ze zbiornika czerpalnego położonego poza budyn­kiem pompowni. Rurociągi z uzbrojeniem są umieszczone na niższej kondygnacji oraz w znajdujących się na tym samym poziomie pomocniczych komorach. W komorach pomocniczych są zainstalowane urządzenia do pomiaru natężenia przepływu (zwężka Venturiego), zawory zwrotne, zasuwy odcinające oraz rurociągi służące do połączenia ze zbiornikami powietrznymi. Do zalewania pomp jest zainstalowana pompa próżniowa. Do transportu wewnętrznego służy suwnica.

Pomieszczenia pomocniczych urządzeń technologicznych mogą być przeznaczone na stację transformatorową i rozdzielnię oraz mieścić pompy próżniowe do zalewania pomp i pompy do usuwania ewentualnych przecieków.

Pomieszczenia socjalne to zazwyczaj: szatnia, umywalnia, ustęp, dyżurka oraz pomieszczenia dla personelu administracyjno-technologicznego. Ponadto w pompowni może być umieszczona kotłownia i skład paliwa oraz warsztat narzędzi oraz części zamiennych.

8. Uzbrojenie sieci wodociągowej

Uzbrojenie regulujące przepływ wody służy do otwierania lub zamykania przepływu, kierowania przepływu w jednym tylko kierun­ku oraz do opróżniania przewodów.

Do zamykania lub otwierania przepływu wody w rurociągach służą zasuwy. Gwintowane wrzeciono (z mosiądzu lub stali nie­rdzewnej) podnosi lub opuszcza ruchomą tarczę zamykającą (klinową lub płytkową). Na tarczy są osadzone z obu stron pierścienie uszczel­niające (brązowe lub mosiężne), które po jej opuszczeniu opierają się na podobnych pierścieniach korpusu zasuwy, zamykając szczelnie przepływ wody.

Żeliwne zasuwy klinowe mogą być:

• kielichowe

• kołnierzowe

Zasuwy umieszczane na przewodach w takich obiektach, jak: pompownie, zbiorniki itp., są z reguły kołnierzowe, natomiast na przewodach w ziemi — kielichowe. Zasuwy podziemne muszą mieć obudowę z rury ochronnej, osłaniającej przedłużony trzpień zasuwowy, oraz ze skrzynki ulicznej umożliwiającej dostęp do trzpie­nia

Zasuwy o średnicy większej niż 500 mm umieszcza się w studzien­kach. Studzienki takie powinny mieć wymiary zapewniające łatwy dostęp do zasuwy oraz możliwość jej konserwacji lub wymiany. Na przejściu rur przez ścianę studzienki stosuje się specjalne nasuwki. W razie niezastosowania nasuwek rura powin­na przechodzić przez ścianę luźno, a otwór przejściowy wypełnia się materiałem plastycznym. Pokrywa w stropie powinna być typu kana­lizacyjnego; pod nią należy założyć drugą pokrywę zabezpieczającą studzienkę przed mrozem.

Zasuwy umieszcza się w węzłach oraz na dłuższych odcinkach przewodów magistralnych jako zasuwy przedziałowe w odstępach 500÷700 m. Każdy przewód rozdzielczy powinien być oddzielony od magistralnego zasuwą.

Typ zasuwy dobiera się w zależności od ciśnienia roboczego. Na przewodach średnicy do 500 mm stosuje się zasuwy kielichowe z obu­dową, umożliwiającą umieszczenie jej bezpośrednio w gruncie. W od­niesieniu do większych średnic przewodów oraz w razie stosowania zasuw kołnierzowych konieczna jest budowa specjalnych komór lub studzienek

Do regulacji przepływu wody w jednym tylko kierunku służą klapy zwrotne. Klapy te otwierają się podczas prze­pływu prawidłowego, zamykają zaś samoczynnie w czasie przepływu odwrotnego. Te elementy uzbrojenia umieszcza się przede wszystkim w pompowniach na rurociągach tłocznych, w zbiornikach zapasowo-wyrównawczych oraz niekiedy na przewodach sieci wodociągowej, np. jako zabezpieczenie wodomierza sieciowego.

Do opróżniania rurociągu z wody stosuje się zasuwy odwad­niające. Ten element uzbrojenia umieszcza się w najniższych punk­tach sieci wodociągowej. Zestaw odwadniający składa się z kształtki odwadniają­cej (odwadniaka), założonej w najniższym punkcie przewodu, zasuwy oraz przewodu spustowego odprowadzającego wodę z przewodu do kanalizacji. Na przewodzie tym umieszcza się syfon zapobiegający przedostawaniu się gazów kanałowych do rurociągu magistralnego. Jeżeli nie można odprowadzić wody z odwadnianego przewodu bez­pośrednio do kanalizacji, to konieczna jest studzienka spus­towa. Średnice odwodnień zależą od średnicy przewodu magistralnego, który może być odwadniany.

Uzbrojenie czerpalne służy do czerpania wody z przewodów wodociągowych na cele przeciwpożarowe, gospodarcze lub ogólno-komunalne. Do uzbrojenia czerpalnego należą przede wszystkim hyd­ranty pożarowe i zdroje uliczne.

7

Hydranty pożarowe służą do czerpania wody w czasie pożaru, ale mogą być wykorzystywane również do czerpania wody do celów budowlanych, do spłukiwania ulic itp. Przez hydranty umiesz­czone w najwyższych punktach sieci można ją odpowietrzać, a przez umieszczone w najniższych punktach - odwadniać.

Stosowane w praktyce wodociągowej hydranty pożarowe mogą być podziemne lub nadziemne.

Hydranty pożarowe podziemne umieszcza się całkowicie pod ziemią, a dostęp do nich jest możliwy po otwarciu skrzynki żeliwnej znajdującej się na powierzchni terenu. Hydranty podziemne są zamykane lub otwierane zaworem grzybkowym, poruszanym wrze­cionem obracanym kluczem, który zakłada się na końcówkę wrzecio­na w skrzynce. Po otwarciu zaworu grzybkowego woda z rurociąg dostaje się pod ciśnieniem do korpusu hydrantu, a następnie do wylotu zaopatrzonego w uchwyt kłowy, umożliwiający założenie sto­jaka hydrantowego, do którego z kolei dołącza się węże pożarowe (stojak może być jedno- lub dwuwylewowy). W korpusie hydrantu, tuż nad zaworem grzybkowym, znajduje się otwór odwadniający do odprowadzenia wody pozostałej w korpusie hydrantu.

W celu odnalezienia hydrantu podziemnego umieszcza się w jego pobliżu tabliczkę orientacyjną podającą, w jakiej odległości od tabliczki (mierząc w kierunku prostopadłym i rów­noległym) znajduje się skrzynka hydrantu z pokrywą oznaczoną lite­rą H. Średnica podana na tabliczce hydrantowej oznacza średnicę przewodu, na którym hydrant jest umieszczony.

Hydranty nadziemne składają się z kolumny z dwoma wylotami zaopatrzonymi w końcówki do przyłączania wężów pożaro­wych. Mają one, tak jak hydranty podziemne, głęboki zawór grzyb­kowy poruszany wrzecionem przez obracanie specjalnym kluczem głowicy hydrantu. Hydranty pożarowe są zakończone u dołu kolanem kołnierzowym lub kielichowym umoż­liwiającym połączenie korpusu hydrantu z przewodem wodociągowym.

Zdroje uliczne są to punkty czerpalne dla mieszkańców domów bez instalacji wodociągowych. Ustawia się je również na targowiskach, w miejscach skupienia ludzi i zwierząt, na podwórzach itp.

Zdrój uliczny (czerpalny) składa się z korpusu i kolumienki, wewnątrz których znajduje się przewód rurowy oraz zawór grzyb­kowy uruchamiany dźwignią boczną. Kolumnę zdroju montuje się w studzience, w której jest umieszczona zasuwa, a często również wodomierz. Studzienka musi być przykryta stropem z otworem wła­zowym, a otoczenie zdroju wybrukowane. Woda wypływająca ze zdroju powinna być odprowadzana do kanalizacji

Uzbrojenie zabezpieczające chroni przewód przed gromadze­niem się w nim powietrza wydzielającego się z wody (odpowietrzniki) lub powstawaniem w przewodzie podciśnienia (napowietrzniki) oraz przed powstawaniem w przewodach zbyt dużych sił rozrywających (zawory bezpieczeństwa, zawory redukcyjne, kompensatory).

Odpowietrzniki i napowietrzniki umieszcza się jedynie na przewodach magistralnych i tranzytowych; są to urządzenia automatyczne skonstruowane na zasadzie pływaka kulowego. W korpusie odpowietrznika znajduje się pływak kulowy, który jest dociskany ciśnieniem wody do otworu odpowie­trzającego umieszczonego w pokrywie odpowietrznika. Jeżeli w kor­pusie zaczyna się gromadzić powietrze, to zwierciadło wody opada a wraz z nim pływak, i w pewnym momencie odsłania otwór, przez który wydostaje się znajdujące się pod ciśnieniem powietrze. Na miejsce powietrza dopływa woda i podnosi pływak, który dociśnięty do otworu zamyka go.

Napowietrzniki służą do szybkiego napowietrzania rurociągu w czasie opróżniania go z wody, by chronić przewód przed powstawaniem w nim podciśnienia.

Samoczynne odpowietrzniki i napowietrzniki umieszcza się w studzienkach odpowietrzających.

Kompensatory (wydłużki dylatacyjne) są wmontowywane w przewody stalowe w celu zabezpieczenia przed nadmiernymi naprężeniami osiowymi. Naprężenia takie powstają pod wpływem zmian termicznych oraz ruchów ziemi (tereny górnicze).

Kompensatory sprężyste wykonuje się z blachy miedzia­nej bez szwu z kołnierzami połączeniowymi, natomiast w kompen­satorach dławicowych kształtki są z żeliwa, pierścienie wodzące z brązu, a uszczelnienie z materiału elastycznego dociśniętego dławikiem.

Zawory redukcyjne umieszcza się na sieci wodociągowej w punktach granicznych między strefą wysokiego i niskiego ciśnienia w celu utrzymania ciśnienia w granicach dopuszczalnych. Zawór redukcyjny jest nastawiany za pomocą śruby nastawczej na redukcję ciśnienia początkowego do ciśnienia dopuszczalnego. Ciś­nienie początkowe w części górnej przewodu grawitacyjnego jest równoważone ciśnieniem zredukowanym dolnej części przewodu, działającym na membranę o powierzchni znacznie większej od powie­rzchni grzybków zaworu. W razie spadku ciśnienia w przewodzie poniżej zaworu sprężyna przezwycięża opór membrany i otwiera grzybki zaworu, podwyższając ciśnienie w dolnej części przewodu przez dopływ wody o ciśnieniu większym. Gdy ciśnienie w dolnym odcinku przewodu podniesie się do ustalonej wysokości, to nacisk na membranę powoduje przezwyciężenie

8

ciśnienia sprężyny i domknięcie grzybków zaworu, zmniejszając w ten sposób dopływ wody.

Zawory bezpieczeństwa chronią przewody tranzytowe, magistralne i rozdzielcze przed powstawaniem w nich nadmiernych ciśnień. Zawory bezpieczeństwa umieszcza się przede wszystkim na rurociągach tłocznych wyprowadzonych z pompowni.

Uzbrojenie pomiarowe służy do ustalania ilości i natężenia prze­pływającej wody za pomocą wodomierzy oraz wartości i zmienności ciśnień - za pomocą manometrów.

Wodomierze zakłada się przede wszystkim na ujęciach wody i w pompowniach na głównym przewodzie tłocznym (wodomierze główne), na magistralach doprowadzających wodę do poszczególnych dzielnic (wodomierze dzielnicowe) oraz osiedli (wodomierze osiedlo­we), jak również do poszczególnych odbiorców (wodomierze domowe i przemysłowe).

Manometry stałe są zakładane tylko w pompowniach. Do kontroli ciśnień panujących w przewodach i sieci wodociągowej stosu­je się zazwyczaj manometry przenośne.

9. Ochrona przeciwpożarowa

Przeciwpożarowe zaopatrzenie wodne w jednostkach osadniczych powinny zapewniać urządzenia do zaopatrywania ludności w wodę, natomiast w zakładach przemysłowych — urządzenia do dostarczania wody do picia, na cele gospodarcze lub przemysłowe. Rozwiązanie instalacji przeciwpożarowych zależy od przeznacze­nia obiektu.

Budynki mieszkalne o liczbie kondygnacji nadziemnych do pię­ciu lub wysokości do 15 m nie mają specjalnych instalacji przeciw­pożarowych. Do ochrony przeciwpożarowej takich budynków wyko­rzystuje się sieć wodociągową, wyposażoną w hydranty zewnętrzne przeznaczone do czerpania wody na cele przeciwpożarowe.

Budynki o liczbie kondygnacji nadziemnych przekraczającej pięć lub o wysokości ponad 15 m, lecz nie wyższe niż 55 m, powinny być wyposażone w nie napełnioną wodą in­stalację przeciwpożarową, tj. suche piony. Suchy pion o średnicy co najmniej 80 mm jest lokalizowany przy klatkach schodowych. Zakończenie suchego pionu na dole stanowi nasada pożarnicza. W razie pożaru do nasady przyłącza się węże pożarnicze i napełnia wodą z najbliższego hydrantu zewnętrznego (najczęściej za pośrednictwem pompy). Do poboru wody z pionu w trakcie akcji gaśniczej służą zawory hydrantowe. W budynkach, których wysokość nie przekracza 25 m, na każdej kondygnacji powinien być jeden zawór, a w budynkach wyższych - dwa zawory hydrantowe. Zawór hydrantowy jest wyposażony w nasadę umożliwiającą podłączenie węży pożarniczych.

W budynkach mieszkalnych o wysokości ponad 55 m stosuje się pełną instalację przeciwpożarową stale napełnioną wodą. Składa się ona ze źródła wody, pompowni i przewodów. Do czerpania wody z tej instalacji służą hydranty. Hydrant stanowi zespół instalacyjny, składający się z zaworu hydrantowego, odcinka węża hydrantowego, odcinka węża pożarniczego i prądownicy wodnej umieszczonych w specjalnej szafce stalowej Źródłem wody dla instalacji przeciwpożarowej powinien być przewód wodociągowy średnicy co najmniej 150 mm, z którego woda jest doprowadzana do zbiornika o pojemności nie mniejszej niż 100 m³, przewodem średnicy 100 mm. Zbiornik może być zlokalizowany w podziemnej części budynku lub nad najwyższą kondygnacją mieszkalną.

W pompowni powinny być ustawione pompy napędzane sil­nikiem elektrycznym. Instalacja może być z rozdziałem dolnym lub górnym wody, przy czym instalacja jest zawsze napełniana wodą pod takim ciśnieniem, żeby w czasie czerpania wody ciśnienie przed najniekorzystniej położonym zaworem nie było mniejsze niż 0,2 MPa, a jednocześnie przed żadnym zaworem ciśnienie nie było większe niż 0,9 MPa.

W zakładach przemysłowych ilość wody do gaszenia pożaru oraz sposób rozwiązania instalacji zależą od obciążenia ogniowego stref pożarowych i ich wielkości.

Strefa pożarowa jest to powierzchnia w obiektach budowlanych lub składowiskach oddzielona od innych obiektów lub składowisk w sposób umożliwiający przerzut pożaru. Podstawą obliczenia ilości wody na potrzeby całego zakładu jest strefa pożarowa wymagająca największej ilości wody. Instalacje przeciwpożarowe w budynkach składają się z odcinków przewodów z hydrantami. W budynkach użyteczności publicznej, biurowych i przemysłowych wymaga się instalowania hydrantów wew o średnicach 25 lub 52 mm. Instalację wodociągową przeciwpożarową projektuje się z uwzględnieniem jednoczesnego poboru wody z dwóch hydrantów wew.

W budynkach o niewielkiej wysokości, zasilanych bezpośrednio z wodociągu, w których wymaga się umieszczenia hydrantów wew, inst ppoż może być połączona z instalacją wodociągową doprowadzającą wodę na cele bytowo-gospodarcze. Warunkiem projektowania takiej instalacji jest, aby minimalna wysokość ciśnienia wody w przewodzie wodociągowym była większa lub równa ciśnieniu wymaganemu H, na które składa się wysokość położenia zaworu, straty hydrauliczne w instalacji oraz wymagana wysokość ciśnienia wody przed zaworem hydrantowym. Zasuwa na przewodzie doprowadzającym wodę w czasie normalnej eksploatacji jest zamknięta, a otwiera się ją tylko w razie czerpania wody na cele przeciwpożarowe. Zawory

9

hydrantowe są instalowane również na pionach suchych lub napełnionych wodą.

Piony suche instaluje się w budynkach administracyjnych o wyso­kości 15÷25 m (mierząc od poziomu terenu do stropu nad najwyższą kondygnacją). W budynkach mieszkalnych o wysokości ponad 25 m instaluje się piony napełnione wodą.

Urządzenia tryskaczowe są samoczynnymi wodnymi urządzenia­mi gaśniczymi, związanymi na stałe z chronionym obiektem, prze­znaczonymi do zwalczania pożarów w pierwszej fazie powstania i dysponującymi odpowiednimi zasobami wody. Instalacja tryskaczowa jest układem przewodów, umieszczonych pod stropem chronionego pomieszczenia, z wkręconymi tryskaczami. Tryskacz jest to zawór wyposażony w zamknięcie grzybkowe z za­mkiem, rozpadającym się pod działaniem ciepła w temperaturze zna­mionowej, oraz w rozetkę, która rozbija wypływający strumień wody na drobne krople. Temperatura znamionowa tryskacza jest to temperatura otoczenia tryskacza, w której następuje otwarcie zamka tryskacza; powinna ona być o 40÷50°C wyższa od temperatu­ry normalnej pomieszczenia.

Urządzenia tryskaczowe mogą się składać z kilku sekcji tryskaczowych. Sekcja tryskaczowa jest to część instalacji zasilana z jednego zaworu kontrolno-alarmowego, umożliwiającego uruchomienie sy­gnalizacji alarmowej po jego otwarciu. Rozróżnia się dwa systemy urządzeń tryskaczowych: system po­wietrzny i wodny.

W systemie wodnym cała instalacja jest wypeł­niona wodą i znajduje się pod ciśnieniem źródła zasilania. System ten może być stosowany wyłącznie w pomieszczeniach, w których tem­peratura nie spada poniżej 0°C. W innych sytuacjach konieczne jest stosowanie systemu powietrznego, w którym in­stalacja tryskaczowa od grzybka zaworu kontrolno-pomiarowego jest wypełniona sprężonym powietrzem, natomiast woda pod ciśnieniem źródła zasilania wypełnia przewód zasilający sekcję tryskaczowa do grzybka zaworu kontrolno-alarmowego. W systemie powietrznym zawór kontrolno-alarmowy musi być umieszczony w pomieszczeniu ogrzewanym.

Urządzenia zraszaczowe są to związane na stałe z chronionym obiektem, uruchamiane samoczynnie lub ręcznie, wodne urządzenia gaśnicze lub zabezpieczające przed promieniowaniem cieplnym i roz­szerzeniem się pożaru. Urządzenia te służą do gaszenia wszystkich materiałów, które można ugasić wodą. Ponadto woda z urządzeń zraszaczowych chroni przed nadmiernym nagrzaniem i zniszczeniem elementy konstrukcyjne i urządzenia technologiczne. Biorąc powyższe pod uwagę urządzenia zraszaczowe mogą być: gaśnicze i zabezpie­czające.

Zraszaczowe urządzenia gaśnicze można stosować do gaszenia cieczy palnych o temperaturze powyżej 60°C oraz do gasze­nia cieczy palnych rozpuszczalnych w wodzie.

Zraszaczowe urządzenia zabezpieczające należy stosować m.in. w teatrach do ochrony przyscenicznych kurtyn stalo­wych i drzwi oddzielających od sceny magazyny dekoracji, w składach cieczy palnych do chłodzenia płaszczy niektórych zbiorników nad­ziemnych. Podstawowym elementem urządzenia zraszaczowego jest zraszacz, który w odróżnieniu od tryskaczy nie ma zamka, a więc jest urządzeniem stale otwartym. Najczęściej zraszacze umieszcza się w sekcjach zraszaczowych działania grupowego. W urządzeniu tym przewody rozdziel­cze aż do pobudzaczy są wypełnione wodą pod ciśnieniem, natomiast przewody rozprowadzające z wkręconymi zraszaczami są opróżnione. Występujące w tym układzie pobudzacze to zawory odcinające do­pływ wody do grupy zraszaczy, otwierane za pomocą zamka topikowego lub zamka innej konstrukcji. Z chwilą wzrostu temperatury w części chronione­go pomieszczenia powyżej temperatury znamionowej rozpada się zamek pobudzacza i następuje wypływ z całej grupy zraszaczy, a jed­nocześnie zostają włączone urządzenia alarmowe.

---