Wykład 1

WODOCIĄGI- to zespól skoordynowany i współpracujący inżynierskich urządzeń i obiektów służących do zaopatrywania ludności i przemysłu w wodę.

Zadaniem wodociągów jest zapewnienie dostaw wody o odpowiedniej jakości ilości oraz pod odpowiednim ciśnieniem zapewniającym jej właściwe zastosowanie. Rozwiązaniami projektow. również należy dążyć do zachowania ciągłości wody. Warto pamiętać ze brak ciągłości dostawy wody wiąże się marnotrawstwem i wtedy może doprowadzić do epidemii.

Racjonalizacja emisji wody związana jest z polityka, która wprowadzana jest w różnych krajach. Najbardziej kontrowersyjnym składnikiem wody jest zysk netto.

W Budapeszcie przyjęto 10 tez związanych z woda do picia.

1. wodociągi jako dostawcy wody ponoszą odpowiedzialność za uzdatnianie i dostarczenie wody do picia o jakości nie wzbudzającej zastrzeżeń

2. woda do picia jest cennym i ograniczonym dobrem, dlatego cala ilość wody dostarczana odbiorcom powinna być mierzona i wyceniona

3. przedsiębiorstwa wodociągowe stanowiące zarówno prywatna jak i publiczna powinny być w miarę możliwości samowystarczalne, oznacza to ze koszty związane z ujmowaniem, uzdatnianiem i rozprowadzaniem wody do picia oraz koszty utrzymania i eksploatacji musza być pokryte ze sprzedaży wody ponadto żadne dochody przedsieb. nie powinny przypływać do kasy państwa, ale również przeds. nie powinno utrzymywać żadnego subsydiowania

4. taryfa opłat za wodę powinna składać się z tzw. ceny podstawowej i ceny konsumpcyjnej z uwzględnieniem kosztów. Przyjęto, ze cena podstawowa powinna być ustalona zależnie od potencjalnej wielkości poboru wody, która może być określona różnymi parametrami. Cena konsumpcyjna powinna być odniesiona do 1cm³ wody z uwzględnieniem możliwości taryfy represyjnej.

5. opłaty za wodę powinny być pobierane okresowo zadziej niż raz w roku

6. zasada zachowania środków trwałych w przedsieb. powinna być realizowana przez odpowiedni fundusz rezerwowy na amortyzacje

7. ceny wody do picia nie powinny być w żadnym wypadku cenami politycznymi lecz ustalonymi przez wg kryterium ekologicznych

8. społeczeństwo powinno być informowane o polityce taryfowej dotyczącej wody do picia

9. rachunek dla konsumenta musi być prosty a jednocześnie pełnić funkcje informacyjna. każdemu odbiorcy należy pokazać jego indywid. konsumpcje i średnia cena 1 litra wody

10. w krajach, w których pewne warstwy społeczne nie są w stanie płacić za wodę do picia na podstawowe potrzeby ok. 15-30 l/h na 1 mieszkańca powinny być zaspokajane bezpłatnie

Przedstawione propozycje stanowią próbę nakierowania dystrybucja wody na wymagania gospodarki rynkowej z uwzględnieniem czynnika spolecz. oraz nadrzędnego czynnika sanitarnego, dlatego uzasadnione jest wprowadzenie pewnych działań osłonowych wspomnianych w pkt. 10.

Najczęstsze sytuacje konfliktowe przy realizacji systemu doprowadzania wody

1. Konflikty najczęściej dotyczą ustaleń rekompensowania ograniczeń wynikających z użytkowania własnych terenów

2. konflikty miedzy gmina właścicielem systemu a przedsiębiorstwem eksploratorem wynikającym z konieczności akceptacji, potrzeb i możliwości.

3. konflikty miedzy gmina i właścicielem oraz przedsiębiorstwem z tytułu naruszeniem konieczności naruszenia cudzej prywatności przez wodociąg należący do gminy

4. konflikty przedsiębiorstw eksploaratorow z projektantami i wykonawcami inwestycji niemogącymi zrozumieć funkcjonowania systemu i konsekwencji zmian własnościowych

5. konflikty gminy i przedsiębiorstw z odbiorcami usług, którzy nie mogą zrozumieć konsekwencji

6. konflikty między eksploratorami różnych elementów inwestycji

Podstawowa przyczyna powstawania konfliktów są stare nieuzasadnione przyzwyczajenia droga, która może zaniechać spory jest droga odpowiedniej informacji. W praktyce projekt. sieci może wywołać premiowanie dużych odbiorców wody, którzy w warunkach obecnego niskiego odbioru wody poprawia warunki funkcjonowania systemu.

Wykład 2

OCENA ILOSCIOWA POTRZEB WODNYCH

Stanowi ona podstawę projektowania systemu zaopatrzenia wody. Określenia tak ważnego parametru, jaka jest ilość wody przesyłanej siecią wodociągową może być łatwo obarczone istotnym błędem, którego wielkość jest trudno przewidzieć. Błąd prognozy ilościowej jest równy przy solidnej analizie potrzeb wodnych nawet rzędu 20%. Głównym problemem projektantów w ocenie ilościowej potrzeb wodnych jest konieczność odnoszenia do przyszłości. Możemy powiedzieć ze projektowanie jest sensowne, gdy odnosimy je do najmniejszych elementów układów przesyłowego wody.

W Polsce długość okresu perspektywnego, wobec którego projek. podejmuje rozstrzygnięcia ilościowe są różne dla różnych regionów. Umownie szacuje się ze projektowany wodociąg powinien spełniać swoje zadania przez okres, co najmniej 20 lat. Istnieją poglądy wśród projektantów, aby trudny do rozbudowy systemy elementów zaopatrywania w wodę takich jak: ujęcia wody, zbiorniki retencyjne, ukl. Tranzytowe stosować w perspektywie 25-50 lat.

W przypadku szybko rozwijających się jednostek osadniczych okres perspektywiczny, w którym projektuje się zaopatrywanie w wodę można skrócić do 10-15 lat. Przyjęto, ze główne przewody magistralne o średnicy <300mm wymagają perspektywy 20-25 lat.

Przewody rozdzielcze i inne łatwe do rozbudowy czy nawet późniejsze ich wymiary elementów systemu powinny być realizowane na bieżąco w miarę potrzeby.

Obserwując tendencje projektantów i urbanistów można wyrazić opinie ze o rzeczywistym rozwoju w większym stopniu decydują zjawiska, które miały miejsce w przeszłości niż nawet najlepsze chęci projektanta, urbanisty.

Konsumpcja wody w czasie jest suma jej poboru do różnych celów. W praktyce stwierdza się znaczące zróżnicowanie zużycia wody w odniesieniu do różnych okresów gdzie dla każdego z tych okresów określić wartość średnią zużycia wody oraz wartość średnią zużycia wody oraz wartość ekstremalnie maksymalna i ekstremalnie minimalna. Te wartości opisywane są również przez wspol. określające ich wartości średnich tzw. współ. nierównomierności rozbioru wody. Stad tez dla roku kalendarzowego, czyli Q_ro można określić następujące wielkości charakterystyczne:* zużycie średnie wody Q_srd = Q_ro/365 *zużycie najwyższe dobowe wody Q_maxd =Nd_max⋅ Q_srd * zużycie najniższe dobowe wody Q_mind =Nd_min⋅ Q_srd

W praktyce sieci wodociągowej instalacji i urządzeń zewn. sieci wodociągowej za wskaźnik najwyższy obliczeniowy tzw. maximum maximum przyjęto najwyższe godzinowe odniesione do dnia o najwyższym użyciu dobowym. Q_maxh = q_maxmax = Q_srh(max) ⋅ N_h= Nd⋅ Q_srd

Spotyka się również inne wskaźniki charakteryzujące zmienność poboru wody. w rozw. dokumentacjach projekt. części obliczeniowej stosunkowo często projektanci posługują się współczynnikami nierównomierności poboru wody. Q_maxh=N_og ⋅ Q_srd/24 N_og= Nd_max⋅ Nh_max

Dla potrzeb projektowych wskaźniki opisujące ilości poboru wody mogą być podawane w 2 postaciach jako wartości globalne wyrażone w m/s, m³/h oraz jako wartości jednostkowe przeliczone na jednego mieszkańca lub na jednostkę produkcji w l/Md, l/Mh, m³/m³p, m³/tp

W rozwiązaniach projektowych zaopatrzenie wody Q_maxd służy nam do wymiarowania urządzeń centralnych i przewodów tranzytowych - służy do wymiarowania magistral w mieście. Różnica miedzy wymienionymi zużyciami wody dopływa do zbiornika wyrównawczego. Należy rozumieć ze w systemach zaopatrywania w wodę systemy rozdzielcze stanowią najsłabszy element dystrybucji wody. Ocenia ze w miastach przewody rozdzielcze są przeważnie za małe a na wsiach są przewymiarowane.

Łącza wodociągowe i instalacje wew. wymiarowane są nad przepływy w oparciu o bilans liczbowy zainstalowanych urządzeń i różne ich jednostki działania.

Rzeczywisty poziom konsumpcji wody jest był i będzie znacznie zróżnicowany w różnych miastach. Zróżnicowanie to można tłumaczyć wieloma czynnikami specyfika regionalna, warunkami ekonomicznymi, uwarunkowaniami socjologicznymi. Aktualnie grupa specjalistów w zakresie wodociągów uważa ze w bardzo dużych miastach należy oczekiwać średniego zużycia wody na poziomie 300l/Md.

Wyklad 3

Koncentracja konsumpcji ma miejsce w bardzo krotkich okresach w ciagu 1-2h może nastąpić 30-50% zużycia dobowego. Koncentracja rozbioru wody jest wynikiem zmian przyzwyczajen i pelnej standaryzacji i rozpowszechnienia się kąpieli natryskowej. Zjawisko rozbioru zaczyna się obserwowac w polsec w innych krajach już istnieje. Projektant musi dobrze rozpoznac w etapie projektowan i perspektywy stanu procesow demograficznych i rozwoj infrastruktury obszaru dla którego projektuje wodociąg.

METODY PROGNOZOWANIA PRZYSZLEGO ROZBIORU WODY:

Podstawowym materialem wyjściowym do określenia zaopatrzenia potrzebne SA plany rozwoju spol- gospodarczego i przestrzennego jednostek osadniczych dla których projektwodociagowy w okresie perspektywy. Zaopatrzenie w wode może być określone w różny sposób. W praktyce projektowej stosowane SA 3 metody określania potrzeb wody 1)polega na przejmowaniu wskazan jednostek zużycia wody, zaleznie od wielkości miasta 2) metoda oparta jest na analizie danych statystycznych z przeszłości i formowane SA na jej podstawie prognozy rozwoju przyszłości danego miasta 3) polega na sporządzeniu z bilansu wskaźników jednostkowych potrzeb wodnych.

Projektant posluguje się jedna z metod ma na uwadze zjawiska zachodzące w aglomeracji czy w systemach regionalnych poboru wody, które sa rozne w mniej ustabilizowanych systemach rozbioru

WSKAZNIKI SCALANE

Posługiwanie się scalonymi wskaźnikami jednostkowymi rozbioru wody obejmuje wszystkie procesy konsumpcji i należy do najstarszych sposobow prognozowania przyszłego zaopatrzenia w wode

METODA BILANSOWA

Zastosowanie tej metody do ustalania potrzeb wody wymaga od projektanta szczególnej uwagi. Przy jej zastosowaniu konieczne jest dysponowanie 2 wiarygodnymi zespołami prognozowania. Dokładne prognozowanie urbanistyczne zawieraja szczególne informacje, nastepnie prognozowania przyszłego zaopatrzenia na wode uwzglednia odpowiedniego podzialu na wskaźniki czastkowe, zgodnie z elementami prognozy urbanistycznej

Przy projektowaniu wodociągu projektant nie przewiduje wielu zjawisk związanych z zaopatrzeniem w wode. Ostatecznie dokladna prognoza jest pozorna, odnosi się do strony formalnej i jest zalezna od doświadczenia projektanta. Mimo formalnych ustalen wynikających z przestrzeni zagospodarowania. Możliwe było przyjmowanie właściwych składników. W warunkach wiejskich wskaźniki wzbudzaja wątpliwości, zwlaszcz gdy bierzemy wskaźniki dla miast. Ze względu praktycznych najistotniejsze przy planowaniu systemow SA te wsklazniki które w konsekwencji nie spowoduja przeciążenia sieci wodociągowej i jej elementow. Wysoki poziom zuzycia srednio dobowego w miastach może być kojarzony z systematycznym wzrostem tych składników. Nie należy dazyc do forsowania strategi rozwoju ilościowego

ANALIZA INDYWIDUALNA

Podstawa prognozy indywidualnej wg analizy procesu poboru wody w danej jednostce osadniczej wraz z prognoza urbanistyczna i z innymi materiałami pomocniczymi. Analiza prac indywidualnych rozbiorow wody nie gwarantuje trafności ocen ale pozwala uniknąć automatyzmu. Ponad to zachodzi konieczność aktualizacji informacji na bieżąco o terenie i na tej podst we wczesnej fazie prognozowania wychwycic symptomy zmian które SA nie zalezne od poczat interpretacji potrzeb. Współ proce poboru wody z wodociągów publicznych charakteryzujących się względnie niskim poziomem średniej konsumpcji wody zarysowyjaca się tendencja do dalszego odnizania. Podobny proces z rozna intensywnością obserwowane SA jako tendencje swiatowe. W ciagu kilku nastepnych lat dojdzie do wyhamowania zjawiska zuzycia wody i ustali się na jakims poziomie. Charakteryzuje się bardzo wyraznie wyprpofilowna szczytowa konsumpcja wody na przekroju doby. Charakteryzuje się zróżnicowanym obciążeniem poszczególnych elementow systemu ograniczonym w stosunku do urządzeń centralnych podwyższonych przypadkow zbiornikow i sieci magistralnych szczególnie sieci rozdzielczych. Można spotkac się z roznymi technikami sporządzania prognoz na podstawie analizy matemat-statyst. Możliwe jest sporządzenie analizy matemat

oko lub przez wykorzystanie aparatu matemat.

Projektując wodociągi wiedzmy ze stopien złożoności analiz zaopatrzenia nie musi zagwarantowac poprawności wnioskowania, można powiedziec ze ślepe korzystanie z metody matem może dac gorsze rezultaty niż swiadoma interpretacja. Przy korzystaniu materiałów pomocniczych w tym planu przestrzennego zagospodarowania terenu musimy zdawac sobie sprawe z ich subiektywizmu. Tego rodzaju opracowania SA sporządzane w sytuacjach wystapienia roznych presji. Źródła presji SA zróżnicowane np. lokalne ambicje nie bedace czynnikiem pozytywnym rozwoju dzielnicy miasta. Istnieja tendencje do forsowania nowych inwestycji bez podstawnie.

PROPOZYCJA przyjmowania wskazniko wobliczeniowych w obecnej sytuacji

Zdaniem projektantow sieci wodociągowych jednym rozwiązaniem docelowym dla większych systemow zaopatrywania w wode może być analiza i wynik. Wlasna prognoza uwzgledniajaca elementy lokalne. Prognoza przyszłego zaopatrywania musi opierac się na analizach rozbioru z wcześniejszych okresow. Problemem projektowania w mniejszych systemach jest brak tradycji do wlasnej tradycji oraz przyzwyczajenia do sporządzania bilansu wg metod tradycyjnych. Wszystki materialy statystyczne uzywane do kreślenia z bilansu zuzycia wody SA wiarygodne. Możemy powiedziec ze dla urządzeń centralnych i sieciowych poza obszarem zabudowanym powinny być opracowane na wlasnych prognozach. Prog wykonania jest do określenia przewodow w miescie. Do obliczenia układów dystrybucji wody potrzebne SA jednostkowe wskaźniki max h zapotrzebowanie na 1 mieszkanca które odnosza się do rzeczywistych zjawisk. Tak sporządzony bilans potrzeb wody spowoduje ze obliczenia będą mialy charakter orjetacyjny.

Wykład 4

Ujęcia wody podziemnej.

Przystępując do projektowania wody musimy podjąć decyzję czy będzie to ujecie wody powierzchniowej czy podziemnej. W praktyce w warunkach krajowych dla potrzeb bytowo- gospodarczych i niektórych gałęzi gospodarki ujmowane są także wody powierzchniowe.Przez ujecie wody powierzchniowej rozumiemy urządzenie lub budowlę hydrologiczną umieszczoną miedzy ujęciem a obiektem z którego woda może być transportowana do miejsca przeznaczenia w sposób grawitacyjny lub ciśnieniowy

Źródła wody powierzchniowej dzielą się na:

- zbiorniki naturalne(jeziora) - zbiorniki powstałe przez spiętrzenie wody płynącej - duże rzeki - średnie i małe rzeki - potoki - kanały

Zasady projektowania ujęć wody podziemnej:

Przystępując do projektowania powinniśmy posiadać informacje dotyczące zapotrzebowania na wodę przez użytkowników wodociągu oraz informacje odnośnie zasobów w miejscu przyszłej lokalizacji ujecia.

Oprócz ilości zapotrzebowania musimy rozważyć też skład jakościowy ujmowanych wód. Skład jakościowy Będzie decydował o kosztach produkcji wody, eksploatacji instalacji wodociągowej i o urządzeniach technologicznych potrzebnych do uzdatniania.

Projektując lokalizacje i wybór ujęcia wody,musimy mieć na uwadze perspektywe rozbudowy wraz ze wzrostem zapotrzebowania.

Problem wydajności ujecia Projektujemy dla zapotrzebowania w wode skupisk ludzkich lub zakładów, czy innych wynika z wartości max. Dobowego zapotrzebowania Qmaxd, czasu trwania pompowania wody. Zapotrzebowania przez zakład na wodę z potrzeb socjalnych np. konieczność posiadania rezerwy na rozbudowę.

W prostych przypadkach wydajność Qu określamy ze wzoru

Qu = 24/n*1/86400*Qmaxd(1+β)*δ +Qr

Qu - wymagana wydajność ujecia na którą projektuje się urządzenia służące do czerpania wody[m³/s]

n- liczba godzin pracy pompowni w ciagu doby

Qdmax - zapotrzebowanie na wodę przez wszystkich użytkowników ujecia w dobie max.poboru [ m³/d]

β - współczynnik uwzględniający zapotrzebowanie na wodę ,który przyjmuje się w oparciu o projekt zakładu wodociągowego a jeśli nie ma to β=0,03-0,04

δ-współczynnik uzależniony od podatności ujecia na proces starzenia konstrukcji śródziemnych drenażowych, który umozliwia okresowe wyłaczanie na czas remontu δ-1-1,35. Im mniejsza liczba obiektów czerpiących wodę, im bardziej podatne są na procesy starzenia do obliczeń przyjmujemy wieksza wartość współczynnika δ

Qr- ilość wody którą należy ujmować dodatkowo w przypadkach szczególnych, określonych w sposób scisły w czaści dotyczącej ustalenia zapotrzebowania na wodę np. uzupełnienie zapasów wody p.poż.Skladnik Qr bywa w obliczeniach potrzeb ujecia pomijany gdy nie zachodzi potzrba uzupełnienia wody z sieci wodociagowj.Korzystając z podanego wzoru należy zwrocic uwage że współczynnik δ uwzględnia się przy projektowaniu ujęć a pomijany przy projektowaniu pomp,przewodów sieciowych oraz zakładu uzdatniania wody.Projektując wodociągi musimy uwzględnić wymagania stawiane pod względem niezawodności działania w szczególności określa się kategorie niezawodności w zakresie dostawy wody.W Polsce wedlug stanu na dzien dzisiejszy wyróżniamy 3 stany niezawodności: liczby mieszkańców, liczby zakładów, wymagania co do niezawodności zasilania

Kat 1 -przemysł elektryczny,chemiczny,mechniczny osiedla mieszkaniowe o liczbie 50tyś, na skutek działań losowych nie może być ograniczona dostawa wody> 30% w stosunku do Qmaxd - wprzdziale do 3 dób

Kat 2Przemysł wydobywczy, maszynowy osiedla poniżej 50 tyś, dział gospodarki rolnej w których można dopuścić obniżenie dostawy wody nie wiecej jak 30% Qd w przedziale 3-5 godzin

Kat3 Drobne zakłady przemysłowe,obszary rolnicze,osiedla <= 500 osob dla którychmozna obniżyć dostawę wody nie wiecej jak 30% Qd w ciagu miesiąca lub przerwę w dostawie wody w ciągu 1 doby.

Z tak przyjętego podziału niezawodności dostawy wody możemy wyprowadzić wniosek ze im wyższa kategoria niezawodności tym powinna być niezawodne w eksploatacji. Oznacza to ze powinna zawierać wiecej elementów rezerwowych: studnie rezerwowe i pompę. Możemy powiedzieć że im wyzsza kategoria niezawodności ujecia tzn. ze ono jest ważniejsze i jego koszt budowy jest wiekszy, dotyczy to również nie tylko elementów pobioru jak również do transportu i oczyszczania.

Wyższa kategoria ujecia dla projektowania oznacza że musi się skupić na rozwiązaniach metod renowacji ujecia na określeniu realnych jeżeli chodzi o liczbę studni rezerwowych a także na urządzeniach umożliwiających kontrole pracy ujecia

Projektowane ujecie wody podziemnej musimy zdawać sobie sprawę zwiazaną z amortyzacją. Ujęcia projektowane SA jako tzw. długowieczne. Dotychczas praktyka proj. ukazuje że ujecia wody podziemnej projektowany jest na okres amortyzacji 25lat. Pompy na okres 20 lat. Zbiorniki 30 lat Sieć wodociagowa np.rur żeliwnych 50, stalowych 30, z tworzyw sztucznych 40.

W warunkach krajowych okres przyjętej amortyzacji ujęć 25 letnich jest bardzo często przestarzała. Pomimo że SA przestarzałe trudno poddaja się renowacjom naprawom.Często zdarza się zę inwestorzy maja pewne szczególne żądania dotyczące co do jakości niezawodności, amortyzacji wodociągów.Wymagania inwestorów mogą odbiegać od podanych wczesniej zaleceń np.dotyczą niezawodności dostawy wody.Kłopotliwe mogą okazać się wymaganiom użytkowników w stosunku do ujęć podziemnych które są awaryjne. Ujecia te traktowane są jako rezerwowe i były nieczynne w dużych przedziałach czasowych.

W chwili uruchomienia urządzenia rezerwowego po dłuższym okresie nieuzywania, może okazać się że woda nie nadaje się do uzytku.

RODZAJE UJĘĆ WODY PODZIEMNEJ

Ujęcia wód podziemnych są to obiekty i urządzenia służące do zdrenowania warstwy wodonośnej z której będziemy czerpać wodę.

Podział ujęć:

1. poziome

2. pionowe.

1. studnie wiercone wykonuje się za pomocą wiercenia. Stosując wiercenie, poruszane ręczne lub mechnicznie

2. szybowewykonane technika przez opuszczanie stosując wydobywanie urąbku skały za pomoca czerparek, pomp, ręcznie

Nazewnictwo dotyczące podziału traktujemy umownie gdyż w rozwiązaniach projektowych i realizowanych taki układ jest rzadko zachowany.

Cecha charakterystyczna studni wierconych jest to że maja mniejszą średnicę aniżeli szybowe. Spotykamy tez studnie szerokośrednicowe gdzie do budowy studni wierconych zostały uzyte rury ok. 1m średnicy. Należy podkreślić że wykonanie studni 30 -40 m możliwe jest tylko technika wiertniczą.

Natomiast studnie o dużych średnicach powyżej 2m jest możliwe za pomoca techniki górniczej.Poziome ujecia wody mogą być wykonywane z rur prefabrykowanych, nieprzełazowych, obsypanych odpowiednich materiałem filtracyjnym.

Szczególnym przypadkiem studni drenażowych jest studnia promienista zbudowana z pionowego szybu z poziomych lub skośnych drenow usytułowanych promieniowo do jego studni lub dowolnej jego stronie.Wspólna cechą ujęć jest to że czerpana jest z nich woda znajduje się pod powierzchnia terenu.Wiadomo ze woda podziemna w warunkach naturalnych może wydobywać się samoczynnie w postaci źródeł.Obiekty i urzadzenia do ujmowania wody źródlanej znajduja się na powierzchni terenu lub częściowo zagłębione.Ostatnio możemy spotkać rozwiązania ujęć kombinowane. Dzięki którym ujmuje się wode podziemną i powierzchniowa równocześnie wprowadzoną do ośrodka wodonośnego. Woda powierzchniowa może przybrać właściwości wody podziemnej. Nazywamy te ujęcia infiltracyjnymi.

Wykład 5

Ujęcia wód podziemnych.

Najbardziej rozpowszechnionym ujęciem wody pod. jest ujęcie za pomocą studni kopanych lub wierconych.

Studnie kopane realizowane są najczęściej z kręgów betonowych o śred. 70,80,90 cm wys. 50 cm. Studnie kopane wykonywane są metodą opuszczania. Charakteryzują się tym, ze mają większe średnice niż studnie wiercone, można je remontować wchodząc do wnętrza.

Głęb. Na ogół nie przekracza 40 cm, najczęściej spotykane 15 - 20 cm

Studnie kopane szczególnie stosowane są do cynowania wód płytko zalegających pod powierzchnią terenu, nadaje się do zaopatrywania małych jednostek w wodę i b. często realizowany jest siłami miejscowymi bez zaangażowania specjalistycznych przedsiębiorstw. Starzenie tych studni w por. do wierconych jest mniejsze. Woda do studni, w zależności od zalegania warstwy wodnej rodzaju, może być doprowadzona przez dno, boki (pow. boczną) a także przez to i to jednocześnie.

Który z tych wariantów zostaje wybrany zal. Od rozpoznania hydrogeograficznej warst. Wodonośnej i potrzeb wody.

Hp - wysokość perforowanego odcinka pow. badanej studni przyjmuje się na podstawie obliczeń współczynnik przepustowości m jest określany: m=f/F=0,05÷0,15 (średnio 0,10)

Wydatek studni wynika z obliczeń zapotrzebowania na wodę oraz b. ważnym parometrem jest x dopuszczalne filtracji, którą możemy wyznaczyć korzystając z zal. empirycznej: Vf=αßko(1-np)(q-1)

α-współczynnik bezpieczeństwa wsp. zapasu <1 0,5÷0,8 oznacza to, ze przy wykonywaniu studni trzeba ocenić jakość warstwy filtracyjnej - zwiększając studnię zwiększamy koszty

ß-wsp. empiryczny, która zależny jest od nachylenia osi otworków do pionu.

W zależności od kąta Δ(delta) nachylenia możemy przyjmować na podstawie danych z tabeli: kąt δ ß 0-1 10-0,92 20-0,82 30-079 35-071 40-063 45-0,53 50-0,48 60-038

kąt	Δ	0	10	20	30	35	40	45	50	60
ß		1	0,92	0,82	0,79	0,71	0,63	0,53	0,48	0,38

ko - wsp. wodoprzepuszczalności materiału fizycznego tworzącego obsypkę umieszczoną w otworach

np- porowatość obsypki

q - gęstość ziaren posypki w g/cm³

Vf - V dopuszczalne filtracji w podsypce w cm/s

Czynnik ko powinien być wyznaczony doświadczalnie, wtedy mamy pewność, że zaprojektowana konstrukcja wody do studni będzie zbliżona do projektowanej. Jeżeli nie stosuje się obsypki to bardzo często dochodzi do zapiaszczenia studni, a zwłaszcza wtedy, jeżeli otwory wlotowe będą miały duży przepływ do w-wy wodonoś. Żeby nie doprow. Do szybkiego zapiaszczenia można otwory zabezp. siatką stosowaną do uziarnienia w-wy wodonoścnej.

Łączą pow. otworów wlotowych f

f = Q/ Vf

2 : m = f/F

Możemy obliczyć potrzebną pow. f , na której należy wykonać perforację

F1_f/m = Q/m Vf

Następnie pow. filtracji w w-wie wodonoś.

F2=Q/ VdopL

Do obliczeń projektowych studni bierzemy wartość większość z obliczonychF1 orazF2 i obliczmy hp=F/πdz

pole koła-pow. przekroju przez obwód

Otwory wlotowe do studni wykonuje się na ogół okrągłe (kwadratowe-gorzej) lub prostokątne rozmieszczając je w szachownicę lub też jeden nad drugim

Odległość między otworami wlotowymi na ogół wynoszą od 0,20 do 0,8 metra. Charakterystycznym jest to, że otwory poziome mają mniejsze wymiary.

Otwory o kształcie litery z mogą mieć większy przekrój poprzeczny od pozostałych. Średnice otworów okrągłych lub prostokątnych mniejszy wymiar zawiera ζ w przedziale 0,01 do 0,1 m

Szerokość szczelin prostokątnych przekracza od 2 do 10-krotnie ich wysokość.

Są tez szczeliny pionowe, których odległość dochodzi do 1m. Liczbę otworów wlotowych możemy wyznaczyć ze wzoru:

η=f/fo

Znając liczbę otworów, oraz powierzchnię, którą należy perforować możemy przystąpić do ustalenia ich rozstawu:

Górna krawędź perforowanej części studni powinna znajdować się co najmniej 0,5-1m poniżej najniższego przewidywanego położenia zwierciadła przewidywanego położenia zwierciadła wody w studni.

*rozbudowa - niżej, bo poziom wody się obniży-1 m

*mało opadów

Dolna krawędź studni części perforowej może sięgać aż do dna studni, ale wysokość części perforowanej powinna być powiększona o co najmniej od 0,3 m Zakłada się 0,3-0,5 m Takie rozwiązanie projektowe ma zapewnić odsunięcie osłabionego przekroju studni od noża studni, a także z uwagi na możliwość zawalenia studni.

Wprowadzenie wody przez dno studni możliwe jest na wiele sposobów np. założenie płyty lub odwróconej kopuły perforowanej, albo wprost przez pozostawienie dna otwartego.

W prawidłowym rozwiązaniu ujęcia wody za pomocą takiej studni powinien być zastosowany tzw. filtr odwrócony. W praktyce jest to kilkuwarstwowa zasypka ułożona pionowo na dnie studni. Taki filtr z mat gruboziarnistego tak, że ziarna o większych średnicach są na górze, a na dole o mniejszych aby mieć watę czystą.

Całkowita miąższość filtru odwrotnego w studniach kopanych (szybowych) wynosi ok. od 0,25 do 0,75 (wys. Łopaty 0,25) Liczba warstw filtracyjnych mało wynoszony

Obliczeniową średnicę ziaren pierwszej warstwy obsypki przylegającą bezpośrednio do w-wy wodonośnej obliczyć można z relacji D<5dn

Dn - obliczeniowa wodonośnej, która odpowiada 40-50% krzywej przesiewa d40-d50

Obliczeniową średnicę nast. Warstwy zasypki przyjmuje się 5-krotnie większą od D1 D2≤5D1

Trzecia warstwa D3 D3 ≤ 5D2

W obrębie każdej warstwy zasypki powinien być spełniony warunek:

C=Dmax/Dmin≤5

Sprawdzenie pionowej prędkości przez dolną warstwę zasypki

Vw=Q/Foφnp

Fo-przekrój poprzeczny strugi = przekroju kołowemu
φ- wsp. bezpieczeństwa = 0,5

np.- wsp. porowatości danej warstwy zasypki 0,2-0,3

Vw ≤ dopuszczalnemu to powinniśmy zwiększyć średnicę wew, strugi albo obniżyć jej wydajność.

Studnia bezfiltrowa Studnie tego typu muszą być obliczane inaczej gdyż boczna pow. leja czerpolnego przez który może dopływać woda wymaga zastosowania innego wzoru. Obliczenia przeprowadzone na drodze teoretycznej takiej studni można skontrolować poprzez pomiar ilości dopompowywanej wody ze studni w czasie kształtowania się leja depresyjnego. Należy pamiętać, aby utrzymać nad lejem czerpalnym tzw. stateczny strop w-wy napinającej bo jeżeli spowod. Przez pompow. Zbyt wielu lej, a materiał tworzących strop będzie mało wytrzymały, to możemy spotkać się z zawaleniem takiej studni.

Ponieważ opadanie brył ze stropu leja jest niebezpieczne zmniejsza wydajność studni, może spowodować całkowite wyłączenie.

Na strop nad lejem brył czerpalnym działa wypór wody, który umożliwia nam utrzymanie w-wy napinającej w stanie równowagi.

Obwał warstwy napinającej ma najczęściej kształt zbliżony do paraboli albo eliptyczny.

Wykład 6

Studnie wiercone w zależności od rodzaju wód gruntowych, które przewidziano do ujęcia można podzielić na studnie ciśnieniowe, ujmujące wodę o zwierciadle napiętym i bezciśnieniowe ujmujące wodę o zwierciadle nie napiętym.

W zależności od głębokości zapuszczenia studni rury filtrowej można wyróżnić studnie o całkowitym zagłębieniu zwane zupełnymi i częściowym zagłębieniu zwane niezupełnymi. Najważniejszą częścią studni jest filtr.

Prawidłowe zaprojektowanie studni powinno być poprzeczne odwierceniem badawczego otworu o małej średnicy. Ten odwiert ma nam dać dopowiedź potrzebną do ustalenia przekroju geologicznego, a następnie charakterystyki warstwy wodonośnej.

Znając układ warstwy wodonośnej przystępują do zaprojektowania filtru.

Filtr studni wierconej jest jej najważniejszą częścią , częścią która decyduje o jej poprawnej pracy i długotrwałości.

Zadaniem tego filtru jest umożliwienie przepływu wody z warstwy wodonośnej do wnętrza otworu studni. W zależności od potrzeb i układu hydrogeologicznego otworu, a także warstwy wodonośnej, filtry mogą mieć bardzo różne konstrukcje. Aktualnie w rozwiązaniach projektowych spotyka się filtry szkieletowe, siatkowe, obsypkowe oraz filtry o specjalnej konstrukcji. Najbardziej rozpowszechnionymi filtrami dotychczas były filtry wykonywane z rur wiertniczych z nawierconymi otworami wykonywane z rur wiertniczych, to otwory w tych rurach i średnice zawierają się w granicach od 10 do 25 mm.

Średnica ta zależna jest od uziarnienia warstwy wodonośnej. Średnica ta powinna być od 4 do 3 razy większa od najmniejszej średnicy ziaren znajdującej się poza ścianą filtru.

Bierze się pod uwagę ustalenia po wykonaniu próbnego pompowania. Innym ograniczeniem jest także, gdzie średnica utworu nie powinna być większa od 0,1 m średnicy rury filtrowej. Powierzchnią roboczą filtru ustalono nazywać powierzchnię nawierconych wód.

Współczynnikiem przepuszczalności filtru nazywamy stosunek powierzchni roboczej do całej powierzchni filtru.

Współczynnik ten przy filtrach odcinkowych wacha się w granicach od 0,20 do 0,28 Otwory rozmieszczone w szachownicy odl. Pomiędzy nimi 2 - 3 d

Każdy z filtrów w dolnej jego części zakończonej jest rurą nieperforowaną, stanowiącą osadnik dla materiału złoża, który wraz z wodą dostaje się do studni.

Rura ta nazywana jest rurą podfiltrową. Ma ona najczęściej taką sumą średnicę jak filtr, a czasami nawet mniejszą.

Do średnic filtra - ǿ 300 mm najczęściej zamykana jest kołkiem drewnianym lub denkiem z blachy stalowej. Dla ǿ >300mm

Długość rury podfiltrowej można dodatkowo uzależnić od przewidywanej intensywności zapiaszczenia studni. W przypadku gdy projektuje się eksploatację studni za pomocą pompy umieszczonej w rurze podfiltrowej należy powiększyć jej wymiary tak, aby spełnić wymagania związane z eksplotacją pompy.

Zaleca się, aby długość rury podfiltrowej wynosiły: przy głębokościach studni od 1,5 - do 2 m od 16 - 30 do 3m od 31-90 do 5 m ponad 90 do 10 m

Spotyka się rozwiązania również filtrów, gdzie w swojej dolnej części wyposażone są w tzw. but z zaworem zwrotnym

Nad rurą podfiltrową znajduje się filtr właściwy, gdzie następuje dopływ wody z warstwy wodonośnej do studni.

Zaleca się aby średnice drutu nawojowego i ich rozstaw przyjmować jak niżej

Średnica filtru [mm]	Drutu [mm]	Rozstaw zwojów
50-75	1-1,5	15 mm
100 - 150	15 - 2	15 mm
160 - 300	2 - 2,5 mm	20 mm

Spirala rozwojowa powinna być przyspawana do rury perforowanej w odstępach od 20 do 30 cm

Dopuszczone są zamiast drutu nawojowego stosowane siatki podkładowej z drutu o grubości od 1,5 do 2 mm i o oczkach 8-8 albo 13-13 (siatka kwadratowa)

Przepustowość drutu dopuszczalną przy zachowaniu dopuszczalnej ν dopływu wody do filtru odbywa się wg wzoru.

Qf=πdfL_fV_dopּp

Możemy wyznaczyć przepustowość dopuszczalną filtrów szkieletowych, siatkowych, z dosypką żwirową i tworzywa parowatego.

Df-średnica filtru

Lf-długość zasadnicza część filtru właściwego

Vdop-dopuszczalne prędkość dopływu wody do filtru w m/s

p-przepuszczalność filtru którą najczęściej wyraża się w postaci ułamka dziesiętnego i przyjmuje do obliczeń równą 0,25

Vdop - wody ujmowanej do filtru oznacza największą prędkość na granicy pomiędzy materiałem tworzącym warstwę wodonośną a zewnętrzną powierzchnią filtru.

Prędkość ta limituje i decyduje o wydatku studni. Jak do tej pory nie ma jednolitego poglądu na sprawy odnoszące się do obliczenia tej prędkości.

W rozwiązaniach projektowych studni potwierdzonych doświadczeniami praktycznymi przy studniach przewidzianych do stałej eksploatacji proponuje się obliczanie V dopuszczalnego do studni ze wzoru ZICHARDA

Vdop=√k/30

k-m/s - wsp. filtracji

Dla studni przewidzianej do stałej eksplotacji w okresie kilku lat np. studnie przewidywane na potrzeby odwodnienia stosuje się wzór LABRADOWA

Vdop = ³√k/30

Dla studni przewidzianych do okresowej eksploatacji trwającej do kilkunastu godzin, po której następują długie przerwy.

-studnie awaryjne

-studnie wody przeciwpożarowej (wzór Zicharda)

Vdop=√k/15

Wpływ średnicy na wydatek jest nieznaczny przy zachowaniu jednakowej depresji zależności między Q =S³√r

Q - wydatek studni w m3/s

S - depresja studni w m

R - promień studni [m]

Sporządzając wykres wg tego wzoru dostrzega się, że wydatek studni wierconej wzrasta do średnicy 0,3 m. Powyżej 0,3 m wzrost wydajności studni maleje, i zwiększenie jej powyżej 0,3 m wpływa na wzrost wydatku bardzo mało.

Rura nadfiltrowa ma zwykle taką samą średnicę jak filtr właściwy. Ta rura, gdy ma dużą średnicę może być doprowadzona do powierzchni i zwykle znajduje się ona w rurach eksploatacyjnej, w których umieszczona jest pompa głębinowa.

Pomiędzy rurą nadfiltrową a rurami eksploatacyjnymi znajduje się uszczelka w zależności od pomysłu konstruktora jako uszczelka może być rura albo sznur konopny przewdziany do wody czystej.

Rura nadfiltrowa powinna być wpuszczona w rury eksploatacyjne co najmniej 2 metry, a najwyżej 5 . Górna część rury nadfiltrowej zakończona jest zamkiem, zamek ma umożliwić wyciągnięcie filtru w przypadku jego oczyszczenia lub wymiany.

W czasie pompowania wody o zwierciadle swobodnym ze studni, zafiltrowanych powstaje zeskok tj. wysokość słupa wody w studni jest niższa niż na zewnątrz filtru studni. Zeskok jest to różnica pomiędzy zwierciadłem wody w studni, a zwierciadłem wody swobodnym.

Prawidłowa eksploatacja studni odbywa się wtedy, gdy wartość zeskoku na filtrcie nie przekracza 0,5 m

Orientacyjnie zeskok można obliczyć z następującego wzoru: ∆h = 0,005 s²/m

We wzorze tym: m - jest miąższością warstwy wodonośnej

s - depresja w [m]

∆h - zeskok

Na potrzeby zaopatrzenia w wodę buduje się studnie z pojedynczym odrurowaniem. Wykonanie takiej studni wymaga doprowadzenia rur ogładzinowych poniżej spomu warstwy wodonośnej na odległość rury podfiltrowej oraz zabudowanie filtru i podciągnięcie rur w celu odsłonięcia filtru.

Wykład nr 7

Przybliżone wartości współczynnika filtracji kf w zaleznosci od kategorii gruntu wyrazone w m/d przedstawiaja się nast. :

• zwir czysty 250-100 m/d

• zwir z piaskiem 140-40 m/d

• piasek zwirowaty 100-40

• piasek gruboziarnisty 40-25

• piasek srednioziarnisty 25-10

• piasek drobnoziarnisty10-2

• piasek drobny z glina i pylem 2-1

Każde ujecie wody musi mieć strefie ochronna zarówno wody powierzchniowej jak i podziemnej

Rozroznia się 2 strefy

• bezposredniej ochrony ujecia

• posredniej ocgrony ujecia

s.o- biologicznej

s.o-chemicznej

STREFA BEZPOSREDNIA

liczona jest od obudowy komory studni (nie od osi) najwieksza odlegl. 10m, może być 25 , zadnych upraw, nawozow

STREFA POSREDNIA

- nie można nic wylewac , nawozic , chowac zwlok , zalatwiac potrzeb fizjologicznych

-ochrony chemicznej - nawet splyw wody 25 lat wznaczeni b.trudne, bardzo dobre rozpoznanie terenu

Prezwody wodociagowe

Przewody wodociagowe tworza siec , która sklada się z poszczegolnych elementow . Do elementow budowy sieci zaliczamy:

1. rury proste , stanowiace podstawowy element wodociagow

2. ksztaltki stosowane przy zmianie kierunku przewodow , przy zmianie sred. przewodow

3. zlacza bedace elementami sluzacymi do laczenia poszczegolnych rur i ksztaltek

4. uzbrojenie regulujace przeplyw wody i umozliwiajacejej pobor

5. obiekty specjalne sluzace do oslony uzbrojenia przewodow sieciowych , a także mocowania przewodow

Wykład nr 8

WYMAGANIA I ZAKRES PODSTAWOWYCH CZYNNOSCI PRZY PROJEKTOWANIU SIECI WODOCIAGOWEJ

Kazda siec wodociagowa w ukladzie zaopatrywania odbiorcow w wode stanowi jeden z najwazniejszych i najkosztowniejszych el. calego systemu . Ocenia się ze nakłady poniesione na budowe sieci siegaja 60-90% calego systemu .

Innym czynnikiem decydujacym o kosztach przesylu wody jest czynnik wynikający z potrezby niezawodnosci systemu. Ten czynnik decyduje o kosztach eksploatacji , użytych materialach , a także wyposazenia w sprzet sterujaco regulujacy .

Kazda zaprojektowana siec wodociagowa powinna przede wszystkim :

1. zapewnić dostawce wody o wymaganej ilosci , jakosci i pod rzadanym ciśnieniem dla wszystkich użytkowników korzystających z sieci

2. należy zapewnić niezawodność dostawy wody w powiązaniu z elastycznaoscia funkcjonowania sieci

3. zapewnic mozliwie najnizszy koszt budowy i eksploatacji

4. zapewnic dlugotrwalosc i dlugowiecznosc funkcjonowania sieci

- jakosc doboru materialow

-jakosc wykonania

-jakosc eksploatacji

Spelnienie wymienionych wymagan może być możliwe jeżeli zostanie zapewnione już na etapie projektowania:

• odpowiedni wybor ukladu sieci przewodu (o tym decyduje projektant)

• odpowiedni wybor materialu rur i zastosowanych polaczen

• odpowiednie zwymiarowanie przewodow (o tym decyduje wielkosc poboru oraz predkosc)

• odpowiedni dobor uzbrojenia sieci

• zapewnieniu odp. cisnienia jakosci doprowadzonej wody do sieci , a także wymaganej ilosci.

• zapewnienie duzej jakosci wykonastwa

Bardzo waznym elementem spelnienia wymienionych wymagan jest zapewnienie wlasciwej eksploatacji polegajacej na :

• terminowosci wykonania

• konserwacji

• remontowsygnalizacji

• sterowanej praca sieci

Dotychczas rozronia się 3 zasadnicze glowne rodzaje sieci wodociagowej .

1. SIEC ROZGALEZIENIOWA-PROMIENISTA

2)SIEC PIERSCIENIOWA / OBWODOWA

3)SIEC MIESZANA

2. Najtansza z wymienionych sieci w realizacji jest z reguly siec rozgaleziona zarówno w projektowaniu ,budowa jak i eksploatacji . Ale wszystko ma wady - charakteryzuje się ona duzo wieksza zawodnoscia zawodnoscia dostawy wody

Siec pierscieniowa charakteryzuje się duza niezawodnoscia wody oraz wieksza stabilnoscia cisnienia niż siec rozgaleziona .

Mimo wiekszych kosztow realizacji sieci piercieniowej znajduje ona jednak wieksze uznanie i zastosowanie w rozwiazywaniu problemow zaopatrywania w wode . Natomiast siec rozgalezieniowa stosowana jest na ogol w dosc ograniczonym zakresie . Najczesciej stanowi poczatek budowy sieci pierscieniowej poprzez przeksztalcenia jej w roznych fazach budowy .Stad przy takim podejsciu w praktyce mamy do czynienia z 3 rodzajem sieci - mieszana.

Z uwagi na funkcje jakie poowinny spelniac przewody dostarczajace wode do sieci i odbiorcow wyroznia się przewody

-magistralne (glowne)

-rozdzielcze

Glowne w zasadzie pzrewidywane sa do zasilania przewodow rozdzielczych .Z przewodow rozdzielczych wyprowadzane sa tzw. przylacza którymi plynie woda bezposrednio do odbiorcow- budynkow

Projektant powinien ustalic które pzrewody sa glownymi a które rozdzielczymi , zalezy to od konfiguracji terenu oraz wielkosci jednostki zasadniczej . Przewody magistralne-sred.>300mm. Do tych przewodow nie przylacza się bezposrednio budynkow . Przewody o sred. < 300mm zaliczane sa do rozdzielczych ( w niewielkich jednostkach osadniczych typu gminnego sred. przewodow wodociagowych jest duzo mniejsza niż w duzych jedn. osadniczych . Może być także przewodami glownymi będą przewody o d < 300mm .

W parktyce projektowania sieci wodociagowych możemy spotkac 2 typowe sytuacje:

• projektujemy siec nowa w ramach kompleksowego projektu calego systemu wodoc.

• rozbudowujemy już istniejacy uklad sieci wod.

• wielkosc wymaganego cisnienia dla sieci bedzue wynikala z odp. dobranych przekrojow

• wymiary przewodow sieci wod będą wynikaly zwielkosci cisnienia dyspozycyjnego pompowni , zbiornikow albo w miejscu zasilania sieci wod.

Projektowanie sieci wodociagowych sprowadza się do wykonania przez projektanta nastepujacych czynnosci

1. wybranieo odpowiedniej konfiguracji geometrycznej ukladu rurociagu, zgodnej z topografia obszaru a glownie ulic i wytarasowanie pzrebiegu tras rurociagu

2. dobranie rodzaju przewodu i ustalenie schematu wyjsciowego sieci do obliczen projektowych

3. wykonanie obliczen hydraulicznych aby dobrac srednice przewodow i wyznaczyc straty cisnienia

4. wyznaczenie wymaganego cisnienia w sieci

5. dobor i lokalizacja uzbrojenia

TRASOWANIE UKLADU SIECI

Zadaniem tego etapu projektoawania jest wytrasowanie lini pzrewodow i na jej podstawie pzrygotowanie schematu wyjsciowego pzrebiegu tars rurociagow do obliczen hydraulicznych . Nastepnie przygotowuje się glowny szkielet sieci wodociagowej w którym zaznacza się przebieg tras glownych z pominieciem przewodow rozdzielczych ale z uwzglednieniem w tych miejscach ilosci wody jaka maja dostarczyc przewody glowne.

Rozwiazanie ukladu sieci wodociagowych zalezy od

1. Charakteru rozplanowania miasta , osiedla i rozmieszczenia poszczegolnych uzytkownikow wody i wielkosci zuzycia

2. wystepowanie naturalnych i sztucznych przeszkod : rzeki drogi

3. uksztaltowanie terenu

4. rozmieszczenie liczby i wielkosci zrodel zasilania sieci w wode

W zwiazku z tym podstawowym ukladem rozporzadzonym sieci jest plan sytuacyjno- wysokosciowy przestrzennego zagospodarowania terenu danej jednostki osadniczej . W praktyce plany 1:2000 1:20000

Wykład 9

Przystępując do rozwiązania układu sieci wodociągowej projektant powinien kierować się następującymi zasadami:

1.Starać łączyć przewody najkrótszą drogą z głównymi odbiorcami o największym zapotrzebowaniu.

-najmniejsze straty

-najlepsza jakość wody

2. Należy tak trasować przewody prowadzące znaczne ilości wody aby przechodziły one przez środki ciężkości obszarów o największym zapotrzebowaniu na wodę i spodziewanych rozbiorach.

3.Staramy się w naszych rozwiązaniach prowadzić przewody magistralne wzdłóż głównych ciągów komunikacyjnych. Podyktowane jest to przede wszystkim niekiedy brakiem w zakresie rozwiązań szczegółowych dotyczących planu przestrzennego zagospodarowania terenu miedzy ulicami na planie w którym wrysowujemy trasy sieci. Odstępy od tej zasady są możliwe jednak, jeżeli potrafimy odpowiednio umotywować możliwości skrócenia przewodów i uzgodnić przebieg nowej trasy z władzami urbanistycznymi danego rejonu.

4. Przy projektowaniu tras wykorzystywać w miarę możliwości istniejące ukształtowanie terenu prowadząc główne przewody wzniesieniami terenu, dlatego, że uzyskamy korzystny rozkład ciśnienia w sieci rozdzielczej zlokalizowanej poniżej.

W tym przypadku przy wykorzystaniu tej zasady dopuszcza się nawet odstąpienie od zasady prowadzenia przewodów wzdłuż głównej drogi i ulic.

5. Przy wyborze tras pamiętamy o uwzględnieniu naturalnych i sztucznych przeszkód związanych z zaplanowanymi trasami i wybierajmy te trasy które pozwalają nam na pokonanie tych przeszkód przy zapewnieniu największej niezawodności dostawy wody do odbiorów za przeszkodą. Można to zrealizować np. przy przekraczaniu rzek, stosując dwa równoległe odcinki przewodów przy przechodzeniu przez rzekę przy czym każdy z tych odcinków stanowi 100% rezerwy przepustowości.

Na ogół budowa sieci wodociągowych związana jest z etapowaniem przy czym kolejne etapy rozbudowy powinny być dostosowane do potrzeb rozbudowy danej jednostki osadniczej i wyprzedzać je w czasie.

Projektując s.wod. dla okresu perspektywicznego i kierunkowego należy w miarę możliwości brać pod uwagę założenia o niezaletności funkcjonowania układów sieciowych przewidywanych dla przyjętych horyzontów czasowych. Oznacza to, że przy projektowaniu powinno uwzględniać się rezerwę przepustowości tej części sieci która jest przewidywana i związana z obszarem do zagospodarowania w okresie kierunkowym. Układ tej sieci powinien być naniesiony na planie jednostki osadniczej i opisany za pomocą węzłów oblicz. Jako węzły oblicz. należy przyjąć punkty rozgałęzień przewodów a także te w których zakłada się zmianę średnicy przewodów w granicach stref zagospodarowania przestrzennego.

ZBIORNIKI WODOCIĄGOWE

Zbior. wod. w układach dystrybucji wody odgrywają bardzo istotną rolę, ponieważ umożliwiają jej magazynowanie w okresie zmniejszonych rozbiorów sieci i uzupełnianie wody w czasie zwiększonego zapotrzebowania a także w niektórych sytuacjach są źródłem wody na wypadek nieprzewidywalnych zagrożeń wielkości ujmowanej wody.

Dzięki zastosowaniu zbiorników w układach sieciowych zaopatrywania w wodę możemy zachować korzystne warunki równomiernej pracy ujęcia, urządzeń uzdatniających, pompowni wody. Równomierna praca tych urządzeń w znacznym stopniu poprawi warunki eksploatacji i niezawodności sieci. Zbiorniki mogą gromadzić zarówno wodę surową jak i uzdatnioną. W pierwszym przypadku są to zbiorniki tzw. ujęciowe, magazynujące wodę niezdatne bezpośrednio do konsumpcji. Takie wody na ogół pochodzą z ujęć powierzchniowych i infiltracyjnych.

Głównym zadaniem tych zbiorników jest utworzenie zapasu wody surowej na wypadek poważnych zakłóceń w źródle, katastrofalne zanieczyszczenie rzeki, powodzi. Zbiorniki wody surowej spełniają również rolę urządzeń -rolę osadników.

Zbiorniki magazynujące już wodę uzdatnioną przeważnie są zlokalizowane na stacji uzdatniania lub bezpośrednio współpracują z siecią wodociągową i nazywane są zbiornikami sieciowymi. Zbiorniki stacyjne głównie gromadzą wodę na cele technologiczne, stacje uzdatniania a także jako zapas wody na wypadek awarii lub pożaru.

Zbiorniki wod. współpracujące z siecią i pompownią umożliwiają przede wszystkim wyrównanie nierównomierności w zapotrzebowaniu na wodę, gromadząc ją w godzinach małych rozbiorów i oddając w godzinach dużych rozbiorów. Innym zadaniem tych zbiorników jest wyrównywanie ciśnień w sieci, bo usytuowanie ich na pewnej wysokości w stosunku do sieci wod np. na wzniesieniach terenu, pozwala na stabilizowanie wahań ciśnienia. Innym zadaniem jest magazynowanie wody na wypadek awarii ujęcia, awarii stacji uzdatniania, awarii przewodów tranzytowych. Przesyła wodę na inny przewody łączące poszczególnych odbiorców. Stosowanie zbiorników poprawia niezawodność systemów zaopatrzenia w wodę nie zależnie od rodzaju i lokalizacji danego zbiornika.

WYBÓR LOKALIZACJI ZBIORNIKA SIECIOWEGO ma istotne znaczenie z punktu widzenia późniejszego układu zaopatrywania w wodę ponieważ wpływa to na dobór średnic i wielkości pompowni. Sama lokalizacja jako taka zależy w zasadzie od ukształtowania terenu, który zaopatrywany jest w wodę. W związku z tym przy lokalizacji zbiornika należy brać pod uwagę w miarę możliwości naturalne wzniesienia terenu. Jeżeli wzniesienie takie jest wystarczające to możemy projektować zbiornik terenowy zagłębiony w ziemię. Jeżeli h wzniesienia jest niewystarczająca, to stosuje się zbiornik o konstrukcji wieżowej wyniesionej ponad poziom terenu. W praktyce projektowania można wyróżnić 3 przypadki lokalizacji zbiornika sieciowego :

1. Zbiornik usytuowany przed obszarem zasilania siecią- początkowy

2. Zbiornik usytuowany za siecią wod. - zb.końcowy

3. Zbiornik usytuowany na obszarze zasilania tzw. centralny

Zbiornik początkowy charakteryzuje sie tym, że cała ilość gromadzonej wody podlega stałej wymianie a czas jej przebywania jest b.krótki, tylko w przypadku zb.początkowego a zlokalizowanego z boku przewodu zasilającego będzie wymieniana tylko część wody. Taką lokalizację można wybrać gdy obok trasy przewody znajdzie się odpowiednie wzniesienie umożliwiające budowę zbiornika. Jeżeli wzniesienia nie będzie to....

Zbiornik końcowy - jest usytuowany na końcu systemu wodociąg.zasilanego pompami ze strony ujęcia. To rozwiązanie stosuje się gdy układ terenowy jest taki, że na końcu systemu wod. znajduje się wzniesienie o odpowiedniej wysokości na wybudowanie zbiornika

Zbiornik centralny sytuuje się w miarę możliwości centralnie w stosunku do odbiorców wody wybierając w tym celu wzniesienie terenu. Tak położony zbiornik ma do spełnienia rolę zb. początkowego dla części miasta znajdującego się za nim, rolę zbiornika końcowego dla części miasta przed.

Zbiorniki te na ogół są projektowane jako wieżowe. Wszystkie zbiorniki, a w szczególności początkowy i końcowy wymagają wysokiego umieszczenia aby, możliwe było zapewnienie odpowiedniego ciśnienia.

W przypadku zbiornika końcowego jest wymagana większa wysokość podnoszenia wody w pompowni niż w pozostałych przypadkach . Powinien on mieć możliwość zasilania sieci w czasie postoju pompy. Wynika stąd że najkorzystniejsze jest stosowanie centralnego położenia zbiorników sieciowych.

Wykład 10

WYMIAROWANIE ZBIORNIKÓW WODOCIĄGOWYCH

Objętość zbiornika wodociągowego zależy od:

1.miejsca usytuowania zbiornika wodociągowego w systemie zaopatrywania w wodę

2.wydajność sieci wodociągowych

3.zmienność dopływu i odpływu wody ze zbiornika

4.Możliwości technicznych dostosowania parametrów pracy pomp do zmiennych warunków przepływowych wody i ciśnienia sieci biorniki wodociągowe rzede wszystkim wyrównują różnice w zbiornikach wody w ciągu doby a także i tygodnia. Czas magazynowania wody w zbiorniku jest zatem ograniczony i podyktowany co do wymagań jakościowych .Ze względu na niezawodność pracy systemu wodociągowego i pewności dostawy wody do odbiorców wynika ,że objętość zbiornika powinna być w miarę jak największa dlatego też pojemność zbiorników sieciowych lub stacjonarnych w małych sieciach osiąga 100% maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę .Zbiorniki małych wodociągów winny magazynować wodę od 200-300% Qdmax. Dobór objętości magazynowanej wody w zbiorniku powinien zostać gruntownie przeanalizowany i posiadać odpowiednie udokumentowanie projektowanej objętości .Jest to podyktowane faktem znacznych kosztów związanych z z budową takich zbiornikow .Pojemność takich zbiorników określa się za pomocą bilansu odpływu i dopływu wody do zbiornika. W przypadku zbiorników ujściowych dopływ wody do zbiornika odpowiada wydajności źródła wody. Odpływ na ogół stały i odpowiada wydajności stacji uzdatniania. Przy ustalaniu pojemności zbiornika stacyjnego bilansuje się dopływy wody po uzdatnieniu ,które na ogół są stałe w ciągu doby ze zmiennym poborem wody przez pompę.Pojemność zbiornika sieciowego jest wynikiem sumowania dopływu do zbiornika ,które to mogą być stałe lub zmienne w czasie (zalezą od charakteru pracy pompy) i ze zmiennymi rozbiorami wody przez odbiorców w ciągu doby .Pojemność użytkowa tjpojemność wynikająca z funkcji sieci wodociągowej ustala się wg. wzoru

Vu=Vw+Vs

Vu -pojemność użytkowa zbiornika

Vw -pojemność wyrównawcza potrzebna do wyrównania nierównomiernego zasilania w wodę zbiornika

Vs- pojemność asekuracyjna przewidziana na wypadek pożaru lub awarii wodociągu.

Wymaganą pojemność zbiornika przeciw pożarowego należy przyjmować w oparciu o aktualnie obowiązujące normy w zależności od wielkości miasta i liczby mieszkańców. W celu określenia niezbędnej ilości wody na wypadek awarii Va powinniśmy przeprowadzić analizę niezawodnościową całego systemu wodociągowego ponieważ ustalenia częstości występowania skutków i czasu trwania awarii służy za podstawę do przyjęcia uzasadnionej ilości zapasu wody Va. Jeżeli stwierdzimy ,ze nie ma wyraźnych wskazań wynikających z analizy niezawodności sieci aby taka awaria miała miejsce to proponuje się przyjmować rezerwę awaryjna Va o wielkości aby łączna pojemność zbiornika po uwzględnieniu Vw wynosiła 30-35%Qdmax. Do określenia pojemności wyrównawczej Vw potrzebne są:

1.Qdmax w danej miejscowości

2.godzinowy rozkład rozbioru wody w mieście w ciągu doby o maksymalnym zapotrzebowaniu

3.znane warunki zasilania zbiornika w wodę w przypadku zasilania za pomocą pomp należy znać harmonogram pracy pomp ,w którym podaje się liczbę pomp pracujących wydajność i okres pracy pomp.

Jeżeli chodzi o rozkład rozbioru wody to do celów projektowych najczęściej uzyskuje się korzystając z danych statystycznych w analogicznych jednostek osadniczych lub wyznacza się w sposób przybliżony posługując się przyjętym rozkładem i przyjętymi współczynnikami nierówności godzinowej adekwatnych dla danych wartości przewidywanego rozbioru wody. Pojemność wyrównawcza określamy na podstawie porównania godzinowych dopływów z pompowni do zbiornika i godzinowych rozbiorów wody ze zbiornika w ciągu doby .I m bardziej charakter zmienności dopływu wody do zbiornika będzie zbliżony do zmienności rozbioru wody to pojemność wyrównawcza będzie mniejsza. Pojemność wyrównawczą zbiornika można wyznaczać w sposób analityczny lub graficzny. Istota metody analitycznej polega na sporządzeniu bilansu wielkości dopływów i wypływów ze zbiornika w ciągu doby. W tym celu porównujemy harmonogramy pracy pomp z rozkładem rozbiorów wody w dobie o maksymalnym zapotrzebowaniu. Wyznacza się w każdej godzinie doby wielkość dopływu wody do zbiornika (jeśli wydajność pomp> rozbioru wody) i dopływ wody ze zbiornika (jeśli wydajność pomp< rozbioru wody).Sumując wielkość dopływu wody do zbiornika otrzymuje się maksymalną wartość, która jest jego pojemnością wyrównawczą. W obliczeniach operuje się godzinową miarą dostawy wody lub rozbioru wody ze zbiornika wyrażoną w % Qdmax. Ilość wody w 1m3 zbiornika gromadzoną cyklicznie w kolejnych przedziałach dobowych jako pojemność wyrównawczą można łatwo obliczyć mając Qdmax.

Graficznie można wyznaczyć pojemność zbiornika wyrównawczego posługując się metodą krzywych sum całkowych .M❥toda ta polega na sporządzeniu na jednym układzie współrzędnych wykresu sumarycznych wody i wykresu sumarycznych dopływów wody a następnie porównanie tych wykresów .Maksymalna różnica rzędnych %Qdmax daje poszukiwaną pojemność wyrównawczą zbiornika .Krzywa sumowania p❲zedstawia wzrost godzinowy rozbioru wody lub dopływu do zbiornika a sporządza się ja dodając w każdej kolejnej godzinie odpowiadający jej rozbiór Kub dopływ wody wyrażony %Qdmax.

OBLICZENIA HYDRAULICZNE SICI WODOCIĄGOWEJ

Celem obliczeń hydraulicznych na etapie sporządzania projektu sieci wodociągowej jest określenie średnic przewodów oraz strat ciśnienia powstałych przy żądanym natężeniu przepływu.

Wyjściowymi natężeniami obliczeń hydraulicznych są przepływy odpowiadające maksymalnemu godzinowemu zapotrzebowaniu na wodę. Praca sieci przy tych przepływach jest podstawowym warunkiem obliczeń hydraulicznych na etapie projektowania ,w wyniku którego dobieramy odpowiednie średnice i ustalamy minimalne ciśnienia w sieci. Poza podstawowym wymienionym wariantem obliczeń projektant powinien sprawdzić średnice i natężenia przepływów oraz ciśnienia w warunkach odpowiadającym innym charakterystycznym zapotrzebowaniom na wodę. Warianty obliczeń sprawdzających zależą od sposobu zasilania w wodę sieci, lokalizacji zbiorników wyrównawczych liczby punktów zasilających sieć, harmonogramu pracy pomp a także wielkości wodociągów. Biorąc pod uwagę wskazanym jest, aby obliczenia sprawdzające były przeprowadzone w następujących przypadkach:

1.przy minimalnych rozbiorach wody i przepływach w sieci w celu sprawdzenia maksymalnych ciśnień w sieci

2.przy założeniu awarii poszczególnych źródeł zasilania sieci wodą w czasie maksymalnego godzinowego zapotrzebowania w celu sprawdzenia minimalnych ciśnień w sieci przyjmuje się ,że charakter awarii i wielkości powinny być poparte odpowiednią analizą rachunku niezawodności dostawy wody do odbiorców.

3.przy założeniu awarii na głównych odcinkach magistralnych w czasie maksymalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę przez odbiorcę. W celu sprawdzenia warunków miasta przy czym te obliczenia hydrauliczne powinny być poparte analizą niezawodności dostawy wody.

Stwierdzono że dla sieci występujących w systemach wodociągowych , w których wydajność Qdmax jest mniejsza niż 1,25 niezbędnej wydajności do zewnętrznego gaszenia pożaru (chodzi tu o sprawdzenie minimalnych ciśnień tzw. Pożarowych w czasie zapotrzebowania na wodę przez miasto).

W tym wariancie obliczeń hydraulicznych zakłada się możliwość korzystania jednoczesnego przez straż pożarną z 2 sąsiednich hydrantów zewnętrznych , przy czym ustalenia są następujące:

-wydajność 1 hydrantu p.poż. o średnicy 80mm wynosi 10 dm³/s. Hydranty o średnicy 100 mm 16 dm³/s. Podane warunki dotyczą sieci dla których zapotrzebowanie na wodę do gaszenia przekracza…..

Prowadzenie obliczeń hydraulicznych ułatwiają wcześniej sporządzone schematy obliczeniowe , w których ujęto układ geometryczny sieci z podanymi i ustalonymi rozbiorami wody. Na takim schemacie oznacza się kierunki przepływu wody strzałkami. Punkty zasilania sieci w wodę z podaną ilością dostarczonej wody wartości rozbiorów odcinkowych i węzłowych wartość przepływów początkowych i końcowych na każdym obliczonym odcinku. Niekiedy obliczenia hydrauliczne oprócz podanych informacji na schematach wymagają podania lokalizacji i wydajności w założonych punktach wystąpienia pożaru , lokalizacji miejsca awarii- gdy wyłączony z pracy 1 z głównych odcinków w sieci bądź 1 ze źródeł wody.

Przy sporządzaniu schematu obliczeniowego dla 1 z warunków obliczeń sprawdzających np. przy minimalnych rozbiorach godzinowych wody przez odbiorców można wykorzystać rozbiory maksymalne odcinka i węzłach a same obliczenia mogą być prowadzone w sposób uproszczony wykorzystując w tym celu zależność:

X=(Qhmin/Qhmax)*A=β*A

X- rozbiór odcinkowy na danym odcinku lub rozbiór węzłowy przy minimalnym godzinowym zapotrzebowaniu na wodę w dm³/s.

Qhmin- minimalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę przez odbiorców wyrażone w m³/h albo %Qdmax

Qdmax- maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę przez odbiorców wyrażone w m³/h albo %Qdmax

A- rozbiór odcinkowy lub węzłowy przy maksymalnym godzinowym zapotrzebowaniu na wodę w dm³/s.

Β- współczynnik proporcjonalności, stały dla przyjętego rozkładu rozbiorów wody.

Jeżeli chodzi o obliczenia hydrauliczne to sposób postępowania prowadzenia obliczeń w sieci rozgałęzionej jest bardzo prosty.

Obliczenia wykonuje się kolejno dla wszystkich odcinków sieci przyjmując jako dane wyjściowe przepływy obliczeniowe i założoną prędkość V przepływu wody.

Wykład 11

Obliczenia zamkniętych sieci pierścieniowych

Metody obl.: met. Crossa, Łobaczewa

Sposoby obl.:

-ręcznie

-za pomocą programów obliczeniowych(EPANET)

Podstawą obl. jest spełnienie 2 warunków:

1. algebraiczna suma przepływów w węźle=0,oznacza to, że suma dopływu w węźle powinna być równa sumie odpływu z każdego węzła sieci ∑Qi =0

2. algebraiczna suma strat cieśn..lub wys. Cieśn.. w każdym pierścieniu, który jest obwodem zamkniętym powinna być równa 0 ∑hi=0

Podane j.w metody polegają na rozwiązaniu ukł. równań w kolejnych przybliżeniach przy zadanych przepływach w sieci i dobranych dla tych przepływów średnic przewodów z uwzględnieniem zalecanych prędk.średnich przepływów wody na danych odc.ponieważ metody te oparte są na kolejnych przybliżeniach oznacza to że przepływy muszą być korygowane aby algebraiczna suma strat cieśn. lub wysokości ciśnienia w każdym pierścieniu była równa 0.

Korygowaniu przepływów obl. wg. metod polega na algebraicznym dodaniu do przepływu poprzedniego poprawki ∆Q= -∑hi/2∑(hi/Qi) [dm3/s]

∑hi- suma wys. strat cieśn.. na wszystkich odc. [m]

Podstawą do przeprowadzenia obl. s.pierścieniowej są przygotowane wcześniej schematy obl., w których zadane są następujące wlk.:

-dł. przewodu

-rozbiory odcinkowe

-przepływ początkowy

-przepływy końcowe

Ogólny algorytm obliczeń:

1)na podstawie wzoru ustalamy obliczeniowy przepływ dla poszczególnych odc. w pierścieniu;

2)dobieramy średnice i obliczamy straty ciśnieniowe dla-//-

3)sprawdzamy warunek |∑hi|≤бi ,gdzie hi jest wys.strat ciśn..w i-tym odc. pierścienia

б-bezwzględny dopuszczalny błąd który przyjmuje się w obl. inżynierskich б=0,5m jeżeli obliczenia przeprowadzamy met. ręczną; б=0,1( za pomocą programów komputerowych).Jeżeli warunek nie jest spełniony to wykonujemy drugie przybliżenie przepływu obl. dla odcinków: Qzi=Q1i+∆Q1.Postępując w ten sposób wprowadzamy kolejne poprawki∆Q obliczenia powtarzamy do momentu spełnienia warunku dla każdego z naszych pierścieni. Należy zauważyć, że w przypadku potrzeby naniesienia poprawki z sąsiadującymi pierścieniami musimy uwzględnić poprawkę na sąsiadującym odc. Ze znakiem przeciwnym zgodnie z kierunkiem przepływu ruchu zegara są ze znakiem „+”, przepływy przeciwne „-„.Po wykonaniu obliczeń powinniśmy wyrównać wartości przepływów początkowych i końcowych na poszczególnych odc.Obliczamy przepływ końcowy Qki=Qhi-0,55Qo [dm3/s], gdzie Qhi-przepływ obl. w i-tym odc.wziętym z ostatniego n-tego przyjęcia,Qki przepływ końcowy na i-tym odc.,Qo-rozbiór wody na i-tym odc.Następnie obl. przepływ początkowy Qpi= Qki+ Qo. Musimy sprawdzić czy nie zmieniły się kierunki przepływu wody w stosunku do wcześniej przyjętych na danych odc.na ten fakt może wskazywać zmiana znaków.Może to oznaczać powstanie nowego ptk. Zerowego lub może się ten ptk przesunąć . W tej konkretnej sytuacji musimy wyznaczyć nowe miejsce ptk.zerowego na odc.

1) 2)

_{Qw1-2=Qw1--Qw2-0}

_{Qw1-2=Qkw+0,55Q01—( Qkw+0,55Qo2=0,55Qo1—0,55Qo2)}

_{Qo= Qo1+ Qo2}

_{Qo1=Qo+ Qo2}

_{Qo1= Qo- Qo2}

_{Qo2= (Qw1-2- 0.55Qo)/1.1}

_{x1= Qo1/ Qo*L}

_{x2= Qo2/ Qo*L}

_Sposób wyznaczenia miejsca zerowego wymaga narysowania i rozważenia dwóch schematów 1) i 2).Schemat 1) przedstawia sytuację która istniała przed wyrównaniem przepływu; 2) po wyrównaniu przepływu.

Położenie nowego ptk. zerowego od węzła 1 oznaczonym x1, położenie węzła oddalonego od ptk. 2 przez x2.Wyznaczenie ptk. Zerowego wymaga określenia nowego rozbioru na odc. 1-A lub na odc. 2-A.Następnie zakładając równomierny rozbiór wody na dł. przewodu obl. odl.albo x1 albo x2, czyli położenia tego ptk. Od węzła 1 do węzła 2. Ten znany wyrównany przepływ obliczeniowy określa się Qw1-2=Qw1-a—Qw2-a [dm3/s]. Wzór pozwala na obl. rozbioru na odc.1-2 w sekcji podziału A-2.Mając wyznaczone jego wart. Na jednym z odc.1-A lub 2-A możemy odpowiednio obliczyć ze wzoru x1-x2=(……

Średnice przewodów wodociągowych

Dobieramy na podstawie obl. średnice przewodów powinny być korzystne zarówno pod względem technicznym jak i ekonomicznym.Powinniśmy, więc brać pod uwagę stabilność sieci, jak i koszty eksploatacji.

Stabilność hydrauliczna sieci-sieć o tak dobranych średnicach aby w przypadkach awaryjnego jej połączenia na określonych odc. Cieśn.. w głównych węzłach nie spadło poniżej ustalonego min. Sieć wodociągowa pracuje w bardzo zmiennych warunkach, ze zmianami prędk. wody, a także przy zmiennych kierunkach przewodach ( podwójne koszty).Koszty są tym większe im większe będą średnice przewodu ale większe przekroje przewodu są korzystniejsze ze względu na mniejsze przekroje przepływu.Koszty energii na potrzeby eksplaotacji będą też niższe.Rozwiązania projektowe powinny być udokumentowane rachunkiem ekonomiczno-technicznym.Każdy projekt przedstawiony do realizacji powinien cechować się optymalnym rozwiązaniem ekonom-tech. Bo ono decyduje o kosztach sieci. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej są jednym a elementów kompleksowych.Musimy brać pod uwagę również możliwości zapewnienia przepustowości sieci na wypadek wystąpienia pożaru. Przyjmuje się 100 mm ,na odgałęzieniach od pierścieni 125 mm( przy czym rury o tej średnicy są bardzo rzadko oferowane w katalogach-przyjmuje się 150mm) . W wodociągach miejskich najmniejsza średnica 80 mm.

Zasady rozmieszczenia uzbrojenia przewodów wodociągowych

Uzbrojenie przewodów wodociągowych pozwala na właściwą obsługę , kontrolę sieci i jej eksploatację. Ogólnie uzbrojenie wpływa na kształt……..

Uzbrojenie podzielono na 4 grupy:

*uzbrojenie do pomiaru:( ciśnienia w sieci -manometry; wodomierze-mierzą ilość przepływającej wody)

*uzbrojenia zabezpieczające przed powstaniem w przewodzie nadmiernych naprężeń materiałowych:(zawory bezpieczeństwa; z. redukcyjne; z. kompensacyjne; z. zabezpieczające przed nagromadzeniem się powietrza na odc. Przesyłowych w przewodach-odpowietrzniki, napowietrzacze)

*uzbrojenia czerpalne:(hydranty; zdroje uliczne)

*uzbrojenia redukujące przepływy:( zasuwy; przepustnice; klapy zwrotne; urządzenia odwadniające)

Wykład 12

Ustalanie ciśnienia w sieci wodociągowej- Podstawową do ustalenia rzędnych linii ciśnień w węzłach sieci wodociągowej są obliczone straty ciśnienia lub wysokości ciśnienia w sieci wodociągowych dla zadanych i projektowanych przepływów. Głównym celem tego etapu proj. jest sprawdzenie czy w każdym punkcie sieci zostało zachowana minimalna wysokość ciśnienia oraz czy nie zostało przekroczone max dopuszczalne ciśnienie w sieci. Oprócz znajomości wielkości ciśnień tj min i max w danym punkcie sieci musimy pamiętać że w niektórych przyp. ta wiedza wykorzystana zostaje do ustalenia wymaganej wys. podnoszenia pomp lub określenia położenia wysokości zwierciadła wody w zbiorniku. Poprawki ustalone wartości ciśnienia w sieci powinny spełniac warunki: 1) w czasie max. Podz. Rozbiorów wody w punktach jej poboru ciśnienia nie powinno być niższe niż wymagane ciśnienie gosp. (nazywane dostatecznym) 2) powinno tak się projektować Aby w każdym punkcie sieci ciśnienie nie było niższe niż w czas się trwania pożaru(przy przepływie sumarycznym max. Godzinowym i pożarowym) 3) w żadnym punkcie sieci ciśnienia nie powinno przekraczać dop. Max. Ciśnienia roboczego(60m wody lub 6 MPa) dop. Się na przewodzie dosyłowym 8 MPa, ale do tego przewody nie możemy w sposób bezpośredni przyłączać przewodów rozgałęzieniowych. 4) wys. Ciśnienia mierzy się od powierzchni trenu. W danym punkcie .jeżeli któryś z powyższych war nie jest spełniony należy skorygować przyjęte rozwiązania sieci. Realizacja tego jest możliwa po przez zwiększenie średnic przewodów, zwiększenie wysokości ciśnienia w pompowni lub w zbiorniku wyrównawczym. Wymagane ciśnienie gosp. Jest to ciśnienie niezbędne do zapewnienia dostawy wody do najniekorzystnej położonych punktów w zbiorniku. Wielkość tego ciśnienia zależy od wysokości położenia uznanego za miarodajny punkt rozbioru który znajduje się najwyżej najdalej w stosunku do przewodu ulicznego. Wysokość tego ciśnienia mierzona od powierzchni terenu obejmuje wielkości: -Hd=Hg+Hs+Hc Hd= wysokość ciśnienia gosp. Hg- wys. geom. miarodajnego punktu czerpalnego, Hs- wys. Strat ciśnienia miejscowych, liniowych na odcinku od miejsca połączenia z przewodem wodociągowym w instalacji wew. Hc- wysokość ciśnienia wypływu wody z miarodajnegopunktu czerpalnego.
Hc=10mwody lub 5m. Wykonując obliczenia sieci :łatwo zauważyć , że min ciśnienie gospodarcze na ogół jest wyższe od wymaganego ciśnienia przeciwpożarowego. Szczególnie dotyczy to większych rozbudowanych sieci, których wydajność jest wielokrotnie większa od zapotrzebowania. Wtedy niekoniecznie musimy w projektach przedstawiać sprawdzające obliczenia sieci na przepływy pożarowe. Max cis robocze w sieci maja miejsce na ogół w czasie godz rozbiorów wody przez odbiorców. A zatem dopuszczalna wartość tego ciśnienia wynika z wytrzymałości połączeń , uzbrojenia przewodu oraz instalacji wewn.

WYKREŚLENIE LINI CISNIEŃ -sporządzenie wykresu linii ciśnień projektant ma obowiązek wykonać dla wszystkich wariantów obl. w sieci. Oszacowując wykresy przede wszystkim w sposób jednoznaczny i przejrzysty należy wykreślić linie cis dostatecznego dla obszarów zabudowy mieszkaniowej. Linia ciśnienia dostatecznego wykreśla się na rysunku profilu podłużnego rurociągu. Obliczenia w kolejnych węzłach sieci odpowiednie rzędne. Rys oprócz wys. Rzędnych linii ciśnienia powinien zawierać rzędne terenu w poszczególnych węzłach, średnicach przewodów, długości odcinków przewodów, wartości charakterystycznych przepływów, numery węzłów. Obliczenia ciśnienia rozpoczynamy od węzła uznanego za najmniejkorzystniejszy tzn. najwyżej położony i najdalej oddalony . Przypadku sieci rozgałęzionej wybór takiego punktu nie powinien sprawiać trudności ponieważ jego miejsce jest niejednoznacznie określone w planowanej sieci. W przypadku sieci zasilanej z wielu punktów problemie komplikuje gdyż punkty zerowe mogą znajdować się w różnych miejscach w przypadku najniekorzystniejszego rozpływu sieci. Jeżeli mamy do czynienia z siecią pierścieniową w której zasilanie odbywa się z przynajmniej dwóch kierunków to punktami miarodajnymi mogą być punkty zerowe. W razie niewłaściwego wyboru punktu miarodajnego linia ciśnień będzie przebiegać na części obszaru miasta.. W niektórych przypadkach rozwiązań projektowych możemy spotkać sytuacje te poza węzłem miarodajnym przewodu magistralnego znajdują się jeszcze przewody rozdzielcze. Wtedy należy minimalna wysokość ciśnień wymagane w tym węźle powiększyć o wysokości strat ciśnienia na odcinku od węzła do najdalszej końcówki przewodów rozdzielczych. Wysokość rzędnej linii ciśnień możemy obliczyć jako sumę Z=Zn+Hw+-Eh. ,Z-rzędna linii ciśnień w danym węźle ,Zn- rzędna w węźle uznany jako najniekorzystniejszy , Hw- wysokość ciśnienia wymaganego w węźle najniekorzystniejszym Hw>=Hd., Eh- suma wysokości strat ciśnienia mędzy węzłem rozpatrywanym a węzłem najniekorzystniejszym.

ODPOWIETRZNIKI służą do usuwania powietrza i zgromadzonych gazów z przewodu po napełnianiu go woda. Stąd tez odpowiedniki instaluje się w zasadzie na przewodach. Odpowiedniki projektuje się w każdym punkcie szczytowym profilu podłużnego a jeżeli w punkcie szczytowym wypada zasuwa to przed tym za zasuwą odpowiedniki powinny być odpowietrzone oddzielnie. Każdy odcinek miedzy zasuwami powinien mieć odpowietrzenie w wyższym punkcie przewodu przed zasuwa. ODWODNIENIA są elementami przewodów o średnicy powyżej 250 mm służącymi do opróżniania z wody. Urządzenie składa się ze specjalnej kształtki odcinka przewodu spustowego i umieszczonej na minimalnej zasuwie. W przypadku kiedy przewidujemy odprowadzenie wody do kanalizacji to przewód spustowy powinien być zabezpieczony w syfon zabezpieczjący przed przedostaniem się gazów z przestrzeni zewnętrznych rur kanalizacyjnych . PROJEKTUJE SIĘ WG ZASAD: 1. W każdym najniższym punkcie profilów podłużnych powinno znajdować się odwodnienie. 2.Kazdy odcinek miedzy zasuwami powinien mieć odwodnienie w najniższym punkcie przed zasuwą. Innym rodzajem uzbrojenia sieci wodociągowej są; WODOMIERZE- służa do pomiaru ilości ujmowanej wody. Umieszczone są w pompowniach -wodomierze główne;- wodomierze osiedlowe ,-wodomierze doprowadzające wodę do poszczególnych odbiorców np . budynków, zakładów. Manometry- służą do pomiaru ciśnienia .Instalowane w pompowniach głównych lub na przewodach tłoczonych . Spełniają ważna role - służą bo bieżącej kontroli i rejestracji ciśnienia. One mają za zadanie zabezpieczyć . Naprężenia w przewodach na ogół powstają wskutek zmiany temperatury gruntu. KOMPENSATORY _wydmuszki kompensacyjne gdzie najczęściej stosuje się je w przewodach prowadzących przez rury. W przypadku przewodów układanych w zimie role kompensatorów spełniają złącza rur.

Wykład 13

SIECIOWE POMPOWNIE WODOCIĄGOWE

- zespoł urządzeń technicznych łacznie z budowlanymi przewodami, uzbrojeniem i agregatami pompowymi.

- służa do przetłaczania wody o odpowiednim ciśnieniu

- pompa+silnik=agregat pompowy

Usytuowanie w zalezności od potrzeb:

- przy ujęciach wody

- przy stacjach uzdatniania

- na sieciach wodociągowych

Lokalizacja zalezy od:

- struktury hydr układu

- warunków hydrol dział.pompowni

-ukształtoenia terenu

Zadania:

- utrzymanie odpowiedniego cisneinia w danym rejonie rozbioru wody

Pompownia składa się z;
- zbornik czerpalny, pmieszczenia pomp, pomieszczenia pomocnicze, urządzenia techniczne, pomieszczenia socjalne obsługi pompowni

Gdy jest zbiornik czerpalny to pobieramy z niego wodę….

Czasami pompy wyposażone są w urządzenia do rozruchu

Przy doborze pmp należy unikać przesadnych współczynników bezpieczeństwa.

Pomieszczenia hali pomp:

Tu sa instalowane:

-silniki z pompami,

-części przewodów z armaturą

- początkowe odcinki przewodów tłocznych

Pomieszczenia pomocnicze:

- przeznaczone

- wykorzystane do umieszczania pomp próżniowych, do zalegania agregatów, na potrzeby pomp do usuwania przecieków

Pomieszczenia socjalne

-szatnia, umywalnia, z odp urządzeniami sanitarnymi, dla personelu

Hala pomp

-powinna być dostatecznie duza by ,mozna się swobodnie poruszac .

-montaz i demmontaz pomp/silników powinien nie być utrudniony, zwłaszcza przy ruchu pomp stałych

-pomieszczenia osobne dla transformatorów

Fundamenty zespołow pompowych

-powinny zabezpieczac konstrukcje budynków oraz podłączone przewody przed przenoszeniem drgań wywolanych praca pomp i silnika

Kotłownia

Skład paliwa

Podręzcny warsztat z magazynem niezbędnych narzędzi

POMIESZCZENIA:

Suche,ogrzane, oświetlone, przewietrzane, ściany i posadzki powinny zapewnic utrzymanie czystości i odprowadzenie ewentualnych przewodów wody z chłodzonych… (dławic ?), drzwi i przejscia muszą mieć wymiary max urządzeń by móc je wprowadzic, suwnica- do prowadzenia i przesuwania zespołow w trakcie naprawy, montażu i demontażu

-instalacja prożniowa, tablica rozdzielcza, tablica wyłączników

RODZAJE

Najczesciej sa pompy wirnikowe

Pompy rezerwowe

- by zapewnić niezawodność działania i ciągłośc pracy

-stanowią 25-100% liczby pomp w zależności od wielkości pompowni

PROJEKTOWANIE

- zastosowanie min długości przewodów

-za[pewnić niezawodne działanie

- zapewnić bezp obsługę

-zapewnic możliwość rozbudowy hali po perspektywie

PODSTAWOWE SCHEMATY POMPOWNI

Układ zalezy od:

-Liczby i rodzaju pomp

Rodzaje

*Jednorzędowy

-Osie zespołow pompowych sa rownoległe

-korzystny przy pompach z wlotem osowym

-powszechnie stosowany do małych i dużych zespołow wodociągowych

*Szeregowy

-osie zespołow są na 1 linii

- korzystny bo jest najprostszy

- nie zaleca się przy zbyt dużych zespołach pompowych, bo mamy wtedy budynek o znacznej długości

*Dwurzędowy

-przy większej liczbie zespołów pompowych

- rozw zwiększa szerokośc hali i komplikuje układ przewodów

*Naprzemianległy (szachownica)

-dość zwarty

- nieskomplikowany układ przewodów

-do większej liczby zespołów pompowych

*Ukośny

-oszczedzamy powierzchnie hali pomp

-wspolny rurociąg tłoczny (korzystny pod wzgl hydraul)

*Specjalny

-obiekty pompowni o profilu w planie kołowym

-do zastosowania pomp o wale poziomym oraz pionowym

ROZWIĄZANIA DLA PRZEWODÓW

-galeria

-na podłodze

-pod podlogą

Rozwiązania instalacyjne przewodów po stronie ssawnej i tłocznej powinny być łatwodostepne podczas podglądu i reperacji i nie stanowic przeszkody przy poruszaniu się.

Przewody o Ǿ >400,, mogą być pod podłogą w galeriach o wysokości min 2m oraz odstep od ścian bocznych 1-2 m

Pompownie zagłebone ponizej terenu-przewody na posadzce ternu, muszą być mostki o schodki.

Przewody tłoczne- mogą być pod posadzką hali pomp ale [powinny być na wyskokosci 2m od poziomu posadzki od dolnej krawędzi przewodu

Zespoły pompowe mogą tłoczyc wodę do 1-kilku przewodów

PROJEKTOWANIE

-przwwody ssawne jak najkrótsze i jak najmniej zmian kierunku przepływu

Odcinki poziome przewodów ssawnych powinny wzosić się ku pompie z min spadkiem co najmniej 5%

Zasuwy na przewodach ssawnych:

-palskie

-niskocisnieniowe

-zabezpieczane przed możliwością powst w nich cisnienia panującego w rurociągach

-za nimi jest zawór zwrotny

ZASADY EKSPLOATACJI POMPOWNI

- utrzymanie nieprzerwanej i ekonomicznej pracy

-warunki:

* dążyc do utrzymania pracy zespołów pompowych w optymalnym zakresie ich pracy przy zachowaniu możliwie wysokiego wspolczynnika sprwanosci

* pamiętać należy o systematycznym przeprowadzaniu prac w czasie eksploatacji

*dopilnować w ustalonych okresach przeprowadzania prac remontowych

CZYNNOŚCI EKSPLOATACYJNYCH ZESPOŁOW OBSŁUG. POMPY

1.uruchumienie ppmpy

2. kontrola zespołu pompowego w trakcie pracy

3. wyłączenie zespołu pompowego z ruchu

Wszystkie te czynności zawierają inst. Obsługi i eksploatacji.

BADANIA EKONOMICZNEJ PRACY POMPOWN

Określenie wskaźnika ekonom.pracy zespołu pompowego

-wskaźnik jednostkowego zuzycia energi na podniesienie 1 tony wodyna wysokość 1m przy uwzgle sprawności zespołu-kWh

-mówi w jakich warunkach pracuje pompa

-gdy nadmierne zuzycie energii-wskaznik odbiega od normalnych

*przyczyny-zużycie lub wadliwa konstrukcja pomp, nieprawidłowa regulacja pomp za pomocą zasuw, nieszczelność przewodów ssawnych, znaczne straty mech.powst.wewn.pompy, jałowa praca pomp np. z powodu ucieczki wody na przelewach w zbiorniku)

*zapobieganie-badania rzeczywistych chrakteryst.prac pompowych. Przeprowadza się je w pompowniach podczas ruchu pomp i porównuje z charakteryst. podczas…..z chartka.podaną w katalogu.

ZAKES KONTROLI PRACY ZESPOŁU POMPOWEGO

-pomiar wydajności zespołu pompowego

-pomiar wysokości podnoszenia pompy

- pomiar poboru masy i natezenia przepływu

-regulacja wydajności poszzcegolnych pomp i całej pompowni

-kontrola pracy łożysk, dławic

-kontrola pracy silnika- pomiar temp (nie powinna być wyzsza od temp otoczenia o 50%)

Wszystkie zespoły pompowe powinny pracowac na zmiane. Zespoły rezerowe powinny być włączone nie rzadziej niż 1x na 10 dni.

13

---