1)PODSTAWOWE POJĘCIA

MIEJSKI UKŁAD WODOCIĄGOWY (dystrybucja) - stanowi zespół współdziałających elementów składowych(obiektów i urządzeń) których zadaniem jest dostarczenie odbiorcom potrzebnej ilości wody pod odpowiednim ciśnieniem przy zachowaniu jej normatywnych wymagań. (Kiedyś jakość wody badało się u dostawcy wody, a teraz u odbiorcy)

SYSTEM WODOCIĄGOWY - dwa lub więcej współpracujące układy hydrauliczne dostarczające wodę

SIEĆ WODOCIĄGOWA - element układu lub systemu wodociągowego - liniowa struktura geometryczna (przewody, rurociągi o różnej funkcji)

- no. Tranzytowy - rurociąg od ujęcia do obszaru zabudowy, charakteryzuje się tym, że nie powinno być do niego innych podłączeń sieci

- podział ze względu na ważność w obszarze zasilającym:

* magistrale- czerpią z rurociągu tranzytowego wodę i dostarczają do skupisk odbiorców

* sieć rurociągów rozprowadzających - czerpią wodę z magistral do odbiorców, do jakiegoś osiedla mieszkaniowego

* struktura sieci rozdzielczej- (w osiedlu) jest połączona z konkretnym odbiorcą

Nie ważna jest średnica rurociągu tylko to jaką pełnia funkcję

PRZYŁĄCZE- punkt w którym łączy się sieć z budynkiem odbiorcy - max do 15 metrów

RODZAJE SIECI :

- sieć pierścieniowa - do dowolnego punktu woda może dopływać z kilku stron

- sieć rozgałęziona - woda do odbiorcy dopływa z jednego kierunku

- sieć pierścieniowo rozgałęziona - układ mieszany

KLASYFIKACJA UKŁADÓW SIECI WODOCIĄGOWEJ:

Np. od sposobu wykorzystania zasobów wodnych:- system ogólnego przeznaczenia; - system półrozdzielczy; - system rozdzielczy

Od wielkości systemu:- lokalne; - centralne; - grupowe; - regionalne; - okręgowe

Najczęstsza klasyfikacja:

Według struktury hydraulicznej:

- sposób zasilania w wodę systemu: * grawitacyjny - źródło wyżej położone od obszaru zasilania ; * pompowy - wytwarzamy sztuczne ciśnienie, źródło jest za nisko by woda sama dopłynęła; * mieszany

- od liczby źródeł zasilania:* system 1 źródłowy; * system wieloźródłowy

- od liczby stref ciśnienia: * system 1 strefowy; * system wielostrefowy

STRUKTURA SYSTEMU WODOCIĄGOWEGO w zależności od potrzeb i uwarunkowań lokalnych jest różny, podstawowe elementy

- ujęcie wody

- stacje uzdatniania wody (nie zawsze musi być bo woda może spełniać warunki normatywne

- pompownia (nie ma tego system grawitacyjny) są różne pompownie np. I stopnia, II stopnia

- różnego rodzaju zbiorniki np. zapasowo-wyrównawcze, wieże ciśnienia, zbiorniki stacyjne, zbiorniki wody surowej, uzdatnionej

2) UKŁADY POMPOWE

Mamy układy 1 strefowe i wielostrefowe

SCHEMAT UKŁADU WODOCIĄGOWEGO : 1. ujęcie wody powierzchniowe, 2. studnie zbiorcze, 3. pompownie I stopnia, 4. stacja uzdatniania wody, 5. zbiornik terenowy dolny, 6. pompownie II stopnia, 7.przewód tłoczny tranzytowy, 8.sieć rozdzielacza, 9. zbiornik górny końcowy

SCHEMAT UKŁADU WODOCIĄGOWEGO BEZ STACJI UZDATNIANIA WODY: 1. ujęcie wody podziemnej (infiltracja), 2. pompownie, 3. rurociąg tranzytowy, 4. sieć rozdzielcza, 5. zbiornik wyrównawczy końcowy

SCHEMAT UKŁADU WODOCIĄGOWEGO GRAWITACYJNEGO: 1. ujecie wody źródlanej, 2, zbiornik ujściowy terenowy przepływowy, 3. rurociąg grawitacyjny tranzytowy, 4.sieć rozdzielcza

3)ZASADY OBLICZANIA ZAPOTRZEBOWANIA NA WODĘ

Z dokładnością do 20%,

Systemy wodociągowe projektuje się na co najmniej 20 lat

Liczy się w oparciu o normatywne wskaźniki zużycia wody - zawarte w normie- 1966, 1978- normy te nie są odpowiednie w obecnych czasach

OPRACOWANIE NORM (METODY):

- z informacji przekazywanych przez przedsiębiorcę wodociągowego i statystycznie obliczamy wskaźniki [dm3/Md]

- analizując wszystkie potrzeby cząstkowe np. mycie, spożycie, pranie

Konsumpcję cząstkowe zużycia wody np. w Holandii:

- spłukiwanie miski ustępowej 43 [dm3/Md]

- kąpiel pod natryskiem 38 [dm3/Md]

- pranie w pralce 27 [dm3/Md]

- zmywanie maszynowe lub ręczne 8,5 - 9 [dm3/Md]

- kąpiel w wannie 8 [dm3/Md]

- pranie ręczne 2,5 [dm3/Md]

- korzystanie z umywalki [dm3/Md]

- inne 3,5 [dm3/Md]

SUMA 136 [dm3/Md]

SKĄD MAMY INFORMACJE O ZUŻYCIU WODY

- wodomierze w studni

- ilość wody pobierana z ujęcia

- ilość wody po uzdatnieniu

- urządzenia w poszczególnych obiektach

CZYNNIKI DECYDUJĄCE O ZUŻYCIU WODY:

- poziom życia ludności - im poziom wyższy tym większe zużycie

Największe USA 370 [dm3/Md]

Kanada 280 [dm3/Md]

Japonia 260 [dm3/Md]

Szwajcaria, Austria, Włochy 260 [dm3/Md]

Szwecja 195 [dm3/Md]

Norwegia 165 [dm3/Md]

Polska 140 [dm3/Md]

Hiszpania 130 [dm3/Md]

- standard wyposażenia mieszkań w urządzenia sanitarne

- charakter zabudowy (jednorodzinne - mniejsze, wielorodzinne - większe)

- przemysł : rodzaj, wielkość (wodochłonny czy niewodochłonny)

- rodzaj usług

- warunki klimatyczne

- taryfa opłat za wodę (opłata stała i zmienna)

- marnotrawstwo wody, przecieki np. uszkodzenia spłuczki

STRATY NA SIECI WODOCIĄGOWEJ - to najczęściej różnica objętości wody wyprodukowanej i sprzedanej

PRZYCZYNY STRAT WODY:

A) RZECZYWISTE

- przecieki lub uszkodzenia sieci i uzbrojenia:

* pęknięcia rurociągu

* rozszczelnienie złącza

* perforacja rur spowodowana korozją

* uszkodzenie armatury

- ponadnormatywne ciśnienie lub/i gwałtowne zmiany w sieci powodują

* zwiększoną częstość uszkodzeń i ich powtarzalność

* intensyfikację nieujmowanych przecieków

* wzrost przecieku wskutek nieszczelności instalacji wewnętrznej

- niekontrolowany wypływ ze zbiorników w skutek

* nieszczelności konstrukcji budowli

* niewłaściwego nadzoru pracy układu

- niekontrolowany pobór wody na potrzeby

* zapotrzebowania przeciw pożarowe

* płukania sieci i zbiorników

* przemywania sieci

* sanitarn

- porządkowe

B) POZORNE

- błędy pomiaru z przewodu

* dokładności pomiarowej wodomierzy

* nieprawidłowego doboru wielkości i klasy wodomierza

* bezwładności (inercji) wodomierzy

* wady wodomierza

* błędnego odczytu

* niejednoznaczności odczytu

- błędy bilansowania

* różne okresy fakturowania (od 1999r.)

* niepełne oprogramowanie odbiorców (sprzedaż ryczałtowa)

Około 68% starty rzeczywiste

Około 32% straty pozorne (23% błędy pomiarów, 9% reszta pozornych)

- WSKAŹNIKI STRAT OKREŚLONY „ WZGLĘDNE STRATY” - ANALITYCZNY:

Wstr = (VDS - VSP)*100%/VDS VDS- objętość wody dostarczonej VSP- objętość wody sprzedanej

Waha się 6-40% to straty

- WSKAŹNIK STRAT JEDNOSTKOWYCH

Stosunek objętości wody utraconej w danym przedziale czasu odniesiony do długości sieci wodociągowej np. m3/d*km

5-12,5 m3/d*km starty dopuszczalne, im mniejsza średnica rury tym większy wskaźnik, 80 mm średnic minimalna dla sieci wodociągowej

Do określania strat wody w Niemczech - jednostkowe straty właściwe uzależnia się od rodzaju gruntu na którym kładzie się rurociąg (szacuje się 2,4 - 14,4 m3/d*km)

Dopuszczalne straty

Polska 15 m3/d*km

Anglia , Walia 11,8 m3/d*km

Tokio i Zarach 10,6 m3/d*km

NIERÓWNOMIERNOŚĆ POBORU WODY:

Konsumpcja wody ma charakter deterministyczny - losowy

Zmienność zużycia wody występuje w czasie (miesiącu, tygodniu, doby) i przestrzeni (obszarze zasilania)

Największe latem (maj-wrzesień); sobota; 6-7, 15-17, 22-23 godzina

Najmniejsze : zimą; w porze nocnej 1-4 godzina

W JAKI SPOSÓB OKREŚLIĆ PROCES ZMIENNOŚCI:

- za pomocą pewnych wskaźników - można je określić w pewnym czasie np. rok, tydzień

Są to wskaźniki niezależne

* średnie dobowe zapotrzebowanie Qdśr

* Max zapotrzebowanie w ciagu doby Qdmax

* Godzinowe max zapotrzebowanie Qhmax

* Współczynnik nierównomierności dobowej Nd, godzinowej Nh

Qr -roczne

Qdśr = Qr /365

Nd = Qdmax / Qdśr

Qdmax = Nd * Qdśr

Qhmax = Nh * Qhśr

Nh = Qhmax /Qhśr

Qhśr = Qd/24

* Zurzycie Q maximum maximorum qmax max- największe zurzycie w dobie największego zapotrzebowania

Qhmax = Nh * Qdmax/24 = Nh * Nd * Qdśr/24

qmax max = Nh * Nd *Qdśr/24 - określa się w litrach na dobę

* współczynnik nierównomierności ogólnej Nog = Nh * Nd

4)METODY PROGNOZOWANIA WODY

a) metoda wskaźników sumarycznych - dwa wskaźniki

- dla ludności

- dla przemysłu

b) wskaźniki scalone - bilansuje się zuzycie wody dla określonych potrzeb ( mieszkalnictwo jednorodzinne, mieszkalnictwo wielorodzinne, cele komunalne, usługi - sumuje się je)

c) metoda szczegółowa - zurzycie wody na poszczególne potrzeby np. gospodarstwo domowe (mycie, pranie…)

d) analiza trędów zużycia wody

5) KLASYFIKACJA UJĘĆ WODY

KLASYFIKACJA UJĘĆ WODY

1. ujecia wód powierzchniowych

a) płynących: - brzegowe; - nurtowe; - zatokowe; - nurtowo - brzegowe

b) stojących: - z jezior; - ze zbiorników sztucznych

2. ujęcia wód źródlanych

a) wstępujących (nizinnych) z samoczynnym wypływem wody artezyjskiej pod ciśnieniem

b) zstępujących : - źródeł skupionych (punktowe); - źródeł warstwowych ( wypływ wzdłuż krawędzi stoku) woda ujmowana za pomocą : drenów poziomych w gruncie porowatym; sztolni w gruncie szczelinowym, w wypadku ich głębokiego położenia pod terenem

3. ujęcia wód gruntowych

a) płytkich (do 8m poniżej terenu) za pomocą : - ciągów poziomych; - zespołu studzien w układzie lewarowym

b) głębokich za pomocą studzien

- kopanych

- wierconych w układzie pompowym : studnie bezfiltrowe; studnie filtrowe

- z filtrami poziomymi: system Ranneya; ujecie infiltracyjne; ujecie nieinfiltracyjne o zwierciadle wody swobodnym lub napiętym

UJĘCIE WÓD POWIERZCHNIOWYCH

Ujecie brzegowe-ujecie powierzchniowe: czerpnia; krata; kanał przepływowy do studni; krata gęsta; studnia; czerpnia która przesyła do stacji uzdatniania wody

CZERPNIA musi być ustawiona prostopadle do strumienia płynącej wody, z kratami i sitami, 0,1 - 0,2 m/s - maksymalna prędkość wpływu wody do czerpni żeby nie były wprowadzane zanieczyszczenia

Różnica ujmowania pomiędzy ujęciem wody płynącej a stojącej jest lokalizacja czerpni

Czerpnia powinna znajdować się poniżej zwierciadła, 15m ze względu na falowanie, temp wody powinna być stabilna nawet do głębokości 30m, powyżej dna 3-6 metry aby nie pobierać brudów - nie ma czerpni brzegowych która spełni powyższe warunki

W zbiornikach sztucznych można lokalizować czerpnie przy brzegu, w miejscu gdzie jest wybetonowany

UJĘCIA ŹRÓDLANE

Wstępujące- gdy woda wypływa pod górę

Zstępujące- warstwowe, uskokowe, rumoszowe

W zależności od rodzaju wypływu można różnie ujmować wodę od wód zstępujących punktowych - studnia, liniowych- drenaże

6. SPOSOBY UJMOWANIA WÓD GRUNTOWYCH

Drenaż

Studnia kopana

a. Głębokość zwierciadła wody nie przekracza 30 m

b. Studnie wiercone

- Stosowane, gdy głębokości są znaczne, nawet do 200m

- Elementy składające się na studnie:

* Rura eksploatacyjna

* Głowica ( rura osłonowa eksploatacyjna wyprowadzona jest na powierzchnię, studzienka zamknięta od góry musi być wentylowana)

* Rura pod filtrowa; nad filtrowa

* średnica rury zależy od wydatku studni

* Grubości filtru

* Wielkości pompy głębinowej

* Wodomierz kątowy lub przepływowy, manometr, zawór umożliwiający pobór wody (kran)

Studnie wiercone:

- Bez filtrowe - stosowane, gdy warstwa wodonośna to piasek, wykonane z rury perforowanej, której obudowana jest z zewnątrz siatką (0,2 do 0,7 mm)

- Filtr żwirowy - średnica większa od 0,5 m - na dno otworu wprowadza się betonową płytę, rurę perforowaną a potem zasypuje się obszary odpowiednią granulacją (rys)

Kanały przełazowe żelbetowe

Lewar - ujmowanie wód płytkich, polega na wykorzystaniu różnicy ciśnień

7. UKŁAD STUDZIEN WIERCONYCH

Z przewodem zbiorczym

Wariant pojedynczych studzien połączonych z zbiornikiem (niezależne rurociągi)

Pompa głębinowa wprowadzana do wnętrza studni

UJĘCIA PROMIENISTE

Zafiltrowanie poziome promieniste

Krótkie zafiltrowanie promieniste

Wielowarstwowe

Pierwsze zastosowanie - Raney 1934r Anglia - studnia zbiorcza + kilkanaście odcinków rurociągu

System Telmana - na początku odcinka zastosowano głowicę stożkową (rura wchodzi łatwiej)

Gruba Kaśka (warszawa) - ujęcie promieniste infiltracyjne pod dnem Wisły

DRENAŻOWE UJĘCIA PODDENNE

Jednostronny odbiór

Przemienny odbiór wody

Dwustronny odbiór wody

8. STREFY OCHRONY UJĘĆ

*pośrednie

*bezpośrednie

Wielkość stref zależy od rodzaju ujęć podziemnych i powierzchniowych

Wody podziemne

8-10: teren ochrony przy drenach

10-15: studnie kopane

(uzależnione od długości tego drenu promienistego): studnie poziome z systemem drenu

15-20 : ujęcie źródlane

Teren powinien być zabezpieczony, oznaczonym znakami stojącymi

Musi być oznaczone, że to teren ochrony wód podziemnych

STREFA OCHRONY POŚREDNICH

-obejmuje obszar zasilania danego ujęcia

-czas wymiany 25lat

-w strefie występują zakazy i ograniczenia

*zakaz wprowadzania do wód i ziemi ścieków *nie wolno stosować ścieków do nawożenia *nie wolno stosować nawozów, środków ochrony roślin, wykonywać robót melioracyjnych, wykopów ziemnych *lokalizacja farm, zwierząt, składowisk odpadów komunalnych, cmentarzy, hodowli ryb.

WODY POWIERZCHNIOWE

-ochrona części poboru wody (czerpnia)

-ochrona gruntu na której są obiekty ujęcia

-ochrona gruntu otaczającego od 15 do 20m licząc od zarysu budowli obiektu

Ogrodzenie, oznakowanie, zakaz wstępu dla osób nieupoważnionych

*Wewnątrz teren ochrony pośredniej obejmuję rzekę wraz z przylegającymi gruntami o zasięgu w górę rzeki odpowiadającym 12h czasowi przepływu przy stanie średnim niskim

*w przypadku ujęć wód z rzek spiętrzonych z jezior i innych zbiorników wodnych o czasie retencji dłuższym o 12h

*jeziora, zbiorniki wodne (całe zlewnie)

*pas gruntu przylegający do zbiornika o szerokości >500m dla dużych zlewni

TU CHODZI O STRONĘ PRAWNĄ CO POWINIEN ZAWIERAĆ WNIOSEK O OCHRONĘ STREF

-uzasadnienie ochrony strefy ujęcia

-propozycję granic stref w rozwiązaniu z planem sytuacyjnym

-scharakteryzować parametry techniczne ujęcia dla strefy ochronnej

-zakazy, nakazy : ograniczenia użytkowania gruntu

Dyrektor wydaję decyzję o ustanowieniu strefy ochronny dotyczącej ujęć wody

9. SIECI WODOCIĄGOWE

Układ otwarty(rozgałęziony, promienny)- tańszy w eksploatacji

Układ zamknięty(obwodowy, pierścieniowy)- gwarantuje stabilne ciśnienie, możliwość dopływu wody kilkoma drogami, droższy w eksploatacji

Układ mieszany- obwodowo końcówkowy,- pierścieniowo rozgałęzieniowy

Przykłady sieci wodociągowych

-Elbląski system wodociągowy (ESW)- dwustrefowy

-wejherowo- magistrala fi500(wykonana przedwcześnie) sieć rozdzielcza została podłączona do magistrali. Do fi 500podłaczono fi80

-układ w Lęborku- są dwa ujęcia (dolina Łeby, okolice) a Lębork na 20m położony. Woda samoczynni spływa do układu. Takiego układu nie można wyłączyć z eksploatacji bo spowoduje to wzrost ciśnienia. Można wyłączyć jedynie na ujęciu

-układ wodociągowy w Kostrzynie nad Odrą. Ujęcie tłoczy wodę do układ. Brak rozdziału na strefy. Jednostrefowy.

10. KLASYFIKACJA PRZEWODÓW

1)Zróżnicowanie pod względem rodzaju ruchu:

a)ze swobodnym zwierciadłem, pod ciśnieniem atm.= grawitacyjny.

b)przewody ciśnieniowe

2)przeznaczenie przewodów

a)przewody technologiczne

b)przewody tranzytowe

c)magistrale

d)sieci rozdzielcze

e)przyłącza domowe- doprowadzają wodę do poszczególnych obiektów tzw.

TECHNOLOGICZNE wykonane z rur stalowych lub żeliwnych łączone są za pomocą kołnierzy.

TRANZYTOWE- transport wody na znaczne odległości. Od tych przewodów nie powinno być rozgałęzień. Mogą być eksploatowane jako grawitacyjne.

MAGISTRALA WODOCIĄGOWA- najbardziej istotna część sieci, kryterium średnicy magistrali nie jest dokładne, bo w małym mieście rurociągi o małych średnicach mogą pełnić rolę magistral

PRZEWODY ROZDZIELCZE

- dominują, wykonane w obszarze zabudowy,

- średnica 100,150,200mm(wyjątkowo 80)- bo nie można stosować na większe hydrantów,

- pod ziemią 1,4m-1,8m głębokości (uzależnione od przemarzania)

- pod nawierzchnią jezdni, ze spadkiem 0,5%o, uzależniony od odpowietrzenia

POŁĄCZENIE WODOCIĄGOWE

- łączące przewody z konkretnym obiektem

-wyłączyć dany odcinek i wykonać przyłącze

Mocowanie za pomocą trójnika

-materiały: rury stalowe ocynkowane o średnicy 35-polietylen, większe średnice-żeliwne

3%o w kierunku ruchu ulicznego ze względu na odpowietrzenie i odwodnienia, długość przyłącza max 15m

PODZIAŁ SIECI ZE WZGLĘDU NA ZASTOSOWANIE MATERIAŁU PRZEWODÓW.

a)rury żeliwne

b)stalowe

c)tworzywa sztuczne

d)rury azbestowo-cementowe (do 2030r. mogą być eksploatowane)

e)beton sprężony

f)stal szlachetna, wysokostopowa, nierdzewna, np. studnie filtrowe

PRZEWODY ŻELIWNE

-wykonane z żeliwa szarego (są jeszcze białe)

-50%-80% przewody

-smarowane od zewnątrz, wewnątrz, ponieważ korodują (przyczyna-natlenienie gruntu)

-własności: wytrzymałość mechaniczna, ale nie odporna na uderzenia (jest to istotne, przewody układane są na przygotowanej podsypce

ŻELIWO SFEROIDALNE -wypiera żeliwa szare wynika to z własności wytrzymałościowych, które jest podobne do stali. Nie pęka tak łatwo. Może być stosowane w warunkach obciążeń dynamicznych, nie wymaga podsypki żwirowej. Wada: zwiększona korozyjność(grunty wapienne i ilaste). Rura na zewnątrz jest cynkowana i okładana powłoką bitumiczną, w wewnątrz jest powłoka cementowa. Wysokie pH dlatego ochrania się przed korozją: polietylen i otulina cementowa

Sposoby połączeń rur żeliwnych:

-sznur konopny a potem zalewa się ołowiem (szare żeliwo)

-uszczelki w zależności od ciśnienia (żeliwo sferoidalne)

-połączenie tyton(niemieckie)

PRZEWODY STALOWE - ze szwem>500mm, bez szwu 500m

-spawanie poszczególnych odcinków rur

-rury wielostalowe, stosowane otuliny

-przewody tranzytowe, ochronne dla przewodów wodociągowych, ochrona katodowo-korozyjna

RURY Z TWORZYW SZTUCZNYCH

-plastyczność(nadmierna) i elastyczność

-wrażliwa na warunki otoczenia

-poprzez ścianki wodociągu może być dyfuzja lekkich węglowodorów do wnętrza. Wprowadzając warstwę cynku ochronimy przed dyfuzją.

-PCV: twarde PCV od 100mm, 50-400mm

-kielichowy sposób łączeń lub poprzez klejenie(w przypadku klejenia ograniczeniem jest temp. nie może być w zimnie) wpływ słońca(podwyższone temp. zmieniają własności) odpowiednio zwiększa się grubość ścianek.

-wrażliwa na temp. ujemne, należy zabezpieczyć rurociąg przed mrozem w trakcie wkładania.

-odchyłka 20-30stC powoduję zmianę wytrzymałości

Polietylen -nisko i wysokociśnieniowe

Niskociśnieniowe- oznaczenie LDPE, Niemcy PEH

Wysokociśnieniowe- HDPE

BEZPOSTACIOWOŚĆ I KRYSTALICZNOŚĆ - RÓŻNICE

-coraz wyższa doskonałość rur, wyższa sztywność

-nie znoszą zarysowań, zarys początkuję dalsze spękania

-sposób ułożenia rur ma ogromne znaczenie ze względu na spękania

-zmieniają swoją rozszerzalność np. 100m-40stC do 10m skrócenie się rury

-szczury lubią polietylen

11. Wymiarowanie sieci wodociągowej o układach zamkniętych

.Charakterystyka hydrauliczna sieci przewodów

Sieci przewodów z niezbędnymi uzbrojeniami charakteryzuje się określonymi oporami ruchu na długości i oporami miejscowymi.Formuła Dacyego Weishbacha po przekształceniu

∆H=[∑psi+lambda*L/D]*8Q²/¶²*D²*g

Zależność między objętościowym naprężeniem przepływu Q a spadkiem naporu hydraulicznego ∆H w każdym przewodzie sieci wodociągowej

Gdzie :∑psi-suma bezwymiarowych współczynników oporów miejscowych

Lambda-bezwym.współcz.oporów lokalnych

D- średnica wewnętrzna przekroju poprzecznego danego przewodu sieci

g-przyspieszenie ziemskie

Współczynnik oporów lokalnych lambda zależy od liczby Reynoldsa i chropowatości względnej.

Wzór Franka-Clarmona to uproszczony wzór.Nie uwzględnia Re.Zależy od

-chropowatości -jest większa od 1,5 mm

-odpowiedni warunek prędkości v

Płukanie sieci wodociągowej

-metoda hydrauliczna(wypłukiwanie) żeby płukanie było skuteczne mui być v>1 m/s.ruch burzliwy

-metoda hydropneumatyczna-dodaje się powietrze

-metody+sól kuchenna=osiąga się lepsze wyniki przy niskich parametrach hydraulicznych -osady stare-metoda hydrodynamiczna wprowadza się wodę pod ciśnieniem kilkuset atmosfer,osad się tnie

W strefie oporów kwadratowych ruchu burzliwego dla rur-wzór Prenda-Karmana

Do wynaczenia wskaźników oceny sprawności hydraulicznej sieci przewodów-przekształcony wzór Darcyego Weischbacha

Wzór jest poprwany przy założeniu że w przewodzie o długości L i średnicy D oraz chropowatośc bezwzględnej jego wewnętrznych ścian odbywa się przepływ wody w V strefie ruchu burzliwego tn.gdy współczynnik lambda zależy od rury Rc

W szczególnym wyadku gdy straty hydrauliczne spowodowane oporami miejscowymi są pomijalnie małe w porównaniu ze stratami na oporach liniowych można uprościć do

Delta H/L=c*Q^2

.Mateatyczny opis zjawiska przepływów w sieci wodociągowej

Stanowi go układ równań które wynikają z 2 podstawowych praw hydraulicznych

-z bilansu masy w węzłach(I prawo Kirchoffa)

-rónowagi energii w pierścieniach(II prawo Kirchoffa)

Zgodnie z I prawem które wyraża warunek ciągłości przepływu w każdym węźle można zapisać dla n węzłów niezależne bilanse w postaci:

1.suma natężeń dopływów Q i odpływów q jest równa zeru

∑Qy+∑qij=0 - zgodnie z II prawem w każdym pierścieniu

2.algebraiczn suma zmiany spadków ciśnienia we wszystkich gałęziach jest równa zeru

∑∆Hij=0

Opis matematyczny gałęzi9odcinków0 określa następującą zależność między spadkiem ciśnienia wzdłuż elementu a przepływem Qij

∑∆Hij=Hi-Hj=f(Qij) gdzie j=1,2…m

Gdzie f(..) jest to zależność funkcyjna między spadkiem ciśnienia a natężeniem przepływu w gałęzi i,j o węźle początkowym i i końcowym j

Jako zależność funkcyjną do obliczenia strat ciśnienia w sieci wraz z zasuwami najczęściej stosuje się wzór Darcyego

Dane są 2 modyfikacje zdefiniowanych równań zależności od wyznaczonych wysokości które pełnią role nieznanych zmiennych.Jeśli nieznaną zmienną będzie tylko wysokość ciśnienia(rzędna linii piezometrycznych) w węzłach połączeniowych Hij otrzymujemy formę modelu węzłowego.W rozwiązaniu modelu wezowego zakłada się rzędne linii piezometrycznych Hw.We wszystkich węzłach w ten sposób,aby spełniony był warunek równowagi ciśnienia w pierścieniach(II prawo Kirchoffa).W kolejnych itercjach kontroli podlega warunek ciągłości w węzła(I prawo Kiroffa)a poprawieniu ulegają wysokości ciśnienia w węzłach lub spadku hydraulicznego w przewodach np.model Newtona stosowany do rozw. Układu równań nieliniowych.

Różne metody:metoda Newtona 2.,metoda Crossa

Rozwiązanie równań metodą Netona

-poprawia natężenie przepływu Q we wszytkich pierścieniach jednocześnie

-zmodyfikowana postać met.Newtona znana pod nazwą met.Ilina-Kalinkina.Wyznacza się poprawki przepływu delta dla poszczególnych przewodów po rozwiązaniu układu równań

Opis metody gradientu Newtona-Paphsona

-rozw.układu równań nieliniowych

-warunkiem koniecznym dla scharakteryzowania ustalonego stanu hydraulicznych sieci rurociągów jest równocześnie spełnione:

1.równanie ciągłości we wszystkich węzłach(I prawo Kirchoffa)

∑Qy+∑qij=0 j=1,2…m

2.zależności strat ciśnienia deltaH=F(Q)

∑∆Hij=Hi-Hj=f(Qij)

Różice

-oparty na operatorze gradientowym (element optymalizacji poszczególnych zmiennych v,P)

Metoda Todinii

-układ równań liniowych A*Hw=F

[A]-Jacobego o wymiarze(nw*nw)

Hw-wektor nieznanych wysokości ciśnienie w węzłach połączeniowych o wym nw*1

-wektor członów A i Hw

12. UZBROJENIE SIECI WODICIĄGOWYCH

1.zasady tworzenia sieci wodociągowej obowiązuje

-wąska ulica

-szeroka ulica

Sposób uzbrajania sieci

1.uzbrojenie regulujące przepływ wody (zasuwy,przepustnice,zawory sterujące)

2.uzbrojenie czerpalne(hydranty-zdroje uliczne)

3.uzbrojenie zabezpieczajce(odpowiedniki,kompensatory,zawory regulacyjne,przeciwuderzeniowe,antyskorzeniowe wznane jako pomiarowe(wodomierze,przepływomierze,monometry tarczowe i monometry elektroniczne umożliwiające przepływ ciągły)

Ad.1zasuwa-ukierunkowanie przepływowe,opróżnianie przewodów wodociągów

Zależne od obudowy:plaskie

Zależne od miejsca położenia przwodów:

-kielichowe-mogą być układane w guncie

-kołnierzowe-mogą być układane w obiektach(przepompowniach wodociągowych)

Zasady rozmieszczania Zasów

-instaluje się w węzłach sieci i odcinkach prostych(zasada 4-ech zamkniętych Zasów maxymalnie)

-rozmieszczenie Zasów na długości (magistral,tranzytowe) 500 mm,powyżej 500mm rury umieszczone są w specjalnych studzienkach o mniejszej średnicy w gruncie bezpośrednio.Studzienki są betonowe.Strop studzienki powinien być rozbieralny(łatwa demontacja)

Klapa zwrotna

-istnieje możliwość przepływu tylko w jednym kierunku

-zastosowanie:przepływy tłoczne w pompowniach,zbiorniki wyrównawcze,przewody wodociągowe ale gdy zamontowany jest wodomierz,na przyłączach

Przepustnice zwrotne-w przypadku awarii automatyczne przepustnice-jeśli wzrasta przepływ to przepustnica ogranicza ten przepływ

Zawory odwadniające

-na sieci wodociągowej stosowane

Przykład rozwiązania odwodnini przewodu magistralnego:przez syfon i przez zasyfonowaną studzienkę

-stosje się w najniższych pktach sieci wodociągowej

Przykłady rozwiązania odwodnień siec i wodoc. Przez odwodnienie z syfonem,odwodnienie magistrali,odwodnienie magistrali z żeliwnym syfonem,odwodnienie dla płytkiego kanału

Hydranty-armatura czerpalna

-hydranty podziemne:znajdują się w sąsiedztwie ulic gdzie mogłyby stanowić przeszkody uliczne,woda-jeśli potrzebny trudno go zlokalizować

-hydranty nadziemne:zalecane do stosowania,stosuje się zabezpieczenie kulowe,powinny być rozmieszcane co 150 m na sieci rozdzielczej Sm<x<20m odl od budynku,2m od krawędzi jezdni

-hydranty pożarowe:cele ogólnokomunalne-polewanie ulic,cele gospodarczo budowlane,odwadniacze,odpowiedniki jeśli zamontowane w największych pktach sieci

Montowanie:w sieci pierścieniowej montuje się ponad średnicą 100 a w sieci rozgałezieniowej co najmniej średnice 150 mm

Zdroje uliczne-to punkty czerpania wody tam gdzie nie ma

Armatura zabezpieczająca,ochronna:odpowiedniki,wydłużki kompensacyjne,zawory przeciwuderzeniowe,antyskorzeniowe

Zastoowanie i cel armatury:

-powinna chronić przewód przed gromadzeniem się powietrza(wydziela się na ogół w najwyższych punktah)

-tam gdzie jest wyższe ciśnienie stosuje się nadpowietrzniki

-aby przeciwdziałać dużym siłom wewnątrz, żeby nie nastąpiło rozszczelnienie złącza

-przeciw dopływowi z zewnątrz zanieczyszczonej wody stosuje się zawory antyskożeniowe

-stosowane są w studzienkach-odadniacze i odpowiedniki

Zawór kulowy:odpowietrzający,napowietrzający

Wydłużki kompensacyjne-3 rodzaje:

-Sprężystewykonane z blachy miedzianej,stosuje się gdy wodociąg zagrożony siłami ścianającymi

-dławieniowe-wykonane z żeliwa i brązu,pozwalają na podłużne odkształcenie rurociągu bez powstawania naprężeń

-mieszkowe

Montuje się je na przewodach stalowych w celu zabezpieczenia przed naprężeniem osiowym

Zawory

-redukcyjne-redukuje ciśnienie na dopływ ciśnienia,montuje się w strefie różnicy ciśnień,działanie:ustala się poziom ciśnienia na wypływie zaworu i reguluje się do ciśnienia

-zawory bezpieczeństwa tzn.przeciwudezeniowe:wzrost ciśnienia spowodowane gwałtownym zamknięciem zaworu,zawory sprężynowe,zmniejsza efekt uderzenia hydraulicznego

-zawory antyskożeniowe

Miejsca gdzie należy montować zawory antyskożeniowe:kształtownie,laboratorium fotograficzne,myjnie samochodów,komory zsypu,urządzenia zabezpieczające,pralnie

Wodomierze:znajdują się w rejonach eksploatacyjnych,w granicach stref-umożliwiają kontrole strat wody,wodomierz u odbiorcy w większości mieszkań

Rodzaje wodomierzy:

-skrzydełkowe do średnicy 40 mm

-śrubowe do średnicy >40mm

Elementy:przepływomierze-instaluje się powyżej 400mm.Wyróżniamy przepływomierze elektromagnetyczne i elektrodźwiękowe które służą do bilansowania wody

Monitoring stanu sieci

Warunki pomiaru:musza być odpowiednie prędkości by w rurociągu był ruch burzliwy(lambda zależy od przepływu) oraz odpowiednie różnice ciśnień na manometrach(ok.1mmożliwy błąd pomiaru-im różnica ciśnień większa tym korzystniejsze przepływy)

Bloki oporowe-powinny być stosowane bo rurociąg pracujący nie jest odporny na obciążenia wdłużne:

-połącznie kołnierzowe

-rury stalowe-nie trzeba stosować bloków

-kolana,łuki,odgałęzienia,zasuwy(powstają siły rozrywające przez co rurociąg może się przemieścić)

-rury z tworzyw sztucznych łączonych oporowo(zwężki,kolanka)

-rury polietylenowe(nie)

-zmiana potencjału z polietylenu na żeliwo(tak)

-z polietylenu-stal

Sposób zamontowania zasuw-osiadanie równomierne wraz z rurociągiem

13. ZBIORNIKI

FUNKCJE

- ZBIORNIK ZAPASOWO WYRÓWNAWCZY - WYRÓWNYWANIE NIERÓWNOMIERNOŚCI POBORU WODY

- Stabilizacja ciśnienia - zbiornik zapasowo wyrównawczy ( musi być posadowiony na odpowiedniej rzędnej)

- Gromadzenie zapasu na cele przeciwpożarowe ( określona objętość zbiornika)

- Gromadzenie rezerwy asekuracyjnej na wypadek awarii oraz potrzeby technologicznej

- Wprowadzenie do sieci środka dezynfekcyjnego (chlorowanie wody)

RODZAJE ZBIORNIKÓW

Usytuowanie wysokościowe konstrukcji

Zbiorniki terenowe (dolne i górne)

Zbiorniki wieżowe (stabilizują poziom ciśnienia) - wieża ciśnień

Usytuowanie na obszarze zasilania

Zbiornik sieciowy początkowy

Końcowy

Centralny

PEŁNIONE FUNKCJE W UKŁADZIE

Zbiorniki ujściowe magazynują wodę surową i po uzdatnieniu

Zbiorniki technologiczne stacyjne (służą do gromadzenia wody uzdatnionej przed jej wprowadzeniem do sieci)

Zbiorniki ruchowe (zlokalizowane przed pompowniami gromadzące zapas wody w celu rozruchu jak i ciągłej pracy pompy)

METODY OKREŚLANIA POJEMNOŚCI

Analityczna (obliczanie pojemności wymaga dwóch zestawów danych „godzinowe zużycie wody, wielkość dostawy wody”. Określa się ilość wody wpływającej i wypływającej.

Graficzna

Słupkowa (określane są dwie linie: poboru wody i dostawy wody)

Całkowa (krzywe sumowe rozbioru wody i pojemności wyrównawczej)

OKREŚLENIE ZAPASU ASEKURACYJNEGO

Określenie zapasu ma rozwiązanie probabalistyczne

Praca systemu ma charakter losowy

Przewymiarowanie zbiornika

Czas zatrzymania wody w zbiorniku (dodatnie temperatury - 5 dni; ujemne temperatury - 10 dni)

OBJĘTOŚĆ Ppoż.

Wielkość wody zależy od liczby mieszkańców - 100 tyś mieszk. - 600 m3 wody

ZBIORNIKI STACYJNE

Funkcje - magazynowanie wody na różne potrzeby (praca pompowni, płukanie filtrów)

Woda - powoduje nieciągłość strumienia (niezależnie układ działający bez wpływu układu dystrybucyjnego)

POJEMOŚĆ ZBIORNIKOW

W zależności od przepustowości od kilku do kilku set tysięcy m3

Materiał: żelbet o różnej głębokości użytkowej

Kształt zbiornika - przepływ musi odbywać się tak, aby nie występowały martwe strefy

TYPOWY ZBIORNIK KOŁOWY ŻELBETOWY POCZĄTKOWY

Cała armatura powinna znajdować się w komorze zasuw. Sposób korzystania nie może pozwalać na zanieczyszczenie zbiornika. Nad powierzchnią powinna znajdować się przestrzeń powietrzna ok. 3.1 m (ma zapewnić odpowiednie ciśnienia)

ZBIORNIKI KOŃCOWE PRZEPŁYWOWE

Magazynują wodę

Stabilizują i wyrównują ciśnienie w sieci rozdzielczej

Zbiorniki są zasilane w porze nocnej

ZBIORNIKI WIERZOWE

Mogą być na różnej wysokości w zależności od wymaganego ciśnienia

Zbiornik o podwójnej ściance (odległość obudowy do ścianki 0,7 do 1m - żeby można było wejść)

Pustka powietrzna - wymiana powietrza + dach

WYPOSARZENIE ZBIORNIKÓW WIERZOWYCH

Przewód wieżowy zaopatrzony w zasuwę zwrotną uniemożliwiającą odpływ wody

Rurociąg przelewowy musi być otwarty

Kształtki kompensacyjne (rurociągi pionowe wykonane ze stali)

Urządzenia pomiarowe - wodowskaz + spływak

Izolacje cieplne

ZBIORNIKI STALOWE

Przekrój kołowy (kształt zbiornika musi zapewnić przenoszenie obciążenia na grunt)

Głębokość wody od 5 do 7m ze względu na korzystny rozkład ciśnień w min i max.

Komory są żelbetowe do 1000m3; beton sprężony > niż 1000m3; stalowe od 200 do 10000m3

KONSTRUKCJE ZBIORNIKÓW (ZBIORNIK OBŁUŻE)

Kopuła zbiornika może być bez zbrojenia, 1000m3 pojemności, do dziś eksploatowany

ZBIORNIK WITOMINO

Pojemność 2000m3, kształt prostokątny

ZBIORNIK W „PON”

1260m3, 6 komór o przekroju sześciobocznym, 210m3 pojemność komory, płaskie dno, przekrój konstrukcji ma kształt plastra miodu, posadowienie wody nad ziemią 51m

ZBIORNIK WIERZOWY W „MYLIYPURO”

Zewnętrza izolacja typu warstwowego, na ścianka trzonu nośnego są bloczki betonowe, pustka powietrzna jest wentylowana ciepłym powietrzem, izolacja z tworzywa sztucznego

POSTAWOWE CECHY ZBIORNIKA

Odporność na działanie wody, (100% szczelności na wycieki, zabezpieczenie przed filtracją wód deszczowych i gruntowych)

Izolacja cieplna (podwójna warstwa bitumiczna, izolacja cieplna, temperatura wody w wodociągu 80C

ZBIORNIKI TERENOWE

Rurociągi ze zbrojeniem

Wentylacja

Powinny być urządzenia pomiarowe

SCHEMATYCZNY PRZEKRÓJ PODŁUŻNY ZB TERENOWEGO KOŃCOWEGO

5 rurociągów ( odpływowy, spustowy, awaryjny, przepustowy, rura odpływowa)

WPŁYW WODY DO ZBIORNIKA

Dopływ górny (duże zbiorniki - nadmierne utlenianie się, CO2 - na dnie powstaje kamień)

Dopływ dolny (odpowiednie mieszanie się wody - min 1m/s; lustro wody jest często nieruchome - powstawanie kożucha; niekorzystne procesy fizyko-biologiczne - zraszanie powierzchni lustra wody)

RUROCIĄG ODPŁYWOWY WRAZ Z ARMATURĄ TZW CZERPALNY

Uzbrojenie - zawór odprowadzający i umożliwiający pobór próbek

PRZWÓD PRZELEWOWY

Odprowadzanie nadmiaru wody w chwili przepełniania zbiornika; średnice obliczono na maksymalny dopływ; nie wolno montować armatury

Zabezpieczenie przed przedostawaniem się szczurów i żab

Zabezpieczenie przed cofką (klapa zwrotna)

Przed zapachami

AWARIA ZBIORNIKÓW

Wywietrzniki - stała wymiana powietrza, wyrównywanie ciśnienia

Wykonanie ze stali nierdzewnej, aluminium

URZĄDZENIA POMIAROWE

Pomiar objętości wody dopływającej i odpływającej

Obserwować i rejestrować stan wody w zbiorniku

Zawór czerpalny umożliwia pobór próbek wody (badanie bakteriologiczne)

POŁOŻENIE WYSOKOŚCIOWE ZBIORNIKA

Zbiornik zbyt nisko w stosunku do wymagań (ograniczenie dopływu wody do zbiornika).

Nie ma wymiany w zbiorniku (brak cyrkulacji) - większy czas zatrzymania wody

Zbiornik nie pełni swojej funkcji - trzeba zmienić wydajność ujęcia. Trzeba regulować zmiany wydajności ujęcia

ZBIORNIK ZBYT WYSOKO USADOWIONY

Nadmierne ciśnienie zasilania

Większe zużycie energii

Niepełne wykorzystanie pojemności zbiornika

EKSPLOATACJA

Ciągłe wyrównywanie nierównomierności przepływu wody

Powinna być rezerwa na ppoż.

UTRZYMANIE NORMATYWNEJ ILOŚCI W ZBIORNIKU

Konstrukcja zbiornika

Właściwy dobór materiałów

Odpowiedni czas zatrzymania wody w zbiorniku

Utrzymanie czystości komór (płukanie i dezynfekcja)

14. POMPOWNIE WODOCIĄGOWE (cele)

dostarczenie wody do systemów grawitacyjnych

zapewniają ciągłość i niezawodność w dostarczaniu wody

POMPOWNIA WODOCIĄGOWA - DEFINICJA

budynek wraz z zespołem urządzeń technicznych składających się z:

agregatów pompowych

przewodów wraz z uzbrojeniem służący do przetłaczania wody z odpowiednim ciśnieniem

zadania:

pompownia ma utrzymać wymagane ciśnienie niezależnie od poboru wody

lokalizacja pompowni

ujęcie - pobieranie wody bezpośrednio ze źródła i tłoczenie do stacji uzdatniania

stacja uzdatniania - czerpie wodę ze zbiornika dolnego i tłoczy do sieci

sieć - lokalizacja na granicy stref ciśnienia - z mniejszego do większego

bezpośrednio z sieci

ze zbiornika ( prawidłowe rozwiązanie - nie ma wpływu na strefę górną

sposoby sterowania pompownią

ręczne przez obsługę

automatyczne - dobre dla małych pompowni (falownik)

zdalne z dyspozytorni centralnej (optymalne rozwiązanie)

POMPY WIROWE

stosowane obecnie w pompowniach

podział: jednostrumieniowe i wielostrumieniowe

wirniki: promieniowy i półosi owy

jednostopniowy - kilka wirników połączonych szeregowo działających w zależności od potrzeb

sprzężony silnik i pompa to jeden monolit

przelot kanału byłby zbyt mały, dlatego wprowadza się wielostrumieniowe

POMPY POZIOME I PIONOWE

oś pozioma (częściej stosowana)

DO PARAMETRÓW CHARAKTERYSTYCZNYCH POMPY NALEŻĄ

Liczba obrotów pompy

Wydajność przepływu Q

Wysokość podnoszenia H

Wydajność pompy

Moc pompy P

Sprawność pomp η

RODZAJE CHARAKTERYSTYK

Charakterystyka stateczna łagodnie opadająca i stroma

Przy doborze pompy bierzemy pod uwagę kształt krzywej charakterystyki, co wiąże się z regulacją pompy (dostosowaniem do warunków)

Regulacja pompy poprzez dławienie zasuwą ma sens, gdy dławienie jest nieznaczne.

Odpowiednie łączenie pomp, regulacje poprzez upust wody z rurociągu lub zawór zwrotny

Układ szeregowy - większe H, układ równoległy - większe Q

Wydajność układu jest sumą poszczególnych pomp

DŁAWIENIE POMP

Większa pompa + mniejsza pompa

Mniejsza pompa dławi pompę o większym Q (mało ekonomiczne)

Mniejsza pompa + większa pompa

Większa może spowodować proces kawitacji

OBSZAR EKONOMICZNEJ PRACY POMP

Minimalna sprawność pompy

Małe i średnie - 70% mocy

Duże - 80% mocy (pobierają więcej prądu)

ELEMENTY ZNAJDUJĄCE SIĘ W POMPOWNI

Zbiornik czerpalny - umożliwia pobór wody przy pomocy przewodów ssawnych

Hala pomp - powierzchnia musi mieścić rurociągi jak i zbrojenie

Pomieszczenie pomocnicze

Agregaty prądotwórcze - ciągła praca pomp

Pompy próżniowe - umożliwiają zalanie agregatów pompowych oraz usunięcie wycieków

Dyspozytornia

USTAWIENIA POMP

Jednorzędowe - osie zespołów równoległe

Szeregowe - osie zespołów znajdują się w jednej linii

Dwurzędowe - stosowane przy większej liczbie układów

Układ na przemian legły (szachownica)

Układ skośny (ukośny) - optymalne wykorzystanie powierzchni, wykorzystanie wspólnego przewodu tłocznego

POŁĄCZENIE POMPY Z PRZEWODAMI SSAWNYMI

Każda pompa z osobnym przewodem ssawnym

Trzy pompy, wymienna rezerwowa z dwoma przewodami

Cztery pompy w tym jedna rezerwowa z dwoma przewodami ssawnymi

Cztery pompy + jedna rezerwowa z trzema przewodami ssawnymi

FUNKCJONOWANIE UKŁADU POMP

Powinny zapewnić ciągłość dostawy wody

Pompy powinny być prawidłowo dobrane

PODSTAWOWE WARUNKI PRACY POMPOWNI

Powinna być w optymalnej maksymalnej sprawności

Systematycznie prowadzone prace konserwacyjne

Przeprowadzanie remontów w odpowiednich okresach czasowych

15. STREFOWANIE SIECI WODOCIĄGOWEJ

Strefowanie polega na:

Określeniu granic stref o wartościach ciśnienia zgodnych z wymaganym a jeśli nie jest spełnione to wprowadzenie pompowni, reduktora w sposób, aby u odbiorcy ciśnienie było ok.

KRYTERIUM STREFOWANIA SIECI WODOCIĄGOWEJ

Ograniczenie wysokości ciśnienia sieci wodociągowej (konieczne ze względów technicznych)

wzrost awaryjności sieci wodociągowej

Wielkość strat wody - przerwy w dostawie

Minimalizacja kosztów inwestycji i zużycia energii

Stosowana w układach z zasilaniem grawitacyjnym

Odpowiednie rozłożenie reduktorów

Minimalizacja zużycia wody

Zawsze występują straty wody - zwiększenie ilości strat - zyski

Zwiększenie niezawodności

O POTRZEBIE STREFOWANIA DECYDUJĄ CZYNNIKI

Ukształtowanie terenu ( Zmax - Zmin)

Wymaganie ciśnienie gospodarcze - Hg oraz 1,5Hg

Wysokość strat ciśnienia ht

(Zmax - Zmin) = 0,5Hg - Ht

Z powyższej formuły wynika że strefowanie sieci jest konieczne w terenie płaskim jeśli strata ciśnienia jest większa od 0,5Hg Ht>0,5Hg

Bardziej niekorzystna sytuacja (Zmax - Zmin) >0 a równocześnie kierunki przepływu w rurociągu jest przeciwne do spadku terenu, ponieważ wówczas sumuje się wpływ różnicy rzędnych oraz spadków

SPOSOBY STREFOWANIA

Podział szeregowy - woda przeznaczona dla odbiorców w 2 strefie przepływa przez 1 strefę

Mniejsze długości przewodów - mniejszy koszt inwestycji

Mniejsze ciśnienie - mniejsze koszty eksploatacji

Zmniejszenie pewności dostawy wody do 2 strefy

Trudniejszy układ w eksploatacji - 2 pompownie odległe od siebie

Podział równoległy - dostarczenie wody do kolejnej strefy oddzielnymi przewodami (tranzyt)

Pewność dostawy wody

Dogodna i tańsza eksploatacja pompowni centralnej - mniejsze koszty budowy

Większa długość przewodów

CZYNNIKI DECYDUJĄCE O STREFOWANIU

Konfiguracja terenu

Szeregowy - obszar zasilany na kształt prostokątów o dłuższym boku prostopadłym do warstwic

Równoległy - obszar zasilania ma kształt prostokąta od dłuższym boku równoległym do warstwic

Strefowanie w terenie płaskim - duże straty ciśnienia

Dostarczenie wody bez dodatkowych urządzeń (podziału na strefy)

Wydzielenie oddzielnej strefy

Teren urozmaicony wysokościowo - projektowany na punkt, czyli szukanie najwyższej rzędnej terenu, (ale to jest złe)

16. DWUTEOWY PROCES TWORZENIA KOMPUTEROWEGO MODELU NUMERYCZNEGO

Modelowanie matematyczne

wiedza

matematyczny (teoria)

model matematyczny

Modelowanie numeryczne

Użytkownik programu

Zbiór danych (wartości liczbowe)

Komputerowy model numeryczny

Pojecia podstawowe:

Modelowanie matematyczne- wielozadaniowy proces tworzenia komputerowego modelu zjawisk przepływu we wszystkich jego elementach tj. w sieci przewodów oraz w urządzeniach służących do ujmowanie, uzdatniania, transportu i magazynowania wody.

Model matematyczny - schemat obliczniowy jest to teoretyczny opis matematyczny odzwierciedalajacy dokładnie zachowanie się oryginału (obiekt, proces) w warunkach rzeczywistych. Schemat obliczeniowy zawiera opis matematyczny wewnętrznych prawidłowości danego zjawiska równań wraz z niezbędnymi warunkami i parametrami wprowadzonym ograniczeniom.

Użytkowy program komputerowy - model zjawiska lub/i obiektu, oprócz ogolonego schematu (koncepcyjnego modelu matematycznego zawiera także analityczna lub numeryczna rozwiązania zadania w postaci szczegółowego algorytmu zapisanego w języku programowym.

Istotne jest również precyzyjne zdefiniowanie zbioru i sposobu wyprowadzenia danych i udostępnienie wyników, czyli opracowanie w. softworu:D ułatwiającego korzystanie użytkownikowi z programu bez szczegółowej znajomości jego wewnętrznej budowy

Warunki przekształcenia programu użytkowego w modelu komputerowym jest:

warunku liczbowego zbioru danych zdefiniowanych w programie użytkowym

oszacowanie wartości parametrów w procesie jego tarowania dla konkretnego obiektu

Komputerowy model przepływu jest, zatem zbiorem danych o określonej strukturze, który zawiera szczegółowe informacje w poszczególnych elementach danego systemu wodociągowego.

Symulacja komputerowa - polega na zastosowaniu utworzonego komputerowego modelu numerycznego w praktyce badawczej, projektowej i eksploatacyjnej.

Schematyzacja sieci wodociągowej i/lub obiektu:

tworzy się strukturę sieci uwzględniając wszystkie rurociągi, które istnieje,

uproszczenie struktury stanu wodociagowego rozpoczynając od magistrali

Badania terenowe - najważniejsze zadanie:

Celem jest ustalenie zbiorów zmiennych sterujących procesem przepływów w ukladzie wodociągowym, która pozwala na:

oszacowanie wartości hydraulicznej oporów wszystkich przewodów, w tym opory miejscowe,

ocenić sprawność czynnej sieci wodociągowej

zdefiniować cechy charakterystyczne działania sieci i/lub obiektów podczas pomiarów

Jest procesem dostarczania danych wyjściowych i dopasowania jego parametrów do momentu, Az odwzoruje on warunki działania czynnego systemu wod. Z pożądanym stopniem dokładności w założonym czasie symulacji

Celem tarowania jest określenie:

1. stanu wszystkich rurociągów poprzez indywidualne wyznaczenie wartosci tarowanego współczynnika chropowatosci K0 i oporów miejscowych dla każdego z nich

2. korekta uprzednio ustalonych wielkości i nierównomierności odcinkowych lub/i węzłowych wydatków (poborów wody)

Techniki tarowania modelu przpływów:

inżynierska - (eksperymentowana ) opiera się na ocenie spełnienie zasobow hydrauliki w połączeniu z wszechstronnym inzyniezskim rozpoznaniem warunków funkcjonowania badanego obiektu

metoda prób i błędów - polega na iteracyjnym wprowadzeniu poprawek wartosci parametrów nieznanych

matematyczno - optymalizacyjna - określone jest jako system wspomagania decyzji, który podlega na zdefiniowaniu problemu jako zadania matematycznego z ograniczeniami, które przeprowadza się jako rozwiania numerkami.

analityczna

optymalizacyjna

Modele wykorzystujemy w:

realizacji projektu, projektowanych badan stanu istniejącego obiektu

ocenie skutków projektowanej i eksploatowanej przed wprowadzeniem

analiza pracy wodociągu w dowolnych warunkach pracy i poboru wodociągu

ustalenie podstawowych parametrów hydraulicznych sieci

wykryć wszystkie anomalie w pracy sieci w czasie jej normalnej eksploatacji

odtworzenie jego działanie w warunkach hydraulicznych zdarzeń losowych

przewidzieć negatywne skutki

współdziałania istniejącego elementu dużego systemu wodociągowego:

wyznaczenie warunków funkcjonowania ujęć wody

oceny prawidłowości doboru pompy w pompowniach i hydroforniach,

identyfikacja sprawności działania zbiorników

rekonstrukcji istniejącej struktury sieci wodociągowej w celu:

zwieszenia jej zdolności eksploatacyjnej poprzez eliminacje tzw. „wąskich gardeł”

poprawienie sprawności i niezawodności działania poprzez wymiane lub/i usunięcie wybranych odcinków sieci

racjonalizacja dotychczasowych sposobów dystrybucji wody w celu:

Ograniczenia tranzytu,

---