Gdańsk 07.06.2008

Politechnika Gdańska

Projekt koncepcyjny sieci wodociągowej dla miasta Tczew

Projektował:

Janusz

Sem. V, gr. 2 IŚ

Sprawdzający:

Dr hab. inż. M. Kulbik

Spis treści

Spis rysunków załączonych do opracowania

Załączniki:

Charakterystyki pomp

Schematy doboru pomp dla pompowni 2-go stopnia

1. Opis techniczny

1.1 Podstawa opracowania

Projekt koncepcyjny sieci wodociągowej dla miasta Tczew został wykonany na zlecenie Katedry Inżynierii Sanitarnej Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej w oparciu o:

1. dane z tematu nr 110

2. plan zagospodarowania przestrzennego wraz z podkładem wysokościowym.

3. Rozporządzeniu MSWiA z dnia 24 lipca 2009 w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg pożarowych (Dz. U nr 124/2009 poz. 1030)

4. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi

5. PN-B-02863:1997 Ochrona przeciwpożarowa budynków - Przeciwpożarowe zaopatrzenie wodne - Sieć wodociągowa przeciwpożarowa

6. WTWIO Sieci wodociągowych COBRTI INSTAL Zeszyt nr 3

7. Normatyw w 1966 roku dotyczący wskaźników zapotrzebowania na wodę

8. Literatura fachowa - wg. spisu

1.2 Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania jest koncepcja sieci wodociągowej dla miasta Tczew liczącego 50,2 tys. mieszkańców zamieszkujących obszar 290 ha. Jest to rozbudowywane miasto o charakterze przemysłowo - administracyjnym.

1.3 Zakres opracowania

Swoim zakresem niniejszy projekt następujące zagadnienia:

1. Obliczenie wskaźników zapotrzebowania na wodę oraz sporządzenie bilansu zapotrzebowania na wodę.

2. Wyznaczenie tras projektowanych magistral wodociągowych

3. Określenie wydatków odcinkowych i węzłowych

4. Dobór średnic projektowanych magistral wodociągowych w oparciu o sytuację rozbioru maksymalnego

5. Obliczenia hydrauliczne sieci dla rozbioru minimalnego

6. Sprawdzenie pracy sieci w sytuacji rozbioru maksymalnego z wystąpieniem pożarów.

7. Obliczenie zbiornika zapasowo - wyrównawczego

8. Opracowanie podziału na strefy ciśnienia

9. Zaprojektowanie ujęcia wody

10. Dobór pomp i urządzeń

1.4 Analiza stanu istniejącego

Warunki terenowe

Tu wpisać warunki lokalne

Charakter występującej zabudowy

Klasa V wyposażenia sanitarnego:

• Zabudowa: jednorodzinna

• Wysokość zabudowy: 3 kondygnacje

• Gęstość zaludnienia: 100 os/ha

• Wyposażenie sanitarne: wodociąg, kanalizacja, WC oraz lokalne urządzenie do podgrzewania wody

Klasa VI wyposażenia sanitarnego:

• Zabudowa: wielorodzinna

• Wysokość zabudowy: 3 kondygnacje

• Gęstość zaludnienia: 200 os/ha

• Wyposażenie sanitarne: wodociąg, kanalizacja, WC oraz lokalne urządzenie do podgrzewania wody

Klasa VII wyposażenia sanitarnego:

• Zabudowa: wielorodzinna

• Wysokość zabudowy: 5 kondygnacji

• Gęstość zaludnienia: 300 os/ha

• Wyposażenie sanitarne: wodociąg, kanalizacja, WC oraz centralna dostawa ciepłej wody

Dane wyjściowe do projektowania:

Numer tematu:

Miasto:

Rodzaj miasta: Rozbudowywane

Charakter miasta: Przemysłowo - Administracyjne

Udział zabudowy klasy V - 50%

Udział zabudowy klasy VI - 10%

Udział zabudowy klasy VII - 40%

1.5 Potrzeby wodne miasta

1.5.1 Zapotrzebowanie na wodę

Projektowany wodociąg będzie dostarczał wodę dla 50,2 tys. mieszkańców na obszarze 290 ha. Obliczone według normatywu z 1966 roku wskaźniki zapotrzebowania na wodę (z uwzględnieniem udziału poszczególnych klas zabudowy) dla ludności wynoszą:

Q_dśr=265 l/(Mk*d)

Q_dmax=299 l/(Mk*d)

Q_hmax=333 l/(Mk*d)

Natomiast dla przemysłu dużego:

Q_dśr=113 l/(Mk*d)

Q_dmax=135 l/(Mk*d)

Q_hmax=135 l/(Mk*d)

Ostatecznie po uwzględnieniu liczby mieszkańców zapotrzebowanie na wodę przedstawia się następująco:

Tu może być jakies podsumowanie

W godzinie rozbioru maksymalnego jeden mieszkaniec pobiera 0,00409 l/s wody natomiast w przypadku rozbioru minimalnego 0,00257 l/s.

W przypadku wystąpienia pożarów - założono wystąpienie 2 jednoczesnych akcji gaśniczych zgodnie z [5] i [7] - ze zbiornika będzie wypływało dodatkowe 40 l/s.

Wydajność ujęcia będzie na poziomie maksymalnego zapotrzebowania dobowego ludności i przemysłu.

1.5.2 Rozkład poboru wody w ciągu doby.

Obliczony wg normatywu 1966r współczynnik nierównomierności godzinowej wyniósł Nh=1,23. Była to wartość najbardziej zbliżona do wartości 1,25 odpowiadającej miastu dużemu.

Po korekcie histogramu wzorcowego wyznaczono godzinę maksymalną -godzina 8-9 rano - 5,14% rozbioru dobowego, oraz godzinę minimalna - godzina 3-4 rano - 3,20% rozbioru dobowego.

Następnie z proporcji wyznaczono wielkość rozbioru minimalnego. W godzinie minimalnego rozbioru ludność zużywa ok. 124,3 l/s.

Wyniki oraz tok obliczeń znajduje się w Tabeli 5.

1.5.3 Wydaki węzłowe i odcinkowe.

Wydatki odcinkowe wyznaczono dla odcinków przebiegających wzdłuż terenów zabudowy mieszkaniowej. Dla odcinków przebiegających przez tereny parkowe i zieleni przyjęto zerowy wydatek przewodów.

Zużycie wody na jednego mieszkańca w l/s wynosi 0,004323 w przypadku rozbioru maksymalnego oraz 0,002690 dla rozbioru minimalnego.

Wydatki węzłowe przyjęto dla węzłów zasilających rejony przemysłowe oraz dla węzłów obciążanych pożarami.

Sumaryczny wydatek przemysłu podzielono na dwa węzły proporcjonalnie do powierzchni danego rejonu. Dla węzła 12 pobór wyniósł 15,0 l/s (Przemysł 2) a dla węzła 13 - 70 l/s (przemysł 1). W przypadku sprawdzania sieci na rozbiory pożarowe wydatkami 20 l/s obciążono węzły 5 i 13.

Układ poletek oraz zagospodarowanie przestrzenne przedstawia Rysunek 2.

Tok obliczeń oraz wyniki zestawiono w Tabeli 6 i 7.

Rozkład wydatków węzłowych i odcinkowych przedstawiono na schematach obliczeniowych - Rysunek 3-5.

Przestrzenny rozkład poborów wody jest zgodny z otrzymanym planem zagospodarowania przestrzennego.

Sumaryczny wydatek przemysłu - 116 l/s - rozłożono na dwa węzły proporcjonalnie do powierzchni danego rejonu. Dla węzła 13 pobór wyniósł 68,0 l/s (Przemysł „A”) a dla węzła 16 - 48,0 l/s (przemysł „B”). Są to największe pobory punktowe.

W przypadku sprawdzania sieci na rozbiory pożarowe wydatkami 20 l/s obciążono węzły 6 i 9.

Wydatki odcinkowe wyznaczono dla odcinków przebiegających wzdłuż terenów zabudowy mieszkaniowej. Dla odcinków przebiegających przez tereny parkowe i zieleni przyjęto zerowy wydatek przewodów.

Układ poletek oraz zagospodarowanie przestrzenne przedstawia Rysunek 2.

Tok obliczeń wydatków węzłowych oraz odcinkowych i wyniki zestawiono w Tabeli 6.

Rozkład wydatków węzłowych i odcinkowych przedstawiono na schematach obliczeniowych - Rysunek 3,4 i 5.

1.5.4 Wymagania odnośnie ciśnienia

Wymagane ciśnienia gospodarcze dla danego obszaru zabudowy wyznacza się ze wzoru:

H_gosp=3 n + 10[mH₂O] ,

gdzie: n- liczba kondygnacji

Natomiast dopuszczalne maksymalne ciśnienie gospodarcze stanowi 150% ciśnienia gospodarczego.

Dla zabudowy niskiej, 3- kondygnacyjnej (5 i 6 klasa zabudowy) wymagane ciśnienie wynosi 19,0m a zalecane ciśnienie maksymalne (1,5x wymagane ciśnienie gospodarcze) wynosi 28,5m. Dla zabudowy wysokiej (7 klasa) odpowiednio 25 i 37,5m. Jako ciśnienie maksymalne nieprzekraczalne przyjęto wartość 0,6 MPa czyli 60,0m słupa wody.

W przypadku wystąpienia pożarów ciśnienie nigdzie nie powinno spaść poniżej 20m.

1.5.5 Wymagania odnośnie jakości dostarczanej wody

Dostarczana do odbiorców woda powinna spełniać wymagania zawarte w Rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi [4] . Woda powinna charakteryzować się wymaganymi w [6] parametrami zarówno w miejscu wtłoczenia jej do sieci jak i w miejscach jej poboru. Projektowana sieć nie może wpływać ujemnie na jakość dostarczanej wody. W szczególności należy do minimum ograniczyć czas przebywania wody w sieci na drodze odpowiedniego doboru średnic przewodów[1].

1.6 Opis zastosowanych rozwiązań

1.6.1 Ogólna struktura projektowanej sieci.

Zaprojektowano sieć pierścieniowo - końcówkową z początkowym zbiornikiem zapasowo - wyrównawczym. Zaprojektowano 3 pierścienie w głównej części miasta oraz dwie końcówki doprowadzające wodę do skrajnych rejonów miasta.

Ujęcie wody jest zlokalizowane na wschód od miasta, w płaskim terenie o rzędnej 46 mnpm. Jest ono włączone do węzła nr 1. Jest to ujęcie wód podziemnych. Jest ono położone w znacznej odległości od rzeki i znacznie wyżej dzięki czemu nie ma ryzyka skażenia wody w studniach w przypadku wystąpienia powodzi.

Zbiornik zapasowo - wyrównawczy zlokalizowano na wschodnim obrzeżu miasta, w terenie o rzędnej ok. 62,0 mnpm (najwyżej położony teren w obrębie miasta).

1.6.2 Sieć przewodów magistralnych

Rurociągi należy wykonać z rur z żeliwa sferoidalnego z wewnętrzną wyprawą cementową. Rury te nie ulegają wyporowi wody gruntowej w związku z tym są odpowiednim materiałem do budowy sieci w warunkach gdy zwierciadło wody gruntowej może być wysoko. Połączenia rurociągów - połączenia kielichowe (np. typu TYTON), połączenia z armaturą i innymi urządzeniami - połączenia kołnierzowe. Rury oraz materiały na uszczelnienia muszą posiadać stosowne atesty i dopuszczenie do kontaktu z wodą pitną.

Łączna długość projektowanej sieci wynosi 12740m.

Udział w długości poszczególnych średnic zamieszczono poniżej:

DN	L
[mm]	[mb]
125	420
200	1200
250	1380
300	6000
350	2210
500	1100
600	430
Σ=	12740

Przyjęto stałe zagłębienie osi rurociągu na poziomie 2,0 m - ze względu na przemarzanie gruntu oraz występowanie obciążeń dynamicznych od ruchu drogowego. Przebieg projektowanych magistral - rysunek 1.

1.6.3 Zbiorniki wody.

Zbiornik zapasowo - wyrównawczy

Pojemność zbiornika wyrównawczego obliczono metodą analityczną według[4]. Wymagana pojemność części wyrównawczej zbiornika wynosi 6,45% dobowego zapotrzebowania wody - 1097,4 m³.

Zbiornik będzie okrągłym zbiornikiem wieżowym, o wysokości części wyrównawczej 3,0 m a jego średnica wyniesie 22,0m

Według [4] na cele przeciwpożarowe należy zgromadzić 400m³ wody. Zatem wysokość części przeciwpożarowej wyniosła 1,0m. Dodatkowo zaprojektowano jeszcze 0,5 m na zapas wody dla celów technologicznych. Zbiornik zaczyna się napełniać o godzinie 22⁰⁰. Stan maksymalny osiąga o godzinie 7⁰⁰.

Obliczenie pojemności zbiornika przedstawiono w Tabeli 12.

Zbiornik wody czystej na ujęciu

Zbiornik wody czystej jest zbiornikiem terenowym zlokalizowanym na terenie ujęcia wody. Ze zbiornikiem wody czystej współpracuje pompownia 2-go stopnia. Jest to zbiornik ruchowy dla tej pompowni. Zbiornik ten ma pojemność 534 m³ (co odpowiada ilości wody przetłoczonej w ciągu 20 minut pracy pomp), średnicę 13,7m i wysokość 4,0m. Zwierciadło wody w tym zbiorniku stabilizuje się na rzędnej 26,0 mnpm. Rzędna dna 22,0mnpm.

Zbiornik należy wykonać jako konstrukcję monolityczną żelbetową.

1.6.4 Pompownie wody.

W ramach projektowanego układu wodociągowego znajdują się 2 pompownie. Jedna pompownia jest zlokalizowana na ujęciu - pompownia 2-go stopnia, a druga pompownia jest pompownią sieciową.

Zadaniem pompowni 2-go stopnia jest podniesienie ciśnienia z poziomu zwierciadła wody w zbiorniku ruchowym (59,00mnpm) do poziomu 97,63mnpm - tak aby umożliwić uzyskanie wymaganego ciśnienia gospodarczego.. Wymagana wysokość podnoszenia tej pompowni wynosi 38,63m a wydajność 742 m³/h. Pompownia 2-go stopnia jest zlokalizowana zaraz obok zbiornika wody czystej. Zwierciadło wody w tym zbiorniku powinno znajdować się powyżej osi wirników pomp.

Pompownia sieciowa P1 - podnosi ciśnienie na obszarze zasilanym z odcinków 6-11-12 oraz 6-13-14. Jak wspomniano w punkcie 1.7.8 na w/w odcinkach ciśnienie w rozbiorze maksymalnym i pożarowym jest niewystarczające. Wymagana wydajność pompowni wynosi 554,4 m³/h, a wymagana wysokość podnoszenia 15,06m. Ze względu na zmienny w ciągu doby pobór wody pompy w pompowni P1 powinny mieć płynną regulację wydajności (zasilanie przez falownik).

Dobór pomp

Doboru pomp dokonano na podstawie charakterystyk z katalogu pomp firmy GRUNDFOSS. Charakterystyki pomp z naniesionymi punktami pracy przedstawiono w załączniku. Pompy dobrano na następujące parametry:

Pompownia 2-go stopnia na ujęciu:

Wymagana wysokość podnoszenia:

H=38,63m.

H_g=34,00m - wysokość geometryczna

H_s=4,63m - wysokość strat

Wymagana wydajność:

Q=741,6=742,0 m³/h

Zastosowano 3 pompy typu CV300-10/342 + jedna pompa rezerwowa. Pompy pracują ze stałym wydatkiem i stałą wysokością podnoszenia w optymalnym zakresie sprawności.

Pompownia sieciowa PS1:

Wymagana wysokość podnoszenia:

H=15,06m.

H_g=3,76m - wysokość geometryczna

H_s=11,30m - wysokość strat

Wymagana wydajność:

Q=554,4 m³/h

Zastosowano 2 pompy typu NK 150-320/330 + jedna pompa rezerwowa. Pompy pracują ze zmienną wydajnością i ciśnieniem - płynna regulacja przy pomocy falowników

Pompy do studni głębinowych:

Wymagana wysokość podnoszenia:

H_1,3,5=22,40m

Typ: SP 160-1

H_2,4,6=25,70m

Typ: SP 125-2-AA

Wymagana wydajność:

Q=123,6 m³/h

Dobór pomp

Doboru pomp dokonano na podstawie charakterystyk z katalogu pomp firmy GRUNDFOSS. Charakterystyki pomp z naniesionymi punktami pracy przedstawiono w załączniku. Pompy dobrano na następujące parametry:

Pompownia 2-go stopnia na ujęciu:

Wymagana wysokość podnoszenia:

H=76,01-26,00=50,01m

H_g=66,50-26,00=40,50m - wysokość geometryczna

H_s=9,51m - wysokość strat

Wymagana wydajność:

Q=1300 m³/h

Zastosowano 3 pompy typu NK 150-400/393 + jedna pompa rezerwowa. Pompy pracują ze stałym wydatkiem i stałą wysokością podnoszenia w optymalnym zakresie sprawności.

Pompownia sieciowa P1:

Wymagana wysokość podnoszenia:

H=15,1m.

H_g=0,0m - wysokość geometryczna

H_s=15,1m - wysokość strat

Wymagana wydajność:

Q=443,0 m³/h

Zastosowano 2 pompy typu NK 150-320/325 + jedna pompa rezerwowa. Pompy pracują ze zmienną wydajnością - zasilanie przez falownik.

Pompownia sieciowa P2:

Wymagana wysokość podnoszenia:

H=10,5m.

H_g=0,5m - wysokość geometryczna

H_s=10,0m - wysokość strat

Wymagana wydajność:

Q=443 m³/h

Zastosowano 2 pompy typu NK 150-315/303 + jedna pompa rezerwowa. Pompy pracują ze zmienną wydajnością - zasilanie przez falownik.

Pompy do studni głębinowych:

Studnia S1, S4

H=22,14m.

H_g=8,0m - wysokość geometryczna

H_s=14,14m - wysokość strat

Wymagana wydajność:

Q=216,7 m³/h

Pompa typu SP 215-1.

Studnia S2, S5

H=23,22m.

H_g=10,4m - wysokość geometryczna

H_s=12,82m - wysokość strat

Wymagana wydajność:

Q=216,7 m³/h

Pompa typu SP 270-1LG.

Studnia S3, S6

H=24,83m.

H_g=12,9m - wysokość geometryczna

H_s=11,93m - wysokość strat

Wymagana wydajność:

Q=216,7 m³/h

Pompa typu SP 300-1NG.

1.6.5 Ujęcie wody podziemnej i stacja uzdatniania

Ujęcie wody zaprojektowano jako ujęcie wody podziemnej. Ujęcie zlokalizowano na wschód od miasta.

Woda podziemna jest ujmowana przez kompleks 6 studni głębinowych. Studnie są rozmieszczone po 3 sztuki na dwóch rurociągach zbiorczych w odległości ok. 150m od siebie. Rurociągi zbiorcze łączą się w węźle zbiorczym. Z tego węzła woda trafia do stacji filtrów gdzie jest uzdatniana. Każda studnia głębinowa jest wyposażona w pompę i dostarcza wodę w ilości ok. 216,7 m³/h. Wysokość podnoszenia każdej pompy jest dopasowana odpowiednio do rzędnej zwierciadła wody gruntowej w danej studni.

Woda uzdatniona jest gromadzona w zbiorniku wody czystej. Zbiorniki ten jest zbiornikiem ruchowym dla pompowni 2 stopnia. Rzędna zwierciadła wody w tym zbiorniku stabilizuje się na poziomie 26,0 mnpm. Rzędna dna zbiornika 22,0mnpm, średnica 11,7m a pojemność 434m³. Ze zbiornika wody czystej woda trafia do pompowni 2-go stopnia gdzie ciśnienie jest podnoszone do poziomu 76,01 mnpm i kierowana do sieci magistralnej - do węzła 18.

Ujęcie pracuje ze stałym wydatkiem i dostarcza 1300 m³/h wody.

Przyjęto straty ciśnienia na stacji uzdatniania na poziomie 10,0m.

Schemat ujęcia został przedstawiony na Rysunku 6.

Obliczenia hydrauliczne zestawiono w Tabeli 12.

1.6.6 Uzbrojenie sieci

Na sieci przewidziano zastosowanie następującego uzbrojenia:

Zawory zwrotne:

Zastosowano zawory zwrotne przed i za pompami w pompowniach.

Zasuwy:

Zasuwy zostały rozmieszczone zostały we wszystkich węzłach na każdym odgałęzieniu w celu zamknięcia odcinków w razie awarii, przy zmianach średnicy przewodów oraz na pompowniach, ujęciu i zbiorniku - zgodnie WTWIO[8].

Hydranty:

Zgodnie z przepisami na wszystkich odcinkach zastosowano hydranty w odległości, co 100 m.

Odpowietrzniki:

Odpowietrzniki rozmieszczono w najwyższych punktach przewodu oraz przed zasuwami w celu odpowietrzenia odcinka leżącego poniżej w przypadku jej domknięcia.

Odwodnienia:

Rozmieszczono je w najniższych punktach przewodu w celu opróżnienia go z wody w razie potrzeby. Konieczne jest również ich umieszczenie powyżej zasuw na przewodach opadających.

Rozmieszczenie elementów uzbrojenia sieci przedstawiono na Rysunku 1. Ponadto rozmieszczenie odpowietrzników i odwodnień zostało pokazane na Rysunku 7.

Przejścia specjalne

Projektowana sieć powinna być prowadzona wzdłuż głównych ulic, ale nie powinna być prowadzona pod jezdniami równolegle do nich. Przy prowadzeniu rurociągów krzyżujących się z jezdniami należy stosować rury osłonowe zgodnie z [8]. W miarę możliwości skrzyżowania z jezdniami należy wykonać tak, żeby rurociąg biegł prostopadle do osi jezdni i jak najkrótszą trasą. W uzasadnionych przypadkach należy stosować płyty odciążające.

Projektowana sieć krzyżuje się z linią kolejową i w związku z tym przejście pod torami należy wykonać w rurze osłonowej, prostopadle do linii torów zgodnie z zaleceniami zawartymi WTWIO [8] przy końcach rury osłonowej należy wykonać zasuwy.

1.7 Parametry eksploatacji projektowanej sieci

1.7.1 Charakterystyka hydrauliczna projektowanej sieci

Wszystkie odcinki z wyjątkiem odcinka Z-18 oraz 18-1 zwymiarowano dla rozbioru maksymalnego. Odcinek Z-18 oraz 18-1 zwymiarowano dla sytuacji rozbioru pożarowego, gdyż w tym przypadku przepływ jest zdecydowanie największy.

Wyniki obliczeń hydraulicznych przedstawia poniższa tabela:

Tabela zbiorcza z prędkościami i spadkami

Projektowaną sieć zwymiarowano generalnie na sytuację rozbioru maksymalnego, gdyż jak wynika z histogramu stan zbliżony do tej sytuacji utrzymuje się przez większość doby. Jednak na niektórych odcinkach przyjęto nieco większe średnice, tak aby w przypadku rozbioru pożarowego nie wystąpiły zbyt duże prędkości przepływu i straty hydrauliczne.

Odcinek łączący sieć ze zbiornikiem został zwymiarowany na stan rozbioru pożarowego, gdyż w tej sytuacji przepływ był tam ponad dwukrotnie wyższy niż w pozostałych sytuacjach.

Przy doborze średnic przewodów kierowano się głównie kryterium prędkości liniowej, gdyż ten parametr najlepiej odzwierciedla ew. przewymiarowanie sieci[1]. Ponieważ rury z PE są bardziej gładkie niż rury z materiałów tradycyjnych, kryterium spadku hydraulicznego jest tu nieco mniej przydatne.

Wyniki obliczeń hydraulicznych przedstawia poniższa tabela.

Pełen tok obliczeń przedstawiono w Tabelach 7,8,9 oraz 10 a-c.

Schematy obliczeniowe przedstawiono na Rysunku 3,4 i 5.

1.7.2 Strefy ciśnienia

OPIS STREFOWANIA

Koncepcję strefowania przedstawiają Rysunki 1 i 7.

1.8 Wnioski

Zaproponowane w niniejszej koncepcji rozwiązania zapewniają spełnienie wszystkich założeń wyjściowych - dostarczenie odbiorcom wody w wymaganej ilości, pod wymaganym ciśnieniem oraz o należytej jakości.

.

Przed przystąpieniem do realizacji projektowanej sieci należy opracować projekt budowlany sieci - bardziej szczegółowy od projektu koncepcyjnego. Jednak wcześniej powinno opracować się jeszcze inne warianty koncepcji - np. inna lokalizacja zbiornika, więcej pierścieni itp. celem wybrania najlepszego z możliwych rozwiązania.

Dodatkowo każda koncepcja - również niniejsza - powinna być zweryfikowana i porównana z innymi na drodze komputerowej symulacji czasoprzestrzennej [1]. Dzięki temu można będzie szczegółowo wyznaczyć parametry pracy sieci w ciągu całej doby, w dłuższym okresie i wskaźniki jakościowe wody.

Literatura

1. M. Kulbik „Komputerowa symulacja i badania terenowe miejskich systemów wodociągowych” wyd. PG

2. M. Kulbik, R. Edel „Tablice do obliczeń hydraulicznych przepływu cieczy w kanałach zamkniętych” wyd. PG

3. W. Petrozolin „Projektowanie sieci wodociągowych”

4. T. Gabryszewski „Wodociągi”

5. Rozporządzeniu MSWiA z dnia 24 lipca 2009 w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg pożarowych (Dz. U nr 124/2009 poz. 1030)

6. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi

7. PN-B-02863:1997 Ochrona przeciwpożarowa budynków - Przeciwpożarowe zaopatrzenie wodne - Sieć wodociągowa przeciwpożarowa

8. WTWIO Sieci wodociągowych COBRTI INSTAL Zeszyt nr 3

2.0 Obliczenia

2.1 Dane wyjściowe. Obliczenie liczby ludności.

Nazwa Miasta	Sztum
Udział klasy V	50%
Udział klasy VI	20%
Udział klasy VII	30%
Gęstośćzaludnienia kl. V	100os./ha
Gęstośćzaludnienia kl. VI	100os./ha
Gęstośćzaludnienia kl. VII	200os./ha
Liczba kondygnacji kl. V	3
Liczba kondygnacji kl. VI	3
Liczba kondygnacji kl. VII	5
Rodzaj miasta:	Nowobudowane
Charakter miasta	Przemysłowo - rolniczy

Tabela 1

Obliczenie liczby ludności
Całkowita pow. zamieszkania: F=			390,00	[ha]
Klasa wyposażenia sanitarnego	Udział procentowy danej klasy	Gęstość zaludnienia	Pow. danej klasy	Liczba ludzi mieszkających w obrębie danej klasy
-	[%]	[M/ha]	[ha]	[m]
V	60	150	234,0	35100
VI	10	150	39,0	5850
VII	30	250	117,0	29250
	Łączna liczba ludności miasta:			50200

2.2 Obliczenie zapotrzebowania na wodę według normatywu z 1966 roku.

Tabela 2.

Rodzaj zapotrzebowania

Obliczenia pomocnicze; zastosowane tablice; materiały źródłowe

Wsk. zapotrzebowania

[dm^3/(M*d)]

Qdśr

Qdmax

Qhmax

1

2

3

4

5

A. Średnie dobowe zapotrzebowanie

Gospodarstwa domowe

Qd=

17500*125+7000*160+21000*185

=

158,1

45500

158,1

Pracownicy urzędów i zakładów

Tabl. 2-1 Petrozolin "Proj. Sieci Wodoc."

=

10

10

Zakłady użyteczności publicznej

Tabl. 2-2 Petrozolin "Proj. Sieci Wodoc."

=

30

30

Razem ludność:

Sumaryczne średnie dobowe zapotrzeb. ludności

198,1

Cele ogólnokomunalne

Tabl. 2-6Petrozolin "Proj. Sieci Wodoc."

25%z24=

6

6,0

Drobny przemysł

Tabl. I-13 Gabryszewski "Wodociągi"

10%z158=

15,8

15,8

Duży przemysł -oddzielnie

Razem:

219,9

Straty wody

10%+5% z 219,9=

33,0

33,0

Ogółem:

Sumaryczne średnie dobowe zapotrzebowanie

252,9

B. Maksymalne dobowe zapotrzebowanie

Ludność

Dla Nd = 1

Materiały analogicznie jak dla "A"

158,1

Urzędy oraz zakłady użyteczności publ.

40

Drobny przemysł

15,8

Współczynnik nierównom. dobowej dla ludności:

NdL=

17500*1,2+7000*1,1+21000*1,1

=

1,14

45500

Nierównomierność dobowa wyniesie:

0,14*158,1+0,10*10+0,10*30+0,15*15,8=

28,3

28,3

Razem:

242,1

Cele ogólnokomunalne

100%z24=

24

24,0

Straty wody

j.w.

33,0

Ogółem:

Sumaryczne maksymalne dobowe zapotrzebowanie

299,1

C. Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie

Ludność, urzędy, zakłady użyt. publ. drobny przem.

Dla Nh=1

Materiały analogicznie jak dla "A" i "B"

242,1

Współczynnik nierównom. godzinowej dla ludności:

NhL=

17500*1,3+7000*1,2+21000*1,1

=

1,21

45500

Nierównomierność godzinowa wyniesie:

0,19*(1,14*158,1)+1,2*(1,10*10)+1,2*(1,1*30)=

87,4

87,4

Straty wody

j.w.

33,0

Ogółem:

Sumaryczne maksymalne godzinowe zapotrzebowanie

362,5

przyjęto:

363

Tabela 3.

Duży przemysł	A. Średnie dobowe zapotrzebowanie
		Tabl. I-13 Gabryszewski "Wodociągi"
		40%z158=	63,2					63,2
		Straty wody w przemyśle - 15% z			63,2=9,5			9,5
		Ogółem średnie dobowe zapotrzebowanie przemysłu						72,7
		B. Maksymalne dobowe zapotrzebowanie
		Tabl. I-13 Gabryszewski "Wodociągi"
		Dla Nd=1
		40%z158=	63,2						63,2
		Dla Nd=	1,15	Nierównomierność wyniesie:					9,5
		Razem:							72,7
		Straty wody w przemyśle - j.w							9,5
		Ogółem maksymalne dobowe zapotrzebowanie przemysłu:							91,7
		C. Maksymalne zapotrzebowanie godzinowe
		Tabl. I-13 Gabryszewski "Wodociągi"
		Nh=1 Dla przemysłu zatem Qhmax=Qdmax								91,7
		Ogółem przemysł:								91,7

Tabela 4.

Podsumowanie zapotrzebowania na wodę
Odbiorcy		Zapotrzeb.	Wielkość zapotrzebowania
-	-	-	[l/M*d]	[m^3/h]	[l/s]
Ludność		Qdśr	253	479	133
				Qdmax	299	567	158
				Qhmax	363	687	191
Przemysł duży		Qdśr	73	138	38
				Qdmax	92	174	48
				Qhmax	92	174	48
Ludność + przemysł duży		Qdśr	326	617	171
				Qdmax	391	741	206
				Qhmax	454	861	239

2.3 Histogram rozbioru wody

Wyniki bilansu wg. Normatywu z 1966 roku dla ludności.

Q_hmax = 287,0 l/s

Q_dmax = 235,0 l/s

Nierównomierność godzinowa:

Średnia godzinowa produkcja wody na ujęciu:

Poprawka procentowego rozbioru wody przez ludność dla godziny Q_hmax dla wyników bilansu wg normatywu z 1966 roku.

Wyznaczenie wielkości rozbioru przez ludność w godzinie rozbioru minimalnego:

Tabela 5.

Histogram dobowego rozbioru wody
Godziny		Godzinowy rozbiór w % rozbioru dobowego		Godzinowy rozbiór w % rozbioru dobowego poprawiony dla bilansu 1966
od	do	Ng=	1,25
0-1		3,35		3,35
1-2		3,25		3,25
2-3		3,30		3,30
3-4		3,20		3,20
4-5		3,25		3,25
5-6		3,40		3,40
6-7		3,85		3,85
7-8		4,45		4,45
8-9		5,20		5,09
9-10		5,05		4,82
10-11		4,85		4,81
11-12		4,60		4,80
12-13		4,60		4,80
13-14		4,55		4,73
14-15		4,75		4,75
15-16		4,70		4,70
16-17		4,65		4,65
17-18		4,35		4,35
18-19		4,40		4,30
19-20		4,30		4,30
20-21		4,30		4,20
21-22		4,20		4,20
22-23		3,75		3,75
23-24		3,70		3,70
	Σ=	100,00		100,00
Rozbiór max w [%]			Rmax=	5,09
Rozbiór min w [%]			Rmin=	3,20

Wykres 1.

2.4 Obliczenie wydatków odcinkowych

Tabela 6.

Odcinek oraz obszar zaopatrywania (poletko)							Qhmax		Qhmin
		LMk=	45500	liczba mieszkańców			Rozbiór na 1 mieszkańca		Rozbiór na 1 mieszkańca
		Qhmax=	191	l/s	Rozbiory wody przez ludność		Qhmax/LMk=	0,004196	Qhmin/LMk=	0,00266
		Qhmin=	121,0	l/s					[l/Mk*s]		[l/Mk*s]
Odcinek		L	S	klasa	G	L Mk	rozb/Mk	suma	rozb/Mk	suma
od	do	[m]	[ha]	-	[M/ha]		[l/Mk*s]	[l/s]	[l/Mk*s]	[l/s]
U	1	500				0	0,004196	0,0	0,00266	0
1	Z	300				0	0,004196	0,0		0
1	2	610	40	7	200	8000	0,004196	34,0	0,00266	21,3
2	3	370	21	7	200	4200	0,004196	18,0	0,00266	11,2
3	4	540	30	5	100	3000	0,004196	13,0	0,00266	8
4	5	360	14	6	100	1400	0,004196	6,0	0,00266	3,7
5	6	580	17	6	100	1700	0,004196	7,0	0,00266	4,5
6	7	230	6	5	100	600	0,004196	3,0	0,00266	1,6
7	8	560	17	6	100	1700	0,004196	7,0	0,00266	4,5
8	9	500	22	6	100	2200	0,004196	9,0	0,00266	5,8
9	2	450	20	7	200	4000	0,004196	17,0	0,00266	10,6
4	10	590	15	5	100	1500	0,004196	6,0	0,00266	4
10	6	300	11	5	100	1100	0,004196	5,0	0,00266	2,9
6	11	450	14	7	200	2800	0,004196	12,0	0,00266	7,4
11	12	570	37	5	100	3700	0,004196	16,0	0,00266	9,8
6	13	440	10	7	200	2000	0,004196	8,0	0,00266	5,3
13	14	600	76	5	100	7600	0,004196	30,0	0,00266	20,4
Σ		7950	350	-	-	45500	-	191,0	-	121

2.5 Obliczenie wydatków węzłowych dla przemysłu

2.5 Wymiarowanie sieci pierścieniowej metodą Crossa dla rozbioru maksymalnego

Tabela 7.

2.6 Obliczenia hydrauliczne sieci pierścieniowej metodą Crossa dla rozbioru minimalnego

Tabela 8.

2.7 Obliczenia hydrauliczne sieci pierścieniowej metodą Crossa dla rozbioru maksymalnego i pożarowego

Tabela 9.

2.8 Wymiarowanie sieci końcówkowej.

Tabela 10.

2.9 Obliczenie pojemności zbiornika wyrównawczego i ruchowego

Tabela 11.

2.10 Obliczenia hydrauliczne ujęcia wody

Tabela 12.

3.0 Rysunki

Załączniki

24

---