Transcript Systemy zaopatrzenia w wodę

ELEMENTY SYSTEMÓW
ZAOPATRZENIA W WODĘ
OBLICZANIE ZAPOTRZEBOWANIA
WODY
Wykład nr 1
„Systemy zaopatrzenia w wodę”
Program ramowy przedmiotu
• ogólna charakterystyka elementów systemu
zaopatrzenia w wodę
• metody określania wielkości zapotrzebowania wody
• charakterystyka ujęć wód powierzchniowych i
podziemnych
• strefy ochronne źródeł i ujęć wody
• zbiorniki wodociągowe
• obliczenia hydrauliczne systemów zaopatrzenia w
wodę
• materiały i uzbrojenie przewodów wodociągowych
LITERATURA
• T. Gabryszewski: „Wodociągi”. Arkady 1983
• Z. Heidrich: „Wodociągi. Podręcznik dla
technikum.” WSiP 1999
• J. Dolecka i in.: „Wodociągi i kanalizacje.
Cz.1 – Wodociągi.” Skrypt PB, 1999.
• W. Petrozolin: „Projektowanie sieci
wodociągowych”. Arkady 1974
Wiadomości wstępne
• Wodociąg – zespół skoordynowanych i
współpracujących inżynierskich urządzeń i obiektów,
służących do zaopatrzenia ludności i przemysłu w
wodę.
• Systemy zaopatrzenia w wodę – złożone
systemy wodociągowe o dużej skali i znaczeniu
gospodarczym, obejmujące często duże obszary
regionu czy kraju, dostarczające wodę ogólnego lub
zróżnicowanego przeznaczenia i jakości odbiorcom o
różnych wymaganiach ilościowych i jakościowych.
Podział ze względu na funkcję
• System ogólnego przeznaczenia – zaopatruje w
wodę ludność i przemysł ze wspólnych ujęć za
pomocą wspólnej sieci przewodów przesyłowych i
rozprowadzających
• System półrozdzielczy – składa się z dwóch
niezależnych układów pokrywających oddzielnie
potrzeby ludności i przemysłu
• System rozdzielczy – obejmuje dwa niezależne
układy (komunalny i przemysłowy), dodatkowo
uwzględniając podział na potrzeby konsumpcyjne i
gospodarcze
Podział ze względu na zasięg
• Systemy lokalne – zaopatrują w wodę jedną
miejscowość lub zakład przemysłowy
• Systemy centralne – zaopatrują w wodę dużą
aglomerację wraz z miejscowościami satelitarnymi
• Systemy grupowe – zaopatrują w wodę kilka
miast lub osiedli i zakładów przemysłowych
• Systemy okręgowe – obejmują duże obszary
regionu lub kraju, z wieloma aglomeracjami,
miastami i zakładami przemysłowymi
Podział ze względu na budowę
i działanie
• ze względu na warunki hydrauliczne
– grawitacyjne
– pompowe
– mieszane
• ze względu na strukturę
–
–


z jednym źródłem zasilania
z wieloma źródłami zasilania
jednostrefowe
wielostrefowe
Schemat ogólny wodociągu
1 – ujęcie wody; 2 – studnia zbiorcza; 3 – pompownia I stopnia; 4
- stacja uzdatniania wody; 5 – zbiornik wodociągowy „dolny”; 6 –
pompownia II stopnia; 7 – przewód tłoczny tranzytowy; 8 – sieć
rozdzielcza; 9 – zbiornik końcowy „górny”; 10 – obszar zasilania
Schemat wodociągu z pompami
zlokalizowanymi w jednym budynku
1 – ujęcie wody; 2 – studnia zbiorcza; 3 – budynek stacji pomp
(3a – pomp. I stopnia, 3b – pomp. II stopnia); 4 - stacja
uzdatniania wody; 5 – zbiornik wodociągowy „dolny”;
Możliwe położenie zbiornika wodociągowego
„górnego” względem ujęcia i sieci rozdzielczej
1 – zbiornik początkowy boczny; 2 – zbiornik początkowy
przepływowy; 3 – zbiornik końcowy; 4 – zbiornik centralny; 5 –
rurociąg tranzytowy; 6 – sieć rozdzielcza; 7 – obszar zasilania
Schemat wodociągu bez stacji uzdatniania
1 – ujęcie wody podziemnej; 2 – pompownia; 3 – rurociąg
tranzytowy; 4 – sieć rozdzielcza; 5 – zbiornik wyrównawczy
końcowy; 6 – obszar zasilania;
Schemat wodociągu grawitacyjnego
1 – ujęcie wody źródlanej; 2 – zbiornik ujęciowy terenowy
przepływowy; 3 – rurociąg grawitacyjny tranzytowy; 4 – sieć
rozdzielcza; 5 – obszar zasilania;
Obliczanie zapotrzebowania na wodę
• wskaźnik jednostkowego zapotrzebowania na wodę
– q [dm3/Mk,d]
– może być ustalony na podstawie danych statystycznych z
miast i osiedli wyposażonych w wodociąg, o wielkości i
charakterystyce odpowiadającej projektowanemu
systemowi, lub na podstawie obowiązujących wytycznych
lub norm
• liczba mieszkańców w okresie perspektywicznym (n
= 20-30 lat) lub kierunkowym (n = 40-50 lat),
przyjętym jako docelowy etap budowy wodociągu –
Mn [Mk]
Obliczanie zapotrzebowania na wodę
• liczbę mieszkańców w okresie perspektywicznym lub
kierunkowym można ustalić w oparciu o analizę
danych demograficznych (ze wzoru na procent
składany)
p 

M n  M 0 1 

 100 
n
gdzie: Mn – liczba mieszkańców po n latach;
M0 – początkowa liczba mieszkańców
p – roczny przyrost liczby mieszkańców [%]
Charakterystyczne wielkości
zapotrzebowania na wodę
• Qdśr – średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę, ustalone na
podstawie wskaźników jednostkowego zapotrzebowania wody
na wszystkie przewidziane cele [m3/d]
• Qr = Qdśr x 365 [m3/rok] – roczne zapotrzebowanie wody,
określa przewidywane sumaryczne zapotrzebowanie wody w
ciągu roku; jest wykorzystywane m.in. do obliczania danych i
kosztów gospodarki wodociągowej
• Qdmax = Qdśr x Nd [m3/d] – maksymalne dobowe
zapotrzebowanie na wodę, tj. największe przewidywane
zapotrzebowanie dobowe w ciągu rozpatrywanego roku; jest
wykorzystywane m.in. do projektowanie wielkości ujęcia,
przewodów tranzytowych, zbiorników początkowych
przepływowych itp
Charakterystyczne wielkości
zapotrzebowania na wodę
• Qhmax = (Qdmax:24) x Nh [m3/h] – maksymalne godzinowe
zapotrzebowanie na wodę, czyli największe z godzinowych
rozbiorów wody w dobie o maksymalnym zapotrzebowaniu na
wodę; jest podstawą projektowania m.in. sieci wodociągowej
magistralnej i rozdzielczej oraz pompowni wodociągowych nie
współpracujących ze zbiornikami wodociągowymi
• Współczynniki nierównomierności – charakteryzują zmienność
zapotrzebowania na wodę w cyklu rocznym i dobowym
dobowej:
Qd max
Nd 
Qdsr
godzinowej:
Nh 
Qh max
Qhsr
Qhsr 
Qd max
24