ELEMENTY SYSTEMW ZAOPATRZENIA W WOD OBLICZANIE ZAPOTRZEBOWANIA WODY

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 • J. Dolecka i in. : „Wodociągi i kanalizacje. Cz. 1 – Wodociągi. ” Skrypt PB, 1999. • E. W. Mielcarzewicz: „Obliczenia systemów zaopatzrenia w wodę”. Arkady • http: //www. wodociagi-polskie. pl/ - Serwis branży wodociągowo-kanalizacyjnej • http: //www. wobi. pl/ - Wodociągi Białostockie

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 (3 a – pomp. I stopnia, 3 b – 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 [dm 3/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) gdzie: Mn – liczba mieszkańców po n latach; M 0 – 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 [m 3/d] • Qr = Qdśr x 365 [m 3/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 [m 3/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 [m 3/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: godzinowej: