Systemy i sieci wodociągowe

Podział sieci wodociągowych

  • System ogólnego przeznaczenia – zaopatrzenie w wodę ludności i przemysłu ze wspólnych ujęć za pomocą wspólnej sieci przewodów przemysłowych i rozprowadzających
  • System częściowo rozdzielczy( pół-rozdzielczy) – składa się z dwóch niezależnych układów urządzeń, pokrywających oddzielnie potrzeby konsumentów komunalnych i oddzielnie przemysłu
  • System rozdzielczy – uwzględnia dodatkowo w stosunku do poprzedniego podział potrzeb komunalnych na konsumpcyjne (woda do picia) i gospodarcze (woda do utrzymania higieny i czystości)

Pod względem zasięgu terytorialnego:

  • System lokalny – zaopatrzenie w wodę jednej miejscowości lub jednego zakładu przemysłowego
  • System centralny – zaopatrzenie w wodę aglomeracji miejsko-przemysłowej oraz miejscowości satelitarnych
  • System grupowy – zaopatrzenie w wodę kilku miast lub osiedli i zakładów przemysłowych
  • System okręgowy ( regionalny) – obejmujący zaopatrzenie w wodę dużych obszarów kraju z wieloma aglomeracjami miejsko – przemysłowymi, miastami, zakładami przemysłowymi

Pod względem współpracy poszczególnych części składowych i struktury hydraulicznej systemu można wyróżnić:

  • system zaopatrzenia w wodę grawitacyjny,
  • pompowy lub mieszany,
  • system o jednym lub wielu źródłach zasilania,
  • system jedno ( cały obszar zasilania mieści się w strefie wymaganego i wywołanego ciśnienia, które jest wystarczająco wysokie, aby zaopatrzyć w wodę wszystkich użytkowników) lub wielostrefowy

Charakterystyki hydrauliczne przewodów wodociągowych

Rurociągi połączone szeregowo – występują, gdy przewód zmienia wzdłuż swojej długości średnicę bądź wykonany jest z odcinków rurociągów o różnej chropowatości ścianek (różne materiały rur lub różny okres ich eksploatacji). Natężenie przepływu we wszystkich odcinkach przewodu jest jednakowe, jakkolwiek w każdym powstaje inna strata ciśnienia. Całkowita strata  w układzie jest sumą algebraiczną strat w poszczególnych odcinkach.

Rurociągi połączone równolegle – charakteryzują się tym,  że w każdym z połączonych w układ może występować inne natężenie, z tym że suma tych natężeń musi być równa natężeniu wody dopływającej i odpływającej z układu. Natomiast straty hydrauliczne we wszystkich przewodach są jednakowe i równe różnicy wysokości ciśnień na początku i na końcu układu.

Zapotrzebowanie na wodę do celów wodociągowych

Zapotrzebowania na wodę oblicza się na podstawie wskaźników zużycia wody oraz współczynników nierównomierności dobowej – czyli ile potrzeba wody w danej godzinie.

Wielkość zapotrzebowania na wodę obejmuje zaspokojenie potrzeb bytowo – gospodarczych ludności w obrębie mieszkania oraz niektóre potrzeby mieszkańców realizowane poza mieszkaniem. Zapotrzebowanie na wodę na terenach przemysłowych zależy od rodzaju technologii produkcji.

Obecnie obowiązują wg Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dn. 14.01.2002 roku przeciętne normy zużycia wody w gospodarstwach domowych, w następującej wysokości (tab. 1):

Wskaźniki zużycia wody na jednostkę oraz współczynniki nierównomierności dobowej na przyłączach wodociągowych

Lp Elementy zagospodarowania przestrzennego Jednostka Wskaźnik zużycia wody na jednostkę qj, dm3/mk∙d Współczynnik nierównomierności dobowej Nd

 

 

(dla Qmax d)

1 Mieszkalnictwo:
  wielorodzinne I   mieszkaniec 160,00 1,30
II  mieszkaniec 100,00 1,30
jednorodzinne III mieszkaniec 100,00 1,50
IV mieszkaniec 80,00 1,50
2 Zakłady i instytucje użyteczności publicznej:
Usługi ogólnomiejskie mieszkaniec 15,00 1,30
3 Komunikacja zbiorowa mieszkaniec 4,00 1,20
4 Mycie ulic i placów mieszkaniec 10,00 2,40
5 Polewanie zieleni miejskiej mieszkaniec 10,00 6,00
6 Tereny przemysłowo składowe mieszkaniec 50,00 1,15

 

Wskaźniki uwzględniają przeciętne standardy zaspokojenia potrzeb bytowo – komunalnych ludności miejskiej.

Ujęcia wód powierzchniowych

  • powinno mieć konstrukcję dostosowaną do rodzaju i wielkości cieku oraz do przeznaczenia wody: na cele komunalne, przemysłowe i inne.
  • powinno być usytuowane w sposób zapewniający pobór wody możliwie czystej.
  • powinno być usytuowane powyżej miast, zasadniczo na brzegu wklęsłym, gdzie głębokość nurtu i prędkość przepływu wody gwarantuje utrzymanie koryta rzeki w czystości.
  • Wlot ujęcia powinien być zabezpieczony przed śryżem ,oraz lodem zarówno powierzchniowym jak i dennym.
  • Wlot ujęcia powinien być usytuowany równolegle do strug płynącej wody lub skierowany ku dolnej wodzie, nigdy ku górnej aby nie łapał wszelkich nieczystości niesionych z prądem wody.
  • Wloty zabezpiecza się kratami rzadkimi i kratami gęstymi często sitami.

Ujęcia wody powierzchniowej dzielimy na:

Ujęcie brzegowe

  • Budowla usytuowana przy brzegu, która bez dodatkowych obiektów pozwala pobierać ze źródła wymaganą ilość wody i doprowadzić ją dalej do miejsca użycia
  • Wykonywane za pomocą: przewodu odpowiednio obudowanego, komory wlotowej
  • Brzegowe ujęcia przewodowe – najczęściej stosowane urządzenia do poboru wody, są niedrogie, mogą być stosowane prawie wszędzie nie wymagają większych nakładów pracy na utrzymanie ich w należytym stanie technicznym,
  • Brzegowe ujęcia komorowe – różni się od przewodowego tym, że woda ze źródła przed doprowadzeniem do zakładu zostaje najpierw wprowadzona do komory, która spełniać może role osadnika i w której są umieszczone kraty, zamknięcia, sita i pompy do usuwania nagromadzonego osadu

Ujęcia wód podziemnych i infiltracyjnych

Ujmowanie wód podziemnych może odbywać się przy pomocy różnych obiektów i urządzeń w zależności od rodzaju wody podziemnej, głębokości jej zalegania, wielkości zasobów wodnych i wielkości zapotrzebowania wody, rodzaju warstw wodonośnych.

Wyróżniamy:

 

  • Ciągi drenowe ułożone w wykopie i obsypane materiałem filtracyjnym z grawitacyjnym doprowadzeniem wody do studni zbiorczej – przy płytkich wodach podziemnych, dla wodociągów małych qmax< 25 dm3/s
  • Galerie podobne do stosowania w ujęciach wód źródlanych, z grawitacyjnym doprowadzeniem wody do studni zbiorczej lub zbiornika – przy płytkich wodach podziemnych, dla wodociągów średnich qmax<200dm3/s
  • Studnie kopane z odprowadzeniem wody ze studni za pomocą pomp lub lewarów – przy wodach podziemnych płytkich o głębokości zalegania 10-20 m, dla wodociągów małych qmax<25 dm3/s
  • Studnie wiercone z odprowadzeniem wody za pomocą pomp lub lewarów – przy różnych poziomach wód podziemnych i dla dowolnych wielkości wodociągów

Jako urządzenia pomocnicze stosujemy:

Studnie infiltracyjne – studnie infiltracyjne chłonne stosuje się gdy wodę infiltracyjną należy wprowadzić na większą głębokość z powodu dużej grubości warstwy przykrywkowej uniemożliwiającej wykonanie otwartych ciągów nawadniających ( rowów).

Studnie chłonne konstrukcyjnie przypominają normalne studnie wiercone ujmujące wodę, zadanie jednak mają odwrotne: zamiast czerpać wodę podziemną, zasilają warstwę wodonośną wodą powierzchniową doprowadzoną do nich specjalnym przewodem. Studnie chłonne powinny być zaopatrzone w podwójny filtr siatkowy, z których wewnętrzny może być wyjmowany i czyszczony.

Dreny infiltracyjne – zastępują rowy otwarte. Są to ciągi drenowe zakładane w płytkich warstwach wodonośnych w otwartym wykopie i później zasypane.

Zasady projektowania sieci wodociągowych

  • Obliczenie zapotrzebowania na wodę na poszczególne cele
  • Ustalenie rodzaju i lokalizacji źródła zasilania (pompownia II0 i zbiorników sieciowych)
  • Trasowanie sieci wodociągowej
  • Ustalenie reżimu pracy pomp, niezbędnej pojemności oraz wahań poziomów wody w zbiornikach sieciowych i dolnych
  • Założenie przepływów na poszczególnych odcinkach obliczeniowych podczas rozbiorów miarodajnych do wymiarowania sieci
  • Dobór średnic rurociągów
  • Obliczenia strat wysokości ciśnienia oraz wyznaczenie rzeczywistych przepływów w poszczególnych odcinkach sieci wodociągowych
  • Ustalenie rzędnych linii ciśnień i wysokości zbiorników sieciowych i sprawdzenie czy zapewnione są wszędzie wymagane ciśnienia gospodarcze i jednocześnie nie przekroczone ciśnienia maksymalne
  • Sprawdzenie prędkości przepływu na odcinkach sieci wodociągowej, ewentualna korekta średnic przewodów wodociągowych i ponowne przeliczanie strat wysokości ciśnienia wraz z wyrównaniem przepływów. Ponowne obliczenie rzędnych linii ciśnień i wysokości podnoszenia pomp
  • Dobór pomp w pompowni IIo, ewentualne ponowne przeliczenie strat wysokości ciśnienia z wyrównaniem przepływów i ustalenie charakterystycznych rozbiorów wody w celu znalezienia punktów pracy systemu wodociągowego.

Układy wodociągowe

Klasyfikacja geometryczna układów sieci wodociągowych:Otwarty układ sieci

Otwarte – tańsza budowa i eksploatacja; przewody magistralne o dużych średnicach; znaczne straty wysokości ciśnienia w wzajemnie niepołączonych rurociągach magistralnych; powstawanie wysokich spadków ciśnień co powoduje duże różnice ciśnień w punktach miasta; niebezpieczeństwo powstawania wysokich ciśnień statycznych, w czasie awarii magistrali duży obszar może być pozbawiony wody.

Sieć projektowana tam gdzie układ terenu nie pozwala na wzajemne połączenie rurociągów, np. w głębokich dolinach

  • Rozgałęziony
  • PromienistyZamknięty układ sieci

Zamknięte – bardziej niezawodne w działaniu (wzajemne powiązanie przewodów magistralnych i rozdzielczych stwarza dobre warunki przepływu wody i wyrównania ciśnień); gwarancja większej stabilności ciśnienia, ciągłość dostaw do punktów poboru wody, oszczędne i ekonomiczne średnice rurociągów, do stosowania tam gdzie to możliwe szczególnie na terenach mało zróżnicowanych terenach

  • Obwodowe
  • Pierścieniowe

MieszaneMieszany układ sieci

  • Obwodowo – końcówkowy
  • Pierścieniowo – promienisty

Klasyfikacja układów geometrycznych sieci wodociągowych

Rozróżnia się następujące systemy wodociągowe:

  • Jednostrefowe – cały obszar zasilania mieści się w jednej strefie wymaganego
    i wywołanego ciśnienia, które jest wystarczająco wysokie by zaopatrzyć w wodę wszystkich użytkowników
  • Wielostrefowe – obszar zasilania odznacza się dużym zróżnicowaniem wysokościowym, a więc gdy nie można ciśnień roboczych utrzymać w wymaganej wysokości w granicach jednej strefy ciśnień.Wówczas w celu zaopatrzenia w wodę całego obszaru należy otworzyć dwie lub więcej stref ciśnień.
  • Grupowe – umożliwiają zaopatrzenie w wodę miejscowości, które z powodu małego zapotrzebowania na wodę lub zbytniego oddalenia od źródeł wody nadającej się do ujęcia nie mogłyby być wyposażone w urządzenia wodociągowe z powodu dużych kosztów jednostkowych

Wszystkie te systemy mogą być:

  • grawitacyjne – jeśli ujęcie wody znajduje się powyżej obszaru zasilania na takiej wysokości ze woda grawitacyjnie może przejść przez urządzenia uzdatniające i dopłynąć do sieci rozdzielczej przy zapewnieniu wymaganego ciśnienia.
  • ze zbiornikiem górnym przy ujęciu – gdy ujecie położone jest na wysokości nie większej niż 60 m nad terenem zaopatrywanym w wodę, a jednocześnie na tyle wysoko że ciśnienie w sieci rozdzielczej jest wystarczające.
  • ze zbiornikiem przepływowym pośrednim – gdy ujecie położone jest bardzo wysoko na wysokości większej niż 60m nad terenem zaopatrywanym w wodę, maks. ciśnienie statyczne byłoby większe niż 60m
  • strefowy – w przypadku zasilania kilku miejscowości położonych na różnych wysokościach, może się okazać konieczny podział wodociągu na strefy ciśnieniowe
  • pompowe – jeśli ujęcie wody jest tak nisko położone że woda z ujęcia podnoszona jest za pomocą pomp I0 do stacji uzdatniania a następnie za pomocą pomp II0 tłoczona do sieci rozdzielczej. Możliwe jest w niektórych przypadkach przy zastosowaniu urządzeń ciśnieniowych za pomocą pomp I0 przetoczyć wodę z ujęcia wprost do sieci rozdzielczej.
  • Ze zbiornikiem początkowym przepływowym – woda tłoczona jest przez pompownię ze zbiornika wody czystej (dolnego) do zbiornika przepływowego skąd rurociągiem grawitacyjnym (ale pod ciśnieniem) spływa do sieci rozdzielczej; wylewka rurociągu doprowadzającego wodę do zbiornika znajduje się na wysokości górnego zwierciadła wody w zbiorniku; zbiornik przepływowy gromadzi wodę w czasie małych rozbiorów a oddaje gdy rozbiór wody przekracza jej dostawę.
  • Ze zbiornikiem końcowym – zbiornik sieciowy znajduje się na końcu obszaru zasilania lub poza obszarem zasilania, ale naprzeciw pompowni; w czasie rozbioru minimalnego odbiorcy wody są zasilani z pompowni a zbiornik jest napełniany, a w czasie rozbiorów dużych część odbiorców jest zasilana z pompowni a część ze zbiornika; wahania wysokości podnoszenia pomp są większe niż w układzie ze zbiornikiem początkowym
  • Ze zbiornikiem centralnym – gdy brak naturalnej wyniosłości terenu w pobliżu obszaru zaopatrywanego w wodę, na której możliwe jest posadowienie zbiornika początkowego albo końcowego
  • Ze zbiornikiem ciśnieniowym (hydroforem) lub sterowany falownikami – zespół pomp ze zbiornikami hydroforowymi lub za pomocą pomp (z małym zbiornikiem ciśnieniowym), którego wydajność  sterowana jest zmiana ilości pracujących pomp i falownikami przez co utrzymuje się stałe ciśnienia w zadanym punkcie sieci rozdzielczej
  • Strefowy – gdy różnice wysokości terenu są bardzo duże, lub zaopatrywany przez system wodociągowy rejon jest bardzo rozległy i przy zastosowaniu jednej pompowni ciśnienie w sieci przekracza 60 m słupa wody to należy strefować taki wodociąg tzn podzielić go na kilka zasilanych z kilku pompowni

Wodociągowe zbiorniki zapasowo – wyrównawcze

Pełnią funkcje :

  • gromadzenia wody czerpanej lub dostarczanej z ujęć,
  • zapewniają odpowiednie ciśnienia w obszarze zasilania,
  • wyrównanie nierównomierności miedzy dostawą i poborem,
  • przetrzymywania zapasu wody do celów specjalnych, np. na wypadek awarii urządzeń dostarczających wodę lub na wypadek pożarów,
  • zapewniają odpowiednie ciśnienie w sieci rozdzielczej, itp.

Rodzaje zbiorników – rodzaje  w zależności od roli, jaka maja spełniać, usytuowania w systemie, wysokości posadowienia, kształtu , konstrukcji.

  • z/w na położenie wobec terenu
    • terenowe – mało kosztowne, najkorzystniejsze
    • wieżowe – gdy brak możliwości budowy zbiornika terenowego
  • z/w na cele budowy zbiornika
    • dolne – ich zadaniem jest wyrównywanie zmiennych rozbiorów, np. studnie zbiorcze na ujęciach
    • górne – wyrównują rozbiory oraz ciśnienia w sieci wodociągowej, muszą być położone wysoko nad obszarem zasilania
  • z/w na położenie wobec ujęcia i obszaru zasilania:
    • początkowe (przepływowe lub początkowe) – na początku układu wodociągowego przed obszarem zasilania (siecią rozdzielczą); stosowane w układach wodociągowych grawitacyjnych i w pompowych, w których założenie zbiornika początkowego może okazać się korzystne
    • końcowe – na końcu układu sieci, po przeciwnej stronie sieci rozdzielczej niż ujecie
    • centralne – wewnątrz obszaru zaopatrywania, blisko głównych centrów rozbioru wody, co zapewnia najlepszy i najbardziej równomierny rozkład ciśnień w sieci rozdzielczej i najbardziej ekonomiczne wymiary (krótka droga dostawy)

Obliczanie zbiorników wodociągowych

Obliczanie całkowitej pojemności zbiornika polega na obliczaniu pojemności użytkowej V oraz pojemności zapasowej Vz (np. przeciwpożarowej, awaryjnej) zbiornika

Przewody oraz uzbrojenie sieci wodociągowych

Najważniejsze elementy sieci wodociągowej zewnętrznej:

  • Rury proste
  • Kształtki stosowane
  • Złącza rur i kształtek
  • Uzbrojenie sieci wodociągowej
  • Obiekty specjalne, np. studzienki, galerie, komory zasuw

RURY WODOCIĄGOWE – materiały

  1. Żeliwne – trwałe, odporne na korozję, kruche, mało odporne na zginanie i uderzenia, grube ścianki i Duzy ciężar ograniczają ich długość i możliwości transportowe, montażowe, wiele złączy – nieszczelności
  2. Tworzywa sztuczne – duża gładkość powierzchni, Mały ciężar, tłumienie drgań, łatwość kształtowania i obróbki mechaniczne, odporne na czynniki biologiczne, starzenie się materiały z upływem czasu eksploatacji, niska odporność na działanie temp, niska wytrzymałość na rozciąganie, duży współczynnik rozszerzalności liniowej
  3. Stalowe – wytrzymalsze od żeliwnych, łatwiejszy montaż, wygodniejszy transport, mała odporność na korozję wewn. I zewn., konieczna obustronna izolacja

Ponadto można spotkać : rury Azbestowo – cementowe, miedziane, mosiężne, aluminiowe, szklane

ELEMENTY UZBROJENIA:

ZASUWY – zamykają przepływ wody w  rurociągu. Ich konstrukcja nie zezwala na nagłe zamknięcie przepływu wody które mogłoby wywołać uderzenie wodne zasuwy podziemne muszą mieć obudowę ze skrzynką uliczną. Zasuwy o średnicach >500mm umieszcza się w studzienkach.

KLAPY ZWROTNE – regulują przepływ wody w jednym ustalonym kierunku. Klapy otwierają się przy przepływie prawidłowym, zamykają samoczynnie przy przepływie odwrotnym. Z reguły umieszczane są na rurociągach tłocznych w pompowniach w celu zabezpieczenia pomp przed cofającą się po zatrzymaniu pompy wodą i w celu przeciwdziałania ucieczce wody z przewodu tłocznego w czasie postoju pompy.

PRZEPUSTNICE ZWROTNE – działają jak klapy zwrotne

HYDRANTY POŻAROWE służą do:

– czerpania wody z rurociągów w czasie trwania pożarów

– poboru wody do celów budowlanych

– poboru wody do spłukiwania ulic i placów – poboru wody do polewania zieleni

– odpowietrzania i odwadniania sieci wodociągowej

Mogą być hydranty podziemne lub nadziemne. Zainstalowane na sieci wodociągowej powinny mieć możliwość ich odłączenia zasuwami od sieci.

ZDROJE ULICZNE – punkty czerpalne dostępne dla mieszkańców nie mających domowych instalacji wodociągowych. Ustawia się na targowiskach, w miejscach skupienia ludzi i zwierząt oraz obok rozjazdów tramwajowych, na podwórzach, itp.

ODPOWIETRZNIKI i NAPOWIETRZNIKI

Odpowietrzenie – w najwyższym  punkcie sieci w celu odprowadzenia gromadzącego się w tych punktach powietrza i gazów wydzielających się z wody i w celu wprowadzenia powietrza w czasie spadku w nim ciśnienia poniżej atmosferycznego

Napowietrzenie – do szybkiego napowietrzenia rurociągu w czasie opróżniania go z wody, by chronić przewód przed powstaniem podciśnienia.

ZASUWY ODWADNIAJĄCE (SPUSTY) – opróżniają rurociąg z wody i pozwalają na przepłukanie go wypływającą przez spust wodą. Umieszcza się je w najniższych punktach przewodu czy sieci.

KOMPENSATORY – wbudowywane w przewody metalowe, zabezpieczają przed powstaniem nadmiernych niebezpiecznych dla trwałości przewodu naprężeń osiowych, które powstają zwykle wskutek zmian temperatury otoczenia i dotyczy przede wszystkim rurociągów odsłoniętych.

ZAWORY REDUKCYJNE – umieszcza się w punktach granicznych między strefą wysokiego i niskiego ciśnienia w celu utrzymania ciśnienia w dopuszczalnych granicach.

ZAWORY BEZPIECZEŃSTWA – Zabezpieczają tranzytowe, magistrale i sieciowe przed powstaniem w nich nadmiernych niebezpiecznych dla przewodów ciśnień.

STUDZIENKI WODOMIERZOWE – Powinny pomieścić wodomierz wraz z kształtkami, zasuwą i armaturą przy przestrzeganiu koniecznych długości prostek przejściowych, wymaganych przepisami.

Zobacz także:

Przyłącze wodociągowe definicja
Przyłącze kanalizacyjne definicja
Średnia ocena
0 na 5 gwiazdek. 0 gł.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

W serwisie robót ziemnych stosujemy pliki cookies w celach statystycznych i reklamowych. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa komputerze. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących przechowywania i uzyskiwania dostępu do cookies przy pomocy ustawień przeglądarki. mini-koparka.pl