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 Systemy półrozdzielczy i rozdzielczy umożliwiają wykorzystanie wody z odnowy ścieków do zaopatrzenia w wodę szczególnie niektórych gałęzi przemysłu.

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) 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: godzinowej: