UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE "ARHITECTURĂ 14314p1517o ; sI CONSTRUCŢII"

SPECIALIZAREA: I.S.P.M

ALIMENTĂ 14314p1517o ;RI CU APĂ 14314p1517o ;

-PROIECT-

2007/2008 14314p1517o

CUPRINS

Tema proiectului

Date de baza

Studii existente

Surse de apa.

Sursele de apa subterane.

Surse de apa de suprafata.

Criterii de alegere a surselor de apa.

Zonele de protectie sanitara.

Criterii de alegere a captarilor din surse de suprafata.

Captarea straturilor subterane.

Captari prin puturi.

1.3.8 14314p1517o Captari prin drenuri si galerii interceptoare.

Captari cu gratar de fund (prize tiroleze).

Captari de mal cu gratar.

Captari de mal cu camere si ferestre de captare.

Stabilirea numarului de consumatori.

determinarea debitelor caracteristice

Date calculate.

Calculul debitelor caracteristice ale necesarului de apa.

Calculul debitului zilnic mediu al necesarului de apa

Calculul debitului zilnic maxim al necesarului de apa

Calculul debitului orar maxim al necesarului de apa.

Calculul debitelor caracteristice ale cerintei de apa.

Calculul debitului zilnic mediu al cerintei de apa

Calculul debitului zilnic maxim al necesarului de apa.

Calculul debitului orar maxim al cerintei de apa.

Calculul necesarului de apa pentru combaterea incendiilor.

Necesarul de apa pentru combaterea efectiva a incendiului

Necesarul de apa pentru consumul la utilizator pe durata stingerii.

Volumul de incendiu.

Volumul de consum.

Timpul de refacere al rezervei de incendiu.

calculul debitelor de dimensionare si verificare a schemei de alimentare cu apa.

Dimensionarea captarii.

Captari din râuri

dimensionarea hidraulica a aductiunilor.

Determinarea diametrului economic al aductiunii functionând prin pompare.

Volumul rezervorului.

Calculul volumului de compensare.

Calculul volumului de incendiu:

Calculul volumului de avarie.

Volumul rezervorului din ziua de maximum consum.

Cota castelului de apa

8 14314p1517o . Distributia apei.

8 14314p1517o .1 Dimensionarea retelei de distributie.

8 14314p1517o .1.1 Alcatuire schemei de calcul.

8 14314p1517o .1.2 Ipoteze de dimensionare i verificare.

8 14314p1517o .1.3 Determinarea debitelor aferente pe tronsoane.

8 14314p1517o .1.4 Determinarea debitelor consumate în noduri.

8 14314p1517o .1.5 Determinarea debitului de calcul pe tronsoane.

8 14314p1517o .2 Dimensionarea hidraulica a retelei de distributie.

8 14314p1517o .3 Verificarea calculelor.

8 14314p1517o .3.1 Calculul debitelor pe tronsoane.

8 14314p1517o .3.2 Determinarea debitelor în noduri.

8 14314p1517o .3.3 Determinarea debitelor de calcul pe tronsoane.

8 14314p1517o .3.4 Dimensionarea hidraulica a retelelor de distributie.

8 14314p1517o .3.5 Verificarea debitelor de calcul.

8 14314p1517o .3.6 Echilibrarea distributiei debitelor în retea.

Costul lucrarilor si costul apei.

Costul lucrarilor.

Costul apei.

Ponderea costului de investitie.

Ponderea costului utilajului.

Ponderea cheltuielilor cu reparatii.

Ponderea costului energiei.

Ponderea cheltuielilor cu retributia personalului.

TEMA PROIECTULUI

Se va elabora documentatia de proiectare pentru lucrarile de alimentare cu apa in sistem centralizat pentru o localitate la care sunt date urmatoarele elemente:

Localitatea este situata intro zona de deal cu clima temperat continentala cu o populatie in prezent de adica locuitori. Orasul se sistematizeaza in intregime si va avea doua zone cu regim de constructie si grad de dotare diferit.

Pentru zona A - cladiri de maxim P+7 niveluri avand instalatii interioare de apa calda si canalizare cu preparare centralizata a apei calde in care locuieste 8 14314p1517o 0% din populatie.

Pentru zona B - cladiri cu parter avand instalatii interioare de apa rece si canalizare cu preparare locala a apei calde in care locuieste 20% din populatie.

In localitate exista urmatoarele intreprinderi de interes local:

fabrica de paine: - 3t paine/zi, 3 apa/t produs, 25 de muncitori/schimb, 100d/om/zi

fabrica de bere: - 1.5hl bere/zi, 1 apa/hl produs, 15 muncitori/schimb

abator de vite: - 16t produs/zi, 6 apa/t produs, 10 muncitori/schimb

tabacarie: - 8 14314p1517o 00kg/zi, 35 apa/t produs, 10 muncitori/schimb.

In marginea orasului este dezvoltata o platforma industriala cu profil alimentar la care procesul tehnologic se incadreaza in grupa a - IV - a, in industrie vor lucra in doua schimburi egale cate 300+5*n muncitori adica 300+5*26= 430 muncitori. Volumul cladirii celei mai mari este de maxim 1000 cu grad de rezistenta la foc de ordinul - III -, si categoria de pericol de incendiu D.

Necesarul de apa pentru procesul tehnologic este de 500+20*n /zi adica 500+20*26 = 1120 /zi, considerat uniform tot timpul anului. Presiunea minima in industrie la punctul de brasament necesara pentru apa tehnologica este de 25m coloana de apa si minim 10m coloana de apa la incendiu.

STUDIILE EXISTENTE

planul de situatie al localitatii cu imprejurimile la scara 1:5000

in varianta sursa subterana zona de amplasare a frontului de captare si datele hidrologice sunt indicate pe planul de situatie; din punct de vedere chimic apa captata corespunde cerintelor din STAS 1342-8 14314p1517o 9.

Din datele studiului hidrologic au rezultat urmatoarele:

coeficientul mediu de permeabilitate k=(100+n) [m/zi] adica k=126 m/zi

inaltimea precipitatiilor este de m/an si m/an

pozitia nivelului hidrografic este la 3 m sub nivelul terenului

stratul de apa subterna este cu nivel liber

grosimea stratului de apa este (10+0.5*4) [m], adica (10+0.5*26) = 23 m

panta piezometrica a stratului acvifer este I = 0.008 14314p1517o

marimea caracteristica a particulelor stratului natural este (0.25 + 0.03*n) [mm], adica (0.25 + 0.03*26) = 1.03 mm

la un foraj de studiu de diametru D=275mm, la masuratorile de teren care aproximeaza curba de pompare s-au obtinut urmatoarele date:

porozitatea stratului acvifer p = 0.25

STABILIREA NUMARULUI DE CONSUMATORI

In prezent in localitate avem un numar de 16000 locuitori, iar numarul de locuitori in oerspectiva se calculeaza cu relatia , unde p reprezinta procentul de crestere al populatiei si se calculeaza cu formula p = 0.1 + 0.03*n. Dupa sistematizare locuitorii vor fi impartiti astfel:

N₂₀ = 16000+(1+0.01*0.4)ⁿ³ =17329

zona A : 8 14314p1517o 0% din adica 138 14314p1517o 63 locuitori

Zona B : 20% din adica 3466 locuitori

DETERMINAREA DEBITELOR CARACTERISTICE

Localitatea este impartita in doua zone in functie de gradul de dotare al cladirilor cu instalatii de apa calda si rece.

Zona A: este zona cu instalatii interioare de apa calda si canalizare cu preparare centralizata a apei calde iar in aceasta zona locuieste 8 14314p1517o 0% din populatia localitatii.

Zona B: este zona cu gospodarii avand instalatii interioare de apa si canalizare cu preparare locala a apei calde, zona in care locuieste 20% din populatia localitatii.

De asemenea in localitate exista urmatoarele intreprinderi de interes local:

fabrica de paine

fabrica de bere

abator de vite

tabacarie

In marginea orasului se dezvolta o platforma industriala cu profil alimentar. In industrie vor lucra doua schimburi de cate 405 muncitori. Necesarul de apa pentru procesul tehnologic este de 920 , considerat uniform tot timpul anului. Necesarul de apa poate fi calculate pe grupe de consumatori.

a.)   pentru zona A: l/om/zi

pentru zona B: l/om/zi

b.)  apa pentru consumul public

pentru zona A: l/om/zi

pentru zona B: l/om/zi

c.)      apa pentru stropit strazi si spalat piete se poate aprecia global ca fiind 5% din consumul public realizat pentru toti locuitorii .

=> l/om/zi

d.)     apa pentru industria locala

l/om/zi

e.)     apa pentru platforma industriala

zona A: l/om/zi =>

zona B: l/om/zi =>

Coeficientul de variatie zilnica rezultat din STAS 1343/1-95 este de: pentru zona A:

pentru zona B:

Pentru stropit strazi si spalat piete

Pentru industria locala

Pentru platforma industriala

Pentru spalat strazi si platforma industriala

Coeficientul de variatie orara se adopta pentru fiecare tip de necesar de apa. Cand nu sunt alte valori justificative pot fi adoptate valori din STAS 1343/1-95

Pentru zona A: unde locuiesc - locuitori =>

Pentru zona B: unde locuiesc - locuitori =>

Pentru stropit strazi si spalat piete

Pentru industria locala

Pentru platforma industriala

Pentru spalat strazi si platforma industriala

Necesarul de apa pentru nevoile proprii ale sistemului de alimentare cu apa se poate calcula analitic sau se poate exprima ca un spor al necesarului global pentru celelalte consumuri conform STAS 1343/1-95.

Pentru sistemul de alimentare cu apa la care sursa nu este apa potabila, ca in cazul de fata este necesar un coefficient de spor .

Pierderile tehnic admisibile de apa din sistem pot fi tratate tot ca un necesar de apa. In mod current pot fi exprimate ca un spor de debit la necesarul general de apa si se noteaza .

DETERMINAREA DEBITELOR CARACTERISTICE

ALE NECESARULUI DE APA

a.)   Debitul zilnic mediu

;

b.)  Debitul zilnic maxim al necesarului de apa

;

c.)   Debitul orar maxim

;

CALCULUL DEBITULUI ZILNIC MEDIU

AL NECESARULUI DE APA

Zona A:

Zona B:

Penstru spalat strazi:

Pentru industria locala:

pentru fabrica de paine (3 schimbrui)

;

;

pentru fabrica de bere (2 schimburi)

;

;

abator de vite (1 schimb)

;

;

tabacarie (1 schimb)

;

;

NECESARUL DE APA PENTRU PROCESUL TEHNOLOGIC

Pentru platforma industriala:

;

;

DEBITUL PENTRU SPALAT STRAZI SI UDAT SPATII VERZI PENTRU PLATFORMA INDUSTRIALA

CALCULUL DEBITULUI ZILNIC MAXIM AL NECESARULUI DE APA

Zona A:

Zona B:

Apa pentru stropit spatii verzi si spalat strazi:

Pentru industria locala:

Fabrica de paine (3 schimburi)

;

;

fabrica de bere (2 schimburi)

;

;

abator de vite (1 schimb)

;

;

tabacarie (1 schimb)

;

;

Pentru platforma industriala:

;

;

Pnetru spalat strazi:

CALCULUL DEBITULUI ORAR MAXIM AL NECESARULUI DE APA

- Zona A: ;

- Zona B: ;

Apa pentru stropit spatii verzi si spalat strazi:

;

Pentru industria locala:

Fabrica de paine (3 schimburi)

;

;

fabrica de bere (2 schimburi)

;

;

abator de vite (1 schimb)

;

;

tabacarie (1 schimb)

;

;

PeNtru platforma industriala:

;

;

pentru stropit spatii verzi

;

CALCULUL CERINTEI DE APA

Calculul debitului zilnic mediu al cerintei de apa

;

Calculul debitului zilnic maxim al cerintei de apa

;

Calculul debitului orar maxim al cerintei de apa

;

Unde:

- reprezinta coeficientul de majorare al necesarului de apa care tine seama de pierderile ethnic admisibile din sistemul de alimentare cu apa

- este coeficientul de servitude pentru acoperirea necesitatilor proprii ale sistemului de alimentare cu apa (sau coefficient de spor)

Conform standardului romanesc STAS 1343/1-2006 rezulta ca=1.15 pentru retele de distributie noi (adica sub 5 ani) si =1.35 pentru retele de distributie existente la care se efectueaza retehnologizari, etc.

Conform STAS =1.02 pentru sursa subterana fara statie de tratare si = 1.05 - 1.08 14314p1517o pentru sursa subterana sau de suprafata cu statie de tratare.

CALCULUL DEBITULUI ZILNIC MEDIU AL CERINTEI DE APA

Pentru zona A:

Pentru zona B:

Pentru spalat strazi:

Pentru industria locala:

- fabrica de paine:

- fabrica de bere:

- abator:

- tabacarie:

Pentru platforma industriala

Calculul cerintei de apa pentru spalat strazi si udat spatii verzi pentru platforma industriala:

CALCULUL DEBITULUI DE APA AL CERINTEI ZILNICE MAXIM

Pentru zona A:

Pentru zona B:

Apa pentru stropit spatii verzi:

Pentru industria locala

- fabrica de paine:

- fabrica de bere:

- abator:

- tabacarie:

Pentru platforma industriala

Apa pentru spalat strazi:

CALCULUL DEBITULUI ORAR MAXIM AL CERINTEI ORARE MAXIME

Pentru zona A:

Pentru zona B:

Apa pentru stropit spatii verzi si spalat strazi:

Pentru industria locala

- fabrica de paine:

- fabrica de bere:

- abator:

- tabacarie:

Pentru platforma industriala

Apa pentru stropit spatii verzi:

TABEL CENTRALIZATOR PENTRU DETERMINAREA DEBITELOR

TABEL CENTRALIZATOR PENTRU DETERMINAREA DEBITELOR CARACTERISTICE DE APĂ 14314p1517o ; PENTRU PLATFORMA INDUSTRIALĂ 14314p1517o ;

CALCULUL NECESARULUI DE APA PENTRU

COMBATEREA INCENDIULUI

Incendiul ca orice ardere este legat de trei elemente: combustibilul sau corpul care arde, comburantul sau corpul care intretine arderea (oxigenul din aer) si temperatura de ardere.

Orice mijloace de stingere actioneaza, total sau partial, asupra acestor elemente. Apa actioneaza asupra ultimelor doua elemente in acelasi timp, de aceea se foloseste, in majoritatea cazurilor, pentru stingerea incendiilor. Intr-adevar, apa aruncata asupra corpului care arde acopera combustibilul, il izoleaza de aer si ingreuneaza arderea; de asemenea, apa fiind mai rece si avand o caldura specifica mare, in comparative cu alte lichide, preia o parte din caldura de ardere si coboara temperature corpurilor sub punctual de aprindere.

Apa se foloseste pentru stingerea incendiilor sub forma de jet, sub forma de ploaie sau sub forma de perdea de apa.

Sistemul de alimentare cu apa as centrelor populate si a industriilor trebuie sa asigure si cantitatile de apa pentru stingerea incendiilor. Deoarece incendiul reprezinta o situatie accidentala, apa necesara trebuie sa se gaseasca acumulata intr-un rezervor, iar captarea, statia de tratare, statiile de pompare si apeductul trebuie sa asigure completarea rezervei de incendiu in 24 - 48 14314p1517o de ore, dupa stingerea incendiului. De regula, refacerea rezervei de incendiu se face pe seama restrangerii consumului de apa pentru alte nevoi.

Cand se realizeaza un sistem de alimentare cu apa trebuie prevazute constructii si instalatii care sa asigure cantitatile de apa pentru stingerea incendiului. Stingerea incendiului se poate face cu ajutorul apei prin hidranti interiori montati in cladiri si hidranti exteriori montati pe reteaua de distributie. Pentru cladiri speciale (teatre, biblioteci, etc) sau industrii sunt prevazute sisteme speciale de stingere cum ar fi sprinkler, conform reglementarilor tehnice in vigoare. Apa pentru hidranti interiori trebuie sa aiba aceeasi calitate cu aceeasi distribuita. Pentru hidrantii exteriori de regula se foloseste apa din reteaua de distributie a apei potabile. In cazuri speciale pentru combaterea incendiului din exterior se poate folosi si alta calitate de apa prin mijloace independente cum ar fi masinile de pompieri cisternele, retele separate de apa. Aceasta situatie comporta existent unei retele de apa special destinata acestui scop. Numarul de incendii theoretic simultane se adopta in functie de marimea localitatii dupa valorile din tabelul 4 STAS 1343/1-2006. Debitul pentru combaterea incendiului cu ajutorul hidrantilor interiori se noteaza cu (numarul jeturilor si tipurile de constructii care sunt echipate cu hidranti interiori) precum si debitul pentru instalatiile speciale se noteaza cu se adopta conform STAS 1478 14314p1517o -90.

In cazul in care nu se dispune de studii speciale debitul hidrantilor care se noteaza cu se poate adopta dupa valorile prezentate in tabelul 4.

Timpul teoretic de functionare a hidrantilor interiori se determina conform STAS 1478 14314p1517o -90. Durata teoretica de functionare a hidrantilor exteriori este de 3 ore adica .

In cazul cand in sau langa localitate exista societati comerciale si acestea se alimenteaza din aceeasi retea publica numarul de incendii teoretic simultane se poate adopta dupa valorile prezentate in tabelul 5 din STAS 1343/1-2006.

Debitul de incendiu pentru societati trebuie adoptat in functie de pericolul pe care-l reprezinta industria conform STAS 1343/2-8 14314p1517o 9 si STAS 1478 14314p1517o -90 sau previziunilor specialistului tehnologic.

Aceasta situatie comporta existenta unei retele de apa special destinata acestui scop. Numarul de incendii teoretic simultane se adopta în functie de marimea localitatii dupa valorile din tabel 4 - standard SE 1343/1 - 2006.

NOTA 1 - Valorile prezentate în tabelul 4 se aplica si în cazul cartierelor izolate, separate de centrul populat printr-o zona neconstruita, în acest caz  14314p1517o 721;N(i) reprezinta numarul de locuitori pentru fiecare cartier.

NOTA 2 - Debitul pentru incendiu exterior Qie si numarul de incendii simultane n, pentru centrele populate cu peste un milion de locuitori se determina pe baza de studii speciale.

NOTA 3 - Localizarea incendiilor simultane, în perimetrul luat în calcul la dimensionarea retelelor de distributie se face astfel încât un incendiu - teoretic - sa revina unei suprafete locuite de cel mult 10000 locuitori.

NOTA 4 - În cazul retelelor cu zone de presiune, se analizeaza varianta în care fiecare zona functioneaza independent în caz de incendiu, se vor adopta debitele cele mai mari rezultate din analiza variantelor. Numarul de incendii se calculeaza însa pentru toata localitatea. Se va tine seama de NOTA 1 si NOTA 3.

NOTA 5 - Pentru localitati sub 5000 locuitori se va respecta si Reglementarea GP 106 - 04. Anexa IV - 2, aprobata de MTCT 15/02/2005 si publicata în Monitorul Oficial Partea I nr. 338 14314p1517o bis din 21/04/2005.

Debitul pentru combaterea incendiului cu ajutorul hidrantilor interiori se noteaza cu ( numarul jeturilor si tipurile de constructii care sunt echipate cu hidranti interiori ) precum si debitul pentru instalatii speciale se adopta conform STAS 1478 14314p1517o /1990.

În cazul în care nu se dispune de studii speciale în cazul debitelor hidrantilor exteriori care se noteaza cu Qie se poate adopta dupa valorile prezentate în tabel 4.

Timpul teoretic de functionare a hidrantilor interiori se determina conform STAS 1478 14314p1517o /1990. Durata teoretica de functionare a hidrantilor exteriori este: Te si este de 3 ore.

În cazul când în sau lânga localitate exista societati comerciale si acestea se alimenteaza din aceeasi alimentare publica, numarul de incendii teoretic simultane se poate adopta din tabel 5 - STAS 1343/1 - 2006.

NOTĂ 14314p1517o ; - Daca între societatea comerciala si localitate este întotdeauna un spatiu gol ( verde ) de minim 300 m cele doua unitati ( localitatea si industria ) se analizeaza separat.

Asigurarea debitelor hidrantilor interiori si exteriori se realizeaza printr-un volum de apa înmagazinat special în rezervoarele sistemului de alimentare cu apa.

Debitul de incendiu pentru societati trebuie adoptat în functie de pericolul pe care îl reperezinta industria conform STAS 1343/2 - 198 14314p1517o 9 si STAS 1478 14314p1517o /1990 sau precizarilor specialistului procesului tehnologic.

NECESARUL DE APA PENTRU COMBATEREA

EFECTIVA A INCENDIULUI

- volumul de apa inmagazinat in m³

N - numarul de incendii simultane care se combat de la exterior cu apa din hidranti exteriori

- numarul de jeturi simultane impus pentru cladirea respective

- debitul asigurat de un jet de hidrantiinteriori in l/s

- timpul teoretic de functionare a hidrantilor interiori (minute)

- debitul asigurat de hidrantii exteriori (l/s)

- timpul de functionare a hidrantilor exterior (h)

- debitul pentru stingerea incendiului cu ajutorul instalatiilor speciale a caror durata de functionare este in(h), care se stabileste conform STAS 1470-90 in (l/s).

NECESARUL DE APA PENTRU CONSUMUL LA UTILIZATOR PE DURATA STINGERII INCENDIULUI

;

- volumul consumat de utilizator

- coeficient pentru retelele de joasa presiune (cand presiunea este mai mare sau egala cu 7m coloana de apa stingerea se face cu ajutorul metapompelor formatiilor de pompieri)

- coeficient pentru retelele de inalta presiune (combaterea incendiului se poate face direct de la hidrantul exterior)

- debitul orar maxim al zonei sau localitatii unde se combate incendiul

In total se va acumula in rezervor ca rezerva intangibila protejata volumul de apa unde este volumul rezervei intangibile .

Dupa consumarea apei in urma combaterii incendiilor refacerea rezervei de apa trebuie sa se realizeze cu debitul in timpul .

;

Marimea timpului de refacere a rezervei () se adopta conform datelor din tabelul 6 STAS 1343/1-2006.

NOTA 1 - În cazul în care , iar debitele de apa sunt insuficiente la sursa, durata pentru refacerea rezervei intangibile de incendiu Tn se poate mari pâna la cel mult 72 h.

NOTA 2 - În cazurile în care debitele surselor de apa nu pot asigura refacerea rezervei de incendiu în durate maxime prevazute în tabelul 6 se admite prelungirea acestor durate, cu conditia maririi rezervei intangibile , cu volumul de apa care nu poate fi asigurat în timpul normat.

NOTA 3 - Pastrarea rezervei intangibile se face în una sau mai multe cuve de rezervor astfel încât volumul integral pentru combaterea incendiului sa fie permanent la dispozitie.

Conform STAS 1478 14314p1517o -90 tabelul 5 in localitate vom avea urmatoarele cladiri publice mai importante:

Conform STAS 1343-2006 tabelul 4 in functie de N₂₀ numarul de incendii teoretic simultane 2 incendii, care vor avea loc la scoala si la gradinita.

;

Volumul de incendiu

;

Durata de functionare a hidrantilor interiori minute si

durata de functionare a hidrantilor exterior ore. Debitul pentru stingerea incendiilor din exterior l/s.

^;

^;

Volumul de consum

;

;

Timpul de refacere al rezervei de incendiu

;

;

Refacerea rezervei de apa

;

;

CALCULUL DEBITELOR DE DIMENSIONARE SI VERIFICARE A SCHEMEI DE ALIMENTARE CU APA

Toate elementele schemei de alimentare cu apa de la captare pina la rezervor vor fi dimensionate la debitul de calcul; pentru tronsonul captare - rezervor va fi adoptata valoarea cea mai mare dintre cele 2 expresii.

- reprezinta debitul zilnic maxim al cerintei de apa in regim de restrictii (reprezinta debitul zilnic mediu al cerintei de apa din care se scade apa pentru stropit strazi si spalat piete)

;

;

- reprezinta debitul de refacere al rezervei de incendiu

;

Debitul de calcul pentru proiectarea constructiilor si instalatiilor dupa rezervorul de inmagazinare se calculeaza cu urmatoarea formula:

;

;

Debitul de verificare al retelei de distributie se detrermina cu formula:

;

;

DIMENSIONAREA CAPTARII

Pentru alegerea surselor de apa este necesar sa se intocmeasca schema generala de gospodarire a apelor, in zona in care intereseaza pentru alimentarea cu apa potabila si industriala. In cadrul studiului de ansamblu al problemei, stabilirea schemei generale de alimentare cu apa se face pe baza planului de amenajare cu toate sursele de apa de suprafata si subterane, care trebuie luate in considerare, pentru a fi studiate.

Studierea surselor de apa posibile, urmareste sa determine caracteristicile tehnice (cantitati de apa disponibilie si calitatile apei), pe baza carora, facandu-se comparatiile economice intre solutiile de ansamblu ale sistemelor alimentate din diferite surse, sa se poata allege sursa care satisface:

debitul de apa necesar consumatorilor;

calitatile apei, pe cat posibil fara inbunatatiri artificiale, sau cu un minim de tratari, pentru a le aduce la nivelul calitatilor solicitate de consumator;

siguranta in exploatare, asigurarea in timp a debitelor minime si a constantei calitatii apei solicitate;

eficienta ecoinomica maxima, tinand seama de costul minim pe de apa furnizata si de efectul economic general, in cazul gospodaririi apei pe utilizari complexe.

In repartizarea resurselor de apa intre consumatorii industriali si consumul centrelor populate, se vor rezerva, de regula, sursele de apa subterana, pentru a fi utilizate la alimentarea cu apa potabila.

Corespunzator studiului tehnico - economic general al alimentarii cu apa, se intocmeste un studio preliminar hidrologic si hidrogeologic, in care se stabilesc sursele care trebuie studiate in delaiu, prin studii definitive, care stau apoi la baza proiectului de alimentare cu apa.

CAPTARI DIN RAURI

CRITERII DE ALEGERE A AMPLASAMENTULUI CAPTARILOR

O problema importanta a unui sistem de alimentare cu apa o constituie alegerea corecta a amplasamentului constructiilor de captare, care trebuie sa tina seama de un complex de conditii.

Un prim factor care determina amplasamentul este calitatea apei captate. Amplasamentul constructiilor de captare trebuie ales in functie de existenta in amonte a unor surse de impurificare, de capacitatea de autoepurare a raului, precum si de posibilitatea de a stabili o zona de protectie sanitara. De asemenea, compozitia fizico-chimica a apei, precum sic ea biologica, au o mare importanta in acest sens.

Captarea apei trebuie sa se faca la malul concave care, in comparative cu cel convex, are avantaje esentiale, deoarece se umple mai putin cu depozite de aluviuni si datorita unei adancimi mai mari a raului. Amplasarea constructiilorde captare la malul concave are, totusi, si dezavantaje. Aces mal este supus afueriisi, de aceea, trebuie sa se prevada lucrari pentruconsolidarea malului, pe o intindere corespunzatoare. Aceste consolidari pot avea mari proportii, afectand costul general al investitiei. De asemenea, problemele legate de aparitia ghetii sunt mai grele la malul concav, decat la malul convex.

In unele cazuri, cand apa raului curge cu viteze mici si are o capacitate foarte mica de aluviuni, problema amplasarii ma avantajoase a constructiilor pentru captarea apei la malul concave sau la cel convex poate sa nu aiba importanta, din punctual de vedere al fenomenelor mentionate. Punctual de amplasare a constructiei de captare trebuie sa fie cel mai putin periculos, in privinta ghetii de fund (zaiului). Acest aspect impune ca portiunea in care se amplaseaza captarea san u se afle in dreptul pragurilor; este bines a fie cat mai in aval. Constructia de captare trebuie amplasata pe o portiune nepericuloasa din punctual de vedere al ingramadirii ghetii de suprafata. Constructia de captare trebuie asezata la o distanta sufficient de mare de punctele de afluenta, confluenta, puncte in care pot fi circulate, uneori, mari debite solide sau este posibila manifestarea unor fenomene de depunere.

Referitor la conditiile hidrogeologice, portiunea din malul raului aflata in dreptul prizei trebuie sa fie corespunzatoare pentru amplasarea diferitelor obiective ale sistemului de alimentare cu apa (statii de pompare, gratare, deznisipatoare), avand in vedere si eventualele etape de dezvoltare.

Desigur, un factor hotarator in alegerea amplasamentului il va avea si distanta fata de obiectivul ce urmeaza a fi alimentat cu apa, avand in vedere optimizarea traseului conductelor.

TIPURI CONSTRUCTIVE DE CAPTARI SI CRITERII DE ALEGERE A ACESTORA

Alegerea tipului de captare este o problema complexa, legata de urmatoarele aspecte:

conditiile de functionare ale sistemului de alimentare cu apa;

gradul de asigurare impus;

caracteristicile cursului de apa: debite, nivele, etc.;

conditiile terenului din zona;

problemele economice.

Principalele tipuri constructive ale captarilor din rauri sunt prezentate in schema de mai jos:

de mal;

prin conducte gravitationale;

cu baraj de derivatie;

sub forma de cupa (cu bazin);

prin infiltratie de mal;

de sub albie.

Un alt factor care poate stabili tipul de captare il constituie adancimea apei in fata prizei.

Aceasta trebuie sa asigure:

captarea debitului prelevat, conform asigurarii de calcul;

oprirea intrarii in priza a aluviunilor grosiere, respectiv debitul solid de fund;

prevenirea efectelor negative ale ghetii si zaiului, adica evitarea captarii straturilor superficiale;

impiedicarea intrarii plutitorilor in priza, respective o garda corespunzatoare deasupra prizei;

spalarea hidraulica a zonei de acces la priza.

Pentru tara noastra, in functie de conditiile climatice, sunt avute in vedere urmatoarele adancimi minime de apa, care trebuie asigurate in fata prizei:

0.5m peste fundul raului, pentru evitarea patrunderii aluviunilor de fund; poate scadea la 0.2m, la raurile de munte;

Pentru evitarea efectului ghetii se recomanda o acoperire deasupra prizei cu 0.1m mai mare decat grosimea maxima a podului de gheata

Pentru evitarea captarii zaiului se considera ca este necesara o inaltime de apa de 1m deasupra prizei; se poate reduce, de la caz la caz, daca se iau masuri speciale;

Pentru evitarea patrunderii plutitorilor si blocarii prizei cu frunze se recomanda inaltimi intre 0.20 - 0.50m, functie de zona pe care o strabate raul in amonte si de frecventa plutitorilor;

Astfel, adancimea raului constituie un criteriu de alegere a tipului de captare.

Turbiditatea apei captate poate fi si ea determinate pentru alegerea tipului de captare.

In cazul nostru captarea apei pentru localitatile si platforma industriala se va face din sursa de suprafata iar tipul captarii este captare de mal cu gratar.

CAPTARE DE MAL

Constructia de captare a apei consta, de fapt, din doua lucrari diferite:

camera de captare propriu-zisa;

statia de pompare

Camera de captare consta dintr-o culee de pod, goala înauntru; în interiorul ei se gaseste un perete transversal separator, care formeaza doua compartimente: de captare si de aspiratie. În aceasta din urma sunt coborâte conductele aspiratoare ale statiei de pompare. În lungime, camera de captare se împarte în doua compartimente,care pot lucra independent unul de celalalt.

În despartitura pentru captare, apa râului ajunge prin ferestrele de intrare, dispuse în înaltime în doua rânduri: ferestrele de jos lucreaza la nivelurile joase ale râului, cele de sus de nivelurile înalte, când straturile inferioare ale apei din râu pot fi relativ foarte impurificate cu aluviuni de fund. Toate ferestrele sunt înzestrate, în interiorul camerei de captare, cu vane laminare sau în forma de subere, iar la partea exterioara cu gratare cu spatii mari (pe cât posibil, demontabile), construite din bare verticale, cu spatii de 50-150 mm si uneori, chiar mai mari.

În peretele separator se monteaza plase fixe, pentru retinerea suspensiilor mari din apa bruta. Manipularea plaselor, a vanelor si a altor utilaje se face de pe un planseu de serviciu, executat la nivelul pamântului. Pe acest planseu se construieste o cabina, foarte comoda, pentru exploatarea camerei de captare. Planseul de serviciu are un balcon care permite executarea operatiilor de curatare a gratarelor, a ferestrelor de intrare, în locuirea lor, etc.

Statia de pompare se amplaseaza în afara zonei alunecarilor posibile ale terenului, în timpul executarii lucrarii. Conditiile topografice pot impune, de asemenea instalarea statiei de pompare la o distanta relativ mare.

În general însa, din punctul de vedere al asigurarii unei bune functionari a constructiei de captare, este necesar ca, tinzând la o scurtare a conductelor aspiratoare, sa se scurteze distanta dintre constructia de captare si stati a de pompare.

Captarile de mal trebuie dotate cu dispozitive de curatare a depunerilor din interior (hidroelevatoare sau pompe de namol).

Platforma circulabila a captarii de apa trebuie realizata la nivelurile maxime cu o asigurare de 1 %, având o garda de cel putin 0,70 m.

Conductele de aspiratie care pleaca spre statia de pompare trebuie sa fie duble; ele se dimensioneaza la viteze maxime de 1,00 m/s în cazul conductelor comune la mai multe pompe si de maxim 1,50 m/s la conducte separate pentru fiecare pompa.

În cazul conductelor de aspiratie sau de refulare la captarile la care sunt de asteptat tasari în perioada de exploatare, se prevad compensatoare unghiulare, care permit deplasarile relative ale constructiei fata de mal, fara a deranja functionarea conductelor.

Priza de mal la Dunare pentru 4mc/s cuplata cu statia de pompare

Schema captarii de mal cu gratar

Pentru captarea de mal cu gratar, relatiile de calcul sunt urmatoarele:

Unde:

n - numarul interspatiilor din gratar

- debitul de calcul in

v - viteza apei prin interspatii [ m/s], v = 1 m/s

d - distanta dintre barele gratarelor în metri ( 25 ÷ 50 mm ) 0,05 m

- distanta utila a apei de la baza gratarului la nivelul liber al apei râului [m]

δ 14314p1517o ; - grosimea barelor gratarelor ( 8 14314p1517o ÷ 10 mm)

H - înaltimea gratarului [m]

- înaltimea de siguranta [m] ( 0,15 ÷ 0,30 )

l - lungimea barelor gratarului [m]

Δ - lungimea curburii barelor [m] = 0,04

B - latimea canalului colector [m]

- viteza de curgere a apei la intrarea în gratar

h - pierderea de sarcina prin gratar [m]

α - unghiul de înclinare ale barelor, care este între 60 ÷ 70 ^o

η - coeficient care tine seama de forma sectiunii, care este 2,45 pentru bare dreptunghiulare, 1,8 14314p1517o 3 pentru bare semicirculare, 1,79 pentru bare rotunde

n = 10 interspatii

DIMENSIONAREA HIDRAULICĂ 14314p1517o ; A ADUCŢIUNILOR

Aductiunile pot fi tip canal, tip conducta sau combinatii a acestora, adica aductiuni închise.

Aductiunile de tip canal pot fi deschise ( descoperite) sau închise (acoperite) si asigura transportul apei prin gravitatie cu nivel liber.

La aductiile de tip conducta, adica cele închise, transportul apei se face prin pompare sau fara, ( gravitational ).

Calculul hidraulic al aductiunilor se face folosind relatiile:

DETERMINAREA DIAMETRULUI ECONOMIC AL ADUCTIUNII,

FUNCTIONAND PRIN POMPARE

Schema de alimentare cu apa adoptata precum si din calcule facute, pentru captare, rezulta ca apa trebuie pompata ca sa ajunga în rezervor. Dimensiunea conductei, functionând prin pompare, se face astfel încât diametrul ales sa corespunda unor cheltuieli anuale minime, cheltuielile anuale sunt formate, din:

cheltuieli cu investitia

cheltuieli cu energia necesara pentru pomparea apei

cheltuieli cu reparatiile si retributia personalului de exploatare( astea se considera constante)

;

- cheltuieli cu investitia

- cheltuieli cu energia

- timpul de recuperare a investitiei ( se considera Tr = 50 ani)

i - valoarea investitiei care se calculeaza pe baza indicilor specifici [lei/an]

e - costul energiei de pompare ( se adopta ca fiind egala cu costul de producere a energiei electrice)

E - volumul de energie electrica, necesar pentru pomparea apei

P - puterea absorbita în pompa [KW]

T - timpul de functionare al pompelor T = 8 14314p1517o 760 h

Q_Ic = debitul de calcul în [ mc/s]

K - inversul coeficientului de rugozitate, se alege din tabel în functie de materialul din care este executata aductiunea

S - suprafata sectiunii transversale [m²]

R - raza hidraulica [m]

J - panta

ΔH - diferenta dintre cotele piezometrice din sectiunile extreme ale aductiunii în cazul conductelor si diferenta între cotele radierului terenului din aceleasi sectiuni în cazul canalelor

v - viteza apei [m/s]

C - coeficientul lui Chezy

h - pierderile de sarcina în aductiuni [m]

D - diametrul aductiunii [m]

s_o - rezisteta hidraulica specifica a conductei

E se calculeaza cu relatia:

Unde:

η - randamentul mediu de functionare al pompelor. În lipsa dimensionarii pompelor, valoarea medie a randamentului se considera η = 0,6

Q - deitul de apa pompata, care este egala cu Q_ic

Q = Q_Ic

H - înaltimea de pompare al apei

H =

= J x L

- înaltimea geodezica de pompare

- pierderea de sarcina pe conducta de refulare

- pierderea de sarcina pe conducta de aspiratie

L - lungimea aductiunii

Costul aductiunii este dat direct în tabelul de calcul tabel 7

Calculul efectul are urmatoarea succesiune, urmarita în tabel:

- cu valoarea debitului de calcul în l/s, din diagrama Menning se alege primul diametru întâlnit pe verticala la intersectia Dn, de unde rezulta panta si viteza

- în continuare se vor calcula pierderea de sarcina pe refulare hr

Tabel 7 - Determinarea diametrului tehnico - economic al aductiunii

Aductiunile sub presiune, care acced gravitational, se dimensioneaza în functie de debitul de calcul si de panta

Viteza minima în aceste conducte, se admite de 0,3 m/s si 0,7 m/s pentru ape încarcate cu suspensii, iar viteza maxima se considera de 0,5 m/s pentru tuburi din material plastic sau azbociment din beton armat centrifugat sau beton precomprimat.

Aductiunile sub presiune care functioneaza prin pompare se dim. În functie de debitul de calcul si de viteza economica ( v_ec = 0,2 ÷ 1,2 m/s )

Canalele deschise se dim. În functie de debitul de calcul Qic si panta J, astfel încât sa nu se depaseasca vitezele maxime admise pentru tipul de material, din care este executata aductiunea.

VOLUMUL REZERVORULUI

În conformitate cu STAS 4165/198 14314p1517o 8 14314p1517o , volumul rezervorului se determina ca valoare maxima dintre:

Valorile astea, rotunjite la valorile 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 5000, 6000, 7000, 8 14314p1517o 000, .., etc.

- volumul necesar pentru compensarea valorilor debitului de alimentare si plecare în retea ( se reaminteste ca alimentarea se dimensioneaza la Qszimax pe perioada de compensare si se considera o zi medie)

- volumul necesar pentru acumularea apei, necesara combaterii celor 2 incendii teoretic simultane si asigurarea consumului pe perioada stingerii incendiilor

- volumul suplimentar de apa, necesar pentru combaterea debitelor pompate neuniform, ca urmare a functionarii statiilor de pompare amonte în afara celor de utilizare maxima a energiei electrice

- volumul necesar pentru asigurarea necesarului de apa în anumite conditii, ce vor fi justificate

- volumul necesar pentru acumularea unei rezerve de apa pentru a asigura functionarea retelei în cazul în care pe circuitul amonte a rezervorului apar avarii normale admise ( ruperea de conducta, dezamorsare sifoane, întrerupere de pompare).

Conform legii 98 14314p1517o din 1994, volumul rezervorului va fi cel putin egal cu urmatoarea valoare:

;

;

- valoarea maxima a timpului de trecere a apei prin rezervor, admis prin normele sanitare, astfel încât calitatea apei sa nu deteriorizeze; de regula se accepta 6 zile pentru rezervoarele îngropate si de 2 zile pentru rezervoarele aeriene neprotejate termic.

În cazurile speciale organele sanitare pot accepta si impune alte valori.

CALCULUL VOLUMULUI DE COMPENSARE

a - coeficient dat de STAS 4156, care arata proportia din debitul zilnic ce trebuie retinut în rezervor

În tabelul de mai jos sunt prezentate valorile lui a pentru calculul expeditiv al volumului de compensare

Coeficient pentru determinarea debitului de compensare

Q_Ic = 21168 14314p1517o mc/zi

a = 0,35

= 0,35 x 21168 14314p1517o = 6350.40 mc

CALCULUL VOLUMULUI DE INCENDIU

= = 2272,67 mc

CALCULUL VOLUMULUI DE AVARIE

Se calculeaza cu relatia:

- debitul minim în [mc/h] ce poate fi asigurat pe perioada avariei, pentru localitati se pot adopta de 60%- 8 14314p1517o 0% din tabelul mediu orar al zilei cu consum maxim, în functie de marimea localitatii

- timpul maxim de remediere a unei avarii pe sectorul amonte rezervorului sau din scoatere din functiune a statiilor de pompare, ca urmare a întreruperii cu energia electrica

- se apreciaza astfel: între 18 14314p1517o si 24 de ore pentru aductiuni din tuburi premo cu diametre între 8 14314p1517o 00 si 1000 mm în functie de rapiditatea si mijloacele de interventie

între 8 14314p1517o si 16 ore pentru aductiuni în functie de lungimea aductiunii, dificultatea traseului, tipul de material

de maxim 10 ore pentru avarii la alte obiecte ale sistemului de alimentare cu apa de la caz la caz în functie de importanta acestora si de dificultatile de interventie

Când rezervorul de alimentat prin pompare se va lua egal cu timpul maxim admis pentru oprirea statiilor de pompare, daca acesta este mai mare ca timp dimensionat mai sus, sau se va lua 10 ore când acesta este mai mic.

Conform STAS 10110 - 1995 statia de pompare de categoria 2 si întreruperea ei din cauza alimentarii cu energie electrica, nu poate depasi 2 ore.

- timpul maxim de întrerupere a alimentarii cu apa a localitatii conform tabelului de mai jos pentru industrii în functie de marimea pagubei ce se poate produce si posibilitatii de cooperare cu alte sisteme de alimentare cu apa.

Q - debitul ce se poate obtine de la alte surse ramase în functiune, când celelalte au fost oprite; când exista o singura sursa Q = 0, iar când sunt mai multe surse cea mai mica si mai sigura ramâne în functiune

Volumul suplimentar este egal cu 0 pentru ca se apreciaza ca nu este nevoie de un volum suplimentar de apa.

Volumul justificativ este egal cu 0 deoarece vor aparea volume suplimentare ca urmare a rotunjirii volumului rezervorului

;

VOLUMUL REZERVORULUI DIN ZIUA DE MAXIM CONSUM

;

;

Pentru rezervorul de acumulare si castelul de echilibru se obtin volumurile de compensare:

a^' = 25 - valoarea maxima, pozitiva la rezervor

b^' = 8 14314p1517o ,34 - valoarea maxima, negativa la rezervor

a = 3,5 - valoarea maxima, pozitiva la castel

b = 12 - valoare maxima, negativa la castel

În rezervor se acumuleaza si volumul de apa, necesar în cazul avariei sursei de apa si/sau a aductiunii.

;

si volumul de apa pentru nevoile tehnologice ale uzinei de apa se determina cu relatiile:

;

;

;

;

În castelul de apa pe lânga volumul de compensare se adauga si volumul de incendiu

;

COTA CASTELULUI DE APĂ 14314p1517o ;

La definirea schemei de alimentare cu apa a fost necesar sa se faca o prima apreciere a marimii castelului de apa.

S-a preconizat un castel de 5996.8 14314p1517o 5 mc.

Acum este necesar sa fie determinat înaltimea corecta a castelului pentru a putea gasi regimul de pompare.

Trebuie facuta observatia ca si aceasta cota mai poate suferi modificari daca dimensionarea retelei rezulta ca acest lucru este necesar.

Cota castelului este valoarea maxima a sumei:

- cota terenului pe care se gaseste bransamentul utilizatorului de apa

Pentru a reduce la minim numarul de încarcari se aleg la început acele puncte, care pot da cote mai înalte ale castelului si anume:

punctul de cota maxima în zona de alimentare cu apa ( pct. A )

punctul de cota mare a terenului pe care se gasesc utilizatorii, care cer o presiume mare la bransament

punctele de cota mare aflate la cea mai mare distanta fata de castelul de apa

alte puncte apreciate ca pot conduce la cote mari punctele C, D

pierderea de sarcina apreciata între castel si punctul luat în considerare asigurând curgerea apei pe drumul cel mai scurt ( l ) se apreciaza ca panta hidraulica medie notata cu Jmed este cuprinsa între 0,003 si 0,005 rezulta ca pierderea de sarcina

pierderea de sarcina reala ( ca de altfel cota reala necesara pentru castel ), va fi cunoscuta numai dupa dimensionarea retelei, la dimensionarea retelei se va tine seama de pierderea medie de energie adoptata

- reprezinta presiunea necesara la bransament ( punctul de legatura între reteaua comunala de distributie si reteaua interioara a blocului ), deci presiunea necesara la bransament se determina cu relatia:

Unde:

- înaltimea celui mai înalt robinet de preluare a apei pentru cladiri civile se poate aproxima ca aceasta înaltime este egala cu înaltimea casei, întrucât ultimul robinet se afla lânga tavanul ultimului nivel

- pierderea de sarcina pe reteaua interioara pe tronsoanele de conducta ce asigura curgerea apei pâna la punctul cel mai îndepartat de bransament se apreciaza 2,3 m în functie de marimea retelei si se poate calcula daca se cunoaste schema retelei interioare de distributie

hb - pierderea de sarcina pe conducta de legatura inclusiv apometru, vanele de izolare, etc, se apreciaza de 1,2 m apreciaza de 1,2 m

- presiunea de serviciu la robinetul de utilizare a apei necesara pentru asigurarea curgerii apei, pentru locuinte cu robinete simple ( numai pentru apa rece ), presiunea de serviciu se ia 2 m pentru robinete duble, presiunea de serviciu de 3 m.

Se mai apreciaza presiunea de serviciu la hidrantii interiori în functie de lungimea jetului, marimea duzei etc. ca fiind de:

Estimarea cotei necesare pentru cuva castelului de apa se face în tabelul urmator:

h=pierderea de sarcina apreciata între castel si punctul luat în  considerare.

Se calculeaza înaltimea turnului castelului de apa:

Volumul cuvei castelului va fi:

i=panta hidraulica medie, care se apreciaza între 0.03-0.05

Cota radierului cuvei:

DISTRIBUŢIA APEI

Reteaua de distributie a apei într-un centru populat sau industrie, cuprinde totalitatea conductelor, armaturilor, aparaturilor de masura si constructiilor accesorii, care asigura transportul apei de la constructiile principale de înmagazinare sau de ridicare a presiunii si pâna la bransamentele consumatorilor.

Reteaua de distributie trebuie sa asigure debitul maxim orar, la presiunea de serviciu necesara.

Presiunea de serviciu este presiunea minima, care trebuie sa fie asigurata în orice punct de bransament al retelei de distributie, pentru ca debitul de apa normat sa poata ajunge la cel mai înalt si mai îndepartat punct de consum al instalatiei interioare din cladirile civile si industriale direct sau prin intermediul instalatiilor de pompare cu hidrofor tinând seama si de pierderea de sarcina de la bransament pâna la locul de consum.

Presiunea de serviciu se exprima de obicei în coloana de apa, deasupra nivelului strazii. 

Presiunea de serviciu în reteaua de distributie se poate realiza:

Prin gravitatie

Prin pompare directa în retea

Punctele de bransament ale retelei sunt punctele de legatura dintre reteaua de distributie comunala si conducta sau reteaua interioara de alimentare a unei cladiri, a unui grup de cladiri sau a unei industrii.

Reteaua de distributie a apei trebuie sa poata asigura si conducerea debitului necesar pentru combaterea incendiilor.

Al presiunii necesare pentru se deosebesc doua feluri de retele:

Retea de joasa presiune pentru incendiu prin care de distribuie debitul de apa pentru combaterea incendiilor, cu o presiune redusa (de minim 7m coloana de apa la hidrant); ramânând ca presiunea necesara la ajutajul tevii de refulare a sa fie asigurata, cu ajutorul motopompelor, sau a pompelor automobile ale unitatilor de pompieri

Reteaua de înalta presiune pentru incendiu care asigura distributia debitelor de apa pentru incendiu si pentru consum curent la presiune ridicata (50-70 m coloana de apa) cu ajutorul unor statii fixe de pompare, care sunt puse în functiune dupa semnalarea incendiului.

Acest sistem permite o interventie.

Schema în plan a retelei de distributie a apei se stabileste în functie de urmatorii factori:

Sistematizarea teritoriului, care trebuie sa fie alimentat cu apa si amplasamentele consumatorilor

Relieful terenului

Pozitia obstacolelor naturale si artificiale (vani, canale, cai de comunicatie, etc.)

În general reteaua de distributie urmareste traseele strazilor si aleilor din centrele populate sau din industrii.

Dupa forma în plan se deosebesc doua dispozitii principale de retea:

Retea de distributie ramificata în care apa circula într-o singura directie

Retea de distributie inelara în bucle sau cu schiuri închise la care apa poate ajunge în orice punct din cel putin doua directii.

DIMENSIONAREA REŢELEI DE DISTRIBUŢIE

Dimensionarea retelei de distributie consta în determinarea diametrelor si pierderilor de sarcina pe toate conductele retelei astfel încât sa se asigure debitele necesare si presiunile de serviciu în toate punctele retelei.

Retelele de apa pot fi inelare sau ramificate din una sau mai multe surse de pomapare sau gravitationale prin intermediul rezerevoarelor de înmagazinare.

Alcatuirea schemei de calcul

Schema de calcul reda simplificat alcatuirea retelei de distributie, indicând pozitia surselor, eventual al statiilor de pompare si a rezervoarelor.

Într-un sistem inelar format din "n" noduri si "i" inele, numarul "t" de laturi, se determina cu relatia: , iar numarul de ecuatii care se pot scrie pentru noduri si pentru inele , trebuie sa fie tot "t".

Ipoteze de dimensionare si verificare

Dimensionarea si verificare unei retele de distributie se face în functie de schema de calcul în urmatoarele ipoteze:

asigurarea debitului orar maxim la consumatori si al debitului de incendiu interior

trebuie sa asigure si al debitului de incendiu exterior

asigurarea presiunii disponibile la hidrantii interiori prin racordarea directa la retea

asigurarea transportului debitului de tranzit maxim

Debitul de tranzit maxim de determina folosind relatiile

unde:

- coeficient de neuniformitate minim al debitului orar

- procentul minim al variatiei orare, al consumului (conf.anexa nr.32)

- debitul în ora de minim de consum

- debitul de tranzit

Debitele de calcul pentru ipotezele 1, 2 si 3, sunt date de relatiile 1,14, respectiv 1,15, 1,16 din îndrumar pentru calcului constructiilor si instalatiilor hidroedilitare, iar pentru ipoteza 4, debitul de calcul este dat de relatia: .

Debitele de incendiu si cele ale marilor consumatori se considera concentrate în nodurile retelei.

Calculul în diferite ipoteze se face mentinând diametrele stabilite în prima ipoteza.

Determinarea debitelor aferente pe tronsoane

Debitele aferente pe tronsoane pentru una de aceeasi densitate a populatiei sau pentru acelasi grad de dotare al cladirilor se determina cu ajutorul relatiilor:

(1)

(2)

(1')

(2')

(1")

(2")

(3)

- debitul specific, care poate fi în l/s pe km, l/s pe ha, sau l/s pe locuitor si se poate determina în functie de lungimea tronsoanelor, în functie de marimea suprafetelor aferente, sau în functie de numarul populatiei si se utilizeaza relatiile corespunzatoare.( 1.), 1

- debitul de calcul uniform distribuit al zonei (de densitate, sau grad de dotare), în l/s, care în cazul ipotezelor 1., 2., 3. se ia egal cu debitul orar maxim , iar în cazul ipotezei 4. se ia egal cu debitul zilnic maxim al aceleasi zone

- lungimea tronsonului curent (de la i la j) în km

- suprafata aferenta tronsonului curent (se determina cu metoda bisectoarelor) în ha

- numarul de locuitori aferenti tronsonului curent

- debitul aferent pe tronsonul curent în l/s

Întotdeauna este obligatorie satisfacerea relatiei 3.

DETERMINAREA DEBITELOR CONSUMATE ÎN NODURI

La calculul debitului consumat într-un nod curebt, notat cu ''i'', se considera numai tronsoanele cu serviciu în drum, utilizânu-se relatiile:

(4)

unde: Q_I-reprezinta debitul din nodul curent, înl/s si se determina cu  relatia (4) pentru ipotezele 1,2 si 3, si cu relatia (4') pentru ipoteza 4 de calcul

- reprezinta suma debitelor aferente pe cele m tronsoane, care concura în nodul curent, în l/s

Q- reprezinta suma debitelor concentrate an nodul respectiv, în l/s

Pentru verificarea debitelor din noduri, este necesar a fi satisfacuta relatia (5), pentru ipotezele 1,2 si 3, si relatia (5') pentru ipoteza 4.

DETERMINAREA DEBITELOR DE CALCUL PE TRONSOANE

Debitul de calcul pe un tronson curent i-j, se determina tinând cont de relatiile:

unde: f- reprezinta numarul sectiunilor fictive

i- reprezinta numarul inelelor

s- reprezinta numarul surselor considerate în momentul de calcul

Q'_i-j- reprezinta debitul de calcul pe tronsonul curent, provenind din debitul de calcul uniform distribuit (Q_ormaxpentru ipotezele 1,2 si 3, sau Q_zimax pentru ipoteza 4 de calcul), în l/s

- reprezinta suma debitelor aferente de pe tronsoanele din aval tronsonului curebt, indicate de sensurile de curgere a apei, din schema de calcul, în l/s

d- reprezinta distanta medie într-o sau mai multe incendii simultane, în m

- reprezinta densitatea populatiei, în loc/ha

Q''_i-j- reprezinta debitul de calcul pe tronsonul curent provenit din debitele concentrate

Q_i-j- reprezinta debitul de calcul pe tronsonul curent, în l/s

Q_tr,i-j- reprezinta debitul de tranzit pe tronsonul curent în l/s

Q'_i- reprezinta debitul din nodul curent provenit din debitlu de calcul a ipotezei 4, (Q_zimax), în l/s si se determina cu relatia (4')

p- reprezinta numarul tronsoanelor concurente în nodul curent, prin care debitele ies din nodul respectiv

- reprezinta suma debitelor, care intra în nodul curent, în l/s

k- reprezinta numarul tronsoanelor concurente în nodul curent, prin care debitele intra în nodul respectiv

- reprezinta suma debitelor, care ies din nodul curent, în l/s

Determinarea debitelor de calcul pe tronsoane presupune urmatoarele etape:

alegerea sursei si/sau a ponderii surselor

trecerea pe schema de calcul a debitelor consumate în noduri si stabilirea sensurilor de parcurgere a apei pe fiecare tronson, aplicând principiul alimentarii fiecarui nod, pe drumul cel mai scurt, când retelele inelare se transforma în retele ramificate, printr-un numar de sectiuni fictive

determinarea debitelor de calcul (), pornind de la sectiile fictive spre sursa

calculu distantei minime într incendii simultane, marcarea în nodurile unei noi schemei de calcul al debitelor concentrate si de incendiu si trasarea sensurilor de curgere, corespunzatoare acestor debite

stabilirea debitelor de calcul ( ), corespunzator debitelor concentrate si de incendii

determinarea debitelor de calcul pe tronsoane ()

verificarea debitelor de calcul, conform ecuatiei de bilant în noduri

DIMENSIONAREA HIDRAULICĂ 14314p1517o ; A REŢELELOR DE DISTRIBUŢIE

Diametrul D, în mm, al unui tronson curent, care trebuie sa aiba valoarea minima de 100 mm (sau 8 14314p1517o 0 mm în situatii cu totul particulare) se determina functie de debitul de calcul Q_i-j as tronsonului respectiv si de viteza economica v_ec utilizând tabelul 3.1 din "Îndrumar pentru calculul constructiilor si instalatiilor hidroedilitare".

a) Pentru retele ramificate, calculele se conduc tabelar.

b)    Pentru retelele inelare, calculul pierderilor de sarcina este precedat de echilibrarea distributiei debitelor, care se poate efectua prin aproximatii succesive cu ajutorul metodelor Lobacev sau Cross.

În cazul metodei Lobacev calculele se introduc în tabel, în care debitele corectate se obtin cu ajutorul relatiilor:

(6)

(7)

(8 14314p1517o )

(8 14314p1517o ')

în care:

- este divergenta pe inel, în m;

- este suma algebrica a pierderilor de sarcina pe inel, în m;

- debitul de corectie din inelul considerat;

Q - debitul corectat de pe tronsonul curent, în l/s, care pentru tronsoanele marginale se obtine din relatia (8 14314p1517o ), iar pentru cele comune din relatia (8 14314p1517o ');

- debitul de calcul pe tronsonul curent în situatia initiala, în l/s;

- debitul de corectie din inelul alaturat si care prin intermediul tronsonului comun se transmite inelului considerat, în l/s.

Observatii:

a.)   tronsoanele comune inelelor alaturate intra în componenta fiecaruia din inelele respective;

b.)  se alege sensul orar ca sens pozitiv de parcurgere a fiecarui inel, comun întregii retele;

c.)   debitele de calcul pe tronsoane si pierderile de sarcina corespunzatoare sunt afectate de semnul (+), daca sensul de parcurgere al apei coincide cu sensul de parcurgere al inelului si (-) daca apa curge în sens contrar sensului de parcurgere a inelului;

d.)  produsul nu este afectat de semn;

e.)  debitele pe tronsoanele retelei de distributie se considera echilibrate când în toate inelen este îndeplinita simultan conditia .

Metoda Cross presupune transformarea inelelor în noduri de transmitere, rezultând un sistem poligonal, cu legaturi conforme cu vecinatetea nodului, în care se înscriu debitele de corectie ()

În miimi de l/s, calculate ca la metoda Lobacev si permite sa se tina seama la calculul debitelor de corectie în fiecare inel I de influenta corectiilor necesare în inelele alaturate acestuia, k, prin coeficientii de transmitere determinati cu relatiile:

(9)

Debitele de corectie pentru fiecare inel se obtin prin raportarea la 1000 a sumei algebrice a valorilor transmise nodurilor, dupa metoda Cross cunoscuta de la calculul structurilor static nedeterminate, transmiterea începând întotdeauna de la inelul cel mai dezechilibrat si încheindu-se în momentul când valoarea transmisa este mai mica sau egala cu doua miimi de l/s.

Debitele corecte rezulta din relatiile (8 14314p1517o ) respectiv (8 14314p1517o '), ca la metoda Lobacev.

VERIFICAREA CALCULELOR

Verificarea calculelor pentru fiecare ipoteza luata în considerare se conduce tabelar, urmarind vitezele de curgere a apei în conducte ti presiunea disponibila în fiecare nod, care se termina utilizând relatiile:

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(14')

(15)

în care:

V - vitaza de curgere a apei în m/s, ce se mai poate determina si cu ajutorul diagramelor din anexele 49..52 si care trebuie sa satisfica conditiile: m/s si m/s pe artere, m/s pe conducte de serviciu, m/s pe toate conductele, în caz de incendiu;

Q - debitul de calcul real, în m/s;

D - diametrul conductei , în mm:

C_ax- cota axului conductei, în m;

H_{î } adâncimea de înghet, care se ia de 0,8 14314p1517o 0...1,50 m;

J - panta piezometrica;

h - pierderea de sarcina pe fiecare conducta, în m;

L - lungimea conductei, în m;

H_n- presiunea necesara în nodurile retelei,în , care la retelele de joasa presiune în ipotezel I si IV pentru cladiri cu un singur nivel se ia de 10, pentru cladiri cu mai multe nivele se calculeaza cu relatia (13), iar în ipotezel II si III este de 7 , pe când la retelele de înalta presiune în ipotezele I,II si III se stabileste pe baza normativelor elborate de organele P.S.I.;

E - numarul de etaje ale cladirii;

C_p- cota piezometrica, în m, care pentru punctul obligat se determina cu relatia (14), iar pentru un nod al retelei cu relatia (14');

H_d- presiunea disponibila în nodurile retelei, în m, care trebuie sa satisfaca conditiile: în ipotezele I, II, III si în ipoteza IV.

Observatii:

a.)   traseele se considera astfel încât fiecare nod sa fie atins cel putin o data pornind de la punctul obligat, daca rezervorul se poate amplasa dupa necesitatile retelei, sau de al rezervor în caz contrar;

b.)  din analiza comparata a lui H_d cu H_n în ipotezele considerate se hotareste daca diametrele au fost bine stabilite, în caz contrar aducându-se modificarile necesare, se reia calculul de echilibrare a distributiei debitelor si de stabilire a preisunilor disponibile;

c.)   rezultatele calculelor analitice se reprezinta grafic în profilul longitudinal cu linii de sarcina.

Debitul de calcul în aceasta ipoteza este:

Se calculeaza debitul în noduri ca fiind jumatate din suma debitelor care intra sau ies din acel nod.

Pentru a determina debitele de calcul pe tronson, se transforma reteaua inelara în retea ramificata, prin efectuarea unor sectiuni fictive:

q [l/s,m]; [l/s,m]

Q

V: ;

Q[m/h]Q[l/s,m]

Determinarea debitelor în noduri

La calculul debitului consumat într-un nod curent notat cu I se considera numai tronsoanele cu serviciu în drum si se calculeaza cu relatia:

Q

Qdebitul consumat în nodul curent, în [l/s]

Qsuma debitelor care concura în nodul curent, în [l/s]

suma debitelor concentrate în nodul curent, în [l/s

Q=

Q

Q

Q Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q Q

Q Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Determinarea debitelor de calcul pe tronsoane

Se stabileste un sens rational de curgere a apei astfel încât apa sa ajunga în fiecare nod al retelei pe drumul cel mai scurt. Se transforma reteaua inelara în retea ramificata prin efectuarea de sectiuni fictive si se determina cu relatia:

n = i+(s-1) unde,

n = numarul de sectiuni fictive

i = numarul de inele

s = numarul de surse aflate în functiune

n = 24 + (1-1) n = 24

Debitul de calcul se determina cu relatia:

Q [l/s

Qdebitul aferent tronsonului respectiv

suma debitelor aferente tronsoanelor din aval care sunt alimentate din tronsonul curent (i-j);

suma debitelor concentrate care sunt asigurate din tronsonul curent.

Q

Dimensionarea retelei de distributie în ipoteza I

Se calculeaza debitul în noduri ca fiind jumatate din suma debitelor care intra sau ies din acel nod.

Pentru a determina debitele de calcul pe tronson, se transforma reteaua inelara în retea ramificata, prin efectuarea unor sectiuni fictive:

f = I+(s-1), în care:

f = 28 14314p1517o -numarul de sectiuni fictive;

I = 28 14314p1517o -numarul de inele;

s = 1-numarul de surse considerate în momentul de calcul.

Verificarea debitelor de calcul

Echilibrarea distributiei debitelor în retea

Verificare pentru fiecare retea:

M = sL

Costul lucrarilor si costul apei

Costul lucrarilor

Costul total al investitiei

Tab. 1

REŢEAUA DE ADUCŢIUNE

Tab. 2

REŢEAUA DE DISTRIBUŢIE

Tab. 3

Costul apei

Costul unui mc de apa distribuita utilizatorilor se stabileste cu relatia:

lei/m, în care:

c= pretul apei brute, conform tarif, contact cu regia Apelor Române reprezentând contributia sistemului de alimentare cu apa la recuperarea investitiilor facute în bazinul hidrografic din care este preluata apa (pentru regularizarea albiei, pastrarea calitatii apei);

C= costul de investitie în lucrari de constructii montaj;

i= copta de amortizare a lucrarilor de constructii montaj;

C= costul de investitie în utilaje;

i= cota de amortizare pentru investitiile în utilaje;

C = costul total al investitei;

i= cota de întretinere;

C= cheltuielile anuale cu energia consumata în sistem cu transportul apei;

S = retributiile anuale ale personalului de exploatare a lucrarilor de alimentare cu apa.

Pentru a reliefa ponderea diferitelor cheltuieli în costul apei, relatia este transformata astfel:

unde:

c= ponderea costului de investitie;

c= ponderea costului utilajelor;

c= ponderea cheltuielilor cu reparatii;

c= ponderea costului energiei;

c= ponderea cheltuielilor cu retributia personalului.

Ponderea costului de investitie:

C = costul total al investitiei;

C = costul statiilor de pompare;

C = se apreciaza ca jumatate din costul statiilor de pompare;

i = este 0,033 pentru centrele populate.

Ponderea costului utilajului:

Ponderea cheltuielilor cu reparatii:

Ponderea costului energiei:

Necesarul de energie în statia de pompare de la captare - 2 pompe cu functionare continua cu . Necesarul de energie în statia de pompare treapta a II-a 2 pompe în functiune continua cu .

T = h/an - durata de functionare a pompelor;

P = RON - pretul energiei electrice.

Ponderea cheltuielilor cu retributia personalului:

Pentru a determina cheltuielile cu salariile se apreciaza personalul strict necesr în sistem:

sef sistem: 1x 4000 RON/luna=4000 RON/luna;

sef tura: 3 x 2500 RON/luna=7500 RON/luna;

instalatori: 15 x1050 RON/luna=15750 RON/luna;

maistri: 3 x 1600 RON/luna=48 14314p1517o 00 RON/luna;

muncitori: 10 x 8 14314p1517o 00 RON/luna=8 14314p1517o 000 RON/luna;

TOTAL: 40050 RON/luna

Costul total al unui mc de apa distribuit utilizatorilor va fi:

m