UNIVERSITATEA TEHNICĂ „GH. ASACHI” FACULTATEA DE CONSTRUCŢII ŞI INSTALAŢII
PROIECT HIDRAULICA
Student: Iancu Maricel Grupa 3331 - seral
2011 - 2012 1
TEMA PROIECTULUI RETEA DE ALIMENTARE CU APA
2
PROIECT DE ALIMENTARE CU APĂ Tema:
Printr-un program de finanţare de tip SAPARD, primăria comunei solicită întocmirea
proiectului de alimentare cu apă a comunei, cuprinzând reţeaua de distribuţie şi rezervorul de înmagazinare. Date:
Beneficiarul pune la dispoziţia proiectantului, următoarele date: 1. Studii topografice concretizate prin planul de situaţie al zonei intravilan şi extravilan la
scara 1:10000, având trasată reţeaua stradală. 2. Studii geotehnice, hidrologice şi hidrogeologice. 3. Studii demografice pe o perioadă de perspectivă de 20 de ani. Populaţia actuală a
localităţii este Nact = 6000 locuitori. Se estimează o creştere naturală a populaţiei, procentul minim fiind 1,1%. 4. Regimul de înălţime al clădirilor conform planului de urbanism este de P + 2. 5. În localitate există două societăţi comerciale, una de prelucrare a laptelui şi alta de
prelucrare a legumelor, care solicită următoarele debite concentrate: – QI1 = 1,8 l/s; – QI2 = 2,7 l/s. Conţinutul lucrării:
Lucrarea va cuprinde următoarele piese: a) Piese scrise: 1. Calculul populaţiei la sfârşitul perioadei de perspectivă. 2. Stabilirea debitelor caracteristice reţelei de distribuţie şi a rezervoarelor de înmagazinare a apei. 3. Dimensionarea reţelei de distribuţie. 4. Calculul presiunii optime la beneficiarii de apă. 5. Stabilirea amplasamentului rezervorului de înmagazinare. b) Piese desenate 1. Planul de situaţie al localităţii pe care se vor trasa lucrările calculate.
3
2. Linia piezometrică pe reţeaua de aducţiune a apei. PIESE SCRISE
1. Calculul populaţiei la sfârşitul perioadei de perspectivă
Numărul de locuitori la sfârşitul perioadei de perspectivă se calculează cu formula:
unde:
N act = 5480 locuitori (populaţia actuală a localităţii); p = 1,1 % (procentul creşterii naturale a populaţiei); n = numarul de ordine, unde n = 1
Astfel, numărul de locuitori la sfârşitul perioadei de perspectivă va fi:
2. Stabilirea debitelor caracteristice reţelei de distribuţie şi a rezervoarelor de înmagazinare a apei
Determinarea debitului de apă:
[⁄]
unde:
k p = 1,1 (coeficient ce ţine seama de pierderile de apă în lungul sistemului); k s = 1,1 (coeficient ce ţine seama de nevoile staţiei de tratare); qm = 300
⁄
(consumul mediu pe cap de locuitor);
N = 7467 locuitori (numărul total de locuitori); k zi = 1,25 (coeficient ce ţine seama de neuniformitatea consumului pe parcursul zilei); Q I – debitul industrial.
⁄ ⁄ ⁄ 4
Astfel:
⁄
Determinarea debitului orar maxim al cerinţei de apă:
Determinarea debitului orar de calcul:
⁄
[⁄] ⁄ ⁄ ⁄
unde:
Qii – debitul necesar pentru stingerea tuturor incendiilor interioare, teoretic simultan posibile.
[⁄]
unde: ninc = 2 (numărul incendiilor, teoretic simultan posibile); qi = 2,5
⁄
Astfel:
(debitul necesar pentru stingerea unui incendiu).
⁄ ⁄
Determinarea debitului necesar maxim pentru populaţie:
unde:
[⁄]
k p = 1,1 (coeficient ce ţine seama de pierderile de apă în lungul sistemul ui); k s = 1,1 (coeficient ce ţine seama de nevoile staţiei de tratare); qm = 300
⁄
(consumul mediu pe cap de locuitor);
N = 7467 locuitori (numărul total de locuitori);
5
k zi = 1,25 (coeficient ce ţine seama de neuniformitatea consumului pe parcursul zilei); k orar = 1,4 (coeficient ce ţine seama de neuniformitatea debitului orar de consum). Astfel:
⁄ ⁄ ⁄
Determinarea debitului necesar maxim pentru populaţie:
În tabelul 1 sunt specificate lungimea fiecărui tronson al reţelei de distribuţie, precum şi lungimea totală a reţelei, date ce sunt necesare pentru calculul debitului distribuit specific şi a debitelor distribuite pe fiecare tronson.
Tabel 1: Lungimea reţelei de distribuit Tronson
Lungimea pe planul de situaţie [mm]
Lungimea pe teren [m] (scara 1:10000)
1- 2
37
370
2- 3
52
520
3- 4
54
540
3- 5
53
530
5- 6
63
630
6- 7
34
340
7- 8
54
540
8- 9
33
330
7 -10
33
330
10 - 11
29
290
10 - 12
23
230
12 - 13
27
270
12 - 14
25
250
14 - 15
57
570
TOTAL
574
5740
6
– Determinarea debitului distribuit specific:
∑ [⁄ ]
unde:
∑
Astfel:
(lungimea reţelei de distribuţie).
⁄
– Determinarea debitului distribuit pe fiecare tronson:
[⁄]
unde:
Astfel:
– lungimea fiecărui tronson al reţelei de distribuţie.
⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ 7
Determinarea debitelor de calcul:
[⁄]
unde:
– debitul distribuit pe fiecare tronson;
k p = 1,1 (coeficient ce ţine seama de pierderile de apă în lungul sistemului); k s = 1,1 (coeficient ce ţine seama de nevoile staţiei de tratare); Qc – debitele concentrate (debitele industriale – Q I sau debitele pentru stingerea
incendiilor – q ); i
– debitul de tranzit pe fiecare tronson.
Astfel, debitele de calcul pentru fiecare tronson sunt:
⁄ }⇒ ⁄ ⁄ }⇒ ⁄ }⇒ ⁄ 8
}⇒ ⁄ ⁄ }⇒ ⁄ ⁄ }⇒ ⁄ ⁄ }⇒ ⁄ ⁄ }⇒ ⁄ ⁄ 9
3. Dimensionarea reţelei de distribuţie
Determinarea diametrelor conductelor, vitezelor şi pantelor economice Având determinate debitele de calcul pentru fiecare tronson şi cunoscând valorile limită
ale debitelor, vitezelor şi pantelor economice pentru conducte cu diametrul (Dn) cuprins între 100 şi 1200 mm, valori prezentate în tabelul 2, putem determina, prin interpolare liniară, valorile vitezelor şi pantelor economice pe fiecare tronson al reţelei de distribuţie. Tabel 2: Debitele, vitezele şi pantele economice limită pentru conducte cu Dn 100 – 1200 mm Dn
conductă [mm] 100 125 150 200 250 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Debitul economic [l/s] Min. Max. 6,20 6,20 9,70 9,70 16,50 16,50 28,80 28,80 45,80 45,80 80,00 80,00 139,00 139,00 217,00 217,00 315,00 315,00 434,00 434,00 575,00 575,00 738,00 738,00 924,00 924,00 1132,00 1132,00 1350,00
Viteza economică
Panta hidraulica
[m/s]
[‰]
Min. 0,50 0,54 0,55 0,59 0,65 0,63 0,71 0,77 0,82 0,86 0,90 0,94 0,97 0,94
Max. 0,79 0,80 0,93 0,92 0,93 1,13 1,10 1,11 1,11 1,13 1,14 1,16 1,17 1,19 1,20
Min. 3,80 3,50 2,20 2,00 1,90 1,30 1,20 1,10 1,00 0,96 0,86 0,81 0,77 0,72
Max. 12,40 9,20 10,10 6,60 5,10 9,90 3,80 2,80 2,30 1,90 1,70 1,40 1,10 1,15 1,00
În cele ce urmează vom determina vitezele şi pantele economice pentru fiecare tronson, precum şi diametrul conductei tronsonului. Tronsonul 1-2
– cuprins între 0 şi – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: – debitul de calcul,
diametrul conductei,
;
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este
6,20 l/s);
10
⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ( ) ⇒ ⇒ Tronsonul 2-3
– cuprins între 6,20 şi 9,70 l/s); – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ () ⇒ ⇒ – debitul de calcul,
;
diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este
Tronsonul 3-4
– cuprins între 0 şi 6,20 l/s); – viteza economică, ină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – debitul de calcul,
;
diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este
se determ
11
se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ( ) ⇒ ⇒
– panta economică,
Tronsonul 3-5
– cuprins între 9,70 şi 16,50 l/s); – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ( ) ⇒ ⇒ – debitul de calcul,
;
diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este
Tronsonul 5-6
– cuprins între 16,50 şi 28,80 l/s); – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: – debitul de calcul,
diametrul conductei,
;
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este
12
⁄ ⁄ () ⇒ ⇒ Tronsonul 6-7
– cuprins între 16,50 şi 28,80 l/s); – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ () ⇒ ⇒ – debitul de calcul,
;
diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este
Tronsonul 7-8
– cuprins între 6,20 şi 9,70 l/s); – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ () ⇒ ⇒ – debitul de calcul,
diametrul conductei,
;
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este
13
Tronsonul 8-9
– cuprins între 0 şi 6,20 l/s); – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ () ⇒ ⇒ – debitul de calcul,
;
diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este
Tronsonul 7-10
– este cuprins între 9,70 şi 16,50 l/s); – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ( )⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ () ⇒ ⇒ – debitul de calcul,
;
diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul
Tronsonul 10-11
– debitul de calcul,
;
14
– diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul
este cuprins între 0 şi 6,20 l/s);
se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ( ) ⇒ ⇒ – viteza economică,
Tronsonul 10-12
– este cuprins între 6,20 şi 9,70 l/s); – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ () ⇒ ⇒ – debitul de calcul,
;
diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul
Tronsonul 12-13
– este cuprins între 0 şi 6,2 – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: – debitul de calcul,
;
diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul
0 l/s);
15
⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ () ⇒ ⇒ Tronsonul 12-14
– este cuprins între 0 şi 6,20 l/s); – viteza economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – panta economică, se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ( ) ⇒ ⇒ – debitul de calcul,
;
diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul
Tronsonul 14-15
– este cuprins între 0 şi 6,20 l/s); – viteza economică, ă prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ⁄ ()⁄ ⇒ ⇒ ⁄ – debitul de calcul,
;
diametrul conductei,
; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul
se determin
16
se determină prin interpolare liniară: ⁄ ⁄ ( ) ⇒ ⇒ – panta economică,
Tabel 3: Debitele, vitezele şi pantele economice pentru reţeaua de distribuţie
Tronson 1-2 2-3 3-4 3-5 5-6 6-7 7-8 8-9 7-10 10-11 10-12 12-13 12-14 14-15
Debitul de calcul [l/s]
Dn
Viteza
conductă
economică
Panta hidraulica
[mm]
[m/s]
[‰]
Lungimea tronsonului [m]
1,778 7,302 2,595 12,444 18,496 20,130 7,206 1,586 11,137 3,209 6,342 1,297 3,940 2,739
100 125 100 150 200 200 125 100 150 100 125 100 100 100
0,227 0,594 0,331 0,697 0,61 0,659 0,586 0,202 0,622 0,409 0,512 0,165 0,502 0,349
3,556 5,5 5,19 6,163 2,914 3,499 5,352 3,172 4,895 6,418 4,019 2,594 7,88 5,478
370 520 540 530 630 340 540 330 330 290 230 270 250 570
Determinarea cotelor piezometrice în noduri
Pentru determinarea cotelor piezometrice în nodurile reţelei de distribuţie se pleacă de la nodul cel mai defavorabil (nodul cu cota cea mai înaltă şi cel mai depărtat de punctul de injecţie). Nodul cel mai defavorabil este nodul 8 situat pe linia de cotă 85 m. Cota piezometrică a nodului 8 se calculează cu formula: unde:
, este cota de nivel la care este situat nodul 8;
este presiunea de serviciu şi se calculează cu relaţia: 17
, este regimul de înălţime al clădirilor (parter + 2 etaje); , este înălţimea unui nivel; , este presiunea de rezervă.
unde:
Deci:
Pentru celelalte noduri cota piezometrică se calculează cu formula:
unde:
este cota piezometrică a nodului „j” din componenţa tronsonului „i j” pe care -
se efectuează calculul, cotă calculată anterior ;
este pierderea de sarcina pe tronsonul „i j”. Pierderea de sarcină se calculează cu formula: este lungimea tronsonului „i j”; este panta liniei piezometrice (panta hidraulică) a tronsonului „i j”. -
unde:
-
-
Deci: Nodul 1:
Nodul 2:
Nodul 3:
Nodul 4:
18
Nodul 5:
Nodul 6:
Nodul 7:
Nodul 9:
Nodul 10:
Nodul 11:
Nodul 12:
Nodul 13:
Nodul 14: 19
Nodul 15:
4. Calculul presiunii optime la beneficiarii de apă
Determinarea presiunilor disponibile în noduri Calculul presiunilor disponibile se face cu următoarea relaţie:
unde:
este presiunea disponibilă în nodului „i”; este cota piezometrică a nodului „i”; este cota terenului unde se află nodul „i” şi se determină prin metodele studiate la topografie.
Deci: Nodul 1:
Nodul 2:
Nodul 3:
Nodul 4: 20
Nodul 5:
Nodul 6:
Nodul 7:
Nodul 8:
Nodul 9:
Nodul 10:
Nodul 11:
Nodul 12:
21
Nodul 13:
Nodul 14:
Nodul 15:
5.
Stabilirea amplasamentului rezervorului de înmagazinare
Cota piezometrica a rezervorului se determina cu formula:
unde:
este cota piezometrică a rezervorului; , este cota piezometrică a punctului de injecţie; , este pierderea de sarcină pe tronsonul rezervor punct de injecţie. -
Deci:
Cota terenului rezervorului este:
Cota piezometrică reală a rezervorului se determină cu relaţia:
unde:
este cota piezometrică reală a rezervorului; este cota piezometrică a punctului de injecţie; este pierderea reală de sarcină pe tronsonul rezervor punct de injecţie şi se -
calculează cu formula:
22
unde:
, este lungimea tronsonului rezervor- punct de injecţie;
este panta liniei piezometrice (panta hidraulică) a tronsonului rezervor -punct de
injecţie şi se determină prin interpolare liniară ca si pantele hidraulice ale celorlalte tronsoane
Ştiind că debitul de calcul pe tronsonul rezervor - punct de injecţie este egal cu debitul în punctul de injecţie, cu ajutorul datelor din tabelul 2 se determină prin interpolare panta liniei piezometrice a acestui tronson.
Tronsonul rezervor - punct de injecţie
– debitul de calcul,
– diametrul conductei,
;
;
– viteza economică, v =059 m/s
– panta liniei piezometrice se determină prin interpolare liniară:
⁄ ⁄ ⇒ ⇒ Atunci:
Cota disponibilă a rezervorului este:
Deoarece această valoare este mai mică de 0,5 m, rezervorul este un rezervor îngropat.
23
