Wodociągi-1-10 - dla kierunku Inżynieria Środowiska PDF

Preview

Summary

dla kierunku Inżynieria Środowiska...

Description

1) Rodzaje zapotrzebowania na wodę: a) Roczne zapotrzebowanie na wodę Qr b) Średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę Q dśr =

Qr 365

c) Maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodę: Qdmax d) Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę Qhmin

[ ]

Q hmin dm3 3,6 s 3 3 f) Jednostkowe zapotrzebowanie na wodę q(dm /dxM); q(dm /sxha) 2) Dobowa i godzinowa nierównomierność zużycia wody a) Współczynnik nierównomierności rozbioru dobowego- stosunek maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę do średniego zapotrzebowania dobowego Q N d = dmax Q d śr b) Współczynnik nierównomierności rozbioru godzinowego- stosunek maksymalnego godzinowego zapotrzebowania na wodę do maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę. 24 Q h max N h= Q d max 3) Metody określania zapotrzebowania na wodę w jednostkach osadniczych. a) Metoda z wykorzystaniem wskaźników sumarycznych e) Maksymalne sekundowe zapotrzebowanie na wodę(m3/h)

Q s=

Zastosowanie    

w opracowaniach studialnych i koncepcyjnych o charakterze ogólnym w bilansach wodnych kompleksowych programach użytkowania wód o ochrony zasobów wodnych planach rozwoju gospodarki wodociągowo- kanalizacyjnej w kraju, regionie lub zlewni.

Średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę: Q śr d =Ll∗Q Ll

– liczba ludności

Q- średnie zapotrzebowanie dobowe Maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodę: Q d max =Q śr d∗N d

N d - współczynnik nierównomierności dobowej dla jednostki osadniczej Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę:

Q h max =

Q max d ∗N h 24

N h - współczynnik nierównomierności godzinowej dla jednostki osadniczej

b) Metoda z wykorzystaniem wskaźników scalonych Metoda w koncepcjach programowych projektów podstawowych budowy lub rozbudowy wodociągów w jednostkach osadniczych o charakterze wielofunkcyjnym. Średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę: Q śr d =Ll∗Q Maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodę: Q d max =Q śr d∗N d Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę: Q h max =

Q max d ∗N h 24

c) Metoda bilansowania zapotrzebowania na wodę dla różnych celów z zastosowaniem szczegółowych wskaźników jednostkowego zapotrzebowania. Cele zapotrzebowania na wodę: 1. Zapotrzebowanie na wodę w mieszkalnictwie 2. Zapotrzebowanie na wodę dla instytucji, zakładów i urządzeń 3. Zapotrzebowanie na wodę dla komunikacji zbiorowej i indywidualnej(mycie pojazdów) 4. Zapotrzebowanie na wodę dla utrzymania czystości ulic i placów 5. Zapotrzebowanie na wodę dla podlewania zieleni miejskiej 6. Zapotrzebowanie na wodę dla przemysłu, składów i zaplecza budownictwa Zapotrzebowanie na wodę brutto: 1. Zapotrzebowanie na wodę na cele technologiczne wodociągu komunalnego oraz straty w sieci wodociągowej. 2. Zapotrzebowanie na wodę na cele przeciwpożarowe.

4) Zasoby wód podziemnych

Wody podziemne powstają z wód powierzchniowych opadowych, które na skutek przepuszczalności terenu zlewni przesiąkają do warstw porowatych gruntu, opadają do strefy nasyconej i tam tworzą zbiorniki wód podziemnych stojących i płynących. a) Zasoby wiekowe ( statyczne ) Ilość wody w zbiorniku podziemnym, która może być ujęta i wydobyta do całkowitego wyczerpania zbiornika V w =V 0 x p , ( m 3)

Vw-pojemność zbiornika wody podziemnej V0- objętość pokładu wodonośnego wypełnionego wodą p- współczynnik porowatości przestrzennej b) Zasoby dynamiczne Ilość wody która przepływa w jednostce czasu przez badany przekrój poprzeczny warstwy wodonośnej. Q d =k x H x B x i

Qd- ilość wody przepływającej przez przekrój poprzeczny warstwy wodonośnej w jednostce czasu, m3/d H-głębokość strumienia podziemnego (m) B- szerokość przekroju poprzecznego strumienia podziemnego (m) i-spadek podłużny zwierciadła wody gruntowej k- współczynnik filtracji gruntu wodonośnego (m/d) c) Zasoby eksploatacyjne Ilość wody podziemnej, która może być wydobyta z pokładu wodonośnego w jednostce czasu na wydzielonym odcinku w ciągu długiego czasu bez widocznego obniżenia wydajności eksploatacyjnej ujęć wody i zasobów dynamicznych. Zasoby eksploatacyjne tworzą podstawę do obliczeń wydajności ujęć wodociągowych. Zasoby eksploatacyjne określają możliwości poboru wody z ujęcia (m3/rok przy określonej depresji). Wydajność ujęć nie może być większa od zasobów eksploatacyjnych. 5) Prawo Darcy’ego Prędkość przepływu wyrażona wzorem Darcy’ego

v=k x i k- współczynnik przepuszczalności gruntu albo współczynnik filtracji, ma wymiar prędkości(m/s , m/d) Wzór Darcy’ego wyraża że w ruchu wód podziemnych prędkość przesączania jest wprost proporcjonalna do spadku hydraulicznego. Jeżeli spadek jest zmienny, wówczas w rozpatrywanym przekroju musimy go zastąpić spadkiem lokalnym. 6) Natężenie przepływu wód podziemnych  Dla spadków stałych Q=kFi 

Dla spadków zmiennych:

Q=kF

dz dx

7) Uziarnienie warstw wodonośnych

Frakcja piaskowa: d= 0,05 – 2,0 mm Frakcja żwirowa:

d= 2,0 – 25,0 mm U=

d 60 d 10

d60- wskazuje na taką średnicę ziarna, której na wykresie odpowiada punkt przecięcia krzywej przesiewu z linią poziomą odpowiadającą 60%. d10-średnica miarodajna, odpowiada punktowi przecięcia krzywej przesiewu z linią poziomą oznaczającą 10% ziaren, które przeszły przez sito wraz z mniejszymi.

8) Czynniki wpływające na wydajność studni wierconych  Studnia zupełna o swobodnym zwierciadle wody 2

Q=πk

Q=πk

C=

H −h R ln r

2

(2 Hs−s 2) R ln r

πk R ln r

2 Hs−s 2 Q=C ¿ Zależność wydajności studni o swobodnym zwierciadle wody od depresji jest paraboliczna. 

Studnia zupełna artezyjska

Q s=

2 πmk s R ln r

C a=

2 πmk R ln r

Q s=C a

Zależność wydajności studni o napiętym zwierciadle wody od depresji jest prostoliniowa. 

Zależność dopuszczalnej wydajności studni od depresji

Q dop =F x v dop =2 πrl v dop

r- promień studni(filtru), m l- czynna wysokość filtru studni, m v dop - dopuszczalna prędkość wlotowa, m/s o Dopuszczalna prędkość wlotowa v dop m m v dop =0,0333 √ k , v dop =9,8√ k d , lub s d 9) Sposoby określania współczynnika wodoprzepuszczalności(filtracji) a) Metoda obliczeniowa Wzór empiryczny Allena’a-Hazen’a Wzór stosuje się dla gruntów luźnych, jeżeli 0,1≤d10≤3,0 mm, U≤5 k= C(0,7+0,03t)d102, m/d d10- średnica miarodajna, mm t- temperatura wody, oC C- stała C=1000-2000 dla piasków czystych równoziarnistych C=800 dla piasków różnoziarnistych (U 2-4) C=400 dla piasków różnoziarnistych(U 8) Przy temperaturze wody t=10oC i dla piasków czystych wzór upraszcza się k= 1000d102 , m/d k= 0,0116 d102 , m/s wzór empiryczny Slichtera wzór stosuje się dla gruntów równoziarnistych, piasków i żwirów o średnicy miarodajnej w granicach 0,01-5,0 mm k= Ampmrd102 , m/s A- współczynnik zależny od temperatury wody mp- współczynnik zależny od porowatości gruntu mt- mnożnik poprawkowy zależny od temperatury

d10- średnica miarodajna, mm Przy temperaturze wody 10oC wzór ten przybiera postać: k= 0,07804 mpd102 , m/s k= 6742,6 mp d102 , m/d b) badania laboratoryjne Badanie polega na przepuszczaniu wody przez poziomą rurę napełnioną próbką gruntu o znanej objętości, długości, porowatości i uziarnieniu. k=

Q l , m/s x F ∆h

Q- natężenie przepływu F- powierzchnia przekroju poprzecznego próbki l- długość próbki gruntu Δh- różnica poziomów wody(spadek ciśnienia) c) badania terenowe Pomiarów dokonuje się w czasie pompowania próbnego w studnii oraz obserwacji w co najmniej dwóch otworach obserwacyjnych umiesczonych w pewnej odległości od studni, aby bezpośredni wpływ studni nie deformował krzywej depresji. Znając wydatek studni oraz zmierzone depresje w dwóch otworach obserwacyjnych można obliczyć wartość współczynnika filtracji k ze wzoru: 

dla studni o swobodnym zwierciadle wody podziemnej Qln

k=



x2 x1

2

π (z 2−z 12 )

0,733 Qln =

2

x2 x1

2

( z 2 −z 1)

dla studni artezyjskiej

x2 x 0,367 Qln 2 x1 x1 k= = 2 πa(z 2−z 1) a (z 2− z 1) Qln

10) Zasięg leja depresyjnego studni wierconej

Wzór Slchardta

R=3000∗s∗ √ k ,m s- depresja studni, m k- współczynnik filtracji, m/s

R=1,95∗s∗ √H∗k d ,m kd –współczynnik filtracji, m/d wzór Kusakina R=575∗s∗√ H∗k s- depresja, m H- głębokość strumienia wody gruntowej, m k- współczynnik filtracji, m/s

R=1,95∗s∗ √H ∗k d

kd –współczynnik filtracji, m/d...