OPSKRBA VODOM I ODVODNJA I.

Prof. dr. sc. ivko Vukovi, dipl. ing. gra.

ZAGREB, sijeanj 2013.

-1-

-2-

-3-

-4-

1.1. UVOD

Opskrba vodom, vodoopskrba ili vodovod je sustav objekata i mjera za osiguranje potreba vodom raznih potroaa.

Meu mnogim granama suvremene tehnike usmjerenih na poveanje ivotnog standarda, urbanizaciju naselja i razvoj industrije, vodoopskrba zauzima istaknuto mjesto.

Opskrba stanovnitva istom (kvalitetnom) vodom ima prvenstveno veliku higijensku vanost, jer titi ljude od raznih oboljenja koja se prenose vodom.

1. OPSKRBA VODOM

Ova blistava voda to tee brzacima i rijekama nije samo voda, ve krv naih predaka. Ako vam prodamo zemlju, morate se sjetiti da je ova voda sveta, morate rei svojoj djeci da je sveta, da svaki odraz u blistavom jezeru kazuje dogaaje i uspomene iz ivota moga naroda. ubor vode glas je oca moga oca.

(Poglavica Seattlea, 1854)

-5-

Osiguranjem i dovoenjem dovoljne koliine vode u naseljeno mjesto omoguuje se podizanje opeg ivotnog standarda ovjeka i ureenje njegovog okolia. Potronja vode utoliko je vea ukoliko je voda dostupnija. Da bi se zadovoljile potrebe suvremenih viemilijunskih gradova, potrebne su znatne koliine vode, koje se dnevno mjere milijunima kubnih metara. Radi osiguranja potrebne koliine vode, kao i visoke zdravstvene (sanitarne) kvalitete pitke vode, naroita panja se posveuje izboru prirodnih izvorita, njihovoj zatiti od zagaenja, te eventualnoj potrebi poboljanja kvalitete vode (kondicioniranja vode) na vodovodnim ureajima.

-6-

Danas je u svijetu zdrave i iste vode sve manje, uglavnom zbog kontinuiranog zagaivanja. S druge strane, sve je vea potranja i potronja novih koliina vode, zbog poveanja broja stanovnika i kapaciteta industrije, poljoprivrede, energetike i dr.

Za definiranje potrebnih koliina vode neophodno je to potpunije uzimanje u obzir svih moguih potroaa (pa i samih gubitaka vode iz vodoopskrbne mree), koji vodu troe za najrazliitije potrebe. Meutim, preteni se dio potronje vode moe svesti na tri naredne kategorije:

(1) potronja vode za kuanske potrebe (opskrbu stanovnitva)

(2) potronja vode za industrijske (tehnoloke) potrebe

(3) potronja vode za (3a) gaenje poara i (3b) vlastite potrebe vodovoda

(1) Potronja vode za kuanske potrebe obuhvaa utroak vode koja se koristi za podmirenje ivotnih potreba stanovnitva: pie, pripremu hrane (kuhanje), proizvodnju namirnica, pranje rublja i posua, odravanje osobe higijene i stana, zalijevanje vrtova i sl., kao i potronju vode koja se koristi u komunalne svrhe: pranje ulica i dvorita, polijevanje parkova i travnjaka te sitnu industriju, zanatstvo i javne ustanove.

Potronja vode kod ove kategorije potroaa ovisi o nizu inilaca, od kojih su najutjecajniji: (a) klimatski uvjeti, (b) ivotni standard i mentalitet potroaa, (c) aktivnost stanovnitva, (d) cijena vode, (e) postojanje kanalizacije, (f) kvaliteta i koliina vode, (g) osobine vodoopskrbnog sustava i (h) mjerenje vode i gubici.

-7-

(3a) Potronja vode za gaenje poara sastoji se od poarnih koliina vode koje se u svijetu tretiraju razliito, manje ili vie s velikim mjerama opreza zbog znaaja ovog problema u pogledu zatite ljudskih ivota i materijalnih dobara.

(3b) Potronja vode za vlastite potrebe vodovoda odnosi se na potronju vode poduzea koje upravlja vodovodom (vodoopskrbnim sustavom) i to za potrebe odravanja tehnolokog procesa kondicioniranja vode, kao i cjelokupnog sustava.

U praksi ne postoje normativi koji propisuju ove koliine, ve se one odreuju sukladno primijenjenoj tehnologiji kondicioniranja vode i osobinama vodoopskrbnih sustava, ili se koriste iskustva sa slinih sustava.

(2) Potronja vode za industrijske potrebe odnosi se na potronju vode u industrijskim pogonima (kao sirovina za izradu raznih proizvoda, proizvodnju i kondenzaciju vodene pare, hlaenje, ispiranje i sl.), za transport te u energetici, poljoprivredi itd.

Udio industrije u ukupnoj potronji vode kod visoko razvijenih zemalja je dominantna i, openito moemo rei, raste s razvojem zemlje, regije ili grada.

Svaka od navedenih kategorija potroaa ima posebne zahtjeve u pogledu vodenih koliina, kvalitete i reima potronje, koje kod rjeavanja vodoopskrbe treba detaljno razmotriti.

-8-

Tako npr. zahtjevi koji se postavljaju u smislu kvalitete vode ovise od karaktera njenog koritenja.

Vodi koju stanovnitvo troi za pie postavljaju se u prvom redu zahtjevi sanitarnog karaktera, jer takova voda mora biti nekodljiva za zdravlje, tj. ne smije sadravati patogene mikroorganizme, mora biti bistra i bez boje i mirisa.

Kod industrijskih poduzea o koliini i kvaliteti koritene vode, te organizaciji vodoopskrbe, u znatnoj mjeri ovisi kvaliteta i cijena proizvoda. Time pravilna organizacija opskrbe vodom industrijskih poduzea ima i veliki ekonomski znaaj.

Pretean dio ove kategorije potroaa (npr. termoelektrane, eljezare, rafinerije nafte) obino ne postavljaju visoke zahtjeve u pogledu kvalitete vode.

Za gaenje poara se moe koristiti praktiki voda bilo koje kvalitete.

Sve ove injenice ukazuju na osjetnu sloenost rjeavanja vodoopskrbe, odnosno njezin prioritet kao vodnogospodarske grane.

-9-

1.2. VODOOPSKRBNI SUSTAVI

Vodoopskrbni sustav je sustav objekata i mjera povezanih u funkcionalnu cjelinu s osnovnim ciljem osiguranja dovoljne koliine kvalitetne vode na to ekonominiji nain.

Vodoopskrbni sustav, slika 1.2::01, ine sljedee glavne grupe objekata:

(1) vodozahvati, kojima se voda zahvaa (kaptira) iz prirodnih izvorita;

(2) crpne stanice (pumpne stanice), kojima se voda crpi i potiskuje ili od izvorita do mjesta kondicioniranja, spremanja, potronje i sl., ili izmeu pojedinih objekata vodoopskrbnog sustava;

(3) ureaji za kondicioniranje vode, kojima se postie zahtijevana kvaliteta vode;

(4) vodospreme (rezervoari), koje imaju ulogu regulacijskih i pospremnih objekata u sustavu vodoopskrbe;

(5) glavna (magistralna) i razdjelna (distributivna) vodoopskrbna ili vodovodna mrea, s prateim objektima, kojima se voda transportira izmeu pojedinih objekata vodoopskrbnog sustava (glavna mrea) i distribuira potroaima (razdjelna mrea).

-10-

Cjevovodi glavne mree mogu biti dovodni (izmeu izvorita i ureaja za kondicioniranje vode ili izmeu ureaja i vodospreme) i opskrbni (izmeu vodospreme i naselja, odnosno distributivne mree), te dovodno opskrbni (za sluaj vodoopskrbnog sustava s protuvodospremom (kontrarezervoarom).

Slika 1.2::01 Definicijska shema vodoopskrbnog sustava 1 - vodozahvat; 2(a) niskotlana crpna stanica; 2(b) visokotlana crpna stanica; 3 - ureaj za kondicioniranje vode; 4 - sabirni bazen;

5(a) glavni dovodni cjevovod; 5(b) glavni opskrbni cjevovod; 6 vodosprema; 7- razdjelna mrea; 8 potroai; 9 linija hidrostatikog tlaka; 10 linija hidrodinamikog ili pogonskog tlaka

-11-

(a) pogonske osobine sustava: (a1) gravitacijski, (a2) crpni ili potisni i (a3) kombinirani sustavi,

(b) vrsta vodoopskrbe: (b1) sustavi s otvorenom vodoopskrbom ili sustavi s jednokratnim koritenjem vode i (b2) sustavi sa zatvorenom (cirkulacijskom) vodoopskrbom ili sustavi s viekratnim koritenjem vode.

Podjelu na crpne i kombinirane sustave treba shvatiti dosta uvjetno, jer jedan sustav moe u odreenim uvjetima rada biti samo crpni, a u drugima kombinirani, dakle gravitacijsko crpni. Zato je u praksi ponekad prikladno takve sustave analizirati zajedno.

Slika 1.2::01 je naelnog karaktera, tako da u konkretnom sluaju (ovisno o visinskom poloaju vodozahvata, odnosno topografskim osobinama vodoopskrbnog podruja) redoslijed objekata u sustavu moe biti i drukiji od prikazanog. Isti tako neki od navedenih objekata mogu izostati, kao npr. ureaj za kondicioniranje, ako izvorina voda zadovoljava traene standarde kvalitete, ili npr. vodosprema, kada se voda crpkama (nakon ili bez kondicioniranja) izravno potiskuje u razdjelnu mreu.

Ovi elementi reguliraju odnose u sustavu, koji su definirani tehnikim i ekonomskim razlozima pogona vodoopskrbnog sustava, i zajedno ine osnovnu shemu vodoopskrbnog sustava.

Glavni inioci koji uvjetuju podjelu vodoopskrbnih sustava u pogledu dovoenja vode u vodoopskrbno podruje jesu:

-12-

1.2.1. VODOOPSKRBNI SUSTAVI PREMA POGONSKOM REIMU

1.2.1 1. Gravitacijski vodoopskrbni sustavi

Kod gravitacijskih vodoopskrbnih sustava zbog djelovanja sile tee teenje vode se primarno odvija pod tlakom, slika 1.2::02, ili kombinirano (pod tlakom i sa slobodnim vodnim licem).

Dakle, tlani reim je kod gravitacijskih vodoopskrbnih sustava najei i mora se iz funkcionalnih razloga osigurati kod glavnih opskrbnih i razdjelnih cjevovoda, dok kod glavnih dovodnih cjevovoda, ako topografske prilike omoguuju, teenje moe biti i sa slobodnim vodnim licem (mada iz zdravstvenih razloga, pogotovo ako se radi o otvorenim kanalima, nije poeljno).

Prednosti gravitacijskog sustava su pouzdanost u radu i minimalni pogonski trokovi (bez utroka elektrine energije).

Kod prikaza sheme ovakvog sustava (to e vaiti i za naredne), nije ucrtan ureaj za kondicioniranje vode, jer bi se zbog viestrukih mogunosti njegovog smjetaja broj prikaza vodoopskrbnih sustava samo multiplicirao, ali bez bitnih pogonskih razlika. Lokacija ureaja za kondicioniranje je diktirana topografskim prilikama i veliinom (kapacitetom) ureaja, a obavezna je prije rezervoara iste vode.

-13-

Ovisno o visinskim odnosima u sustavu, slika 1.2::02(b), mogu se radi reguliranja tlanih odnosa (ako bi tlak prelazio doputeni) interpolirati prekidne komore, izmeu vodozahvata i vodospreme, ili izmeu vodospreme i potroaa. Tada se dobije sustav s vie visinskih zona, tj. zonirani vodoopskrbni sustav.

U gravitacijskom sustavu se moe pojaviti i sluaj da su potroai (naselje) izmeu vodozahvata i vodospreme, slika 1.2::02(c). Tada se dobije sistem s protuvodospremom, gdje voda u vodospremu dotjee i iz vodospreme otjee istim cjevovodom. Kao to sa spomenute slike vidimo, i u ovome je sluaju mogu vodoopskrbni sustav bez prekidne komore, slika 1.2::02(c1), ili s prekidnom komorom, slika 1.2::02(c2).

-14-

Slika 1.2::02 Sheme gravitacijskih vodoopskrbnih sustava (a) tipini gravitacijski sustav; (b) zonirani gravitacijski sustav; (c) gravitacijski sustav s protuvodospremom

1 vodozahvat; 2 glavni dovodni cjevovod; 2(a) glavni dovodno opskrbni cjevovod; 3 prekidna komora; 4 - vodosprema; 4(a) protuvodosprema; 5 glavni opskrbni cjevovod; 6 - razdjelna mrea; 7 potroai; 8 linija hidrostatikog tlaka;

9 linija hidrodinamikog tlaka; 9(a) linija hidrodinamikog tlaka u satu najmanje potronje; 9(b) linija hidrodinamikog tlaka u satu najvee potronje

-15-

1.2.1 2. Crpni vodoopskrbni sustavi

Kod crpnog sustava, slika 1.2::03, voda se crpkama izravno (iz izvorita) potiskuje potroaima.

Ovi se sustavi uglavnom primjenjuju za manja naselja, izuzetno rijetko za vea, prvenstveno zbog znatnih pogonskih trokova uvjetovanih gotovo neprekidnim radom crpki.

Slika 1.2:03 Shema crpnog ili potisnog sustava 1 vodozahvat; 2 crpna stanica; 3 glavni opskrbni cjevovod; 4 - razdjelna mrea; 5 potroai; 6 - linija hidrodinamikog

tlaka u satu najmanje potronje; 7 linija hidrodinamikog tlaka u satu najvee potronje

-16-

1.2.1 2. Kombinirani vodoopskrbni sustavi

Kod kombiniranih su sustava, slika 1.2::04, mogui razliiti podsustavi, ali teenje vode je uvijek pod tlakom.

Slika 1.2::04 Sheme kombiniranih vodoopskrbnih sustava (a) kombinirani sustav s vodotornjem; (b) kombinirani sustav s protuvodospremom; (c) zonirani kombinirani sustav; (d) kombinirani

indirektni sustav; (e) zonirani kombinirani indirektni sustav; (f) kombinirani indirektni sustav s protuvodospremom

1 vodozahvat; 2 crpna stanica; 3 glavni dovodni cjevovod; 3(a) glavni dovodno opskrbni cjevovod; 4 vodotoranj; 5 vodosprema; 5(a) protuvodosprema; 6 glavni opskrbni cjevovod; 7 prekidna komora; 8 razdjelna mrea;

9 potroai; 10 linija hidrostatikog tlaka; 11 linija hidrodinamikog tlaka; 11(a) linija hidrodinamikog tlaka u satu najmanje potronje; 11(b) linija hidrodinamikog tlaka u satu najvee potronje

-17-

U praksi je esta kombinacija potisnog i gravitacijskog sustava s vodotornjem, slika 1.2::04(a), gdje sve vodne koliine treba crpsti, poto je vodozahvat na niim kotama od naselja. Primarna funkcija vodotornja je izravnanje potronje u odnosu na odabrani reim rada crpne stanice. Ovo je pouzdanija shema u odnosu na prethodnu, jer se iz vodotornja moe osigurati (kratkotrajna) vodoopskrba u sluaju kvara crpki. Osim toga, ovakav je sustav i jeftiniji od potisnoga, jer se zbog djelominog izravnanja potronje vode iz vodotornja smanjuje potrebni kapacitet crpne stanice i omoguava njezin ekonominiji pogon u razdobljima jeftinije elektrine energije.

Jedan od sustava je kombinacija potisnog i gravitacijskog sustava s protuvodospremom, slika 1.2::04(b). Dotok u naselje je mogu istovremeno s obje strane ili odvojeno, ovisno o varijacijama u potronji i reimu rada crpne stanice. Pogonske osobine ovoga sustava istovjetne su osobinama kombiniranog sustava s vodotornjem.

U odnosu na prethodnu shemu vodoopskrbnog sustava mogue je u sluaju nepovoljnih visinskih odnosa zoniranje sustava s dvije ili vie crpnih stanica i vodosprema, slika 1.2::04(c).

U praksi se javlja i kombinirani indirektni vodoopskrbni sustav, slika 1.2::04(d), kod kojega je vodozahvat odvojen od potroaa prirodnom preprekom (vii teren) na kojoj je (u naelu) vodosprema. Potisni dio vodoopskrbnog sustava je dovod vode do vodospreme, dok je opskrba gravitacijska.

Sukladno visinskim odnosima moe se pojaviti potreba za interpolacijom crpnih stanica na potisnom dovodnom cjevovodu (viestupanjsko crpljenje) i prekidnih komora na opskrbnom cjevovodu (zoniranje), slika 1.2::04(e).

U odnosu na ovaj vodoopskrbni sistem mogua je i kombinacija s protuvodospremom, slika 1.2::04(f).

Prijedlog sheme vodoopskrbnog sistema je prvi korak u rjeavanju vodoopskrbne problematike nekog podruja. Konaan odabir treba provesti tek nakon svestrane analize svih inilaca, prvenstveno ekonomskih, koji mogu utjecati na usvojeno rjeenje.

-18-

1.2.2. VODOOPSKRBNI SUSTAVI PREMA VRSTI VODOOPSKRBE

1.2.2 1. Vodoopskrbni sustavi s otvorenom vodoopskrbom

Pod vodoopskrbnim sustavima s otvorenom vodoopskrbom, odnosno s jednokratnim koritenjem vode, podrazumijevamo sustave kod kojih voda namijenjena potroaima ulazi samo jednom u sustav vodoopskrbe.

To su svi prethodno analizirani vodoopskrbni sustavi, slike 1.2::01 do 1.2::04, iji e funkcionalni elementi biti naknadno razmatrani.

Primjena ovih sustava je ea kod vodoopskrbe stanovnitva, dok se kod odreenih vrsta industrije koriste i cirkulacijski sustavi.

-19-

1.2.2 2. Vodoopskrbni sustavi sa zatvorenom vodoopskrbom

Kod sistema sa zatvorenom vodoopskrbom, slika 1.2::05, potrebe za vodom osiguravaju se cirkulacijom ve koritene vode, dok se ona iz vodozahvata koristi samo radi nadoknaivanja izgubljene vode u procesu cirkulacije.

Slika 1.2::05 Shema sustava sa zatvorenom vodoopskrbom 1 vodozahvat; 2 - crpna stanica svjee vode; 3 dovod svjee vode; 4 crpna stanica za proienu i svjeu vodu;

5 dovod proiene i svjee vode; 6 industrijski pogon; 7 odvod koritene vode; 8 ureaj za proiavanje

-20-

Ovakvi se sustavi, kao to je istaknuto, ee primjenjuju u industriji nego u vodoopskrbi stanovnitva, odnosno kod koritenja vode za kuanske potrebe.

Naime, u sluaju vodoopskrbe stanovnitva cirkulacijskim sistemima potrebno je ve koritenu vodu prije njene ponovne distribucije potroaima obavezno podvri viestruko sloenim i vrlo skupim procesima proiavanja, to u znatnoj mjeri suava mogunost iroke primjene ovakvih vodoopskrbnih sustava.

Osnovni razlozi primjene cirkulacijskih vodoopskrbnih sustava, prvenstveno u industrijske svrhe, jesu:

(a) nedovoljna izdanost izvorita za neprekidnu opskrbu,

(b) zahtjevi kvalitete vode koja cirkulira u proizvodnom procesu,

(c) pogonske osobine vodoopskrbnog sustava.

(a) Prvi se razlog odnosi na industrijske pogone koji koriste velike koliine tehnoloke vode, npr. u rashladne svrhe, a koje koliine izdanost prirodnih izvorita (u svrhu kontinuirane vodoopskrbe) ne moe osigurati.

(b) Drugi se razlog odnosi na kvalitetu vode koja se isputa iz tehnolokog procesa. Ako je kvaliteta koritene (otpadne) vode loa, a uvjeti isputanja (zakonska regulativa) strogi, tada se pokazuje ekonomski povoljnije djelomino proiavanje koritene vode i njezino vraanje u tehnoloki ciklus, nego proiavanje do zahtjevnih kriterija i isputanje u prijemnik. To se posebno odnosi na sluajeve kada je iz koritene vode mogue dobiti odgovarajue sekundarne sirovine i/ili kada tehnoloki proces ne zahtijeva visoku kvalitetu vode.

-21-

(c) Trei se razlog odnosi se na sisteme kod kojih se cjelokupne koliine vode osiguravaju crpljenjem, to u sluaju velike udaljenosti vodozahvata i znatnih visinskih razlika, a s time i osjetnih pogonskih trokova, moe uvjetovati opravdanost primjene cirkulacijskog sustava. Dakle, ponekad je ak ekonomski povoljnije proiavanje koritene vode, nego li stalno crpljenje svjee vode iz udaljenijeg izvorita.

1.2.3. PROJEKTNO RAZDOBLJE

Bitan parametar prilikom projektiranja vodoopskrbnih sustava je odabir projektnog razdoblja (projektnog perioda), kao razdoblja za koje projektiramo sustav i u kojemu e sustav uz ispravno upravljanje i potrebna redovita odravanja tehniki funkcionirati.

Projektno razdoblje ovisi o nizu inilaca od kojih su najznaajniji:

(a) vijek trajanja pojedinih objekta i/ili opreme vodoopskrbnog sustava (koji u naelu nisu istovjetni),

(b) mogunost eventualno potrebnog proirenja (faznost izgradnje) objekata vodoopskrbnog sustava,

(c) ponaanje sustava u poetnom razdoblju, kad nije potpuno iskoriten,

(d) porast broja stanovnika i potronje,

(e) kamate i otplata investicijskog duga,

(f) promjena vrijednosti novca.

Za praksu se mogu usvojiti orijentacijski podaci iz tablice 1.2::I.

U svakom sluaju, odgovarajue tehniko ekonomske analize trebaju pokazati opravdanost primjene ovakvog sustava vodoopskrbe.

-22-

VRSTA OBJEKATA OSOBINE PROJEKTNO RAZDOBLJE

Rp [godina]

Glavni cjevovodi, tuneli i otvoreni kanali

Skupo i teko poveanje kapaciteta 25 do 50

Vodozahvati, crpne stanice, vodospreme, ureaji za kondicioniranje vode

Uz pretpostavku manjeg porasta stanovnitva i manje kamate ( 3 [%] godinje)

20 do 25

Vodoopskrbni cjevovodi profila preko 300 [mm]

Zamjena manjih cijevi je kroz dulja razdoblja skuplja 20 do 25

Tablica 1.2::I Projektna razdoblja za objekte vodoopskrbnog sustava

Dulja projektna razdoblja se ne preporuuju, jer se tada planski parametri vezuju za prognoze koje teko da se temelje na konkretnim i preciznim podacima.

-23-

1.3. POTRONJA VODE

Potronja vode je koliina (utroak) vode po pojedinim kategorijama potroaa, ili ukupno, izraena u vremenskoj jedinici.

Dakle, analiza potronje vode odnosi se na definiranje potrebnih koliina vode pojedinih kategorija potroaa, tj.:

(1) za kuanske potrebe (opskrba stanovnitva),

(2) za industrijske (tehnoloke) potrebe,

(3) za (3a) gaenje poara i (3b) vlastite potrebe vodovoda.

Zato e se u nastavku prikazati metodologija prorauna potronje vode za sve tri kategorije potroaa.

-24-

1.3.1. POTRONJA VODE ZA KUANSKE POTREBE

Kao osnovni podaci kod odreivanja potronje vode za kuanske potrebe koriste se:

(1) norma potronje vode izraena specifinom potronjom vode,

(2) broj stanovnika.

(1) Specifinu potronju vode, qsp [l stanovnik-1 d-1], definiramo kao utroak vode po jednom stanovniku u jednim danu (24 [h]).

Ta se koliina vode sastoji od utroka za najrazliitije potrebe i ovisi o stupnju sanitarno tehnike opremljenosti stanova, kvaliteti i cijeni vode, ureenju naselja, postojanju kanalizacije, klimatskim prilikama i sl.

Specifina potronja vode je osnovna veliina za funkcionalno dimenzioniranje vodoopskrbnog sustava.

O pravilnosti njenog odreivanja ovisi i to da li e projektirani vodovod tokom svog projektnog razdoblje zadovoljiti traene potrebe.

Odreuje se prvenstveno na osnovi iskustva u eksploataciji postojeih vodovoda. U veini zemalja se regulira zakonskim propisima u skladu s veliinom naselja (grada). Kako kod nas takvi propisi ne postoje, u praksi se koriste strane preporuke, kao npr. ruske, prema kojima je u tablici 1.3::I prikazana specifina potronja vode ovisno o karakteru opreme zgrade sanitarno tehnikim ureajima. Ove vrijednosti treba, dakako, shvatiti orijentacijski, jer su u konkretnim sluajevima mogua znatna odstupanja.

-25-

Navedimo da su u literaturi dosta esto specifinom potronjom vode obuhvaeni utroci vode i za ostale kategorije potroaa. Meutim, takvo poimanje specifine potronje vode je vie stvar metodolokog pristupa nego nekih bitnih koncepcijskih razlika. Jedino je bitno da se kod odreivanja specifine potronje vode jasno istakne da li je u njoj sadrana samo potronja vode za stanovnitvo ili su obuhvaeni utroci vode i za ostale kategorije potroaa, ponajprije industrije (poljoprivrede).

Karakter opreme zgrade sanitarno - tehnikim ureajima

Specifina potronja qsp

[l stanovnik-1 d-1]

Naselja sa zgradama koje nisu opremljene vodovodima i kanalizacijom 30 do 50

Naselja sa zgradama opremljenim unutarnjim vodovodom i kanalizacijom bez kupaonice 125 do 150

Naselja sa zgradama opremljenim vodovodom, kanalizacijom i kupaonicom 150 do 230

Naselja sa zgradama opremljenim unutarnjim vodovodom, kanalizacijom i sistemom centralne opskrbe toplom vodom

250 do 400

Tablica 1.3::I Specifina potronja vode

-26-

(2) Broj stanovnika vodoopskrbnog podruja ovisi o lokalnim i opim socijalno ekonomskim faktorima, te vremenski nije stalan.

Kao to je istaknuto, projektiranje vodoopskrbnog sustava se provodi za neko projektno razdoblje koje obino iznosi 20 do 25 (50) godina i gdje se najee pretpostavlja prirast stanovnitva.

Dakle, problem se svodi na definiranje broja stanovnika vodoopskrbnog podruja za usvojeno projektno razdoblje, odnosno za konanu fazu razvoja.

Do ovoga se podatka prvenstveno dolazi iz prostornog plana, a u sluaju da on ne postoji, ili se u pogledu prognoze broja stanovnika ocijeni nerealnim, primjenjuje se neki od postupaka prognoziranja broja stanovnika.

Tako npr. pretpostavljajui geometrijski prirast, broj stanovnika, Nk, na kraju projektnog razdoblja definiran je izrazom:

gdje su:

No - sadanji broj stanovnika, [stanovnik], p godinji postotak prirasta, [%]. Ovaj parametar ovisi o veliina naselja, razvijenosti privrede (prvenstveno industrije i turizma), migracijskim kretanjima i sl., Rp projektno razdoblje, [godina].

(1.3-01)

-27-

Na osnovi podataka o specifinoj potronji vode, qsp, i broju stanovnika, Nk, mogue je odrediti srednju dnevnu potronju vode, Qsr [l d-1], primjenom izraza:

i srednju satnu potronju vode, qsr [l h-1], pomou izraza:

Meutim, oito je da za hidrauliko dimenzioniranje pojedinih objekata vodoopskrbnog sustava (kapacitet vodozahvata i crpki, volumen rezervoara, kapacitet ureaja za kondicioniranje vode, dimenzije glavnih i razdjelnih cjevovoda) treba poznavati i reim potronje vode.

Ova veliina ovisi o nizu inilaca povezanih s reimom ivota i djelatnou ljudi. Radi toga varira potronja vode, tj. oscilira (na vie ili manje) od ranije iznijetih srednjih vrijednosti, slika 1.3::01.

(1.3-02)

(1.3-03)

-28-

Slika 1.3::01 Varijacija potronje vode tokom dana 1 manje naselje; 2 vei grad bez industrije; 3 vei grad s industrijom

Ta je injenica izraenija ukoliko se razdoblje smanjuje s npr. godine ili mjeseca na dan ili sat i ukoliko je manje naselje, odnosno manji broj stanovnika.

Tako se u manjim naseljima (uglavnom prigradskog i seoskog karaktera) znatno manje vode troi nou nego li danju, a i u samome je danu vea potronje u jutarnjim, popodnevnim i kasnim poslijepodnevnim satima nego li u ranim dopodnevnim i ranim poslijepodnevnim satima. Nasuprot tome, u velikim je gradovima ta oscilacija manja, ne samo danju, nego i u komparaciji s nonom potronjom vode.

-29-

Koliinu vode koja se godinje troi u danima najvee potronje nazivamo najvea (maksimalna) dnevna potronja vode, Qmax [l d-1]. Dana je izrazom:

gdje je Kd [1] koeficijent neravnomjernosti najvee dnevne potronje.

Iskustvene vrijednosti ovog koeficijenta prikazane u tablici 1.3::II u funkciji veliine naselja, odnosno broja stanovnika.

Koliinu vode koja se troi u satu najvee potronje nazivamo najvea (maksimalna) satna potronja vode, qmax [l h-1]. Dobije se prema izrazu:

gdje je Kh [1] koeficijent neravnomjernosti najvee satne potronje, tablica 1.3::II.

(1.3-04)

(1.3-05)

-30-

Veliina naselja (potroaa) Koeficijent neravnomjernosti

Kd [1]

Kh [1]

Ljetovalita i toplice 1.6 do 1.7 2.5

Sela i manja naselja 1.5 do 1.6 2.0

Gradovi ispod 25 000 stanovnika 1.4 do 1.3 1.6

Gradovi od 25 000 do 50 000 stanovnika 1.3 do 1.4 1.4

Gradovi od 50 000 do 100 000 stanovnika 1.3 1.3

Gradovi preko 100 000 stanovnika 1.2 1.2

Tablica 1.3::II Vrijednosti koeficijenata neravnomjernosti najvee dnevne i najvee satne potronje vode

Fedorov (1968) je analizirajui varijacije satne i dnevne potronje vode doao do empirijskog izraza kojime definira ukupni (dnevni i satni) koeficijent neravnomjernosti potronje, K [1], kao:

(1.3-06)

gdje je srednja dnevna potronja vode, Qsr, izraena u [l s-1]. Vidljivo je da vrijednost koeficijenta, K, opada poveanjem potronje, i obrnuto, to je sukladno i s trendom vrijednosti koeficijenata Kd i Kh iz tablice 1.3::II.

-31-

1.3.2. POTRONJA VODE ZA INDUSTRIJSKE POTREBE

Kod odreivanja potronje vode za industrijske potrebe samo iz literature treba biti veoma obazriv, jer potronja vode po jedinici proizvoda znatno varira i esto je vrlo razliita ak i u analognim poduzeima, budui da ovisi od tipa primijenjene opreme, sheme tehnolokog procesa i lokalnih uvjeta.

Zato se potronja vode u industriji najbolje odreuje anketom kod proizvodnih tehnologa, dakle, na licu mjesta (posebno od sluaja do sluaja), respektirajui konkretne zahtjeve, jer razlike u odnosu na uobiajene prosjene vrijednosti mogu biti viestruke.

Takoer se esto koliine vode potrebne za industriju moraju raunati za pojedine grupe poduzea koja postavljaju razliite zahtjeve u smislu kvalitete vode. Zato je (pogotovo ako se radi o velikim koliinama) ekonomski neprihvatljivo i vodu za industrijsku potronju kondicionirati do zahtijevanih standarda za pitku vodu, ako taj stupanj kvalitete nije potreban.

Za ilustraciju potronje vode u tehnoloke svrhe navest e se podatak iz literature da npr. tvornica crne metalurgije na 1 [kg] gotovog proizvoda prosjeno troi 150 do 165 [l] vode, tvornica papira na 1 [kg] fina papira prosjeno troi 700 do 1000 [l] vode, a tvornica automobila potroi za proizvodnju jednog automobila oko 150 000 [l] vode.

-32-

1.3.3. POTRONJA VODE ZA GAENJE POARA I ZA VLASTITE POTREBE VODOVODA

1.3.3 - 1. Potronja vode za gaenje poara

Naelo odreivanja potrebne koliine vode za gaenje poara bitno se razlikuje od naela normiranja prethodno analiziranih potronji vode.

Kod suvremenih sustava za gaenje poara predvia se njegovo gaenje (a) vanjskom hidrantskom mreom i (b) unutarnjom hidrantskom mreom.

Zahtjevi za hidrantske mree za gaenje poara i sluajevi u kojima se za zatitu poara obvezatno primjenjuje hidrantska mrea za gaenje poara propisano je Pravilnikom o hidrantskoj mrei za gaenje poara (NN 8/06).

Ovime se Pravilnikom, izmeu ostaloga, propisuju tri temeljna parametra za gaenje poara hidrantskom mreom: (1) potrebna koliina vode (protok) za gaenje poara hidrantskom mreom, koja je u funkciji specifinog poarnog optereenja, (2) najmanji tlak kod potrebne poarne koliine vode, (3) najmanje trajanje za koje je potrebno osigurati propisani protok i tlak.

-33-

Specifino poarno optereenje, Psp [J m-2], je izraeno toplinom koja se moe razviti u nekoj elementarnoj jedinici prostoriji (npr. sobi, hali, skladitu), svedeno na 1 [m2] tlocrtne povrine te prostorije. Odreuje se sukladno HRN U. J1. 030, ovisno o karakteristikama gorivih materijala od kojih je izvedena i opremljena graevina, te materijala za koje je graevina namjenski izgraena.

Potrebna koliina vode za gaenje poara hidrantskom mreom mora se osigurati neovisno o

drugim potroaima koji se opskrbljuju vodom iz istog izvora (vodospreme).

(a) Vanjska hidrantska mrea za gaenje poara izvodi se izvan graevine i/ili prostora koji se titi, a zavrava (a1) nadzemnim ili (a2) podzemnim hidrantom.

Za zatitu graevine i/ili prostora vanjskom hidrantskom mreom za gaenje poara potrebno je

osigurati najmanje protok, ovisno o (i) specifinom poarnom optereenju i (ii) tlocrtnoj povrini objekta koji se titi, ije su vrijednosti prikazane u tablici 1.3::III, a u trajanju od najmanje 2 [h].

Specifino poarno optereenje

[MJ m-2]

Najmanji protok, [l s-1], ovisno o tlocrtnoj povrini objekta, [m2], koji se titi

100 101 do 300

301 do 500

501 do

1 000

1 001 do

3 000

3 001 do

5 000

5 001 do

10 000 10 000

200 10 10 10 10 10 10 10 15

500 10 10 10 10 15 20 20 25

1 000 10 10 10 15 20 20 25 30

2 000 10 10 15 20 25 30 35 *

> 2 000 10 15 20 30 30 35 * *

Tablica 1.3::III Potrebna koliina vode za gaenje poara vanjskom hidrantskom mreom

Legenda:*- potrebno proraunati protok za svaki pojedini objekt

-34-

Za propisani minimalni protok i trajanje, najmanji tlak na izlazu iz bilo kojeg nadzemnog ili podzemnog hidranta ne smije biti manji od 2.5 [bara].

Pri navedenom tlaku i trajanju, za zatitu naseljenih mjesta vanjskom hidrantskom mreom za

gaenje poara, potrebno je osigurati protok od najmanje 10 [l s-1]. (b) Unutarnja hidrantska mrea za gaenje poara izvodi se u objektu koji se titi, a zavrava

(b1) bubnjem s namotanim cijevima stalnog presjeka i mlaznicom ili (b2) vatrogasnom cijevi sa spojnicama i mlaznicom.

Na najnepovoljnijem mjestu svakog poarnog sektora unutarnja hidrantska mrea za gaenje poara

mora imati najmanje protok, ovisno o specifinom poarnom optereenju, prema tablici 1.3::IV, a u trajanju od minimum 1 [h].

Specifino poarno optereenje

[MJ m-2] 300 400 500 600 700 800 1 000 2 000 > 2 000

Najmanji protok mlaznicom

[l min-1] 25 30 40 50 60 100 150 300 450

Tablica 1.3::IV Potrebne koliine vode za gaenje poara unutarnjom hidrantskom mreom Najmanji tlak na mlaznici kod propisanog minimalnog protoka i trajanja, takoer kao i kod vanjske hidrantske mree, ne smije biti manji od 2.5 [bara].

-35-

1.3.3 2. Potronja vode za vlastite potrebe vodovoda

Ova se potronja odnosi na koliinu vode koje svaki vodoopskrbni sustav troi na pranje (ispiranje) i izvedbu (rekonstrukciju) vodovodnih objekata.

Kao to je istaknuto, u praksi ne postoje odgovarajui normativi koji propisuju ove koliine, ve se one odreuju sukladno iskustvu. Orijentacijski, ova potronja iznosi 5 do 10 [%] srednje dnevne potronje, Qsr.

-36-

1.3.4. PROJEKTNE KOLIINE VODE

Prilikom hidraulikog dimenzioniranja vodoopskrbnih objekata razmatraju se slijedee koliine vode:

(1) najvea dnevna potronja, Qmax, za hidrauliko dimenzioniranje:

(a) vodozahvata,

(b) crpnih stanica (za sve vodoopskrbne sustave

osim potisnih),

(c) ureaja za kondicioniranje vode,

(d) vodosprema,

(e) glavnih dovodnih cjevovoda koji povezuju ove

objekte.

(2) najvea satna potronja, qmax, za hidrauliko dimenzioniranje:

(a) crpnih stanica (kod potisnih sustava),

(b) glavnih opskrbnih cjevovoda,

(c) glavnih dovodno opskrbnih cjevovoda,

(d) razdjelnih mrea.

-37-

1.4. IZVORITA

Izvorite je lokacijski definiran dio prostora s kojega se mogu dobiti odreene koliine vode namijenjene vodoopskrbi.

U naelu, izbor izvorita je jedan od najsloenijih i najodgovornijih zadataka kod rjeavanja vodoopskrbe, budui da on u velikoj mjeri odreuje karakter vodoopskrbnog sustava, a time i njegove investicijske i pogonske trokove.

Svako vodoopskrbno izvorite treba osigurati:

(a) potrebne koliine kvalitetne vode, uzimajui u obzir porast broja stanovnika, odnosno porast potronje vode,

(b) neprekidnost vodoopskrbe,

(c) sanitarno higijensku sigurnost kvalitete vode,

(d) to manje investicijske i pogonske trokove dobivanja vode,

(e) uklapanje u vodno gospodarenje ireg podruja.

Osnovni pokazatelji vrijednosti izvorita su kvaliteta i koliina vode.

-38-

Po prirodi porijekla vode, uobiajena je podjela izvorita na:

(1) atmosferska izvorita,

(2) povrinska izvorita,

(3) podzemna izvorita.

(1) Porijeklo vode atmosferskih izvorita je od oborina, u prvom redu kie, a u nekim sluajevima i snijega.

U naelu, atmosferska se izvorita koriste u nedostatku drugih izvorita, uglavnom za manja naselja.

(2) U povrinska izvorita ubrajamo:

(a) rijeke,

(b) jezera (prirodne akumulacije), umjetne akumulacije

i kanale,

(c) mora (oceane).

-39-

U osnovi, prve dvije skupine ove vrste izvorita (rijeke, jezera, akumulacije i kanale) karakteriziraju relativno velike oscilacije kvalitete vode koja izravno ovisi o jaini oborina (kie i snijega), povrinskom oneienju koje oborine slijevanjem ponesu sa sobom, te koliini otpadnih voda naselja i industrijskih pogona koje se mogu uputati u pojedino povrinsko izvorite.

Uz ove ope osobine povrinskih izvorita postoje i neke posebne.

Tako je karakteristino svojstvo rijene vode njena relativno visoka mutnoa (naroito u vrijeme velikih voda), veliki sadraj organskih tvari i bakterija, a esto je prisutna i obojenost.

Vode jezera, umjetnih akumulacija i kanala imaju u pravilu nizak sadraj lebdeih estica, dakle nisku mutnou, izuzev priobalnih zona gdje se u odreenim meteorolokim prilikama (vjetar) mutnoa pojavljuje kao posljedica valovanja. Jezera mogu biti vrlo kvalitetna izvorita, naroito ako su planinskog porijekla. Morska voda se zbog sadraja znatnih koliina mineralnih soli moe u nekondicioniranom obliku jedino koristiti u tehnolokim procesima (npr. za hlaenje), za rekreacijske potrebe ili za gaenje poara. U sluaju koritenja morske vode za opskrbu stanovnitva potrebno ju je podvri vrlo skupim procesima kondicioniranja (desalinizaciji).

-40-

Prema tome, oito je da vodu dobivenu iz povrinskih izvorita treba (u pravilu) prije njezine distribucije potroaima podvri kondicioniranju, tako da su pored investicijskih prisutni i relativno visoki pogonski trokovi.

(3) U podzemna izvorita ubrajamo:

(a) podzemne vode sa slobodnim vodnim licem,

(b) podzemne vode pod tlakom (arteke i subarteke vode),

(c) izvorske vode.

Podzemna izvorita se openito za vodoopskrbu smatraju najprikladnijim, tako da ih je zbog slijedeih razloga potrebno preferirati:

(i) vodonosi su slojevi najee povrinski zatieni debljim slojem od izravnih oneienja,

(ii) (naelno) izdane koliine podzemnih voda su vrlo esto prirodno filtrirane (bezbojne i bez mutnoe), tj. kvaliteta vode (fizikalno kemijska i mikrobioloka svojstva) je daleko bolja u odnosu na povrinske vode, tako da obino ne zahtijevaju viestruke i skupe faze kondicioniranja,

(iii) podzemne vode esto izbijaju na povrinu, zbog ega zahvatne graevine nisu skupe,

(iv) lokacija nalazita podzemnih voda je najee povoljna (visinski i po udaljenosti) spram potroaa, tako da se voda uglavnom transportira bez veih pogonskih trokova.

-41-

Jedino su u pogledu kvalitete problematine podzemne vode krakih izvora u sluaju kada one predstavljaju izlaz ponornica, koje su u stvari povrinska (lana podzemna) voda.

Neovisno o kojoj se vrsti izvorita radi, potrebno je kod njegovog konanog odabira u svrhu vodoopskrbe prikupiti opsene geoloke, hidrogeoloke i geomehanike podloge, kako bi se raspolagalo s bitnim podacima o iskoristivosti i uvjetima izgradnje vodozahvatnog objekta odreenog izvorita.

Kod analize izvorita svakako treba spomenuti i problem koji je danas, zbog stalnog poveanja oneienja, sve prisutniji, a to je problem zatite izvorita.

Zatita izvorita ostvaruje se organiziranjem zona zdravstvene zatite izvorita na slivnim podrujima.

Te zone predstavljaju posebno izdvojene prostore koji obuhvaaju vodoprijemnik (koji se koristi kao izvorite) i dio slivnog podruja koje ga napaja. Na takvom je prostoru propisan zdravstveni reim koji garantira zatitu izvorita od oneienja (zagaenja) i odravanje potrebne kvalitete vode.

Zato svaka projektna dokumentacija vodoopskrbe mora u skladu sa zakonskom regulativom kao sastavni dio sadravati i projekt zatite izvorita Elaborat zona sanitarne zatite, ija je izrada propisana Pravilnikom o uvjetima za utvrivanje zona sanitarne zatite izvorita (NN 66/11).

-42-

1.5. VODOZAHVATI

Vodozahvati su graevine kojima se zahvaa vode iz izvorita i usmjerava prema potroaima.

Vrsta vodozahvata ovisi o karakteru izvorita, tako da razlikujemo:

(1) vodozahvate atmosferskih izvorita,

(2) vodozahvate povrinskih izvorita,

(3) vodozahvate podzemnih izvorita.

1.5.1. VODOZAHVATI ATMOSFERSKIH IZVORITA

Primjena ovih vodozahvata je najea na krkim terenima i primjerena za manja naselja.

Osnovu vodozahvata atmosferskih izvorita ini zahvatna graevina ija je povrina obraena da prihvati i usmjeri pale oborine prema jednoj toki, slika 1.5::01.

-43-

Slika 1.5::01 Vodozahvat atmosferskih izvorita (a) zahvatna graevina; (b) cisterna

1 sabirna povrina; 2 odvod sakupljene vode; 3 muljni ispust; 4 ograda; 5 obodni kanal; 6 sabirna komora (vodosprema); 7 dovod sakupljene vode; 8 zahvatna komora; 9 pjeani filtar

-44-

Izraz atrnja ili gustirna upotrebljava se kao sinonim za vodozahvat koji se sastoji od zahvatne graevine (sabirne povrine) i cisterne za vodu. Cisternom se rjeava varijacija u potronji vode u odnosu na prispjelu koliinu palih oborina.

Funkcionalne dimenzije ovih graevina naelno se odreuju pomou rauna vjerojatnosti za najduu suu i najmanje godinje oborine u projektnom razdoblju (15 do 30 godina). No, u praksi se pristup pojednostavljuje pretpostavljajui da najdulja sua traje m [d] (obino m = 90 [d]), a podatak o najmanjoj godinjoj visini oborina, Hg,min [mm], za usvojeno projektno razdoblje dobije se obradom podataka s najblie kiomjerne stanice.

Ako je Nk [stanovnik] broj stanovnika na kraju projektnog razdoblja, qsp [l stanovnik-1 d-1] specifina potronja vode i c [1] koeficijent otjecanja sa sabirne povrine, onda je njezina minimalno potrebna veliina, Ap [m2], definirana izrazom:

Volumen cisterne, Vc [m3], treba biti dostatan za cjelokupnu potronju u vrijeme sue, tj. m [d], tako da je definiran izrazom:

(1.5-01)

(1.5-02)

-45-

Sabirne povrine i cisterne izvode se od vodonepropusnog betona. Takoer je potrebno sabirnu povrinu zatiti ogradom visine barem 1.5 [m], a cisternu zatvoriti (iz zdravstvenih razloga) i ugraditi pjeani filtar ispred zahvatne komore (radi dobivanja filtrirane vode). Kod cisterne se izvodi i termika izolacija koja se uglavnom postie nasipavanjem sloja zemlje debljine cca 0.5 [m].

1.5.2. VODOZAHVATI POVRINSKIH IZVORITA

Vodozahvate povrinskih izvorita moemo klasificirati na:

(1) vodozahvate na rijekama (prirodnom ili reguliranom stanju),

(2) vodozahvate na (2a) jezerima (prirodnim akumulacijama), (2b) umjetnim akumulacijama i (2c) kanalima,

(3) vodozahvate na morima.

Pored ovih postoje i vodozahvati povrinskih izvorita koji se u samoj tehnici zahvaanja vode vrlo malo razlikuju od navedenih, ali sadre odreene specifinosti, kao npr.:

(i) vodozahvati na planinskim potocima, koji su u pravilu nezagaeni i predstavljaju idealna rjeenja za opskrbu vodom. Nedostatak im je to su esto vrlo udaljeni od potroaa,

(ii) vodozahvati na plitkim rijenim tokovima.

-46-

1.5.2 1. Vodozahvati na rijekama

Kod projektiranja rijenih vodozahvata potrebno je da uz prethodno navedene ope znaajke:

(i) poloaj vodozahvata osigurava ravnomjerno optjecanje vode oko samog objekta,

(ii) suenje korita rijeke uvjetovano prisustvom vodozahvata bude minimalno, kako ne bi dolazilo do deformacija rijenog korita,

(iii) vodozahvat bude smjeten uzvodno od mjesta uputanja otpadnih voda u vodotok,

(iv) vodozahvat bude izveden na mjestu u rijenom koritu na kojemu se ne primjeuje intenzivno taloenje rijenog nanosa i ne deava ruenje obale (kao rezultat odronjavanja ili klizanja),

(v) vodozahvat ne bude lociran na mjestu gdje se formira ili nagomilava led,

(vi) vodozahvat na plovnim rijekama bude smjeten izvan plovnog puta.

Prema tome, pravilan izbor rijenog vodozahvata mogu je jedino na osnovi detaljne analize spomenutih znaajki i njihovom kompleksnom sagledavanju.

Danas jo ne postoji sasvim odreena i ope prihvaena klasifikacija vodozahvata na rijekama. Razlog tome lei u injenici to postoje znaajne specifinosti projektiranih i izvedenih rijenih vodozahvata.

Meutim, generalno se ipak mogu nazrijeti etiri osnovne vrste rijenih vodozahvata:

-47-

(1) fiksni priobalni vodozahvati,

(2) vodozahvati u rijenom koritu,

(3) plovni vodozahvati,

(4) pokretni priobalni vodozahvati.

U praksi su najei sluajevi prve dvije vrste vodozahvata.

(1) Fiksni piobalni vodozahvati, slika 1.5::02, lociraju se na obalnom pokosu i zahvaaju vodu neposredno iz rijenog korita. Crpke, pomou kojih se voda transportira do ureaja za kondicioniranje vode, mogu biti smjetene u posebnoj zgradi crpne stanice, kao to je prikazano na slici 1.5::02(a), ili u samom vodozahvatu, slika 1.5::02(b), (c), i (d).

-48-

Slika 1.5::02 Sheme fiksnih priobalnih vodozahvata (a) sa crpkama u posebnoj zgradi; (b), (c) i (d) sa crpkama u vodozahvatu

1 zahvatna komora; 2 ulazni otvori s reetkama; 3 mrea; 4 pregrada; 5 usisna cijev; 6 crpni spremnik; 7 crpka; 8 zgrada crpne stanice; 9 potisni cjevovod; NV niski vodostaj; VV visoki vodostaj; Hst,us usisna statika visina dizanja

Osnovni dio ove vrste vodozahvata je zahvatna komora, obino armiranobetnoska, iji prednji zid zalazi neposredno u rijeno korito. U zahvatnu komoru voda ulazi kroz otvore s reetkama, smjetenim u prednjem zidu, i zahvaa crpljenjem kroz usisnu cijev. Reetke su ugraene radi spreavanja ulaska u zahvatnu komoru relativno krupnijih predmeta koje pronosi rijeka.

-49-

Time se istovremeno obavlja i prethodno grubo mehaniko ienje vode. Takoer, radi zadravanja neistoa koja se nalazi u vodi (npr. planktoni, vodno bilje), odnosno zbog zatite usisnih cijevi i crpnih agregata, u pregradi koja dijeli zahvatnu komoru od crpnog spremnika (crpnog bazena) dodatno se ugrauju mree.

Fiksni priobalni vodozahvati s crpkama u samom vodozahvatu, slika 1.5::02 (b), (c), i (d), primjenjuju se u sluaju povoljnih geomehanikih prilika. Zgrada crpne stanice moe biti prislonjena uz vodozahvat, slika 1.5::02(b), ili s njima konstrukcijski initi cjelinu, slika 1.5::02(c) i (d).

Da bi se osigurala neprekidna opskrba vodom potrebne su barem dvije zahvatne komore s po dva crpna bazena s crpkama.

Kod rjeenja vodozahvata prikazanih na slici 1.5::02(c) i (d) potrebno je za smjetaj crpki izvesti vodonepropusne komore.

Primjena vertikalnih (centrifigalnih) crpki, slika 1.5::02(d), omoguuje znatno smanjenje volumena objekta.

(2) Vodozahvati u rijenom koritu, slika 1.5::03, karakterizirani su lociranjem zahvatne graevine (vodozahvatne glave) u rijenom koritu.

Ova vrsta vodozahvata najee se primjenjuje kod relativno blago nagnutih obala, gdje se potrebne dubine za zahvaanje vode nalaze na veoj udaljenosti od obale.

-50-

Slika 1.5::03 Shema vodozahvata u rijenom koritu (a) vodozahvat; (b) detalj vodozahvatne betonske glave

1 vodozahvatna glava; 2 gravitacijski tlani cjevovod; 3 sabirna komora; 4 usisna cijev; 5 crpni spremnik; 6 crpna stanica; 7 potisni cjevovod; 8 reetka; 9 ulazni difuzor

(difuzor = zavrni, prorupani ili reetkom opremljeni dio cjevovoda)

U koritu rijeke, na odabranom mjestu zahvaanja vode, izvodi se vodozahvatna glava na koju se (do sabirne komore) nastavlja gravitacijski tlani cjevovod. Cjelokupna konstrukcija i oprema vodozahvata ove vrste je u biti istovjetna fiksnom priobalnom vodozahvatu sa slike 1.5::02, s razlikom to voda ne ulazi kroz otvore nego gravitacijskim cjevovodom.

Radi neprekidnosti vodoopskrbe potrebna su barem dva gravitacijska cjevovoda s po dvije crpke.

-51-

U odreenim uvjetima (obalni profil, amplitude vodnih razina) mogue je kod visokih vodostaja vodu zahvaati i kroz otvore predviene u prednjem zidu sabirne komore, slika 1.5::04, dakle, kao i kod fiksnog priobalnog vodozahvata.

Slika 1.5::04 Shema kombiniranog vodozahvata u rijenom koritu (a) vodozahvat; (b) detalj armiranobetonske vodozahvatne glave

1 vodozahvatna glava; 2 gravitacijski tlani cjevovod; 3 sabirna komora; 4 usisna cijev; 5 crpni spremnik; 6 ulazni otvor s reetkom; 7 reetka; 8 ulazni difuzor

(3) Plovni vodozahvati, slika 1.5::05, sastoje se od crpki postavljenih na baru ili ponton, tako da se visinski poloaj crpki mijenja s oscilacijama vodostaja, pri emu usisna visina ostaje stalna, dok se potisna visina mijenja promjenom vodostaja (nii vodostaj vea potisna visina, i obrnuto).

Ove vodozahvate treba uz naelu smjestiti u rijenim zaljevima gdje su eliminirana mogua oteenja vodozahvata prouzrokovana udarom leda ili balvana koje pronosi voda.

-52-

Slika 1.5::05 Shema plovnog vodozahvata 1 usisna cijev; 2 crpna stanica; 3 bara ili ponton; 4 elastini potisni cjevovod

Radi zadravanja plovne crpne stanice na jednom mjestu potrebno je njeno osiguranje sidrima.

(4) Pokretni priobalni vodozahvati su rjeenja tipa uspinjae, slika 1.5::06. Crpke su smjetene na kolicima ili vagonu koji se u granicama promjene vodostaja kreu po kolosijeku poloenom okomito na rijeni tok. Voda se zahvaa crpkama iz rijeke kroz krajeve usisnih cijevi zatienih sitima.

Uzdu kolosijeka se polae fiksni potisni cjevovod s vertikalnim odvojcima na koje se prikljuuje elastini potisni cjevovod. Pri potiskivanju vode u jedan od odvojaka, ostali su zatvoreni.

-53-

Slika 1.5::06 Shema pokretnog priobalnog vodozahvata 1 pokretna crpna stanica; 2 vitlo; 3 usisna cijev; 4 fiksni potisni cjevovod; 5 vertikalni odvojci;

6 elastini potisni cjevovod; 7 kolosijek

Vrijeme zadravanja vagona ili kolica na jednom mjestu vertikalne pozicije istovjetno je trajanju pripadnog vodostaja.

1.5.2 2. Vodozahvati na jezerima, umjetnim akumulacijama i kanalima

Kod zahvaanja vode iz jezera, umjetnih akumulacija i kanala (voda stajaica) mogu se u naelu koristiti vodozahvati veine vrsta ranije opisanih. Odreene posebnosti su uvjetovane spoznajama da kod ovih vodozahvata treba izbjegavati njihovo lociranje na mjestima (zonama):

-54-

(i) naglih promjena obalnih pokosa,

(ii) nepovoljnih geomehanikih uvjeta,

(iii) intenzivnog taloenja nanosa,

(iv) pojave leda,

(v) skupljanja naplavina i akvatinog bilja,

(vi) izraenijih temperaturnih oscilacija vode,

(vii) oneienja (zagaenja) vodnog bazena otpadnim vodama, u kom sluaju treba paljivo analizirati strujanja vodnih masa koja nastaju u bazenima i izazivaju nepovoljno premjetanje oneienja koje dospijeva u vodu.

Dakle, vodozahvat se nastoji smjestiti tamo gdje je mogue dobiti najistiju (najkvalitetniju) vodu.

Openito, voda u jezerima, umjetnim akumulacijama i kanalima je u odnosu na rijenu vodu karakterizirana manjom mutnoom, ali zato esto puta izraenijom bojom i mirisom (kao posljedica biljnog i ivotinjskog svijeta)

(1) Vodozahvati na jezerima se u odnosu na rijene vodozahvate uglavnom razlikuju po rjeenju zahvatne graevine.

Za manje cjevovode je na slici 1.5::07(a) prikazana vodozahvatna glava izvedena od elinih ili plastinih cijevi, zatiena reetkom i izdignuta od dna 5 do 6 [m].

-55-

Kod zahvaanja veih koliina vode mogue je kao zahvatnu graevinu koristiti vodozahvatni toranj, slika 1.5::07(b), gdje su ulazna okna za vodu postavljena na nekoliko visina kako bi se u svako doba godine mogla zahvaati najkvalitetnija voda.

Ovakva vrsta zahvatne graevine koristi se i kod akumulacija.

(2) Vodozahvati na akumulacijama takoer mogu biti zasnovani na nekoliko naela zahvaanja vode, od kojih su najei prikazani na slici 1.5::07(b) i (c). Ovaj potonji princip zahvaanja vode odnosi se na sluaj kada je zahvatna graevina izvedena u sklopu betonske pregrade (brane).

(3) Vodozahvati na kanalima su po konstrukcijskim osobinama veinom analogni s rijenim vodozahvatima.

Zahvatne graevine su najee obalnog tipa, slika 1.5::07(d1), ili smjetene na dnu kanala, slika 1.5::07(d2).

-56-

Slika 1.5::07 Shema zahvatnih graevina (a) na jezeru; (b) na jezeru i akumulaciji; (c) na akumulaciji; (d) na kanalu

1 gravitacijski tlani ili usisni cjevovod; 2 ulazna okna s reetkama; 3 reetka; 4 ulazni difuzor

NV niski vodostaj; SV srednji vodostaj; VV visoki vodostaj

-57-

1.5.2 3. Vodozahvati na morima

Prilikom izbora naina zahvaanja morske vode neophodno je sagledati specifinosti morskog priobalja:

(i) utjecaj djelovanja morskih valova, morskih struja i promjena morskih razina,

(ii) geoloke i geomehanike prilike priobalnog pojasa i eventualni donos nanosa,

(iii) prisustvo akvatine flore i faune u morskoj vodi (obratanje),

(iv) korozivno djelovanje morske vode.

Zahvat morske vode moe biti smjeten na:

(a) otvorenoj obali,

(b) prirodno zatienom zaljevu,

(c) unutar (lukog) akvatorija zatienog graevinom tipa lukobranom ili valobran.

U pogledu sigurnosti konstrukcije vodozahvata (dinamiko djelovanje morskih valova i struja), najvee pogodnosti prua smjetaj morskih vodozahvata u akvatoriju. Meutim, ako se radi o lukom akvatoriju, to su u pravilu i zone najvee koncentracije zagaenja, to moe biti eliminatornim u smislu koritenja takve lokacije za vodoopskrbu.

Bez obzira koja se vrsta i mjesto morskog vodozahvata odabire, dobro poznavanje tehnologije izvoenja pomorskih radova i ponaanja objekta u uvjetima eksploatacije (s obzirom na specifini karakter morske sredine), ostaju temeljni parametri uspjenog zahvaanja morske vode.

-58-

1.5.3. VODOZAHVATI PODZEMNIH IZVORITA

Vrsta graevine za zahvaanje podzemnih voda prvenstveno ovisi o dubini njihovog rasprostiranja, dubini (toka) podzemne vode i njegovoj izdanosti.

Sukladno ovim pokazateljima, vodozahvati podzemnih izvorita se mogu svrstati u tri skupine:

(1) horizontalni vodozahvati,

(2) vertikalni vodozahvati: (2a) kopani, (2b) bueni i (2c) zabijeni zdenci,

(3) graevine za kaptau izvora.

1.5.3 1. Horizontalni vodozahvati

Ova vrsta vodozahvata, slika 1.5::08, se koriste kada je tok podzemne vode sa slobodnim vodnim licem relativno plitko (5 do 7 [m] ispod povrine terena ) i manje dubine (toka) podzemne vode.

-59-

Slika 1.5::08 Definicijska shema horizontalnog vodozahvata 1 povrina terena; 2 vodonosni sloj; 3 vodonepropusni sloj; 4 statika razina podzemne vode; 5 horizontalni vodozahvat;

6 sabirni zdenac; 7 razina vode u sabirnom zdencu; 8 usisna cijev; 9 crpka; 10 potisni cjevovod; 11 smjer strujanja podzemne vode

Horizonatlni vodozahvati se prvenstveno izvode kao drenane cijevi i vodozahvatne galerije, poloene u donjoj zoni vodonosnog sloja (obino neposredno na podinu) i najee okomito na smjer strujanja podzemne vode. U cijevi i galerije voda dotjee gravitacijski i otjee sa slobodnim vodnim licem u sabirni zdenac, odakle se dalje potiskuje crpkama.

Oko drenanih cijevi i vodozahvatnih galerija ugrauje se pjeano ljunani filtar. Njegova je zadaa da sprijei unoenje (u cijevi i galerije) vrstih estica iz vodonosnog sloja.

-60-

Konstrukcije horizontalnih vodozahvata moemo klasificirati na:

(1) rovovske vodozahvate,

(2) cijevne vodozahvate,

(3) vodozahvatne galerije ili galerijske vodozahvate.

(1) Rovovski vodozahvati, slika 1.5::09(a), su horizontalni vodozahvati s kamenom (tucanikom) ispunom, filtarskim pjeano ljunanim zasipom i nepropusnim glinenim slojem (ekranom), koji ima funkciju zatite vodozahvata od oneienja s povrine terena.

(2) Cijevni vodozahvati, slika 1.5::09(b), se najee izvode od keramikih, betonskih, armiranobetonskih ili plastinih cijevi, prorupanih na gornjoj polovini. Cijevi su krunog ili jajolikog profila, s filtarskim pjeano ljunanim zasipom i glinenim ekranom.

(3) Vodozahvatne galerije se obino izvode od betona i armiranog betona. Slue za zahvaanje relativno veih koliina vode. Uglavnom su prohodne, krunog ili jajolikog profila. Stoga su minimalne dimenzije jajolikih profila, B/H = 700/1 600 [mm], a krunih, D = 1 000 [mm].

Na slici 1.5::09 (c) prikazan je popreni presjek prohodne, jajolike, armiranobetonske galerije s bonim otvorima u stjenkama. U visini otvora je izveden filtarsko ljunani zasip, a po po potrebi se ugrauje i nepropusni glineni ekran.

-61-

Slika 1.5::09 Sheme horizontalnog vodozahvata (a) rovovski vodozahvat; (b) cijevni vodozahvat; (c) vodozahvatna galerija

1 povrina terena; 2 vodonosni sloj; 3 vodonepropusni sloj; 4 kamena (tucanika) ispuna; 5 prorupana cijev; 6 galerija; 7 boni otvori; 8 ljunani zasip; 9 pjeani zasip; 10 nepropusni glineni sloj; 11 materijal od iskopa

Proraun dotoka u horizontalne vodozahvate (galerije) poloene na vodoravnom vodonepropusnom sloju, odnosno u donjoj zoni toka podzemne vode sa slobodnim vodnim licem, slika 1.5::10, zasniva se na Dupuitovoj postavci i analizi ustaljenog strujanja kada je koliina crpljenja u ravnotei s dotokom.

-62-

Slika 1.5::10 Strujanje podzemne vode prema galeriji 1 povrina terena; 2 vodonosni sloj; 3 vodonepropusni sloj; 4 statika razina podzemne vode; 5 depresijska ploha

(dinamika razina podzemne vode)

Tada je dotok, Q [m3 s-1], u horizontalnu galeriju pravokutnog poprenog profila za sluaj njenog dvoranskog prihranjivanja dan izrazom:

a za sluaj jednostranog prihranjivanja izrazom:

(1.5-03)

(1.5-04)

-63-

gdje su:

k - koeficijent procjeivanja, [m s-1],

Lg - duljina galerije, [m],

Ho - dubina (toka) podzemne vode, [m],

ho - dubina vode u galerijskom vodozahvatu, [m],

Bo - irina utjecaja galerije, [m].

1.5.3 2. Vertikalni vodozahvati

Ovi se vodozahvati izvode kao:

(1) kopani zdenci,

(2) bueni zdenci,

(3) zabijeni zdenci.

Za javne je vodovode najrairenija primjena buenih zdenaca, a u nekim sluajevima i kopanih zdenaca. Zato e se ovdje analizirati ove dvije skupine zdenaca. Zabijeni zdenci su primjereni za individualnu vodoopskrbu.

-64-

(1) Kopani zdenci se obino koriste radi dobivanja podzemne vode sa slobodnim vodnim licem koja se nalazi na dubinama do 20 (iznimno do 40) [m].

Samo u rijetkim sluajevima ovi se zdenci koriste za dobivanje artekih i subartekih voda pod manjim tlakom.

Kopani zdenci se preteno izvode kao nepotpuni, tako da je dotok kroz dno i kroz otvore u stjenkama zdenca, slika 1.5::11.

Slika 1.5::11 Shema nepotpunog kopanog zdenca 1 povrina terena; 2 vodonosni sloj; 3 vodonepropusni sloj; 4 statika razina podzemne vode;

5 dinamika razina podzemne vode; 6 no; 7 pjeanoljunani filtar; 8 poploenje; 9 glinena brtva; 10 - otvori

-65-

Unutarnji promjer zdenca, D [m], uglavnom ne prelazi 3 do 4 [m], dok dubina vode u zdencu, ho [m], treba (radi njenog zahvaanja) iznositi najmanje 1 (bolje 2) [m].

Kod manjih dubina podzemne vode izvode se i potpuni zdenci.

Ako izdanost jednog zdenca ne zadovoljava, umjesto poveanja njegovoga promjera poveava se broj zdenaca, dakle, izvodi se grupa zdenaca.

Tada se zdenci obino rasporeuju uzdu linije okomito na smjer strujanja podzemne vode, slika 4.5::11, i meusobno spajaju:

(i) sifonskim cjevovodom (ako je do razine vode u zdencu najvie 7 [m]),

(ii) gravitacijskim tlanim cjevovodom (za sluaj artekih i subartekih voda),

(iii) potisnim cjevovodom (posredstvom podvodnih crpki, ako je do razine vode u zdencu vie nego to je usisna visina sifonskog cjevovoda).

Promjer dovodnog cjevovoda se idui prema sabirnom zdencu sukcesivno poveava.

Radi samoienja profila, sifonski se cjevovodi polau s neznatnim usponom prema sabirnom zdencu, a gravitacijski i potisni s neznatnim padom.

Zahvaanje prispjele vode ostvaruje se u pravilu iz sabirnog zdenca, koji se esto koristi i kao objekt u kojemu su smjetene crpke za daljnje potiskivanje vode, slika 1.5::12.

Pri tome poloaj sabirnog zdenca i crpne stanice moe biti rubno (na kraju grupe zdenaca), slika 1.5::12(A) ili centralno, slika 1.5::12(B).

-66-

Slika 1.5::12 Situacijska shema spojenih kopanih zdenaca (A) rubni poloaj sabirnog zdenca i crpne stanice; (B) sredinji poloaj sabirnog zdenca i crpne stanice

(a) spajanje zdenaca pomou sifonskih ili gravitacijskih tlanih cjevovoda

(b) spajanje zdenaca pomou potisnih cjevovoda i podvodnih crpki

(a1), (b1) s crpkom u sabirnom zdencu; (a2), (b2) sa zasebnom crpnom stanicom

1 kopani zdenac; 2 kopani zdenac s podvodnom crpkom; 3 sabirni zdenac; 4 sabirni zdenac sa crpkom; 5 zasebna crpna stanica; 6 sifonski ili gravitacijski tlani cjevovod; 7 dovodni potisni cjevovod;

8 usisna cijev; 9 odvodni potisni cjevovod

-67-

Kopani zdenci se mogu izvoditi:

(a) na licu mjesta,

(b) montano.

(a) Izvedba kopanih zdenaca na licu mjesta je primjerena ako podzemna voda nije duboko, ako kod iskopa nema obruavanja materijala i u sluaju veih promjera zdenaca.

Nakon iskopa zidanje se vri mjesnim materijalom (lomljenim kamenom ili opekom), u gornjem dijelu u mortu, a u donjem dijelu, koji prima vodu, u suho, slika 1.5::13(a).

Kopani zdenci se na licu mjesta mogu izvoditi i od kalupnog betona i armiranog betona.

(b) Izvedba kopanih zdenaca montano predstavlja suvremeni nain gradnje ovih zdenaca. Sastoji se u sputanju gotovih (montanih) betonskih ili armiranobetonskih prstenova, najee postupkom potkopavanja,

Slika 1.5::13 Izvedba kopanih zdenaca (a) na licu mjesta; (b) montano

1 povrina terena; 2 vodonosni sloj; 3 vodonepropusni sloj; 4 zidanje u suho; 5 zidanje u mortu; 6 betonski prsten; 7 no

-68-

Ovaj se postupak sastoji u tome da se na mjestu izvedbe zdenca postavi prvi (najdonji) prsten, koji na donjem obodu ima izveden lijevanoeljezni, elini ili armiranobetonski no, ija je funkcija lake prodiranje prstenova u tlo. Zatim se zdenac po cijelom unutarnjem obodu lagano i ravnomjerno potkopava tako da postavljeni prsten polagano tone uslijed vlastite teine.

Kada prvi prsten bude potpuno utisnut u tlo, nad njim se postavlja slijedei i postupak se ponavlja sve dok se ne postigne projektirana dubina.

Ako prilikom izvedbe kopanog zdenca sile trenja nadvladaju optereenje vlastitom teinom prstenova, postavlja se dodatno optereenje (npr. vreama cementa, elinim profilima i sl.)

U prstenovima koji su u zoni toka podzemne vode izvode se otvori za ulazak vode u zdenac. Duljina prstenova je obino 1 [m].

Razlozi postavljanja filtra i glinene brtve istovjetni su onima kod horizontalnih vodozahvata.

(2) Bueni zdenci se primjenjuju za dobivanje podzemne vode na veim dubinama rasprostiranja njezinog toka, od desetak do nekoliko stotina metara, i njegove vee dubine (debljine). Ova se vrsta zdenaca moe koristiti za dobivanje podzemnih voda sa slobodnim vodnim licem i pod tlakom (artekih i subartekih voda). U oba sluaja zdenci mogu biti izvedeni kao potpuni i nepotpuni.

-69-

Prednosti buenih zdenaca pred ostalim zahvatima podzemnih voda su izmeu ostalog:

(i) (praktiki) neograniena dubina zahvaanja vode,

(ii) neovisnost o geolokom sastavu tla,

(iii) dobivanje relativno veih koliina vode uz maksimalnu pogonsku sigurnost,

(iv) besprijekornost u sanitarnom pogledu zbog vrlo male mogunosti vanjskog oneienja vode,

(v) ekonominost.

Bueni zdenci se izvode buenjem u tlu vertikalnih cilindrinih buotina zatienih (najee) elinim cijevima koje automatski formiraju zdenac. Promjer buenih zdenaca je reda veliine 0.3 do 1.0 [m].

Osnovni dijelovi buenog zdenca, slika 1.5::14, jesu:

(a) glava zdenca,

(b) tijelo zdenca,

(c) filtar.

-70-

Slika 1.5::14 Osnovni dijelovi buenog zdenca 1 glava; 2 tijelo; 3 filtar

-71-

(a) Glava zdenca u konstrukcijskom pogledu predstavlja vezu ua buotine s tijelom zdenca pri izlazu na povrinu tla. Njena je temeljna zadaa zatita zdenca od prodiranja povrinskih oneienja u zdenac. U irem smislu pod glavom zdenca podrazumijevamo i ostale elemente koji slue za mjerenje i kontrolu (razine vode, tlaka, temperature, uzimanje uzoraka) te za odvod vode (potisne cijevi, fasonski komadi, crpni agregati).

(b) Tijelo zdenca se sastoji od jednog ili vie koncentrinih nizova cijevi, ija je glavna zadaa da omogue dovod vode na povrinu terena. Dodatno, tijelo zdenca prua efikasnu zatitu protiv obruavanja stijenki buotine, titi usisnu cijev i kuite podvodne crpke te sprjeava gubitak vode u druge (suhe) slojeve na njenom putu do povrine.

(c) Filtar je dio zdenca koji ima zadau da prihvati podzemnu vodu iz vodonosnog sloja i istovremeno onemogui unoenje vrstih estica tla u zdenac. To je najvaniji i najosjetljiviji dio zdenca o kojemu bitno ovisi izdanost (kapacitet) i pogonska trajnost zdenca.

U konstrukcijskom pogledu filtre moemo podijeliti na:

mreaste filtre, koji se sastoje od prorupane cijevi omotane specijalnim mesinganim, bakrenim, (nehrajuim) elinim ili plastinim mreama. Perforacije su krune, ovalne ili etvrtaste, a gustoa mree je u funkciji dominantnog promjera vrstih estica vodonosnog sloja,

prorupane filtre, koji se sastoje od prorupanih elinih cijevi. Ovisno o konstrukciji prorupanja postoji vie vrsta ovih filtara,

ljunane filtre, koji se sastoje od prorupane cijevi oko koje je postavljen ljunani omota odgovarajue granulacije, izveden u jednom ili vie slojeva. Odnos srednjeg promjera zrna ljunka i materijala vodonosnog sloja treba iznositi 5 do 10. Ovaj se odnos primjenjuje i za susjedne slojeve ljunanog omotaa, ija debljina ne smije biti manja od 50 [mm].

-72-

Prilikom odabira konstrukcije filtra treba voditi rauna da hidrauliki otpor filtra bude to manji.

Naini izvedbe buenih zdenaca, slika 1.5::15, ponajvie ovise o dubini rasprostiranja podzemne vode, karakteru geolokih slojeva kroz koje prolazi buotina i od potrebne dubine zdenca.

Slika 1.5::15 Shema izvedbe buenih zdenaca (a) s jednom zatitnom cijevi; (b) s nizom zatitnih cijevi

(a1) nakon sputanja zatitne i radne cijevi; (a2) nakon ugradnje filtra i izvlaenja radne cijevi

(b1) nakon sputanja niza zatitnih cijevi; (b2) nakon ugradnje filtra i odsijecanja zatitnih cijevi

1 povrina terena; 2 statika razina podzemne vode; 3 zatitna cijev; 4 radna cijev; 5 filtar; 6 brtva; 7 vodonepropusni sloj

-73-

U sluaju manjih dubina (40 do 50 [m]), koriste se relativno jednostavne konstrukcije poput one na slici 1.5::15(a), gdje se cilindrina buotina uvruje elinom zatitnom cijevi. Ta se cijev priblino sputa do gornje granice toka podzemne vode. Nakon toga se u buotinu sputa radna cijev manjeg promjera, koja see do donje granice vodonosnog sloja i donekle se utiskuje u vodonepropusni sloj. Zatim se sputa jedan od tipova filtra, manjeg promjera od radne cijevi. Poslije ugradnje filtra uklanja se iz buotine radna cijev, a prstenasti prostor izmeu filtarske cijevi i zatitne cijevi brtvi s pomou ugraenih brtvi.

Pri veim dubinama rasprostiranja podzemne vode, uslijed poveanja otpora pobijanju zatitnih cijevi, koristi se niz zatitnih cijevi s postupno sve manjim promjerom, slika 1.5::15(b). Nakon to se s cijevi promjera D1 [mm] dosegne najvea mogua dubina h1 [m], sputa se u buotinu cijev najblieg manjeg promjera D2 na dubinu h2, koja trpi otpor zemljita samo na visini h2 - h1. Ako potrebna dubina nije dosegnuta drugom cijevi, nastavlja se treom cijevi jo manjeg promjera D3, itd. Na kraju, na donjem dijelu posljednje cijevi postavlja se filtar, a cijev se povlai prema gore na visinu koja odgovara visini filtra. Preostale zatitne cijevi, izuzev vanjske, odsijecaju se iznutra sjekaem cijevi, a prstenasti prostor izmeu susjednih cijevi se brtvi.

Pojedinana visina zatitnih cijevi ovisi o nainu buenja i sastavu tla, tako da pri udarnom buenju iznosi 20 do 25 [m], a pri rotacijskom buenju i do 500 [m].

Prilikom zahvaanje veih koliina vode izvodi se grupa zdenaca i objedinjuje u jedinstveni sustav vodozahvatnih objekata, meusobnog rasporeda kao to je za sluaj kopanih zdenaca prikazano na slici 1.5::12. Naravno, raspored zdenaca se moe razlikovati od prikazanog.

Naini spajanja buenih zdenaca su takoer istovjetni nainima spajanja kopanih zdenaca.

-74-

Proraun dotoka u pojedinane vertikalne vodozahvate (zdence) ovisi o osnovnim sluajevima strujanja podzemne vode prema zdencima, a koji se razlikuju prema:

(I) vrsti strujanja: (Ia) zdenci u strujanju sa slobodnim vodnim licem (obini zdenci),

(Ib) zdenci u strujanju pod tlakom (arteki ili subarteki zdenci).

(II) dubini prorupanog dijela zdenca: (IIa) potpuni zdenci,

(IIb) nepotpuni zdenci.

Dotok prema obinom zdencu promatra se kao dotok prema (a) potpunom obinom zdencu i prema (b) nepotpunom obinom zdencu, slika 1.5::16.

-75-

Slika 1.5::16 Strujanje podzemne vode prema obinom zdencu (a) potpuni zdenac; (b) nepotpuni zdenac

1 povrina terena; 2 vodonosni sloj; 3 vodonepropusni sloj; 4 statika razina podzemne vode; 5 depresijska ploha

(a) Dotok, Qpo [m3 s-1], prema potpunom obinom zdencu, slika 1.5::16(a), dobiven je pod analognim pretpostavkama (Dupuit) kao i dotok u galeriju. Dan je izrazom:

gdje su:

Ro radijus utjecaja zdenca, [m], ro unutarnji radijus zdenca, [m].

(1.5-05)

-76-

(b) Dotok, Qno [m3 s-1], prema nepotpunom obinom zdencu, slika 1.5::16(b), ne moe biti dobiven na temelju Dupuitove postavke, jer postoji strujanje i s izrazitim vertikalnim komponentama brzine, koje nije zanemarivo. Radi toga je izvod formula za dotok prema ovome tipu zdenca vrlo sloen (moe se npr. upotrijebiti teorija potencijalnog strujanja), tako da se za praktine potrebe koristi gotovim formulama kao npr. formulom Girinskog:

gdje je so [m] snienje razine podzemne vode u zdencu.

Formula vrijedi ako je ho < Ho/3.

Dotok vode prema artekom ili subartekom zdencu takoer se promatra kao dotok prema (a) potpunom artekom ili subartekom zdencu i prema (b) nepotpunom artekom ili subartekom zdencu, slike 1.5::17.

(1.5-06)

-77-

Slika 1.5::17 Strujanje podzemne vode prema artekom ili subartekom zdencu (a) potpuni zdenci; (b) nepotpuni zdenac

(a1) i (b1) arteki zdenac; (a2) i (b2) subarteki zdenac

1 povrina terena; 2 vodonepropusni krovinski sloj; 3 vodonosni sloj; 4 vodonepropusni sloj; 5 statika razina podzemne vode; 6 depresijska ploha

-78-

Naime, sa slike 1.5::17 je oito da je za hidrauliki proraun artekog ili subartekog zdenca sasvim nevano da li je razina podzemne vode u zdencu iznad povrine terena (arteki zdenac) ili unutar visine krovinskog vodonepropusnog sloja (subarteki zdneac). Zato e se naredne analize odnositi na oba ova tipa zdenaca.

(a) Dotok, Qpas [m3 s-1], prema potpunom artekom, slika 1.5::17(a1), ili potpunom subartekom zdencu, slika 1.5::17(a2), analogno kao i kod potpunog obinog zdenca, dan je izrazom:

gdje je M [m] debljina sloja podzemne vode pod tlakom, a Ho [m] oznaava visinu koja odgovara tlaku podzemne vode u vodonosnom sloju.

(b) Dotok, Qnas [m3 s-1], prema nepotpunom artekom, slika 1.5::17(b1), ili nepotpunom subartekom zdencu, slika 1.5::17(b2), takoer ne moe biti dobiven na temelju Dupuitove postavke, tako da se za proraun takovog zdenca moe koristiti npr. formula Babukina:

(1.5-07)

(1.5-08)

gdje je a [m] dubina uronjenja prorupanog dijela zdenca u vodonosnom sloju. Formula vrijedi ako je a < M/3.

-79-

Naglasimo da svi prethodni izrazi vrijede za proraun dotoka samo prema jednom zdencu, pri emu je kod zdenaca pod tlakom snienje razine podzemne vode linearno proporcionalno s dotokom, dok je kod zdenaca u strujanju sa slobodnim vodnim licem ta veza nelinearna.

Ova je injenica bitna za proraun dotoka prema grupi zdenaca, jer se u sluaju linearne ovisnosti dotoka i snienja moe primijeniti naelo superpozicije na kojemu se onda dalje izvode formule za dotok prema zdencima.

Meutim, kod nelinearne ovisnosti proraun dotoka prema grupi zdenaca je osjetno sloeniji.

-80-

1.5.3 3. Graevine za kaptau izvora

Izvori predstavljaju prirodno izlaenje podzemnih voda na povrinu terena.

Zbog (u pravilu) visoke zdravstvene kvalitete izvorske vode, kao i relativno jednostavnog naina njenog zahvaanja, nastoji se uvijek za vodoopskrbu, ako je ikako mogue, koristiti izvorsku vodu.

Najopenitije, postoje dvije vrste izvora:

(1) uzlazni izvori,

(2) silazni izvori.

(1) Uzlazni izvori se formiraju probijanjem u povrinske slojeve tla podzemnih voda pod tlakom, a kao rezultat naruavanja vrstoe vodonepropusnih krovinskih slojeva.

(2) Silazni izvori nastaju kao rezultat isklinjavanja na povrinu tla vodonosnih slojeva koji lee na vodonepropusnoj podlozi i sadre vodu bez tlaka.

Graevine za zahvaanje izvorske vode nazivaju se kaptae, a proces sakupljanja izvorske vode naziva se kaptiranje izvora.

-81-

Ove graevine se razliito izvode, ovisno o vrsti izvora.

(a) Kaptiranje uzlaznih izvora, slika 1.5::18(a), se provodi kaptanom graevinom u vidu vodne komore (vodospreme) koja se izvodi nad mjestom najjaeg izviranja vode. Ako voda izvire kroz ispucali stjenski povrinski sloj, tada taj sloj treba oistiti i u sluaju iznoenja vrstih estica ugraditi filtar. Filtar treba izvesti i ako voda izvire kroz povrinski pjeskovitoljunani sloj.

Slika 1.5::18 Sheme kaptiranja (a) uzlaznog izvora; (b) silaznog izvora

1 vodna komora; 2 zasunska komora; 3 filtar; 4 kosa krila; 5 ventilacijska cijev; 6 normalna (radna) razina vode; 7 najvia dozvoljena razina vode; 8 odvodni cjevovod; 9 preljevna cijev; 10 ispusnopreljevna cijev;

11 - otvori; 12 povrina terena; 13 nepropusni glineni sloj

-82-

(b) Kaptiranje silaznih izvora takoer se ostvaruje posredstvom vodne komore smjetene na mjestu najjaeg izviranja vode. U veini sluajeva, radi to potpunijeg zahvaanja vode, izvode se graevine u obliku brana ili uspornih zidova, okomito na osnovni smjer strujanja podzemne vode.

Na slici 1.5::18(b) prikazan je primjer kaptane graevine za zahvaanje vode silaznih izvora. Voda ulazi u vodnu komoru kroz otvore u prednjem zidu, zasute s vanjske strane (ljunanim) filtrom. Prema vodnoj komori se obostrano prikljuuju kosa krila koja pregrauju vodni tok.

Radi odvoenja vode potroaima, mogunosti njenog prelijevanja i pranjenja vodne komore, predviena je kod obje kaptane graevine izvedba zasunske komore, opremljena cijevima i vodovodnim armaturama.

Mogunost prelijevanja vode iz vodne komore je potrebno osigurati da bi se iskljuilo eventualno formiranje uspora vode, jer bi to moglo izazvati smanjenje izdanosti izvora, a u nepovoljnijem sluaju ak i pojavu da izvor nae drugi izlaz na povrinu, zaobilazei kaptanu graevinu.

Konstrukcije kaptanih graevina mogu imati, u odnosu na prethodno opisane, i brojne posebnosti, poto lokalni geoloki, hidrogeoloki i topografski uvjeti u svojim kombinacijama nalau u pojedinanim sluajevima posebne mjere kod njihove izvedbe.

-83-

1.6. CRPNE STANICE

Crpna stanica je graevina s pripadnom elektrostrojarskom opremom, kojom se voda crpi i podie (potiskuje) na tlanu visinu potrebnu za osiguranje zahtijevane raspodjele vode potroaima.

Crpne se stanice koriste ako izvorite nema energijskog potencijala u odnosu na vodoopskrbno podruje, ili je raspoloivi nedovoljan, pa ga treba postii (osigurati) na umjetni nain.

Sukladno slikama 1.2::03 do 1.2::05, poloaj crpnih stanica i njihova izvedba su, izmeu ostaloga, diktirani poloajem i kapacitetom vodozahvata, poloajem vodoopskrbnog podruja i vodospreme (vodotornja), mogunostima proirenja vodoopskrbnog sustava te imovinsko - pravnim odnosima.

Osnovne dijelove crpne stanice, slika 1.6::01, ine:

(1) crpke (crpni agregati),

(2) crpni spremnik,

(3) strojarnica,

(4) komandna prostorija.

Crpne stanice u pravilu sadre i opremu za eliminiranje i ublaavanje vodnog udara.

-84-

1.6.1. CRPKE

Crpke su osnovni element crpne stanice, kojima je podreena njena cjelokupna konfiguracija i konstrukcija.

Crpka, odgovarajueg kapaciteta i visine dizanja, s pogonskim strojem (u pravilu elektromotorom) odreene snage i postoljem, zajedno ine crpni agregat.

U vodoopskrbi se uglavnom koriste centrifugalne crpke, koje rade na principu transmisije centrifugalne sile na masu vode u energiju njenog strujanja (dizanja) kroz cjevovod. Kapaciteti centrifugalnih crpki su od nekoliko do vie stotina litara u sekundi, s visinom dizanja takoer do nekoliko stotina metara.

Podjela centrifugalnih crpki mogua je po razliitim kriterijima, kao npr. prema:

(i) broju okretnih kola: jednostupanjske i viestupanjske,

(ii) prikljuku usisne cijevi: radijalne, aksijalne i mjeovite,

(iii) poloaju elektromotora: u suhom (suhe izvedbe) i u mokrom (mokre izvedbe, potopljene,

uronjene ili podvodne),

(iv) poloaju osi crpke: horizontalne i vertikalne,

(v) visini dizanja vode, H [m]: niskotlane, H < 80 [m], srednjetlane, 80 < H < 200 [m] i

visokoltlane, H > 200 [m].

-85-

Neke od spomenutih vrsta i naina ugradnje centrifugalnih crpki prikazani su na slici 1.6::01.

Slika 1.6::01 Dijelovi crpne stanice s vrstama centrifugalnih crpki i nainima ugradnje (a) vertikalna crpka suhe izvedbe; (b) vertikalna crpka mokre izvedbe; (c) horizontalna radijalna crpka suhe izvedbe;

(d) horizontalna aksijalna crpka suhe izvedbe

1 crpka; 2 crpni spremnik; 3 strojarnica; 4 komandna prostorija

U biti, proraun crpke (ili crpki) svodi se na definiranje snage elektromotora, kojime se masa vode s jedne toke (npr. izvorita) crpi i potiskuje na drugu (npr. vodospremu).

Izraz za snagu, P [kW], na os crpke proizlazi iz energije potrebne za obavljanje odreenoga rada u jedinici vremena i savladavanje unutarnjih otpora crpke. Ako se radi o vodi ( = 1000 [kg m-3]), tada izraz za snagu poprima oblik:

-86-

gdje su:

Q - protok (koliina crpljenja), [m3 s-1],

Hman - manometarska visina dizanja (vode), [m],

- koeficijent korisnog djelovanja crpke, [1].

Gornji izraz daje teoretsku snagu crpke.

Za savladavanje tromosti sistema (polazni otpori) potrebno je jo oko 15 [%] rezervne snage. Iznos rezerve ovisi, kako o veliini sistema, tako i od uvjeta rada.

Snaga crpke koja ukljuuje i rezervnu snagu, naziva se instalirana snaga crpke, Pi.

(1) Protok, odnosno koliina crpljenja, Q, ovisi s jedne strane o potrebnim koliinama vode, a s druge strane o reimu rada crpki, odnosno trajanju crpljenja.

(1.6-01)

Iz dosadanjih se analiza vodoopskrbnih sustava, slike 1.2::03 do 1.2::04, uoavaju dva osnovna poloaja crpnih stanica prema ostalim graevinama u vodoopskrbnom sustavu.

(a) crpne stanice s izravnim potiskivanjem vode (glavnim dovodnim cjevovodom) od vodozahvata do vodospreme, slika 1.2::04(d) do (f), ili s potiskivanjem vode (glavnim dovodno opskrbnim cjevovodom) u razdjelnu mreu i/ili vodospremu, slika 1.2::04(a) do (c).

(b) crpne stanice s izravnim potiskivanjem vode u glavni opskrbni cjevovod i razdjelnu mreu, slika 1.2::03.

-87-

Ako u vodoopskrbnom sustavu postoji i ureaj za kondicioniranje vode, tada se u prvom sluaju voda najprije potiskuje do ureaja, a zatim (ako je s obzirom na lokalne visinske odnose potrebno) od ureaja do vodospreme, ili od ureaja u glavni dovodno opskrbni cjevovod, a posredstvom njega i u vodospremu. U drugom sluaju voda se takoer najprije potiskuje do ureaja za kondicioniranje vode, a potom u glavni opskrbni cjevovod i razdjelnu mreu.

Prema tome, u prvom e sluaju koliina crpljenja iznositi:

a u drugom, u satu najvee potronje:

(1.6-02)

(1.6-03)

gdje su:

Qmax - najvea dnevna potronja vode, [m3 d-1],

qmax - najvea satna potronja vode, [m3 s-1],

tp - vrijeme crpljenja [s d-1].

Vrijeme crpljenja je kod prorauna crpnih stanica vrlo znaajan ekonomski faktor, za koji treba nastojati da ne prijee ukupno 16 [h] dnevno, a samo iznimno 20 [h] dnevno.

-88-

(2) Manometarska visina dizanja, Hman, je visina koju crpka treba savladati da bi se voda mogla prepumpavati, slika 1.6::02.

Slika 1.6::02 Definicijska shema manometarske visine dizanja

-89-

Definirana je izrazom:

gdje su:

Hst - statika visina dizanja, [m ],

H - ukupni hidrauliki gubici zbog teenja vode kroz usisnu cijev i tlani cjevovod, [m],

Hst,us - usisna statika visina dizanja, [m], jednaka geodetskoj visinskoj razlici izmeu najnie razine vode u crpnom bazenu (vodozahvatu) i osi crpke,

Hst,tl - tlana statika visina dizanja, [m], jednaka geodetskoj visinskoj razlici izmeu osi crpke i najvie razine vode u vodospremi,

Hus - hidrauliki gubici (linijski i lokalni) zbog teenja vode kroz usisnu cijev, [m],

Htl - hidrauliki gubici (linijski i lokalni) zbog teenja vode kroz tlani cjevovod, [m].

Dakle, statika visina dizanja, Hst, i ukupni hidrauliki gubici , H, prikazani su kao:

Hidrauliki gubici, Hus, definirani su izrazom:

(1.6-05)

(1.6-06)

(1.6-04)

(1.6-07)

-90-

a hidrauliki gubici, Htl, izrazom:

(1.6-08)

gdje je m [1] broj mjesta lokalnih gubitaka na usisnoj cijevi i tlanom cjevovodu.

Uz ove, pojedine oznake sa slike 1.6::02 imaju slijedee znaenje:

vus - brzina vode u usisnoj cijevi, [m s-1],

Lst - duljina usisne cijevi, [m],

Ltl - duljina tlanog cjevovoda, [m],

Dst - unutarnji promjer usisne cijevi, [mm],

Dtl - unutarnji promjer tlanog cjevovoda, [mm].

Poto je najee:

(1.6-09)

gdje je vtl brzina vode u tlanom cjevovodu, [m s-1].

U praktinim se problemima obino izostavljaju lokalni gubici u tlanom cjevovodu, zbog njihovog neznatnog doprinosa manometarskoj visini dizanja.

-91-

Isto tako, ne treba smetnuti s uma da je zbog eliminacije diskontinuiteta toka u usisnoj cijevi i pojave kavitacije praktiki potrebno osigurati:

(1.6-10)

U prethodnim je analizama potisni cjevovod od crpne stanice do rezervoara nazvan tlanim. To je uinjeno stoga to se u inenjerskoj praksi potisni cjevovodi ee nazivaju tlanima, dakle, prema nainu a ne prema uzroku teenja, jer je (za razliku od gravitacijskih) kod potisnih sustava teenje uvijek pod tlakom. Radi toga se i ovdje priklonilo, za praksu uobiajenijem, nainu imenovanja i oznaavanja

Kod vee duljine, naroito tlanog cjevovoda, njegov unutarnji promjer je bitna ekonomska kategorija, koji proizlazi na bazi analize trokova izgradnje i odravanja (pogona) crpnog sistema.

Za praktine potrebe moe se kod preliminarnih analiza uzeti da je ekonomian promjer, D [mm]:

(1.6-11)

gdje je Kp [1] koeficijent ovisan o trajanju crpljenja, tp, a Q koliina crpljenja u [m3 s-1]. Orijentacijski se obino uzima Kp = 1.50.

-92-

(3) Koeficijent korisnog djelovanja, , je promjenljiva veliina za pojedine odnose Q i Hman crpnih agregata, slika 1.6::03, i bitno ovisi o njihovoj konstrukciji.

Naime, svaki agregat ima svoje unutarnje gubitke uslijed trenja, tako da se uvijek unijeta energija ne iskoristi 100 [%], ve reducirano na koeficijent korisnog djelovanja, .

Najsvrsishodnije je koristiti crpne agregate kod max.

Slika 1.6::03 Odnos Q H, Q P i Q

Krivulje Q H, Q P i Q sa slike 1.6::03 su tri osnovne krivulje karakteristika crpke.

-93-

Osim ovih krivulja, kod analize rada crpki esto je od interesa i krivulja crpnog sustava.

Ova se krivulja dobije raunanjem manometarske visine dizanja za razliite protoke, slika 1.6::04. Njeno je ishodite u statikoj visini dizanja, Hst, za protok Q = 0.

Ako se na isti graf nacrta i Q H krivulja crpke, dobije se sjecite ovih dviju krivulja. Toka sjecita je radna toka crpnog sustava koja pokazuje ostvareni kapacitet i visinu njegovog dizanja.

Slika 1.6::04 Krivulja crpnog sustava i radna toka

-94-

Kod projektiranja crpnih stanica izbor crpki provodi se iz proizvodnih kataloga na temelju karakteristika crpki, tj. Q H, Q P i Q krivulja, budui da su svi crpni agregati tipizirani. Jedan takav dijagram karakteristika podvodnih crpki, primjerenih za crpljenje vode iz buenih zdenaca, prikazan je na slici 1.6::05.

S ovoga dijagrama moemo oitati da je npr. za koliinu crpljenja Q = 30 [l s-1], i manometarsku visinu dizanja Hman = 50 [m], potrebna crpka tipa PC 125 2 ili dvije crpke (svaka za Q = 15 [l s-1]) tipa PC 100 5, spojene u paralelnom radu.

Slika 1.6::05 Dijagram karakteristika podvodnih crpki

-95-

Kod izbora veliine i broja crpki treba respektirati injenicu da je u pogonskom pogledu sigurnije, iako skuplje, odabrati vie crpki manjeg kapaciteta, nego samo jednu potrebne veliine. Ovakav je pristup naroito opravdan za sluaj fazne izgradnje vodoopskrbnog sustava, kada poetne potrebe za vodom, u odnosu na konane, iznose samo dio.

I kod najmanjih pogona uvijek predviamo barem dvije crpke istih karakteristika, od kojih je jedna radna a jedna rezervna.

1.6.2. CRPNI SPREMNIK, STROJARNICA I KOMANDNA PROSTORIJA

(1) Crpni spremnik je prostor koji slui za sakupljanje i zadravanje (retenciju) vode koja se prepumpava, slike 1.5::02 i 1.6::01. Veliina mu bitno ovisi o reimu rada crpki i dotoka, pa se stoga on posebno dimenzionira. Kod veih crpnih stanica izvodi se vie crpnih spremnika meusobno odvojenih, kako bi se omoguila revizija i popravci bez prekida rada crpki.

Voda u crpni spremnik ulazi kroz jedan ili vie otvora (dovoda), direktno ili kroz reetke i mree. Na otvorima treba takoer postaviti zasune kako bi se crpni spremnik mogao povremeno prazniti.

Kod crpnih stanica s uronjenim crpkama, slika 1.6::01(b), prostor crpnog spremnika treba prilagoditi i gabaritima crpki.

U sluaju crpki suhe izvedbe, u crpnom spremniku se postavlja poetak usisne cijevi opskrbljene usisnom koarom, slika 1.6::01(a), (c) i (d).

Crpni spremnik mora imati otvor i elemente za komunikaciju (reviziju), ventilacijski otvor i preljev koji se aktivira kod visine punjenja koja prelazi doputenu. Takoer, dno crpnog spremnika se izvodi u padu do najnie kote (toke) gdje se (radi pranjenja spremnika) izvodi muljni ispust.

-96-

(2) Strojarnica slui za smjetaj crpnih agregata, kontrolnih instrumenata, krajeva usisnih cijevi i poetaka potisnih cjevovoda s pripadajuim fasonskim komadima i vodovodnim armaturama (radi spajanja crpnih agregata u jedinstveni tlani sustav), te druge opreme.

Strojarnica mora biti izvedena s odgovarajuim otvorima za komunikaciju, odravanje, montau i demontau opreme. U sluaju teke opreme postavlja se i dizalica. I unutar ovog prostora treba osigurati ventilaciju, a po potrebi i grijanje.

Kod manjih crpnih stanica s uronjenim crpkama, slika 1.6::01(b), strojarnice uope nema.

(3) Komandna prostorija je prostor koji sadri potrebnu elektronsku opremu za automatsko upravljanje crpnim agregatima, odnosno radom crpne stanice. Automatski rad se sastoji u ukapanju i iskapanju crpki sukladno njihovom reimu rada. Pored ovoga, automatika obuhvaa i jednoliko radno optereenje svih crpki, ukljuujui i rezervne.

U objektu crpne stanice je potrebno realizirati i energetski prikljuak, u skladu sa zahtjevima elektrodistribucijskog poduzea, pa se esto uz crpnu stanicu (naroito za crpne stanice velikog instaliranog kapaciteta) izvodi i transformatorska stanica.

-97-

Zbog startanja i mogunosti (kontroliranog ili nekontroliranog) zaustavljanja pogona jednog ili svih crpnih agregata, promjene optereenja, te brzog zatvaranja cjevovoda, kod crpnih se stanica moe javiti vodni udar. Zato crpne stanice najee sadre i opremu za zatitu od vodnog udara. U naelu, proraun vodnog udara radi se za sluajeve kada je duljina tlanog cjevovoda vea od 50 [m], a visina dizanja od 20 [m]. Ako se ukae potrebnim, zatita od vodnog udara se obino provodi ugradnjom:

(1) povratnog ventila koji se sporije zatvara, tako da dio povratne vode proputa kroz crpku nazad,

u crpni spremnik,

(2) obilaznog cjevovoda s kontrolnom zapornicom koja se otvara kad tlak poraste iznad doputenog, takoer proputajui vodu natrag, u crpni spremnik,

(3) zranog kotla koji ima zadatak (a) da kompenzira smanjenje tlaka u cjevovodu, odnosno da spreava prekidanje vodnog stupca kada se udarni val rasprostire od crpke i (b) da amortizira udarni val kada se on rasprostire prema crpki,

(4) vodne komore koja nadomjeta vodu izgubljenu u gibanju i amortizira povratni udarni val. Primjena vodne komore dolazi u obzir ako za njen smjetaj postoje povoljni visinski odnosi u okolini crpne stanice.

-98-

1.7. KONDICIONIRANJE VODE

Kondicioniranje vode je proces za postizanje svojstava pitke vode i koncentracije tvari ispod maksimalno doputenih vrijednosti.

Dakle, kondicioniranje vode je uvijek neophodno ako se utvrdi da izvorina voda ne odgovara propisanim standardima kvalitete.

Stoga je uvijek najprije potrebno odrediti zahtijevane parametre kvalitete vode prirodnog izvorita, kako bi se mogla ustanoviti neophodnost i karakter njenog kondicioniranja.

1.7.1. ZAHTJEVI KVALITETE VODE

Zbog izuzetnog znaaja zdravstvene ispravnosti vode namijenjene za opskrbu stanovnit