Univerzitet u Nišu.pdf

Univerzitet u Nišu

Mašinski fakultet

Maja D. Nasković

ZAVRŠNI RAD

Niš, 2012.god

Univerzitet u Nišu

Mašinski fakultet

Vodosnabdevanje Prokuplja iz akumulacije Bresnica

ZAVRŠNI RAD

Osnovne akademske studije

Kandidat: Predmetni profesor:

Maja D. Nasković 497/09 Prof. dr. Dragica Milenković

Niš, oktobar 2012

3

Vodosnabdevanje Prokuplja iz akumulacije Bresnica

Rezime

Prvi deo završnog rada posvećen je pumpnim stanicama i vodovodima, sa posebnim

osvrtom na potrebe koje neprestano rastu zbog povećane potrošnje.

Centralni deo rada posvećen je opisu vodovoda grada Prokuplja, transportu vode od

akumulacije Bresnica do rezervoara visoke zone i pumpnoj stanici Draganja, tehničkom

opisu pumpne stanice.

Na kraju rada navedene su odgovarajuće opreme na rezervoaru, bunaru i pumpnoj

stanici da bi se omogućilo brže, efikasnije i preciznije očitavanje parametara neophodnih

za kvalitetnije i efikasnije vodosnabdevanje grada Prokuplja.

Ključne reči:

Pumpa

Cevovod

Transport

Voda

Rezervoar

Sadržaj

UVOD .................................................................................................................................5

1.OPŠTI POJMOVI O PUMPNIM STANICAMA I VODOVODNIM SISTEMIMA ...........6

1.1 KLASIFIKACIJA PUMPNIH STANICA ..................................................................8

1.2 PODELA PUMPI .................................................................................................... 10

1.3 USLOVI ZA IZGRADNJU DOBROG PROJEKTA PUMPNE STANICE .............. 14

1.4 ISPITIVANJE PUMPI ............................................................................................. 14

2. KLASIFIKACIJA VODOVODA ................................................................................... 15

3. POTROŠNJA VODE U NASELJIMA ........................................................................... 18

4. OPIS VODOVODA GRADA PROKUPLJA .................................................................. 20

4.1 PREGLED RAZVOJA SISTEMA VODOSNABDEVANJA PROKUPLJA ............ 20

4.2 SADAŠNJE STANJE VODOSNABDEVANJA GRADA PROKUPLJA ................. 21

4.3 IZVORIŠTA VODE VODOVODA GRADA PROKUPLJA .................................... 21

4.4 OPIS POSTOJEĆEG STANJA ................................................................................ 23

4.5 TEHNIČKI OPIS PUMPNE STANICE ................................................................... 28

4.6 TRANSPORT VODE OD PUMPNE STANICE DRAGANJA DO REZERVOARA

NISKE ZONE ................................................................................................................... 31

4.7 RASPOLOŽIVI REZERVOARSKI PROSTOR....................................................... 32

5. AKUMULACIJA BRESNICA I TRANSPORT VODE DO REZERVOARA U

PROKUPLJU ....................................................................................................................... 33

5.1 TEHNIČKI OPIS ..................................................................................................... 36

6. OPREMA NA OBJEKTIMA ......................................................................................... 39

6.1 OPREMA NA REZERVOARU ............................................................................... 39

6.2 OPREMA NA BUNARIMA .................................................................................... 40

6.3 OPREMA NA PUMPNOJ STANICI ....................................................................... 40

7. ZAKLJUČAK ................................................................................................................ 41

8. LITERATURA............................................................................................................... 42

9. BIOGRAFIJA ................................................................................................................ 43

5

UVOD

Voda je neophodan element ljudskog življenja i okružen njom čovek tokom istorije

gradi postrojenja, kako bi vodu iskoristio za svoje potrebe. Ova postrojenja, nazvana

hidropostrojenjima poprimala su različite konstrukcijske oblike. Sva hidropostrojenja

imala su dve bitne namene: iskoristiti hidroenergiju za pokretanje mašina s jedne strane i

dovesti vodu na željeno mesto radi njenog korišćenja s druge. Hidroenergetska

postrojenja su složeni tehnički objekti, koji služe za pretvaranje hidrauličke energije u

mehaničku, a zatim u električnu i obratno, za pretvaranje električne i mehaničke u

hidrauličku energiju.

Hidroenergetska postrojenja predstavljaju funkcionalno jedinstvo hidrotehničkih

objekata, energetske i mehaničke opreme.

Sva hidroenergetska postrojenja se mogu svrstati prema nameni u sledeće osnovne

grupe:

Hidroturbinska postrojenja - hidroelektrane

Pumpna postrojenja

Pumpno akumulacione hidroelektrane

Plimske hidroelektrane

Hidropostrojenja specijalne namene

1.OPŠTI POJMOVI O PUMPNIM STANICAMA I

VODOVODNIM SISTEMIMA

Hidroenergetska postrojenja koja imaju zadatak da transportuju vodu sa nižeg nivoa

na viši nivo, sa mesta nižeg pritiska na mesto višeg pritiska, kao i da vodu transportuju na

velike udaljenosti nazivaju se pumpnim postrojenjima.

Svako pumpno postrojenje snabdevano je bar sa jednom mašinom- pumpom koja

’’obogaćuje’’ energijom vodu, tako da ona može da savlada sve otpore na svom putu kroz

cevovod, pritiske i više kote. Na slici.1 prikazana je principska šema jednog pumpnog

postrojenja.

Slika 1: Principska šema jednog pumpnog postrojenja

Pumpa se pogoni elektromotorom, dizel ili SUS motorom i drugim pogonskim

mašinama. Pumpa i pogonska mašina čine agregat. Zavisno od namene, pumpna

postrojenja su snabdevena i pomoćnom opremom koja treba da obezbedi nesmetan i

dugotrajan rad.

Pumpna postrojenja imaju široku primenu u tehničkoj praksi. Koriste se u sistemima

vodosnabdevanja, u poljoprivredi za navodnjavanje i odvodnjavanje polja, u

kanalizacionim sistemima, u sistemima odbrane priobalnih terena od poplave, dopremaju

vode u stanove visokih solitera, u sistemima podmazivanja itd.

7

Oblik pumpne stanice, odnosno sistem za transportovanje tečnosti u najopštijem

obliku prikazan je na slici 2 i sastoji se od:

1. Usisne korpe

2. Usisne cevi

3. Konfuzora

4. Pumpe

5. Difuzora

6. Povratne klapne

7. Zasuna

8. Potisne cevi

Slika 2. Pumpna stanica

Pumpna stanica, odnosno sistem za transportovanje tečnosti u najopštijem slučaju

prikazan je na slici 2. i sastoji se od: vodozahvata u kome je uronjena usisna crpna cev

(2), na čijem kraju je usisna korpa (1). Na usisnoj cevi (2), s druge strane nalazi se

konfuzor (3) koji se nadovezuje na centrifugalnu pumpu (4). S druge strane na izlazu iz

pumpe postavlja se difuzor (5), a zatim dolazi povratna klapna (6) i zasun (7) koji služi za

regulisanje protoka. Na zasun se postavlja odvodna potisna cev (8) kojom se voda dovodi

do sabirnog rezervoara (9).

1.1 KLASIFIKACIJA PUMPNIH STANICA

Uzajamni položaj pumpnog agregata i hidromašinske opreme u jednom

hidrauličkom sistemu pumpne stanice zavisi u prvom redu od:

Konkretne namene pumpne stanice (vodosnabdevanje, melioracija, otpadne vode,

energetske potrebe i dr. );

Od protoka za koji se pumpna stanica projektuje (mala sa protokom do 1 m3/s,

srednja sa protokom do 5 m3/s i velika sa protokom većim od 5m

3/s);

Vrste i tipa ugrađene pumpe (ili pumpi) spiralna ili višestepena, horizontalna ili

vertikalna, centrifugalna, zavojna ili osna;

Dozvoljene usisne visine ;

Lokalnih uslova (topografski i geološki uslovi) gde se pumpna stanica gradi;

Vrste vodozahvata (akumulacija, reka, čistoća vode).

Pumpne stanice mogu da se koriste i u građevinarstvu, rudarstvu, u sistemima za

navodnjavanje. Postoje i plivajuće pumpne stanice koje se koriste kada se nivo vode u

crpištu menja u širokim granicama. Pumpni agregat i prateća oprema postavljaju se na

splav, a veza sa potisnim cevovodom ostvaruje se pomoću specijalnih sferičnih spojnica.

Oblici pumpnih stanica su vrlo različiti. Prilagođavamo ih odgovarajućim crpnim

prilikama, tipu pumpe, načinu uzimanja vode, kao i prostornom rasporedu, zbog potrebne

usisne visine ponekad se prostorija za smeštaj pumpi spušta.

Za izbor broja i veličine agregata važnu ulogu imaju, pored čisto hidrauličkih

momenata koji proizilaze iz karakterističnih krivih cevovoda i pumpe, cena nabavke i

tekući pogonski troškovi. Za sve veće projekte pumpnih stanica treba povesti i proračun

ekonomičnosti. Pumpe jednakih karakteristika poželjne su u pumpnoj stanici radi

rezervnih delova i jednostavnijeg održavanja.

Pumpe istog principa rada razlikuju se po konstrukciji. Tako, centrifugalne i

dijagonalne pumpe mogu biti jednostepene i višestepene, a po položaju, horizontalne i

vertikalne. Horizontalne pumpe se postavljaju iznad nivoa vode u crpnom rezervoaru, a

samousisna visina crpljenja im je ograničena na maksimalno 5 ÷ 7 m. Vertikalne pumpe

su uronjene u vodu, a zavisno od dubine bunara pumpe izvode se kao kompletno uronjene

– uronjene sa elektromotorom (tzv. bunarske pumpe) ili sa uronjenim pumpnim delom i

motorom iznad vode.

Aksijalne (propelerne) pumpe po pravilu se izvode kao vertikalne jednostepene

pumpe uronjene u vodu sa pogonskim motorom iznad vode. Po konstrukciji mogu biti sa

fiksiranim položajem lopatica i sa lopaticama koje mogu da se zakreću.

Za viskoznije tečnosti upotrebljavaju se zupčaste i vijčane pumpe. Rade na principu

da potiskuju vodu između zubaca ili vijaka sa usisne na potisnu stranu.

Pumpe koje se najviše upotrebljavaju su svakako centrifugalne pumpe. Imaju široku

primenu počev od pumpe u automobilu, pumpi hidrofora u sistemu snabdevanja vodom,

pumpi vode u mašinama za sudove i veša...Upotrebljavaju se za male i srednje napore,

9

nemaju mogućnost samopumpanja, pa ne mogu transportovati male količine i raditi pri

malim brzinama fluida.

Veoma su zastupljene klipne pumpe. To su pumpe sa pravolinijskim kretanjem, a

kod njih se tečnost pomera pomoću klipa. Prema načinu rada mogu biti jednostrukog i

dvostrukog dejstva, a prema broju cilindara, jednocilindarske i višecilindarske.

Ejektorske (strujne) pumpe su poseban tip pumpi bez pokretnih delova. Najveća

upotreba ovih pumpi je na mestima gde treba postići veliki podpritisak kod usisavanja.

Strujne pumpe se kao samostalne pumpe retko primenjuju u vodosnabdevanju.

U zavisnosti od vrste i položaja vodozahvata mogu se izvesti sledeći oblici pumpnih

stanica: priobalna, kanalska, jezerska, kanalizaciona i industrijska.

Priobalna pumpna stanica - primenjuje se kod strmih obala vodotoka

Jezerska:

Kanalska:

Kanalizacione pumpe za transport otpadnih i fekalnih voda.

Industrijske pumpe, u zavisnosti od namene i tehnološkog procesa (napojne pumpe

za parne kotlove, hemijske za hemijsku industriju i dr.)

1.2 PODELA PUMPI

Pumpe se dele na vise načina:

Prema nameni – mogu biti za rad raznih mašina, kotlova i kondenzatora, pumpne

stanice za vodosnabdevanje naselja i gradova pitkom vodom, kanalizacione pumpne

stanice za otpadne i fekalne vode, pumpne stanice za snabdevanje industrije vodom

(pitkom i tehnološkom), pumpne stanice za termoelektrane, pumpne stanice za

odvodnjavanje rudnika podzemne i površinske eksploatacije, pumpne stanice za

navodnjavanje u poljoprivredi, pumpne stanice za druge specifične namene u

industriji.

Po načinu izvođenja - mogu biti u “suvom” i “mokrom” izvođenju.

Prema protoku – mogu biti pumpe za male i velike protoke.

Prema izvođenju – mogu biti pumpe s pravolinijskim kretanjem, pumpe sa

rotacionim kretanjem kao centrifugalne, vijačne i zupčaste, a posebna izvođenja su

mlazne pumpe.

Prema geodezijskoj visini – mogu biti pumpe s malom i velikom geodezijskom

visinom.

S obzirom na vrstu pumpe - mogu biti sa centrifugalnim horizontalnim i

vertikalnim pumpama, zavojnim, i osnim (propelernim) pumpama.

11

Po načinu upravljanja - mogu biti sa ručnim upravljanjem (svi radovi vezani za

pogon pumpe, kao sto je uključivanje, isključivanje i kontrola rada agregata vrši

osoblje u pumpnoj stanici), automatizovane (sve operacije se izvode automatski u

pumpnoj stanici), daljinsko komandovanje (uključivanje, zaustavljanje i kontrola

rada pumpnih agregata izvodi se iz punkta, koji se nalazi van zgrade pumpne

stanice).

S obzirom na radni režim – mogu biti pumpne stanice koje su stalno u radu,

pumpne stanice koje rade sa prekidima, i pumpne stanice koje rade po određenom

programu - programirane pumpne stanice.

U odnosu na konfiguraciju terena - mogu biti površinske, ukopane i u šahtnom

izvođenju.

Oblik mašinske hale gde će biti smeštena pumpna stanica u prvom redu zavisi od

veličine i broja pumpnih agregata koji se u nju ugrađuju. Pored njih tu su i niz usisnih i

potisnih cevi sa odgovarajućom armaturom, električna razvodna tabla, prostor za

servisiranje i montažu pumpi za vreme godišnjeg remonta ili u slučaju havarije,

transportni uređaji (dizalice i kranovi). Pored toga zavisi i od namene, na primer: pumpne

stanice za snabdevanje naselja i mesta vodom razlikuju se od pumpnih stanica za

energetske potrebe ili navodnjavanje. Pumpne stanice moraju se prilagoditi radnim

uslovima, tipu pumpe, načinu zahvatanja vode i prostornom rasporedu. Uglavnom se

razlikuju dva načina postavljanja pumpi u pumpnoj stanici. Prvi “mokri” kada su pumpe

zaronjene i nalaze se ispod nivoa vode, pri čemu pumpa i motor mogu da budu postavljeni

iznad nivoa vode u crpnom vodozahvatu, ili da motor zajedno sa pumpom bude zaronjen

u vodu. Drugi “suvi” način postavljanja pumpi je kada se elektromotor i pumpa nalaze u

horizontalnom ili vertikalnom položaju u posebnoj prostoriji za pumpe, čime su lako

pristupačne i veoma je olakšano njihovo održavanje i opsluživanje.

Slika 3. “Suvi” i “Mokri” način postavljanja pumpi

Za izbor položaja pumpe odlučujući faktor je visina nivoa vode na usisnoj, odnosno

na dotočnoj strani pumpe. Ako nivo vode leži niže od najveće dozvoljene usisne visine

centrifugalne pumpe, tj 6 do 8 metara ispod površine zemlje, kao što je slučaj kod

dubokih zahvatnih bunara, tada se pumpe postavljaju zaronjene u vodu, “mokro”. Tada

postoje dve vrste izvođenja: pumpa za bušotine (duboke bunare) sa radijalnim ili

zavojnim radnim kolom i podvodne (utopne) motorne pumpe (sl 4-a,b). Kod prve motor

leži izvan vode na površini zemlje a kod druge motor je ugrađen zajedno sa pumpom i

čine kompaktnu celinu, koja je potopljena u vodi.

Za veće protoke i male napore stoje na raspolaganju pumpe sa zavojnim kolom, kao

i propelerne i osne pumpe sličnog oblika, kao i za bušotine. Kod svih pobrojanih pumpi,

sama pumpa je postavljena u potisnu cev. Isto tako, moguće je uzeti i obične pumpe sa

spiralnim kućištem i sa potisnim cevovodom, koji je postavljen po strani paralelno sa

osom pumpe. Takav oblik je ređi (sl 4-c).

Slika 4. Smeštaj pumpi u pumpnoj stanici

Tri različita postavljanja pumpi za podjednake crpne uslove slika 5:

A) Sa “suvo” postavljenim vertikalnim pumpnim agregatima sa spiralnim kućištem

B) Sa “suvo” postavljenim horizontalnim pumpnim agregatima

C) Sa “mokro” postavljenim pumpnim agregatima sa zavojnim radnim kolom

Slika 5. Postavljanje pumpi za podjednake crpne uslove

13

Moguće je objediniti “mokri” i “suvi” način postavljanja pumpnih agregata sa

ciljem da se dosegne i do niskih nivoa vode za pumpe visokog pritiska. To se može

postići postavljanjem jedne zaronjene pumpe sa zavojnim radnim kolom ili sa zaronjenom

propelernom pumpom, kako je prikazano na slici 6.

Slika 6. Zaronjena pumpa

Pumpe se mogu podeliti prema različitim kriterijumima. Osnovna podela u Evropi je

na osnovu specifičnog broja obrtaja, kao što je to prikazano na slici 7.

Tako postoje:

sporohodo radno kolo nHq= 12 - 35 (1/min)

brzohodo radno kolo nHq= 35 - 80 (1/min)

poluaksijalno (dijagonalno) radno kolo nHq= 80 - 160 (1/min)

aksijalno radno kolo nHq= 200 - 400 (1/min)

Slika 7. Oblici radnih kola

1.3 USLOVI ZA IZGRADNJU DOBROG PROJEKTA PUMPNE STANICE

Poznavanje osobina tečnosti koja se transportuje.

Procena, što je moguće tačnija, protoka i to maksimalnog i delimičnog. To je najbolje

predstaviti u obliku dijagrama dnevnih potreba za jedan dan, i to: maksimalnog,

srednjeg i minimalnog. Pri tome se mora uzeti u obzir i eventualno povećanje protoka u

toku narednih godina.

Proračun odgovarajućih napora za razne pogonske uslove. U postrojenjima postoji

čvrst odnos između napora i protoka, a koji je najbolje prikazan karakteristikama

pumpe i cevovoda, koji je priključen na pumpnu stanicu.

Pumpe u pumpnoj stanici mogu se sprezati paralelno i redno.

1.4 ISPITIVANJE PUMPI

U praksi se pojavljuje potreba povremenog ispitivanja pumpi kako bi se utvrdile

njene radne karakteristike. To je potrebno činiti kod pumpi koje su duže vreme bile u radu

- gde je moglo doći do promena nekih radnih parametara, ili u situacijama kada nisu

poznati podaci za neku pumpu.

Ispitno postrojenje za ispitivanje pumpi, tj. za utvrđivanje njihovih radnih

karakteristika, može biti:

otvorenog tipa i

zatvorenog tipa.

Broj pumpi u pumpnoj stanici određuje se na osnovu tehničko-ekonomskog

proračuna, uzimajući u obzir i važnost vodovoda. Prema važnosti vodovoda određuje se

broj rezervnih pumpi, kao i asortiman rezervnih delova kojima mora da se raspolaže.

Prema tehničko-ekonomskom proračunu i važnosti vodovoda određuje se prečnik i broj

cevovoda do napornog rezervoara.

15

2. KLASIFIKACIJA VODOVODA

Pod vodovodima se, u širem smislu posmatrano, podrazumevaju kako cevovodi za

transport i distribuciju vode tako i sva postrojenja i uređaji koji su u funkciji

vodosnabdevanja. Tu spadaju vodozahvatni objekti, postrojenja za prečišćavanje vode i

njenu pripremu za upotrebu, pumpne stanice, rezervoari, uređaji za zaštitu od

hidrauličkog udara, vodotornjevi i dr. Koje od navedenih elemenata će vodovod da sadrži

zavisi od njegove namene, vrste i mesta izvorišta i drugih faktora.

Prema nameni vode razlikuju se:

vodovodi za pijaću vodu (regionalni, gradski, seoski i kućni vodovodi)

vodovodi za industrijsku (tehnološku) vodu

vodovodi za protivpožarno snabdevanje

vodovodi za polivanje zelenih gradskih površina i pranje ulica

vodovodi za navodnjavanje

višefunkcionalni vodovodi

Kao ilustracija, na slici 8. prikazane su šeme elemenata gradskog vodovoda sa

prethodnim napornim rezervoarom (a) i sa kontrarezervoarom (b).

Slika 8. Konfiguracija elemenata gradskog vodovoda

Vodozahvatni objekat ima zadatak da prihvati vodu iz reke ili jezera, onemogući

prodor grube mehaničke nečistoće i stvori povoljne uslove za usisavanje vode. Prema

položaju vodozahvatni objekti mogu biti priobalski ili u koritu reke (jezera). Crpne pumpe

imaju zadatak da usisaju vodu iz vodozahvatnog objekta i da je preko postrojenja za

prečišćavanje transportuju do rezervoara čiste vode. Crpne pumpe mogu biti smeštene u

zasebnom građevinskom objektu ili što je čest slučaj, mogu biti smeštene u zajedničkom

objektu sa vodozahvatom. Takođe, crpne pumpe mogu biti smeštene u zajedničkom

objektu sa potisnim pumpama. Potisne pumpne stanice imaju zadatak da vodu iz

rezervoara prečišćene vode transportuju do napornog rezervoara. Naporni rezervoar može

biti postavljen ispred potrošača (slika 8a), kada je na dovoljnoj geodezijskoj visini da

potrošačima neprekidno daje vodu pod određenim pritiskom. Naporni rezervoar (slika 8b)

može biti postavljen i iza potrošača. U tom slučaju njegov zadatak je da prihvati višak

vode koju pumpe šalju potrošačima i da obezbedi pritisak i potrebnu količinu vode u

periodu kada potisne pumpe ne rade.

Veći gradski vodovodi se obično snabdevaju sa više različitih izvorišta (reke, jezera,

bunara). Na slici 9. šematski je prikazan jedan gradski vodovod sa tri različita izvorišta

sirove vode. Napajanje vodom iz hidroakumulacijskog jezera je gravitacijsko, a voda iz

bunara se ne prečišćava.

Slika 9. Šema gradskog vodovoda sa tri različita izvorišta

Iz magistralne vodovodne mreže voda se distributivnim cevovodima vodi do

potrošača (zgrade, stana i (u njima) konkretno do svake slavine). Distributivne vodovodne

mreže su po pravilu razgranate.

Pritisak u delovima magistralne vodovodne mreže sa prethodnim napornim

rezervoarom zavisi od visine i udaljenja napornog rezervoara od potrošača. Veći gradovi

se snabdevaju vodom iz više različito lociranih napornih rezervoara.Gradski vodovodi su

po pravilu višefunkcionalni, zato što pored obezbeđenja pijaće vode, obezbeđuju i vodu

17

za gašenje požara, a vrlo često i vodu za polivanje zelenih površina, pranje ulica, kao i

potrebe industrijske vode.

Prema prirodi izvora vodosnadbevanja vodovodi mogu biti:

sa površinskim izvorima vodosnabdevanja (reke i jezera)

sa podzemnim izvorima vodosnabdevanja (bunarski) i

sa obe vrste izvora (i sa površinskim i sa podzemnim izvorima vodosnabdevanja).

Prema uzroku strujanja vodovodi mogu biti:

Gravitacijski (samotočni),

Sa pumpnom stanicom.

Kod gradskih i seoskih vodovoda razlikujemo spoljašnje (ulične) i unutrašnje

(dvorišne i kućne) vodovodne mreže. Od priključka na spoljašnju mrežu sve nadalje je

unutrašnja mreža. Ako je pritisak vode na priključku za spoljašnju mrežu nedovoljan da

potisne vodu do svih spratova višespratnih zgrada ili je pritisak vode na priključcima

potrošača na višim spratovima nedovoljan za njihov normalan rad, pritisak u unutrašnjoj

mreži se povećava hidroforskim postrojenjem. Za normalan rad potrošača vode u

domaćinstvima potreban nadpritisak na priključku za spoljašnju mrežu je 1 bar za

prizemlje, plus približno 0,5 bara za svaki sprat zgrade. Spoljašnje vodovodne mreže

manjih naselja su granate, kao i unutrašnje, dok su kod gradova one kombinovane.

Prstenastom mrežom obuhvataju se blokovi zgrada i značajni društveni, zdravstveni i

privredni objekti, a iz čvorova i deonica ove mreže prostiru se granate mreže. U

čvorovima prstenaste mreže nalaze se protivpožarni hidranti (za napajanje vatrogasnih

vozila). Zahtevani minimalni pritisak u hidrantima je 2,5 bara. Unutrašnja vodovodna

mreža u višespratnim zgradama je mešovite konfiguracije, gde su protivpožarni hidranti u

zgradi povezani prstenasto. Zbog spoljašnjih temperaturskih uslova, spoljašnja vodovodna

mreža se ukopava ispod zone dejstva spoljašnjih uticaja, a to je 0,8-1 metar ispod kote

terena.

Vodovodne cevi izrađuju se od livenog gvožđa, čelika, plastičnih masa (polietilena i

polivilinhlorida), mešavine azbesta i cementa (azbesno-betonske cevi) i armiranog betona.

Cevi od livenog gvožđa koriste se za vodovode u kojima pritisak ne prelazi 10 bara.

Lako se zaptivaju na mestima spojeva i dugovečne su ako se još za vreme izrade zaštite

odgovarajućim premazima od korozije. Zbog slabe elastičnosti osetljive su na promenjive

pritiske i često pucaju pri hidrauličkim udarima.

Čelične cevi imaju veliku mehaničku čvrstoću i elastičnost, zbog čega se koriste za

naporne i magistralne cevovode visokog pritiska (obično iznad 10 bara). Zbog dobrih

mehaničkih osobina čelične cevi se koriste u slučajevima kada se cevi polažu ispod

železničke pruge ili puta, kao i onda kada se vodovodi polažu u poroznom terenu i

seizmički osetljivom području. Veliki nedostatak čeličnih cevi je njihova osetljivost na

koroziju. Naporni i magistralni čelični cevovodi se obično zaštićuju premazima na bazi

bitumena i to za vreme polaganja cevovoda u zemlju, a mnogo se radi i na usavršavanju

raznih postupaka unutrašnje i spoljašnje plastifikacije zidova čelične cevi. Pocinkovane

čelične cevi su manjeg prečnika (do 50 mm) i imaju široku primenu kod distributivnih

cevovoda.

Plastične cevi su mnogo su lakše od metalnih, ne korodiraju, neosetljive su na

lutajuće struje, vrlo su glatke i imaju mali koeficijent trenja. Nedostatak im je što imaju

veći koeficijent linearnog širenja i malu zateznu čvrstoću. Izrađuju se za radne pritiske do

6 bara i prečnike do 250 (300) mm (cevi od tvrdog polietilena TPE cevi), odnosno za

prečnike do 125 (150) mm (cevi od savitljivog polietilena SPE cevi). Imaju veliku

primenu u distributivnim vodovodima (seoski i kućni vodovodi).

Azbestno-betonske cevi izrađuju se od mase koju čine 20-25 % azbestnih vlakana i

70-80 % portland cementa. Ove cevi ne korodiraju,imaju tanke zidove i glatke površine.

Osetljive su na udare i zbog toga zahtevaju posebno rukovanje pri transportu i

uskladištenju. Izrađuju se za radne pritiske do 12 bara i prečnike do 500mm.

Armirano-betonske cevi ne korodiraju pa se zbog toga koriste za transport

agresivne vode. Nedostatak im je što imaju veliku masu (zbog debelih zidova) i što su

osetljive na mehaničke udare. Izrađuju se za radne pritiske do 10 bara, a sa spoljašnjim

čeličnim cilindrom i za pritiske do 20 bara.

3. POTROŠNJA VODE U NASELJIMA

Prosečna dnevna potrošnja vode u domaćinstvima svedeno po stanovniku, kreće se u

granicama 100-200 l/dnevno. To je voda za piće, kuvanje, pranje sudova, umivanje,

ispiranje wc šolje, kupanje, pranje veša, čišćenje zgrade i dr. U selima se pijaća voda

koristi za pojenje stoke, zalivanja bašti, a u gradovima za potrebe javnih ustanova i

objekata (škole, bolnice, restorane, hotele, kasarne i dr.) i potrebe industrije. Voda se

koristi i neracionalno za zalivanje zelenih površina, pranje ulica, automobila. Pri

projektovanju vodovoda pijaće vode uzima se u obzir protiv požarna rezerva vode i mreža

protivpožarnih hidranata.

Potrošnja vode je promenjiva. Ona varira u godišnjem, mesečnom, dnevnom i

časovnom bilansu potrošnje. Potrošnja vode varira iz minuta u minut, pa i iz sekunde u

sekundu, ali se ove promene ne uzimaju u obzir prilikom proračuna vodovoda.

Promena godišnjeg bilansa potrošnje vode zavise uglavnom od klimatskih prilika,

režima rada industrijskih pogona, varijacije broja stanovnika (u turističkim mestima) i

slično.Sezonska promena potrošnje vode ocenjuje se prema mesečnim bilansima

potrošnje vode.Mesečna potrošnja vode zavisi od perioda u kom je mesecu, pa tako u

letnjem periodu veća je potrošnja vode.Dnevna potrošnja vode menja se svakodnevno, a

promene tokom godine kreću se u granicama od minimalne dnevne potrošnje (u danu

najmanje potrošnje) do maksimalne dnevne potrošnje (u danu najveće potrošnje).

Proračun vodovoda se vrši prema najvećoj dnevnoj potrošnji vode u tzv.

proračunskoj godini, a proračunska godina je zadnja godina njegovog planiranog širenja.

Vodovodi sa pumpnom stanicom mogu se projektovati bez napornog rezervoara samo u

slučajevima kada je časovna potrošnja vode vrlo mala, što je slučaj kod nekih

industrijskih objekata.

19

3.1 POTREBE ZA VODOM Vrsta potrebe Jedinica Količina vode u

litrima A Domaćinstva

1. Za piće i kuvanje Po stanovniku/dan 3-6

2. Za pranje sudova, kuvanje i

umivanje

Po stanovniku/dan 25-30

3. Za pranje veša Po stanovniku/dan 10-15

4. Za ispiranje wc šolje

-sa visoko postavljenim

vodokotlićem

jednokratno 6-12

-sa nisko postavljenim vodokotlićem jednokratno 12-20

-sa ispiračem pod pritiskom jednokratno 6-20

5. Za kupanje

-u kadi jednokratno 200-300

-pod tušem jednokratno 40-100

6. Za pranje automobila

-kofom jednokratno 20-50

-crevom jednokratno 100-300

7. Za zalivanje dvorišta i zelenih

površina

2-5

8. Za pojenje i pranje stoke

-krupna stoka Po 1 grlu/dan 40-60

-sitna stoka Po 1 grlu/dan 10-15

-pas Po 1 grlu/dan 2-5

B. Javne ustanove i objekti

1. Škole

-bez tuševa Učenik/dan 2-10

-sa tuševima Učenik/dan 20

-sa bazenom učenikdan 30-50

2. Bolnice Postelja/dan 250-300

3. Ambulante Pacijent/dan 12-15

4. Bioskopi, pozorišta Posetilac/dan 3-5

5. Hoteli Prenoćište/dan 250-300

6. Restorani Gost/dan 30-80

7. Kasarne Vojnik/dan 100-300

8. Tržnice Po m2/dan 3-5

9. Javni klozeti Po mokrioniku/dan 30

10. Ulična rasveta 1/s 5-10

11. Pranje ulica Po m2 2-10

Slika 11.Tabela potrebe za vodom potrošača u naseljenom mestu

Prokuplje danas ima 27 163 stanovnika, od kojih je 90 %, priključeno na

distributivnu mrežu. Specifična potrošnja stanovništva i ostalih komunalnih potrošača

dosta su varirale zavisno od raspoloživih količina vode na izvorištima i često su dovodile

do restrikcija u snabdevanju stanovnišva vodom. U periodu od 1985. do 1989.god.,

specifična potrošnja opala je od 110,7 l/st/dan na 100,5 l/st/dan. Za 2001.god. specifična

potrošnja je iznosila 130 l/st. na dan. Za sadašnji period usvojena je norma potrošnje vode

od 160 l/st. na dan, ova norma obuhvata potrebu u vodi ostalih komunalnih potrošača.Za

određivanje maksimalnih dnevnih količina vode, za stanovništvo i komunalne potrošače

usvojen je koeficijent neravnomernosti k =1,70.

4. OPIS VODOVODA GRADA PROKUPLJA

4.1 PREGLED RAZVOJA SISTEMA VODOSNABDEVANJA PROKUPLJA

Intezivan rast grada Prokuplja i prigradskih naselja nametao je potrebu za razvojem

infrastrukturnih objekata koji nisu u dovoljnoj meri pratili povećanje broja stanovnika i

razvoj industrijskih kapaciteta. Taj problem posebno je izražen u vodosnabdevanju.

Prvi vodovodni sistem grada Prokuplja izrađen je 1860.godine, a sastojao se u

kaptiranju izvora Gornja Stražava i dovođenja vode od izvora do grada. Sa razvojem

grada i povećanjem broja stanovnika krajem 19. i početkom 20. veka prouzrokovali su

potrebu za veću količinu pijaće vode tako da je krajem tridesetih godina prošlog veka kod

sela Bele vode kaptiran izvor Ševarine kapaciteta 10 l/s, od koga je voda gravitacionim

liveno-gvozdenim cevovodom prečnika 100 mm sprovedena do potrošača. Danas ovo

izvorište ima kapacitet oko 5 l/s, što zadovoljava potrebe usputnih potrošača u naseljima

Bele vode i Draganja, tako da sam grad ne može da računa na ove količine vode.Posle

intezivnog razvoja grada 1953.godine pristupilo se radovima u aluvionu reke Toplice na

lokalitetu Draganja, gde je izrađeno 14 bunara. Kapacitet izvorišta Draganja iznosio je 80

l/s, ali u toku eksplatacije došlo je do opadanja kapaciteta i pogoršanja kvaliteta vode u

bunarima bliskim reci Toplici. Nakon 1990.godine u eksploataciji su ostala samo 2 bunara

kapaciteta 10 l/s, ali su i oni danas van upotrebe zbog čestih presušivanja i zagađenja.

Zbog ovih problema 1975. godine pristupilo se istražnim i projektnim radovima,

odnosno izvođenju sistema za zahvatanje površinskih voda sa Velikog Jastrebca

izgradnjom brane i akumulacije na Bresničkoj reci. Sirova voda iz akumulacije se

gravitacionim cevovodom prečnika 250mm, dužine 2,8 km doprema do postrojenja za

prečišćavanje Bresnica, odakle se gravitacionim cevovodom prečnika 250mm i dužine

oko 18,5 km doprema do rezervoara visoke i srednje zone grada. Sistem Bresnica

projektovan je za kapacitet od oko 110 l/s, ali koristi se sa kapacitetom oko 70-80 l/s zbog

nepovoljnih hidrauličkih uslova rada.

Osamdesetih godina prošlog veka započeta je izgradnja brane i akumulacije Selova

na reci Toplici, koja je projektovana za dugoročno rešenje ne samo grada Prokuplja već i

opština Kuršumlija, Blaca, Žitorađa, Merošine, Doljevca i delom opštine Niš. U toku

21

1994. godine u eksplataciji je pušteno izvorište Hisar, koje je se nalazi na desnoj obali

reke Toplice u neposrednoj blizini grada. Ono se sastoji od četiri bunara dubine 120-150

m, gde se zahvata podzemna voda i distribuira potisnim cevovodom 250 mm, dužine oko

1,5 km do crpne stanice Draganja, odakle se potisnim cevovodom 200 mm distribuira u

gradsku mrežu. Kapacitet ovog izvorišta je oko 60 l/s.

4.2 SADAŠNJE STANJE VODOSNABDEVANJA GRADA PROKUPLJA

DISTRIBUTIVNA MREŽA

Vodosnabdevanje grada Prokuplja se danas ostvaruje preko dva vodosistema i to:

Vodosistem “ Hisar ”

Vodosistem “ Bresnica ”

Prema prirodi izvora vodosnabdevanja imamo obe vrste (i sa površinskim i sa

podzemnim izvorima vodosnabdevanja).

Prema uzroku strujanja u vodovodu strujanje je gravitacijsko (samootočno).

Distributivna mreža grada građena je po mešovitom sistemu, tj. sastoji se od

prstenaste i granate mreže. Cevovod je od liveno-gvozdenih, azbest cementnih, plastičnih,

čeličnih i pocinkovanih cevi. Najveći deo cevovoda je odavno izrađen i dobrim delom je

u lošem stanju. Njegova ukupna dužina distributivne mreže je oko 60 km.

Tokom eksplatacije došlo je do neadekvatnog proširenja prstenaste na račun granate

mreže, pa danas dužina primarne prstenasto-granate mreže iznosi oko 38 km sa prečicama

60 do 300 mm, dok dužina granate sekundarne mreže iznosi oko 22 km, sa prečicama

uglavnom manjim od 80 mm.

Današnju distributivnu mrežu grada u eksplatacionim uslovima karakteriše :

- podela u dve visinske zone (visoka , niska i srednja zona kao celina).

- napajanje mreže je iz dva pravca (sistem Bresnica i crpna stanica Draganja).

Distributivni sistem grada podeljen je na dve visinske zone:

- višu, koja obuhvata potrošače između kota 275,00 i 335,00 mnm.

- nižu i srednju, koje obuhvataju potrošače između kota 230,00 i 290,00 mnm.

U toku eksplatacije došlo je do prevezivanja mreže izmedu zona,što je donelo dosta

poremećaja u hidraulici mreže i u mnogome otežava njeno kontrolisanje i racionalno

upravljanje. Delimično razdvajanje visinskih zona ostvaruje se zatvaračima.

4.3 IZVORIŠTA VODE VODOVODA GRADA PROKUPLJA

Vodovodna mreža grada u sadašnjim uslovima eksplatacije snabdeva se iz dva

pravca :

- SISTEM “BRESNICA”

Iz akumulacije na Bresničkoj reci sirova voda se gravitacionim cevovodom prečnika

∅250 mm, dužine 2,8 km doprema do postrojenja za prečišćavanje FS “Bresnica”. Sirova

voda se uvodi u koagulator gde se meša sa aluminijum-sulfatom, koji se vezuje za

nečistoće i tako se talože u koagulatoru. Odatle voda dolazi do filter polja, gde se nalazi

kvarcni pesak. Iz filter polja voda ide u rezervoar čiste vode u kome se vrši hlorisanje

odnosno dezinfekcija. Iz rezervoara čiste vode, voda gravitacionim cevovodom prečnika

250-400 mm, dužine 18,5 km doprema do rezervoara visoke i srednje zone grada. Zbog

nepovoljnih hidrauličkih uslova rada dovodnog cevovoda od postrojenja za prečišćavanje

do rezervoara visoke i srednje zone grada Prokuplja, realni kapacitet ovog izvorišta je oko

80 l/s.

- PUMPNA STANICA “DRAGANJA“

Vodosistem “Hisar“se sastoji iz :

četiri bušena bunara na lokaciji “Grčki mlin“ i

pumpne stanice “Draganja“

Slika 12.Snimak grada Prokuplja

PS-Pumpna stanica “Draganja”

-bunari B1, B3, B4 i B5

-rezervoar “Hisar”

Sa izvorišta “Grčki mlin“ podzemna voda se potisnim cevovodom ∅250 mm, dužine

oko 1500 m, potiskuje do crpne stanice “Draganja”. Na pumpnoj stanici “Draganja“ se

23

nalazi zbirni rezervoar odakle se voda centrifugalnim pumpama potisnim cevovodom

∅300 mm distibuira u grad i to direktno u gradsku mrežu, dok višak vode odlazi u

rezervoar na “Hisar”. Ukupni kapacitet ovog izvorišta je oko 60 l/s.

4.4 OPIS POSTOJEĆEG STANJA

Ugrađene pumpe u bunarima “Grčki mlin” su:

Bunar B1

UPA 102/1

Snaga pumpe Protok pumpe Napor pumpe

P=22 kW Q=25 l/s H= 28 m

Pumpa je postavljena na dubinu od 16 m.

Bunar B3

UPA 86/3


P=15 kW Q= 15 l/s H= 35m

Pumpa je postavljena na dubinu od 21,5m

Bunar B4

PLEYGER


P=5,5 kW Q= 5 l/s H= 25m

Bunar B5

UPA 102/1


P=22 kW Q= 25 l/s H= 28m

Pumpa je postavljena na dubinu od 16 m.

Na pumpnoj stanici “ Draganja “ se nalaze tri višestepene centrifugalne pumpe (dve

spregnute paralelno dok treća pumpa služi kao rezerva), sledećih karakteristika:

Oznaka pumpe

VPN 150-3/R


P=55 kW Q= 30-45 l/s H= 87-60m

Slika 13. Utopna pumpa UPA

Pozicija Naziv

106 Usisno kućište

112 Zakolo

143 Usisno kućište

210 Vratilo

230 Kolo

412.1-2 O-prsten

503.1-2 Zaštitni prsten

507 Odbacivač

527 Konična košuljica

545.1-2 Ležajna čaura

748 Usisna korpa

752 Sedište ventila

753 Konični ventil

824 Provodnik

842 Kandšasta spojnica

Slika 14. Tabela specifikacije delova

25

Ove pumpe se koriste u slučajevima kada se nameće potreba crpljenja vode sa većih

dubina. Dobre osobine su niža cena koštanja pumpnog postrojenja kako u pogledu

opreme, tako i u pogledu građevinskog dela u odnosu na ostale, a zatim i niži troškovi

nadzora i održavanja, praktično bešuman rad, odsustvo problema oko usisavanja i

relativno visok stepen korisnosti.

Materijal izrade važnijih delova je:

- Usisno kućište - SL 20 - Zakolo - SL 20

- Vratilo – C 4171 - Kolo – SL 20

- Zaštitni prsten – CL ( Pcu Sn 10 ) - Usisna korpa – SL 20

Elektromotor je trofazni asihroni kaveznog tipa za radni napon 380 v i frekvenciju

50 Hz.

Od izvorišta do same pumpne stanice vodi cevovod dužine oko 1500 m sa

prečnikom cevi od 250 mm. Početak cevovoda je čvorište u koje se spajaju sva četiri

bunara cevima prečnika 200 mm, a završetak je u rezervoaru koji se nalazi uz objekat

pumpne stanice.

Slika 15. Karakterisktike pumpe UPA 102 pri 2900 obr/mi

Slika 16. Karakteristike pumpe UPA 86 pri 2900 obr/min

27

Slika 17. Bunarska šahta

1 – pumpa UPA

2 - st. potisni članci

4 - st. potisno koleno sa priključkom

5 - noseća obujmica

6 - prava cev sa prirubnicama i priključkom

7 - vodomer

8 - prava cev sa prirubnicama

9 - pljosnati zasun

10 - prava cev sa difuzorom

11 - d. nipli

12 - zasun

13 - manometar

14 - holender

15 - dupli nipli

16 - zasun

17 - pocinkovana cev

18 - koleno sa rubom

4.5 TEHNIČKI OPIS PUMPNE STANICE

Sama pumpna stanica nalazi se na periferiji Prokuplja, nedaleko od Hisara. U

mašinskoj zgradi pumpne stanice hidrograđevinska instalacija projektovana je za rad tri

pumpe. Do 2002. godine u pogonu su bile pumpe CVP6-3 proizvođača „Jastrebac“ Niš.

One su bile snage motora Pel = 75 kw, napora H = 90 – 114 m, protoka Q = 22 – 45 l/s i

broja obrtaja n = 1450 obr/min.

Novougrađene pumpe su tipa VPN 150-3 / R cije su karakteristike: Pel = 5 5 kw, H = 60

– 87 m, Q = 30 – 45 l/s, n = 1450 obr/min. One su paralelno povezane od kojih je jedna

rezervna.

Slika 18. Višestepena centrifugalna pumpa

Specifikacija delova: 106 - usisno kucište, 107 - potisno kućište, 108 - međustepen, 171 -

zakolo, 210 - vratilo, 230 - kolo, 320 - kotrljajući ležaj, 322 - radijalni valjkasti ležaj, 323

- aksijalni kuglični ležaj, 350.1-2 kućište ležaja, 360.1-2 poklopac ležaja, 452 - stezač

pletenice, 458 - zaptivni prsten, 461 - zaptivna pletenica, 502.1-3 zaštitni prsten, 521 –

košuljica međustepena, 525 - odstojna košuljica, 636 - mazalica, 905 - vijak vezač, 920 –

navrtka

Slika 19. Sklop pumpe sa motorom

29

Slika 20. VPN 150 u eksplataciji u pumpnoj stanici

Slika 21.VPN 150 u eksplataciji u pumpnoj stanici

Slika 22. Dve paralelno vezane pumpe VPN 150 u mašinskoj hali pumpne stanice

Slika 23. Karakteristike višestepene centrifugalne pumpe VPN 150 pri n = 1450 obr/min

31

4.6 TRANSPORT VODE OD PUMPNE STANICE DRAGANJA DO

REZERVOARA NISKE ZONE

Slika 24. Šema transporta vode od pumpne stanice do rezervoara niske zone

J1 – usisni rezervoar u pumpnoj stanici (kota 244 mnm)

J2 – koleno cevovoda

J3 – ventil

J4 – razvod

J5 – suženje cevovoda od _225 na _150 mm – J6 – J7

J8 – J9 – koleno cevovoda

J10 – J11 – J12 – pumpe VPN 150

J13 – J14 – J15 – ventili iza pumpi

J17 – J18 – račva cevovoda

J21 – J22 – J23 – rezervoari niske zone (Borovnjak, Ploče i Hisar)

J24 – početak cevovoda ka naselju Garić

J27 – ventil

P1, P2,... P28, cevovod

Rezultati koji su dobijeni prilikom simulacije u programu Fathom, a za dobijene podatke

bili su negativni i ne odgovarajući za postojeće stanje.

4.7 RASPOLOŽIVI REZERVOARSKI PROSTOR

Potrebna količina vode za funkciju distributivnog sistema grada obezbeđuju četiri

rezervoara:

Rezervoar

Trafo

zapremina kota dna rezervora kota preliva

3 x 420 3m 350.00 m 354.00 m

Rezervoar

Borovnjak


2 x 105 3m 308.60 m 311.40 m

Rezervoar

Ploče


2 x 400 3m 290.00 m 294.00 m

Rezervoar

Hisar


2 x 250 3m 281.00 m 285.00 m

33

5. AKUMULACIJA BRESNICA I TRANSPORT VODE DO

REZERVOARA U PROKUPLJU

Vodosistem “Bresnica“ se sastoji iz:

Akumulacije “ Bresnica ” i

Filter stanice “ Bresnica ”.

Zapremina akumulacije “Bresnica“ iznosi 1.380.000 3m i ima višestruku namenu:

zadržavanje nanosa,

amortizovanje poplavnog talasa i

snabdevanje vodom i oplemenjivanje vodotoka.

Akumulacija “Bresnica“ se nalazi na udaljenosti od 2.8 km od Filter stanice

“Bresnica“.

Brana i akumulacija „Bresnica“ formiraju se na Bresničkoj reci koja se obrazuje na

južnim padinama planine Jastrebac. Izvorišni deo toka je pod grebenom koji spaja dva

vrha Stražimir i Dušce.

Vodotok Bresnica nastaje od manjeg vodotoka Velike reke i vodotoka Male reke.

Veliku reku obrazuju Tisovac reka, koja nastaje ispod vrha sa kotom 1240, zatim se u nju

uliva reka Veliki jelak i Jasikov potok.

Mala reka zajedno sa Belom vodom se spaja sa Velikom rekom u koju se prethodno

ulio Šipski potok i na taj način se obrazuje Bresnička reka. Posle obrazovanja Bresnička

reka teče pravcem jug – jugozapad i na rastojanju od 800 m je zagrađena branom

akumulacije.

Površina slivnog područja iznosi 12,6 km pri pri čemu je ono pretežno pod gustom

šumom sa manjim površinama pod pašnjacima i njivama. Dužina toka po matici je L =

4,5 km, sa prosečnim padom od S = 109,6 % . Visinska razlika od početka sliva do brane

je H = 748 m.

Za mesto gde će biti akumulacija presudili su sledeći razlozi:

1. Sliv Velikog Jastrebca u okolini Bresnice je nenaseljen

2. Površina sliva iznad zahvata reke Bresnice je 100 % pošumljena

3. Voda je kvalitetna a reka Bresnica ne presućuje, pa su vode vrlo izravnate

4. Dovod vode od zahvata do uređaja za prečišćavanje gravitacijom.

Sama brana je gravitaciona nasuta brana sa kosim glinenim jezgrom i kosinama

zaštićenim kamenom oblogom, 2 km uzvodno od sela Bresnica.

Kota krune brane je 662,90 m, dok je kota rečnog korita 628,80 m, tako da je visina

brane 33,10 m. Dužina krune brane je 230 m sa širinom u kruni 6,0 m, a kota preliva

660,50 m odnosno 2,4 m ispod krune.

Zapremina akumulacije je 1 344 000 3m , odnosno korisna zapremina 1 070 000 3m

sa kotom maksimalnog normalnog uspona od 661,70 m, odnosno 659,00 m. Dužina

temeljnog ispusta je 117 m, a na ulaznom je kula zatvarača, koja je istovremeno i

vodozahvatna građevina sa fiksirane tri visine zahvata. To su nivoi na kotama : 654,00 m,

645,90 m i 637,80 m.

Prosečan godišnji protok reke Bresnice na profilu brane iznosi 0,189 3m /s.

Pražnjenje akumulacije predviđeno je temeljnim ispustom ∅800 mm, sa odvodom ∅350

mm, dok je za ispuštanje garantovanog minimuma od 27 l/s izgrađen ispust od ∅200 mm.

Pražnjenje pri doticanju srednjih voda Q = 180 l/s, sa kote krune preliva (660,50 m)

na kotu 659,00 m traje 8 časova, dok svođenje na kotu 638,5 m traje 74 časa.

Osnovna namena akumulacije je snabdevanje vodom grada Prokuplja, kao

privremeno rešenje do izgrađnje regionalnog vodovodnog sistema „Selova“ u koji bi se

uključila i voda iz same akumulacije. Prema projektu iz akumulacije može da se obezbedi

oko 70 l/s. Kako postoji mogućnost da se sistem zahvata proširi na Bačansku i Baraćku

reku, to se prema proceni iz ovih zahvata može dobiti još oko 60 l/s. Jošanička reka može

obezbediti putem izravnanja oko 80 l/s što ukupno čini oko 210 l/s.

Ugrađeni cevovod je projektovan za 110 l/s, umesto za 200 l/s s tim što je uređaj za

prečišćavanje projektovan tako da se u drugoj fazi duplira ako se ne realizuje projekat

Selova.

Trenutna saznanja govore da je akumulacija „Selova“ ponovo pokrenuta posle dužeg

zastoja, što bi sa završetkom i puštanjem u rad Bresnički sistem služio za obezbeđenje

vode okolnih sela duž reke Bresnice i glavnog cevovoda.

Slika 25. Šema cevovoda za transport vode od akumulacije Bresnica do rezervoara visoke

zone grada Prokuplja

35

Šema cevovoda od akumulacije Bresnica do rezervoara visoke zone u Prokuplju

J1 – zahvat – akumulacija Bresnica

J2 – prekidna komora br.4

J3 – prelaz cevovoda ispod reke (Bresnička reka)

J4 – ispust

J5 – kraj grane cevovoda kod ispusta

J6 – vazdušni ventil

J7 – filterska stanica

J8 – prekidna komora br. 3

J9 – prekidna komora br. 2

J10 – prelaz cevovoda ispod reke (Planinska reka)

J11 – vazdušni ventil

J12 – ispust

J13 - kraj grane cevovoda kod ispusta

J14 - vazdušni ventil

J15 - prekidna komora br.1

J16 - ispust



J19 - ispust



J22 - razdelna šahta

J23 - kraj grane cevovoda kod razdelne šahte

J24 - prelaz cevovoda ispod reke (Trnavačka reka)


J26 - ispust



J29 - ispust


J31 - rezervoar visoke zone u Prokuplju

(P1, P2, P3, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P14, P15, P16, P18, P19, P21, P22, P24, P25,

P26, P28, P29, P31 ) – deonice cevovoda

(P1, P2, P3, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P14, P15) – prečnik cevovoda 250 mm,

Symadur PVC cevi

(P16, P18, P19, P21, P22) – prečnik cevovoda 300 mm, Symadur PVC cevi

(P24, P25, P26, P28, P29, P31) – prečnik cevovoda 406,4 mm

čelične šavne cevi

(P4v, P13v, P17v, P20v, P23v, P30V) – cevi krajeva grana cevovoda kod ispusta

5.1 TEHNIČKI OPIS

Transport vode od akumulacije Bresnica do rezervoara visoke zone u Prokuplju

dimenzionisan je cevovod na 110 l/s.

Zahvat vode je na koti 628,00 dok je uređaj za prečišćavanje lociran na koti 572,50.

Posle prečišćavanje vode preko filtera, voda dolazi u rezervoar čiste vode koji se

nalazi ispod filtera. Dno rezervoara je na 569,30. Voda iz ovog rezervoara odvodi se

gravitacijom u rezervoar visoke zone u Prokuplju čija je kota maksimalne vode na 357,00

Trasa cevovoda vodena je najkraćim putem do Prokuplja. Cevovod je uglavnom

položen pored seoskih puteva, tako da je svaki eventualni kvar ili redovno održavanje

olakšano. Ovakav položaj cevovoda omogućava snabdevanje usputnih naselja. Veći deo

trase je pristupačan za intervencije mašinskim putem.

Cevovod od uređaja do ispred grada nije pored asfaltnog puta Prokuplje – Gornja

Bresnica zbog veće dužine i zbog velikog broja naselja kroz koje bi cevovod prolazio

kroz seoska dvorišta.

Deo cevovoda od Trnavačkog puta do rezervoara visoke zone nalazi se pored

magistralnog puta Prokuplje – Priština.

Ukupna dužina glavnog cevovoda od akumulacije na Bresničkoj reci do rezervoara

visoke zone u Prokuplju je L = 22 366,00 m.

Visinska razlika izmedu zahvata i filterske stanice je: 628,00 – 572,50 = 55,50 m

a izmedu filterske stanice i rezervoara u Prokuplju 572,50 - 357,00 = 215,00 m

Zbog ovakve visinske razlike na cevovodu su postavljene prekidne komore kako bi

hidrostatičke pritiske sveli na 6 atm, a samo na potezu prekidne komore br. 1. – rezervoar

u Prokuplju od 6 – 15 atm.

Na delu cevovoda gde su hidrostatički pritisci do 6 atm. postavljene su Symadur –

PVC – cevi a na delu gde su pritisci veći od 6 atm. čelične šavne cevi.

Prilikom polaganja cevovoda cevi su polagane u rovu na sloju peska a po montiranju

i probi, cevi su zatrpavane prvo rastresitom zemljom do 30 cm iznad cevi, a ostatak

otkopanom zemljom. Cevovod je proban na pritisak od 1,5 puta veći od radnog pritiska.

Dubina polaganja cevi je oko 1,50 m od dna cevi do terena.

Na najvišim mestima cevovod se prelama pa su tu postavljeni dupli vazdušni ventili

za ispust nakupljenog vazduha. Na najnižim mestima postavljeni su ispusti koji koriste

radi popravke cevovoda. Ovi objekti smešteni su u posebnim betonskim silazima .

Trasa cevovoda prolazi i ispod reka gde su postavljeni sifonski prolazi od istih cevi

koji je i cevovod. Cevi su zaštićene betonskim koritom i kaldrmom u cementnom malteru

kojom je kaldrmisano korito reke. Na početnom i završnom delu sifona postavljeni su

zatvarači u posebnim oknima radi manipulisanja sa duplim cevovodom i ispustom.

Kod prelaza jaruga, prelaz se vrši jednom cevi u pravcu, a sama cev se zaštićuje

betonom. Na prelomnim uglovima većim od 11° i na strmim deonicama cevovod je

osiguran betonskim blokovima.

Prekidne komore su od nepropustivog, nearmiranog betona sa komorom za vodu gde

se prekida pritisak i komorom gde su smešteni zatvarači za odvod, preliv i ispust. Na

dovodnoj cevi je ventil – plovak kako suvišna voda nebi išla preko preliva.

37

Sve unutrašnje površine komora omalterisane su nemetalnim malterom u dva sloja,

tako da su nepropustivi za vodu. Iznad ulaza postavljeni su liveno – gvozdeni poklopci

teškog tipa sa ključem, kako bi se sprečio ulazak neprofesionalnih i nepozvanih lica.

Na sledećim dijagramima date su krive dobijene kao rezultat simulacije trase

cevovoda od akumulacije do rezervoara visoke zone koja je rađena u programu

FATHOM.

Imamo na apcisi i na ordinati nanešene vrednosti i to za nadmorsku visinu određenih

elemenata u metrima nadmorske visine gde polazimo od kote akumulacije od 670 m n m,

dok je dužina cevovoda izražena u metrima.

Slika 26. Dijagram linije trase cevovoda od akumulacije do rezervoara visoke zone

Slika 27. Dijagram statičkog pritiska duž cevovoda

Slika 28. Dijagram pritiska duž cevovoda

Slika 29. Dijagram brzine duž trase cevovoda

Slika 30. Dijagram zapreminskog protoka duž trase cevovoda

39

Tehničkim rešenjem treba:

obezbediti komunikacioni put između svakog bunara i pumpne stanice

obezbediti komunikacioni put između rezervoara i pumpne stanice

na rezervoarima vršiti merenje nivoa vode

na bunarima vršiti merenje dinamičkog nivoa vode i na osnovu izdašnosti

upravljati radom pumpi

na bunarima vršiti merenje protoka

na osnovu nivoa vode u rezervoarima vršiti uključivanje i isključivanje, kao i

regulaciju brzine pumpnih agregata.

Budući da ne postoje nikakvi položeni kablovi između rezervoara i pumpne stanice,

rastojanja su relativno velika, neophodno se nameće potreba za izgradnjom

komunikacionog sistema koji se bazira na prenosu podataka bežičnim putem. Moguće je

da to bude jedan od tri načina navedena u nastavku:

sistem radio veza

komunikacija putem GSM-a prenosom SMS poruka

komunikacija putem GSM-a, GPRS komunikacijom

6. OPREMA NA OBJEKTIMA

6.1 OPREMA NA REZERVOARU

Na rezervoaru “Hisar” neophodno je postaviti merač nivoa. Iako danas postoji širok

spektar različitih merača, od merača sa plovkom, hidrostatičkih, ultrazvučnih i radarskih,

kada je u pitanju plitka voda, najekonomičnije je koristiti utopni hidrostatički merač, koje

se obavezno postavlja sa prenaponskim zaštitama. Kako u slučaju kvara merača nivoa ne

bi došlo do prelivanja iz rezervoara, potrebno je da se rezervoar opremi i dodatnim

konduktivnim detektorom nivoa za detekciju maksimalnog nivoa.

Na objekat pomenutog rezervoara smešta se sledeća oprema:

PLC

Hidrostatički merač nivoa sa prenaponskom zaštitom

Kontroler konduktivnog detektora nivoa

GSM modul sa antenom, pribor sa antenom i prenaponskom zaštitom

PLC sa GSM modulom i ostalom potrebnom opremom se smešta u komandni

orman. Preostali ulazi i izlazi PLC-a mogu da se iskoriste za povezivanje raznih drugih

signala, kao što su:

Detektor ulaska u objekat ili u rezervoar

Alarm sirena

PLC sa rezervoara komunicira sa onim iz pumpne stanice kako bi se tamo stekao

uvid u stanje napunjenosti rezervoara i potrebnom režimu rada pumpi u pumpnoj stanici.

Kako se komunikacija odvija GSM prenosom, rezervoar šalje informacije o stanju u

pravilnim vremenskim periodima, odnosno pri promenama nivoa većim od neke zadate

vrednosti, odnosno po potrebi na povezivanje iz komandno kontrolnog centra. U slučaju

SMS poruka, vremenski intervali su ređi. Poruke o alarmnim stanjiima na objektima se

šalju istog momenta kada su nastala ovakva stanja.

6.2 OPREMA NA BUNARIMA

U svaki od bunara postavlja se sledeća oprema:

Frekventni regulator

Merač protoka

Hidrostatički merač nivoa sa prenaponskom zaštitom

Kontroler konduktivnog detektora nivoa

PLC

GSM modul sa antenom, priborom sa antenom i prenaponskom zaštitom

Frekventni regulatori primenjeni na pumpama u bunarima promenom broja obrtaja

pumpi održavaju zadati dinamički nivo vode ili vode u zbirnom rezervoaru pumpne

stanice.

6.3 OPREMA NA PUMPNOJ STANICI

Kako na pumpnoj stanici imamo rezervoar i tri pumpe neophodno je ugraditi merač

nivoa i frekventne regulatore za pumpe. Sa druge stane logično je da u pumpnu stanicu

dolaze podaci o stanju na bunarima zato što se iz njih snabdeva zbirni rezervoar na

pumpnoj stanici, a opet isto je tako logično da se tu sakupljaju podaci sa rezervoara Hisar

zato što se on snabdeva vodom iz pumpne stanice.

Iz ovoga sledi da je potrebno postaviti i PLC uređaj koji će da upravlja radom

regulatora na pumpnoj stanici i predstavlja komunikacioni server, sa GSM modulom i PC

radnu stanicu za prikupljanje podataka sa bunara i rezervoara i upravljanje redom istih.

PLC se povezuje sa PC računarom na kojem se u slučaju GPRS komunikacije nalazi

SCADA programski paket sa potrebnim brojem varijabili, potrebnim drajverima i

modulima za arhiviranje podataka. Moguće je pristupiti podacima iz arhive i pregledati ih

u tabelarnom ili grafičkom obliku.

Pored pregleda trenutnih stanja sistema, operater može da vrši izmene režima

upravljanja, zadavanjem novih zadatih vrednosti nivoa ili pritiska.

Kod komunikacije SMS porukama u dispečerskom centru može da se postavi PC

računar sa instaliranim SMS serverom, čiji je zadatak da obezbedi lak uvid u obilje

primljenih i poslatih SMS poruka. Prikaz stanja nije grafički već samo brojčani.

41

7. ZAKLJUČAK

Savremena postrojenja za distribuciju vode predstavljaju, ne samo u hidrauličkom

smislu, veoma složene sisteme, kako za projektovanje tako i za eksploataciju. Osoblje

koje se bavi projektovanjem i održavanjem vodovodnih instalacija mora da bude

upoznato, ne samo sa tehnologijom i uređajima za obradu sirove vode, zakonima

hidraulike složenih sistema, sanitarno-tehničkim propisima za sve kategorije potrošača,

već i sa izvršnim organima, senzorima i upravljačkim sistemima koji se koriste u cilju

efikasnijeg snabdevanja potrošača vodom.

Kod vodovoda ne sme se dozvoliti da sistem ostane bez napajanja u slučaju

pojedinih elemenata, tako da uvek mora postojati rezerva pumpi.

Kod pumpnih stanica sa aspekta pouzdanosti vazna je tzv paralelna veza samih jedinica.

Pri izboru broja i veličine agregata važnu ulogu imaju, pored čisto hidrauličnih

momenata, cene nabavke i tekući pogonski troškovi. Kod svih većih projekata pumpne

stanice treba provesti i proračun ekonomičnosti.

Pumpe jednakih karakteristika poželjne su u pumpnoj stanici radi jednostavnijeg

održavanja i rezervnih delova.

U ovom radu videli smo da se Prokuplje snabdeva vodom iz dva pravca i to

akumulacije Bresnica i izvorišta Hisar. Može se reći da sa manjim i većim problemima

pokrivaju potrebe samog grada. Tu ostaju problemi sa visokom gradskom zonom,

problem u letnjim ali i periodu posle sušnih leta. Sama mreža to jest cevovodi su u veoma

lošem stanju i zahteva rekonstrukciju.

Sama akumulacija Bresnica koja je bila privremeno rešenje a ostala do danas u

eksplataciji ostavlja velike mogućnosti za njeno poboljšanje a samim tim i bolje

vodosnabdevanje.

Vezano za izvorište Hisar i pumpnu stanicu Draganja i tu postoje prihvatljiva rešenja

kao što je ugradnja adekvatne pumpe i razvod za bunar B4 cca 10 l/s. Vezano za pumpnu

stanicu rekonstrukcija paralelnog cevovoda do glavne ulice ∅ 200 mm u dužini od 750 m.

8. LITERATURA

1. Ristić B. – “Pumpe i pumpne stanice”, Naučna knjiga Beograd 1991.god.

2. Glavni projekat vodovodnog sistema “Bresnica”, Srbija projekat, Beograd 1975. god.

3. Projekat poboljčanja vodosnabdevanja grada Prokuplja, GAF Niš 2004

4. Perić R. – Vizuelizacija i upravljanje sistemom za vodosnabdevanje grada Prokuplja,

diplomski rad, Mašinski fakultet Niš 2010.god.

5. Denić Z. – Vodosnabdevanje Prokuplja iz akumulacije ‘’Bresnica’’ i pumpne stanice

‘’Draganja’’, diplomski rad, Mašinski fakultet Niš,2008.god.

6. Pešić I. – Pumpna stanica ‘’Kavak’’, završni rad, Mašinski fakultet Niš 2011.god.

7. Mitrović D. – Pumpna stanica ‘’V OKNO’’Aleksinac, završni rad, Mašinski fakultet

Niš 2011.god.

43

9. BIOGRAFIJA

Maja Nasković, rođena 30.06.1990.godine u Prokuplju, gde je i

završila osnovnu školu „ Ratko Pavlović Ćićko“. Srednju

Tehničku školu „15 maj“ u Prokuplju upisala je 2005. godine

smer mašinski tehničar za kompijutersko konstruisanje, koju je

završila 2009.godine. Iste godine upisuje Mašinski fakultet u

Nišu. Tokom studiranja opredeljuje se za smer Energetika i

procesna tehnika.

Trenutno živi u Prokuplju.

Documents

Univerzitet u Nišu.pdf