UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE “ARHITECTURĂ ŞI CONSTRUCŢII”

SPECIALIZAREA: I.S.P.M.

ALIMENTĂRI CU APĂ

-PROIECT-

CUPRINS

1. Tema proiectului

1.1 Date de bază

1.2 Studii existente

1.3 Surse de apă.

1.3.1 Sursele de apă subterane.

1.3.2 Surse de apă de suprafaţă.

1.3.3 Criterii de alegere a surselor de apă.

1.3.4 Zonele de protecţie sanitară.

1.3.5 Criterii de alegere a captărilor din surse de suprafaţă.

1.3.6 Captarea straturilor subterane.

1.3.7 Captări prin puţuri.

1.3.8 Captări prin drenuri şi galerii interceptoare.

1.3.9 Captări cu grătar de fund (prize tiroleze).

1.3.10 Captări de mal cu grătar.

1.3.11 Captări de mal cu camere şi ferestre de captare.

2. Stabilirea numărului de consumatori.

3. determinarea debitelor caracteristice

3.1 Date calculate.

3.2 Calculul debitelor caracteristice ale necesarului de apă.

3.2.1 Calculul debitului zilnic mediu al necesarului de apă

3.2.2 Calculul debitului zilnic maxim al necesarului de apă

3.2.3 Calculul debitului orar maxim al necesarului de apă.

3.3 Calculul debitelor caracteristice ale cerinţei de apă.

3.3.1 Calculul debitului zilnic mediu al cerinţei de apă

3.3.2 Calculul debitului zilnic maxim al necesarului de apă.

3.3.3 Calculul debitului orar maxim al cerinţei de apă.

3.4 Calculul necesarului de apă pentru combaterea incendiilor.

3.4.1 Necesarul de apă pentru combaterea efectivă a incendiului

3.4.2 Necesarul de apă pentru consumul la utilizator pe durata stingerii.

3.4.3 Volumul de incendiu.

3.4.4 Volumul de consum.

3.4.5 Timpul de refacere al rezervei de incendiu.

4. calculul debitelor de dimensionare şi verificare a schemei de alimentare cu apă.

4.1 Dimensionarea captării.

4.1.1 Captări din râuri

5. dimensionarea hidraulică a aducţiunilor.

5.1 Determinarea diametrului economic al aducţiunii funcţionând prin pompare.

6. Volumul rezervorului.

6.1 Calculul volumului de compensare.

6.2 Calculul volumului de incendiu:

6.3 Calculul volumului de avarie.

6.4 Volumul rezervorului din ziua de maximum consum.

7. Cota castelului de apă.

8. Distribuţia apei.

8.1 Dimensionarea reţelei de distribuţie.

8.1.1 Alcătuire schemei de calcul.

8.1.2 Ipoteze de dimensionare și verificare.

8.1.3 Determinarea debitelor aferente pe tronsoane.

8.1.4 Determinarea debitelor consumate în noduri.

8.1.5 Determinarea debitului de calcul pe tronsoane.

8.2 Dimensionarea hidraulică a reţelei de distribuţie.

8.3 Verificarea calculelor.

8.3.1 Calculul debitelor pe tronsoane.

8.3.2 Determinarea debitelor în noduri.

8.3.3 Determinarea debitelor de calcul pe tronsoane.

8.3.4 Dimensionarea hidraulică a reţelelor de distribuţie.

8.3.5 Verificarea debitelor de calcul.

8.3.6 Echilibrarea distribuţiei debitelor în reţea.

9. Costul lucrărilor şi costul apei.

9.1 Costul lucrărilor.

9.2 Costul apei.

9.3 Ponderea costului de investiţie.

9.4 Ponderea costului utilajului.

9.5 Ponderea cheltuielilor cu reparaţii.

9.6 Ponderea costului energiei.

9.7 Ponderea cheltuielilor cu retribuţia personalului.

TEMA PROIECTULUI

Se va elabora documentaţia de proiectare pentru lucrările de alimentare cu apă în sistem

centralizat pentru o localitate, la care sunt date următoarele elemente:

Localitatea este situată într-o zonă de deal cu climă temperat continentală, cu o

populaţie în prezent de adică locuitori. Oraşul se

sistematizează în întregime şi va avea două zone cu regim de construcţie şi grad de dotare

diferit.

Pentru zona A – clădiri de maxim P+7 niveluri, având instalaţii interioare de apă

caldă şi canalizare cu preparare centralizată a apei calde în care locuieşte 80% din populaţie.

Pentru zona B – clădiri cu parter, având instalaţii interioare de apă rece şi

canalizare cu preparare locală a apei calde, în care locuieşte 20% din populaţie.

În localitate există următoarele întreprinderi de interes local:

- fabrica de pâine: - 3 t pâine/zi, 3 apă/t produs, 25 de muncitori/schimb,

100d /om/zi

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

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

- tăbăcărie: - 800 kg/zi, 35 apă/t produs, 10 muncitori/schimb.

În marginea oraşului este dezvoltată o platformă industrială cu profil alimentar, la care

procesul tehnologic se încadrează în grupa a - IV - a. În industrie vor lucra in două schimburi

egale câte muncitori, adică muncitori. Volumul clădirii celei mai mari

este de maxim 1000 , cu grad de rezistenţă la foc de ordinul - III -, şi categoria de pericol de

incendiu D.

Necesarul de apă pentru procesul tehnologic este de /zi adica

/zi, considerat uniform tot timpul anului. Presiunea minimă în industrie, la

punctul de braşament necesară pentru apa tehnologică, este de 25 m coloană de apă şi minim

10m coloană de apă la incendiu.

STUDIILE EXISTENTE

planul de situaţie al localităţii cu împrejurimile la scara 1:5000

în varianta de sursă subterană zona de amplasare a frontului de captare şi datele

hidrologice sunt indicate pe planul de situaţie; din punct de vedere chimic apa captată

corespunde cerinţelor din STAS 1342-89.

Din datele studiului hidrologic au rezultat următoarele:

coeficientul mediu de permeabilitate k=(100+n) [m/zi], adică k=100+23=123 m/zi

înălţimea precipitaţiilor este de mm/an si mm/an

poziţia nivelului hidrografic este la 3 m sub nivelul terenului

stratul de apă subternă este cu nivel liber

grosimea stratului de apă este [m], adică m

panta piezometrică a stratului acvifer este I = 0.008

mărimea caracteristica a particulelor stratului natural este [mm],

adică mm.

la un foraj de studiu de diametru D=275mm, la măsurătorile de teren, care

aproximează curba de pompare s-au obţinut următoarele date:

q 3 10 16

s [m] 0.4 3.0 6.0

unde, q-debitul puţului

s -denivelarea stratului acvifer

p-porozitatea stratului acvifer (p = 0.25)

Surse de apă

Pentru alimentarea cu apă a centrelor populate şi a industriilor, sursele de apă care se iau

în consideraţie sunt apele subterane, apele de suprafaţă şi apele meteorice, toate aceste categorii

făcând parte din ciclul cunoscut al apei în natură.

1) Surse de apă subterane:

Pânzele sau cursurile de apă subterană, alimentate din apele provenite din precipitaţii,

din apele care se scurg la suprafaţă (râuri, pârâuri), din lacuri, din apele de condensare

provenite de la mari adâncimi (condensarea făcându-se în părţile superioare ale scoarţei

terestre) sau din ape infiltrate artificial, după modul lor de cantonare şi scurgere în

subteran pot constitui:

- straturi acvifere freatice;

- straturi de mare adâncime;

- straturi alimentate prin infiltraţii artificiale;

- izvoare.

2) Surse de apă de suprafaţă:

Sursele de apă de suprafaţă sunt formate, mai ales, din apele curgătoare (pârâuri, râuri

şi fluvii) şi din lacurile naturale şi artificiale. În cazuri extreme, se poate recurge şi

direct la apele meteorice, care pot constitui surse de apă pentru consumatorii mai

puţin importanţi.

Apa mărilor şi oceanelor poate constitui sursă de apă, şi este tot mai frecvent

folosită.

Criterii de alegere a surselor de apă

Pentru alegerea surselor de apă este necesar să se întocmească schema generală de

gospodărire a apelor, în zona care interesează pentru alimentarea cu apă potabilă şi industrială.

În cadrul studiului de ansamblu al problemei, stabilirea schemei de alimentare cu apă se face pe

baza planului de amenajare cu toate sursele de suprafaţă şi subterane, care trebuie luate în

considerare, pentru a fi studiate.

Studierea surselor de apă posibile, urmăreşte să se determine caracteristicile tehnice

(cantităţi de apă disponibile şi calităţile apei), pe baza cărora, făcându-se comparaţiile

economice între soluţiile de ansamblu ale sistemelor alimentate din diferite surse, să se poată

alege sursa care satisface:

- debitul de apă necesar consumatorilor;

- calităţile apei, pe cât posibil fără înbunătăţiri artificiale, sau cu un minim de

tratări, pentru a le aduce la nivelul calităţilor solicitate de consummator;

- siguranţa în exploatare, asigurarea în timp a debitelor minime şi a constanţei

calităţii apei solicitate;

- eficienţa economică maximă, ţinând seama de costul minim pe m de apă

furnizată şi de efectul economic general, în cazul gospodăririi apei pe utilizări

complexe.

În repartizarea surselor de apă între consumatorii industriali şi consumul centrelor

populate, se vor rezerva, de regulă, sursele de apă subterană, pentru a fi utilizate la alimentarea

cu apă potabilă.

Corespunzător studiului tehnico-economic general al alimentării cu apă, se întocmeşte un

studiu preliminar hidrologic şi hidrogeologic, în care se stabilesc sursele care trebuie stidiate în

detaliu, prin studii definitive, care stau apoi la baza proiectului de alimentare cu apă.

Zonele de protecţie sanitară

Zonele de protecţie sanitară au rolul de a stabili perimetrele în care se impun condiţii

speciale, în vederea prevenirii impurificării apei de către diverşi factori exteriori.

Pentru sursele de apă se instituie trei perimetre:

Perimetrul de regim sever, în interiorul căruia se interzice construirea de locuinţe sau

alte construcţii, nelegate de necesităţile tehnologice ale captării, precum şi accesul persoanelor

străine de exploatarea alimentării cu apă; mărimea perimetrului de regim sever se stabileşte,

pentru fiecare caz, după condiţiile hidrogeologice; zona de regim sever se împrejmuieşte şi se

supraveghează prin pază permanentă; se interzic trasee de canale în această zonă, care se

protejează şi de scurgerile de suprafaţă, prin şanţuri de gardă, iar în zonele inundabile, prin

îndiguiri.

Perimetrul de restricţie, care este situate în jurul zonei de regim sever; în acest

perimetru trebuie menţinută o stare de salubritate permanent controlată, interzicându-se

utilizarea terenului în scopuri care ar putea înrăutăţii calitatea apei si reduce debitul; terenul se

marchează prin borne cu inscripţie.

Perimetrul de observaţie, care cuprinde o zonă largă în jurul perimetrului de

restricţie, zonă în care organelle sanitare fac observaţii sistematice asupra stării sanitare a

oamenilor (în special, în cazul apariţiei unor boli contagioase, transmisibile prin apă).

Primele două perimeter ale zonelor de protecţie sanitară se fixează prin proiectele de

alimentare cu apă, pe baza studiilor de teren şi în colaborare cu organele sanitare şi

administrative locale.

Criterii de alegere a captărilor din surse de suprafaţă

Alegerea tipului de captare este o problemă complexă, legată de următoarele aspecte:

- condiţiile de funcţionare ale SAA;

- gradul de asigurare impus;

- caracteristicile cursului de apă: debite, nivele,…etc.;

- condiţiile terenului din zonă;

- probleme economice.

Nu există reguli generale, care să recomande un tip sau altul de captare. Se pot da

indicaţii cu caracter orientativ, care oferă posibilitatea cel puţin a eliminării soluţiilor

necorespunzătoare.

Principalele tipuri constructive ale captărilor din râuri sunt:

a) de mal;

b) prin conducte gravitaţionale;

c) cu baraj de derivaţie

d) sub formă de cupă (cu bazin);

e) prin infiltraţie de mal;

f) de sub albie.

Captarea straturilor subterane

Aceste ape au un regim cantitativ mult mai dificil de controlat decât al surselor de

suprafăţă necesitând în acest sens studii de teren mai atente.

Clasificare:

Construcţiile de captare se pot clasifica, după direcţia dispozitivului de captare în :

- captări verticale – puţuri: a) săpate: - au formă rotundă în plan şi pot fi cu diametrul

interior mare (peste 1,5 m) sau mijlociu (între 0,8 0,5 m), folosite la alimentări cu apă

centralizate, sau mic (sub 0,8 m), folosite la consumatori izolaţi;

b) forate: - din coloane tubulare, cu diametrul de

0,1 0,5 m;

c) înfipte: - pentru debitr mici şi cu diameter între 0,02 0,06 m.

- captări orizontale – drenuri sau galerii: a) iterceptoare: - dacă sunt perpendiculare sau oblice

pe direcţia curentului subteran; se aplică la straturi de grosime mică şi situate la adâncimi nu

prea mari;

b) radiale: - dacă converg din mai multe direcţii

spre camera colectoare centrală; se aplică la straturi acvifere de mare adâncime.

Alegerea tipului de captare se face în funcţie de:

- debitul care trebuie captat;

- caracteristicile stratului acvifer;

- considerente tehnico-economice.

Captări prin puţuri

Calculul captării constă din determinarea lungimii frontului de captare, a debitului maxim

de exploatare, a numărului de puţuri, a distanţei dintre puţuri şi a distanţei de protecţie sanitară

pentru perimetrul de regim sever, folosind relaţiile:

L=

în care:

L = lungimea totală a frontului de captare, în m;

Q =debitul de calcul al captării, în m /s;

H = grosimea medie a stratului de apă cu nivel liber, în m, caracteristică perioadei de

secetă;

k = coeficientul mediu de filtraţie a stratului acvifer, în m/s, care se poate alege în funcţie

de natura stratului;

i = panta hidraulică medie a curentului subteran;

m = grosimea medie a stratului acvifer sub presiune, în m;

q = debitul maxim de exploatare a unui puţ, în m /s, care se obţine prin metoda grafică,

la intersecţia dintre curba debitului pompat Q şi curba debitului puţului q;

S = suprafaţa brută exterioară a filtrului puţului, în m , care pentru puţuri în strat cu nivel

liber S= , iar pentru puţuri în strat cu nivel sub presiune S= ;

d = diametrul exterior al filtrului, în m;

h = înălţimea stratului de apă la intrarea în puţ, în m;

v = viteza aparentă admisibilă de intrare a apei în puţ, în m/s, care se allege în funcţie de

mărimea granulelor de nisip;

n = numărul de puţuri;

d = distanţe dintre puţuri, în m, care pentru o exploatare completă a stratului acvifer

trebuie ca l 2R sau l 2R în cazul când stratul nu se exploatează complet;

s = depresiunea în puţ, în m,corespunzătoare debitului maxim de exploatare a puţului;

R = raza de acţiune, în m;

D = distanţa de protecţie a stratului acvifer în stare naturală, în m, când se consideră

numai mişcarea paralelă a stratului;

T = timpul normat pentru protecţia sanitară, în zile, care se ia T=20 zile pentru zona cu

regim sever şi T=70 zile pentru zona de restricţie;

p = porozitatea efectivă a stratului acvifer;

D = distanţa de protecţie sanitară pentru un puţ singular, în m,măsurată de la axa puţului;

q = debitul puţului, în m /zi;

b = lărgimea curentului, în m, măsurată de o parte şi de alta a axei o-x;

= coeficienţi de corecţie, care pentru un şir de puţuri situate la distanţa l într-un bazin

acvifer sub presiune, se calculează în funcţie de distanţele D şi D’;

D = distanţa sanitară, pentru şirul de puţuri, în m;

D = distanţele de protecţie amonte, aval şi laterală, în funcţie de spectrul real al

mişcării apei subterane;

D = distanţele caracteristice ale zonei de protecţie sanitară, în m, care se determină

în funcţie de distanţa D şi de raportul adimensional b/2 ;

Captări prin drenuri şi galerii interceptoare

Calculul acestor captări constă în determinarea lungimii drenului sau a galeriei, calculul

denivelării în dren, determinarea dimensiunilor transversale şi a pantei longitudinale, iar în

cazul captărilor de apă potabilă şi a dimensiunilor zonei zonei de protecţie sanitară.

în care:

L = lungimea drenului sau a galeriei interceptoare, în m;

Q = debitul de calcil al captării, în m /s;

H = grosimea medie a stratului de apă cu nivel liber în perioadele de secetă, în m;

k = coeficientul mediu de filtraţie al stratului de apă, în m/s;

i = panta hidraulucă medie a curentului subteran;

q = debitul specific al drenului, în m /s;

h = înălţimea apei la intrarea în dren, în m, ce se poate considera egală cu diametrul

drenului D;

R = raza de acţiune, în m;

D = distanţa de protecţie sanitară, în m;

T = timpul normat de filtraţie, în zile;

p = porozitatea efectivă a stratului acvifer. Secţiunea tubului de drenaj se determină în

funcţie de debitul Q = 2qL şi de panta drenajului J egală cu panta terenului J . Gradul de

umplere al tubului de drenaj va fi de 0,5 iar pierderile de sarcină se iau cu 20% mai mari faţă de

cel al canalelor obişnuite, din cauza rugozităţii suplimentare a barbacanelor. Tuburile sunt

găurite la partea superioară pe ½ sau 2/3 din perimetru.

Captări cu grătar de fund (prize tiroleze)

Relaţiile de calcul pentru acest tip de captare sunt următoarele:

în care:

Q = debitul de calcul, în m /s;

b = lăţimea captării, în m;

= coeficientul de debit, care la intrare se ia , iar la ieşire ;

= coeficientul de contracţie;

l = lungimea activă a grătarului, în m;

g = acceleraţia gravitaţională, în m/s ;

n = numărul de bare;

= grosimea barelor grătarului, în m, ce se poate lua ;

d = distanţa dintre barele grătarului, în m, ce se pot lua d=20...40 mm;

h =adâncimea teoretică a captării, în m;

h = adâncimile apei la intrare respectiv la ieşire de pe grătar, în m;

v = viteza apei la intrarea respectiv la ieşirea de pe grătar, în m/s;

l = lungimea captării, în m;

= coeficient de corecţie având valoarea

Captări de mal cu grătar

Relaţiile de calcul pentru acest tip de captare sunt următoarele:

în care:

n = numărul interspaţiilor dintre bare;

Q = debitul de calcul, în m /s

v = viteza apei prin interspaţii, în m/s, care se ia de maximum 1m/s;

d = distanţa dintre barele grătarului, în m, care se recomandă d=25...50 mm;

h = înălţimea utilă a apei de la baza grătarului la nivelul liber al apei râului, în m;

B’= lăţimea grătarului, în m;

= grosimea barelor grătarului care se consideră de 8...10 mm;

H = înălţimea grătarului, în m;

h = înălţimea de siguranţă, în m, care se ia de 0,15...0,30 m;

l = lungimea barelor grătarului, în m;

= lungimea curburii barelor, în m;

B = lăţimea canalului colector, în m;

= unghiul dintre axa canalului colector şi direcţia de scurgere a apei din râu;

v = viteza de curgere a apei la intrarea în grătar, în m/s;

h = pierderea de sarcină prin grătar, în m;

= unghiul de înclinare al barelor care se prevede de 60 ...70 ;

= coeficient care ţine seama de forma secţiunii barelor care se ia de 2,42 pentru bare

dreptunghiulare; 1,83 pentru bare semicirculare şi de 1,79 pentru bare rotunde.

Captări de mal cu camere şi ferestre de captare

Se calculează cu relaţiile:

în care,

Q = debitul de calcul, în m /s;

m = coeficient al captării care se ia de 0,7...0,8;

a,b = înălţimea şi respectiv lăţimea ferestrelor captării, în m;

B = lăţimea tuturor ferestrelor de captare, în m;

v = viteza de calcul în deschiderea ferestrei, în m/s, care se ia de 0,2...0,3 m/s pentru

debite sub 500 l/s;

n = numărul ferestrelor de captare;

h = pierderea de sarcină prin fereastră, în m;

H = înălţimea apei la captare măsurată de la cota superioară a ferestrei la nivelul minim

al apei în râu, ce se ia de 0,4...0,6 m;

H = înălţimea apei măsurată de la cota inferioară a ferestrei până la radierul captării, care

trebuie să fie mai mare de 0,5...1 m. Pentru prizele mici se recomandă 2...3 compartimente, iar

la prizele mari 3...5 compartimente.

STABILIREA NUMĂRULUI DE CONSUMATORI

În prezent in localitate avem un număr de 29000 locuitori, iar numărul de locuitori în

perspectivă se calculează cu relaţia , unde, n-reprezintă perioada pentru care

se face calclul, adică 20 de ani şi p-reprezintă procentul de creştere al populaţiei şi se calculează

cu formula

loc

După sistematizare locuitorii vor fi împărţiţi astfel:

Zona A : 80% din , adică locuitori

Zona B : 20% din adică locuitori

DETERMINAREA DEBITELOR CARACTERISTICE

Localitatea este împărţită în două zone, în funcţie de gradul de dotare al clăirilor cu

instalaţii de apă caldă şi rece.

Zona A: este zona cu instalaţii interioare de apă caldă şi canalizare cu preparare

centralizată a apei calde, iar în această zonă locuieşte 80% din populaţia localităţii.

Zona B: este zona cu gospodării având instalaţii interioare de apă şi canalizare cu

preparare locală a apei calde, zona în care locuieşte 20% din populaţia localităţii.

De asemenea în localitate există următoarele întreprinderi de interes local:

- fabrica de pâine

- fabrica de bere

- abator de vite

- tăbăcărie

În marginea oraşului se dezvoltă o platformă industrială cu profil alimentar. În industrie

vor lucra două schimburi de câte 415 muncitori. Necesarul de apă, pentru procesul tehnologic

este de 960 , considerat uniform tot timpul anului. Necesarul de apă poate fi calculată pe

grupe de consumatoriconform datelor din STAS 1343/1-2006.

a.) Apă pentru consumul gospodăresc: (qg)

pentru zona A: l/om/zi

pentru zona B: l/om/zi

b.) apa pentru consumul public: (qp)

pentru zona A: l/om/zi

pentru zona B: l/om/zi

c.) apă pentru stropit străzi şi spălat pieţe: - se poate aprecia global, ca fiind 5% din

consumul public realizat pentru toţi locuitorii .

=> l/om/zi

d.) apă pentru industria locală:

l/om/zi

e.) apă pentru platforma industrială:

zona A: l/om/zi => .5

zona B: l/om/zi =>

Coeficientul de variaţie zilnică, , rezultat din STAS 1343/1-95 este:

pentru zona A:

pentru zona B:

Pentru stropit străzi şi spălat pieţe:

Pentru industria locală:

Pentru platforma industrială

Pentru spălat străzi şi platforma industrială

Coeficientul de variatie orară, , se adoptă pentru fiecare tip de necesar de apă. Când nu

sunt alte valori justificative pot fi adoptate valori din STAS 1343/1-2006.

Pentru zona A: unde locuiesc 27154 locuitori =>

Pentru zona B: unde locuiesc 6789 locuitori =>

Pentru stropit străzi şi spălat pieţe

Pentru industria locală

Pentru platforma industrială

Pentru spălat străzi şi platforma industrială

Necesarul de apă, pentru nevoile proprii ale sistemului de alimentare cu apă se poate

calcula analitic, sau se poate exprima ca un spor al necesarului global pentru celelalte

consumuri, conform STAS 1343/1-2006.

Pentru sistemul de alimentare cu apă, la care sursa nu este apa potabilă, ca în cazul de

faţa, este necesar un coeficient de spor .

Pierderile tehnic admisibile de apă din sistem, pot fi tratate tot ca un necesar de apă. În

mod current, pot fi exprimate ca un spor de debit la necesarul general de apă şi se notează cu

.

Pentru sistemul de alimenatre cu apă din prezentul proiect, kp se apreciează conform

STAS 1343/1-2006, ca fiind de 1,10.

DETERMINAREA DEBITELOR CARACTERISTICE

ALE NECESARULUI DE APĂ

a.) Debitul zilnic mediu al necesarului de apă

;

b.) Debitul zilnic maxim al necesarului de apă

;

c.) Debitul orar maxim al necesarului de apă

;

A.) CALCULUL DEBITULUI ZILNIC MEDIU

AL NECESARULUI DE APĂ

Zona A:

Zona B:

Apă pentru stropit străzi şi spălat pieţe:

Pentru industria locală:

- pentru fabrica de pâine (3 schimburi)

;

;

- pentru fabrica de bere (2 schimburi)

;

;

- abator de vite (1 schimb)

;

;

- tăbăcărie (1 schimb)

;

;

Pentru platforma industrială:

;

;

Debitul pentru spălat străzi şi stropit spaţii verzi pentru platforma industrială:

B.)CALCULUL DEBITULUI ZILNIC MAXIM AL NECESARULUI DE APĂ

Zona A:

Zona B:

Apă pentru stropit spaţii verzi şi spălat pieţe:

Pentru industria locală:

- fabrica de pâine (3 schimburi):

;

;

- fabrica de bere (2 schimburi):

;

;

- abator de vite (1 schimb):

;

;

- tăbăcărie (1 schimb):

;

;

Pentru platforma industrială:

;

;

Debitul pentru spălat străzi şi stropit spaţii verzi pentru platforma industrială:

C.)CALCULUL DEBITULUI ORAR MAXIM AL NECESARULUI DE APĂ

Zona A: ;

Zona B: ;

Apă pentru stropit spaţii verzi şi spălat străzi:

;

Pentru industria locală:

- fabrica de pâine (3 schimburi):

;

;

- fabrica de bere (2 schimburi):

;

;

- abator de vite (1 schimb):

;

;

- tăbăcărie (1 schimb):

;

;

Pentru platforma industrială:

;

;

Debitul pentru spălat străzi şi stropit spaţii verzi pentru platforma industrială:

;

CALCULUL CERINŢEI DE APĂ

Calculul debitului zilnic mediu al cerinţei de apă:

;

Calculul debitului zilnic maxim al cerinţei de apă:

;

Calculul debitului orar maxim al cerinţei de apă:

;

unde:

- reprezintă coeficientul de majorare al necesarului de apă, care ţine seama de pierderile tehnic admisibile,

din sistemul de alimentare cu apa

- este coeficientul de servitude, pentru acoperirea necesităţilor proprii ale sistemului de alimentare cu apă

(sau coefficient de spor)

Conform standardului românesc, STAS 1343/1-2006 rezultă că =1,15, pentru reţele de distribuţie noi

(adica sub 5 ani) şi =1,35 pentru reţele de distribuţie existente, la care se efectuează retehnologizări, etc.

Conform STAS =1.02, pentru sursă subterană fără staţie de tratare şi = 1.05 – 1.08, pentru sursă

subterană, sau de suprafaţă cu staţi de tratare.

A.)CALCULUL DEBITULUI ZILNIC MEDIU AL CERINŢEI DE APĂ

Pentru zona A:

Pentru zona B:

Apă pentru stropit spaţii verzi şi spălat străzi:

Pentru industria locală:

- fabrica de pâine

- fabrica de bere:

- abator de vite:

- tăbăcărie:

Pentru platforma industrială:

Debitul pentru spălat străzi şi stropit spaţii verzi pentru platforma industrială:

B.)CALCULUL DEBITULUI ZILNIC MAXIM AL CERINŢEI DE APĂ

Pentru zona A:

Pentru zona B:

Apă pentru stropit spaţii verzi şi spălat străzi:

Pentru industria locală:

- fabrica de pâine:

- fabrica de bere:

- abator de vite:

- tăbăcărie:

Pentru platforma industrială:

Debitul pentru spălat străzi şi stropit spaţii verzi pentru platforma industrială:

C.)CALCULUL DEBITULUI ORAR MAXIM AL

CERINŢEI DE APĂ

Pentru zona A:

Pentru zona B:

Apă pentru stropit spaţii verzi şi spălat străzi:

Pentru industria locală:

- fabrica de pâine:

- fabrica de bere:

- abator de vite:

- tăbăcărie:

Pentru platforma industrială

Debitul pentru spălat străzi şi stropit spaţii verzi pentru platforma industrială.

TABEL CENTRALIZATOR PENTRU DETERMINAREA DEBITELOR

Nr.

crt.

Tipul de consumator Nr. de

consumatori

qsp Qnzimed Kzi Qnzimax Ko Qnormax

1. Consum

gospodăresc

şi consumul

public

Zona

I

27154 400 10862 1.2 13034.4 1.3 706

Zona

II

6789 160 1086 1.3 1411.8 2 117.65

2. Consum pentru

stropit spaţii şi spălat

străzi

33943 14.5 492.2 1.5 738.3 1.35 41.53

3. Totalul

debitelor

caracteristice

ale

necesarului

de apă

mc/zi 33943 12587.2 15368.3 880.5

mc/h 524.46 640.34 36.68

l/s 145.68 177.87 10.18

4. Totalul

debitelor

caracteristice

ale cerinţei

de apă

mc/zi 14764.7 18027 1032.8

mc/h 615.19 751.12 43.03

33943

l/s 170.88 208.64 11.95

TABEL CENTRALIZATOR PENTRU DETERMINAREA DEBITELOR

CARACTERISTICE DE APĂ, PENTRU PLATFORMA INDUSTRIALĂ

Nr.

crt.

Tipul de

consumator

Nr. de

consumatori

qsp Qnzimed Kzi Qnzimax Ko Qnormax

1. Consum pentru

igienă

415 3.5 83 1.25 103.75 2 8.65

Consum pentru

producţie

415 3.5 960 1.25 1200 2 100

2. Consum pentru

stropit spaţii şi

spălat străzi

415 2 1.25 1.5 1.88 2 0.16

3. Totalul

debitelor

caracteristice

ale

necesarului

de apă

mc/zi 415 1044.25 1305.63 108.81

mc/h 43.51 54.4 4.53

l/s 12.08 15.11 1.25

4. Totalul

debitelor

caracteristice

ale cerinţei

de apă

mc/zi 1224.91 1531.5 127.64

mc/h 51.03 63.81 5.31

415

l/s ]14.17 17.72 1.47

CALCULUL NECESARULUI DE APĂ PENTRU

COMBATEREA INCENDIULUI

Incendiul, ca orice ardere este legat de trei elemente: combustibilul sau corpul care arde, comburantul sau

corpul care întreţine arderea (oxigenul din aer) şi temperatura de ardere.

Orice mijloace de stingere acţionează, total sau parţial, asupra acestor elemente. Apa acţionează asupra

ultimelor două elemente în acelaşi timp, de aceea se foloseşte, în majoritatea cazurilor, pentru stingerea

incendiilor. Într-adevăr, apa aruncată asupra corpului care arde acoperă combustibilul, îl izolează de aer şi

îngreunează arderea; de asemenea, apa fiind mai rece şi având o căldură specifică mare, în comparaţie cu alte

lichide, preia o parte din căldura de ardere şi coboară temperatura corpurilor sub punctual de aprindere.

Apa se foloseşte pentru stingerea incendiilor sub forma de jet, sub forma de ploaie, sau sub forma de

perdea de apă.

Sistemul de alimentare cu apă a centrelor populate şi a industriilor trebuie să asigure şi cantităţile de apă

pentru stingerea incendiilor. Deoarece incendiul reprezintă o situaţie accidentală, apa necesară trebuie să se

găsească acumulată într-un rezervor, iar captarea, staţia de tratare, staţiile de pompare şi apeductul trebuie să

asigure completarea rezervei de incendiu in 24 – 48 de ore, după stingerea incendiului. De regulă, refacerea

rezervei de incendiu se face pe seama restrângerii consumului de apă pentru alte nevoi.

Când se realizează un sistem de alimentare cu apă, trebuie prevăzute construcţii şi instalaţii, care să

asigure cantităţile de apă pentru stingerea incendiului. Stingerea incendiului se poate face cu ajutorul apei prin

hidranti interiori, montaţi în clădiri şi hidranţi exteriori, montaţi pe reţeaua de distribuţie. Pentru clădiri speciale

(teatre, biblioteci, etc) sau industrii, sunt prevăzute sisteme speciale de stingere, cum ar fi sprinkler, conform

reglementărilor tehnice în vigoare. Apa pentru hidranţi interiori, trebuie să aibă aceeaşi calitate cu ceea

distribuită. Pentru hidranţii exteriori, de regulă se foloseşte apa din reţeaua de distribuţie a apei potabile. În

cazuri speciale pentru combaterea incendiului din exterior, se poate folosi şi altă calitate de apă prin mijloace

independente cum ar fi maşinile de pompieri, cisternele, reţele separate de apă. Această situaţie comportă

existenţa unei reţele de apa special destinată acestui scop. Numărul de incendii theoretic simultane se adoptă în

funcţie de mărimea localităţii, după valorile din tabelul 4 STAS 1343/1-2006. Debitul pentru combaterea

incendiului cu ajutorul hidranţilor interiori se notează cu (numărul jeturilor şi tipurile de construcţii, care

sunt echipate cu hidranţi interiori), precum şi debitul pentru instalaţiile speciale se notează cu , se adoptă

conform STAS 1478-90.

În cazul, în care nu se dispune de studii speciale debitul hidranţilor, care se notează cu , se poate

adopta dupa valorile prezentate în tabelul 4.

Numărul locuitorilor din

localitate N = ∑Ni

Număr de

incendii

simultane ۥ n ۥ

Qie [ l/s ]

Clădiri cu

(1…4)

niveluri

Clădiri cu

peste 4 niveluri

≤ 5000 1 5 10

5001… 10000 1 10 15

10001… 25000 2 10 15

25001… 50000 2 20 25

50001… 100000 2 25 35

100001… 200000 2 30 40

200001… 300000 3 40 55

300001… 400000 3 - 70

400001… 500000 3 - 80

500001… 600000 3 - 85

600001… 700000 3 - 90

700001… 800000 3 - 95

800001…1000000 3 - 100

NOTA 1 – Valorile prezentate în tabelul 4 se aplică şi în cazul cartierelor izolate,

separate de centrul populat printr-o zonă neconstruită, în acest caz reprezintă numărul de

locuitori pentru fiecare cartier.

NOTA 2 – Debitul pentru incendiu exterior şi numărul de incendii simultane n,

pentru centrele populate cu peste un milion de locuitori se determină pe bază de studii speciale.

NOTA 3 – Localizarea incendiilor simultane, în perimetrul luat în calcul la dimensionarea reţelelor de

distribuţie se face astfel încât un incendiu – teoretic – să revină unei suprafeţe locuite de cel mult 10000

locuitori.

NOTA 4 – În cazul reţelelor cu zone de presiune, se analizează varianta în care fiecare

zonă funcţionează independent în caz de incendiu, se vor adopta debitele cele mai mari

rezultate din analiza variantelor. Numărul de incendii se calculează însă pentru toată localitatea.

Se va ţine seama de NOTA 1 şi NOTA 3.

NOTA 5 – Pentru localităţi sub 5000 locuitori se va respecta şi Reglementarea GP 106 –

04. Anexa IV – 2, aprobată de MTCT 15/02/2005 şi publicată în Monitorul Oficial Partea I nr.

338 bis din 21/04/2005.

Timpul teoretic de funcţionare a hidranţilor interiori se determină conform STAS 1478-90. Durata teoretică de

funcţionare a hidranţilor exteriori, este de 3 ore adică .

În cazul, când în sau lângă localitate, există societăţi comerciale şi acestea se alimentează din aceeaşi reţea

publică, numărul de incendii teoretic simultane se poate adopta, după valorile prezentate în tabelul 5, din STAS

1343/1-2006.

Număr de

locuitori din

localitate

( N )

Suprafaţa

teritoriului

intreprinderilor,

S

(ha)

Număr de

incendii

simultane

( n )

Mod de

considerare a

incendiilor

simultane

< 10000 < 150 1 La localitate sau

zonă industrială

luând în

considerare

debitul de

incendiu cel mai

mare

10001…25000 < 150 2 Unul în localitate

şi unul în zona

industrială sau

ambele în

localitate luând în

considerare suma

valorilor maxime

≤ 25000 ≥ 150 2 Unul în localitate

şi unul în zona

industrială,

ambele în

localitate sau

ambele în zona

industrială, luând

în considerare

suma valorilor

maxime

> 25000 < 150 2 Unul în localitate

şi unul în zona

industrială sau

ambele în

localitate luând în

considerare suma

valorilor maxime

> 25000 > 150 Se determină cf.

tabelului 4 pentru

localitate şi cf.

STAS 1478/90

pentru zona

industrială,

însumându - se

În localitate şi

zona industrială,

în numărul care

rezultă pentru

fiecare.

NOTĂ – Dacă între societatea comercială şi localitate este întotdeauna un spaţiu gol (

verde ) de minim 300 m cele două unităţi ( localitatea şi industria ) se analizează separat.

Debitul de incendiu pentru societăţi trebuie adoptat în funcţie de pericolul, pe care-l reprezintă industria,

conform STAS 1343/2-89 şi STAS 1478-90 sau previziunilor specialistului tehnologic.

NECESARUL DE APĂ PENTRU COMBATEREA

EFECTIVĂ A INCENDIULUI

- volumul de apă înmagazinat, în m3

N - numărul de incendii simultane, care se combat de la exterior cu apă din hidranîi exteriori

- numărul de jeturi simultane impus, pentru clădirea respectivă

- debitul asigurat de un jet de hidranţii interiori ,în l/s

- timpul teoretic de funcţionare a hidranţilor interiori (minute)

- debitul asigurat de hidranţii exteriori (l/s)

- timpul de funcţionare a hidranţilor exterior (h)

- debitul pentru stingerea incendiului, cu ajutorul instalaţiilor speciale a căror durată de funcţionare este

în(h), care se stabileşte conform STAS 1470-90 în (l/s).

NECESARUL DE APĂ, PENTRU CONSUMUL LA UTILIZATOR PE DURATA STINGERII

INCENDIULUI

;

- volumul consumat de utilizator

- coeficient, pentru reţelele de joasă presiune (când presiunea este mai mare, sau egală cu 7 m coloană

de apă, stingerea se face cu ajutorul motopompelor formaţiilor de pompieri)

- coeficient, pentru reţelele de înaltă presiune (combaterea incendiului se poate face direct de la hidrantul

exterior)

- debitul orar maxim al zonei sau localităţii, unde se combate incendiul

În total, se va acumula în rezervor, ca rezervă intangibilă, protejată volumul de apa

unde, este volumul rezervei intangibile .

După consumarea apei, în urma combaterii incendiilor, refacerea rezervei de apă trebuie să se realizeze

cu debitul în timpul .

;

Mărimea timpului de refacere a rezervei ( ), se adoptă conform datelor din tabelul 6, conform STAS

1343/1-2006.

Localităţi şi zone industriale aferente localităţilor

Localităţi 24

Zone industriale cu construcţii

din categoriile de pericol de

incendiu

A si B 24

C având

24

36

D si E având

36

48

NOTA 1 – În cazul, în care , iar debitele de apă sunt insuficiente la sursă,

durata pentru refacerea rezervei intangibile de incendiu Tn se poate mări până la cel mult 72 h.

NOTA 2 – În cazurile, în care debitele surselor de apă nu pot asigura refacerea rezervei

de incendiu în durate maxime Tn prevăzute în tabelul 6, se admite prelungirea acestor durate,

cu condiţia măririi rezervei intangibile Vri, cu volumul de apă, care nu poate fi asigurat în

timpul normat.

NOTA 3 – Păstrarea rezervei intangibile se face în una sau mai multe cuve de rezervor

astfel încât volumul integral pentru combaterea incendiului să fie permanent la dispoziţie.

Conform STAS 1478-90, din tabelul 5 în localitate vom avea următoarele clădiri publice mai importante:

Nr. CLĂDIRE ;

1 ŞCOALĂ 2,50

2 GRĂDINIŢĂ 2,50

3 SPITAL 2,50

4 CĂMIN CULTURAL 10,00

5 MAGAZIN 2,50

6 BAR 2,50

7 GARĂ 2,50

8 BIBLIOTECĂ 2,50

9 TEATRU 10,00

Conform STAS 1343-2006, tabelul 4 în funcţie de N20 numărul de incendii teoretic simultane este ,,n”=2,

care vor avea loc la bibliotecă şi şcoală.

;

Volumul de incendiu

;

Durata de funcţionare a hidranţilor interiori minute şi

durata de funcţionare a hidranţilor exterior ore. Debitul pentru stingerea incendiilor din

exterior l/s.

;

;

Volumul de consum

;

;

Timpul de refacere al rezervei de incendiu

;

;

Refacerea rezervei de apă

;

;

CALCULUL DEBITELOR DE DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE A SCHEMEI DE ALIMENTARE

CU APĂ

Toate elementele schemei de alimentare cu apă, de la captare până la rezervor, vor fi dimensionate la

debitul de calcul; pentru tronsonul captare - rezervor va fi adoptată valoarea cea mai mare dintre cele 2

expresii.

- reprezintă debitul zilnic maxim al cerinţei de apă în regim de restricţii (reprezintă debitul zilnic mediu

al cerinţei de apă, din care se scade apa, pentru stropit străzi şi spălat pieţe).

;

;

- reprezintă debitul de refacere, al rezervei de incendiu

;

Debitul de calcul, pentru proiectarea construcţiilor şi instalaţiilor după rezervorul de înmagazinare, se

calculează cu următoarea formulă:

;

;

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

;

;

DIMENSIONAREA CAPTĂRII

Pentru alegerea surselor de apă, este necesar să se întocmească schema generală de gospodărire a apelor,

în zona, în care interesează pentru alimentarea cu apă potabilă şi industrială. În cadrul studiului de ansamblu al

problemei, stabilirea schemei generale de alimentare cu apă, se face pe baza planului de amenajare cu toate

sursele de apă de suprafaţă şi subterane, care trebuie luate în considerare, pentru a fi studiate.

Studierea surselor de apă posibile, urmăreşte să determine caracteristicile tehnice (cantităţi de apă

disponibilie şi calităţile apei), pe baza cărora, făcându-se comparaţiile economice între soluţiile de ansamblu ale

sistemelor alimentate din diferite surse, să se poată alege sursa, care satisface:

debitul de apă necesar consumatorilor;

calităţile apei, pe cât posibil fără înbunătăţiri artificiale, sau cu un minim de tratări, pentru a le aduce

la nivelul calităţilor solicitate de consumator;

siguranţa în exploatare, asigurarea în timp a debitelor minime şi a constanţei calităţii apei solicitate;

eficienţa economică maximă, ţinând seama de costul minim pe de apă furnizată şi de efectul

economic general, în cazul gospodăririi apei pe utilizări complexe.

În repartizarea resurselor de apă între consumatorii industriali şi consumul centrelor populate, se vor

rezerva, de regulă, sursele de apă subterană, pentru a fi utilizate la alimentarea cu apă potabilă.

Corespunzător studiului tehnico – economic general al alimentării cu apă, se întocmeşte un studiu

preliminar hidrologic şi hidrogeologic, în care se stabilesc sursele care trebuie studiate în delaiu, prin studii

definitive, care stau apoi la baza proiectului de alimentare cu apă.

CAPTĂRI DIN RÂURI

CRITERII DE ALEGERE A AMPLASAMENTULUI CAPTĂRILOR

O problemă importantă a unui sistem de alimentare cu apă o constituie alegerea corectă a

amplasamentului construcţiilor de captare, care trebuie să ţină seama de un complex de condiţii.

Un prim factor, care determină amplasamentul, este calitatea apei captate. Amplasamentul construcţiilor

de captare trebuie ales în funcţie de existenţa în amonte a unor surse de impurificare, de capacitatea de

autoepurare a râului, precum şi de posibilitatea de a stabili o zonă de protecţie sanitară. De asemenea,

compoziţia fizico-chimică a apei, precum şi cea biologică, au o mare importanţă în acest sens.

Captarea apei trebuie să se facă la malul concave, care, în comparaţie cu cel convex, are avantaje

esenţiale, deoarece se umple mai puţin cu depozite de aluviuni şi datorită unei adâncimi mai mari a râului.

Amplasarea construcţiilor de captare la malul concav are, totuşi, şi dezavantaje. Aces mal este supus afuerii şi,

de aceea, trebuie să se prevadă lucrări pentru consolidarea malului, pe o întindere corespunzătoare. Aceste

consolidări pot avea mari proporţii, afectând costul general al investiţiei. De asemenea, problemele legate de

apariţia gheţii sunt mai grele la malul concav, decât la malul convex.

În unele cazuri, când apa râului curge cu viteze mici şi are o capacitate foarte mică de aluviuni, problema

amplasării mai avantajoase a construcţiilor pentru captarea apei la malul concav sau la cel convex poate să nu

aibă importanţă, din punctul de vedere al fenomenelor menţionate. Punctual de amplasare a construcţiei de

captare trebuie să fie cel mai puţin periculos, în privinţa gheţii de fund (zaiului). Acest aspect impune că

porţiunea, în care se amplasează captarea să nu se afle în dreptul pragurilor; este bine să fie cât mai în aval.

Construcţia de captare trebuie amplasată pe o porţiune nepericuloasă din punctul de vedere al îngrămădirii

gheţii de suprafaţă. Construcţia de captare trebuie aşezată la o distanţă suficient de mare de punctele de

afluenţă, confluenţă, puncte în care pot fi circulate, uneori, mari debite solide sau este posibilă manifestarea

unor fenomene de depunere.

Referitor la condiţiile hidrogeologice, porţiunea din malul râului aflată în dreptul prizei trebuie să fie

corespunzătoare pentru amplasarea diferitelor obiective ale sistemului de alimentare cu apă (staţii de pompare,

grătare, deznisipatoare), având în vedere şi eventualele etape de dezvoltare.

Desigur, un factor hotărâtor în alegerea amplasamentului îl va avea şi distanţa faţă de obiectivul ce

urmează a fi alimentat cu apă, având în vedere optimizarea traseului conductelor.

TIPURI CONSTRUCTIVE DE CAPTĂRI ŞI CRITERII DE ALEGERE A ACESTORA

Alegerea tipului de captare este o problemă complexă, legată de următoarele aspecte:

condiţiile de funcţionare ale sistemului de alimentare cu apă;

gradul de asigurare impus;

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

condiţiile terenului din zonă;

problemele economice.

Principalele tipuri constructive ale captărilor din râuri sunt prezentate în schema de mai jos:

de mal;

prin conducte gravitaţionale;

cu baraj de derivaţie;

sub formă de cupă (cu bazin);

prin infiltraţie de mal;

de sub albie.

Un alt factor, care poate stabili tipul de captare îl constituie adâncimea apei în faţa prizei.

Aceasta trebuie să asigure:

captarea debitului prelevat, conform asigurării de calcul;

oprirea intrării în priză a aluviunilor grosiere, respectiv debitul solid de fund;

prevenirea efectelor negative ale gheţii şi zaiului, adică evitarea captării straturilor

superficiale;

împiedicarea intrării plutitorilor în priza, respectiv o gardă corespunzătoare deasupra prizei;

spălarea hidraulică a zonei de acces la priză.

Pentru ţara noastră, în funcţie de condiţiile climatice, sunt avute în vedere următoarele adâncimi minime

de apă, care trebuie asigurate în faţa prizei:

0.5m peste fundul râului, pentru evitarea pătrunderii aluviunilor de fund; poate scădea la 0.2m, la

râurile de munte;

Pentru evitarea efectului gheţii se recomandă o acoperire deasupra prizei cu 0.1m mai mare decat

grosimea maximă a podului de gheaţa

Pentru evitarea captării zaiului se consideră că este necesară o înălţime de apă de 1m deasupra

prizei; se poate reduce, de la caz la caz, dacă se iau măsuri speciale;

Pentru evitarea pătrunderii plutitorilor şi blocării prizei cu frunze se recomandă înălţimi între 0.20 –

0.50m, funcţie de zona pe care o străbate râul în amonte şi de frecvenţa plutitorilor;

Astfel, adâncimea râului constituie un criteriu de alegere a tipului de captare.

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

În cazul nostru captarea apei pentru localităţile şi platforma industrială se va face din sursă de suprafaţă iar

tipul captării este captare de mal cu grătar.

CAPTARE DE MAL

Construcţia de captare a apei constă, de fapt, din două lucrări diferite:

camera de captare propriu-zisă;

staţia de pompare

Camera de captare constă dintr-o culee de pod, goală înăuntru; în interiorul ei se găseşte

un perete transversal separator, care formează două compartimente: de captare şi de aspiraţie. În

aceasta din urmă sunt coborâte conductele aspiratoare ale staţiei de pompare. În lungime,

camera de captare se împarte în două compartimente,care pot lucra independent unul de

celălalt.

În despărţitura pentru captare, apa râului ajunge prin ferestrele de intrare, dispuse în

înălţime în două rânduri: ferestrele de jos lucrează la nivelurile joase ale râului, cele de sus de

nivelurile înalte, când straturile inferioare ale apei din râu pot fi relativ foarte impurificate cu

aluviuni de fund. Toate ferestrele sunt înzestrate, în interiorul camerei de captare, cu vane

laminare sau în formă de şubere, iar la partea exterioară cu grătare cu spaţii mari (pe cât posibil,

demontabile), construite din bare verticale, cu spaţii de 50-150 mm şi uneori, chiar mai mari.

În peretele separator se montează plase fixe, pentru reţinerea suspensiilor mari din apa

brută. Manipularea plaselor, a vanelor şi a altor utilaje se face de pe un planşeu de serviciu,

executat la nivelul pământului. Pe acest planşeu se construieşte o cabină, foarte comodă, pentru

exploatarea camerei de captare. Planşeul de serviciu are un balcon care permite executarea

operaţiilor de curăţare a grătarelor, a ferestrelor de intrare, în locuirea lor, etc.

Staţia de pompare se amplasează în afara zonei alunecărilor posibile ale terenului, în

timpul executării lucrării. Condiţiile topografice pot impune, de asemenea instalarea staţiei de

pompare la o distanţă relativ mare.

În general însă, din punctul de vedere al asigurării unei bune funcţionări a construcţiei de

captare, este necesar ca, tinzând la o scurtare a conductelor aspiratoare, să se scurteze distanţa

dintre construcţia de captare şi staţi a de pompare.

Captările de mal trebuie dotate cu dispozitive de curăţare a depunerilor din interior

(hidroelevatoare sau pompe de nămol).

Platforma circulabilă a captării de apă trebuie realizată la nivelurile maxime cu o

asigurare de 1 %, având o gardă de cel puţin 0,70 m.

Conductele de aspiraţie care pleacă spre staţia de pompare trebuie să fie duble; ele se

dimensionează la viteze maxime de 1,00 m/s în cazul conductelor comune la mai multe pompe

şi de maxim 1,50 m/s la conducte separate pentru fiecare pompă.

În cazul conductelor de aspiraţie sau de refulare la captările la care sunt de aşteptat tasări

în perioada de exploatare, se prevăd compensatoare unghiulare, care permit deplasările relative

ale construcţiei faţă de mal, fără a deranja funcţionarea conductelor.

Priza de mal la Dunăre pentru cuplata cu staţia de pompare

Schema captării de mal cu grătar

Schema alimentării cu apă

Pentru captarea de mal cu grătar, relaţiile de calcul sunt următoarele:

unde:

n – numărul interspaţiilor din grătar

- debitul de calcul in

v – viteza apei prin interspaţii [ m/s], v = 1 m/s

d – distanţa dintre barele grătarelor în metri ( 25 ÷ 50 mm ) 0.05 m

– distanţa utilă a apei de la baza grătarului la nivelul liber al apei râului [m]

δ – grosimea barelor grătarelor ( 8 ÷ 10 mm)

H – înălţimea grătarului [m]

– înălţimea de siguranţă [m] ( 0.15 ÷ 0.30 )

l – lungimea barelor grătarului [m]

Δ – lungimea curburii barelor [m] = 0.04

B – lăţimea canalului colector [m]

– viteza de curgere a apei la intrarea în grătar

h – pierderea de sarcină prin grătar [m]

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

η – coeficient care ţine seama de forma secţiunii, care este 2.45 pentru bare dreptunghiulare, 1.83 pentru bare

semicirculare, 1.79 pentru bare rotunde

n = 10 interspatii

DIMENSIONAREA HIDRAULICĂ A ADUCŢIUNILOR

Aducţiunile pot fi tip canal, tip conductă sau combinaţii a acestora, adică aducţiuni

închise.

Aducţiunile de tip canal pot fi deschise ( descoperite) sau închise (acoperite) şi asigură

transportul apei prin gravitaţie cu nivel liber.

La aducţiile de tip conductă, adică cele închise, transportul apei se face prin pompare sau

fără, ( gravitaţional ).

Calculul hidraulic al aducţiunilor se face folosind relaţiile

;

;

DETERMINAREA DIAMETRULUI ECONOMIC AL ADUCŢIUNII,

FUNCŢIONÂND PRIN POMPARE

Schema de alimentare cu apă adoptată precum şi din calcule făcute, pentru captare, rezultă

că apa trebuie pompată ca să ajungă în rezervor. Dimensiunea conductei, funcţionând prin

pompare, se face astfel încât diametrul ales să corespundă unor cheltuieli anuale minime,

cheltuielile anuale sunt formate, din:

- cheltuieli cu investiţia

- cheltuieli cu energia necesară pentru pomparea apei

- cheltuieli cu reparaţiile şi retribuţia personalului de exploatare( astea se

consideră constante)

;

unde:

– reprezinta cheltuieli cu investiţia

– reprezinta cheltuieli cu energia

– este timpul de recuperare a investiţiei ( se consideră Tr = 50 ani)

i – este valoarea investiţiei care se calculează pe baza indicilor specifici [lei/an]

e – reprezinta costul energiei de pompare ( se adoptă ca fiind egală cu costul de producere a

energiei electrice)

E – volumul de energie electrică, necesar pentru pomparea apei

P – puterea absorbită în pompă [KW]

T – timpul de funcţionare al pompelor T = 8760 h

- debitul de calcul în

K – inversul coeficientului de rugozitate, se alege din tabel în funcţie de materialul din care este

executată aducţiunea

S – suprafaţa secţiunii transversale [m2]

R – raza hidraulică [m]

J – panta

ΔH – diferenţa dintre cotele piezometrice din secţiunile extreme ale aducţiunii în cazul

conductelor şi diferenţa între cotele radierului terenului din aceleaşi secţiuni în cazul canalelor

v – viteza apei [m/s]

C – coeficientul lui Chezy

h – pierderile de sarcină în aducţiuni [m]

D – diametrul aducţiunii [m]

so – rezisteţa hidraulică specifică a conductei

E se calculează cu relaţia

unde:

η – randamentul mediu de funcţionare al pompelor. În lipsa dimensionării pompelor, valoarea

medie a randamentului se consideră η = 0.6

Q – deitul de apă pompată, care este egală cu Qic

Q = QIc

H – înălţimea de pompare al apei

- înălţimea geodezică de pompare

– pierderea de sarcină pe conducta de refulare

– pierderea de sarcină pe conducta de aspiraţie

L – lungimea aducţiunii

Costul aducţiunii este dat direct în tabelul de calcul tabel 7

Calculul efectul are următoarea succesiune, urmărită în tabel:

- cu valoarea debitului de calcul în l/s, din diagrama Menning se alege primul diametru întâlnit

pe verticală la intersecţia , de unde rezultă panta şi viteza

- în continuare se vor calcula pierderea de sarcină pe refulare

;

;

Tabel 7 – Determinarea diametrului tehnico – economic al aducţiunii

Diametrul

conductei

Dn [mm]

Panta

Hidraulică

i

Viteza

v

[m/s]

Pierderea

de

sarcină

hr

[m]

Înălţimea

de

pompare

H

[m]

Puterea pompei

P

[kW]

0 1 2 3 4 5

700 0,00015 0,32 0,563 4,0563 33,06

600 0,00038 0,45 0,143 4,143 33,76

550 0,0005 0,5 0,188 4,188 34,14

500 0,00092 0,65 0,345 4,345 35,41

450 0,005 0,75 0,185 5,875 47,88

400 0,0075 0,95 2,183 7,813 65,68

Diametrul

Conductei

Dn

[ mm ]

Volumul

de

energie

electrică

E

[ kW/an

]

Costul

energiei

Ce

[mld.lei /

an ]

Cost

unitar

conductă

C

[mii

lei/m]

Valoarea

Investiţiei

I

109

[lei]

Cost total

anual

C

[mld. Lei / an ]

0 6 7 8 9 10

700 289605,6 376,478 900 0,234 610,478

600 295737,6 337,658 800 0,208 545,658

550 299066,4 388,785 750 0,195 583,785

500 310191,6 403,248 700 0,185 588,248

450 419428,8 545,256 650 0,169 714,256

400 557868,4 725,248 600 0,156 725,404

Aducţiunile sub presiune, care acced gravitaţional, se dimensionează în funcţie de debitul

de calcul şi de pantă.

Viteza minimă în aceste conducte, se admite de 0.3 m/s şi 0.7 m/s pentru ape încărcate cu

suspensii, iar viteza maximă se consideră de 0.5 m/s pentru tuburi din material plastic sau

azbociment din beton armat centrifugat sau beton precomprimat.

Aducţiunile sub presiune care funcţionează prin pompare se dim. În funcţie de debitul de

calcul şi de viteza economică ( vec = 0.2 ÷ 1.2 m/s )

Canalele deschise se dim. În funcţie de debitul de calcul Qic şi panta J, astfel încât să nu se

depăşească vitezele maxime admise pentru tipul de material, din care este executată aducţiunea.

VOLUMUL REZERVORULUI

În conformitate cu STAS 4165/1988, volumul rezervorului se determină ca valoare maximă

dintre:

Valorile astea, rotunjite la valorile 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 750, 1000,

1500, 2000, 2500, 5000, 6000, 7000, 8000, ……, etc.

– volumul necesar pentru compensarea valorilor debitului de alimentare şi

plecare în reţea ( se reaminteşte că alimentarea se dimensionează la Qszimax pe perioada de

compensare şi se consideră o zi medie)

– volumul necesar pentru acumularea apei, necesară combaterii celor 2 incendii

teoretic simultane şi asigurarea consumului pe perioada stingerii incendiilor

– volumul suplimentar de apă, necesar pentru combaterea debitelor pompate

neuniform, ca urmare a funcţionării staţiilor de pompare amonte în afara celor de utilizare

maximă a energiei electrice

– volumul necesar pentru asigurarea necesarului de apă în anumite condiţii, ce vor

fi justificate

– volumul necesar pentru acumularea unei rezerve de apă pentru a asigura

funcţionarea reţelei în cazul în care pe circuitul amonte a rezervorului apar avarii normale

admise ( ruperea de conductă, dezamorsare sifoane, întrerupere de pompare).

Conform legii 98 din 1994, volumul rezervorului va fi cel puţin egal cu următoarea valoare:

;

;

– valoarea maximă a timpului de trecere a apei prin rezervor, admis prin normele

sanitare, astfel încât calitatea apei să nu deteriorizeze; de regulă se acceptă 6 zile pentru

rezervoarele îngropate şi de 2 zile pentru rezervoarele aeriene neprotejate termic.

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

CALCULUL VOLUMULUI DE COMPENSARE

a – coeficient dat de STAS 4156, care arată proporţia din debitul zilnic ce trebuie reţinut în

rezervor

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

volumului de compensare

Coeficient pentru determinarea debitului de compensare

Număr

de

louitori

< 5 5 - 10 10 - 20 20 - 50 50 - 100 100 -

200

a 0,50 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20

CALCULUL VOLUMULUI DE INCENDIU

CALCULUL VOLUMULUI DE AVARIE

Se calculează cu relaţia:

– debitul minim în [mc/h] ce poate fi asigurat pe perioada avariei, pentru localităţi se

pot adopta de 60%- 80% din tabelul mediu orar al zilei cu consum maxim, în funcţie de

mărimea localităţii

– timpul maxim de remediere a unei avarii pe sectorul amonte rezervorului sau din

scoatere din funcţiune a staţiilor de pompare, ca urmare a întreruperii cu energia electrică

– se apreciază astfel: între 18 şi 24 de ore pentru aducţiuni din tuburi premo cu

diametre între 800 şi 1000 mm în funcţie de rapiditatea şi mijloacele de intervenţie

- între 8 şi 16 ore pentru aducţiuni în funcţie de lungimea aducţiunii, dificultatea

traseului, tipul de material

- de maxim 10 ore pentru avarii la alte obiecte ale sistemului de alimentare cu apă

de la caz la caz în funcţie de importanţa acestora şi de dificultăţile de intervenţie

Când rezervorul de alimentat prin pompare Tav se va lua egal cu timpul maxim admis

pentru oprirea staţiilor de pompare, dacă acesta este mai mare ca timp dimensionat mai sus, sau

se va lua 10 ore când acesta este mai mic.

Conform STAS 10110 – 1995 staţia de pompare de categoria 2 şi întreruperea ei din cauza

alimentării cu energie electrică, nu poate depăşi 2 ore.

– timpul maxim de întrerupere a alimentării cu apă a localităţii conform tabelului de

mai jos pentru industrii în funcţie de mărimea pagubei ce se poate produce şi posibilităţii de

cooperare cu alte sisteme de alimentare cu apă.

Mărimea

localităţii

10 10……50 50…….100 >100

Ti (ore) 6 4 2 0

Q – debitul ce se poate obţine de la alte surse rămase în funcţiune, când celelalte au fost oprite;

când există o singură sursă Q = 0, iar când sunt mai multe surse cea mai mică şi mai sigură

rămâne în funcţiune.

Volumul suplimentar este egal cu 0 pentru că se apreciază că nu este nevoie de un volum

suplimentar de apă.

Volumul justificativ este egal cu 0 deoarece vor apărea volume suplimentare ca urmare a

rotunjirii volumului rezervorului

;

Volum rezervorului din ziua de maxim consum

;

;

Pentru rezervorul de acumulare şi castelul de echilibru se obţin volumurile de

compensare:

- valoarea maximă, pozitivă la rezervor

– valoarea maximă, negativă la rezervor

– valoarea maximă, pozitivă la castel

– valoare maximă, negativă la castel

În rezervor se acumulează şi volumul de apă, necesar în cazul avariei sursei de apă

şi/sau a aducţiunii.

;

Şi volumul de apă pentru nevoile tehnologice ale uzinei de apă se determină cu relaţiile:

;

;

;

;

În castelul de apă pe lângă volumul de compensare se adaugă şi volumul de incendiu.

;

COTA CASTELULUI DE APĂ

La definirea schemei de alimentare cu apă a fost necesar să se facă o primă apreciere a

mărimii castelului de apă.

S-a preconizat un castel de 5304,30 mc.

Acum este necesar să fie determinat înălţimea corectă a castelului pentru a putea găsi

regimul de pompare.

Trebuie făcută observaţia că şi această cotă mai poate suferi modificări dacă

dimensionarea reţelei rezultă că acest lucru este necesar.

Cota castelului este valoarea maximă a sumei:

Cc – cota terenului pe care se găseşte branşamentul utilizatorului de apă

Pentru a reduce la minim numărul de încărcări se aleg la început acele puncte, care pot

da cote mai înalte ale castelului şi anume:

- punctul de cotă maximă în zona de alimentare cu apă ( pct. A )

- punctul de cotă mare a terenului pe care se găsesc utilizatorii, care cer o presiume

mare la branşament

- punctele de cotă mare aflate la cea mai mare distanţă faţă de castelul de apă

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

- pierderea de sarcină apreciată între castel şi punctul luat în considerare asigurând

curgerea apei pe drumul cel mai scurt ( l ) se apreciază că panta hidraulică medie notata cu

Jmed este cuprinsă între 0,003 şi 0,005 rezulta ca pierderea de sarcina

- pierderea de sarcină reală ( ca de altfel cotă reală necesară pentru castel ), va fi

cunoscută numai după dimensionarea reţelei, la dimensionarea reţelei se va ţine seama de

pierderea medie de energie adoptata

– reprezinta presiunea necesară la branşament ( punctul de legătură între reţeaua

comunală de distribuţie şi reţeaua interioară a blocului ), deci presiunea necesară la branşament

se determină cu relaţia:

unde:

– înălţimea celui mai înalt robinet de preluare a apei pentru clădiri civile se poate

aproxima că această înălţime este egală cu înălţimea casei, întrucât ultimul robinet se află

lângă tavanul ultimului nivel

numărul de etaje

– pierderea de sarcină pe reţeaua interioară pe tronsoanele de conductă ce asigură

curgerea apei până la punctul cel mai îndepărtat de branşament se apreciază 2.3 m în

funcţie de mărimea reţelei şi se poate calcula dacă se cunoaşte schema reţelei interioare

de distribuţie

– pierderea de sarcină pe conducta de legătură inclusiv apometru, vanele de izolare,

etc, se apreciază de 1-2 m

– presiunea de serviciu la robinetul de utilizare a apei necesară pentru asigurarea

curgerii apei, pentru locuinţe cu robinete simple ( numai pentru apă rece ), presiunea de

serviciu se ia 2 m pentru robinete duble, presiunea de serviciu de 3 m.

Se mai apreciază presiunea de serviciu la hidranţii interiori în funcţie de lungimea jetului,

mărimea duzei etc. ca fiind de:

Estimarea cotei necesare pentru cuva castelului de apă se face în tabelul următor:

Punct C

[m]

H

[m]

i L

[m]

h =i

[m]

C

A 930 32 0.005 15 0.75 962.75

B 925 32 0.005 650 32.5 989.5

C 918 32 0.005 200 10 960

D 916 32 0.005 275 13.75 961.75

h =pierderea de sarcină apreciată între castel şi punctul luat în

considerare.

Se calculează înălţimea turnului castelului de apă:

Volumul cuvei castelului va fi:

i =panta hidraulică medie, care se apreciază între 0.03-0.05

Cota radierului cuvei:

DISTRIBUŢIA APEI

Reţeaua de distribuţie a apei într-un centru populat sau industrie, cuprinde totalitatea

conductelor, armăturilor, aparaturilor de măsură şi construcţiilor accesorii, care asigură

transportul apei de la construcţiile principale de înmagazinare sau de ridicare a presiunii şi până

la branşamentele consumatorilor.

Reţeaua de distribuţie trebuie să asigure debitul maxim orar, la presiunea de serviciu

necesara.

Presiunea de serviciu este presiunea minimă, care trebuie să fie asigurată în orice punct de

branşament al reţelei de distribuţie, pentru ca debitul de apă normat să poata ajunge la cel mai

înalt şi mai îndepărtat punct de consum al instalaţiei interioare din clădirile civile şi industriale

direct sau prin intermediul instalaţiilor de pompare cu hidrofor ţinând seama şi de pierderea de

sarcină de la branşament până la locul de consum.

Presiunea de serviciu se exprimă de obicei în coloana de apă, deasupra nivelului

străzii.

Presiunea de serviciu în reţeaua de distribuţie se poate realiza:

Prin gravitaţie

Prin pompare directă în reţea

Punctele de branşament ale reţelei sunt punctele de legătură dintre reţeaua de distribuţie

comunală şi conducta sau reţeaua interioară de alimentare a unei clădiri, a unui grup de clădiri

sau a unei industrii.

Reţeaua de distribuţie a apei trebuie să poată asigura şi conducerea debitului necesar

pentru combaterea incendiilor.

Al presiunii necesare pentru se deosebesc două feluri de reţele:

Reţea de joasă presiune pentru incendiu prin care de distribuie debitul de apă pentru

combaterea incendiilor, cu o presiune redusă (de minim 7m coloană de apă la

hidrant); rămânând ca presiunea necesară la ajutajul ţevii de refulare a sa fie

asigurată, cu ajutorul motopompelor, sau a pompelor automobile ale unităţilor de

pompieri

Reţeaua de înaltă presiune pentru incendiu care asigură distribuţia debitelor de apă

pentru incendiu şi pentru consum curent la presiune ridicată (50-70 m coloană de

apă) cu ajutorul unor staţii fixe de pompare, care sunt puse în funcţiune după

semnalarea incendiului.

Acest sistem permite o intervenţie.

Schema în plan a reţelei de distribuţie a apei se stabileşte în funcţie de următorii factori:

Sistematizarea teritoriului, care trebuie să fie alimentat cu apă şi amplasamentele

consumatorilor

Relieful terenului

Poziţia obstacolelor naturale şi artificiale (văni, canale, cai de comunicaţie, etc.)

În general reţeaua de distribuţie urmăreşte traseele străzilor şi aleilor din centrele populate

sau din industrii.

După forma în plan se deosebesc două dispoziţii principale de reţea:

Reţea de distribuţie ramificată în care apa circulă într-o singură direcţie

Reţea de distribuţie inelară în bucle sau cu schiuri închise la care apa poate ajunge în

orice punct din cel puţin două direcţii.

DIMENSIONAREA REŢELEI DE DISTRIBUŢIE

Dimensionarea reţelei de distribuţie constă în determinarea diametrelor si pierderilor de

sarcină pe toate conductele reţelei astfel încât să se asigure debitele necesare şi presiunile de

serviciu în toate punctele reţelei.

Reţelele de apă pot fi inelare sau ramificate din una sau mai multe surse de pomapare sau

gravitaţionale prin intermediul rezerevoarelor de înmagazinare.

Alcătuirea schemei de calcul

Schema de calcul redă simplificat alcătuirea reţelei de distribuţie, indicând poziţia

surselor, eventual al staţiilor de pompare şi a rezervoarelor.

Într-un sistem inelar format din “n” noduri şi “i” inele, numărul “t” de laturi, se determină

cu relaţia: , iar numărul de ecuaţii care se pot scrie pentru noduri şi pentru

inele , trebuie să fie tot “t”.

Ipoteze de dimensionare şi verificare

Dimensionarea şi verificare unei reţele de distribuţie se face în funcţie de schema de calcul

în urmatoarele ipoteze:

1.) asigurarea debitului orar maxim la consumatori şi al debitului de incendiu

interior

2.) trebuie să asigure şi al debitului de incendiu exterior

3.) asigurarea presiunii disponibile la hidranţii interiori prin racordarea directă la

reţea

4.) asigurarea transportului debitului de tranzit maxim

Debitul de tranzit maxim de determină folosind relaţiile

unde:

- coeficient de neuniformitate minim al debitului orar

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

- debitul în ora de minim de consum

- debitul de tranzit

Debitele de calcul pentru ipotezele 1, 2 şi 3, sunt date de relaţiile 1,14, respectiv 1,15,

1,16 din îndrumar pentru calcului construcţiilor şi instalaţiilor hidroedilitare, iar pentru ipoteza

4, debitul de calcul este dat de relaţia: .

Debitele de incendiu şi cele ale marilor consumatori se consideră concentrate în nodurile

reţelei.

Calculul în diferite ipoteze se face menţinând diametrele stabilite în prima ipoteză.

Determinarea debitelor aferente pe tronsoane

Debitele aferente pe tronsoane pentru una de aceeaşi densitate a populaţiei sau pentru

acelaşi grad de dotare al clădirilor se determină cu ajutorul relaţiilor:

(1)

(2)

(1’)

(2’)

(1”)

(2”)

(3)

- debitul specific, care poate fi în l/s pe km, l/s pe ha, sau l/s pe locuitor şi se poate

determina în funcţie de lungimea tronsoanelor, în funcţie de mărimea suprafeţelor aferente, sau

în funcţie de numărul populaţiei şi se utilizează relaţiile corespunzătoare.( 1.), 1’.), 1’’.) )

- debitul de calcul uniform distribuit al zonei (de densitate, sau grad de dotare), în l/s,

care în cazul ipotezelor 1., 2., 3. se ia egal cu debitul orar maxim , iar în cazul ipotezei 4.

se ia egal cu debitul zilnic maxim al aceleaşi zone

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

- suprafaţa aferentă tronsonului curent (se determină cu metoda bisectoarelor) în ha

- numărul de locuitori aferenţi tronsonului curent

- debitul aferent pe tronsonul curent în l/s

Întotdeauna este obligatorie satisfacerea relaţiei 3.

DETERMINAREA DEBITELOR CONSUMATE ÎN NODURI

La calculul debitului consumat într-un nod curebt, notat cu ’’i’’, se consideră numai

tronsoanele cu serviciu în drum, utilizânu-se relaţiile:

(4)

(5)

(4’)

(5’)

unde: QI-reprezintă debitul din nodul curent, înl/s şi se determină cu relaţia

(4) pentru ipotezele 1,2 şi 3, şi cu relaţia (4’) pentru ipoteza 4 de calcul

- reprezintă suma debitelor aferente pe cele m tronsoane, care concură în nodul

curent, în l/s

Q- reprezintă suma debitelor concentrate ăn nodul respectiv, în l/s

Pentru verificarea debitelor din noduri, este necesar a fi satisfăcută relaţia (5), pentru

ipotezele 1,2 şi 3, şi relaţia (5’) pentru ipoteza 4.

DETERMINAREA DEBITELOR DE CALCUL PE TRONSOANE

Debitul de calcul pe un tronson curent i-j, se determină ţinând cont de relaţiile:

unde: f- reprezintă numărul secţiunilor fictive

i- reprezintă numărul inelelor

s- reprezintă numărul surselor considerate în momentul de calcul

Q’i-j- reprezintă debitul de calcul pe tronsonul curent, provenind din debitul de calcul

uniform distribuit (Qormaxpentru ipotezele 1,2 şi 3, sau Qzimax pentru ipoteza 4 de calcul), în l/s

- reprezintă suma debitelor aferente de pe tronsoanele din aval tronsonului

curebt, indicate de sensurile de curgere a apei, din schema de calcul, în l/s

d- reprezintă distanţa medie într-o sau mai multe incendii simultane, în m

- reprezintă densitatea populaţiei, în loc/ha

Q’’i-j- reprezintă debitul de calcul pe tronsonul curent provenit din debitele concentrate

Qi-j- reprezintă debitul de calcul pe tronsonul curent, în l/s

Qtr,i-j- reprezintă debitul de tranzit pe tronsonul curent în l/s

Q’i- reprezintă debitul din nodul curent provenit din debitlu de calcul a ipotezei 4,

(Qzimax), în l/s şi se determină cu relaţia (4’)

p- reprezintă numărul tronsoanelor concurente în nodul curent, prin care debitele ies din

nodul respectiv

- reprezintă suma debitelor, care intră în nodul curent, în l/s

k- reprezintă numărul tronsoanelor concurente în nodul curent, prin care debitele intră

în nodul respectiv

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

Determinarea debitelor de calcul pe tronsoane presupune următoarele etape:

1.) alegerea sursei şi/sau a ponderii surselor

2.) trecerea pe schema de calcul a debitelor consumate în noduri şi stabilirea sensurilor de

parcurgere a apei pe fiecare tronson, aplicând principiul alimentării fiecărui nod, pe

drumul cel mai scurt, când reţelele inelare se transformă în reţele ramificate, printr-un

număr de secţiuni fictive

3.) determinarea debitelor de calcul ( ), pornind de la secţiile fictive spre sursă

4.) calculu distanţei minime într incendii simultane, marcarea în nodurile unei noi schemei

de calcul al debitelor concentrate şi de incendiu şi trasarea sensurilor de curgere,

corespunzătoare acestor debite

5.) stabilirea debitelor de calcul ( ), corespunzător debitelor concentrate şi de incendii

6.) determinarea debitelor de calcul pe tronsoane ( )

7.) verificarea debitelor de calcul, conform ecuaţiei de bilanţ în noduri

DIMENSIONAREA HIDRAULICĂ A REŢELELOR DE DISTRIBUŢIE

Diametrul D, în mm, al unui tronson curent, care trebuie să aibă valoarea minimă de 100

mm (sau 80 mm în situaţii cu totul particulare) se determină funcţie de debitul de calcul Qi-j aş

tronsonului respectiv şi de viteza economică vec utilizând tabelul 3.1 din „Îndrumar pentru

calculul construcţiilor şi instalaţiilor hidroedilitare”.

a) Pentru reţele ramificate, calculele se conduc tabelar.

b) Pentru reţelele inelare, calculul pierderilor de sarcină este precedat de echilibrarea

distribuţiei debitelor, care se poate efectua prin aproximaţii succesive cu ajutorul

metodelor Lobacev sau Cross.

În cazul metodei Lobacev calculele se introduc în tabel, în care debitele corectate se obţin

cu ajutorul relaţiilor:

(6)

(7)

(8)

(8’)

în care:

- este divergenţa pe inel, în m;

- este suma algebrică a pierderilor de sarcină pe inel, în m;

- debitul de corecţie din inelul considerat;

Q - debitul corectat de pe tronsonul curent, în l/s, care pentru tronsoanele marginale se obţine

din relaţia (8), iar pentru cele comune din relaţia (8’);

- debitul de calcul pe tronsonul curent în situaţia iniţială, în l/s;

- debitul de corecţie din inelul alăturat şi care prin intermediul tronsonului comun se

transmite inelului considerat, în l/s.

Observaţii:

a.) tronsoanele comune inelelor alăturate intră în componenţa fiecăruia din inelele

respective;

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

c.) debitele de calcul pe tronsoane şi pierderile de sarcină corespunzătoare sunt afectate de

semnul (+), dacă sensul de parcurgere al apei coincide cu sensul de parcurgere al inelului

şi (-) dacă apa curge în sens contrar sensului de parcurgere a inelului;

d.) produsul nu este afectat de semn;

e.) debitele pe tronsoanele reţelei de distribuţie se consideră echilibrate când în toate inelen

este îndeplinită simultan condiţia .

Metoda Cross presupune transformarea inelelor în noduri de transmitere, rezultând un sistem

poligonal, cu legături conforme cu vecinătetea nodului, în care se înscriu debitele de corecţie

( )

În miimi de l/s, calculate ca la metoda Lobacev şi permite să se ţină seama la calculul

debitelor de corecţie în fiecare inel I de influenţa corecţiilor necesare în inelele alăturate

acestuia, k, prin coeficienţii de transmitere determinaţi cu relaţiile:

(9)

(9’)

Debitele de corecţie pentru fiecare inel se obţin prin raportarea la 1000 a sumei

algebrice a valorilor transmise nodurilor, după metoda Cross cunoscută de la calculul

structurilor static nedeterminate, transmiterea începând întotdeauna de la inelul cel mai

dezechilibrat şi încheindu-se în momentul când valoarea transmisă este mai mică sau egală cu

două miimi de l/s.

Debitele corecte rezultă din relaţiile (8) respectiv (8’), ca la metoda Lobacev.

VERIFICAREA CALCULELOR

Verificarea calculelor pentru fiecare ipoteză luată în considerare se conduce tabelar,

urmărind vitezele de curgere a apei în conducte ţi presiunea disponibilă în fiecare nod, care se

termină utilizând relaţiile:

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(14’)

(15)

în care:

V - vitaza de curgere a apei în m/s, ce se mai poate determina şi cu ajutorul diagramelor din

anexele 49..52 şi care trebuie să satisfică condiţiile: m/s şi m/s pe artere,

m/s pe conducte de serviciu, m/s pe toate conductele, în caz de incendiu;

Q - debitul de calcul real, în m/s;

D - diametrul conductei , în mm:

Cax- cota axului conductei, în m;

H adâncimea de îngheţ, care se ia de 0,80...1,50 m;

J - panta piezometrică;

h - pierderea de sarcină pe fiecare conductă, în m;

L - lungimea conductei, în m;

Hn- presiunea necesară în nodurile reţelei,în , care la reţelele de joasă presiune în

ipotezel I şi IV pentru clădiri cu un singur nivel se ia de 10 , pentru clădiri cu mai multe

nivele se calculează cu relaţia (13), iar în ipotezel II şi III este de 7 , pe când la reţelele de

înaltă presiune în ipotezele I,II şi III se stabileşte pe baza normativelor elborate de organele

P.S.I.;

E - numărul de etaje ale clădirii;

Cp- cota piezometrică, în m, care pentru punctul obligat se determină cu relaţia (14), iar

pentru un nod al reţelei cu relaţia (14’);

Hd- presiunea disponibilă în nodurile reţelei, în m, care trebuie să satisfacă condiţiile:

în ipotezele I, II, III şi în ipoteza IV.

Observaţii:

a.) traseele se consideră astfel încât fiecare nod să fie atins cel puţin o dată pornind de la

punctul obligat, dacă rezervorul se poate amplasa după necesităţile reţelei, sau de al

rezervor în caz contrar;

b.) din analiza comparată a lui Hd cu Hn în ipotezele considerate se hotăreşte dacă

diametrele au fost bine stabilite, în caz contrar aducându-se modificările necesare, se reia

calculul de echilibrare a distribuţiei debitelor şi de stabilire a preisunilor disponibile;

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

sarcină.

Debitul de calcul în această ipoteză este:

Se calculează debitul în noduri ca fiind jumătate din suma debitelor care intră sau ies din

acel nod.

Pentru a determina debitele de calcul pe tronson, se transformă reţeaua inelară în reţea

ramificată, prin efectuarea unor secţiuni fictive:

Nr.

tronsoane

Tronsonul Lungimea

tronsoanelor

[m]

q

Q

1 1-2 75 0.07 5.25

2 1-36 100 0.07 7

3 36-21 90 0.07 6.3

4 2-21 80 0.07 5.6

5 2-3 90 0.07 6.3

6 3-20 55 0.07 3.85

7 20-21 90 0.07 6.3

8 3-4 50 0.07 3.5

9 4-5 35 0.07 2.45

10 5-20 75 0.07 5.25

11 5-6 100 0.07 7

12 6-19 85 0.07 5.95

13 19-20 65 0.07 4.55

14 19-22 90 0.07 6.3

15 21-22 85 0.07 5.95

16 22-35 110 0.07 7.7

17 35-36 50 0.07 3.5

18 35-34 85 0.07 5.95

19 34-23 115 0.07 8.05

20 23-22 50 0.07 3.5

21 23-18 90 0.07 6.3

22 19-18 70 0.07 4.9

23 18-7 80 0.07 5.6

24 7-6 40 0.07 2.8

25 7-8 90 0.07 6.3

26 8-17 85 0.07 5.95

27 18-17 75 0.07 5.25

28 17-24 90 0.07 6.3

29 24-23 50 0.07 3.5

30 24-33 125 0.07 8.75

31 34-33 20 0.07 1.4

32 33-32 30 0.07 2.1

33 32-25 120 0.07 8.4

34 25-24 55 0.07 3.85

35 25-16 85 0.07 5.95

36 16-17 55 0.07 3.85

37 16-9 85 0.07 5.95

38 9-8 60 0.07 4.2

39 9-10 60 0.07 4.2

40 10-15 85 0.07 5.95

41 15-16 65 0.07 4.55

42 15-26 90 0.07 6.3

43 25-26 65 0.07 4.55

44 26-31 100 0.07 7

45 31-32 90 0.07 6.3

46 31-30 70 0.07 4.9

47 30-27 85 0.07 5.95

48 26-27 70 0.07 4.9

49 27-14 90 0.07 6.3

50 14-15 70 0.07 4.9

51 14-11 85 0.07 5.95

52 11-10 70 0.07 4.9

53 11-12 85 0.07 5.95

54 13-12 90 0.07 6.3

55 13-14 90 0.07 6.3

56 13-28 90 0.07 6.3

57 28-27 90 0.07 6.3

58 28-29 60 0.07 4.2

59 29-30 95 0.07 6.65

Total 4575 320.25

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

Q

V: ;

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

Determinarea debitelor în noduri

La calculul debitului consumat într-un nod curent notat cu I se consideră numai

tronsoanele cu serviciu în drum şi se calculează cu relaţia:

Q

Q debitul consumat în nodul curent, în [l/s]

Q suma debitelor care concură în nodul curent, în [l/s]

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

Q = l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Q l/s

Determinarea debitelor de calcul pe tronsoane

Se stabileşte un sens raţional de curgere a apei astfel încât apa să ajungă în fiecare nod al

reţelei pe drumul cel mai scurt. Se transformă reţeaua inelară în reţea ramificată prin efectuarea

de secţiuni fictive şi se determină cu relaţia:

n = i+(s-1) unde,

n = numărul de secţiuni fictive

i = numărul de inele

s = numărul de surse aflate în funcţiune

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

Debitul de calcul se determină cu relaţia:

Q [l/s]

Q debitul aferent tronsonului respectiv;

suma debitelor aferente tronsoanelor din aval care sunt alimentate din

tronsonul curent (i-j);

suma debitelor concentrate care sunt asigurate din tronsonul curent.

Q

Dimensionarea reţelei de distribuţie în ipoteza I

Se calculează debitul în noduri ca fiind jumătate din suma debitelor care intră sau ies din

acel nod.

Pentru a determina debitele de calcul pe tronson, se transformă reţeaua inelară în reţea

ramificată, prin efectuarea unor secţiuni fictive:

f = I+(s-1), în care:

f = 28-numărul de secţiuni fictive;

I = 28-numărul de inele;

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

Verificarea debitelor de calcul

Nod Debitul care intră Debitul care iese Debitul

(consumat

în nod)

Nod l s = l s l s

l s

1

18.375

2

20.475

3

14.175

4

8.4

5

14.35

6

10.675

7

13.65

8

12.425

9

17.325

10

18.375

11

20.3

12

12.425

13

15.75

14

24.325

15

22.05

16

20.65

17

20.475

18

21.875

19

21.7

20

19.775

21

24.325

22

21.525

23

20.475

24

21.35

25

24.325

26

23.275

27

23.975

28

9.45

29

12.075

30

13.65

31

15.4

32

10.5

33

14.875

34

17.15

35

22.225

36

18.2

Echilibrarea distribuţiei debitelor în reţea

Verificare pentru fiecare reţea:

M = s L

Inel Tron

-son

Lung.

Trons

[m]

Dn

[mm]

s

[s

]

Modul

de

rezistenţă

[s ]

Valori iniţiale Corecţia I-a

Q M Q M Q

m

D·Q

[l/s]

D·

[l/s]

D·

[l/s]

h=M·

I 1-2 75 150 37.1 2782.5 18.025 50.15 0.904

2-21 80 250 2.43 194.4 46.9 9.11 0.427

21-36 90 150 37.1 3339 -14.7 49.08 -0.721

36-1 100 200 7.99 799 -32.2 25.72 -0.828

134.06 -0.218

II 2-3 90 125 98 8820 10.5 92.61 0.972

3-20 55 250 2.43 133.65 41.475 5.54 0.229

20-21 90 125 98 8820 -8.4 74.08 -0.622

21-2 80 250 2.43 194.4 -46.9 9.11 -0.427

181.34 0.152

III 3-4 50 80 1059 52950 4.2 222.39 0.934

4-5 35 250 2.43 85.05 36.575 3.11 0.113

5-20 75 65 3207 240525 -2.625 631.37 -1.657

20-3 55 250 2.43 133.65 -41.475 5.54 -0.229

862.41 -0.839

IV 5-6 100 200 7.99 799 31.85 25.44 0.810

6-19 85 65 3207 272595 -2.975 810.97 -2.412

19-20 65 250 2.43 157.95 -37.975 5.99 -0.227

20-5 75 65 3207 240525 2.625 631.37 1.657

1473.77 -0.172

V 6-7 40 200 7.99 319.6 26.95 8.61 0.237

7-18 80 65 3207 256560 -2.8 718.36 -2.011

18-19 70 200 7.99 559.3 -32.9 18.40 -0.605

19-6 85 65 3207 272595 2.975 810.97 2.412

1556.34 0.033

VI 7-8 90 200 7.99 719.1 22.4 16.10 0.360

8-17 85 65 3207 272595 -2.975 810.97 -2.412

17-18 75 200 7.99 599.25 -28.175 16.88 -0.475

18-7 80 65 3207 256560 2.8 718.36 2.011

1562.31 -0.516

VII 8-9 60 150 37.1 2226 17.15 38.17 0.654

9-16 85 65 3207 272595 -2.975 810.97 -2.412

16-17 55 150 37.1 2040.5 -17.675 36.06 -0.637

17-8 85 65 3207 272595 2.975 810.97 2.412

1696.17 0.017

VIII 9-10 60 150 37.1 2226 12.95 28.82 0.373

10-15 85 65 3207 272595 2.975 810.97 2.412

15-16 65 150 37.1 2411.5 -13.475 32.49 -0.437

16-9 85 65 3207 272595 -2.975 810.97 -2.412

1683.25 -0.064

IX 10-11 70 125 98 6860 8.4 57.62 0.484

11-14 85 65 3207 272595 2.975 810.97 2.412

14-15 70 125 98 6860 -8.75 60.02 -0.525

15-10 85 65 3207 272595 -2.975 810.97 -2.412

1739.58 -0.041

X 11-12 85 65 3207 272595 2.975 810.97 2.412

12-13 90 80 1059 95310 3.15 300.22 0.945

13-14 90 80 1059 95310 -3.15 300.22 -0.945

14-11 85 65 3207 272595 -2.975 810.97 -2.412

2222.38 0

XI 13-14 90 80 1059 95310 3.15 300.22 0.945

14-27 90 80 1059 95310 -3.15 300.22 -0.945

27-28 90 80 1059 95310 -3.15 300.22 -0.945

28-13 90 80 1059 95310 3.15 300.22 0.945

1200.88 0

XII 14-15 70 125 98 6860 8.75 60.02 0.525

15-26 90 80 1059 95310 -3.15 300.22 -0.945

26-27 70 125 98 6860 -8.75 60.02 -0.525

27-14 90 80 1059 95310 3.15 300.22 0.945

720.48 0

XIII 15-16 65 150 37.1 2411.5 13.475 32.49 0.437

16-25 85 65 3207 272595 -2.925 810.97 -2.412

25-26 65 150 37.1 2411.5 -13.475 32.49 -0.437

26-15 90 80 1059 95310 3.15 300.22 0.945

1176.17 -1.467

XIV 16-17 55 150 37.1 2040.5 17.675 36.06 0.637

17-24 90 125 98 8820 9.1 80.26 0.730

24-25 55 150 37.1 2040.5 -17.675 36.06 -0.637

25-16 85 65 3207 272595 2.975 810.97 -2.412

963.35 -1.682

XV 17-18 75 200 7.99 599.25 28.175 16.88 0.475

18-23 90 125 98 8820 8.75 77.17 0.675

23-24 50 200 7.99 399.5 -33.6 13.42 -0.451

24-17 90 125 98 8820 -9.1 80.26 -0.730

187.73 -0.031

XVI 18-19 70 200 7.99 559.3 32.9 18.40 0.605

19-22 90 125 98 8820 9.1 80.26 0.730

22-23 50 250 2.43 121.5 -36.75 4.46 -0.164

23-18 90 125 98 8820 -8.75 77.17 -0.675

180.29 0.496

XVII 19-20 65 250 2.43 157.95 37.975 5.99 0.227

20-21 90 125 98 8820 8.4 74.08 0.622

21-22 85 250 2.43 206.55 -41.825 8.63 -0.361

22-19 90 125 98 8820 -9.1 80.26 -0.730

168.96 -0.242

XVIII 28-27 90 80 1059 95310 3.15 300.22 0.945

27-30 85 65 3207 272595 -2.975 810.97 -2.412

30-29 95 150 37.1 3524.5 16.625 58.59 0.974

29-28 60 65 3207 1924.20 2.1 404.08 0.848

1573.86 0.355

XIX 27-26 70 125 98 6860 8.75 60.02 0.525

26-31 100 80 1059 105900 -3.5 370.65 -1.297

31-30 70 125 98 6860 10.85 74.43 0.807

30-27 85 65 3207 272595 2.975 810.97 -2.412

1316.07 -2.377

XX 26-25 65 150 37.1 2411.5 13.475 32.49 0.437

25-32 120 80 1059 127080 -4.2 533.73 -2.241

32-31 90 100 322 28980 5.25 152.14 0.798

31-26 100 80 1059 105900 3.5 370.65 1.297

1089.01 0.291

XXI 25-24 55 150 37.1 2040.5 17.675 36.06 0.637

24-33 125 150 37.1 4637.5 16.625 77.09 1.281

33-32 30 200 7.99 239.7 22.05 5.28 0.116

32-25 120 80 1059 127080 4.2 533.73 -2.241

652.16 -0.207

XXII 24-23 50 200 7.99 399.5 33.6 13.42 0.451

23-34 115 150 37.1 4266.5 15.925 67.94 1.082

34-33 20 200 7.99 159.8 -21.7 3.46 -0.075

33-24 125 150 37.1 4637.5 -16.625 77.09 -1.281

161.91 0.177

XXIII 23-22 50 250 2.43 121.5 36.75 4.46 0.164

22-35 110 150 37.1 4081 16.1 65.70 1.057

35-34 85 200 7.99 679.15 -24.325 16.52 -0.401

34-23 115 150 37.1 4266.5 -15.925 67.94 -1.082

154.62 -0.262

XXIV 22-21 85 250 2.43 206.55 41.825 8.63 0.361

21-36 90 150 37.1 3339 14.7 49.08 0.721

36-35 50 200 7.99 399.5 -29.05 11.60 -0.337

35-22 110 150 37.1 4081 -16.1 65.70 -1.057

135.01 -0.312

Costul lucrărilor şi costul apei

Costul lucrărilor

Costul total al investiţiei

Tab. 1

Nr.Crt. Denumirea

obiectului

Parametru

caracteristic

Cost

unitar

[RON]

Valoarea

investiţiei

[RON]

1. Captare de mal

cu grătar

1 buc. 850000 850000

2. Staţia de

pompare I-II

6 buc. Pompe 150000 900000

3. Staţia de tratare 1 buc. 10000000 10000000

4. Aducţiunea - Conf. tab.

2

200000

5. Rezervor de

înmagazinare şi

castel de apă

4×2000+5500=13500

m

250 3375000

6. Reţeaua de

distribuţie

- Conf. tab.

3

545503

TOTAL 15870503

7. Alte cheltuieli 25% 3967625.75

TOTAL INVESTIŢIE 19838128.75

REŢEAUA DE ADUCŢIUNE

Tab. 2

Denumirea obiectului Cantitatea

[m]

Cost unitar

[RON]

Cost total

[RON]

Conductă de 400 500 200000

aducţiune de la

captare la rezervoare

TOTAL INVESTIŢIE 200000

REŢEAUA DE DISTRIBUŢIE

Tab. 3

Diametrul

[mm]

Cantitatea

[m]

Cost unitar

[RON]

Cost total

[RON]

65 1645 46.1 75834.5

80 1390 53.2 73948

100 90 69.1 6219

125 1230 75.4 92742

150 1650 83.9 138435

200 905 90.5 81902.5

250 705 108.4 76422

TOTAL

INVESTIŢIE

7615 545503

Costul apei

Costul unui mc de apă distribuită utilizatorilor se stabileşte cu relaţia:

lei/m , în care:

c = preţul apei brute, conform tarif, contact cu regia Apelor Române reprezentând

contribuţia sistemului de alimentare cu apă la recuperarea investiţiilor făcute în bazinul

hidrografic din care este preluată apa (pentru regularizarea albiei, păstrarea calităţii apei);

C = costul de investiţie în lucrări de construcţii montaj;

i = copta de amortizare a lucrărilor de construcţii montaj;

C = costul de investiţie în utilaje;

i = cota de amortizare pentru investiţiile în utilaje;

C = costul total al investiţei;

i = cota de întreţinere;

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

S = retribuţiile anuale ale personalului de exploatare a lucrărilor de alimentare cu apă.

Pentru a reliefa ponderea diferitelor cheltuieli în costul apei, relaţia este transformată

astfel:

unde:

c = ponderea costului de investiţie;

c = ponderea costului utilajelor;

c = ponderea cheltuielilor cu reparaţii;

c = ponderea costului energiei;

c = ponderea cheltuielilor cu retribuţia personalului.

Ponderea costului de investiţie:

C = costul total al investiţiei;

C = costul staţiilor de pompare;

C = se apreciază ca jumătate din costul staţiilor de pompare;

i = este 0,033 pentru centrele populate.

Ponderea costului utilajului:

Ponderea cheltuielilor cu reparaţii:

Ponderea costului energiei:

Necesarul de energie în staţia de pompare de la captare – 2 pompe cu funcţionare

continuă cu . Necesarul de energie în staţia de pompare treapta a II-a 2 pompe

în funcţiune continuă cu .

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

P = RON - preţul energiei electrice.

Ponderea cheltuielilor cu retribuţia personalului:

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

- şef sistem: 1x 2000 RON/lună=2000 RON/lună;

- şef tură: 3 x 1500 RON/lună=4500 RON/lună;

- instalatori: 15 x 850 RON/lună=12750 RON/lună;

- maiştri: 3 x 1000 RON/lună=3000 RON/lună;

- muncitori: 10 x 650 RON/lună=6500 RON/lună;

TOTAL: 29250 RON/lună

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

m