ОСОБЛИВОСТІ ПРОЕКТУВАННЯ ТА РОЗРАХУНКУ зонних СИСТЕМ ВОДОПОСТАЧАННЯ
Основним принципом, за яким проектуються і будуються сучасні системи водопостачання, є пристрій централізованих систем водопостачання.
Створення єдиного водопроводу, що охоплює всіх споживачів обслуговується об'єкта або району, як правило, забезпечує найменші витрати коштів на спорудження й експлуатацію системи подачі і розподілу води. Однак в ряді випадків наявність різнорідних вимог, які висувають окремі групи споживачів до системи водопостачання, робить доцільним замість єдиної системи влаштовувати кілька більш-менш самостійних систем водопостачання для обслуговування відповідних груп споживачів.
При цьому враховується відмінність вимог окремих споживачів до напору, характер планування постачає водою об'єктів і рельєф місцевості, а в ряді випадків і відмінність вимог до ступеня водопідготовки.
Постачання водою подібних об'єктів обумовлює необхідність виробляти угруповання споживачів за їхніми вимогами до напору і відповідно поділ єдиної централізованої системи водопостачання. Такий поділ єдиної системи водопостачання на окремі системи для кожної групи споживачів прийнято називаються вать зонуванням систем водопостачання, а самі системи - зонними.
Зонування застосовується і в міських, і в промислових водопроводах.
Зонування водопроводів промислових підприємств часто обумовлюється значною різницею у вимогах окремих виробничих споживачів до тискам на вводі; зонування міських систем водопостачання - в основному значною різницею геодезичних відміток в межах територій міста і требує-мих напорів в його мережі.
При цьому в разі створення єдиної системи водопостачання міста вся вода повинна подаватися головний насосною станцією під напором, необ-дімим для постачання споживача, що вимагає найбільшої подачі води. Це може привести до виникнення у водопровідній мережі тисків вище допустимих.
Найбільші тиску спостерігаються в районах зі зниженими геодезичними відмітками і в районах, найбільш близько розташованих до місць подачі води в мережу.
На рис. 1 схематично показані план і п'єзометричний профіль мережі міста при влаштуванні єдиної (незонірованной) системи водопостачання. З малюнка видно, що між максимальним напором в мережі Нтах, різницею геодезичних відміток місцевості в межах території, яку охоплює міської водопровідної мережі (zmax - zmin), необхідним вільним напором Нсв і максимальної втратою напору на подолання гідравлічних опорі в мережі hтах може бути встановлена наступна залежність :
Величина Нтах не повинна перевищувати меж, які визначаються конструкцією водопровідної мережі (матеріалом і типом труб) і умовами експлуатації внутрішніх водопроводів.
Великі тиску засмучують водорозбірну арматуру (особливо різні поплавкові крани), підвищують розміри витоків і непродуктивні витрати води.
З урахуванням цих міркувань і відповідно до вимоги СНиП 2.04.02-84 * максимальний розрахунковий напір у зовнішній магістральної водогінної мережі не повинно перевищувати 60 м вод. ст.
У разі перевищення допустимого напору необхідно розділити мережу на зони, щоб в межах кожної з них натиск не перевищував допустимого. Таким чином, область застосування зонування може обумовлюватися як характером рельєфу місцевості, так і допустимими тисками в точках відбору води споживачами.
Мал. 1. Однозонна система водопостачання
а- план; б-п'єзометричний профіль
Основні типи зонних систем водопостачання
Залежно від характеру взаємного з'єднання зон розрізняють системи послідовного і паралельного зонування.
При послідовному зонуванні загальна водопровідна мережа об'єкта ділиться на дві послідовно з'єднані мережі (рис. 2). Кордон б-б між зонами I і II визначається значенням найбільшого допустимого в мережі напору H1.
Головний насосна станція НС- I подає всю кількість води QI + QII, але під натиском Н1 необхідним для постачання водою першої (нижньої) зони; наступна насосна станція HC -II бере з мережі першої зони кількість води QII необхідне для другої (верхньої) зони, і подає його під напором НII, необхідним для постачання водою її споживачів.
Таким чином, витрата верхньої зони Q II подається транзитом через мережу нижньої зони.
П'єзометричного лінії при послідовній системі зонування будуть займати положення абгд.
При паралельній системі зонування (рис.3) окремі зони включені паралельно. Вода подається в мережу кожної зони за окремими водоводах своєю групою насосів, встановлених на головної насосної станції. Насос нижньої зони I подає витрата QI під напором НI необ-ходимо для цієї зони; насос верхньої зони II подає витрата QII під великим напором Н I на значно більшу геометричний ську висоту.
При паралельній системі зонування пьезометрические лінія для системи верхньої зони буде займати положення аб, а нижній - положення гб.
Мал. 2. Схема послідовного зонування
а - п'єзометричний профіль; б-план
Рис.3 Схема паралельного зонування
а - п'єзометричний профіль; б-план
Очевидно, що в межах кожної зони при паралельному зонуванні натиск матиме ті ж значення, що і при послідовному. Однак при паралельній системі натиск в водоводі, що подає воду у верхню зону, може бути дуже великий і у межі міста досягне того ж значення Нтах, яке було до зонування мережі.
При цьому великі тиску в водогоні не позначаться на умовах роботи мережі I зони, так як водовід не має приєднань до окремим водоспоживачам цієї зони.
Вибір тієї чи іншої системи зонування залежить від місцевих умов, від багатьох технічних і економічних факторів і повинен проводитися на основі порівняння варіантів за умови забезпечення необхідної надійності подачі води споживачеві.