UNIVERSITATEA TEHNICĂ „GH. ASACHI”FACULTATEA DE CONSTRUCŢII ŞI INSTALAŢII

Student: LEONTE MARIUS-DANIELGrupa 3331

IAŞI2010

1

REŢEA DE ALIMENTARE CU APĂ

2

PROIECT DE ALIMENTARE CU APĂ

Tema:

Printr-un program de finanţare de tip SAPARD, primăria comunei solicită întocmirea

proiectului de alimentare cu apă a comunei, cuprinzând reţeaua de distribuţie şi rezervorul de

înmagazinare.

Date:

Beneficiarul pune la dispoziţia proiectantului, următoarele date:

1. Studii topografice concretizate prin planul de situaţie al zonei intravilan şi extravilan la scara

1:10000, având trasată reţeaua stradală.

2. Studii geotehnice, hidrologice şi hidrogeologice.

3. Studii demografice pe o perioadă de perspectivă de 20 de ani. Populaţia actuală a localităţii

este Nact = 5480 locuitori. Se estimează o creştere naturală a populaţiei, procentul minim fiind

1,1%.

4. Regimul de înălţime al clădirilor conform planului de urbanism este de P + 2.

5. În localitate există două societăţi comerciale, una de prelucrare a laptelui şi alta de

prelucrare a legumelor, care solicită următoarele debite concentrate:

– QI1 = 1,5 l/s;

– QI2 = 2,5 l/s.

Conţinutul lucrării:

Lucrarea va cuprinde următoarele piese:

a) Piese scrise:

1. Calculul populaţiei la sfârşitul perioadei de perspectivă.

2. Stabilirea debitelor caracteristice reţelei de distribuţie şi a rezervoarelor de înmagazinare

a apei.

3. Dimensionarea reţelei de distribuţie.

4. Calculul presiunii optime la beneficiarii de apă.

5. Stabilirea amplasamentului rezervorului de înmagazinare.

b) Piese desenate

1. Planul de situaţie al localităţii pe care se vor trasa lucrările calculate.

2. Linia piezometrică pe reţeaua de aducţiune a apei.

3

PIESE SCRISE

1. Calculul populaţiei la sfârşitul perioadei de perspectivă

Numărul de locuitori la sfârşitul perioadei de perspectivă se calculează cu formula:

unde: Nact = 5480 locuitori (populaţia actuală a localităţii); p = 1,1 % (procentul creşterii naturale a populaţiei);n = 20 ani (perioada de perspectivă).Astfel, numărul de locuitori la sfârşitul perioadei de perspectivă va fi:

2. Stabilirea debitelor caracteristice reţelei de distribuţie şi a rezervoarelor de

înmagazinare a apei

Determinarea debitului de apă :

unde: kp = 1,1 (coeficient ce ţine seama de pierderile de apă în lungul sistemului);ks = 1,1 (coeficient ce ţine seama de nevoile staţiei de tratare);qm = 300 (consumul mediu pe cap de locuitor);N = 6821 locuitori (numărul total de locuitori);kzi = 1,25 (coeficient ce ţine seama de neuniformitatea consumului pe parcursul zilei);QI – debitul industrial.Astfel:

4

Determinarea debitului orar maxim al cerinţei de apă :

Determinarea debitului orar de calcul :

unde:

Qii – debitul necesar pentru stingerea tuturor incendiilor interioare, teoretic simultan posibile.unde: ninc = 2 (numărul incendiilor, teoretic simultan posibile);qi = 2,5 (debitul necesar pentru stingerea unui incendiu).Astfel:

Determinarea debitului necesar maxim pentru populaţie :

unde: kp = 1,1 (coeficient ce ţine seama de pierderile de apă în lungul sistemului);ks = 1,1 (coeficient ce ţine seama de nevoile staţiei de tratare);qm = 300 (consumul mediu pe cap de locuitor);N = 6821 locuitori (numărul total de locuitori);kzi = 1,25 (coeficient ce ţine seama de neuniformitatea consumului pe parcursul zilei);korar = 1,4 (coeficient ce ţine seama de neuniformitatea debitului orar de consum).5

Astfel:

Determinarea debitului necesar maxim pentru populaţie :

În tabelul 1 sunt specificate lungimea fiecărui tronson al reţelei de distribuţie, precum şi

lungimea totală a reţelei, date ce sunt necesare pentru calculul debitului distribuit specific şi a

debitelor distribuite pe fiecare tronson.

Tabel 1: Lungimea reţelei de distribuit

– Determinarea debitului distribuit specific :

unde: (lungimea reţelei de distribuţie).Astfel:

6

– Determinarea debitului distribuit pe fiecare tronson :

unde: – lungimea fiecărui tronson al reţelei de distribuţie.Astfel:

Determinarea debitelor de calcul :

unde: – debitul distribuit pe fiecare tronson;kp = 1,1 (coeficient ce ţine seama de pierderile de apă în lungul sistemului);ks = 1,1 (coeficient ce ţine seama de nevoile staţiei de tratare);Qc – debitele concentrate (debitele industriale – QI sau debitele pentru stingerea incendiilor – qi);

7

– debitul de tranzit pe fiecare tronson.Astfel, debitele de calcul pentru fiecare tronson sunt:

8

3. Dimensionarea reţelei de distribuţie

Determinarea diametrelor conductelor, vitezelor şi pantelor economice

Având determinate debitele de calcul pentru fiecare tronson şi cunoscând valorile limită ale

debitelor, vitezelor şi pantelor economice pentru conducte cu diametrul (Dn) cuprins între 100 şi

1200 mm, valori prezentate în tabelul 2, putem determina, prin interpolare liniară, valorile vitezelor

şi pantelor economice pe fiecare tronson al reţelei de distribuţie.

Tabel 2: Debitele, vitezele şi pantele economice limită pentru conducte cu Dn 100 – 1200 mm

Dn conductă

[mm]

Debitul economic[l/s]

Viteza economică[m/s]

Panta hidraulica[‰]

Min. Max. Min. Max. Min. Max.100 - 6,20 - 0,79 - 12,40125 6,20 9,70 0,50 0,80 3,80 9,20150 9,70 16,50 0,54 0,93 3,50 10,10200 16,50 28,80 0,55 0,92 2,20 6,60250 28,80 45,80 0,59 0,93 2,00 5,10

9

300 45,80 80,00 0,65 1,13 1,90 9,90400 80,00 139,00 0,63 1,10 1,30 3,80500 139,00 217,00 0,71 1,11 1,20 2,80600 217,00 315,00 0,77 1,11 1,10 2,30700 315,00 434,00 0,82 1,13 1,00 1,90800 434,00 575,00 0,86 1,14 0,96 1,70900 575,00 738,00 0,90 1,16 0,86 1,401000 738,00 924,00 0,94 1,17 0,81 1,101100 924,00 1132,00 0,97 1,19 0,77 1,151200 1132,00 1350,00 0,94 1,20 0,72 1,00

În cele ce urmează vom determina vitezele şi pantele economice pentru fiecare tronson,

precum şi diametrul conductei tronsonului.

Tronsonul 1-2

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 0 şi 6,20 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 2-3

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 6,20 şi 9,70 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

10

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 3-4

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 0 şi 6,20 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 3-5

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 9,70 şi 16,50 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

11

Tronsonul 5-6

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 16,50 şi 28,80 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 6-7

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 16,50 şi 28,80 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 7-8

– debitul de calcul, ;

12

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 6,20 şi 9,70 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 8-9

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 0 şi 6,20 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 7-10

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 9,70 şi 16,50 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

13

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 10-11

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 0 şi 6,20 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 10-12

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 6,20 şi 9,70 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

14

Tronsonul 12-13

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 0 şi 6,20 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 12-14

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 0 şi 6,20 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tronsonul 14-15

15

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ; (din Tabelul 2, deoarece debitul de calcul este

cuprins între 0 şi 6,20 l/s);

– viteza economică, se determină prin interpolare liniară:

– panta economică, se determină prin interpolare liniară:

Tabel 3: Debitele, vitezele şi pantele economice pentru reţeaua de distribuţie

TronsonDebitul de

calcul[l/s]

Dn conductă

[mm]

Viteza economică

[m/s]

Panta hidraulica

[‰]

Lungimea tronsonului

[m]

1-2 1,778 100 0,227 3,556 3702-3 7,302 125 0,594 5,5 5203-4 2,595 100 0,331 5,19 5403-5 12,444 150 0,697 6,163 5305-6 18,496 200 0,61 2,914 6306-7 20,130 200 0,659 3,499 3407-8 7,206 125 0,586 5,352 5408-9 1,586 100 0,202 3,172 3307-10 11,137 150 0,622 4,895 33010-11 3,209 100 0,409 6,418 29010-12 6,342 125 0,512 4,019 23012-13 1,297 100 0,165 2,594 27012-14 3,940 100 0,502 7,88 25014-15 2,739 100 0,349 5,478 570

Determinarea cotelor piezometrice în noduri

Pentru determinarea cotelor piezometrice în nodurile reţelei de distribuţie se pleacă de la

nodul cel mai defavorabil (nodul cu cota cea mai înaltă şi cel mai depărtat de punctul de injecţie).

Nodul cel mai defavorabil este nodul 8 situat pe linia de cotă 85 m.

Cota piezometrică a nodului 8 se calculează cu formula:

16

unde: , este cota de nivel la care este situat nodul 8;

este presiunea de serviciu şi se calculează cu relaţia:

unde: , este regimul de înălţime al clădirilor (parter + 2 etaje);

, este înălţimea unui nivel;

, este presiunea de rezervă.

Deci:

Pentru celelalte noduri cota piezometrică se calculează cu formula:

unde: este cota piezometrică a nodului „j” din componenţa tronsonului „i-j” pe care se

efectuează calculul, cotă calculată anterior;

este pierderea de sarcina pe tronsonul „i-j”.

Pierderea de sarcină se calculează cu formula:

unde: este lungimea tronsonului „i-j”;

este panta liniei piezometrice (panta hidraulică) a tronsonului „i-j”.

Deci:

- Pentru nodul 9:

- Pentru nodul 7:

- Pentru nodul 10:

- Pentru nodul 11:

17

- Pentru nodul 12:

- Pentru nodul 13:

- Pentru nodul 14:

- Pentru nodul 15:

- Pentru nodul 6:

- Pentru nodul 5:

- Pentru nodul 3:

- Pentru nodul 4:

- Pentru nodul 2:

18

- Pentru nodul 1:

4. Calculul presiunii optime la beneficiarii de apă

Determinarea presiunilor disponibile în noduri

Calculul presiunilor disponibile se face cu următoarea relaţie:

unde: este presiunea disponibilă în nodului „i”;

este cota piezometrică a nodului „i”;

este cota terenului unde se află nodul „i” şi se determină prin metodele studiate la

topografie.

Deci:

- Pentru nodul 1:

- Pentru nodul 2:

- Pentru nodul 3:

- Pentru nodul 4:

- Pentru nodul 5:

19

- Pentru nodul 6:

- Pentru nodul 7:

- Pentru nodul 8:

- Pentru nodul 9:

- Pentru nodul 10:

- Pentru nodul 11:

- Pentru nodul 12:

- Pentru nodul 13:

- Pentru nodul 14:

- Pentru nodul 15:

20

5. Stabilirea amplasamentului rezervorului de înmagazinare

Cota piezometrica a rezervorului se determina cu formula:

unde: este cota piezometrică a rezervorului;

, este cota piezometrică a punctului de injecţie;

, este pierderea de sarcină pe tronsonul rezervor-punct de injecţie.

Deci:

Cota terenului rezervorului este:

Cota piezometrică reală a rezervorului se determină cu relaţia:

unde: este cota piezometrică reală a rezervorului;

este cota piezometrică a punctului de injecţie;

este pierderea reală de sarcină pe tronsonul rezervor-punct de injecţie şi se

calculează cu formula:

unde: , este lungimea tronsonului rezervor-punct de injecţie;

este panta liniei piezometrice (panta hidraulică) a tronsonului rezervor-punct de

injecţie şi se determină prin interpolare liniară ca si pantele hidraulice ale celorlalte

tronsoane

Ştiind că debitul de calcul pe tronsonul rezervor-punct de injecţie este egal cu debitul în

punctul de injecţie, cu ajutorul datelor din tabelul 2 se determină prin interpolare panta liniei

piezometrice a acestui tronson.

Tronsonul rezervor-punct de injecţie

– debitul de calcul, ;

– diametrul conductei, ;

– viteza economică, v = 059 m/s

– panta liniei piezometrice se determină prin interpolare liniară:

21

Atunci:

Cota disponibilă a rezervorului este:

Deoarece această valoare este mai mică de 0,5 m, rezervorul este un rezervor îngropat.

22

23