Диссертация (1141496), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Если насосы работают в часы пик, то через трещины, свищи и стыкитруб возможно попадание загрязнённых грунтовых вод в водопроводную сеть[37] (рисунок 1.15).34Рисунок 1.15. Схема водоснабжения домаБаки для воды устанавливаются на крыше или в верхней части здания, приэтом переполнение или нарушение в работе поплавкового клапана приводит к нерациональным утечкам воды, коррозии опор баков и угрозе их падения [96] (рисунок1.16).Рисунок 1.16.
Коррозия резервуара для водыВ воде, содержащейся в баке, из-за контакта с воздухом снижается количество хлора, способствующее развитию различных бактерий и микроорганизмов,особенно в климатической зоне Вьетнама. Качество воды у потребителей регламентируется государственными нормативами (таблица 1.2).Зачастую падение баков приводит к травмам и даже смертельным исходам.Установка баков особенно опасна для прибрежных районов, где бывают штормыи металлические баки подвергаются коррозии под воздействием морской воды.35Таблица 1.2Основные требования к качеству питьевой воды (Вьетнам – 2009)ПоказателиЕд. измеренияПредельно допустимыеконцентрации (ПДК)рНед.6,0 - 8,5Хлор остаточныймг/л0,3-0,5Железомг/л0,5Азот аммонийныймг/л3Колиформные бактериив 100 мл50в 100 млнетТермотолерантные колиформные бактерииХлоридымг/л300Множество баков установлены на краю крыш высотных здании, которыеприводят к опасности для людей ниже.
Даже монтаж опор баков с неосмотрительности и не соответственным материалом (рисунок 1.17).Рисунок 1.17. Баки устроены на краю крышиОгромное количество водопроводных баков, безусловно, портит архитектурный облик современного города. Если посмотреть на Хошимин сверху, то36можно увидеть не красоту архитектурных объектов, а многочисленные резервуары и баки [48, 49] (рисунок 1.18).Рисунок 1.18. Резервуары воды на крышах зданий1.8. Современная схема распределительной сети г.ХошиминВ настоящее время в Хошимине проживает более 12 млн.
человек, большаячасть населения в основном проживает на площади около 600 км2. Плотностьнаселения составляет около 20 тыс. чел/км2 [50].Рисунок 1.19. Схема водоснабжения г. Хошимин (с диаметром труб 400 – 2000 мм)Эксплуатация системы водоснабжения крупнейшего города из-за наличиямногочисленных тупиковых участков становится практически невозможной. Дляобеспечения требуемой подачи воды, с необходимым напором, прежде всего37необходимо создать нормальное потокораспределение воды по основным магистралям сети [27-29] (рисунок 1.19).Анализ сложившейся системы водоснабжения, позволяет заключить, чтотранзитные и распределительные трубопроводы не закольцованы. К трубопроводам большого диаметра присоединяется множество тупиковых участков с малымдиаметром труб для подачи воды нескольким абонентов (рисунок 1.20).
Такаяситуация приводит к значительным утечкам воды, увеличению потерь напора,способствует нарастанию биологических отложений на стенках труб и активнойкоррозии стальных и чугунных труб [111].Рисунок 1.20. Существующая схема водоснабжения района Тху ДыкДля полного удовлетворения нужд хозяйственно-питьевого водоснабжения требуется большой объём транспортирования и распределения воды по сетям трубопроводов.
Текущее потребление воды составляет 1,6 млн.м3 в сутки.Такой объём воды удовлетворяет приблизительно 60% необходимого количестваводы для бытовых нужд без учета потребностей воды для промышленных предприятий. На бытовые и промышленные нужды используют воду из подземныхисточников.Некоторые городские насосные станции работают не на полную мощностьиз-за недостаточной пропускной способности трубопроводной сети. Многиерайоны города не получают воды из водопроводной сети круглосуточно, поэтому вынуждены использовать воду из собственных скважин.
Утечки воды и не-38санкционированные расходы в централизованной системе водоснабжения составляют от 30 до 38 % [9, 10].Для выполнения гидравлического расчета сети водоснабжения района города Хошимин, данные по напору в начале источника и диктующей точке предложила компания SAWACO, чтобы увидеть фактическую ситуацию распределения давлений по сети.Рассмотрим напоры воды на трёх насосных станциях и в трёх диктующихточках, пронумерованных на рисунках 1.21-1.26.Рисунок 1.21.
График напора у НСРисунок 1.22.График напора в дик-№1тующей точке №1Рисунок 1.23. График напора у НСРисунок 1.24. График напора в дик-№2тующей точке №239Рисунок 1.25. График напора у НСРисунок 1.26. График напора в дик-№3тующей точке №3Анализ приведенных выше графиков показывает, что напор воды у насосных станций составляет 35 - 50 м, а средний напор воды в диктующих точках№1,2,3 на магистральных трубопроводах уменьшается до 12 - 26 м, следовательно, напор воды, у потребителей еще ниже. Понижение напора связано с увеличением шероховатости стенок ветхих трубопроводов и значительными утечкамиводы на магистральных и распределительных трубопроводах.Выводы по главе 1Для решения проблем обеспечения водой населения и промышлености города Хошимин необходимо:1.
Установлено, что ликвидация индивидуальных водонапорных баков,позволит получить нормальный гидравлический режим потокораспределения,обеспечивающий бесперебойное водоснабжение потребителей и улучшит архитектурный облик города.2. Определить современный метод гидравлического расчета водопроводных сетей с магистральными трубопроводами больших диаметров и множествомтупиковых участков с малыми диаметрами труб.3.
Провести работы по инвентаризации водопроводных труб сети, с цельювыявления ветхих и изношенных участков трубопроводов для их замены или реновации, что сократит потери воды и обеспечит надежность системы водоснабжения.40ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ2.1. Анализ программ гидравлического расчета системы водоснабжениягородаСистемы водоснабжения современных крупных городских агломерацийтребуют особых условий эксплуатации, контроля потокораспределения воды вразветвленных и протяженных трубопроводных сетях, с учетом состояния труб иарматуры [2, 34, 105, 106].Для повышения эффективности управления и развития водопроводных сетей урбанизированных территорий используют гидравлические модели системыводоснабжения.
Современный уровень компьютерных технологий и специальные программы позволяют быстро проводить математические расчеты и выводить результаты моделирования в табичном и в графическом представлении,управлять технологическими процесами и осуществлять контроль.2.1.1. Метод моделирования потокораспределения ЭГДАВ середине прошлого века для моделирования потокораспределения в водопроводных сетях был предложен метод электрогидродинамической аналогии(ЭГДА), основанный на уравнениях движения электрического тока. Двухмерноетечение жидкости, аналогичное движению электрического тока с неизменяемойэлектропроводностью, в общем виде представлено уравнением Лапласа. Исследование течения жидкости на электрических моделях требует выполнение следующих условий [93]:- электрическая модель должна отображать течение жидкости с соблюдением масштаба;- модель и исследуемый объект должны иметь аналогичные граничныеусловия .Этот метод широко использовался при моделировании течения жидкости воткрытых каналах, в руслах рек, делении потоков, исследования обтекания мостовых опор и т.п.
При помощи метода ЭГДА определялось потокораспределе-41ния в канализационных и водопроводных сетях,что позволяло с достаточнойточностью выполнять гидравлический расчет сетей.2.1.2. Программа моделирования гидравлического режима EpanetКомпьютерная программа Epanet,позволяет выполнять моделированиегидравлического режима в напорной водопроводной сети, с насосными станциями,резервуарамиизапорнорегулирующейарматурой.[124,102]. Разработанный в конце 90-х годов Агентством охраны окружающей средыСША, Epanet уже почти 15 лет используется для расчета водопроводных сетейтехнологами и проектировщиками во всем мире. Эта программа имеет графический интерфейс, и представляет широкие возможности по анализу потокораспределения водопроводных сетей (рисунок 2.1).Рисунок 2.1.
Модель распределения давления в системе водоснабжения города42Программный продукт Epanet предназначен для гидравлического анализанапорных трубопроводных сетей, а также для моделирования процессов трансформации химических соединений в воде.Програмный комплекс EPANET позволяет определять качество воды наопределенный период, выбирать стратегию управления состоянием воды в сети,подбирать источник водоснабжения, измененять режима работы насосных станций, резервуаров, методов очистки и обеззараживания воды воды (рисунок 2.2).Рисунок 2.2. Графический рабочий стол EPANET [125, 122]При гидравлическом моделировании отсутствуют ограничения на размерводораспределительной сети [119].
Програмный комплекс позволяет рассчитывать потери напора по формулам Дарси – Вайсбаха, Хазена – Вильямса или Шези – Маннинга. Местные потери напора определяются в трубопроводной и запорно-регулирующей арматуре,что позволяет уточнять гидравлический расчет.43Важной особенностью программы является моделирование работы насосовс частотно-регулируемым приводом, возможностью расчета энергопотребленияи эксплуатационных затрат.Учитываются различные категории узловых расходов, каждый из которыхможет изменяться во времени независимо от других.Могут использоваться как простые управляющие алгоритмы, основанныена таймерах или уровне воды в резервуаре, так и более сложные алгоритмы, работающие на основе правил.Преимуществом прграммы Epanet является возможность при загрузке исходных данных проводить их редакцию, просматривать результаты моделирования и расчета, таблицы и графики[120, 121].2.1.3.
Программа моделирования гидравлического режима BentleyWaterGEMS / WaterCADПрограмный продукт Bentley WaterGEMS позволяет выполнять моделирование гидравлического режима в водопроводных сетях. Так же как и Epanet программа может прогнозировать качеств воды в трубопроводах [24].В существующей или проектируемой системе водоснабжения программаопределяет давление в узловых точках сети, насосных станциях и регулирующихёмкостях, расход воды на любом участке сети.
В любой промежуток временимоделируется концентрация химических элементов на участках водопроводнойсети, время пребывания воды в сети. Программа Bentley WaterGEMS разработанадля проведения исследований движения потоков воды в системе подачи и распределения воды, позволяет анализировать и выполнять гидравлического расчетаводопроводной сети города, определять затраты на электроэнергию. [107, 108].Программный автоматизированный комплекс Bentley WaterGEMS позволяет вводить информацию в ручном режиме, проектировать кольцевую сеть системы водоснабжения, определять место установки запорно- регулирующей арматуры на участках сети, размещать регулирующие емкости, осуществлять монтаж насосов, определять характеристики и режимы их работы.44Потери напора в водопроводных сетях определяются по формулам: ДарсиВейсбаха, Хазен-Вильямса, Маннинга [45].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
