Тема №6

6 Загальні принципи проектування і розрахунку водопровідних мереж

6.1 Призначення мережі, вимоги до неї та її конфігурація

Водопровідна мережа – це система трубопроводів, що забезпечує подачу й розподіл води споживачам. До водопровідної мережі ставляться три головні вимоги:

необхідної пропускної здатності – подати необхідну кількість води при потрібному напорі всім споживачам;

необхідної надійності – забезпечувати надійність подачі води споживачам;

економічності – мати найменші загальні затрати на будівництво та експлуатацію.

За накресленням у плані розрізняють мережі: тупикові (розгалужені), кільцеві (замкнені) і змішані (рис. 6.1). Саме так розвивається мережа протягом часу, тобто на початку розвитку, наприклад, селища будують тупикову мережу, потім добудовують нові ділянки, з’являються кільця, й мережа перетворюється на змішану. Зазначимо, що кільцева мережа у чистому вигляді зустрічається рідко. Значно частіше вона розглядається як деякі узагальнення для спрощення розрахунків. З’ясуємо, як мережами різної конфігурації виконуються вимоги, що ставляться до водопровідних мереж.

Тупиковою є мережа мінімальної структури, в якій відсутні надлишкові ділянки. В кожний вузол мережі можна прийти по ходу води тільки єдиним шляхом. Вимогу необхідної пропускної здатності для тупикової мережі не складно реалізувати, якщо підібрати потрібні діаметри труб ділянок. Тупикова мережа потребує мінімальних капітальних вкладень, оскільки в ній відсутні надлишкові ділянки, але водночас ця мережа недосить надійна.

До кільцевих належать мережі, що мають структурну надлишковість, тобто в них є надлишкові ділянки. У кожний вузол такої мережі є можливість прийти не менше ніж двома шляхами. Вимогу необхідної пропускної здатності нескладно реалізувати і для цієї мережі, якщо підібрати відповідні діаметри. Кільцева мережа надійніша за тупикову, вона має структурний резерв. Але внаслідок цього кільцева мережа потребує більших капітальних вкладень, тобто вона дорожча, ніж тупикова. З цих прикладів видно, що вимоги надійності та економічності суперечать одна одній. Тому для об’єктів, які потребують високої надійності, проектують кільцеві мережі, хоча вони й дорожчі. Навпаки, для невідповідальних об’єктів проектують тупикові мережі, котрі є найдешевшими.

Рисунок 6.1 – Схема водопровідних мереж за накресленням у плані: а – тупикова (розгалужена); б – кільцева (замкнена); в – змішана

6.2 Трасування магістральної водопровідної мережі

Трасування – це надання мережі на плані певної конфігурації, яка залежить від планування об’єкта та його форми, вимог надійності, наявності природних і штучних перешкод, рельєфу місцевості тощо; місця введення водогонів у мережу.

У водопровідних мережах середніх та великих міст, зазвичай, розрізняють магістральну мережу (діаметри більше від 300 мм) і розподільну (діаметри 100…300 мм). Для малих міст та сіл такого розподілу немає, оскільки там діаметри не перевищують 300…350 мм. Загальні принципи трасування такі:

1 Мережа має охоплювати всіх споживачів води.

2 Ділянки мережі повинні мати, як правило, навантаження по обидва боки (за напрямом руху води).

3 Подавати воду потрібно якомога коротшими шляхами, щоб довжина трубопроводів була найменшою.

4 Потрібно вибирати головні напрями руху води й уздовж кожного з них прокладати не менше ніж дві магістралі (для збільшення надійності мережі).

Після трасування водогонів від водозабору до міста визначається місце подачі води у місто і виконується трасування магістральної водопровідної мережі у місті. Велика різноманітність планування вулиць у населених пунктах, взаємного розташування водозабору й міста, форм територій міст та інші фактори ускладнюють трасування водопровідної мережі. Ось чому ця задача до цього часу не розв’язана з наукової точки зору. Тому пропонується інженерне рішення задачі, а саме: 4 схеми трасування магістральної водопровідної мережі. Слід зазначити, що досить змінити місце підведення води від водозабору до мережі, як змінюється схема й трасування.