شبکه های توزیع آب

در طراحی و اجرای شبکه های توزیع آب عوامل سرعت آب ، فشار آب ، دبی طراحی لوله ، فشار آب ، حداقل قطر لوله ها و پارارمتر های تاثیر گذار دیگر باید لحاظ شود.شبکه های توزیع آب در قسمت های مختلف نقاط شهری دارای مختصات و جغرافیای خاص است که باید فشار مورد نظر طراحی برای تمام نقاط به اندازه کافی تامین شود.

سرعت آب

سرعت زیاد آب در لوله ها باعث افزایش هد، افزایش نیروی ناشی از تغییر اندازه حرکت در محل های تغییر جهت مثل زانویی و سه راهی و افزایش ضربه قوچ می شود. سرعت کم آب نیز در شبکه ها باعث افزایش احتمال رسوب گذاری در لوله ها و تغییر کیفیت آب می شود.

حداکثر سرعت مجاز آب در شبکه های توزیع در ایران در شرایط معمول m/s 2 و در مواقع آتش نشانی m/s 2.5 توصیه شده است. حداقل سرعت در شبکه های توزیع m/s 0.3 پیشنهاد شده است لیکن امکان وجود این حد سرعت در لوله های فرعی بخاطر حفظ حداقل قطر برای لوله ها، امکان پذیر نیست. ضمنا در مواقع کم بودن مصرف، حداقل سرعت از حد پیشنهاد شده کمتر می شود.

بطور تجربی ملاحظه شده است که سرعت بهینه برای لوله های تا قطر 500 میلیمتر0.8 تا m/s 1.0 و برای لوله های با قطر بزرگتر در حدود m/s 1.2 است.

فشار آب

فشار در شبکه های توزیع آب باید بحدی باشد که از طرفی بتواند در مواقع حداکثر مصرف در شبکه (حداکثر افت هد در سیستم) به اندازه حداقل مجاز باشد و از طرف دیگر در مواقع حداقل مصرف در شبکه (حداقل افت هد در سیستم) باعث ترکیدن لوله ها و متعلقات آن ها نشود. درضمن باید توجه داشت که اضافه شدن فشار در شبکه توزیع موجب ازدیاد مصرف و تلفات آب می شود. لذا برای امر صرفه جویی و کنترل تلفات آب، طراحی شبکه باید بگونه ای صورت گیرد که فشار در لوله ها در کمترین حد مقرر باشد. چنانچه فشار از حد مقرر کمتر شود، پتانسیل برقراری جریان های برگشتی در شبکه ها افزایش می یابد که این امر تهدید جدی علیه آب آشامیدنی سالم و نهایتا بهداشت عمومی خواهد بود.

حداکثر فشار مجاز در شبکه های توزیع در ایران 5 اتمسفر و حداقل آن برای ساختمان های یک طبقه 4/1 اتمسفر و برای هر طبقه اضافی 4/0 اتمسفر اضافه تر توصیه شده است. بطور کلی، حداکثر فشار در مواقع کم بودن مصرف آب در نقاط گود شبکه و حداقل فشار در مواقع زیاد بودن مصرف آب در نقاط مرتفع شبکه و نیز نقاط دور از مخزن مرتفع (ایستگاه پمپاژ) وجود دارد. بنابراین اختلاف ارتفاع بالاترین سطح آب در مخزن مرتفع و نیز گود ترین نقطه شبکه نباید از مقدار حداکثر مجاز فشار در شبکه تجاوز کند. در ضمن طراحی باید بگونه ای صورت گیرد که در مواقع حداکثر بودن مصرف آب و با فرض پایین ترین سطح آب در مخزن توزیع، در هیچیک از نقاط برداشت آب در داخل ساختمان ها، فشار کمتر از 3/0 اتمسفر نشود.

در شبکه های توزیع آب که مجهز به شیرهای آتش نشانی هستند، فشار در هنگام برداشت آب برای آتش نشانی باید در حدی باشد که امکان برداشت آب با دبی و فشار لازم وجود داشته باشد. چنانچه فشار آب لازم برای آتش نشانی توسط ماشین تانکر آب پاش مجهز به موتور پمپ تامین شود، حداقل فشار در محل هر شیر آتش نشانی باید به حدی باشد که بتواند افت هد در شیلنگ متصل کننده شیر آتش نشانی به مخزن تانک آب پاش و نیز ارتفاع مخزن تانکر آب پاش را جبران کند.

دبی طراحی لوله ها

ظرفیت شبکه توزیع باید بگونه ای باشد که جوابگوی حداکثر مصرف لحظه ای (ساعتی) در سال، تلفات و حداکثر مصرف آتش نشانی باشد. حداکثر مصرف نهایی در واقع مجموع حداکثر مصرف لحظه ای (ساعتی) و حداکثر مصرف آتش نشانی است. شبکه های توزیع معمولا براساس حداکثر مصرف نهایی طراحی نمی شوند. دلائل این موضوع عبارتند از:

• کم بودن احتمال برداشت همزمان حداکثر مصرف لحظه ای و حداکثر مصرف آتش نشانی،
• وجود ظرفیت اضافی در شبکه بعلت طراحی سیستم بر مبنای آبرسانی به جمعیت نهایی دوره طرح
• موقتی بودن کمبود فشار (فقط در مدت مهار آتش سوزی) در شرایط بسیار نادر که شبکه باید حداکثر مصرف نهایی را تامین کند.

در عمل، ظرفیت هیدرولیکی شبکه بر مبنای تامین حداقل فشار مقرر در شرایط برداشت حداکثر مصرف لحظه ای صورت می گیرد و سپس بر اساس دبی حداکثر مصرف روزانه به اضافه حداکثر مصرف آتش نشانی، فشار مجاز شبکه برای آتش نشانی کنترل می شود. مقدار برداشت آب از هر شیر آتش نشانی برای مناطق با خطر آتش سوزی کم به میزان L/s 10 و برای مناطق با خطر آتش سوزی زیاد L/s 20 در نظر گرفته می شود.

حداقل قطر لوله ها

قطر لوله های هر شبکه باید بگونه ای طراحی شوند که جایگزینی قطرهای کمتر موجب کاهش فشار شبکه از حدود مجاز شود. حداقل قطر مجاز معمولا توسط کارفرما ارائه می شود. جدولی که در ادامه خواهد آمد نمونه ای از محدودیت های قطر را برای لوله های سیستم های توزیع آب شهری نشان می دهد. در شبکه های آبرسانی شهری ایران حداقل قطر در لوله های فاقد شیر آتش نشانی 60 میلیمتر و در لوله های دارای شیر آتش نشانی 100 میلیمتر توصیه شده است.