Оптимізація сумісної роботи систем подачі й розподілу води

Нежлукченко В.М. доцент
Рудницький Є.А. - магістр, Данч М.А., Бойко О.А. - ст. 5 ГМФ

Для розв'язання задачі щодо створення інженерних систем водопостачання, які задовольняють потребам надійності та економічності (нових або таких, що реконструюються), працюють в умовах нерегульованого безперервного зростання водоспоживання і супроводжуються циклічними змінами, необхідно гарантувано забезпечувати користувачів водою при можливих пікових навантаженнях і при будь-яких відмовах елементів системи, а також забезпечення економічно доцільної роботи системи при малих навантаженнях.

Метою роботи є розробка та апробація методу раціонального розміщення водоживлювачів.

Результати досліджень. У системах з декількома насосними станціями (рис.1 і 2), раціональне розміщення яких передбачається  на генплані шляхом попереднього визначення можливих точок розташування водоживлювачів, виходячи не тільки з гідравлічних міркувань, але й з міркувань планування і конфігурації населеного пункту, розташування зон санітарної охорони. На схемі мережі між обраними точками (вузлами) добудовуються фіктивні кільця (рис.1 і 2), визначаються розрахункові режими роботи мережі. Основним розрахунковим випадком для визначення діаметрів приймається випадок транспортування максимальної господарської витрати. Проводяться гідравлічні розрахунки із застосуванням програмного блоку RVS-1 або RVS-3, аналізуються результати гідравлічних розрахунків, робиться висновок щодо раціонального підключення водоживлювача до обраної точки. Проаналізовані результати розрахунків є вихідними даними для подальшого проектування водоживлювачів. Операції щодо визначення економічно найкорисніших діаметрів транзитних магістралей і конструктивні міркування для призначення діаметрів перемичок ті ж, що й при інших типах систем.

Розрахунки даної системи щодо визначення дійсних значень подач і нефіксованих відборів, а також дійсних витрат на ділянках мережі здійснюються шляхом спільного проведення внутрішньої і зовнішньої ув'язки системи. Вихідні дані  для двох варіантів розташування свердловин наведені  на рис. 1 (свердловина 1 функціонально зв’язана з т.1, свердловина 2 - з т.4) і на рис.2 (свердловина 1 функціонально зв’язана з т.1, свердловина 2 - з т.5), результати гідравлічного розрахунку представлені в табл.1 і 2.

Результати гідравлічного розрахунку наочно показують, що на ділянках водоводів 8 і 9 витрати води змінилися порівняно з початковим розподілом потоків(по 25 л/с) , тобто система стала збалансованою відносно втрат напору як на ділянках мережі так і на ділянках водоводів між насосними станціями і точками мережі. З техніко-економічної точки зору прийнятним є варіант 1 розміщення свердловин 1 і 2, що підтверджується  нижчим значенням п’єзометричних позначок для свердловин відповідно на 1,83 м і 1,85 м.

Рисунок 1 - Схема мережі для гідравлічного розрахунку за умови підключення сверд.1 до т.1 і сверд.2 до т.4

Рисунок 2 - Схема мережі для гідравлічного розрахунку за умови підключення сверд.1 до т.1 і сверд.2 до т.5

Таблиця 1 – Результати гідравлічного розрахунку мережі і водоводів для випадку 1

Таблиця 2 - Результати гідравлічного розрахунку мережі і водоводів для

випадку 2

У процесі гідравлічної ув'язки мережі можлива заміна попередньо намічених марок насосів, зміна об'ємів (а іноді й відміток) напірних регулюючих місткостей (якщо вони передбачені). Після цього процес ув'язки повторюється. У загальному випадку процедура розрахунку систем з будь-яким числом свердловин (насосних станцій) аналогічна викладеним, росте лише число фіктивних кілець, що вводяться до системи, і число рівнянь зовнішньої ув'язки. Зрозуміло, в таких складних системах ще важче попередньо призначити нефіксовані подачі і відбори, що може призвести в процесі розрахунку до неодноразової зміни параметрів водоживлювачів.

Таким чином, рекомендована методика забезпечує можливість раціонально розміщувати водоживлювачі і визначати дійсні витрати на ділянках водоводів з урахуванням конфігурації мережі й можливого відбору води з неї.