Pojemność zbiornika wodociągowego zależy od wielu czynników, w tym:
- miejsca lokalizacji zbiornika
- wydajności wodociągu
- nierównomierności rozbioru wody w sieci
- konstrukcji pomp i możliwości dostosowania ich pracy do charakterystyki sieci
- konstrukcji samego zbiornika
- wymaganego czasu przechowywania wody w zbiorniku
Pojemność zbiorników oblicza się na podstawie bilansu wody dopływajacej i odpływającej ze zbiornika, zwykle w cyklu dobowym, stąd obliczenia prowadzi się w oparciu o maksymalne dobowe zapotrzebowanie na wodę Qdmax. Poniżej zostanie omówiona metoda obliczania zbiorników sieciowych.
Pojemność zbiornika sieciowego można wyznaczyć ze wzoru:
Vu = Vw + Vs + Vm
gdzie:
Vw – pojemność wyrównawcza w m3
Vs – pojemność asekuracyjna na wypadek pożaru lub awarii w sieci
Vm – pojemność wartwa
Pojemność wyrównawcza – wyznaczana jest zwykle metodą analityczną na podstawie harmonogramu pracy zbiornika i zużycia godzinowego wody w danej jednostce osadniczej. Przy pracy pomp 24 godzinnej dopływ wody do zbiornika jest stały, zmienia się tylko jej rozbiór. Sumując te różnice otrzymujemy harmonogram dobowej pracy zbiornika. Na poniższym przykładzie największa pojemność użytkową uzyskujemy między godziną 4-5 nad ranem, kiedy pojemność zbiornika wynosi 14,97% Qdmax. Jeśli założymy inną pracę pomp, np. 20 godzinną, to zmieni się rozkład dostawy wody do zbiornika i jego pojemność użytkowa ulegnie zmianie. Zobacz Tabela 2.
Tabela 1 Harmonogram pracy zbiornika przy 24 godzinnej pracy pomp
|
Godzina |
Rozbiór wody | Dostawa wody | Przybywa do zbiornika | Ubywa ze zbiornika | Pojemność zbiornika |
| od-do | % | % | % | % |
% |
|
0-1 |
1,40 | 4,17 | 2,77 | 5,40 | |
| 1-2 | 1,20 | 4,17 | 2,97 |
8,37 |
|
|
2-3 |
1,20 | 4,16 | 2,96 | 11,33 | |
| 3-4 | 1,20 | 4,17 | 2,97 |
14,30 |
|
|
4-5 |
3,50 | 4,17 | 0,67 | 14,97 | |
| 5-6 | 4,20 | 4,16 | 0,04 |
14,93 |
|
|
6-7 |
6,10 | 4,17 | 1,93 | 13,00 | |
| 7-8 | 6,40 | 4,17 | 2,23 |
10,77 |
|
|
8-9 |
3,80 | 4,16 | 0,36 | 11,13 | |
| 9-10 | 4,40 | 4,17 | 0,23 |
10,90 |
|
|
10-11 |
5,10 | 4,17 | 0,93 | 9,97 | |
| 11-12 | 5,40 | 4,16 | 1,24 |
8,7 |
|
|
12-13 |
5,30 | 4,17 | 1,13 | 7,60 | |
| 13-14 | 5,40 | 4,17 | 1,23 |
6,37 |
|
|
14-15 |
3,90 | 4,16 | 0,26 | 6,63 | |
| 15-16 | 3,60 | 4,17 | 0,57 |
7,20 |
|
|
16-17 |
3,40 | 4,17 | 0,77 | 7,97 | |
| 17-18 | 5,30 | 4,16 | 1,14 |
6,83 |
|
|
18-19 |
6,00 | 4,17 | 1,83 | 5,00 | |
| 19-20 | 6,60 | 4,17 | 2,43 |
2,57 |
|
|
20-21 |
6,50 | 4,16 | 2,34 | 0,23 | |
| 21-22 | 4,40 | 4,17 | 0,23 |
0,00 |
|
|
22-23 |
3,20 | 4,17 | 0,97 | 0,97 | |
| 23-24 | 2,50 | 4,16 | 1,66 |
2,63 |
|
|
suma |
100,00 | 100,00 | 16,93 | 16,93 |
– |
Tabela 2 Harmonogram pracy zbiornika przy 20 godzinnej pracy pomp
Do obliczeń przyjmuje się godzinę największej zgromadzonej pojemności zbiornika w % dobowego rozbioru i mnoży się ją przez Qdmax. Pojemność oblicza się ze wzoru:
Vu = 0,01· %max · Qdmax
gdzie:
0,01 – przelicznik procentowy
Pojemność wyrównawczą zbiornika można tez wyznaczyć graficznie metoda krzywych sumowych lub metoda słupkową.
Metoda słupkowa – Rozbiór i dostawę wody w poszczególnych godzinach doby przedstawia się w postaci wykresów. Różnice tych wykresów określają wielkości dopływu i odpływu wody do bądź ze zbiornika. Po obliczeniu powierzchni zakreskowanych (+ i −) otrzymuje się pojemność użytkową zbiornika w procentach rozbioru dobowego (jak analitycznie).
Metoda słupkowa – wykres sporządzony według tabeli 2. Po zsumowaniu wartości dodatnich i ujemnych otrzymuje się procent dobowego zużycia wody
Metoda krzywych sumowych – polega ona na sporządzeniu w jednym układzie współrzędnych krzywych sumarycznego zużycia i dostawy wody do zbiornika, następnie odczytania maksymalnej różnicy rzędnych jako %Qdmax. Przykład wykresu krzywych sumowych poniżej.
Krzywą sumaryczną rozbioru wody wykreśla się poprzez odłożenie w danej skali sumy (w procentach) pobieranej wody przypadającej na każdą godzinę, licząc od początku doby do danej godziny. Odkładane w tej samej skali sumy ilości wody tłoczonej przez pompy o każdej godzinie dadzą wykres w postaci linii prostej AB, jeżeli pompy pracują 24 h/d (rys. 2A), lub linii łamanej CDE (rys. 2B), jeżeli pompy pracują krócej niż 24 h/d. Odcinek CD (rys. 2A) − postój pomp w godzinach 0−4. Jeżeli na wykresie linia sumarycznego rozbioru wody znajduje się nad linią sumarycznej jej dostawy oznacza to, że suma ilości wody dostarczonej jest mniejsza niż suma ilości wody pobranej. Przesuwa się linię dostawy wody równolegle do góry tak, aby cała linia znalazła się powyżej sumarycznej krzywej rozbioru i była do niej styczna przynajmniej w jednym punkcie. W rozpatrywanych przykładach linia A’B’ (rys. 2A) ma z krzywą rozbioru punkt styczny S o godz. 20; na rysunku 2B wspólny punkt przypada na godz. 7. Oznacza to, że w tych godzinach zbiornik jest pusty (zużyto tyle wody ile dostarczono). Największa odległość pionowa między obu wykresami określa wielkość (w procentach) potrzebnej pojemności użytkowej zbiornika: jest to odcinek ab (rys. 2A) odpowiadający godz. 4. W przypadku 20-godzinnej pracy 3 pomp pompy napełniają zbiornik w godzinach 4−24 do pojemności odpowiadającej odcinkowi EE’ w godz. 24, od której zaczyna się opróżnianie zbiornika aż do godz. 7 (rys. 2B).
Metoda krzywych sumowych, A- dla 24 godz. pracy pomp, B- dla 20 godz. pracy pomp. Na podstawie tabeli 2
Pojemność na potrzeby pożaru – wyznacza się na podstawie Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji (Dz.U. 2003 nr 121, poz.1139- Tabela 1 poniżej)
źródło:
1) www.instsani.pl