Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Közműellátás 4.-6. gyakorlat Vízigény számítás, szennyvízmennyiség meghatározása, vízhozam meghatározása racionális árhullám számítással, nyílt medrek.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Közműellátás 4.-6. gyakorlat Vízigény számítás, szennyvízmennyiség meghatározása, vízhozam meghatározása racionális árhullám számítással, nyílt medrek."— Előadás másolata:

1 1 Közműellátás gyakorlat Vízigény számítás, szennyvízmennyiség meghatározása, vízhozam meghatározása racionális árhullám számítással, nyílt medrek és gravitációs csövek hidraulikai méretezése Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép PTE PMMIK Környezetmérnöki Szak (BSC)

2 Vízigény – alapfogalmak Cél: A vízigény időbeli és térbeli eloszlásának meghatározása hosszú időtávra Fajlagos vízfogyasztás (q): a vízfogyasztás egységfogyasztóra fajlagosított értéke [pl. l/fő,nap vagy l/m 2,nap) Átlagos napi vízigény (Q d ): Az éves vízfogyasztás 1/365-öd része [m 3 /nap] Napi csúcs vízigény (Q dmax ): az év során előforduló legnagyobb napi vízigény [m 3 /nap] Órai csúcs vízigény (Q hmax ): a naptári évben előforduló legnagyobb órai vízigény érték [m 3 /h] 2

3 Vízigény meghatározás módjai Számítással (mérnöki becslés). Kapcsolódó ágazati szabvány: MSZ / Óvatosan kell kezelni!!!!! Méréssel (hálózat rekonstrukciónál!) Hasonló rendszerek üzemeltetési tapasztalatai alapján. Szempontok:  Foglalkoztatottság összetétele  Ellátottsági színvonal  Éghajlati viszonyok  Kulturális szokások  Település méret  Település típus  Gazdasági jellemzők  Társadalmi rétegek aránya  Vízdíj  Stb…. 3

4 Települési vízigények összetevői Kommunális vízigény (Q k )  Háztartások vízigénye  Közületek, intézmények vízigénye  A településen nem letelepedett emberek vízigénye (ingázók, turisták, stb..)  Közterület fenntartás vízigénye Ipar vízigénye(Q i ) Mezőgazdaság vízigénye (Q m ) Tűzoltás vízigénye (Q t ) Hálózati és szolgáltatási veszteségek (Q v ) Q d = Q k + Q i + Q m + Q t + Q v 4

5 Kommunális vízigény I. Lakossági vízigény: mértékadó lakosszám és a fajlagos vízfogyasztás szorzata Fajlagos vízfogyasztás hazánkban l/fő,nap, melynek értéke függ:  Éghajlat, időjárási viszonyok  Település jelleg, település méret  Fogyasztói szokások  Kulturális jellemzők  Komfort fokozat  Anyagi lehetőségek Alap közületi és közterület fenntartási vízigény a lakossági vízigény 30-50%-a Egyéb közületek vízigénye egyedi becsléssel határozandó meg 5

6 Kommunális vízigény II. Kommunális vízigények fajlagos mutatóit részletesen lásd. Török L. tervezési segédletében! Átlagos napi vízigény: q i (l/fő,nap): i-dik fogyasztó típushoz tartozó fajlagos vízigény N i (fő): i-dik fogyasztótípus mértékadó lakosszáma Legnagyobb napi vízigény: β n ( - ): évszakos egyenlőtlenségi tényező 6

7 Kommunális vízigény III. Átlagos órai vízigény [m3/h]: Legnagyobb órai vízigény [m3/h]: β h ( - ): óracsúcs tényező (1,4 – 3,6) f h (%): óracsúcs hányad (6% – 15%) β h és f h értékeit részletesen Török L. segédletében 7

8 Kommunális vízfogyasztás napon belüli alakulása 8

9 Szennyvíz mennyiség meghatározása Ipari, mg-i és egyéb nem kommunális eredetű szennyvíz mennyiség meghatározása:  Mérnöki becsléssel  Szakirodalmi adatok alapján  Méréssel  Hasonló rendszerek tapasztalatai alapján  Stb.. Kommunális szennyvíz mennyiség meghatározása: általában vízfogyasztás alapján történik 9

10 Kommunális szennyvízmennyiség I. Fajlagos szennyvízmennyiség: q víz (l/fő,nap): a településre jellemző átlagos fajlagos vízfogyasztás m: szennyvíz keletkezési ráta  Falvak, családi házas övezetek: n=  Belvárosias környezet, magasházas övezetek: n=0,9-1,0 Távlati fajlagos szennyvízmennyiség: γ n : lakossági növekedést figyelembe vevő tényező 50 éves távlatban (1.0 – 1.15) γ q : vízfogyasztás növekedését figyelembe vevő tényező (1.0 – 1.3) 10

11 Kommunális szennyvízmennyiség II. Napi átlagos szennyvízmennyiség (m 3 /d):  n: lakosszám Távlati átlagos szennyvízmennyiség (m 3 /d): Óracsúcs szennyvízhozam (m 3 /h): 11 z (d/h): óracsúcs tényező Üdülő övezetek, kisebb közösségek: 1/2 – 1/6 Falvak, alsófokú központ, részlegesen kiemelt alsófokú központ 1/8 – 1/12 Kiemelt alsófokú központ, középfokú központ 1/10 – 1/14 Felsőfokú központ, országos központ 1/14 – 1/18

12 Kommunális szennyvíz mennyisége III. Infiltráció-exfiltráció → csapadékos idei szennyvíz hozam és száraz idei szennyvíz hozam Infiltráció fajlagos mennyisége: 19 – 190 l/m,d/m 12

13 Kommunális szennyvízmennyiség IV. Szennyvízcsatorna végágak, kis gyűjtőterületű szakaszok öblítési vízhozamának számítása (l/s):  e: épületgépészeti berendezés egyenértéke WC: e=3,6 Fürdőkád: e=2,0 Mosdó: e=0,5 Mosogató: e=2,0 13

14 14 Hidrológiai számítások Célja: A mértékadó vízhozam meghatározása, a vízelvezető rendszer méreteinek meghatározhatósága céljából. Kizárólag belterületi csapadékvíz elvezetéssel foglalkozunk, azon belül is kisebb helyi vízelvezetési problémák megoldására fókuszálunk! Alkalmazott módszer: racionális árhullám számítás, melynek főbb lépései:  Vízgyűjtő terület lehatárolása  Összegyülekezési idő meghatározása  Csapadékintenzitás számítása  Lefolyási tényező számítása  Mértékadó vízhozam számítása

15 15 Racionális árhullám számítás alkalmazási területei  Kis vízgyűjtőjű és kis összegyülekezési idejű területek méretezésére használjuk  perc összegyülekezési idő közötti összegyülekezési idő között alkalmazható  Nagyobb méretű vízgyűjtők méretezési módszereit jelen tárgy keretein belül nem tárgyaljuk

16 16 Vízgyűjtő lehatárolás I. Főbb lépései: 1. Nyomvonalvezetés felvázolása 2. Mértékadó keresztmetszet(ek) meghatározása (Hol érdekel a vízhozam értéke?) 3. Domborzatos térképen meg kell vizsgálni a fő terepi lefolyási irányokat, és jellemző magas pontokat. 4. A vizsgált keresztmetszetből indulva két irányba mindig merőlegesen kell metszeni a következő magasabb szintet képviselő szintvonalat. Addig kell folytatni amíg a két irányba indított vonallánc össze nem zár. 5. Meg kell vizsgálni azokat az emberi létesítményeket (pl. út, vasúti töltés, épületek, árkok, csatornák, stb…) amelyek módosítják a természetes terepi lefolyási viszonyokat, és ezek alapján korrigálni kell a vízgyűjtő határt. 6. Az így kapott zárt alakzat a vízgyűjtő terület.

17 17 Vízgyűjtő lehatárolás II.  A vízgyűjtő lehatárolási térkép alapján meghatározandóak: Vízgyűjtő terület nagysága Terepi lefolyás átlagos hossza Terület jellege (átlagos tereplejtés, területhasználati ágak és kiterjedésük) Csatornabeli lefolyás maximális hossza

18 18 Terepi összegyülekezési idő meghatározása Ahol: t1: terepi lefolyási idő [min] n: Manning-féle érdességi tényező L: A terepi lefolyás átlagos hossza [m] I: a terepi lefolyás átlagos lejtése [m/m]

19 19 Manning-féle érdességi tényező Szántó, szőlő: 0,4-0,5 Erdő, rét: 0,3-0,4 Gyepes park: 0,2-0,3 Kőburkolat: 0,15-0,25 Beton, aszfalt burkolat: 0,1-0,15 Összetett területhasználat esetén az értéket részterület arányosan súlyozni kell!

20 20 Csatornabeli és a teljes összegyülekezési idő megh. Ahol: t 2 : csatornabeli lefolyási idő [min] L: Csatornabeli lefolyási úthossz [m] v átl : Csatornabeli lefolyás átlagos sebessége [m/s] Teljes összegyülekezési idő:

21 21 Mértékadó gyakoriság megh. Gyakoriság [év](visszatérési idő) és valószínűség [%] kapcsolat  100% valószínűség - 1 éves gyakoriság  50% valószínűség - 2 éves gyakoriság  10% valószínűség - 10 éves gyakoriság  1% valószínűség éves gyakoriság Minél kisebb valószínűséget választunk annál nagyobb kiöntési biztonságra méretezünk A választandó valószínűség mértékét az okozott kár mértéke és a vizsgált terület „igényessége” határozza meg. Pl. Duna feletti vasúti híd esetén a méretezési valószínűség 1%, falusi kis utca csapadékvíz elvezető árka esetén 50%, települési főgyűjtő esetén 10%

22 22 Mértékadó csapadékintenzitás meghatározása I. Ún. modellcsapadék feltételezésével számítjuk a csapadékintenzitást. A modellcsapadék időtartama megegyezik a teljes összegyülekezési idővel és intenzitása állandó. A választott valószínűség csökkenésével a csapadékintenzitás nő.

23 23 Mértékadó csapadékintenzitás meghatározása II. Hazai viszonyok esetén az ún. záporcsapadék- törvény segítségével számítható a mértékadó csapadék intenzitás Ahol: i p : a számított mértékadó csapadék intenzitás [mm/h, vagy l/s*ha] t: mértékadó csapadék időtartam [10perc] m: valószínűséghez rendelt paraméter a: 10 perces modellcsapadék mértékadó intenzitása [mm/h, vagy l/s*ha]

24 24 Mértékadó csapadékintenzitás meghatározása III.

25 25 Lefolyási tényező megh. I. A lefolyási tényező megadja, hogy a talajra hullott csapadék hány százaléka folyik le a terepen Lefolyási tényező becslésére sokféle módszer ismert Ha egyes területrészek lefolyási tényezője különböző, akkor a terület szerinti súlyozott átlagát kell venni. A lefolyási tényező függ : Felület érdessége, anyag Lejtés Csapadékintenzitás Hőmérséklet Talajnedvesség Növénytakaró Stb..

26 26 Lefolyási tényező megh. II. Közelítő képlet a lefolyási tényező becslésére: Ahol: R: vízzáró felületi tényező [-] I: tereplejtés [%] α: lefolyási tényező [-] Megjegyzés: A képlet 0,5-6% tereplejtés és 0,08-nál nagyobb vízzáró felületi tényező esetén érvényes !

27 Lefolyási tényező értékek sík terepen 27

28 Lefolyási tényező korrekciója a terepesés függvényében 28

29 29 Mértékadó vízhozam megh. A mértékadó vízhozam: Nagy-vízhozamok esetén a vízhozam korrigálható a Schrank-féle késleltetési tényezővel:

30 30 Csapadékvíz elvezető művek hidraulikai ellenőrzésének alapelve A hidraulikai ellenőrzés során a tervezett csapadékvíz elvezető csatorna vízszállító képességét hasonlítjuk az hidrológiai számításból kapott vízhozammal. A tervezett csatorna megfelelő, ha a szállító kapacitása (Q cs )nagyobb mint a szállítandó mértékadó vízhozam (Q m ):

31 31 Trapézszelvényű árkok vízszállító kapacitásának megh. I. A szállítható vízhozam: Ahol: Vk: áramlási középsebesség a mederben [m/s] A: meder keresztmetszet [m2] A középsebesség számítása az ún. Chezy- képlettel: Ahol: R: hidraulikus sugár [m] I: mederlejtés [m/m] C: Strickler-Manning-féle érdességi tényező

32 32 Trapézszelvényű árkok vízszállító kapacitásának megh. II. Hidraulikus sugár Ahol: An: a nedvesített terület [m2] K: nedvesített kerület [m]  Kiöntési biztonság figyelembe vétele!!!! Strickler-Manning-féle érdességi tényező Ahol: n az ún. Manning-féle meder-érdességi tényező

33 33 Trapézszelvényű árkok vízszállító kapacitásának megh. III. n-függ: Mederanyag Mederalak Meder kanyargóssága Növényzet típusa és mértéke a mederben Néhány jellemző érték n-re:  Kőburkolatú meder: 0,02-0,025  Földmeder: 0,018-0,033  Növénnyel benőtt meder: 0,025-0,05  Kanyargós elfajult meder: 0,04-0,06

34 Trapézszel vényű árkok vízszállító kapacitásá nak megh. IV. 34

35 Trapézszelvényű medrek hidraulikai ellenőrzésének további követelményei Mértékadó vízhozam szállításakor a megengedett legkisebb sebesség 0,3 m/s A mértékadó vízhozam szállításakor kialakuló sebesség ne lépje túl a kimosási határsebességet, melynek értéke:  Földmeder: 0,5-1,8 m/s  Füvesített földmeder: 1,2-1,5 m/s  Helyszíni beton: 5,5 m/s  Betonba rakott kőburkolat: 5,5 m/s  Betonlap burkolat: 6 m/s 35

36 36 Csővezetékek vízszállító kapacitásának közelítő megh. Közelítő meghatározási módszerként alkalmazható az ún. kis Kutter képlet: Ahol b az ún csőérdességi tényező, melynek tájékoztató értékei: Beton csatorna: 0,35 Téglacsatorna: 0,5 Hézagolt kőburkolat: 0,6

37 Colebrook-white összefüggés 37 -v (m/s): teltszelvényű áramlási középsebesség -ν (m 2 /s): kinematikai víszkozitás -k (m): effektív csőérdesség -d (m): csőátmérő -I (m/m): hosszesés k effektív csőérdesség becslése nehézkes!

38 Csőérdesség (k) I. Kőagyag és ac csövek:  k=0,4 mm aknákkal, bekötésekkel  k=0,25 mm aknák, bekötések nélkül Műanyag csövek:  k=0,1 mm a csőkötések távolsága: ≥ 12 m-nél, a hálózaton nincsenek csőrekötések, az aknák szintén műanyagból készülnek, a minimális aknatávolság 60 m  k=0,25 mm a csőkötések átlagos távolsága: ≥ 5 m-nél, az aknák szintén műanyagból készülnek, minimális aknatávolság 60 m, a házi rákötések 45°-ban, T-idommal vagy 45°-os ágidommal kerülnek kialakításra, a csatorna lejtése: > 3 ‰ -nél. k = 0,40 mm üzemi érdességi tényezőt célszerű alkalmazni, ha az előzőekből valamely feltétel nem teljesül 38

39 Csőérdesség (k) II. Műanyag szennyvízcsatornák csőérdessége extra körülmények esetén (pl. ejtőcsöves aknák): 1 mm Beton csövek csőérdessége: 1-2 mm Épített szelvények csőérdessége: 1 – 4 mm 39

40 40 KG-PVC csővezetékek vízszállító kapacitásának megh.

41 Beton csővezetékek hidraulikai méretezése I. – teltszelvényű vízhozam és szállítási sebesség meghatározása 41

42 Csővezetékek hidraulikai méretezése II. – tényleges teltségnél előálló vízhozam és szállítási sebesség meghatározása 42

43 További hidraulikai kritériumok gravitációs csővezetékekre A szállítási sebesség nem lépheti túl a csőanyag kritikus határsebességét (beton csőnél 5 m/s, műanyag csőnél gyártótól függ, de min. 5 m/s) A szállítási sebesség nagyobb kell hogy legyen 0,3 m/s-nál! Szennyvíz csatornák esetében a szállítási mélység nagyobb kell hogy legyen 2 cm-nél! 43

44 44 Felhasznált irodalom MI / Belterületi vízrendezés. Csapadékvíz elvezető hálózat hidraulikai méretezése Markó Iván: Települések csatornázási és vízrendezési zsebkönyve. Műszaki Könyvkiadó Budapest 1989 Bozóky-Szeszich-Kovács-Illés: Vízellátás és csatornázás tervezési segédlet. Műegyetem Kiadó Budapest Pipelife: PVC csövek alkalmazási kézikönyve. MI /2 Völgyes István: Épületgépészeti számítások példatár. Műszaki könyvkiadó, Budapest György István (szerk): Vízügyi létesítmények kézikönyve. Műszaki könyvkiadó Darabos Péter – Mészáros Pál: Közművek. Jegyzet. BME-VKKT, (kiadva pdf-ben) Kézdi-Markó: Földművek védelme és víztelenítése. Műszaki könyvkiadó, Budapest, és 2. kötet ÚT :2004 Közutak víztelenítésének tervezése

45 45 Köszönöm a megtisztelő figyelmet!


Letölteni ppt "1 Közműellátás 4.-6. gyakorlat Vízigény számítás, szennyvízmennyiség meghatározása, vízhozam meghatározása racionális árhullám számítással, nyílt medrek."

Hasonló előadás


Google Hirdetések