Upload
maja-naskovic
View
416
Download
13
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Vodosnabdevanje Prokuplja
Citation preview
Univerzitet u Nišu
Mašinski fakultet
Maja D. Nasković
ZAVRŠNI RAD
Niš, 2012.god
Univerzitet u Nišu
Mašinski fakultet
Vodosnabdevanje Prokuplja iz akumulacije Bresnica
ZAVRŠNI RAD
Osnovne akademske studije
Kandidat: Predmetni profesor:
Maja D. Nasković 497/09 Prof. dr. Dragica Milenković
Niš, oktobar 2012
3
Vodosnabdevanje Prokuplja iz akumulacije Bresnica
Rezime
Prvi deo završnog rada posvećen je pumpnim stanicama i vodovodima, sa posebnim
osvrtom na potrebe koje neprestano rastu zbog povećane potrošnje.
Centralni deo rada posvećen je opisu vodovoda grada Prokuplja, transportu vode od
akumulacije Bresnica do rezervoara visoke zone i pumpnoj stanici Draganja, tehničkom
opisu pumpne stanice.
Na kraju rada navedene su odgovarajuće opreme na rezervoaru, bunaru i pumpnoj
stanici da bi se omogućilo brže, efikasnije i preciznije očitavanje parametara neophodnih
za kvalitetnije i efikasnije vodosnabdevanje grada Prokuplja.
Ključne reči:
Pumpa
Cevovod
Transport
Voda
Rezervoar
Sadržaj
UVOD .................................................................................................................................5
1.OPŠTI POJMOVI O PUMPNIM STANICAMA I VODOVODNIM SISTEMIMA ...........6
1.1 KLASIFIKACIJA PUMPNIH STANICA ..................................................................8
1.2 PODELA PUMPI .................................................................................................... 10
1.3 USLOVI ZA IZGRADNJU DOBROG PROJEKTA PUMPNE STANICE .............. 14
1.4 ISPITIVANJE PUMPI ............................................................................................. 14
2. KLASIFIKACIJA VODOVODA ................................................................................... 15
3. POTROŠNJA VODE U NASELJIMA ........................................................................... 18
4. OPIS VODOVODA GRADA PROKUPLJA .................................................................. 20
4.1 PREGLED RAZVOJA SISTEMA VODOSNABDEVANJA PROKUPLJA ............ 20
4.2 SADAŠNJE STANJE VODOSNABDEVANJA GRADA PROKUPLJA ................. 21
4.3 IZVORIŠTA VODE VODOVODA GRADA PROKUPLJA .................................... 21
4.4 OPIS POSTOJEĆEG STANJA ................................................................................ 23
4.5 TEHNIČKI OPIS PUMPNE STANICE ................................................................... 28
4.6 TRANSPORT VODE OD PUMPNE STANICE DRAGANJA DO REZERVOARA
NISKE ZONE ................................................................................................................... 31
4.7 RASPOLOŽIVI REZERVOARSKI PROSTOR....................................................... 32
5. AKUMULACIJA BRESNICA I TRANSPORT VODE DO REZERVOARA U
PROKUPLJU ....................................................................................................................... 33
5.1 TEHNIČKI OPIS ..................................................................................................... 36
6. OPREMA NA OBJEKTIMA ......................................................................................... 39
6.1 OPREMA NA REZERVOARU ............................................................................... 39
6.2 OPREMA NA BUNARIMA .................................................................................... 40
6.3 OPREMA NA PUMPNOJ STANICI ....................................................................... 40
7. ZAKLJUČAK ................................................................................................................ 41
8. LITERATURA............................................................................................................... 42
9. BIOGRAFIJA ................................................................................................................ 43
5
UVOD
Voda je neophodan element ljudskog življenja i okružen njom čovek tokom istorije
gradi postrojenja, kako bi vodu iskoristio za svoje potrebe. Ova postrojenja, nazvana
hidropostrojenjima poprimala su različite konstrukcijske oblike. Sva hidropostrojenja
imala su dve bitne namene: iskoristiti hidroenergiju za pokretanje mašina s jedne strane i
dovesti vodu na željeno mesto radi njenog korišćenja s druge. Hidroenergetska
postrojenja su složeni tehnički objekti, koji služe za pretvaranje hidrauličke energije u
mehaničku, a zatim u električnu i obratno, za pretvaranje električne i mehaničke u
hidrauličku energiju.
Hidroenergetska postrojenja predstavljaju funkcionalno jedinstvo hidrotehničkih
objekata, energetske i mehaničke opreme.
Sva hidroenergetska postrojenja se mogu svrstati prema nameni u sledeće osnovne
grupe:
Hidroturbinska postrojenja - hidroelektrane
Pumpna postrojenja
Pumpno akumulacione hidroelektrane
Plimske hidroelektrane
Hidropostrojenja specijalne namene
1.OPŠTI POJMOVI O PUMPNIM STANICAMA I
VODOVODNIM SISTEMIMA
Hidroenergetska postrojenja koja imaju zadatak da transportuju vodu sa nižeg nivoa
na viši nivo, sa mesta nižeg pritiska na mesto višeg pritiska, kao i da vodu transportuju na
velike udaljenosti nazivaju se pumpnim postrojenjima.
Svako pumpno postrojenje snabdevano je bar sa jednom mašinom- pumpom koja
’’obogaćuje’’ energijom vodu, tako da ona može da savlada sve otpore na svom putu kroz
cevovod, pritiske i više kote. Na slici.1 prikazana je principska šema jednog pumpnog
postrojenja.
Slika 1: Principska šema jednog pumpnog postrojenja
Pumpa se pogoni elektromotorom, dizel ili SUS motorom i drugim pogonskim
mašinama. Pumpa i pogonska mašina čine agregat. Zavisno od namene, pumpna
postrojenja su snabdevena i pomoćnom opremom koja treba da obezbedi nesmetan i
dugotrajan rad.
Pumpna postrojenja imaju široku primenu u tehničkoj praksi. Koriste se u sistemima
vodosnabdevanja, u poljoprivredi za navodnjavanje i odvodnjavanje polja, u
kanalizacionim sistemima, u sistemima odbrane priobalnih terena od poplave, dopremaju
vode u stanove visokih solitera, u sistemima podmazivanja itd.
7
Oblik pumpne stanice, odnosno sistem za transportovanje tečnosti u najopštijem
obliku prikazan je na slici 2 i sastoji se od:
1. Usisne korpe
2. Usisne cevi
3. Konfuzora
4. Pumpe
5. Difuzora
6. Povratne klapne
7. Zasuna
8. Potisne cevi
Slika 2. Pumpna stanica
Pumpna stanica, odnosno sistem za transportovanje tečnosti u najopštijem slučaju
prikazan je na slici 2. i sastoji se od: vodozahvata u kome je uronjena usisna crpna cev
(2), na čijem kraju je usisna korpa (1). Na usisnoj cevi (2), s druge strane nalazi se
konfuzor (3) koji se nadovezuje na centrifugalnu pumpu (4). S druge strane na izlazu iz
pumpe postavlja se difuzor (5), a zatim dolazi povratna klapna (6) i zasun (7) koji služi za
regulisanje protoka. Na zasun se postavlja odvodna potisna cev (8) kojom se voda dovodi
do sabirnog rezervoara (9).
1.1 KLASIFIKACIJA PUMPNIH STANICA
Uzajamni položaj pumpnog agregata i hidromašinske opreme u jednom
hidrauličkom sistemu pumpne stanice zavisi u prvom redu od:
Konkretne namene pumpne stanice (vodosnabdevanje, melioracija, otpadne vode,
energetske potrebe i dr. );
Od protoka za koji se pumpna stanica projektuje (mala sa protokom do 1 m3/s,
srednja sa protokom do 5 m3/s i velika sa protokom većim od 5m
3/s);
Vrste i tipa ugrađene pumpe (ili pumpi) spiralna ili višestepena, horizontalna ili
vertikalna, centrifugalna, zavojna ili osna;
Dozvoljene usisne visine ;
Lokalnih uslova (topografski i geološki uslovi) gde se pumpna stanica gradi;
Vrste vodozahvata (akumulacija, reka, čistoća vode).
Pumpne stanice mogu da se koriste i u građevinarstvu, rudarstvu, u sistemima za
navodnjavanje. Postoje i plivajuće pumpne stanice koje se koriste kada se nivo vode u
crpištu menja u širokim granicama. Pumpni agregat i prateća oprema postavljaju se na
splav, a veza sa potisnim cevovodom ostvaruje se pomoću specijalnih sferičnih spojnica.
Oblici pumpnih stanica su vrlo različiti. Prilagođavamo ih odgovarajućim crpnim
prilikama, tipu pumpe, načinu uzimanja vode, kao i prostornom rasporedu, zbog potrebne
usisne visine ponekad se prostorija za smeštaj pumpi spušta.
Za izbor broja i veličine agregata važnu ulogu imaju, pored čisto hidrauličkih
momenata koji proizilaze iz karakterističnih krivih cevovoda i pumpe, cena nabavke i
tekući pogonski troškovi. Za sve veće projekte pumpnih stanica treba povesti i proračun
ekonomičnosti. Pumpe jednakih karakteristika poželjne su u pumpnoj stanici radi
rezervnih delova i jednostavnijeg održavanja.
Pumpe istog principa rada razlikuju se po konstrukciji. Tako, centrifugalne i
dijagonalne pumpe mogu biti jednostepene i višestepene, a po položaju, horizontalne i
vertikalne. Horizontalne pumpe se postavljaju iznad nivoa vode u crpnom rezervoaru, a
samousisna visina crpljenja im je ograničena na maksimalno 5 ÷ 7 m. Vertikalne pumpe
su uronjene u vodu, a zavisno od dubine bunara pumpe izvode se kao kompletno uronjene
– uronjene sa elektromotorom (tzv. bunarske pumpe) ili sa uronjenim pumpnim delom i
motorom iznad vode.
Aksijalne (propelerne) pumpe po pravilu se izvode kao vertikalne jednostepene
pumpe uronjene u vodu sa pogonskim motorom iznad vode. Po konstrukciji mogu biti sa
fiksiranim položajem lopatica i sa lopaticama koje mogu da se zakreću.
Za viskoznije tečnosti upotrebljavaju se zupčaste i vijčane pumpe. Rade na principu
da potiskuju vodu između zubaca ili vijaka sa usisne na potisnu stranu.
Pumpe koje se najviše upotrebljavaju su svakako centrifugalne pumpe. Imaju široku
primenu počev od pumpe u automobilu, pumpi hidrofora u sistemu snabdevanja vodom,
pumpi vode u mašinama za sudove i veša...Upotrebljavaju se za male i srednje napore,
9
nemaju mogućnost samopumpanja, pa ne mogu transportovati male količine i raditi pri
malim brzinama fluida.
Veoma su zastupljene klipne pumpe. To su pumpe sa pravolinijskim kretanjem, a
kod njih se tečnost pomera pomoću klipa. Prema načinu rada mogu biti jednostrukog i
dvostrukog dejstva, a prema broju cilindara, jednocilindarske i višecilindarske.
Ejektorske (strujne) pumpe su poseban tip pumpi bez pokretnih delova. Najveća
upotreba ovih pumpi je na mestima gde treba postići veliki podpritisak kod usisavanja.
Strujne pumpe se kao samostalne pumpe retko primenjuju u vodosnabdevanju.
U zavisnosti od vrste i položaja vodozahvata mogu se izvesti sledeći oblici pumpnih
stanica: priobalna, kanalska, jezerska, kanalizaciona i industrijska.
Priobalna pumpna stanica - primenjuje se kod strmih obala vodotoka
Jezerska:
Kanalska:
Kanalizacione pumpe za transport otpadnih i fekalnih voda.
Industrijske pumpe, u zavisnosti od namene i tehnološkog procesa (napojne pumpe
za parne kotlove, hemijske za hemijsku industriju i dr.)
1.2 PODELA PUMPI
Pumpe se dele na vise načina:
Prema nameni – mogu biti za rad raznih mašina, kotlova i kondenzatora, pumpne
stanice za vodosnabdevanje naselja i gradova pitkom vodom, kanalizacione pumpne
stanice za otpadne i fekalne vode, pumpne stanice za snabdevanje industrije vodom
(pitkom i tehnološkom), pumpne stanice za termoelektrane, pumpne stanice za
odvodnjavanje rudnika podzemne i površinske eksploatacije, pumpne stanice za
navodnjavanje u poljoprivredi, pumpne stanice za druge specifične namene u
industriji.
Po načinu izvođenja - mogu biti u “suvom” i “mokrom” izvođenju.
Prema protoku – mogu biti pumpe za male i velike protoke.
Prema izvođenju – mogu biti pumpe s pravolinijskim kretanjem, pumpe sa
rotacionim kretanjem kao centrifugalne, vijačne i zupčaste, a posebna izvođenja su
mlazne pumpe.
Prema geodezijskoj visini – mogu biti pumpe s malom i velikom geodezijskom
visinom.
S obzirom na vrstu pumpe - mogu biti sa centrifugalnim horizontalnim i
vertikalnim pumpama, zavojnim, i osnim (propelernim) pumpama.
11
Po načinu upravljanja - mogu biti sa ručnim upravljanjem (svi radovi vezani za
pogon pumpe, kao sto je uključivanje, isključivanje i kontrola rada agregata vrši
osoblje u pumpnoj stanici), automatizovane (sve operacije se izvode automatski u
pumpnoj stanici), daljinsko komandovanje (uključivanje, zaustavljanje i kontrola
rada pumpnih agregata izvodi se iz punkta, koji se nalazi van zgrade pumpne
stanice).
S obzirom na radni režim – mogu biti pumpne stanice koje su stalno u radu,
pumpne stanice koje rade sa prekidima, i pumpne stanice koje rade po određenom
programu - programirane pumpne stanice.
U odnosu na konfiguraciju terena - mogu biti površinske, ukopane i u šahtnom
izvođenju.
Oblik mašinske hale gde će biti smeštena pumpna stanica u prvom redu zavisi od
veličine i broja pumpnih agregata koji se u nju ugrađuju. Pored njih tu su i niz usisnih i
potisnih cevi sa odgovarajućom armaturom, električna razvodna tabla, prostor za
servisiranje i montažu pumpi za vreme godišnjeg remonta ili u slučaju havarije,
transportni uređaji (dizalice i kranovi). Pored toga zavisi i od namene, na primer: pumpne
stanice za snabdevanje naselja i mesta vodom razlikuju se od pumpnih stanica za
energetske potrebe ili navodnjavanje. Pumpne stanice moraju se prilagoditi radnim
uslovima, tipu pumpe, načinu zahvatanja vode i prostornom rasporedu. Uglavnom se
razlikuju dva načina postavljanja pumpi u pumpnoj stanici. Prvi “mokri” kada su pumpe
zaronjene i nalaze se ispod nivoa vode, pri čemu pumpa i motor mogu da budu postavljeni
iznad nivoa vode u crpnom vodozahvatu, ili da motor zajedno sa pumpom bude zaronjen
u vodu. Drugi “suvi” način postavljanja pumpi je kada se elektromotor i pumpa nalaze u
horizontalnom ili vertikalnom položaju u posebnoj prostoriji za pumpe, čime su lako
pristupačne i veoma je olakšano njihovo održavanje i opsluživanje.
Slika 3. “Suvi” i “Mokri” način postavljanja pumpi
Za izbor položaja pumpe odlučujući faktor je visina nivoa vode na usisnoj, odnosno
na dotočnoj strani pumpe. Ako nivo vode leži niže od najveće dozvoljene usisne visine
centrifugalne pumpe, tj 6 do 8 metara ispod površine zemlje, kao što je slučaj kod
dubokih zahvatnih bunara, tada se pumpe postavljaju zaronjene u vodu, “mokro”. Tada
postoje dve vrste izvođenja: pumpa za bušotine (duboke bunare) sa radijalnim ili
zavojnim radnim kolom i podvodne (utopne) motorne pumpe (sl 4-a,b). Kod prve motor
leži izvan vode na površini zemlje a kod druge motor je ugrađen zajedno sa pumpom i
čine kompaktnu celinu, koja je potopljena u vodi.
Za veće protoke i male napore stoje na raspolaganju pumpe sa zavojnim kolom, kao
i propelerne i osne pumpe sličnog oblika, kao i za bušotine. Kod svih pobrojanih pumpi,
sama pumpa je postavljena u potisnu cev. Isto tako, moguće je uzeti i obične pumpe sa
spiralnim kućištem i sa potisnim cevovodom, koji je postavljen po strani paralelno sa
osom pumpe. Takav oblik je ređi (sl 4-c).
Slika 4. Smeštaj pumpi u pumpnoj stanici
Tri različita postavljanja pumpi za podjednake crpne uslove slika 5:
A) Sa “suvo” postavljenim vertikalnim pumpnim agregatima sa spiralnim kućištem
B) Sa “suvo” postavljenim horizontalnim pumpnim agregatima
C) Sa “mokro” postavljenim pumpnim agregatima sa zavojnim radnim kolom
Slika 5. Postavljanje pumpi za podjednake crpne uslove
13
Moguće je objediniti “mokri” i “suvi” način postavljanja pumpnih agregata sa
ciljem da se dosegne i do niskih nivoa vode za pumpe visokog pritiska. To se može
postići postavljanjem jedne zaronjene pumpe sa zavojnim radnim kolom ili sa zaronjenom
propelernom pumpom, kako je prikazano na slici 6.
Slika 6. Zaronjena pumpa
Pumpe se mogu podeliti prema različitim kriterijumima. Osnovna podela u Evropi je
na osnovu specifičnog broja obrtaja, kao što je to prikazano na slici 7.
Tako postoje:
sporohodo radno kolo nHq= 12 - 35 (1/min)
brzohodo radno kolo nHq= 35 - 80 (1/min)
poluaksijalno (dijagonalno) radno kolo nHq= 80 - 160 (1/min)
aksijalno radno kolo nHq= 200 - 400 (1/min)
Slika 7. Oblici radnih kola
1.3 USLOVI ZA IZGRADNJU DOBROG PROJEKTA PUMPNE STANICE
Poznavanje osobina tečnosti koja se transportuje.
Procena, što je moguće tačnija, protoka i to maksimalnog i delimičnog. To je najbolje
predstaviti u obliku dijagrama dnevnih potreba za jedan dan, i to: maksimalnog,
srednjeg i minimalnog. Pri tome se mora uzeti u obzir i eventualno povećanje protoka u
toku narednih godina.
Proračun odgovarajućih napora za razne pogonske uslove. U postrojenjima postoji
čvrst odnos između napora i protoka, a koji je najbolje prikazan karakteristikama
pumpe i cevovoda, koji je priključen na pumpnu stanicu.
Pumpe u pumpnoj stanici mogu se sprezati paralelno i redno.
1.4 ISPITIVANJE PUMPI
U praksi se pojavljuje potreba povremenog ispitivanja pumpi kako bi se utvrdile
njene radne karakteristike. To je potrebno činiti kod pumpi koje su duže vreme bile u radu
- gde je moglo doći do promena nekih radnih parametara, ili u situacijama kada nisu
poznati podaci za neku pumpu.
Ispitno postrojenje za ispitivanje pumpi, tj. za utvrđivanje njihovih radnih
karakteristika, može biti:
otvorenog tipa i
zatvorenog tipa.
Broj pumpi u pumpnoj stanici određuje se na osnovu tehničko-ekonomskog
proračuna, uzimajući u obzir i važnost vodovoda. Prema važnosti vodovoda određuje se
broj rezervnih pumpi, kao i asortiman rezervnih delova kojima mora da se raspolaže.
Prema tehničko-ekonomskom proračunu i važnosti vodovoda određuje se prečnik i broj
cevovoda do napornog rezervoara.
15
2. KLASIFIKACIJA VODOVODA
Pod vodovodima se, u širem smislu posmatrano, podrazumevaju kako cevovodi za
transport i distribuciju vode tako i sva postrojenja i uređaji koji su u funkciji
vodosnabdevanja. Tu spadaju vodozahvatni objekti, postrojenja za prečišćavanje vode i
njenu pripremu za upotrebu, pumpne stanice, rezervoari, uređaji za zaštitu od
hidrauličkog udara, vodotornjevi i dr. Koje od navedenih elemenata će vodovod da sadrži
zavisi od njegove namene, vrste i mesta izvorišta i drugih faktora.
Prema nameni vode razlikuju se:
vodovodi za pijaću vodu (regionalni, gradski, seoski i kućni vodovodi)
vodovodi za industrijsku (tehnološku) vodu
vodovodi za protivpožarno snabdevanje
vodovodi za polivanje zelenih gradskih površina i pranje ulica
vodovodi za navodnjavanje
višefunkcionalni vodovodi
Kao ilustracija, na slici 8. prikazane su šeme elemenata gradskog vodovoda sa
prethodnim napornim rezervoarom (a) i sa kontrarezervoarom (b).
Slika 8. Konfiguracija elemenata gradskog vodovoda
Vodozahvatni objekat ima zadatak da prihvati vodu iz reke ili jezera, onemogući
prodor grube mehaničke nečistoće i stvori povoljne uslove za usisavanje vode. Prema
položaju vodozahvatni objekti mogu biti priobalski ili u koritu reke (jezera). Crpne pumpe
imaju zadatak da usisaju vodu iz vodozahvatnog objekta i da je preko postrojenja za
prečišćavanje transportuju do rezervoara čiste vode. Crpne pumpe mogu biti smeštene u
zasebnom građevinskom objektu ili što je čest slučaj, mogu biti smeštene u zajedničkom
objektu sa vodozahvatom. Takođe, crpne pumpe mogu biti smeštene u zajedničkom
objektu sa potisnim pumpama. Potisne pumpne stanice imaju zadatak da vodu iz
rezervoara prečišćene vode transportuju do napornog rezervoara. Naporni rezervoar može
biti postavljen ispred potrošača (slika 8a), kada je na dovoljnoj geodezijskoj visini da
potrošačima neprekidno daje vodu pod određenim pritiskom. Naporni rezervoar (slika 8b)
može biti postavljen i iza potrošača. U tom slučaju njegov zadatak je da prihvati višak
vode koju pumpe šalju potrošačima i da obezbedi pritisak i potrebnu količinu vode u
periodu kada potisne pumpe ne rade.
Veći gradski vodovodi se obično snabdevaju sa više različitih izvorišta (reke, jezera,
bunara). Na slici 9. šematski je prikazan jedan gradski vodovod sa tri različita izvorišta
sirove vode. Napajanje vodom iz hidroakumulacijskog jezera je gravitacijsko, a voda iz
bunara se ne prečišćava.
Slika 9. Šema gradskog vodovoda sa tri različita izvorišta
Iz magistralne vodovodne mreže voda se distributivnim cevovodima vodi do
potrošača (zgrade, stana i (u njima) konkretno do svake slavine). Distributivne vodovodne
mreže su po pravilu razgranate.
Pritisak u delovima magistralne vodovodne mreže sa prethodnim napornim
rezervoarom zavisi od visine i udaljenja napornog rezervoara od potrošača. Veći gradovi
se snabdevaju vodom iz više različito lociranih napornih rezervoara.Gradski vodovodi su
po pravilu višefunkcionalni, zato što pored obezbeđenja pijaće vode, obezbeđuju i vodu
17
za gašenje požara, a vrlo često i vodu za polivanje zelenih površina, pranje ulica, kao i
potrebe industrijske vode.
Prema prirodi izvora vodosnadbevanja vodovodi mogu biti:
sa površinskim izvorima vodosnabdevanja (reke i jezera)
sa podzemnim izvorima vodosnabdevanja (bunarski) i
sa obe vrste izvora (i sa površinskim i sa podzemnim izvorima vodosnabdevanja).
Prema uzroku strujanja vodovodi mogu biti:
Gravitacijski (samotočni),
Sa pumpnom stanicom.
Kod gradskih i seoskih vodovoda razlikujemo spoljašnje (ulične) i unutrašnje
(dvorišne i kućne) vodovodne mreže. Od priključka na spoljašnju mrežu sve nadalje je
unutrašnja mreža. Ako je pritisak vode na priključku za spoljašnju mrežu nedovoljan da
potisne vodu do svih spratova višespratnih zgrada ili je pritisak vode na priključcima
potrošača na višim spratovima nedovoljan za njihov normalan rad, pritisak u unutrašnjoj
mreži se povećava hidroforskim postrojenjem. Za normalan rad potrošača vode u
domaćinstvima potreban nadpritisak na priključku za spoljašnju mrežu je 1 bar za
prizemlje, plus približno 0,5 bara za svaki sprat zgrade. Spoljašnje vodovodne mreže
manjih naselja su granate, kao i unutrašnje, dok su kod gradova one kombinovane.
Prstenastom mrežom obuhvataju se blokovi zgrada i značajni društveni, zdravstveni i
privredni objekti, a iz čvorova i deonica ove mreže prostiru se granate mreže. U
čvorovima prstenaste mreže nalaze se protivpožarni hidranti (za napajanje vatrogasnih
vozila). Zahtevani minimalni pritisak u hidrantima je 2,5 bara. Unutrašnja vodovodna
mreža u višespratnim zgradama je mešovite konfiguracije, gde su protivpožarni hidranti u
zgradi povezani prstenasto. Zbog spoljašnjih temperaturskih uslova, spoljašnja vodovodna
mreža se ukopava ispod zone dejstva spoljašnjih uticaja, a to je 0,8-1 metar ispod kote
terena.
Vodovodne cevi izrađuju se od livenog gvožđa, čelika, plastičnih masa (polietilena i
polivilinhlorida), mešavine azbesta i cementa (azbesno-betonske cevi) i armiranog betona.
Cevi od livenog gvožđa koriste se za vodovode u kojima pritisak ne prelazi 10 bara.
Lako se zaptivaju na mestima spojeva i dugovečne su ako se još za vreme izrade zaštite
odgovarajućim premazima od korozije. Zbog slabe elastičnosti osetljive su na promenjive
pritiske i često pucaju pri hidrauličkim udarima.
Čelične cevi imaju veliku mehaničku čvrstoću i elastičnost, zbog čega se koriste za
naporne i magistralne cevovode visokog pritiska (obično iznad 10 bara). Zbog dobrih
mehaničkih osobina čelične cevi se koriste u slučajevima kada se cevi polažu ispod
železničke pruge ili puta, kao i onda kada se vodovodi polažu u poroznom terenu i
seizmički osetljivom području. Veliki nedostatak čeličnih cevi je njihova osetljivost na
koroziju. Naporni i magistralni čelični cevovodi se obično zaštićuju premazima na bazi
bitumena i to za vreme polaganja cevovoda u zemlju, a mnogo se radi i na usavršavanju
raznih postupaka unutrašnje i spoljašnje plastifikacije zidova čelične cevi. Pocinkovane
čelične cevi su manjeg prečnika (do 50 mm) i imaju široku primenu kod distributivnih
cevovoda.
Plastične cevi su mnogo su lakše od metalnih, ne korodiraju, neosetljive su na
lutajuće struje, vrlo su glatke i imaju mali koeficijent trenja. Nedostatak im je što imaju
veći koeficijent linearnog širenja i malu zateznu čvrstoću. Izrađuju se za radne pritiske do
6 bara i prečnike do 250 (300) mm (cevi od tvrdog polietilena TPE cevi), odnosno za
prečnike do 125 (150) mm (cevi od savitljivog polietilena SPE cevi). Imaju veliku
primenu u distributivnim vodovodima (seoski i kućni vodovodi).
Azbestno-betonske cevi izrađuju se od mase koju čine 20-25 % azbestnih vlakana i
70-80 % portland cementa. Ove cevi ne korodiraju,imaju tanke zidove i glatke površine.
Osetljive su na udare i zbog toga zahtevaju posebno rukovanje pri transportu i
uskladištenju. Izrađuju se za radne pritiske do 12 bara i prečnike do 500mm.
Armirano-betonske cevi ne korodiraju pa se zbog toga koriste za transport
agresivne vode. Nedostatak im je što imaju veliku masu (zbog debelih zidova) i što su
osetljive na mehaničke udare. Izrađuju se za radne pritiske do 10 bara, a sa spoljašnjim
čeličnim cilindrom i za pritiske do 20 bara.
3. POTROŠNJA VODE U NASELJIMA
Prosečna dnevna potrošnja vode u domaćinstvima svedeno po stanovniku, kreće se u
granicama 100-200 l/dnevno. To je voda za piće, kuvanje, pranje sudova, umivanje,
ispiranje wc šolje, kupanje, pranje veša, čišćenje zgrade i dr. U selima se pijaća voda
koristi za pojenje stoke, zalivanja bašti, a u gradovima za potrebe javnih ustanova i
objekata (škole, bolnice, restorane, hotele, kasarne i dr.) i potrebe industrije. Voda se
koristi i neracionalno za zalivanje zelenih površina, pranje ulica, automobila. Pri
projektovanju vodovoda pijaće vode uzima se u obzir protiv požarna rezerva vode i mreža
protivpožarnih hidranata.
Potrošnja vode je promenjiva. Ona varira u godišnjem, mesečnom, dnevnom i
časovnom bilansu potrošnje. Potrošnja vode varira iz minuta u minut, pa i iz sekunde u
sekundu, ali se ove promene ne uzimaju u obzir prilikom proračuna vodovoda.
Promena godišnjeg bilansa potrošnje vode zavise uglavnom od klimatskih prilika,
režima rada industrijskih pogona, varijacije broja stanovnika (u turističkim mestima) i
slično.Sezonska promena potrošnje vode ocenjuje se prema mesečnim bilansima
potrošnje vode.Mesečna potrošnja vode zavisi od perioda u kom je mesecu, pa tako u
letnjem periodu veća je potrošnja vode.Dnevna potrošnja vode menja se svakodnevno, a
promene tokom godine kreću se u granicama od minimalne dnevne potrošnje (u danu
najmanje potrošnje) do maksimalne dnevne potrošnje (u danu najveće potrošnje).
Proračun vodovoda se vrši prema najvećoj dnevnoj potrošnji vode u tzv.
proračunskoj godini, a proračunska godina je zadnja godina njegovog planiranog širenja.
Vodovodi sa pumpnom stanicom mogu se projektovati bez napornog rezervoara samo u
slučajevima kada je časovna potrošnja vode vrlo mala, što je slučaj kod nekih
industrijskih objekata.
19
3.1 POTREBE ZA VODOM Vrsta potrebe Jedinica Količina vode u
litrima A Domaćinstva
1. Za piće i kuvanje Po stanovniku/dan 3-6
2. Za pranje sudova, kuvanje i
umivanje
Po stanovniku/dan 25-30
3. Za pranje veša Po stanovniku/dan 10-15
4. Za ispiranje wc šolje
-sa visoko postavljenim
vodokotlićem
jednokratno 6-12
-sa nisko postavljenim vodokotlićem jednokratno 12-20
-sa ispiračem pod pritiskom jednokratno 6-20
5. Za kupanje
-u kadi jednokratno 200-300
-pod tušem jednokratno 40-100
6. Za pranje automobila
-kofom jednokratno 20-50
-crevom jednokratno 100-300
7. Za zalivanje dvorišta i zelenih
površina
2-5
8. Za pojenje i pranje stoke
-krupna stoka Po 1 grlu/dan 40-60
-sitna stoka Po 1 grlu/dan 10-15
-pas Po 1 grlu/dan 2-5
B. Javne ustanove i objekti
1. Škole
-bez tuševa Učenik/dan 2-10
-sa tuševima Učenik/dan 20
-sa bazenom učenikdan 30-50
2. Bolnice Postelja/dan 250-300
3. Ambulante Pacijent/dan 12-15
4. Bioskopi, pozorišta Posetilac/dan 3-5
5. Hoteli Prenoćište/dan 250-300
6. Restorani Gost/dan 30-80
7. Kasarne Vojnik/dan 100-300
8. Tržnice Po m2/dan 3-5
9. Javni klozeti Po mokrioniku/dan 30
10. Ulična rasveta 1/s 5-10
11. Pranje ulica Po m2 2-10
Slika 11.Tabela potrebe za vodom potrošača u naseljenom mestu
Prokuplje danas ima 27 163 stanovnika, od kojih je 90 %, priključeno na
distributivnu mrežu. Specifična potrošnja stanovništva i ostalih komunalnih potrošača
dosta su varirale zavisno od raspoloživih količina vode na izvorištima i često su dovodile
do restrikcija u snabdevanju stanovnišva vodom. U periodu od 1985. do 1989.god.,
specifična potrošnja opala je od 110,7 l/st/dan na 100,5 l/st/dan. Za 2001.god. specifična
potrošnja je iznosila 130 l/st. na dan. Za sadašnji period usvojena je norma potrošnje vode
od 160 l/st. na dan, ova norma obuhvata potrebu u vodi ostalih komunalnih potrošača.Za
određivanje maksimalnih dnevnih količina vode, za stanovništvo i komunalne potrošače
usvojen je koeficijent neravnomernosti k =1,70.
4. OPIS VODOVODA GRADA PROKUPLJA
4.1 PREGLED RAZVOJA SISTEMA VODOSNABDEVANJA PROKUPLJA
Intezivan rast grada Prokuplja i prigradskih naselja nametao je potrebu za razvojem
infrastrukturnih objekata koji nisu u dovoljnoj meri pratili povećanje broja stanovnika i
razvoj industrijskih kapaciteta. Taj problem posebno je izražen u vodosnabdevanju.
Prvi vodovodni sistem grada Prokuplja izrađen je 1860.godine, a sastojao se u
kaptiranju izvora Gornja Stražava i dovođenja vode od izvora do grada. Sa razvojem
grada i povećanjem broja stanovnika krajem 19. i početkom 20. veka prouzrokovali su
potrebu za veću količinu pijaće vode tako da je krajem tridesetih godina prošlog veka kod
sela Bele vode kaptiran izvor Ševarine kapaciteta 10 l/s, od koga je voda gravitacionim
liveno-gvozdenim cevovodom prečnika 100 mm sprovedena do potrošača. Danas ovo
izvorište ima kapacitet oko 5 l/s, što zadovoljava potrebe usputnih potrošača u naseljima
Bele vode i Draganja, tako da sam grad ne može da računa na ove količine vode.Posle
intezivnog razvoja grada 1953.godine pristupilo se radovima u aluvionu reke Toplice na
lokalitetu Draganja, gde je izrađeno 14 bunara. Kapacitet izvorišta Draganja iznosio je 80
l/s, ali u toku eksplatacije došlo je do opadanja kapaciteta i pogoršanja kvaliteta vode u
bunarima bliskim reci Toplici. Nakon 1990.godine u eksploataciji su ostala samo 2 bunara
kapaciteta 10 l/s, ali su i oni danas van upotrebe zbog čestih presušivanja i zagađenja.
Zbog ovih problema 1975. godine pristupilo se istražnim i projektnim radovima,
odnosno izvođenju sistema za zahvatanje površinskih voda sa Velikog Jastrebca
izgradnjom brane i akumulacije na Bresničkoj reci. Sirova voda iz akumulacije se
gravitacionim cevovodom prečnika 250mm, dužine 2,8 km doprema do postrojenja za
prečišćavanje Bresnica, odakle se gravitacionim cevovodom prečnika 250mm i dužine
oko 18,5 km doprema do rezervoara visoke i srednje zone grada. Sistem Bresnica
projektovan je za kapacitet od oko 110 l/s, ali koristi se sa kapacitetom oko 70-80 l/s zbog
nepovoljnih hidrauličkih uslova rada.
Osamdesetih godina prošlog veka započeta je izgradnja brane i akumulacije Selova
na reci Toplici, koja je projektovana za dugoročno rešenje ne samo grada Prokuplja već i
opština Kuršumlija, Blaca, Žitorađa, Merošine, Doljevca i delom opštine Niš. U toku
21
1994. godine u eksplataciji je pušteno izvorište Hisar, koje je se nalazi na desnoj obali
reke Toplice u neposrednoj blizini grada. Ono se sastoji od četiri bunara dubine 120-150
m, gde se zahvata podzemna voda i distribuira potisnim cevovodom 250 mm, dužine oko
1,5 km do crpne stanice Draganja, odakle se potisnim cevovodom 200 mm distribuira u
gradsku mrežu. Kapacitet ovog izvorišta je oko 60 l/s.
4.2 SADAŠNJE STANJE VODOSNABDEVANJA GRADA PROKUPLJA
DISTRIBUTIVNA MREŽA
Vodosnabdevanje grada Prokuplja se danas ostvaruje preko dva vodosistema i to:
Vodosistem “ Hisar ”
Vodosistem “ Bresnica ”
Prema prirodi izvora vodosnabdevanja imamo obe vrste (i sa površinskim i sa
podzemnim izvorima vodosnabdevanja).
Prema uzroku strujanja u vodovodu strujanje je gravitacijsko (samootočno).
Distributivna mreža grada građena je po mešovitom sistemu, tj. sastoji se od
prstenaste i granate mreže. Cevovod je od liveno-gvozdenih, azbest cementnih, plastičnih,
čeličnih i pocinkovanih cevi. Najveći deo cevovoda je odavno izrađen i dobrim delom je
u lošem stanju. Njegova ukupna dužina distributivne mreže je oko 60 km.
Tokom eksplatacije došlo je do neadekvatnog proširenja prstenaste na račun granate
mreže, pa danas dužina primarne prstenasto-granate mreže iznosi oko 38 km sa prečicama
60 do 300 mm, dok dužina granate sekundarne mreže iznosi oko 22 km, sa prečicama
uglavnom manjim od 80 mm.
Današnju distributivnu mrežu grada u eksplatacionim uslovima karakteriše :
- podela u dve visinske zone (visoka , niska i srednja zona kao celina).
- napajanje mreže je iz dva pravca (sistem Bresnica i crpna stanica Draganja).
Distributivni sistem grada podeljen je na dve visinske zone:
- višu, koja obuhvata potrošače između kota 275,00 i 335,00 mnm.
- nižu i srednju, koje obuhvataju potrošače između kota 230,00 i 290,00 mnm.
U toku eksplatacije došlo je do prevezivanja mreže izmedu zona,što je donelo dosta
poremećaja u hidraulici mreže i u mnogome otežava njeno kontrolisanje i racionalno
upravljanje. Delimično razdvajanje visinskih zona ostvaruje se zatvaračima.
4.3 IZVORIŠTA VODE VODOVODA GRADA PROKUPLJA
Vodovodna mreža grada u sadašnjim uslovima eksplatacije snabdeva se iz dva
pravca :
- SISTEM “BRESNICA”
Iz akumulacije na Bresničkoj reci sirova voda se gravitacionim cevovodom prečnika
∅250 mm, dužine 2,8 km doprema do postrojenja za prečišćavanje FS “Bresnica”. Sirova
voda se uvodi u koagulator gde se meša sa aluminijum-sulfatom, koji se vezuje za
nečistoće i tako se talože u koagulatoru. Odatle voda dolazi do filter polja, gde se nalazi
kvarcni pesak. Iz filter polja voda ide u rezervoar čiste vode u kome se vrši hlorisanje
odnosno dezinfekcija. Iz rezervoara čiste vode, voda gravitacionim cevovodom prečnika
250-400 mm, dužine 18,5 km doprema do rezervoara visoke i srednje zone grada. Zbog
nepovoljnih hidrauličkih uslova rada dovodnog cevovoda od postrojenja za prečišćavanje
do rezervoara visoke i srednje zone grada Prokuplja, realni kapacitet ovog izvorišta je oko
80 l/s.
- PUMPNA STANICA “DRAGANJA“
Vodosistem “Hisar“se sastoji iz :
četiri bušena bunara na lokaciji “Grčki mlin“ i
pumpne stanice “Draganja“
Slika 12.Snimak grada Prokuplja
PS-Pumpna stanica “Draganja”
-bunari B1, B3, B4 i B5
-rezervoar “Hisar”
Sa izvorišta “Grčki mlin“ podzemna voda se potisnim cevovodom ∅250 mm, dužine
oko 1500 m, potiskuje do crpne stanice “Draganja”. Na pumpnoj stanici “Draganja“ se
23
nalazi zbirni rezervoar odakle se voda centrifugalnim pumpama potisnim cevovodom
∅300 mm distibuira u grad i to direktno u gradsku mrežu, dok višak vode odlazi u
rezervoar na “Hisar”. Ukupni kapacitet ovog izvorišta je oko 60 l/s.
4.4 OPIS POSTOJEĆEG STANJA
Ugrađene pumpe u bunarima “Grčki mlin” su:
Bunar B1
UPA 102/1
Snaga pumpe Protok pumpe Napor pumpe
P=22 kW Q=25 l/s H= 28 m
Pumpa je postavljena na dubinu od 16 m.
Bunar B3
UPA 86/3
Snaga pumpe Protok pumpe Napor pumpe
P=15 kW Q= 15 l/s H= 35m
Pumpa je postavljena na dubinu od 21,5m
Bunar B4
PLEYGER
Snaga pumpe Protok pumpe Napor pumpe
P=5,5 kW Q= 5 l/s H= 25m
Bunar B5
UPA 102/1
Snaga pumpe Protok pumpe Napor pumpe
P=22 kW Q= 25 l/s H= 28m
Pumpa je postavljena na dubinu od 16 m.
Na pumpnoj stanici “ Draganja “ se nalaze tri višestepene centrifugalne pumpe (dve
spregnute paralelno dok treća pumpa služi kao rezerva), sledećih karakteristika:
Oznaka pumpe
VPN 150-3/R
Snaga pumpe Protok pumpe Napor pumpe
P=55 kW Q= 30-45 l/s H= 87-60m
Slika 13. Utopna pumpa UPA
Pozicija Naziv
106 Usisno kućište
112 Zakolo
143 Usisno kućište
210 Vratilo
230 Kolo
412.1-2 O-prsten
503.1-2 Zaštitni prsten
507 Odbacivač
527 Konična košuljica
545.1-2 Ležajna čaura
748 Usisna korpa
752 Sedište ventila
753 Konični ventil
824 Provodnik
842 Kandšasta spojnica
Slika 14. Tabela specifikacije delova
25
Ove pumpe se koriste u slučajevima kada se nameće potreba crpljenja vode sa većih
dubina. Dobre osobine su niža cena koštanja pumpnog postrojenja kako u pogledu
opreme, tako i u pogledu građevinskog dela u odnosu na ostale, a zatim i niži troškovi
nadzora i održavanja, praktično bešuman rad, odsustvo problema oko usisavanja i
relativno visok stepen korisnosti.
Materijal izrade važnijih delova je:
- Usisno kućište - SL 20 - Zakolo - SL 20
- Vratilo – C 4171 - Kolo – SL 20
- Zaštitni prsten – CL ( Pcu Sn 10 ) - Usisna korpa – SL 20
Elektromotor je trofazni asihroni kaveznog tipa za radni napon 380 v i frekvenciju
50 Hz.
Od izvorišta do same pumpne stanice vodi cevovod dužine oko 1500 m sa
prečnikom cevi od 250 mm. Početak cevovoda je čvorište u koje se spajaju sva četiri
bunara cevima prečnika 200 mm, a završetak je u rezervoaru koji se nalazi uz objekat
pumpne stanice.
Slika 15. Karakterisktike pumpe UPA 102 pri 2900 obr/mi
Slika 16. Karakteristike pumpe UPA 86 pri 2900 obr/min
27
Slika 17. Bunarska šahta
1 – pumpa UPA
2 - st. potisni članci
4 - st. potisno koleno sa priključkom
5 - noseća obujmica
6 - prava cev sa prirubnicama i priključkom
7 - vodomer
8 - prava cev sa prirubnicama
9 - pljosnati zasun
10 - prava cev sa difuzorom
11 - d. nipli
12 - zasun
13 - manometar
14 - holender
15 - dupli nipli
16 - zasun
17 - pocinkovana cev
18 - koleno sa rubom
4.5 TEHNIČKI OPIS PUMPNE STANICE
Sama pumpna stanica nalazi se na periferiji Prokuplja, nedaleko od Hisara. U
mašinskoj zgradi pumpne stanice hidrograđevinska instalacija projektovana je za rad tri
pumpe. Do 2002. godine u pogonu su bile pumpe CVP6-3 proizvođača „Jastrebac“ Niš.
One su bile snage motora Pel = 75 kw, napora H = 90 – 114 m, protoka Q = 22 – 45 l/s i
broja obrtaja n = 1450 obr/min.
Novougrađene pumpe su tipa VPN 150-3 / R cije su karakteristike: Pel = 5 5 kw, H = 60
– 87 m, Q = 30 – 45 l/s, n = 1450 obr/min. One su paralelno povezane od kojih je jedna
rezervna.
Slika 18. Višestepena centrifugalna pumpa
Specifikacija delova: 106 - usisno kucište, 107 - potisno kućište, 108 - međustepen, 171 -
zakolo, 210 - vratilo, 230 - kolo, 320 - kotrljajući ležaj, 322 - radijalni valjkasti ležaj, 323
- aksijalni kuglični ležaj, 350.1-2 kućište ležaja, 360.1-2 poklopac ležaja, 452 - stezač
pletenice, 458 - zaptivni prsten, 461 - zaptivna pletenica, 502.1-3 zaštitni prsten, 521 –
košuljica međustepena, 525 - odstojna košuljica, 636 - mazalica, 905 - vijak vezač, 920 –
navrtka
Slika 19. Sklop pumpe sa motorom
29
Slika 20. VPN 150 u eksplataciji u pumpnoj stanici
Slika 21.VPN 150 u eksplataciji u pumpnoj stanici
Slika 22. Dve paralelno vezane pumpe VPN 150 u mašinskoj hali pumpne stanice
Slika 23. Karakteristike višestepene centrifugalne pumpe VPN 150 pri n = 1450 obr/min
31
4.6 TRANSPORT VODE OD PUMPNE STANICE DRAGANJA DO
REZERVOARA NISKE ZONE
Slika 24. Šema transporta vode od pumpne stanice do rezervoara niske zone
J1 – usisni rezervoar u pumpnoj stanici (kota 244 mnm)
J2 – koleno cevovoda
J3 – ventil
J4 – razvod
J5 – suženje cevovoda od _225 na _150 mm – J6 – J7
J8 – J9 – koleno cevovoda
J10 – J11 – J12 – pumpe VPN 150
J13 – J14 – J15 – ventili iza pumpi
J17 – J18 – račva cevovoda
J21 – J22 – J23 – rezervoari niske zone (Borovnjak, Ploče i Hisar)
J24 – početak cevovoda ka naselju Garić
J27 – ventil
P1, P2,... P28, cevovod
Rezultati koji su dobijeni prilikom simulacije u programu Fathom, a za dobijene podatke
bili su negativni i ne odgovarajući za postojeće stanje.
4.7 RASPOLOŽIVI REZERVOARSKI PROSTOR
Potrebna količina vode za funkciju distributivnog sistema grada obezbeđuju četiri
rezervoara:
Rezervoar
Trafo
zapremina kota dna rezervora kota preliva
3 x 420 3m 350.00 m 354.00 m
Rezervoar
Borovnjak
zapremina kota dna rezervora kota preliva
2 x 105 3m 308.60 m 311.40 m
Rezervoar
Ploče
zapremina kota dna rezervora kota preliva
2 x 400 3m 290.00 m 294.00 m
Rezervoar
Hisar
zapremina kota dna rezervora kota preliva
2 x 250 3m 281.00 m 285.00 m
33
5. AKUMULACIJA BRESNICA I TRANSPORT VODE DO
REZERVOARA U PROKUPLJU
Vodosistem “Bresnica“ se sastoji iz:
Akumulacije “ Bresnica ” i
Filter stanice “ Bresnica ”.
Zapremina akumulacije “Bresnica“ iznosi 1.380.000 3m i ima višestruku namenu:
zadržavanje nanosa,
amortizovanje poplavnog talasa i
snabdevanje vodom i oplemenjivanje vodotoka.
Akumulacija “Bresnica“ se nalazi na udaljenosti od 2.8 km od Filter stanice
“Bresnica“.
Brana i akumulacija „Bresnica“ formiraju se na Bresničkoj reci koja se obrazuje na
južnim padinama planine Jastrebac. Izvorišni deo toka je pod grebenom koji spaja dva
vrha Stražimir i Dušce.
Vodotok Bresnica nastaje od manjeg vodotoka Velike reke i vodotoka Male reke.
Veliku reku obrazuju Tisovac reka, koja nastaje ispod vrha sa kotom 1240, zatim se u nju
uliva reka Veliki jelak i Jasikov potok.
Mala reka zajedno sa Belom vodom se spaja sa Velikom rekom u koju se prethodno
ulio Šipski potok i na taj način se obrazuje Bresnička reka. Posle obrazovanja Bresnička
reka teče pravcem jug – jugozapad i na rastojanju od 800 m je zagrađena branom
akumulacije.
Površina slivnog područja iznosi 12,6 km pri pri čemu je ono pretežno pod gustom
šumom sa manjim površinama pod pašnjacima i njivama. Dužina toka po matici je L =
4,5 km, sa prosečnim padom od S = 109,6 % . Visinska razlika od početka sliva do brane
je H = 748 m.
Za mesto gde će biti akumulacija presudili su sledeći razlozi:
1. Sliv Velikog Jastrebca u okolini Bresnice je nenaseljen
2. Površina sliva iznad zahvata reke Bresnice je 100 % pošumljena
3. Voda je kvalitetna a reka Bresnica ne presućuje, pa su vode vrlo izravnate
4. Dovod vode od zahvata do uređaja za prečišćavanje gravitacijom.
Sama brana je gravitaciona nasuta brana sa kosim glinenim jezgrom i kosinama
zaštićenim kamenom oblogom, 2 km uzvodno od sela Bresnica.
Kota krune brane je 662,90 m, dok je kota rečnog korita 628,80 m, tako da je visina
brane 33,10 m. Dužina krune brane je 230 m sa širinom u kruni 6,0 m, a kota preliva
660,50 m odnosno 2,4 m ispod krune.
Zapremina akumulacije je 1 344 000 3m , odnosno korisna zapremina 1 070 000 3m
sa kotom maksimalnog normalnog uspona od 661,70 m, odnosno 659,00 m. Dužina
temeljnog ispusta je 117 m, a na ulaznom je kula zatvarača, koja je istovremeno i
vodozahvatna građevina sa fiksirane tri visine zahvata. To su nivoi na kotama : 654,00 m,
645,90 m i 637,80 m.
Prosečan godišnji protok reke Bresnice na profilu brane iznosi 0,189 3m /s.
Pražnjenje akumulacije predviđeno je temeljnim ispustom ∅800 mm, sa odvodom ∅350
mm, dok je za ispuštanje garantovanog minimuma od 27 l/s izgrađen ispust od ∅200 mm.
Pražnjenje pri doticanju srednjih voda Q = 180 l/s, sa kote krune preliva (660,50 m)
na kotu 659,00 m traje 8 časova, dok svođenje na kotu 638,5 m traje 74 časa.
Osnovna namena akumulacije je snabdevanje vodom grada Prokuplja, kao
privremeno rešenje do izgrađnje regionalnog vodovodnog sistema „Selova“ u koji bi se
uključila i voda iz same akumulacije. Prema projektu iz akumulacije može da se obezbedi
oko 70 l/s. Kako postoji mogućnost da se sistem zahvata proširi na Bačansku i Baraćku
reku, to se prema proceni iz ovih zahvata može dobiti još oko 60 l/s. Jošanička reka može
obezbediti putem izravnanja oko 80 l/s što ukupno čini oko 210 l/s.
Ugrađeni cevovod je projektovan za 110 l/s, umesto za 200 l/s s tim što je uređaj za
prečišćavanje projektovan tako da se u drugoj fazi duplira ako se ne realizuje projekat
Selova.
Trenutna saznanja govore da je akumulacija „Selova“ ponovo pokrenuta posle dužeg
zastoja, što bi sa završetkom i puštanjem u rad Bresnički sistem služio za obezbeđenje
vode okolnih sela duž reke Bresnice i glavnog cevovoda.
Slika 25. Šema cevovoda za transport vode od akumulacije Bresnica do rezervoara visoke
zone grada Prokuplja
35
Šema cevovoda od akumulacije Bresnica do rezervoara visoke zone u Prokuplju
J1 – zahvat – akumulacija Bresnica
J2 – prekidna komora br.4
J3 – prelaz cevovoda ispod reke (Bresnička reka)
J4 – ispust
J5 – kraj grane cevovoda kod ispusta
J6 – vazdušni ventil
J7 – filterska stanica
J8 – prekidna komora br. 3
J9 – prekidna komora br. 2
J10 – prelaz cevovoda ispod reke (Planinska reka)
J11 – vazdušni ventil
J12 – ispust
J13 - kraj grane cevovoda kod ispusta
J14 - vazdušni ventil
J15 - prekidna komora br.1
J16 - ispust
J17 - kraj grane cevovoda kod ispusta
J18 - vazdušni ventil
J19 - ispust
J20 - kraj grane cevovoda kod ispusta
J21 - vazdušni ventil
J22 - razdelna šahta
J23 - kraj grane cevovoda kod razdelne šahte
J24 - prelaz cevovoda ispod reke (Trnavačka reka)
J25 - vazdušni ventil
J26 - ispust
J27 - kraj grane cevovoda kod ispusta
J28 - vazdušni ventil
J29 - ispust
J30 - kraj grane cevovoda kod ispusta
J31 - rezervoar visoke zone u Prokuplju
(P1, P2, P3, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P14, P15, P16, P18, P19, P21, P22, P24, P25,
P26, P28, P29, P31 ) – deonice cevovoda
(P1, P2, P3, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P14, P15) – prečnik cevovoda 250 mm,
Symadur PVC cevi
(P16, P18, P19, P21, P22) – prečnik cevovoda 300 mm, Symadur PVC cevi
(P24, P25, P26, P28, P29, P31) – prečnik cevovoda 406,4 mm
čelične šavne cevi
(P4v, P13v, P17v, P20v, P23v, P30V) – cevi krajeva grana cevovoda kod ispusta
5.1 TEHNIČKI OPIS
Transport vode od akumulacije Bresnica do rezervoara visoke zone u Prokuplju
dimenzionisan je cevovod na 110 l/s.
Zahvat vode je na koti 628,00 dok je uređaj za prečišćavanje lociran na koti 572,50.
Posle prečišćavanje vode preko filtera, voda dolazi u rezervoar čiste vode koji se
nalazi ispod filtera. Dno rezervoara je na 569,30. Voda iz ovog rezervoara odvodi se
gravitacijom u rezervoar visoke zone u Prokuplju čija je kota maksimalne vode na 357,00
Trasa cevovoda vodena je najkraćim putem do Prokuplja. Cevovod je uglavnom
položen pored seoskih puteva, tako da je svaki eventualni kvar ili redovno održavanje
olakšano. Ovakav položaj cevovoda omogućava snabdevanje usputnih naselja. Veći deo
trase je pristupačan za intervencije mašinskim putem.
Cevovod od uređaja do ispred grada nije pored asfaltnog puta Prokuplje – Gornja
Bresnica zbog veće dužine i zbog velikog broja naselja kroz koje bi cevovod prolazio
kroz seoska dvorišta.
Deo cevovoda od Trnavačkog puta do rezervoara visoke zone nalazi se pored
magistralnog puta Prokuplje – Priština.
Ukupna dužina glavnog cevovoda od akumulacije na Bresničkoj reci do rezervoara
visoke zone u Prokuplju je L = 22 366,00 m.
Visinska razlika izmedu zahvata i filterske stanice je: 628,00 – 572,50 = 55,50 m
a izmedu filterske stanice i rezervoara u Prokuplju 572,50 - 357,00 = 215,00 m
Zbog ovakve visinske razlike na cevovodu su postavljene prekidne komore kako bi
hidrostatičke pritiske sveli na 6 atm, a samo na potezu prekidne komore br. 1. – rezervoar
u Prokuplju od 6 – 15 atm.
Na delu cevovoda gde su hidrostatički pritisci do 6 atm. postavljene su Symadur –
PVC – cevi a na delu gde su pritisci veći od 6 atm. čelične šavne cevi.
Prilikom polaganja cevovoda cevi su polagane u rovu na sloju peska a po montiranju
i probi, cevi su zatrpavane prvo rastresitom zemljom do 30 cm iznad cevi, a ostatak
otkopanom zemljom. Cevovod je proban na pritisak od 1,5 puta veći od radnog pritiska.
Dubina polaganja cevi je oko 1,50 m od dna cevi do terena.
Na najvišim mestima cevovod se prelama pa su tu postavljeni dupli vazdušni ventili
za ispust nakupljenog vazduha. Na najnižim mestima postavljeni su ispusti koji koriste
radi popravke cevovoda. Ovi objekti smešteni su u posebnim betonskim silazima .
Trasa cevovoda prolazi i ispod reka gde su postavljeni sifonski prolazi od istih cevi
koji je i cevovod. Cevi su zaštićene betonskim koritom i kaldrmom u cementnom malteru
kojom je kaldrmisano korito reke. Na početnom i završnom delu sifona postavljeni su
zatvarači u posebnim oknima radi manipulisanja sa duplim cevovodom i ispustom.
Kod prelaza jaruga, prelaz se vrši jednom cevi u pravcu, a sama cev se zaštićuje
betonom. Na prelomnim uglovima većim od 11° i na strmim deonicama cevovod je
osiguran betonskim blokovima.
Prekidne komore su od nepropustivog, nearmiranog betona sa komorom za vodu gde
se prekida pritisak i komorom gde su smešteni zatvarači za odvod, preliv i ispust. Na
dovodnoj cevi je ventil – plovak kako suvišna voda nebi išla preko preliva.
37
Sve unutrašnje površine komora omalterisane su nemetalnim malterom u dva sloja,
tako da su nepropustivi za vodu. Iznad ulaza postavljeni su liveno – gvozdeni poklopci
teškog tipa sa ključem, kako bi se sprečio ulazak neprofesionalnih i nepozvanih lica.
Na sledećim dijagramima date su krive dobijene kao rezultat simulacije trase
cevovoda od akumulacije do rezervoara visoke zone koja je rađena u programu
FATHOM.
Imamo na apcisi i na ordinati nanešene vrednosti i to za nadmorsku visinu određenih
elemenata u metrima nadmorske visine gde polazimo od kote akumulacije od 670 m n m,
dok je dužina cevovoda izražena u metrima.
Slika 26. Dijagram linije trase cevovoda od akumulacije do rezervoara visoke zone
Slika 27. Dijagram statičkog pritiska duž cevovoda
Slika 28. Dijagram pritiska duž cevovoda
Slika 29. Dijagram brzine duž trase cevovoda
Slika 30. Dijagram zapreminskog protoka duž trase cevovoda
39
Tehničkim rešenjem treba:
obezbediti komunikacioni put između svakog bunara i pumpne stanice
obezbediti komunikacioni put između rezervoara i pumpne stanice
na rezervoarima vršiti merenje nivoa vode
na bunarima vršiti merenje dinamičkog nivoa vode i na osnovu izdašnosti
upravljati radom pumpi
na bunarima vršiti merenje protoka
na osnovu nivoa vode u rezervoarima vršiti uključivanje i isključivanje, kao i
regulaciju brzine pumpnih agregata.
Budući da ne postoje nikakvi položeni kablovi između rezervoara i pumpne stanice,
rastojanja su relativno velika, neophodno se nameće potreba za izgradnjom
komunikacionog sistema koji se bazira na prenosu podataka bežičnim putem. Moguće je
da to bude jedan od tri načina navedena u nastavku:
sistem radio veza
komunikacija putem GSM-a prenosom SMS poruka
komunikacija putem GSM-a, GPRS komunikacijom
6. OPREMA NA OBJEKTIMA
6.1 OPREMA NA REZERVOARU
Na rezervoaru “Hisar” neophodno je postaviti merač nivoa. Iako danas postoji širok
spektar različitih merača, od merača sa plovkom, hidrostatičkih, ultrazvučnih i radarskih,
kada je u pitanju plitka voda, najekonomičnije je koristiti utopni hidrostatički merač, koje
se obavezno postavlja sa prenaponskim zaštitama. Kako u slučaju kvara merača nivoa ne
bi došlo do prelivanja iz rezervoara, potrebno je da se rezervoar opremi i dodatnim
konduktivnim detektorom nivoa za detekciju maksimalnog nivoa.
Na objekat pomenutog rezervoara smešta se sledeća oprema:
PLC
Hidrostatički merač nivoa sa prenaponskom zaštitom
Kontroler konduktivnog detektora nivoa
GSM modul sa antenom, pribor sa antenom i prenaponskom zaštitom
PLC sa GSM modulom i ostalom potrebnom opremom se smešta u komandni
orman. Preostali ulazi i izlazi PLC-a mogu da se iskoriste za povezivanje raznih drugih
signala, kao što su:
Detektor ulaska u objekat ili u rezervoar
Alarm sirena
PLC sa rezervoara komunicira sa onim iz pumpne stanice kako bi se tamo stekao
uvid u stanje napunjenosti rezervoara i potrebnom režimu rada pumpi u pumpnoj stanici.
Kako se komunikacija odvija GSM prenosom, rezervoar šalje informacije o stanju u
pravilnim vremenskim periodima, odnosno pri promenama nivoa većim od neke zadate
vrednosti, odnosno po potrebi na povezivanje iz komandno kontrolnog centra. U slučaju
SMS poruka, vremenski intervali su ređi. Poruke o alarmnim stanjiima na objektima se
šalju istog momenta kada su nastala ovakva stanja.
6.2 OPREMA NA BUNARIMA
U svaki od bunara postavlja se sledeća oprema:
Frekventni regulator
Merač protoka
Hidrostatički merač nivoa sa prenaponskom zaštitom
Kontroler konduktivnog detektora nivoa
PLC
GSM modul sa antenom, priborom sa antenom i prenaponskom zaštitom
Frekventni regulatori primenjeni na pumpama u bunarima promenom broja obrtaja
pumpi održavaju zadati dinamički nivo vode ili vode u zbirnom rezervoaru pumpne
stanice.
6.3 OPREMA NA PUMPNOJ STANICI
Kako na pumpnoj stanici imamo rezervoar i tri pumpe neophodno je ugraditi merač
nivoa i frekventne regulatore za pumpe. Sa druge stane logično je da u pumpnu stanicu
dolaze podaci o stanju na bunarima zato što se iz njih snabdeva zbirni rezervoar na
pumpnoj stanici, a opet isto je tako logično da se tu sakupljaju podaci sa rezervoara Hisar
zato što se on snabdeva vodom iz pumpne stanice.
Iz ovoga sledi da je potrebno postaviti i PLC uređaj koji će da upravlja radom
regulatora na pumpnoj stanici i predstavlja komunikacioni server, sa GSM modulom i PC
radnu stanicu za prikupljanje podataka sa bunara i rezervoara i upravljanje redom istih.
PLC se povezuje sa PC računarom na kojem se u slučaju GPRS komunikacije nalazi
SCADA programski paket sa potrebnim brojem varijabili, potrebnim drajverima i
modulima za arhiviranje podataka. Moguće je pristupiti podacima iz arhive i pregledati ih
u tabelarnom ili grafičkom obliku.
Pored pregleda trenutnih stanja sistema, operater može da vrši izmene režima
upravljanja, zadavanjem novih zadatih vrednosti nivoa ili pritiska.
Kod komunikacije SMS porukama u dispečerskom centru može da se postavi PC
računar sa instaliranim SMS serverom, čiji je zadatak da obezbedi lak uvid u obilje
primljenih i poslatih SMS poruka. Prikaz stanja nije grafički već samo brojčani.
41
7. ZAKLJUČAK
Savremena postrojenja za distribuciju vode predstavljaju, ne samo u hidrauličkom
smislu, veoma složene sisteme, kako za projektovanje tako i za eksploataciju. Osoblje
koje se bavi projektovanjem i održavanjem vodovodnih instalacija mora da bude
upoznato, ne samo sa tehnologijom i uređajima za obradu sirove vode, zakonima
hidraulike složenih sistema, sanitarno-tehničkim propisima za sve kategorije potrošača,
već i sa izvršnim organima, senzorima i upravljačkim sistemima koji se koriste u cilju
efikasnijeg snabdevanja potrošača vodom.
Kod vodovoda ne sme se dozvoliti da sistem ostane bez napajanja u slučaju
pojedinih elemenata, tako da uvek mora postojati rezerva pumpi.
Kod pumpnih stanica sa aspekta pouzdanosti vazna je tzv paralelna veza samih jedinica.
Pri izboru broja i veličine agregata važnu ulogu imaju, pored čisto hidrauličnih
momenata, cene nabavke i tekući pogonski troškovi. Kod svih većih projekata pumpne
stanice treba provesti i proračun ekonomičnosti.
Pumpe jednakih karakteristika poželjne su u pumpnoj stanici radi jednostavnijeg
održavanja i rezervnih delova.
U ovom radu videli smo da se Prokuplje snabdeva vodom iz dva pravca i to
akumulacije Bresnica i izvorišta Hisar. Može se reći da sa manjim i većim problemima
pokrivaju potrebe samog grada. Tu ostaju problemi sa visokom gradskom zonom,
problem u letnjim ali i periodu posle sušnih leta. Sama mreža to jest cevovodi su u veoma
lošem stanju i zahteva rekonstrukciju.
Sama akumulacija Bresnica koja je bila privremeno rešenje a ostala do danas u
eksplataciji ostavlja velike mogućnosti za njeno poboljšanje a samim tim i bolje
vodosnabdevanje.
Vezano za izvorište Hisar i pumpnu stanicu Draganja i tu postoje prihvatljiva rešenja
kao što je ugradnja adekvatne pumpe i razvod za bunar B4 cca 10 l/s. Vezano za pumpnu
stanicu rekonstrukcija paralelnog cevovoda do glavne ulice ∅ 200 mm u dužini od 750 m.
8. LITERATURA
1. Ristić B. – “Pumpe i pumpne stanice”, Naučna knjiga Beograd 1991.god.
2. Glavni projekat vodovodnog sistema “Bresnica”, Srbija projekat, Beograd 1975. god.
3. Projekat poboljčanja vodosnabdevanja grada Prokuplja, GAF Niš 2004
4. Perić R. – Vizuelizacija i upravljanje sistemom za vodosnabdevanje grada Prokuplja,
diplomski rad, Mašinski fakultet Niš 2010.god.
5. Denić Z. – Vodosnabdevanje Prokuplja iz akumulacije ‘’Bresnica’’ i pumpne stanice
‘’Draganja’’, diplomski rad, Mašinski fakultet Niš,2008.god.
6. Pešić I. – Pumpna stanica ‘’Kavak’’, završni rad, Mašinski fakultet Niš 2011.god.
7. Mitrović D. – Pumpna stanica ‘’V OKNO’’Aleksinac, završni rad, Mašinski fakultet
Niš 2011.god.
43
9. BIOGRAFIJA
Maja Nasković, rođena 30.06.1990.godine u Prokuplju, gde je i
završila osnovnu školu „ Ratko Pavlović Ćićko“. Srednju
Tehničku školu „15 maj“ u Prokuplju upisala je 2005. godine
smer mašinski tehničar za kompijutersko konstruisanje, koju je
završila 2009.godine. Iste godine upisuje Mašinski fakultet u
Nišu. Tokom studiranja opredeljuje se za smer Energetika i
procesna tehnika.
Trenutno živi u Prokuplju.