POTRONJA VODE Srednja dnevna potronja vode Dnevnu potronju vode ini srednja potronja vode po stanovniku na dan, ostvarena u tijeku godine:

Qsr l/stan/dan Potronja vode ostvaruje se u skladu s djelatnostima potroaa s kojima se poistovjeuje, te iskazuje se kao potronja za: kuanstvo, javne ustanovei zanastvo, turizam, industriju, te gubici vode. Najznaajniji imbenici koji utjeu na srednju dnevnu potronju su: klimatski uvjeti, ivotne navike, kakvoa vode, gospodarska struktura stanovnitva, cijena vode, kontrola potronja i gubici. Ralamba srednje dnevne potronje na njene imbenike znai razmatrati ovjekove djelatnosti tijekom dana i procijeniti potronju vode prema njegovoj djelatnosti u kui i izvan nje. Potronja vode u kuanstvu -predstavlja lanac potronje u kojem njegove pojedine karike obiljeavaju djelatnost potroaa kao lana kuanstva, u tablici je prikazana srednja potronja vode u kuanstvu Qk po pojedinim imbenicima za neke zemlja EU Zanatstvom se smatraju one djelatnosti i njihov udio u srednjoj dnevnoj potronji Javne ustanove -iskazuje se koliinom potronje po stanovniku Potronja vode za turistike namjene : Posebna obiljeja turizma:

potrona vode u turistike svrhe se javlja u ljetnim mjesecima, tj. kad nae podneblje im ahidroloki minimum

u turistikoj sezoni potronja vode dostie svoje maksimume (oko 100 dana)

koliina potronje odraz je posebnog ponaanja ljudi tijekom godinjeg odmora

potronja neposredno ovisi o vrsnoi turistike ponude s obzirom na udobnost i atraktivnost, to ukljuuje ponudu i onu u kampovima ili turistikim naseljima i onu u hotelima

Potronja vode za turistike namjene Qt u odnosu na srednju dnevnu potonju moe se prikazati:

kao zasebni potroa, tj. odvojeno od potronje vode stanovnitva, pa se iskazuje koliinski Qt [l/turistu/dan]

kao dodatno optereenje redovite potronje vode stanovnitva, tj. kao sastavni dio veliine Qsr [l/stan/dan]

Potronja vode u industriji -ovisi o vrsti industrije te o primjenjenom tehnolokom postupku obrade sirovina -koliina vode za vea industrijska postrojenja izraava se u kubinim metrima vode po toni proizvoda [m3/t], npr. industrija mlijeka:3-35 m3/t, industrija papira i elika 10-300 m3/t Sobzirom na veliku potronju vode, pojedine industrije imaju vlastita izvorita i vodne sustave. Vei dio isporuene koliine vode (60-70%) industrije koriste se za sustave hlaenja, manji se dio (25-35 %) utroi u tehnolokom postupku, a ostatak se isputa kao industrijska otpadna voda. Moe se iskazati kao imbenik srednje dnevne potronja vode po stanovniku ili odvojeno kao industrijska potronja Qind. Gubici vode Stalni su pratilac svakog vodoopskrbnog sustava, a iskazuje se kao razlika izmeu proizvedene i potroaima isporuene odnosno obraunane koliine vode. U odnosu na vodoopskrbni sustav u cijelini, razlikuju se vanjski i unutarnji gubici. Vanjski gubici ine zbroj svih gubitaka koji se javljaju na objektima zahvata, kondicioniranja i u vodospremama, te na sustavim acrpljenja, dovoda i raspodjele vode. Unutarnje gubitke ine gubici na opskrbnom sustavu unutar zgrada, tj. poslije kunog vodomjera. Ti gubici neposredno utjeu na kuni rashod potroaa te znae pretpostavljenu potronju vode. Uzroci vanjskih gubitaka su:

protjecanju vode cjevovodima kao posljedica: nepravilnog rukovanja zasuna i ventilima, nedovoljnog odzraivanja tijekom pogona i poslije raznih zahvata na cjevovodu

proputanje vode na spojevima, zasunima, hidrantima i armaturama

koritenje neprikladne kakvoe materijela ili propustdan na 1 km duine cijevovoda, a za opskrbne sustave 10-20% isporuene koliine vode. Nemjerljiva potronja ne bi trebala biti vea od 3 l/stan/dan.(analize pokazale gubitke i do 20-40 % isporuene kol. vode)

Cjelokupna dnevna potronja vode - Qsr/d = Qk + Qz + Qu + Qt + Qind + Qg , tj. Qsr (l/stan/dan) moe biti prikazana kao srednja dnevna potronja ukljuujui malu trgovinu i zanatstvo (oko 100-250 l/stan/dan) ili moe ukljuiti i potronju u industriji (150-350 l/stan/dan) Promjenjivost potronje vode u vremenu - potronja vode promjenjiva je u vremenu - promjenjivost godinje potronje vode uvjetovana je godinjim dobom, najvea ljeti - promjenivost tjedne potronje ovisi o intenzitetu djelatnosti potroaa po danima u tjednu (po i

uto najvie, i blagdani) - promjenjivost dnevne potronje vode iskazuje se satnom potronjom - obiljeja dnevne potronje vode se vidi iz dijagrama potronje vode (slika) - dnevna potronja vode manje se mijenja to je vea gradska sredina Karakteristine veliine dnevne potronje Za projektante su posebno znaajne: - srednja dnevna potronja tijekom godine Qsr/dn (izraunava se na temelju potronje vode tijekom

godine) - max. dnevna potronja Qmax/dn - min. dnevna potronja Qmin/dn - max. satna potronja Qmax/h (znai najveu potronju vode u tijeku jednog

sata u danu najvee potronje); izraavaju se u m3 / dan, l/s Koeficijent neravnomjernosti potronje (Qmx/dn , Qmax/h) - faktor neravnomjernosti K1 = Qmax/dn / Qsr/dn, ovisi o veliini urbane sredine, klimatskim uvjetima,

nainu ivljenja, obiljejima izvora, te kree se u rasponu , pa slijedi Qmax/dn =(1,1-2) Qsr/dn - Qmax/h = K2 Qmax/dn /24, gdje je K2 koeficijent neravnomjernosti, raspon - Qmax/h = K1 K2 Qsr/dn /24 , tj. Qmax/h = (0,07-0,2) Qsr/dn - za dimenzioniranje glavnih dovodnih cijevnih vodova se koristi Qmax/dn a za sustava opskrbe

vodom Qmax/h

Potreba vode Iskazivanja potrebe vode u kojim amaksimalna dnevna potronja vode sa svim svojim osobitostima, posebno u odnosu na njezinu promjenjivost u vremenu te brojnost stanovnitva, sadanje i budue, ine jezgru svih imbenika koji posredno ili neposredno utjeu na odreivanje potrebe vode. Proraun maksimalne dnevne potrebe vode provodi se: Q max/dn = Mk Qmax/stan/dan , (m

3/dan), gdje je Mk brojnost stanovnitva koje se opskrbljuje vodom. Mjerodavni podatak o brojnom stanju stanovnitva dobiva se iz popisa stanovnitva. Problematika potronje i potrebe vode razmatra se sa stajalita: - pronalaenja izvorita koja koliinom i kakvoom zadovoljavaju potrebe za neposrednu i daljnu

budunost, - racionalizacije potronje u svim oblicima, - racionalizacije tehnologije zahvata, obrade, dopreme i raspodjele vode, - planiranje potreba vode za budue razdoblje. Protupoarna zatita - Pravilnik o tehnikim normativima za hidrantsku mreu za gaenje poara, propisuje tehnike normative za vanjsku i unutarnju mreu za gaenje poara te utvruje zahtjeve u odnosu na izvore vode, kapacitet, protok i tlak vode u hidrantskoj mrei Osnovne znaajke: - Pravilnik razlikuje neposredno gaenje poara primjenom hidrantskog sustava kad se

upotrebljava vatrogasno vozilo i pripadajua oprema i kad se ne upotrebljava - koliina vode potrebna za gaenje poara u gradskim naseljima odreuje se ovisno o broju

stanovnika i broju istodobnih poara, qpo = 10-90 l/s - hidrantska mrea podijeljena je na vanjsku i unutarnju, opskrba vodom hidrantske mree temelji

se na prstenastom sustavu opskrbnog sustava - hidranti najmanjeg promjera 100 mm ugrauju se na meusobnoj udaljenosti od 80 do 150 m,

tlak u vanjskoj mrei odreuje se hidraulikim proraunom ovisno o visini objekta i drugim uvjetima, ali ne nia od 2,5 bara

- unutarnja hidrantska mrea izvodi se u stambenim i javnim objektima te u proizvodnim pogonima, a moe biti zasebna ili dio opskrbnog sustava

Gaenje poara provodi se prikljukom vatrogasne cijevi neposredno na hidrantski prikljuak. U sluajevima kad je mjerodavna opskrbna koliina za stanovnitvo(qmax/h) manja od zahtjevane protupoarne koliine(qpo), elementi opskrbnog sustava dimenzioniraju se na protupoarnu koliinu, a iznimno na qmax/h+ qpo.

Postupci predvianja potronje i potrebe vode Postupci predvianja :

Postupci ekstrapolacije :

Linearna ekstrapolacija

- Postupak ujednaenog porasta potronje u

jedinici vremena

- Pravac je odreen izrazom :

- Qt = a + b * t

- Qt - potronja vode u vremenu t

- t vrijeme

- a , b procijenjene ili proraunate veliine

Eksponencijalna ekstrapolacija

- Postoji relativni prirast potronje u jedinici vremena kojim se predvia nagli porast

potronje vode.

- Prikazuje se na dva naina:

- 1) Qt =a * bt ili logaritamski linearan oblik: logQt= log a + t*log b na ovaj nain

pratimo odnos Qt i t u obliku dva pravca (lijeva slika)

- 2) Q = a * tb za b=1 logQt= log a + b*log t ( desna slika)

- Logaritamska ekstrapolacija

- Prikazuje se S-krivuljom

- Jednadba krivulje ima oblik:

- Qt =Q(kapica) / (1+10^(a-b*t), linearizacijom se

dobije da je (a-b*t)log10 = logQ/Qt-1

- Krivulja na poetku ima lagan rast, koji potom

prerasta u brzi.

Postupci regresije : - sve se vie koriste statistike metode to doprinosi uinkovitosti te

omoguuje odrediti granice vjerojatnosti. Odnos izmeu dviju promenjivih veliina je

odreen dijagramom korelacije

1 ) Standardna devijacija toka S na

dijagramu predstavlja sredite gravitacije

skupa toaka. Disperzija se izraava

standardnim devijacijama

2) Postupak najmanjih kvadrata

utvrivanje pravca koji se najbolje

prilagoava skupu toaka. Taj pravac

prkazuje opa jednadba :

y=a + bx

3) Krivolinijska regresija analiza odnosa

dvaju skupova primjenom krivolinijskog

prikaza korelacije. Odnos vie varijabla je

mogue prikazati funkcijom reazliitih neovisnih varijabla.

Regresija s vie od jedne neovisne obiljeava vieznanu regresiju.

Postupak sustavne analize : - znanstveni pristup u kojem se za neki problem izrauje

matematiki model oblikovan na temelju praktinih nanja. Primjenjuje se u sluaju srednjeg

i dugog vremenskog predvianja potronje vode u funkciji prirasta stanovnitva, razvoja

urbane sredine, zakonodavstva i znaajnije tehnologije

Openito o postupcima predvianja: ( mislim da to i nije tako bitno al neka)

- Prisutno je nezadovoljstvo sadanjim postupcima predvianja

- Danas se esto primjenjuje tehnika dinamikog modeliranja, kod ojih je najvei problem

pri uspostavi, utvrditi utjecajne imbenike i prikupiti njihove bitne znaajke

- Mogunosti da se uspostavi model za razmatranje problematike opskrbe vodom su

velike.

- Dugotrajno predvianje je teak zadatak ali je i nuno u suvremenom drutvu.

8. ZAHVAT VODE ZA POTREBE OPSKRBE VODOM

CISTERNE Osnovna je znaajka zahvata oborinskih voda ta to opskrbljuju vodom pojedina

kuanstva, a iznimno se na takvom zahvatu zasniva vodovodni sustav za zaseoke i manja sela.

Dva osnovna elementa; nakapna ploha i cisterna, ine zahvat oborinske vode.

Nakapna ploha Ona osigurava kakvou vode koja na nju padne u obliku oborine i koje njome otjee,

a tehnologija izvedbe treba osigurati njenu nepropusnost. Najee se koriste povrine krovova kua i

gospodarskih zgrada. Ako se na takav nain opskrbljuje stanovnitvo i stoka, izvode se javne

cisterne i posebne nakapne plohe.

Posebne nakapne plohe se oblikuju, obrauju i poplouju kamenim ili betonskim ploama veliine

2x2m, a izvode se prema zahtjevima:

- U nepropusnom materijalu

- U padu koji omoguuje slobondno otjecanje vode

- Obraena podloga se uvijek oplouje betonskim ploama

- Reke izmeu ploa se brtve glinom, mortom, asfaltom...

- Ograuju se zatitnom ogradom

Dimenzioniranje: Cisterna je graevina koja uskladituje oborinsku vodu to dotjee s nakapne plohe

za vrijeme oborina te postaje glavni opskrbni spremnik za potrebe ljudi i stoke.

Osnovni parametri za proraun obujma cisterne: Srednja dnevna potronja, trajanje sue i visina

oborina. Trebamo znati srednju dnevnu potronju vode (za ljude i stoku)te iz nje odredimo potrebu

vode po danu za suno razdoblje te izraunamo potreban obujam cisterne.

Izvedba: Tehnologija gradnje cisterne u svim pojedinostima slijedi i primjenjuje postupak izvedbe

vodospreme.

ZAHVAT POVRINSKIH VODA: Pri odabiru mjesta zahvata na vodotocima i rijekama treba se

pridravati sljedeih smjernica:

- Graditi ih uzvodno od stambenih naselja

- Locirati ih na djelovima korita koja nisu izloena uruavanju obala ili podlokavanju korita

vodotoka

- Izbjegavati dionice na kojima dolazi do brzoga i veega pronosa i taloenja nanosa.

Najvee taloenje nanosa nastaje gdje je ispupena rijena obala, takoer ravne dionice nisu povoljna

mjesta jer su podlone stvaranju pliaka.

U praksi su se konkavne obale vodotoka pokazale kao prikladna mjesta za gradnju vodozahvata.

Takoer treba uzeti u obzir mogunost smrzavanja vodotoka i pojavu leda. Neprilike zbog leda se

mogu onemoguiti ili sprijeiti:

- Polaganjem zahvata na dovoljnu dubinu ili 1-2m iznad tla

- Zagrijavanjem metalnih povrina konstrukcije zahvata

Oblikovanje zahvata treba prilagoditi sljedeem:

- Obrise i veliinu treba uskladiti sa zahtjevima to se odnose na koliinu i kakvou vode te na

brzinu dotoka vode (0,5-1) m/s

- Ne smije naruiti uobiajeni hidroloki reim vodotoka

- Zatititi ga od plutajue tvari i mogueg nanosa

Vrste i osnovna obiljeja rijenih zahvata: razlikujemo sljedee skupine:

- Priobalna i obalna

- Zahvati u koritu rijeke s pontona

- Plutajui

- Potopljeni zahvati u koritu rijeke

- Akumulacije kao zahvati

Priobalni i obalni zahvati: Primjenjuje se kad su strme obale i duboke priobalne vode, a grade se du

obalnog nagiba ili na samoj obali. Izvodi se u obliku bunara uz primjenu crpnog sustava ugraenoga u

dvjema graevina ili u jednoj. Graevina ima otvore na raznim razinama pomou kojih se osigurava

preljev odreenih koliina vode u pojedinim godinjim razdobljima. Otvori su opremljeni reetkama i

sitima razne veliine.

Zahvati u koritu vodotoka: Njih obiljeava zahvat u samom koritu vodotoka i graevina crpne stanice

koja se izvodi na obali ili na pontonu.

Zahvati u koritu rijeke sa pontona: Slian je obalnome samo to se gradi dalje od obale, a s obalom ga

povezuje pontonska konstrukcija. Ima ugraenu crpku a mostom se vodi odvodni cjevovod.

Plutajui zahvat: Primjenjuje se kad su ve kolebanja razine vode u rijeci. Crpni ureaj se ugrauje na

ponton s kojega tlana cijev povezuje zahvat i ureaje sustava opskrbe vodom.

Potopljeni zahvati u koritu rijeke: Glavno obiljeje ovog zahvata je glava. Osnovna zadaa glave je

da neposredno zahvaa vodu. Na potopljenu glavu se nastavlja cjevovod koji povezuje zahvat i

prihvatnu komoru u obalnoj graevini. Glave mogu bit: eline, betonske i armiranobetonske.

Zahvat vode iz umjetnih jezera (akumulacija): Ovdje zahvat ovisi o namjeni akumulacije, jeli ona

vienamjenska ili iskljuivo za vodoopskrbu. Postoje dva naina izvedbe; kao samostalne graevine ili

u sklopu brane. S obzirom na znaajne promjene raizine vode u tjeku godine, zahvatni otvori se

izvode na razliitim razinama 4-5m vodnog stupca, te se zatiuju reetkama ili zapornicama.

ZAHVAT IZVORA:

Izvor ija je izdanost vea od maksimalne dnevne potronje, smatra se pogodnim za rjeavanje

odreenih pitanja glede opskrbe vodom. Kada je izanost manja onda takav izvor dolazi u obzir za

opskrbu u sklopu drugih izvora vode, ili u sluajevima kada se pojava hidrolokog minimuma izvora

ne podudara s razdobljem maksimalne dnevne potronje.

Koliina vode zahvata: Zahvat treba obuhvaati svu vodu koja izvire na podruju izvorita. Viak vode

se odvodi posebnim sustavom odvoda izvan izvorinog podruja.

Zahvatna graevina kaptaa izvora: je graevina koja izvorsku vodu privodi sustavnom koritenju,

pa treba ispunjavati odreene zahtjeve:

- Treba zahvaati sve vode koje oblikuju izvorite i koje pripadaju izvoritu

- Ne smije izazvati priguenje gortla ili pojedinih izdanaka izvora kao ni izvorita

Zahvatna graevina se sastoji od:

- Zahvata izvorita

- Sabirne komore

- Komorske raspodjele

- Zasunske komore

Zahvat izvorita je najosjetljiviji dio kaptae jer se tim njenm djelom izvorite objedinjuje u jednu

cjelinu osiguravajui zahtjevanu koliinu vode za potrebe opskrbe vodom. Izvodi se sve do kontaktnih

ploha propusnoga tla s nepropusnim, a u tlocrtu slijedi tokove izvorske vode.

Sabirna komora je onaj dio zahvatne graevine u koji se prikuplja sva izvorska voda. Osnovna uloga

joj je da akumulira izvorsku vodu i usmjerava je prema komori raspodjele. Veliin komore ovisi o

konfiguraciji tla te o izdanosti izvora.

U komori raspodjele se koliina vode raspodjeljuje na dvije osnovne koliine:

- Koliinu potrebnu za opskrbu

- Viak vode

Zasunska komora je dio zahvata u koji se ugrauje oprema i to cijevi, zasuni i ventili, te osigurava

djelotvornost zahvata kao osnovne graevine vodoopskrbnog sustava.

Zatita zahvatne graevine Zatiuje se od svakog vanjskog utjecaja i pristupa neovlatenih osoba,

te od klimatskih promjena. Imamo:

- Prva zatitna zona neposredna okolina izvorita se ograuje ogradom, a kaptaa se

zatiuje zemljanim nasipom od utjecaja temperaturnih promjena.

- Druga zatitna zona prostire se uzvodno od izvorita koja prua odreeni stupanj sigurnosti

od mogueg zagaenja. Trebali bi se ukloniti svi stambeni i drugi objekti i zabraniti obrada

zemljita s umjetnim gnjojivom.

- Trea zatitna zona Obuhvaa ire podruje koje se poistovjeuje sa slivnim podrujem.

ISKORITAVANJE PODZEMNE VODE:

Plitke i podzemne vode djelomino ispunjuju velika prostranstva rahlih slojeva tla do dubine priblino

10m. Njihov zahvat se izvodi kroz te slojeve ili u njima, u obliku horizontalnih ili vertikalnih zahvata.

Horizontalni zahvati:

- Zahvatom kroz vodonosne slojeve oni se dreniraju izvedbom drenova, galerija i sabirnih galerija.

Prikazan je sustav horizontalnog zahvatairega vodonosnog podruja sustavom drenova i galerija.

Galerije koje prihvaaju vodu niih manjih galerija smatraju se glavnim sabirnim galerijama. Sva

voda koja se drenira se slijeva u sabirnu vodospremu iz koje se usmjeruje potroaima.

Drenovi: To je iskopani jarak od nepropusnog sloja tla, u koji se ugrauju provodnici vode od

nabaaja krupnog ljunka, kamenog zia i raznih vrsta cijevi (keramikih, PVC, azbest-cementnih i

betonskih) promjera 20-50 cm. Poslije polaganja sustava drenova, drenani jarak se zatrpava

filtarskom ispunom koja se zatiuje slojem gline ili drugim materijalom. Na svakih 50-60m duine

drena grade se kontrolna okna ili otvori za provjetrivanje.

Galerije: To su graevine poput drenanih zahvata veih dimenzija, ponekad prohodne, pravokutnog,

zasvoenog ili jajolikog oblika. Ulaz vode u samo graevinu ostvaruje se kroz namjenske otvore u

stjenkama galerije, to ponekad zamjenjuje njihovu poroznost. To su zapravo horizontalni bunari koji

se uvijek grade kroz itavu duinu prostiranja vodonosnog sloja, a posebno oblikovano dno galerija

omoguuje otjecanje vode prema sabirnoj graevini.

Qannat ili karez: To su zahvati kroz plitke vodonosne slojeve na podruju Mediterana. Qanaate

obiljeava velika duina prokopa (bunara), a vertikalni radni otvori preuzimaju ulogu odzranika.

Qanaat zavrava zahvatnim spremnikom. Ovisno o obliku terena, sabirna vodosprema se izvodu u

obliku bunara u koji se slijeva voda iz dva bona qanaata.

Vertikalni zahvati

-Vert. zahvati plitkih podzemnih voda izvode se u obliku zbijenih zahvata te kopanih i buenih bunara.

Zabijeni zahvati: Iskoritavanje podzemne vode pomou zabijenih zahvata primjenjuje se u pjeanim

i ljunanim tlima kod dubine vodonosnog sloja 5-10 m. Vertikalni zaboj zahvata je prikazan na slici.

Izvodi se zabijanjem eline cjevi u tlo ili ugradbom cijevi u prethodno izvedeni iskop. Zahvatna cijev

promjera 25-80mm, duine 10m, zabija se u tlo do vodonosnog sloja ili u sam vodonosni sloj. Na

svom donjem dijelu je cijev perforirana. U posebnim se prilikama oko zahvatnog dijela cijevi izvodi

ispuna od ljunka veliine zrna 2-4 mm. Zahvatna cijev na kraju ima posebno oblikovanu elinu

noicu. Voda iz bunara se crpi runo upotrebom Nortonove pumpe ili crpkom na elektrini pogon.

Glava bunara se izvodi od betona ili se zatiuje glinenim nabojem koji spreava neposredno

ulijevanje povrinske vode u bunar.

Kopani bunari: Relativno plitke podzemne vode u veim koliinama se iskoritavaju ovim nainom, a

u naim se krajevima izvode do dubine od 15m, ali ima i dublje izvedenih. Mogu imat promjer 1-6m.

Bunari promjera 1-2m su najei, a koriste se za opskrbu vodom pojedinih ili manjih skupina

kuanstava. Za zahvat veih koliina vode se izvode kopani sputeni bunari

do podzemne vode ili sputeni u nju, pa razlikujemo:

- Potpuni bunar izvodi se kroz vodonosni sloj sve do nepropusnog

tla (voda dotjee u zahvatni dio preko otvora u kaptanom dijelu bunara)

- Nepotpuni bunar izvodi se u vodonosnom sloju ( voda dotjee

preko otvora u kaptanom dijelu i sa dna, ili samo sa dna.)

Najbolje rijeenje je kad voda dotjee samo odozdo jer se u tom sluaju izvodu filtar sastavljen od

slojeva ljunka i pijeska razne krupnoe i razne visine:

- Prvi sloj ljunak krupnoe 6-8cm, visine 20 cm

- Drugi sloj ljunak krupnoe 2-3cm, visine 10 cm

- Trei sloj pijesak krupnoe 0.5-1cm, visine 10cm

Dijelovi kopanog bunara:

- Glava bunara stvara uvijete za ekspolataciju podzemne vode i zatiuje vodu u bunaru od

lsijevanja povrinskih voda.

- Trup bunara Dio kojim se prodire u tlo, titi od uruenja tla, izolira od zagaenja te

predstavlja vezu izmeu nadzemnog i podzemnog dijela bunara.

- Sabirni dio Akumulira vodu koja prtjee s vodonosnog sloja.

Voda iz bunara se moe vaditi runo ili mehaniki pomou crpke, a hidrauliko obiljeje crpnih

agregata se odreuje u odnosu na potrebnu koliinu vode i visinu dizanja vode.

Uporaba kopanih bunara: Mogu bit kao zasebn graevina u sustavu opskrbe vodom ili kao posrednici

izmeu zahvata podzemne vode i sustava opskrbe.

Izvedba:

- bunar se gradi u prethodno izvedenom iskopu u cijelosti se izvede graevna jama, a potom

se radi bunar

- Bunar se gradi u prstenovima visine do 2m, koji se sputaju paralelno s napretkom iskopa na

potrebnu dubinu.

U prvoj fazi iskopa se radi jama u koju se polae vijenac. U nastavku se na vijencu radi bunar

polaganjem prstenova ili u monolitnoj izvedbi. Vijenac moe biti od drva, elika i armiranog betona.

Prodiranje konstrukcije bunara u tlo je posljedica djelovanje vlastite teine konstrukcije. Debljina

stjenki bunara se odreuje ovisno o promjeru zdenca i materijala od kojega se bunar radi.

ZAHVAT DUBOKIH PODZEMNIH VODA

Iskoritavanje dubokih podzemnih slojeva mogue je izvedbom vertikalnih cjevnih bunara

primjernom odgovarajueg postupka i tehnologije buenja. Buotina je rupa okruglog poprenog

presjeka s velikim omjerom dubine prema promjeru, a gradi se sa povrine tla. Tjekom gradnje se

radi zatite od uruavanja podgrauje zatitnim cijevima. Duina pojedinih cijevi je ograniena na 5-

20m zbog djelovanja sile trenja na plohe cijevi.

- Postupak A predstavlja jednostavnu kolonu duine kojom se dopire od podzemne vode

- Postupak B potpuna buotina do podzemne se vode dospijeva veim brojem kolona

raliitog promjera.

- Postupak C teleskopski nain ugradbe. Kolona manjeg profila nastavlja se na kraju

prethodne.

to je vea dubina, vei je broj kolona i vei je promjer buotine. Broj i dimenzije pojedinih kolona

ovise o:

- svojstvima tla

- tehnologiji buenja

- sanitarno-tehnikim zahtjevima

Prva kolona se zove konduktor kolona vodilja. Duine je 5-20m. Promjer svake sljedee je za 50-100

mm manji od prethodne. Posljednja kolona je radna ( najee 200-400 mm).

Djelovi:

- Ue - mora biti hermetiki zatvoreno i tako izvedeno da preuzme teinu crpki te ureaja za

praenje razine vode u bunaru.

- Kolona mora biti vertikalna, izolirana u pojedinim horizontima i dovoljnih dimezija

- Radna kolona zavrava filtrom i djeluje kao zahvatni dio bunara, filatar mora pruati to

manji otpor priljevu vode iz vodonosnog sloja u bunar, te mora biti otporan na koroziju i

siguran od zaepljenja.

Uloga filtra:

- Omoguiti protjecanje vode iz vodonosnog sloja u zahvatni dio pod priblinim uvjetima

strujanja kao u vodonosnom sloju

- Osigurati maksimalnu izdanost uz minimalne otpore toku vode

- Materijal filtra mora bit trajan i otporan na kemijsko i elektrolitiko djelovanje podzemne

vode

- Izvedba filtra mora biti jednostavna i jeftina

S obzirom na materijal izrade razlikujemo metalne i nemetalne, a mogu biti: rupiasti, s prorezima,

mreasti i ljunani. Duina filtra ovisi o debljini vodonosnog sloja. Povrina filtra je 15-30% povrine

cijevi.

Horizontalni bunari:

Ove vrste zahvata podzemne vode se grade u pjeskovitom i sitnijem ljunkovitom materijalu, a

sastoje se od horizontalnih zahvatnih perforiranih filtarskih cijevi i sabirnog bunara. Zahvatne cijevi se

pruaju zrakasto od bunara u vodonosni sloj u jednoj ili vie vodonosnih razina. Sabirni bunar se

izvodi od armiranog betona promjera 1.5-6m, dubine 8-50m i debljine stjenki priblino 40 cm. Dno

bunara ima ulogu akumulacije drenirane vode i radi se od nepropusnog materijala. Najpoznatiji

sustav hor. Bunara je sustav Renney, kod ovog sustava se filtarske cijevi promjera 150-300mm

hidraulikim potiskom neposredno utiskuju u tlo. Unutar filtarske cijevi, koja ima posebno oblikovan

vrh nalzi se unutranja cijev promjera 50mm pomou koje se ispire pijesak u neposrednom okoliu te

se olakava na taj nain njeno utiskivanje u tlo.

9 - Sustavi dovoda i raspodjele vode Vodoopskrbni sustav je sustav objekata, (graevina, cjevovoda i ureaja) i mjera povezanih u funkcionalnu cjelinu kojima se voda zahvaa na izvoritu, po potrebi die na odgovarajuu visinu, dovodi do ureaja za kondicioniranje vode, vodosprema, naselja i gradova te se raspodjeljuje potroaima s ciljem osiguranja dovoljnih koliina kvalitetne vode na to ekonominiji nain. Vodoopskrbne sustave obiljeavaju slijedee posebnosti: Poloaj i vrsta izvorita u odnosu na opskrbno podruje Morfologija i veliina opskrbnog podruja Izdanost izvora Kakvoa sirove vode Prostiranje opskrbnog podruja u odnosu na puanstvo, industriju i druge potrebe Gustoa naseljenosti Vodoopskrbni sustav ine slijedee grupe objekata: Vodozahvati Crpne stanice (pumpne stanice) Ureaj za kondicioniranje vode Vodospreme (rezervoari) Glavna (magistralna) i razdjelna (distributivna) vodoopskrbna ili vodovodna mrea Shematski prikaz sloenog sustava opskrbe vodom: 1 zahvat vode, 2 - niskotlana crpna stanica, 3 tlani cjevovod; zahvat ureaj za kondicioniranje, 4 ureaj za kondicioniranje, 5 visokotlana crpna stanica, 6 tlani cjevovod, 7 glavna opskrbna vodosprema, 8 glavni opskrbni cjevovod, 9 sustav raspodjele vode

Vodne koliine unutar sustava opskrbe dovode se i raspodjeljuju uz pomo cijevnih vodova i osnovnih graevina: crpnih stanica i vodosprema. Cjevovodi glavne mree mogu biti dovodni, izmeu izvorita i ureaja za kondicioniranje vode ili izmeu ureaja i vodospreme) i opskrbni (izmeu vodospreme i naselja, odnosno distributivne mree), te dovodno opskrbni (za sluaj vodoopskrbnog sustava s protuvodospremom)

1 glavni dovodni, 2 glavni opskrbni, 3 sustav raspodjele u naselju, V vodosprema, Z+c.st. zahvat i crpna stanica

Glavni dovodni Q max/dan Glavni opskrbni Q max/h Razlikujemo: Gravitacijske sustave Potisne sustave Kombinirane sustave

Gravitacijski sustav Kod gravitacijskih vodoopskrbnih sustava teenje se odvija pod utjecajem sile tee i to pod tlakom ili kombinirano pod tlakom i sa slobodnim vodnim licem Osnovno obiljeje ovih sustava proizlazi iz visinskog poloaja zahvata u odnosu na opskrbno podruje, gdje razina vode na zahvatu nadvisuje opskrbno podruje. Gravitacijski sustav posebnosti:

- Strujanje u cijevima uvjetovano iskljuivo djelovanjem gravitacijske sile - Pouzdanost pogona sustava ovisi o stabilnosti izdanosti izvora - Visinski poloaj zahvata i vodosprema omoguava racionalno dimenzioniranje

cijevnih vodova te osigurava zahtijevani i ujednaeni opskrbni tlak u sustavu opskrbe vodom

- Trokovi gradnje i odravanja sustava najnii su u odnosu prema drugim rjeenjima - Jednostavno praenje rada i ispravnosti rada pogona

Meutim, terenski uvjeti koji vladaju u prirodi preteno nameu rjeenja opskrbe vodom u kombinaciji tlaka i gravitacije, odnosno kombinirani sustav opskrbe.

Ovisno o poloaju glavne vodospreme razlikuju se: - Vodosprema ispred mjesta potronje

Sustav opskrbe - vodosprema ispred mjesta potronje obiljeava nia razina izvorita u odnosu na mjesto opskrbe ili uzvisina koja se isprijeila izmeu izvorita i mjesta opskrbe.

- Vodosprema iza mjesta potronje Kombinirani sustav vodosprema iza mjesta potronje daje dvije mogue varijante opskrbe 1. Zahvat vode - opskrbno podruje i glavnu vodospremu povezuje tlani cjevovod koji djeluje kao glavni dovodni i kao glavni opskrbni cjevovod pa se du cjevovoda razlikuju 3 dionice: Dionica1 crpna stanica podruje potronje, tlani cjevovod djeluje kao glavni dovodni Dionica 2 cjevovod djeluje u sklopu sustava raspodjele vode Dionica 3 pripada glavnom dovodnom i glavnom opskrbnom sustavu kojim protjee voda od Q max/dan do Q max/h 2. Zahvat vode i vodospremu povezuje posebni glavni dovodni cjevovod kao tlani sustav, a vodospremu i opskrbno podruje drugi cjevovod koji djeluje kao glavni kao gravitacijski sustav Prvi sustav temelji se na jednom cjevovodu, a drugi sustav ine dva cjevovoda u istom kanalu, jedan iskljuivo tlani, a drugi iskljuivo gravitacijski. Jedan cjevovod:

Dva cjevovoda:

- Vodosprema u mjestu potronje (vodotoranj) Vodotoranj slui za opskrbu vodom naselja u nizinskim predjelima. U spreci crpne stanice i vodotornja mogua su rjeenja opskrbe vodom stanovnitva nizinskih naselja u 2 varijante, a kao poseban sluaj istie se kombinacija: crpne stanice, ukopane vodospreme i vodotornja (varijanta 3). Varijanta 1:

- Tlani cjevovovod je u ulozi glavnog dovodnog cjevovoda i povezuje crpnu stanicu i

vodotoranj - Glavni opskrbni cjevovod 2 gravitacijski posreduje izmeu vodotornja i opskrbnog

podruja Varijanta 2:

- Tlani cjevovod djeluje kao glavni dovodni i glavni opskrbni cjevovod.

Varijanta 3:

Vodosprema je uvrtena podno vodotornja pa sustav djeluje na osnovi dviju crpnih stanica i dviju vodosprema: Crpna stanica 1 osigurava max potronju tijekom dana Q max/dan Vodosprema 1 akumulira fluktuirajue koliine vode tijekom dana i protupoarnu zalihu Crpna stanica 2 podrava zahtijevanu koliinu q max/h i razinu vode u vodotornju Vodotoranj djeluje kao pogonski piezometar sustava opskrbe Viezonska opskrba vodom Kad se vodom opskrbljuju 2 ili vie naselja koja se prostiru podrujima vee ili manje visinske razlike, oblikuju se tzv. viezonski opskrbni sustavi, koji mogu biti opskrbni sustavi, koji mogu biti gravitacijski i kombinirani. GRAVITACIJSKI 2 ili vie naselja koja se prostiru podrujima vee ili manje visinske razlike opskrbu vodom zasnivaju na istom izvoritu, opskrba vodom je gravitacijska. Cjevnim vodom izmeu izvorita i vodopsreme 1 protjee maksimalna dnevna potronja vode za naselje 1 i naselje 2 Cjevovod na dionici V1 do V2 djeluje kao glavni opskrbni za NASELJE 1 i kao glavni dovodni za NASELJE 2. Hidraulika obiljeja pojedinih opskrbnih sustava temelje se na odgovarajuim vodospremama V1 i V2 smjetenim ispred mjesta potronje.

KOMBINIRANI Sustav se opskrbljuje u kombinaciji tlaka i gravitacije

Posebnosti:

- Jedno izvorite uvjetuje sredinju crpnu stanicu C.S.1 - Svakom opskrbnom podruju pripada odgovarajui kombinirani sustav opskrbe - Vodospreme za svaku pojedinu zonu smjetene su iza mjesta potronje u sklopu koje

je i pripadajua crpna stanica, tzv. zonalna crpna stanica C.S.2 i C.S.3 - Protoci cijevnim vodovima ine u raznim oblicima kombinaciju q max/h, q max/dan

Kondicioniranje sirove vode

Sva navedena rjeenja odnosila su se na vodu kakvoe koja odgovara normama za pitku vodu, s mogunou dezinfekcije. Sirova voda kakvoe koja ne odgovara mjerilima o pitkoj vodi podlijee nekom od tehnolokih postupaka kondicioniranja ili cjelovitom kondicioniranju kako bi se uklopila u sustav opskrbe. U takvim sluajevima sustavi se nadopunjuju jo jednim stupnjem dizanja vode, tzv. Niskotlanim kojim se svladava visinska razlika izmeu najnie razine vode u zahvatu i razine vode na ureaju ukljuujui i hidraulike gubitke. Ureaj za kondicioniranje najee se gradi izmeu zahvata i glavne opskrbne vodospreme

Sustavi raspodjele vode Osnovna namjena raspodjele je dovesti vodu do pojedinog potroaa. S obzirom na to kakav e sustav raspodjele biti, ovisi o naselju ili gradu koje treba opskrbiti vodom.

Razlikuju se 2 osnovna sustava raspodjele vodom: - Granati (nepotpuni potpuni) - Kruni (cirkulacijski)

GRANATI

- Od glavne opskrbne cijevi ravaju se opskrbni vodovi niih redova sve do ulinih ogranaka

- Prema odreenom mjestu potronje voda dotjee samo s jedne strane pa je, ukljuujui i spremnik, tok vode u sustavu jednosmjeran

- Na krajevima ogranaka cjevovoda voda miruje pa je potrebno povremenim otvaranjem hidranata vodu isputati. Na taj se nain isputa zrak nakupljen u cjevovodu i ustaljena voda te se omoguava obnova vode na kritinim dijelovima opskrbnog sustava

- U sluaju zastoja ili oteenja cijevi, samo manji broj potroaa ostaje bez vode, to ovisi o raspodjeli sekcijskih zasuna

Nedostaci: - Nejednolina raspodjela pogonskog tlaka - Nemogunost dotoka nedostatnih koliina vode u sluaju poara - Nepromjenjivost vode u pojedinim cjevovodima

Povezivanjem krajnjih ogranaka granati sustav jednostavno prelazi u kruni KRUNI

- Svi cjevovodi su meusobno povezani - Jednom mjestu voda dotjee s najmanje 2 strane - Nema ustaljene vode u sustavu raspodjele - U sluaju neispravnosti samo manji broj potroaa ostaje bez vode - Raspodjela tlakova du sustava opskrbe je jednolina.

10. REIMI STRUJANJA TEKUINE

10.1. Reimi strujanja tekuine cijevima

Potkraj 19.st Reynoldsov istraivaki rad objasnio je nain laminarnog-turbulentnog strujanja

tekuine u zatvorenim sustavima cijevima.

Laminarno strujanje tekuine cijevima obiljeava strujanje u smislu pravilnih lamina, to se moe

poistovjetiti sa snopom tankostjenih koncentrinih cjevica. Vanjska lamina prianja uz stijenke cijevi,

a svaka sljedea struji neznatno veom brzinom pa u blizini sredita cijevi dosiu i najveu brzinu. U

tom sluaju raspodjela brzine po presjeku cijevi popria oblik paraboloida sa srednjom brzinom v koja

je jednaka polovici maks brzine v=0.5vmax

Turbulentno strujanje tekuine prouzrokuje neprestano mijeanje sporijih estica vode koje struje uz

stijenke cijevi i brih estica tekuine u preostalom presjeku cijevi. Mijeanjem tekuine usporavaju

se bre estice sporijima pa je iz odnosa brzina, slika 10.1., vidljivo da je u sluaku turbulentnog

strujanja brzina uz stijenke cijevi vea od brzine pri laminarnom strujanju. Srednja brzina strujanja po

profilu dana je izrazom: v=(0.75-0.87)vmax

Prema Reynoldsu, reim strujanja tekuine provodnikom ovisi o kinematikoj viskoznosti tekuine

()[ni], srednjoj brzini strujanja (v) i karakteristinoj veliini provodnika (l). Odnos navedenih veliina

iskazuje se izrazom za Reynoldsov broj Re: Re = v*l /

Za okrugle provodnika (cjevovode), karakteristina je veliina promjer cijevi D pa je izraz za

Reynoldsov broj: Re = v*D /

Reynoldsov broj kao bezdimenzijska veliina oznaava meuodnos sila tromosti i sila viskoznosti

tekuine koja struji cjevovodomte znai reim strujanja tekuine u zatvorenom sustavu.

Odnos srednje i maksimalne brzine strujanja u okrugloj cijevi ovisno o reimu strujanja vidljiv je na

slici 10.2

10.2. Bernoullijeva jednadba

Osnovne zakone strujanja tekuine u kojima se promatra odnos izmeu tlane, potencijalne i

kinetike energije, Bernoulli je objavio 1738. U svojoj knjizi 'Hidrodinamika'. Ti zakoni predstavljaju

temelj mehanike tekuine i primjenjuju se na stacionarno i nestacionarno teenje.

Stacionarno strujanje tekuine cijevima i fazonskim komadima

Nestacionarno posljedica strujanja pod promjenljivim tlakom uslijed istjecanja iz vodospreme kao i

u sluaju vodnog udara.

U ovom poglavlju promatra se stacionarno strujanje. Radi svrhovitosti, objanjenje jednadbe

zapoinje s njenim prikazom za idealnu tekuinu (neviskoznu i nestlaivu) prema slici 10.3.

Iz jednadbe se oitava: jedinica mase vode u gravitacijskom podruju ima ukupnu energiju koja ini

zbroj potencijane, tlane i kinetike energije. Prema jednadbi za idealnu tekuinu (bez trenja), zbroj

ukupne energije za jedinicu mase vode pri promjeni poloaja iz jedne toke u drugu ostaje

nepromijenjen, to pokazuje jednadba:

Bernoullijeva jednadba za stacionarno strujanje stvarne (realne) tekuine

Bernoullijeva jednadba za stacionarno strujanje realne tekuine prema slici 10.4. za dva presjeka

glasi:

Gdje je H energija utroena na svladavanje otpora strujanja tekuine izmeu dva presjeka

cjevovoda.

10.3. Hidrodinamiki otpori

Hidrauliki gubici H iskazani u Bernoullijevoj jednadbi nastaju svladavanjem hidrodinamikih

otpora: otpora povrine i otpora oblika pri strujanju realne tekuine cijevima. Oba su otpora

posljedica razvoja graninog sloja uz stijenke.

Otpor povrine

Objanjenje otpora povrine se zasniva na ralanjenju razvoja graninog sloja du povrine strujanja

tekuine. Prandtl je utvrdio da se u sluaju strujanja tekuine du neke povrine razvija vrlo tanki sloj

tekuine koji prijanja uz povrinu i u kojem je brzina strujanja u odnosu na povrinu v=0.

Na nekoj udaljenosti od povrine u podruju okomitom na nju tekuina struji ustaljenom brzinom v.

Prema tome, postoji podruje unutar kojeg se brzina postupno razvija od v=0 uz stijenke povrine

strujanja, do v=vL na granici podruja. Strujanje tekuine unutar podruja zbiva se pod utjecajem

molekularnih sila strujanje je laminarno, a podruje se oznauje kao 'laminarni podsloj'.

Podsloj je vrlo tanak pa je proraun pokazao da je eynoldsov broj za veliine L, vL i [ni] konstantan:

Re = vL* L /

L debljina laminarnog sloja

U tom sluaju Reynoldsov broj oznaava njegovu kritinu vrijednost (Rekr). S porastom brzine

strujanja vL raste i Reynoldsov broj, ali istodobno opada debljina podloja L. Kada su vrijednosti Re

vee, laminarni podsloj gotovo nestaje i laminarno strujanje prelazi u turbulentno.

Hrapavost povrine

U prirodnim uvjetima svaka podloga kojom struji tekuina ima odreenu fiziku hrapavost povrine,

kako je to shematski prikazano na slici 10.6.

Gubici uslijed otpora hrapavosti cijevi

Pri strujanju tekuine cjevovodom duine L, promjera cijevi D, srednjom brzinom v, kao posljedica

trenja uzrokovanog hrapavou stijenki cijevi i rasipanja viskoznosti tekuine nastaje gubitak energije

h koji se prema radovima Darcy-Weisbacha iskazuje jednadbom

Gdje su:

koeficijent trenja

L duina promatrane dionice cjevovoda [m]

D promjer cjevovoda (m)

v srednja brzina (m/s)

g ubrzanje sile tee (m/s2)

Na osnovi jednadbe zaljuuje se da je otpor strujanja tekuine cjevovodom:

- Neovisan o tlaku pod kojim tekuina struji

- Proporcionalan duini cjevovoda L

- Obrnuto proporcionalan promjeru cijevi na n-tu potenciju Dn

- Proporcionalan brzini strujanja na neku potenciju vn

Koeficijent trenja izraava se u funkciji Reynoldsovog broja:

Laminarno - Re L)

Veliina otpora povrine iskljuivo ovisi o njezinoj hrapavosti, strujanje se zbiva u hidrauliki

hrapavim uvjetima te je njeno obiljeje turbulentno. Pri strujanju u cijevima hrapavost se izraava

kao relativna hrapavost (k/D), pa je koeficijent otpora trenja = f (k/D), odnosno prema Prandtlu

i Karmanu:

Otpor oblika

Veliina hidrodinamike sile otpora oblika Fo ovisi o razdiobi tlaka po obrisu tijela i o obliku tijela.

Oblik tijela se izraava koeficijentom otpora CD

Gdje su:

A povrina projekcije tijela na ravninu okomitu na smjer strujanja

Fo sila otpora oblika

Uz poznati koeficijent otpora CD, sila otpora oblika Fo izraunava se prema jednadbi:

Otpor obika uzrokuje pad energetske linije koji se izraunava prema izrazu:

Ukupna sila otpora F ini zbroj sile otpora povrine, sile trenja FT i sile otpora oblika Fo ; F = FT + Fo

Ukupna sila otpora suprotstavja se strujanju realne tekuine pod tlakom i zbog njenog

svladavanja javljaju se hidrauliki gubici energije.

Izmeu dva krajnja reima strujanja, tj. u podruju u kojem je 0.8k< L

Razlaganje otpora povrine u odnosu na reime strujanja tekuine i odreivanje koeficijenta

otpora (grafiki) prikazuje Moodyev dijagram, slika 10.7

Na Moodyevu dijagramu istaknuta su 4 podruja strujanja tekuine okruglim cijevima koje

obiljeava veliina Re:

- Podruje laminarnog strujanja unutar kojeg je faktor trenja proporcionalan Reynoldsovom

broju (Re

10.4. Strujanje tekuine pod tlakom

Strujanje pod tlakom obiljeava strujanje tekuine ispunjenim protonim profilom (cijevi) kad na

promatranoj dionici izmeu dva presjeka postoji razlika u tlaku.

Gubitak mehanike energije uslijed otpora trenja i otpora oblika obiljeavaju sustave opskrbe

vodom.

Budui da su gubici uslijed otpora oblika u odnosu na gubitke uslijed hrapavosti povrine

neznatni, to se oni u hidraulikom proraunu vovovodnih sustava zanemaruju.

Rezultati istraivakih i laboratorijskih radova posluili su za oblikovanje nomograma, dijagrama,

tablica i drugih prirunika kojima se proraun tlanih cijevi za praktine svrhe pojednostavljuje pa

se kao vrlo pogodne navode Tablice za proraun cjevovoda i kanala za opskrbu vodom i

kanalizaciju (Prandtl, Karman, Colebrook).

Tehnika vizualizacije podataka i analitika oprema svakodnevno unapreuju rad znanstvenika i

strunjaka. Razvoj suvremenih softwarea temelji se na tehnologiji svrhovite ugradbe i

povezivanja dinamike izmjene podataka, ujednaavanje osnovnog fonda kompjuteriziranih

podataka i traganje za pogodnim programom. S tog stanovita osvrtanje na prole postupke

prorauna sustava opskrbe vodom ne nalazi opravdanje pa se prikaz istih temelji na iznoenju

osnova postupaka.

11. VODNI UDAR U CJEVOVODIMA

11.1. Pojava i razvoj vodnog udara

Vodni udar Nagla promjena protoka cijevovodom uslijed zatvaranja zasuna, prekida napajanja

postrojenja elektrinom energijom ili znaajnije neispravnosti na sustavu dovoda I raspodjele vode

uzrokuje pokretanje mase vode unutar cijevi, promjene brzine i znatno poveanje tlaka. To je vrlo brzi

proces koji izaziva elastinu deformaciju tekuine i cijevi.

U prirodnim uvjetima smatra se da je voda nestlaiva, dok je njena stlaivost obrnuto proporcionalna

volumenskom modulu elastinosti Ev.

Stlaivost vode dolazi do izraaja u sluaju pojave vodnog udara. Nagla promjena tlaka uslijed zatvaranja

zasuna kao uinak sile koja se razvija u cjevovodu zato to je zaustavljeno strujanje vodnog stupca.

Stupac vodne mase m mijenja brzinu prema izrazu dv/dt, pa se, prema drugom Newtonovu zakonu

gibanja, sila tlaka izraunava prema izrazu:

Brzina tlanog udara koji putuje cjevovodom ovisi o:

- modulu elastinosti vode, Ev (N/m2)

- modulu elastinosti cijevi, Ep (N/m2)

- gustoi vode, r

Brzina vodnog udara se proraunava prema jednadbi:

Ec zajedniki modul elastinosti vode I materijala cijevi

Primjer/skica nastajanja I razvijanja vodnog vala:

11.2. Proraun vodnog udara

Zatvaranje zasuna iziskuje odreeno vrijeme t, meutim, ako se zatvaranje zasuna dogodi u vremenu

t

H je tlak urokovan vodnim udarom (jednadba je primjenjiva za sluajeve brzog zatvaranja zasuna

(t=2L/C).

Zakljuuje se:

- veliina vodnog udara ovisi o duljini cjevovoda, ali ne ovisi o brzini vodnog vala (C)

- uinak vodnog udara moe se ublaiti poveanjem vremena zatvaranja zasuna

- djelovanje sporog zatvaranja zasuna mogue je nadomjestiti ugradbom odgovarajue vodne

komore ili slinih ureaja na cjevovod

Ako je vrijeme zatvaranja zasuna tz2L/C, tlani val dostie zasun prije njegova potpuna zatvaranja

zatvaranje je sporo pa kod povratnog vala odreena koliina vode protjee kroz otvor zasuna, to

uzrokuje promjenu strujnica tlanog vala.

11.3. Proraun vodnog udara prema ukovskom

Povienje tlaka uslijed pojave vodnog udara ukovski je prikazao jednadbom:

Dp ukupni tlak uslijed vodnog udara (kg/cm2)

r- gustoa elastine sredine (kgs2/m4)

v0 - brzina tekuine (m/s)

K modul volumena (kg/cm2)

R polumjer cijevi (mm)

- debljina stijenke cijevi (mm)

Ep modul elastinosti materijala cijevi (kg/cm2)

11.4. Ureaji za ublaavanje I suzbijanje vodnog udara

Nepoeljne velike promjene tlaka prouzroene brzim promjenama koliine protoka potrebno je ublaiti

ili sprijeiti. U tu svrhu primjenjuju se razne tehnologije i ureaji, kao primjerice:

- polaganije zatvaranje zasuna, to znai da e se nii tlak postii s upola manjom brzinom

zatvaranja

- poveanje inercije crpke, tj. Vrijeme zaustavljanja crpke moe se produiti ugradbom posebnog

zamanjaka izmeu crpke i elektromotora

- tlani zrani kotao komprimirani zrak u tlanom kotlu koji je prikljuen na tlani cjevovod

amortizira vodni udar

- otvorene vodne komore djeluju kao prekidne komore I omguuju da se postupno ustale uvjeti

protoka

- posebni zasuni za isputanje vika vode iz cjevovoda

- zrani usisni ventili omoguuju da se dovede zrak u sluaju pada tlaka u cjevovodu

- tlani kotlovi za podravanje tlaka

- zasuni s programiranim vremenom zatvaranja

- itd. Itd.

12. SUSTAVI OPSKRBE VODOM OSNOVE

DIMENZIONIRANJA

Magistralni cijevni vodovi obuhvaaju:

a) sustav glavnih dovodnih cijevnih vodova

b) glavni opskrbni cijevni vodovod

Postupak dimenzioniranja magistralnih cjevoda obiljeavaju:

a) protona koliina (Q l/s)

b) pogonski tlak (Hm)

Glavni dovodni cjevovod:

- Povezuje izvorie s glavnom opskrbnom vodospremom, njime protjee koliina koja

u tijeku dana obiljeava maksimalnu dnevnu koliinu

K1 koeficijent neravnomjernosti potronje u tijeku dana u odnosu na srednju

dnevnu protronju Qsr

(1,1 K1 2,0)

Mk brojnost stanovnitva

- Pogonski tlak odreuje visinska geodetska razlika izmeu razine vode u zahvatu i u

glavnoj opskrbnoj vodospremi te hidrauliki gubici tijekom dovoda vode.

Glavni opskrbni cjevovod:

- Dimenzije cjevovoda odreuje se prema maksimalnoj satnoj potronji kao funkciji

maksimalne dnevne potronje:

- Koeficijent neravnomjernosti potronje se izraava veliinom 1,5 K2 2,4.

- Pogonski tlak u cjevovodu osigurava visinska lokacija vodospremen u odnosu na

sustav raspodjele vode i hidraulike uvjete koje sustav mora udovoljiti u odnosu na

koliine, opskrbni tlak i protupoarnu zatitu.

Dimenzioniranje sustava:

Gravitacijski sustav gravitacijski dovod i gravitacijska raspodjela opskrbne koliine

Kombinirani sustav opskrbe vodom

a) vodosprema ispred mjesta potronje

- crpna stanica u sklopu zahvata, sa zadaom da potrebnu koliinu vode Qmax/d digne na

razinu zahtjeva glavne vodospremen, pa glavni dovodni cjevovod poprima obiljeje

tlanog cjevovoda

- tlanim cjevnim vodom protjee koliina Qmax/d izraena u jedininom protoku koja

ovisi o radnom vremenu crpne stanice Tcr (pogon crpne stanice tijekom dana traje 8,

16, 24 sata pa otuda i koliine mjerodavne za dimenzioniranje tlanog cjevovoda)

- Dimenzioniranje ostalih dijelova opskrbnog sustava provodi se kao u sluaju

gravitacijskog sustava

b) vodosprema iza mjesta potronje:

1. varijanta: crpna stanica vodosprema mjesto potrnje povezano je jednim cjevovodom

- Dionica 1: (zahvat poetak mjesta potronje) cjevovod djeluje kao tlani

- Dionica 3: tlani cjevovod na prolazu kroz naselje (cjevovod sustava raspodjele).

Mjerodavna koliina Qmax/h. Razlika izmeu maksimalne satne potronje i koliine

crpljene koliine nadoknauju se dotokom iz vodospreme.

- Dionica 2: (opskrbi sustav vodosprema) mjerodavni protok za dimenzioniranje

odnosi se na koliinu crpljenja ili maksimalnu satnu potronju

2. varijanta:

- Tlani cjevni vod 1 (crpilite vodosprema) iskljuivo djeluje kao tlani dovodni

cjevovod.

- Cjevovod 2 (vodosprema- opskrbno podruje ) djeluje kao glavni opskrbni cjevni vod

dimnzioniran sa Qmax/h

- Cjevovod 3 sastavni je dio opskrbnog sustava u mjestu potronje pa se

dimenzioniranje odreuje u skladu s njegovom ulogom u sastavu raspodjele vode

c) sustav opskrbe vodom naselja u ravniarskom kraju

1. varijanta:

- Opskrbna koliina zahvata crpi se u todotoranj iz kojeg se rasprostire potroaima.

- Cijvni vod, crpna stanica vodotoranj = glavni dovodni cjevovod (1)

- Vodosprema izlazni glavni opskrbni cjevovod (2) koji se stapa s opskrbnim

sustavom naselja

2. varijanta:

- Tlani cijevni vod na drugoj dionici crpna stanica naselje vodotoranj djeluje kao

glavni dovodni cjevovod, a na podruju opskrbnog podruja poprima obiljeja

opskrbnog sustava

3. Poseban sluaj: vodosprema podno vodotornja (nastaju tri stupnja opskrbe vodom s dvije

crpne stanice i tri opskrna cjevovoda)

- Cjevni vod 1: crpna stanica 1 vodospema 1

- Cjevni vod 2: vodosprema 1 vodosprema 2

- Cjevni vod 3: vodotoranj opskrbno podruje Qmax/h

Kondicioniranje vode u sklopu sustava opskrbe

- Ureaj za kondicioniranje uvijek je smjeten izmeu zahvata i sustava opskrbe

(dvoetaa)

- 1. Etaa: postupak izmeu zahvata i ureaja (niskotlani sustav)

- 2. Etaa: sustav isporuke kondicioniranja (visokotlani sustav

Viezonska opskrba vodom

- Opskrba vodom stanovnitva naselja izgraenih u skladu s konfiguracijom terena

Ekonomske brzine u postupku dimenzioniranja glavnih cjevovoda

13. CIJEVI

Cijevi za vodoopskrbu moraju zadovoljavati propisane zahtjeve glede: vrstoe, trajnosti,

otpornosti protiv korozije i bez posebnih utjecaja na kakvou vode

Vrste cijevi prema materijalu:

- Lijevanoeljezne (sivi lijev)

- Od nodularnog lijeva - duktilne

- eline

- Azbestcementne

- Od prednapregnutog betona

- Armiranobetonske

- PVC

- Poliester

- Polietilen (niske, srednje i visoke vrstoe)

Lijevanoeljezne cijevi

Za proizvodnju se koristi sivi eljezni lijev (mjeavina eljeza i oko 3% ugljika), i najee se

proizvodi postupkom centrifugalnog lijevanja u metalnim kalupima.

Duina: 3-6 m ; Promjer: 80 - 1200 mm, Tlak: 10-20 bar (3 kategorije: 10, 12.5, 15)

Osnovna svojstva: krte, teke za dopremu i rukovanje, ali visoka antikorozivna otpornost (dug vijek

trajanja). Unutarnja i vanjska zatita bitumenskim premazom zbog agresivnosti vode i tla.

Hidrauliki gledano spadaju u kategoriju s visokim koef. hrapavosti.

Spajanje:

Spoj na naglavak: jedna cijev se krajem uvlai u drugu iji je jedan kraj proiren i oblikovan u

naglavak

- Brtvljenje: a) kudeljom i olovom

- b) gumenim prstenom koji je uvren eljeznim prstenom s navojem

- c) prstenom vezanim za naglavak vijkom

- d) gumeni prsten u posebnom lijebu u naglavku cijevi

Spoj sa prirubnicom: kad krajevi cijevi zavravaju prirubnicima s odreenim brojem otvora za vijke

(br. otvora tj. vijaka ovisi o tlaku u cijevi), izmeu se ugrauje brtvilo od gume. Spojevi su podloni

koroziji potrebna zatita (npr. bitumenski premaz)

Duktilne cijevi (cijevi od nodularnog lijeva)

Sivom lijevu se dodaje mala koliina magnezija koji poboljava strukturu materijala cijevi i

sprjeava mogua oteenja koja nastaju kod obinih lijevanoeljeznih.

Dodavanje magnezij poveava: kovkost i otpor na vlane sile lijev postaje kovak - duktilan.

Potisnute su ljevanoeljezne cijevi s trita

Promjer: 60 -1800 mm ; Duljina: 6,0 m ; Tlakovi: 30 - 40 bara

Zatita: ovisno o korozivnosti tla i agresivnsti vode (od stadardne obloge bitumenom za lako

korozivna tla, do posebnih poliuretanskih obloga za jako korozivna tla)

Spajanje: osim kao LJ na naglavak i prirubnicu, posebna vrsta spoja duktilnih cijevi na naglavak -

titon spojevi

eline cijevi

-proizvode se kao beavne ili avne (poduno ili spiralno varene)

Beavne

- malog promjera: - " - 3 - L=3-6m - pocinane cijevi za prikljuene cijevovode i kune

instalacije ; zatita samo izvana bit.premazima, jutom, ili plastinim trakama

- velikog promjera: promjer do 600mm, za visokotlane cjevovode, duljina do 16m

avne - od elinih limova koji se reu, oblikuju i spajaju podunim ili spiralnim varenjem

- promjer do D=2000 mm iznimno 4000 mm, L=6-16m (najee 8m), tlakovi do 20 bara

Dimenzioniranje el. Cijevi - proraunava se debljina stijenke. Proraunata vrijednost usporeuje

se s debljinama na tritu, a kod velikih profila dodatna provjera na vanjsko optereenje (nadsloj

zemlje, promet)

Spajanje: beavne s posebnom spojnicom s unutarnji navojem koji obuhvaa vanjske navoje

krajeva cijevi, a avne cijevi pomou vara kao na slici.

Prednosti: rel. mala teina, laka obrada, visoka mehanika vrstoa, otporne na udar, preuzimanje

momenta savijanja, manji broj spojeva

Nedostaci: slaba otpornost na koroziju posebice kod vrlo agresivnih voda i tala, sloena izvedba

zatite

Unutarnja zatita: bitumenskim premazom, u sluaju agresivnih voda pojaanje cementnim

mortom ili plastificiranje

Vanjska zatita: ovisno o vrsti tla, jedan ili vie naizmjeninih slojeva bit. mase i staklene vune,

zavrni sloj premazuje se vapnom. U iznimnim sluajevima sloj plastinih masa.

Posebne vrste zatite: postupcima negativne polarizacije, razlikujemo galvansku i katodnu zatitu.

a) GALVANSKA ZATITA - spojiti cjevovod na vanjski izvor jednosmjerne struje, negativni pol

sa cjevovodom, a pozitivni s anodama (od grafita) ugraenim u tlu

a) KATODNA ZATITA - kada se pojavi razlika potencijala na povrini cjevovoda i tada struja

tee od anodne do katodne povrine cjevovoda. Na anodnom mjestu metal oksidira i

prelazi u ionski rastvor a katodna povrina ne oksidira. Na tome se temelji katodna

polarizacija u svrhu zatite od korozije. Spajanje s vanjskim izvorom jednosmjerne struje

(negativni pol na cijev, pozitivni na anode ukopane u tlo - grafit, stare eline cijevi). Pri

projektiranju zatite potrebno poznavati svojstva tla.

Cijevi od prednapregnutog betona (armiranobetonske cijevi)

Proizvodnja: a) spiralnim namotajem od prednapregnute eline mree oko valjkaste jezgre b)

koritenjem posebnih vertikalnih kalupa s prethodno napregnutom podunom ispiralnom

armaturom uz vibriranje i centrifugiranje

Promjer: 400-1800 mm ; tlakovi: do 30 bara ; duljina: 6,0 m

Zatita: bitumenskim ili epoksidnim premazima, ponekad katodna zatita

Spajanje:

a) Cijevi iz prednapregnutog betona, spoj elini kolak - gumena brtva

b) AB cijevi, spoj elini kolak - gumena brtva

c) AB tlane cijevi, spoj elini prsten - gumena brtva

Cijevi iz sintetikih materijala

PVC (polivinikloridne cijevi) -izrada od mjeavine polivinilkloridnog polimera

Promjer: 60-600 mm ; Duljina: 6 m ; Tlak: PN 9 bara, PN 12 bara, PN 15 bara

Polietilenske cijevi (PE)

- Niske gustoe (LDPE), srednje gustoe (MDPE), visoke gustoe (HDPE)

- Promjer: 60-600 mm (HDPE 100-300 mm) ; Tlakovi: 6 i 9 bara (HDPE 10 i 12 bara)

SPAJANJE PLASTINIH CIJEVI

1) Sa spojnicom od plastine mase (promjeri do 60 mm), 2) spoj s prirubnicama od lijevanog

eljeza, 3) spojnica od mesinga u obliku naglavka, zavarivanje, 4) tupi var sa zagrijavanjem

ela cijevi, 5) spajanje polietilenskim elektrodama

Poliesterske cijevi

- Rade se od poliestera armiranog vlaknima stakla

- 2 tehnologije proizvodnje: namatanjem i centrifugiranjem

- Posebna vrsta - poliester + staklena vlakanca + kvarcni pijesak

- Promjer: do 2000 mm ; Duljine: 6 i 12 m

- Spajanje: a) eoni spoj, b) spoj na preklop c) spoj s prirubnicom

Prednosti i nedostaci cijevi iz sintetikih materijala

- Prednosti: lagane, male hrapavosti, nisu podlone inkrustaciji, laka obrada, postojanost na

koroziju, mala provodljivost topline

- Nedostaci: promjenom temperature i starenjem opada vrstoa, osjetljive na zasjekotine,

visoki koeficijenti istezanj pri temperaturnim promjenama, mala nosivost, laka zapaljivost

PE cijevi

Azbestcementne cijevi* (azbest - kancerogeni materijal, zabranjena proizvodnja cijevi, tko hoe

nek proita al i Generalni Direktor ih je samo spomenuo)

- Proizvode se od mjeavine cementa i azbestnih vlakanaca

- Prednosti: mala provodljivost topline, postojanost na koroziju i inkrustaciju, otpornst na

djelovanje lutajuih struja, lako podravanje glatkoe protjecajnog profila tijekom rada

- Nedostaci: krtost, lomnost, iziskuju paljivo rukovanje pri prijevozu, prijenosu, i ugradnji,

polaganje na to ravnomjerniju podlogu (pjeana)

- Zatita bitumenskim premazima ako se ugrauju u kisela tla

- Promjer: 50-1000 mm (iznimno 1500 mm), duljina ovisna o promjeru (3,20 ili 5,00 m)

- Spajanje pomou spojnica: Gibault-spojnica, spojnica vitlak