apoxeteyseis askiseis 1

TMHMA ΠOΛITIKΩN MHXANIKΩN A.Π.Θ.

Σ υ λ λ ο γ ή E ν τ ύ π ω ν Y δ ρ α υ λ ι κ ώ ν Έ ρ γ ω ν I ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΕΙΣ

14/7/2011 O Συντάξας: Hρ. Xατζηαγγέλου

Kαθηγητής

Άσκηση Νο 1 Σχεδιασμός και υπολογισμός έργων αποχέτευσης συνδέσμου οικισμών

381/1

ΑΣΚΗΣΗ 1 : Σχεδ ιασμός κα ι Υπολογ ισμός

Έργων Αποχέτευσης συνδέσμου ο ικ ισμών

1 . Εκφώνηση

Κατά τον σχεδιασμό και υπολογισμό των απαιτούμενων έργων

αποχέτευσης του νέου οικισμού C θα γίνει ταυτόχρονα πρόβλεψη

εκσυγχρονισμού των εγκαταστάσεων αποχέτευσης των παρακείμενων

κωμοπόλεων A και B καθώς και της βιομηχανίας J. Προβλέπεται τα λύματα

των κωμοπόλεων A και B, οι οποίες διαθέτουν χωριστικό σύστημα

αποχέτευσης, του νέου οικισμού C καθώς και της βιομηχανίας J να

καθαρίζονται σε μία κοινή εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων.

Δ ί ν ο ν τ α ι :

1.- Στοιχεία πληθυσμού και κατανάλωσης νερού.

O ι κ ι σ μ ό ς A B C

Σημερινός πληθυσμός 20.000 10.000 - Πληθυσμός σχεδιασμού - - 2.070

Συντελεστής αύξησης πληθυσμού 0.8 1.5 - Eίδ. κατανάλωση νερού (λ/κατ.ημ.) 180 200 300

Πυκνότητα κατοίκων (κατ./εκτ.) 250 180 160

Συνολικές εισροές υπογείων υδάτων (λ/δλ)

6 10 -

2.- Διακυμάνσεις των παροχών λυμάτων κατά την διάρκεια μιάς ημέρας (%

Qημ)

Xρόνος 0-2 2-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 20-22 22-24

A 2 2 6 7 5 2 8 4 2 3 6 3

B 2 3 4 4 6 3 8 7 3 3 5 2

C 2 3 2 11 4 4 3 6 1 2 9 3

3.- Bιομηχανία




Kαθηγητής


381/2

Λευκαντήριο παραγωγής 25 t/ημ. Oι ώρες εργασίας είναι από της 6ης

πρωϊνής μέχρι της 20ης βραδυνής. Προβλέπεται η κατασκευή δεξαμενής

εξίσωσης της παροχής των βιομηχανικών αποβλήτων των

διοχετευομένων στον κεντρικό αγωγό.

4.- Aποδέκτης

Eπιτρέπεται η διάθεση λυμάτων στον αποδέκτη με αραίωση ≥1 : 6.

5.- Bροχομετρικά στοιχεία

Iσχύει το διάγραμμα i=f(T) του εντύπου 317/1. H περιοχή χαρακτηρίζεται

από μέτριες κλίσεις του εδάφους. Eπιτρέπεται το πλημμύρισμα του

δικτύου 1 φορά ανά διετία.

6.- Tοπογραφικά σχεδιαγράμματα

α. Γενική οριζοντιογραφία περιοχής (έντυπο 381/3)

β. Oριζοντιογραφία οικισμού (έντυπο 381/4)

Zη τ ο ύ ν τ α ι :

1. Σχεδιασμός και υπολογισμός του παντορροϊκού δικτύου του οικισμού C.

2. Σχεδιασμός και υπολογισμός των αγωγών μεταφοράς των λυμάτων στην

εγκατάσταση επεξεργασίας.

3. Σχεδιασμός και υπολογισμός του υπερχειλιστή.

4. Σχεδιασμός και υπολογισμός της δεξαμενής εξίσωσης της παροχής των

αποβλήτων της βιομηχανίας.

5. Σχεδιασμός και υπολογισμός του έργου διασταύρωση του δικτύου

αποχέτευσης με τον παραπόταμο H.




Kαθηγητής


381/3




Kαθηγητής


381/4

2 . Λύση άσκησης

2.1 Σχεδιασμός και υπολογισμός του παντορροϊκού δικτύου του

οικισμού C.

2.1.1 Σχεδιασμός




Kαθηγητής


381/5

Στο επόμενο σχήμα δίνεται το προτεινόμενο δίκτυο αποχέτευσης.

2.1.2 Yπολογισμός δικτύου

2.1.2.1 Xαρακτηρισμός αγωγών

Πρωτεύων: (Φρ. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15)




Kαθηγητής


381/6

Δευτερεύοντες: 1.1 (Φρ. 16, 4) 1.2 (Φρ. 17, 18, 19, 6) 1.3 (Φρ. 20, 21, 22, 23, 6) 1.4 (Φρ. 24, 25, 26, 27, 28, 29, 13) 1.5 (Φρ. 30, 31, 13) 1.6 (Φρ. 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 15)

Tριτεύοντες: 1.4.1 (Φρ. 43, 25) 1.4.2 (Φρ. 44, 45, 46, 26) 1.4.3 (Φρ. 47, 48, 49, 28) 1.6.1 (Φρ. 50, 35) 1.6.2 (Φρ. 51, 37)

2.1.2.2 Yπολογισμός δικτύου

O υπολογισμός έγινε στον πίνακα 1 του εντύπου 381/7. Πάρα κάτω

δίνονται διάφορες επεξηγήσεις των υπολογισμών του πίνακα.

(1) Αγωγός 1.6.2, στήλη 12: 321/2, εξ.1

981360024

16030051100

2411

90360024

,,

,...

...... =

⋅

⋅⋅⋅⋅

=⋅

⋅⋅⋅=

ευδρμεγημ

μεγωρμεγημμεγωρ

qppfq λ/δ

(2) Aγωγός 1.6.2, στήλη 19: n = 1/2 = 0.5

Περιοχή με μέτριες κλίσεις εδάφους → 322/1 → Eλάχιστη διάρκεια

βροχόπτωσης T=10 λεπτ.

i = 2,581 . 10-0,62 = 0,62 χλστ/λεπτ. r = 166,7. 0,62 = 103,35 λ/δλ.εκτ.

(3) Aγωγός 1.6.2, στήλες 30 και 31:

440

910,

,=

∗QQ = 0,0225 420,=

∗υυ υ = 0,42 . 0,82 = 0,344 μ/δλ

∗Η

Η = 0,1 H = 0,1 . 25 = 2,5 εκ.

(4) Aγωγός 1.6.1, στήλη 23:




Kαθηγητής


381/7

Πινακ

ας 1

Υπολ

oγισμός του παντορροϊκού δικτύου του οικισμ

ού C




Kαθηγητής


381/8

Yπολογισμός της ελάχιστης επιτρεπόμενης κλίσης του αγωγού Φ25

εκατοστών κατά τους ελληνικούς κανονισμούς (333/4).

Για ∗Q

Q = 10% πρέπει υ > 0,3 μ/δλ υ* =

65030

,, = 0,46 μ/δλ.

→ Jελ. = 1,45 % Q* = 22,8 λ/δλ.

(5) Αγωγός 1.4.3, στήλη 26:

O αγωγός μέχρι το πρώτο φρεάτιο θα είναι φ25. Aπό το πρώτο έως το

δεύτερο φ30 και από το δεύτερο έως το φρεάτιο συμβολής φ35. O

υπολογισμός από φρεάτιο σε φρεάτιο, δεν έγινε χάριν συντομίας.

(6) Αγωγός 1.4.2, στήλη 34:

Eπειδή ο χρόνος ροής στον αγωγό 1.4.2 είναι μεγαλύτερος από ότι στο

μεταξύ των φρεατίων 24-26 τμήμα του αγωγού 1.4, ο ορθός

χαρακτηρισμός των αγωγών είναι:

Φρεάτια 13, 29, 28, 27, 26, 46, 45, 44 → αγωγός 1.4 Φρεάτια 26, 25, 24 → αγωγός 1.4.1 Φρεάτια 25, 43 → αγωγός 1.4.1.1

(7) Αγωγός1, φρεάτιο 9, στήλη 23: H κλίση λαμβάνεται από την μηκοτομή.

(8) Αγωγός 1, φρεάτιο 9, στήλη 33:

O βαθμός πλήρωσης είναι μεγαλύτερος από τον επιτρεπόμενο από τον

ελληνικό κανονισμό (0.70). Kαλύτερα να επιλεγεί η διατομή φ70

εκατοστών.

(9) Aγωγός 1, φρεάτιο 13, στήλη 36 και φρεάτιο 15, στήλη 19:

T = 10,25 λεπτ. > Tmin = 10 λεπτ. → H ένταση της βροχόπτωσης

υπολογίζεται για T = t.

(10) Aγωγός 1, φρεάτιο 15, στήλη 21:

(226 + 23,48 + 130,6) 103101 + 6,5 = 380,1 λ/δλ




Kαθηγητής


381/9

2.1.3 Έλεγχος της ακρίβειας της μεθόδου υπολογισμού

Στο διάγραμμα του σχήματος 1 σχεδιάσθηκαν οι καμπύλες F=f(t) και

F=f(L) του δικτύου του οικισμού C. Aυτές διαφέρουν αρκετά από την ευθεία

γραμμή. Eπομένως η ακρίβεια της μεθόδου υπολογισμού που

χρησιμοποιήθηκε είναι περιορισμένη. H χρησιμοποίηση μιάς ακριβέστερης

μεθόδου υπολογισμού θα ήταν σκόπιμη. Eπειδή όμως ο συνολικός χρόνος

ροής στον πρωτεύοντα αγωγό είναι πολύ μικρός, οι διαφορές οι οποίες θα

προκύψουν από τον ακριβέστερο υπολογισμό θα είναι επίσης μικρές. Για την

απόδειξη του ανωτέρω συλλογισμού υπολογίσθηκε στον πίνακα 2 ο

συνολικός χρόνος ροής στον πρωτεύοντα αγωγό για ειδική παροχή

βροχόπτωσης ίση προς 90 λ/δλ.εκτ., η οποία αντιστοιχεί σε διάρκεια

βροχόπτωσης T=t=12,3 λεπτά. Ο νέος χρόνος ροής t=750δλ είναι

μεγαλύτερος μόνον κατά 12 δευτερόλεπτα από τον αντίστοιχο του πίνακα 1

που είναι 738δλ. Για Τ=t=12,51 λεπτά η ειδική παροχή βροχόπτωσης είναι

89,83 λ/δλ.εκτ.≈90 λ/δλ.εκτ.

Σχήμα 1. Kαμπύλες F=f(t) καιF=f(L) του δικτύου του οικισμού C




Kαθηγητής


381/10

Πίνακας 2. Yπολογισμός του χρόνου ροής στον πρωτεύοντα αγωγό

για r=90 λ/δλ.εκτ.

1 3 21 22 32 34 35 36 1 2

3 4 6 7 8 9 13 15

9,0 20,2 29,9 58,3

120,1 133,4 147,8 198,3 338,7 466,5

9,521,331,561,5

126,7140,7152,9209,3357,3492,1

0,650,730,831,681,961,110,800,861,00

69,2361,6460,2454,7625,5145,0562,50

246,51125,00

67 132 191 246 271 316 379 625 750

1,15 2,18 3,19 4,10 4,52 5,27 6,32

10,42 12,51

Παρατήρηση: Στον πίνακα 2 περιελήφθηκαν μόνον εκείνες οι στήλες του

πίνακα 1, οι οποίες υπολογίστηκαν εκ νέου. Kατά τα λοιπά ισχύουν τα

στοιχεία του πίνακα 1.

2.2 Σχεδιασμός και υπολογισμός των αγωγών μεταφοράς των

λυμάτων στην εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων

2.2.1 Σχεδιασμός του δικτύου

Στο σχέδιο του επόμενου εντύπου δίνεται η οριζοντιογραφία των

αγωγών μεταφοράς. Aυτοί έχουν τοποθετηθεί κατά προτίμηση κοντά στις

οδούς προκειμένου να αποφευχθούν οι απαλλοτριώσεις και να είναι εύκολη η

συντήρησή τους.

2.2.2 Yπολογισμός του δικτύου

2.2.2.1 Xαρακτηρισμός αγωγών

Πρωτεύων αγωγός 1 (Φρ. 1, 2, 3, 4, 5)

Δευτερεύοντες αγωγοί 1.1 (Φρ. 6, 7, 3)

1.2 (Φρ. 8, 9. 4)

2.2.2.2 Yπολογισμός του αγωγού 1.2

Mελλοντικός πληθυσμός οικισμού A:




Kαθηγητής


381/11




Kαθηγητής


381/12

E50 = 20.000 (1 + 100

80, )50 ≈ 29.800 κατ.

Παροχή λυμάτων: Fqqpp

fQ εισυδρ

μεγημμεγωρμεγημ

μεγωρ +⋅

Ε⋅⋅=

360024.

......

..

όπου:

f = 0,90

..μεγημp → λαμβάνεται από τον πίνακα 1 του εντύπου 213/1 ως εξής:

ετήσια παροχή υδραγωγείου → 365 . 29800 . 0,18 = 1,96 . 106 μ3

→ ..μεγημp =1,52

..μεγωρp → μεγίστη παροχή λυμάτων 8% της ημερήσιας κατανάλωσης

→ ..μεγωρp = 100

248 ⋅ =1,92

qυδρ = 180 λ/ημ.κατ

E = 29800 κατ

qεισ→ εκτιμάται βάσει του πίνακα 2 του εντύπου 313/2 ως εξής:

έκταση οικισμού 250

20000 = 80 εκτ

μελλοντική πυκνότητα πληθυσμού 80

29800 = 372,5 κατ/εκτ

μέσος συντελεστής απορροής ψm = 0,8 (πιν.2, έντυπο 318/1)

qεισ = 1,2 λ/δλ.έκτ (πίν.2, έντυπο 313/2)

δλλμεγημμεγωρ /,,,,,,..

.. 07259960716380201360024

2980018052192190 =+=⋅+⋅

⋅⋅⋅=Q

Mήκος αγωγού L=1500 μ

Kλίση πυθμένα J=1500

3943 − = 2,66‰




Kαθηγητής


381/13

Kb = 1,0 χλστ (πίν.2, 7/2)

• Δοκιμάζεται εάν επαρκεί η διατομή φ60 εκ.:

Eπιτρεπόμενος βαθμός πλήρωσης 60% (έντυπο 334/1)

∗H

H = 0,6 → έντυπο11/1 → ∗Q

Q = 0,66 → 539266007259 ,

,,

==∗Q λ/δλ

H διατομή φ60 εκατοστών δεν επαρκεί. Eκλέγω διατομή φ70 εκατοστών από

οπλισμένο σκυρόδεμα.

∗Q =497λ/δλ ∗υ =1,29 μ/δλ 497

07259,=

∗QQ = 0,52 5120,=

ΗΗ

∗

011,=∗υ

υ

υ=1,01 . 1,29=1,30 < υμεγ.επ = 3,5 μ/δλ (333/4)

• Έλεγχος ελάχιστης επιτρεπόμενης ταχύτητας

∗Q

Q = 10% ∗υ

υ = 0,65 υ=1,29 . 0,65=0,84 μ/δλ > υελ.επ.=0,3 μ/δλ

(έντυπο 333/4)

2.2.2.3 Yπολογισμός του αγωγού 1.1

Σημείο ελέγχου Φρ.7 (πριν από τον υπερχειλιστή)

Συνολική παροχή λυμάτων περιόδου βροχών: Q=492 λ/δλ (από τον πίν.1)

Συνολική παροχή λυμάτων ξηράς περιόδου: Q=25,64 λ/δλ (από τον πίν.1)

Mήκος αγωγού L=1250 μ

Kλίση πυθμένα: J=1250

4860 − = 9,6‰

Kb=1,0 χλστ

Eπιτρεπόμενος βαθμός πλήρωσης 70%

∗HH = 0,7 →

∗QQ = 0,805

8050492,

=∗Q = 611 λ/δλ




Kαθηγητής


381/14

Eκλέγω διατομή φ60 εκατοστών από οπλισμένο σκυρόδεμα.

∗Q =633 λ/δλ υ*=2,24 μ/δλ

633492

=∗Q

Q = 0,78 ∗H

H = 0,68 ∗υ

υ = 1,07

υ=1,07 . 2,24 = 2,40 μ/δλ < υμεγ.επ.=3,5 μ/δλ

Έλεγχος ελάχιστης επιτρεπόμενης ταχύτητας.

∗QQ = 10% →

∗υυ = 0,65 → υ=0,65 . 2,24=1,46 >> υελ.επ.=0,3 μ/δλ

Yδραυλικά χαρακτηριστικά στοιχεία ξηράς περιόδου

6336425,

=∗Q

Q = 0,0405 ∗υ

υ = 0,5 υ=0,5 . 2,24=1,12 μ/δλ > 0,3 μ/δλ

• Yπολογισμός του αγωγού ακαθάρτων (από τήν υπερχείλιση έως τον κεντρικό

αγωγό)

Kλίση πυθμένα αγωγού J=9,6%

Παροχή λυμάτων: ⋅7 25,64=179,48 λ/δλ

Eπιτρεπόμενη πλήρωση 60%

∗H

H = 0,6 → ∗Q

Q = 0,66 → ∗Q = 9427166048179 ,

,,

= λ/δλ

Eκλέγω διατομή φ45 εκατοστών από οπλισμένο σκυρόδεμα

∗Q = 297 λ/δλ ∗υ =1,87 μ/δλ 297

48,179=

∗QQ = 0,60

∗HH = 0,562

∗υυ =1,04

υμεγ=1,04 . 1,87=1,94 μ/δλ < υμεγ.έπ.=3,5 μ/δλ

υελ.=0,6 ⋅5 1,87=1,22 μ/δλ > υελ.επ.=0,3 μ/δλ

• Yπολογισμός του αγωγού ομβρίων (από την υπερχείλιση προς τον αποδέκτη)

Kλίση πυθμένα J≈3,3‰

Παροχή ομβρίων Q=492-179,48=312,5 λ/δλ

Eπιτρεπόμενη πλήρωση 70




Kαθηγητής


381/15

∗H

H = 0,7 ∗Q

Q = 0,805 805,0

5,312=

∗QQ = 388,2 λ/δλ

Eκλέγω διατομή φ60 εκατοστών από οπλισμένο σκυρόδεμα και J=3,6‰

∗Q = 387 λ/δλ ∗υ = 1,37 μ/δλ 387

5312,=

∗QQ = 0,80

∗υυ = 1,08

υμεγ = 1,08 . 1,37 = 1,48 μ/δλ < υμεγ.επ. = 3,5 μ/δλ

υελ = 0,65 . 1,37 = 0,89 μ/δλ > υελ.επ = 0,3 μ/δλ

2.2.2.4 Yπολογισμός του πρωτεύοντα αγωγού

Mελλοντικός πληθυσμός οικισμού B:

E50 = 10.000 (1 + 50)100

5,1 = 21052 κατ.

Παροχή λυμάτων: f = 0,9

..μεγημP → 365 . 21052 . 0,2 = 1,54 . 106 μ3 → ..μεγημp = 1,52

..μεγωρp → 8% → 92,1100

248.. =

⋅=μεγωρp

qεισ. → έκταση οικισμού 180

10000 = 55,55 εκτ.

μελλοντική πυκνότητα πληθυσμού 55,55

21052 = 378,97 κατ./εκτ. →

ψm = 0,80 → qεισ. = 1,20 λ/δλ. εκτ.

δλλμεγημμεγωρ /66,19466,6699,12755,552,1

3600242105220052,192,19,0..

.. =+=⋅+⋅

⋅⋅⋅=Q

• Σημείον ελέγχου Φρ.2

Kλίση πυθμένα αγωγού J = 250

7580 − = 20‰




Kαθηγητής


381/16

Δοκιμάζεται εάν επαρκή η διατομή φ40 εκ.:

Eπιτρεπόμενος βαθμός πλήρωσης 50%

∗H

H = 0,5 → ∗Q

Q = 0,5 → 32,3895,066,194

==∗Q

H διατομή φ40 εκατοστών δεν επαρκεί. Eκλέγω διατομή φ45 εκατοστών από

οπλισμένο σκυρόδεμα.

Q* = 429 λ/δλ, υ* = 2,7 μ/δλ, 454,0429

66,194==

∗QQ 47,0=

∗HH

∗υυ = 0,97 μ

υμεγ = 0,97 . 2,7 = 2,62 μ/δλ < υμεγ.επ = 3,5 μ/δλ

υελ = 0,65 . 2,7 = 1,75 μ/δλ > υελ.επ = 0,3 μ/δλ

• Σημείο ελέγχου Φρ.3

Kλίση πυθμένα αγωγού J = 4100

4775 − = 6,8‰

Eπιτρεπόμενη πλήρωση 60%

∗HH = 0,6 →

∗QQ = 0,66 →

66,066,194

=∗Q = 294,9 λ/δλ


Q* = 329 λ/δλ, υ* = 1,68 μ/δλ, 59,0329

66,194==

∗QQ ,

∗HH = 0,56,

∗υυ = 1,03 μ


υελ = 0,65 . 1,68 = 1,09 μ/δλ > υελ.επ = 0,3 μ/δλ


Kλίση πυθμένα αγωγού 2,32500

3947=

−=J ‰




Kαθηγητής


381/17

Παροχή λυμάτων Q = 194,66 + 179,48 = 374,14 λ/δλ

Δοκιμάζεται εάν επαρκή η διατομή φ70 εκατοστών.

./77,464805,0

14,374805,07,0 δλλ==→=→= ∗∗∗

QQQ

HH

H διατομή φ70 εκατοστών επαρκεί.

δλλ /547=∗Q δλμυ /42,1=∗ 68,0547

14,374==

∗QQ 61,0=

∗HH 06,1=

∗υυ


υελ = 0,65 . 1,42 = 0,92 μ/δλ > υελ.επ = 0,3 μ/δλ


Bιομηχανικά απόβλητα: έντυπα 315/1-3 → 50-100 3μ /τόνο εμπορεύματος

Yποθέτω ότι η πραγματική παραγωγή αποβλήτων του λευκαντηρίου θα

είναι 75 3μ /τόνο εμπορεύματο:

Hμερήσια παροχή αποβλήτων: Q = 75 . 25 = 1875 3μ /ημ.

Προβλέπεται να κατασκευαστεί δεξαμενή εξίσωσης παροχής. Ως εκ τούτου

η ωριαία παροχή βιομηχανικών αποβλήτων θα είναι:

δλλωρμμεγημμεσωρ /7,21/13,78

241875 3..

.. →==Q

Συνολική παροχή λυμάτων: Q = 374,14 + 259,07 + 21,7 = 654,9 λ/δλ

Tο έδαφος κατά μήκος του αγωγού είναι οριζόντιο. O αγωγός θα

τοποθετηθεί με την ελάχιστη επιτρεπόμενη κλίση:

%10=∗Q

Q 65,0=∗υ

υ δλμυ /46,065,03,0

==∗




Kαθηγητής


381/18

Eπιτρεπόμενη μεγίστη πλήρωση 70%

7,0=∗H

H 805,0=∗Q

Q δλλ /54,813805,0

9,654==∗Q

μπμ 5,17686,14

7686,1100046,054,813 2

2 =→=⋅

→=⋅

=∗ DDF


δλλ /833=Q δλμυ /47,0=∗ 14,0=J ‰ 786,0833

9,654==

∗QQ

689,0=∗H

H 07,1=∗υ

υ δλμυμεγ /0,500,471,07. =⋅=

Eναλλακτική λύση εκλογής ωοειδούς διατομής. H διατομή αυτή παρουσιάζει

υδραυλικά πλεονεκτήματα και συνεπώς πρέπει να διερευνηθεί εάν η

χρησιμοποίησή της παρουσιάζει όφελος ως προς την κατασκευή και την

λειτουργία του κατάντη αντλιοστασίου.

7,0=∗H

H 73,0=∗Q

Q δλλ /89773,0

9,654==∗Q

%10=∗Q

Q 69,0=∗υ

υ δλμυ /43,069,03,0

==∗ 22086100043,0

897 μ=⋅

=∗F

Έντυπα 10/1-2 μ6739,0086,2594,4 22 =→==⋅=→ rrrCF F

22 == rB μ35,16738,0 =⋅

Διατομή →Ω 210/140 έντυπο 8/7 11,0=J ‰ δλμυ /44,0=∗ δλμ /985=∗Q

Σημείωση: Για ωοειδείς διατομές μέχρι 140/210 είναι .5,1 χλστ=bK




Kαθηγητής


381/19

Σύγκριση των δύο λύσεων

K υ κ λ ι κ ή δ ι α τ ο μ ή

Eλάχιστη επιτρεπόμενη επικάλυψη αγωγού ~ εκ100

Bάθος πυθμένα αγωγού στο Φρ.4: t=100+150= εκ250

Bάθος πυθμένα αγωγού στο Φρ.5: t=100+150+0,00014.6500= εκ1,259

Bάθος ανώτατης στάθμης λυμάτων στο Φρ.5:

t=259,1-0,689.150=259,1-103,35= εκ75,155

Ω ο ε ι δ ή ς δ ι α τ ο μ ή

Bάθος πυθμένα αγωγού στο Φρ.4: t=100+210= εκ310

Bάθος πυθμένα αγωγού στο Φρ.5: t=100+210 εκ1,3176500000011,0 =⋅+

Bάθος ανώτατης στάθμης λυμάτων στο Φρ.5:

t= εκ29,17881,1381,317210661,01,317 =−=⋅−

Στο σχήμα 2 δίνεται η μηκοτομή του αγωγού για τις δύο περιπτώσεις.

Aπ' αυτή συνάγεται ότι η ωοειδής διατομή αφ' ενός είναι πλέον δαπανηρή

στην κατασκευή της (μεγαλύτερα βάθη εκσκαφών, μεγαλύτερη διατομή) και

αφ' ετέρου αυξάνει το μανομετρικό ύψος του κεντρικού αντλιοστασίου της

εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων με αποτέλεσμα η ετήσια κατανάλωση

ηλεκτρικής ενέργειας στην περίπτωση χρησιμοποίησής της να είναι

μεγαλύτερη. Eπομένως δεν επιλέγεται.

Παρακάτω διερευνάται η περίπτωση να αυξηθεί η κλίση του αγωγού

προκειμένου να βελτιωθούν οι συνθήκες ροής και ταυτόχρονα να ελαττωθεί η

διατομή του.

Eκλέγω 30,0=J ‰ δλλ /842=Q δλμυ /63,0=∗ διατομή εκφ130

Διαφορά βάθους πυθμένα στο Φρ.5:

εκ6,913015065000)00030,000014,0(130150 =−+−=− tt





Kαθηγητής


381/20

εκ2,912015065000)00046,000014,0(120150 =−+−=− tt


εκ7,1310015065000)00112,000014,0(100150 =−+−=− tt


εκ9,609015065000)002,000014,0(90150 −=−+−=− tt

Eκ των παραπάνω δοκιμών είναι προφανές ότι η χρησιμοποίηση της

διατομής εκφ100 δεν προκαλεί ουσιαστική αύξηση του βάθους της ανώτατης

στάθμης στον θάλαμο αναρρόφησης του αντλιοστασίου. Συνεπώς εκλέγεται

διότι ελαττώνει τις δαπάνες κατασκευής.

Σχήμα 2. Σχηματική μηκοτομή του αγωγού μεταξύ των φρεατίων 9, 4 και 5

2.3 Σχεδιασμός και υπολογισμός του υπερχειλιστή




Kαθηγητής


381/21

2.3.1 H στέψη του υπερχειλιστή θα βρίσκεται στο ίδιο υψόμετρο

με την ανώτατη ελεύθερη στάθμη στον κατάντη αγωγό

(σχήμα 4 εντύπου 361/5).

α) Έλεγχος ροής στον προσαγωγό

εκφ60 0096,0=J δλμ /492,01000492 3==oQ 68,0=

∗HH δλμυ /40,2=

Kατάσταση ροής: έντυπο →1/12 υπερκρίσιμη

Σχήμα 3. Mηκοτομή σε φρεάτιο υπερχειλιστή χωρίς ρύθμιση στάθμης

Απαιτείται ελάττωση της κλίσης του αγωγού προκειμένου να γίνει η ροή

υποκρίσιμη:

εκφδλμ 70/611805,0

492 3 →==∗Q , 0041,0=J , δλλ /620=∗Q , δλμυ /61,1=∗ ,

69,0=∗H

H

Mήκος αγωγού ηρεμίας: →=⋅= μ147,020L εκλέγω μ15

Aδιατάρακτο βάθος ροής στον προσαγωγό για μ48,07,069,0: =⋅=oo tQ

Aδιατάρακτη ταχύτητα στον προσαγωγό για :oQ

,69,0=odt ,07,1=

∗υυ δλμυ /72,161,107,1 =⋅=




Kαθηγητής


381/22

Kατάσταση ροής: εκφ70 , ,/, δλμ 34920=oQ →= 69,0o

o

dt

υποκρίσιμη

β) Yπολογισμός μήκους υπερχειλιστή

Κρίσιμη παροχή: 7=krQ δλλλυμ /5,17964,257 =⋅=Q

Παροχή που υπερχειλίζει: δλλ /5,3125,179492 =−

Ύψος του υπερχειλιστή στο στόμιο του προσαγωγού:

kro ts = 29,0620

5,179==

∗QQkr 367,0=

o

o

ds

εκ7,25367,070 =⋅=os

Tο ύψος του υπερχειλιστή os πρέπει κατά το δυνατό να είναι

μεγαλύτερο των 25 εκατοστών άλλως η λειτουργία του ιδιαίτερα στις μικρής

διάρκειας βροχές δεν ανταποκρίνεται πλήρως με τα αποτελέσματα των

υπολογισμών.

Έντυπα ( )21

2131/21 =−+=→− uoum hhhh ( ) εκ15,117,2548

21

=−=oh

μμμ 73,41115,06,095,2312,060,095,2 2/31

2/31 =→⋅⋅⋅=→=→⋅⋅⋅= LLhcLQ m

Aύξηση %50 μ1,773,45,1 =⋅=L

Tο μήκος του υπερχειλιστή είναι αρκετά μεγάλο.

2.3.2 H στέψη του υπερχειλιστή θα βρίσκεται ψηλότερα από το

ανώτατο άκρο του αγωγού ρύθμισης παροχή (σχήμα 6

εντύπου 361/8).

O υπολογισμός θα αρχίσει από τον αγωγό ρύθμισης στάθμης. Aπό το

νομογράφημα του εντύπου 359/10 εκλέγω διατομή χλστφ350 και κλίση

τοποθέτησης αγωγού 008,0=sJ .




Kαθηγητής


381/23

Σχήμα 4. Mηκοτομή σε φρεάτιο υπερχειλιστή με ρύθμιση στάθμης

(περίπτωση υπερύψωσης στάθμης έως την κορυφή του ανάντη αγωγού)

H εκλογή γίνεται ως εξής:

Παράμετρος →⋅ 2/51000 u

kr

dgQ περίπου 1 (μέση τιμή)

.300

.3502/5 /5,1791000 χλστφ

χλστφδλλ →==⋅ kru Qdg

Εκλέγεται η μεγαλύτερη διατομή χλστφ350 , δλλ /9,2261000 2/5 =⋅ udg

Συνεπώς θα έχουμε

→== 79,09,2265,179

1000 2/5u

kr

dgQ νομογράφημα εντύπου 359/10 008,0≤→ sJ και

8,0<u

Ds

dlJ

H κλίση του εδάφους είναι 9,6‰. Συνεπώς η πλησιέστερη κλίση του

αγωγού προς αυτήν είναι .008,0=sJ Tο μήκος του αγωγού ρύθμισης στάθμης

θα είναι:

μ35008,0

35,08,08,0 =⋅

=→= Du

Ds ldlJ




Kαθηγητής


381/24

Για δλμ /5,179=Q και χλστφ350 έχουμε δλμυ /87,1= και 25,13=eJ ‰.

Tο κατάντη ύψος του υπερχειλιστή υπολογίζεται από την εξ.1 του εντύπου

359/8.

mlJSg

lJg DsuDee −+=++⋅

22

22 υξυ ud

μ774,035,0135008,081,92

87,1350132,035,081,92

87,1 22

=→⋅−⋅+=⋅

+⋅+⋅⋅ uu SS

H ταχύτητα ροής στον προσαγωγό για την παροχή ξηράς περιόδου θα

είναι:

→==∗

0413,0620

64,25QQ έντυπο ,134,01/11 =→

odt

→>=⋅=⋅=→= ∗∗

δλμδλμυυυυ /5,0/81,061,15,05,05,0 έντυπο 359/8→

μ517,0257,0774,0 =−=−=Δ→Δ+= ouou SSssSS

Tο μήκος του υπερχειλιστή υπολογίζεται από τα έντυπα 21/1-7.

( ) μ67,1257,048,077,1312,06,095,2 5,15,1 =→−=→⋅⋅⋅= LLchLQ m

αύξηση 50% μ5,267,15,1 =⋅=L

2.4 Σχεδιασμός και υπολογισμός της δεξαμενής εξίσωσης της

παροχής των αποβλήτων της βιομηχανίας

H βιομηχανία J θα αποχετευθεί στον αγωγό 1.2 66,2,70( =Jεκφ ‰,

01,129,13,1

==∗υ

υ ,52,0497259

==∗Q

Q )512,0=∗H

H και η σύνδεσή της θα γίνει

περίπου 100 μέτρα ανάντη του φρεατίου 4. Λόγω της μικρής κλίσης του

εδάφους η χρησιμοποίηση δεξαμενής του τύπου του σχήματος 1 του εντύπου

361/2 είναι αδύνατη χωρίς ταυτόχρονα να τοποθετήσουμε βαθύτερα τον




Kαθηγητής


381/25

πρωτεύοντα αγωγό (μετά το σημείο σύνδεσης). Mετά από αυτό δύο

δυνατότητες λύσης του προβλήματος υπάρχουν:




Kαθηγητής


381/26

α) Oι σωληνώσεις αποχέτευσης των βιομηχανικών αποβλήτων να

τοποθετηθούν υπέργεια ώστε η δεξαμενή εξίσωσης ροής να μπορεί να

τοποθετηθεί σε τέτοιο υψόμετρο που να εξασφαλίζεται η ελεύθερη ροή

προς τον αγωγό 1.2

β) N α κατασκευασθεί η δεξαμενή κάτω από το έδαφος τα δε λύματα να

αντληθούν στον αγωγό 1.2. H λύση αυτή θα εφαρμοσθεί εάν είναι αδύνατη

η χρησιμοποίηση της προηγούμενης.

2.4.1 Περίπτωση α (χωρίς άντληση)

Παροχή λευκαντηρίου: ημμ /1875 3=Q

Ώρες λειτουργίας: 6η πρωινή μέχρι 20η βραδινή δηλαδή 14 ώρες υπό την

προϋπόθεση ομοιόμορφης ροής προς την δεξαμενή:

δλλεισ /2,376,314

1875. =

⋅=Q

Mέση παροχή εκροής: δλλεκ /7,216,324

1875=

⋅=Q

O απαιτούμενος όγκος της δεξαμενής θα είναι:

( ) 32,7811000

3600147,212,37 μ=⋅⋅−

=V

O παραπάνω υπολογισμός δεν είναι ακριβής γιατί η παροχή εκροής

εξαρτάται από το ύψος της στάθμης των αποβλήτων μέσα στη δεξαμενή.

Aπό το έντυπο 361/2 έχουμε:

( )μεγεκελεκεκ ..21 QQQ +=

Eίναι προφανές ότι την 6η πρωϊνή η παροχή του αγωγού θα είναι

μηδέν. Eπομένως έχουμε:

( ) δλλδλλ εισμεγεκμεγεκ /2,37/4,430217,21 .. =>≈→+≈ QQQ




Kαθηγητής


381/27

Σχήμα 6. Διάγραμμα υπολογισμού όγκου δεξαμενής

Λύση του προβλήματος με χρησιμοποίηση αγωγού ρύθμισης στάθμης

δεν υπάρχει. Συνεπώς στην περίπτωση αυτή θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί

βαλβίδα σταθερής παροχής. Στο σχήμα 7 δίνεται η σχηματική διάταξη

σύνδεσης της δεξαμενής με τον αγωγό 1.2

Σχήμα 7. Σύνδεση δεξαμενής εξίσωσης παροχής με το δίκτυο

αποχέτευσης




Kαθηγητής


381/28

Oι διαστάσεις της δεξαμενής και τα υψόμετρα της ανώτατης στάθμης

καθορίζονται ανάλογα με την υφιστάμενη κατάσταση της βιομηχανίας. Eάν

υπάρχει στην διάθεσή μας μεγάλη έκταση, μπορούμε να περιορίσουμε το

βάθος και κάτω του μέτρου, οπότε θα έχουμε μικρή τεχνιτή λίμνη (lagoon).

2.4.2 Περίπτωση β (με άντληση)

Στο σχήμα 8 δίνεται η σχηματική διάταξη της σύνδεσης της δεξαμενής

εξίσωσης ροής με τον αγωγό 1.2.

Σχήμα 8. Σύνδεση δεξαμενής με το δίκτυο αποχέτευσης μέσω αντλιοστασίου

O όγκος της δεξαμενής θα είναι ίδιος όπως και στην προηγούμενη

περίπτωση. Tο μεγαλύτερο γεωδαιτικό ύψος άντλησης είναι η διαφορά μεταξύ

της κατώτατης στάθμης στη δεξαμενή και της στάθμης στον αγωγό απαγωγής

του αντλιοστασίσου.

2.5 Σχεδιασμός και υπολογισμός του έργου διασταύρωσης του

δικτύου αποχέτευσης με τον παραπόταμο H.

2.5.1 Kατασκευή σίφωνα

Tο μήκος του σίφωνα είναι 30 μέτρα (κατ'εκτίμηση). H μέγιστη παροχή

λυμάτων είναι 194,66 λ/δλ (βλέπε υπολογισμό πρωτεύοντος αγωγού). H

ταχύτητα ροής σύμφωνα με το έντυπο 363/2 πρέπει να είναι 1,5μ/δλ.

Συνεπώς η διατομή του αγωγού θα είναι:




Kαθηγητής


381/29

δλλ /6,194=Q δλμυ /5,1= χλστ1=bK

→→=⋅

→==→ μ406,013,04

14,313,05,1

1946,0 2DF

εκλέγω 8,7400 =→ Jχλστφ ‰ δλμυ /56,1=

H διαφορά στάθμης ανάντη και κατάντη του σίφωνα θα είναι;

α. - Γραμμικές απώλειες μ23,00078,0301 =⋅=ΔH β.- Tοπικές απώλειες Eισόδου 0,25 Eξόδου 1,00 Γωνίας καθόδου ( o4,18 ) 0,04

Γωνίας ανόδου ( o45,9 ) 0,09 _____________________________ 1,38

μυ 17,081,92

56,138,12

38,122

2 =⋅

==Δg

H

γ.- Σύνολον απωλειών

μ40,017,023,0 =+=ΔH

Στο σχήμα 9 δίνεται η σχηματική διάταξη του σίφωνα.

2.5.2 Kατασκευή έργου διασταύρωσης Όταν το βάθος του προς διέλευση παραπόταμου είναι μικρό η δε κλίση

της περιοχής αρκετά μεγάλη είναι δυνατόν να δοθεί η λύση του εντύπου

366/1. Έστω ότι το βάθος του παραπόταμου H είναι 3 μέτρα.

α. Bάθος άνω άκρου του σωλήνα κάτω από τον πυθμένα του παραπόταμου:

300+50=350εκ

β. Eλάχιστο βάθος επικάλυψης -100εκ

=Δh 250εκ




Kαθηγητής


381/30

Σχήμα 9. Σχηματική διάταξη του σίφωνα

γ. Eκλέγω διατομή εκφ40 (σωλήνες αργυλοπυριτικοί)

δ. Mήκος αγωγού ανάντη του παραπόταμου που θα τοποθετηθεί με μέγιστη

κλίση πυθμένα: ,/0,5 δλμυμεγ = ,5,0=∗H

H ,5,0=∗Q

Q 0,1=∗υ

υ

,/3,3895,066,194 δλλ==∗Q ,/3850,1 δλλχλστ =→= ∗QKb 30=J ‰,

δλμυ /07,3=∗ μ5,1050063,003,0

0,15,00,3=

−−+

=L

ε. Mήκος αγωγού κάντη του παραπόταμου που θα τοποθετηθεί με ελάχιστη

κλίση πυθμένα προκειμένου να περιορισθεί το βάθος εκσκαφής. Για

ασφάλεια η ελάχιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα λαμβάνεται ίση προς

./5,0 δλμ

,1,0=∗Q

Q ,65,0=∗υ

υ ,/77,065,05,0 δλμυ ==∗ δλλ /243

8,066,194

==∗Q




Kαθηγητής


381/31

Eκλέγω χλστφ700 , 96,0=J ‰, ,/298 δλλ=∗Q δλμυ /77,0=

Mέχρι το φρεάτιο 3 που βρίσκεται σε απόσταση περίπου μ250 από

την αρχή του σίφωνα, ο αγωγός θα τοποθετηθεί με κλίση 0,96‰ και θα

ελαττωθεί το βάθος τοποθέτησης κατά

( ) μμ 5,276,025000096,0004,0 <=−

Συνεπώς και ο αγωγός κατάντη του φρεατίου 3 θα πρέπει να

τοποθετηθεί με την ελάχιστη κλίση ( )./3,0 δλμυελ =

,1,0=∗Q

Q ,65,0=∗υ

υ ,/46,065,03,0 δλμυ ==∗ δλλ /77,464

8,014,374

=∗Q

20,146,0

4647,0 μ= , →=→=⋅ μ13,11

414,3 2

DD εκλέγω μ1,1=D

22,0=J ‰, δλμυ /49,0=∗

Tο μήκος του υπολογίζεται ως εξής:

( ) μ46074,176,05,200022,0004,0 =→=−=− LL

Mετά τα πρώτα 460 μέτρα ο αγωγός θα έχει την ελάχιστη επικάλυψη

και συνεπώς θα τοποθετηθεί παράλληλα προς το έδαφος (βλ. σχέδιο).

Σχήμα10. Mηκοτομή σίφωνα

TMHMA ΠOΛITIKΩN MHXANIKΩN A.Π.Θ. Σ υ λ λ ο γ ή E ν τ ύ π ω ν Y δ ρ α υ λ ι κ ώ ν Έ ρ γ ω ν I

ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΕΙΣ 14/7/2011 O Συντάξας:

Hρ. Xατζηαγγέλου

Kαθηγητής

Άσκηση Νο 2 Υπολογισμός χωριστικού δικτύου

382/1

ΑΣΚΗΣΗ 2 : Υπολογ ισμός Χωρ ιστ ι κού Δικ τύου

1 . Εκφώνηση

Για την πεδινή πόλη A, η γενική διάταξη της οποίας δίνεται στην

οριζοντιογραφία του εντύπου 382/2, θα μελετηθεί το δίκτυο αποχέτευσης. Nότια

της πόλης και σε απόσταση 2,5 χλμ, διέρχεται η τάφρος T1 του στραγγιστικού

δικτύου της περιοχής μέσα στην οποία επιτρέπεται η διάθεση των

κατεργασμένων λυμάτων.


1. Πυκνότητα μελλοντικού πληθυσμού 350 κατ./εκτ.

2. Mελλοντική ειδική παροχή λυμάτων 200 λ/κατ.ημ.

3. Iσχύει το διάγραμμα i=f(T) του εντύπου 316/2.

4. Tο δίκτυο θα υπολογιστεί για πιθανό πλημμύρισμα μία φορά ανά διετία.

5. Στον αποδέκτη επιτρέπεται η διοχέτευση αραιωμένων λυμάτων κατ’

ελάχιστο 1:7.

6. Aνώτατη στάθμη στον αποδέκτη 1 μέτρο κάτω από την επιφάνεια του

εδάφους.

7. Kατώτατη στάθμη στον αποδέκτη 3 μέτρα κάτω από την επιφάνεια του

εδάφους.

8. Πλημμύρισμα της περιοχής της πόλης με νερά που θα προέρχονται από τη

γύρω περιοχή δεν αναμένεται λόγω του καλού στραγγιστικού δικτύου που

υπάρχει.


1. Διερεύνηση των βασικών λύσεων αποχέτευσης της πόλης.

2. Σχεδιασμός των δικτύων αποχέτευσης και των λεκανών απορροής.

3. Eκλογή της τεχνικοοικονομικά προσφορότερης λύσης.

4. Nα υπολογιστεί ο πρωτεύων αγωγός των δικτύων ακαθάρτων και ομβρίων

μίας από τις προτεινόμενες λύσεις αποχέτευσης του οικισμού με χωριστικό

δίκτυο.




Kαθηγητής


382/2




Kαθηγητής


382/3

2 . Λύση άσκησης

2.1 Διερεύνηση των βασικών λύσεων αποχέτευσης της πόλης

Eπειδή δεν αναμένεται το πλημμύρισμα της περιοχής της πόλης από

ύδατα προερχόμενα από τις γύρω περιοχές η κατασκευή περιφερειακών

τάφρων στα όρια της πόλης δεν απαιτείται.

Oι τέσσερεις βασικές λύσεις οι οποίες πρέπει να εξεταστούν είναι (382/4):

α.- Παντορροϊκό δίκτυο με το βασικό αντλιοστάσιο στην θέση της

εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων η οποία θα τοποθετηθεί κοντά στην

τάφρο T1, (σχ.1).

β.- Xωριστικό σύστημα με το βασικό αντλιοστάσιο κοντά στην πόλη και

κατάθλιψη των οικιακών λυμάτων και ομβρίων υδάτων με ξεχωριστούς

καταθλιπτικούς αγωγούς προς την εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων και

την τάφρο T1 αντίστοιχα, (σχ.2). Eίναι δυνατόν για τα όμβρια ύδατα να

χρησιμοποιηθεί ανοικτή αύλακα αντί καταθλιπτικού αγωγού, η κατασκευή

της οποίας είναι οικονομικότερη.

γ.- Xωριστικό σύστημα με την εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων κοντά στην

πόλη οπότε τα κατεργασμένα λύματα θα αντλούνται από κοινού με τα

όμβρια ύδατα στην τάφρο T1 (σχ.3).

δ.- Eναλλακτική λύση της περίπτωσης γ είναι να γίνει η μεταφορά των ομβρίων

υδάτων και των κατεργασμένων λυμάτων με αύλακα. Στο σχήμα 4 δίνεται η

λύση αυτή. Στο τέλος της αύλακος είναι δυνατόν να απαιτηθεί η κατασκευή

ενός αντλιοστασίου εάν η ανώτατη στάθμη στην τάφρο T1 είναι σε υψηλή

θέση. Tο αντλιοστάσιο αυτό είναι της μορφής των αντλιοστασίων του

εντύπου 372/7.

2.2 Σχεδιασμός των δικτύων αποχέτευσης και των λεκανών

απορροής

Στο έντυπο 382/5 δίνεται η οριζοντιογραφία του παντορροϊκού δικτύου.

Στο έντυπο 382/6 δίνεται η οριζοντιογραφία του δικτύου ομβρίων του




Kαθηγητής


382/4




Kαθηγητής


382/5




Kαθηγητής


382/6




Kαθηγητής


382/7

χωριστικού συστήματος. H οριζοντιογραφία του δικτύου ακαθάρτων του

χωριστικού συστήματος ταυτίζεται με την ίδια του παντορροϊκού.

2.3 Eκλογή της τεχνικοοικονομικά προσφορότερης λύσης

H σύγκριση θα περιοριστεί μόνο στον αγωγό μεταφοράς των λυμάτων και

ομβρίων προς την τάφρο T1, καθώς όταν γίνεται επιλεκτική τοποθέτηση

αγωγών ομβρίων σε λίγους μόνον δρόμους η δαπάνη κατασκευής των

παντορροϊκών και χωριστικών δικτύων είναι της ίδιας τάξης μεγέθους.

H μεταφορά των λυμάτων με την βαρύτητα αποτελεί την τεχνικά

αρτιώτερη λύση μεταφοράς λυμάτων επειδή με τον αερισμό τους απο την

ελεύθερη επιφάνεια αποφεύγεται η σήψη τους. Aντίθετα η λειτουργία

αντλιοστασίου με μεγάλους καταθλιπτικούς αγωγούς δημιουργεί καταστάσεις

σήψης ιδίως όταν έχουμε μεγάλες διακυμάνσεις των παροχών. Eπομένως από

την άποψη αυτή η λύση του σχήματος 1 πλεονεκτεί έναντι της λύσης του

σχήματος 2. H λύση του σχήματος 3 πλεονεκτεί έναντι της λύσης του σχήματος

2 γιατί αντλούνται καθαρισμένα λύματα και γιατί θα απαιτηθεί ένας μόνον

καταθλιπτικός αγωγός έναντι των δύο της λύσης του σχήματος 2 (κοινή

άντληση ομβρίων και κατεργασμένων λυμάτων).

H εναλλακτική λύση του σχήματος 4 με αύλακα είναι τεχνικά άρτια και

αποτελεί τον κανόνα σε ανάλογες περιπτώσεις κατά τις εφαρμογές στην πράξη,

επειδή είναι οικονομικότερη στην κατασκευή και απλούστερη στη λειτουργία και

συντήρηση από τη βασική λύση με καταθλιπτικό αγωγό.

Aπό τα προαναφερθέντα προκύπτει ότι ως προς τις δαπάνες κατασκευής

των έργων μεταφοράς λυμάτων και ομβρίων, η λύση του σχήματος 4

παρουσιάζει τα μεγαλύτερα οικονομικά πλεονεκτήματα. Eπειδή είναι και τεχνικά

άρτια, αποτελεί την τεχνικοοικονομικά βέλτιστη λύση. Πολύ καλή είναι και η

λύση του σχήματος 1 πλην όμως στην Eλλάδα τα παντορροϊκά δίκτυα δεν




Kαθηγητής


382/8

κατασκευάζονται πλέον. H λύση του σχήματος 2 είναι η πλέον δαπανηρή και

για τον λόγο αυτό πρέπει να αποφεύγεται

2.4 Yπολογισμός των πρωτευόντων αγωγών του χωριστικού

δικτύου της λύσης του σχήματος 4 (έντυπα 382/5 & 6)

2.4.1 Δίκτυο ακαθάρτων

Oι μελλοντικές παροχές λυμάτων θα είναι:

../22,12436003502005,1.

. εκτδλλμεγημμεσωρ =

⋅⋅⋅

=q

Oι εισροές ξένων νερών θα είναι:

318/1 8,0=→ mψ

313/1-3 ../2,1. εκτδλλεισ =→ q

Mέγιστη ωριαία παροχή λυμάτων:

311/1-11 FFF

Q 2,122,122,1

5,25,1.... +⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⋅+=→ μεγημ

μεγωρ

Στο σχήμα 5 δίνεται γραφική παράσταση της συνάρτησης )(.... FfQ =μεγημ

μεγωρ

Oι αγωγοί θα τοποθετηθούν με την ελάχιστη επιτρεπόμενη κλίση:

Για ./3,01,0 . δλμυελ =→=∗Q

Q




Kαθηγητής


382/9

Σχήμα 5. Γραφική παράσταση )(..

.. FfQ =μεγημμεγωρ

22,0=∗H

H δλμυυυ /,

,,, 46065030650 ==→= ∗

∗

H επιτρεπόμενη μέγιστη πλήρωση των αγωγών είναι:

εκφ 4020 − 5,0=∗H

H 5,0=∗Q

Q

εκφ 6045 − 6,0=∗H

H 66,0=∗Q

Q

εκφ 60> 7,0=∗H

H 805,0=∗Q

Q

Πίνακας 1. Yπολογισμός πρωτεύοντος αγωγού ακαθάρτων.

φ ∗υ J Q* Q*/Q Q F Aρ.

Φρεατ

L Δh ΣΔh

εκ μ/δλ ‰ λ/δλ λ/δλ εκτ. μ μ μ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 20 0,46 1,9 14,4 0,5 7,2 1,2 3 100 0,19 0,19 25 0,46 1,45 22,8 0,5 11,4 2,4 4 45 0,065 0,31* 30 0,46 1,12 32,5 0,5 16,5 4,0 5 45 0,050 0,41 35 0,46 0,92 44,3 0,5 22,15 5,5 6 40 0,037 0,50 40 0,46 0,76 57,3 0,5 28,65 7,1 7 40 0,030 0,58 45 0,46 0,64 71,8 0,66 47,4 12,7 11 205 0,131 0,76




Kαθηγητής


382/10

50 0,46 0,58 90,3 0,66 59,6 16,0 13 75 0,043 0,85 60 0,46 0,46 130 0,66 85,8 23,3 19 410 0,187 1,14 70 0,46 0,38 177 0,80 142,5 41,3 21 150 0,057 1,30 80 0,46 0,32 231 0,80 182,9 54,3 23 150 0,042 1,44 100 0.46 0.24 361 0,80 290,6 87,0 Aντλιο

στάσιο 150 0,036 1,68

* 0,31 = 0,19 + 0,065 + 0,05

Στον πίνακα 1 έγινε ο υπολογισμός του πρωτεύοντα αγωγού. O

υπολογισμός των στηλών 3 έως 6 γίνεται κατά τα γνωστά (έντυπα 8/1-8 και

11/1-11). H στήλη 7 υπολογίστηκε με τη βοήθεια του διαγράμματος του

σχήματος 1 σε συνάρτηση με τις τιμές Q της στήλης 6. H στήλη 8 καθορίστηκε

κατόπιν εμβαδομέτρησης της ανάντη λεκάνης απορροής κάθε αναγραφόμενου

φρεατίου. H στήλη 9 δίνει τις αποστάσεις μεταξύ των αναγραφόμενων

φρεατίων, η στήλη 10 τις διαφορές υψομέτρων και η στήλη 11 τις συνολικές

διαφορές υψομέτρων από την αρχή του αγωγού μέχρι το καθένα φρεάτιο.

2.4.2 Δίκτυο ομβρίων

O υπολογισμός του πρωτεύοντα αγωγού του δικτύου ομβρίων έγινε στον

πίνακα 2. Oι κλίσεις των αγωγών είναι οι ελάχιστες επιτρεπόμενες και

υπολογίστηκαν όπως και στην περίπτωση του πρωτεύοντα αγωγού του δικτύου

ακαθάρτων.




Kαθηγητής


382/11

Πινακας 2. Υπολογισμός πρωτεύοντα αγωγού δικτύου ομβρίων

Χαρακτηρισμ

ός

αγωγού(Νο)

Οδός

Σημείο

ελέγχου

(Νο)

Πλευρική εισρ

οή από

συμβάλλοντα αγωγό

(Νο)

Πρόσθ

ετο μήκος

(μ)

Συνολικό

μήκος

αγω

γού

(μ)

Πρόσθ

ετη απ

οχετευόμενη

επιφάνεια

(εκτ

.)

Συνολικά

αποχετευόμενη

επιφάνεια

(εκτ

.)

Συντελεστής απ

ορροής

ψ

Διατομή

(εκ.

)

Συντελεστής τραχύτητας

Κ

b(χλστ

)

Παροχή ολικής

πλήρω

σης(λ/δλ

)

Ταχύτητα

ροής περιόδου

βροχών

(μ/δλ)

Βαθμός πλήρω

σης

περιόδου βροχών

(%)

Πρόσθ

ετος

χρόνος ροής

(δλ)

Συνολικός χρόνος

ροής

(δλ)

Συνολικός χρόνος

ροής

(λεπτ.

)

1 2 3 4 5 6 7 8 18 26 27 28 32 33 34 35 36 1,5 6,76 1,4 10 1,3 10,93 1,2 20,07 1,1 11,48 1 3 150 150 7,01 7,01 0,8 130 3 633,0 0,51 63,00 294,1 294,1 4,9 5 150 300 3,83 10,84 0,8 160 3 933,0 0,49 66,00 306,1 600,2 10,0 7 150 450 3,83 14,67 0,8 180 3 1189,0 0,50 70,00 300,0 900,2 15,0 9 150 600 3,83 18,50 0,8 200 3 1452,0 0,50 70,00 300,0 1200,2 20,0 10 75 675 1,83 20,33 0,8 200 3 1452,0 0,50 66,00 150,0 1350,2 22,5 12 1.1 140 815 1,24 33,05 0,8 240 3 2140,0 0,50 67,00 280,0 1630,2 27,2 14 140 955 1,24 34,29 0,8 240 3 2140,0 0,50 63,00 280,0 1910,2 31,8 16 1.2/1.

3 110 1065 0,56 65,85 0,8 280 3 3376,0 0,59 70,00 186,4 2096,7 34,9

18 1.4/1.5

150 1215 0,81 83,42 0,8 300 3 4036,0 0,61 70,00 245,9 2342,6 39,0




Kαθηγητής

Άσκηση Νο 3 Υπολογισμός κεντρικού συλλεκτήρα

παντορροϊκού δικτύου

383/1

ΑΣΚΗΣΗ 3: Υπολογισμός Κεντρικού Συλλεκτήρα Παντοροικου Δικτύου

1. Εκφώνηση Δίνεται η οριζοντιογραφία του κεντρικού συλλεκτήρα παντορροϊκού

δικτύου πόλεως 20.000 κατοίκων.


Oι παροχές των αντλιοστσίων A2 και A3 και η ισχύς του αντλιοστασίου

A1.


α) Έδαφος οριζόντιο, ±0.0 μέτρα.

β) Aνώτατη στάθμη υδάτων ποταμού, +0.5 μέτρα.

γ) Aπώλειες τριβών στην εγκατάσταση λυμάτων, 2 μέτρα.

δ) Aποχετευόμενη έκταση 2000x1000=200 εκτάρια.

ε) Iσχύει το διάγραμμα i=f(T) του εντύπου 316/2.

ζ) H φόρτιση του κεντρικού συλλεκτήρα είναι γραμμική (κατά τους

υπολογισμούς δεν θα ληφθεί υπόψη η θέση των δευτερευόντων αγωγών).

η) Eπιτρέπεται η διάθεση ακατέργαστων λυμάτων στον ποταμό αραιωμένων

1:7.

θ) H στάθμη πυθμένα του κατάντη αγωγού στην θέση του υπερχειλιστή του

αντλιοστασίου A2 είναι -5,0 μέτρα.

Σχήμα 1. Οριζοντιογραφία κεντρικού συλλεκτήρα




Kαθηγητής



383/2

2. Λύση άσκησης

2.1 Παροχή αντλιοστασίου Α3

Yπολογίζεται ο χρόνος ροής στον πρωτεύοντα αγωγό στην θέση του

πρώτου υπερχειλιστή. Eπειδή το έδαφος είναι οριζόντιο ο αγωγός θα

τοποθετηθεί με την ελάχιστη επιτρεπόμενη κλίση:

∗QQ = 10% υελ=0.3 μ/δλ → έντυπο 11/1 →

∗υυ = 0.65 →υ* =

65.03.0 =0.46μ/δλ

Mέγιστη επιτρεπόμενη πλήρωση για παντορροϊκούς αγωγούς 70%:

∗HH = 70% →

∗υυ = 1.08 →υ = 1.08 . 0.46 = 0.5 μ/δλ

Xρόνος ροής: t =5.0

2000=

υμεγL

= 4000 δλ → 66.67 λεπτά

Για την ένταση των βροχοπτώσεων ισχύει η παρακάτω εξίσωση (έντυπο

316/2, για n=0.5).

i=2.581 . T-0.62 = 2.581 . 66.67-0.62 = 0.19 χλστ και r = 166.7 . 0.19 =

31.83 λ/δλ εκτ.

H πυκνότητα κατοίκησης είναι: 200

20000 = 100 κάτ/εκτ.

O συντελεστής απορροής λαμβάνεται από τον πίνακα του εντύπου 318/1:

ψm=0.35

H παροχή ομβρίων θα είναι: Qομ = 0.35 . 31.8 1000010002

= 1113 λ/δλ

Oι παροχές ακαθάρτων υπολογίζονται σύμφωνα με τα έντυπα 311/1-11.

δλλμεγημμεσωρ /25.31

3600245.1200100009.0..

.. =⋅

⋅⋅=Q για 5.1.. =μεγημp




Kαθηγητής



383/3

95.125.31

5.25.1.. =+=μεγωρp

=....

μεγημμεγωρQ 1.95 . 31.25 = 60.85 λ/δλ

H παροχή που φθάνει στον υπερχειλιστή είναι: Q1=60.25+1113=1174 λ/δλ

H κρίσιμη παροχή είναι: Qκρ=8 . 60.85=486.8 λ/δλ

H παροχή που υπερχειλίζει είναι: Q2=1174-486.8=687.2 λ/δλ

2.2 Παροχή αντλιοστασίου A2

Eπειδή λειτουργεί ο υπερχειλιστής A3 δεν είναι βέβαιο ότι η κρίσιμη

βροχόπτωση δίνεται από την βροχόπτωση η διάρκεια της οποίας είναι ίση με

την διάρκεια ροής (T=t), και αυτό γιατί ένα μέρος των ομβρίων υδάτων

υπερχειλίζει και οδηγείται προς το ποτάμι. H έρευνα της κρίσιμης

βροχόπτωσης γίνεται ως εξής:

Περίπτωση πρώτη: Mεγάλη διάρκεια βροχής T=t= 5.0

3000 = 6000 δλ ή 100 λεπτ.

i=2.581 . 100-0.62=0.15 χλστ. δλλομ /87919.015.01113 ==ΙQ

Περίπτωση δεύτερη: Mικρή διάρκεια βροχής T=t=5.0

2000 = 4000δλ ή 66.67λεπτ.

i=0.19 χλστ. ΙΙομQ = 1113 λ/δλ

Oι παροχές που φθάνουν στον δεύτερο υπερχειλιστή είναι:

Πρώτη περίπτωση: QI=486.8+879+60.85=1427 λ/δλ

Δεύτερη περίπτωση: Mετά από 66.67 λεπτά από την έναρξη της

βροχόπτωσης θα έχουν φθάσει στον υπερχειλιστή νερά από όλα τα σημεία

του οικισμού που απέχουν 2000 μέτρα απ’ αυτόν (βλ.σχ.2)




Kαθηγητής



383/4

Σχήμα 2. Aποχετευόμενη έκταση στον δεύτερο υπερχειλιστή μέχρι το

66.67 λεπτό της βροχής

H παροχή ομβρίων της τριγωνικής περιοχής θα είναι:

Q=21 . 1113 = 556.5 λ/δλ > 7 . 60.85=425.9 λ/δλ

Kατά τις βροχοπτώσεις των 66.67 λεπτών ο πρώτος υπερχειλιστής

τίθεται σε λειτουργεία και συνεπώς προς τον δεύτερο υπερχειλιστή

διοχετεύεται η παροχή Qκρ=486.8 λ/δλ. H συνολική παροχή που φθάνει στον

δεύτερο υπερχειλιστή είναι:

=IIQ 486.8+1174 =1660 λ/δλ > IQ = 1427 λ/δλ

Kρίσιμη παροχή: ΙΙκρQ = 486.8 . 2 = 973.6 λ/δλ

Παροχή που υπερχειλίζει: Q = 1660-973.6 = 686.4 λ/δλ

2.3 Iσχύς του αντλιοστασίου A1

α. Διατομή αγωγού

Q=973.6 λ/δλ, ∗H

H = 0.7, ∗Q

Q =0.8 → Q*= 8.06.973 =1217 λ/δλ

∗υ =0.46 μ/δλ ∗Q =1217 λ/δλ Kb=1 χλστ. → Φ1800 χλστ., J=0.11‰




Kαθηγητής



383/5

β. Bάθος πυθμένα αγωγού στο αντλιοστάσιο A1: t=5+0.11=5.11 μ

γ. Ύψος ελεύθερης στάθμης στην πρώτη δεξαμενή της

εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων:

H=0.5 + 2.0 +0.1=2.6 μ

Σημείωση: H εγκατάσταση επεξεργασίας τοποθετείται στο έδαφος

κατά τρόπο ώστε οι δαπάνες θεμελίωσης να ελαχιστοποιούνται. Aυτό

συμβαίνει όταν η τελευταία δεξαμενή (δεξαμενή τελικής καθίζησης) έχει

ελεύθερη στάθμη περίπου στο ύψος του εδάφους. Mικρές διαφοροποιήσεις

από την αρχή αυτή γίνονται όταν η ανώτατη στάθμη στον αποδέκτη είναι σε

υψηλότερη θέση από την επιφάνεια του εδάφους. Στην περίπτωση αυτή

προκειμένου να αποφευχθεί η κατασκευή ενός πρόσθετου αντλιοστασίου είναι

δυνατόν να υπερψωθεί μερικά εκατοστά όλη η εγκατάσταση. Στην άσκηση

έγινε υπερίψωση κατά 50 εκατοστά. Oι απώλειες τριβών στο έργο εκβολής

των λυμάτων στον αποδέκτη ελήφθησαν συμβολικά ίσες προς 0.1 μέτρα.

δ. Γεωδαιτικό ύψος άντλησης: Hg=5.11 - 1.8 . 0.7 + 2.6=6.45 μ.

Σημείωση: Tο γεωδαιτικό ύψος άντλησης υπολογίζεται από την

ανώτατη στάθμη στον θάλαμο αναρρόφησης των αντλιών και αυτό γιατί όταν

βρίσκεται στην θέση αυτή η στάθμη των λυμάτων, το αντλιοστάσιο πρέπει να

έχει την δυνατότητα άντλησης της μέγιστης παροχής. Για όλες τις άλλες

περιπτώσεις χαμηλότερης στάθμης στον θάλαμο αναρρόφησης το

αντλιοστάσιο θα αντλεί αντίστοιχα μικρότερες παροχές.

ε. Iσχύς αντλιοστασίου: N = 7.010245.66.973

⋅⋅ = 87.9 KW




Kαθηγητής

Άσκηση Νο 4 Υπολογισμός φρεατίων πτώσης

384/1

ΑΣΚΗΣΗ 4: Υπολογισμός Φρεατίων πτώσης 1. Εκφώνηση Δίνεται η μηκοτομή οδού δια της οποίας θα διέλθει παντορροϊκός

αγωγός. Υπολογίστε και σχεδιάστε ακριβώς την μηκοτομή του αγωγού. Δ ί ν ο ν τ α ι :

α) Παροχή αγωγού στο σημείο A, Q=500 λ/δλ.

β) Σε απόσταση 700 μέτρων από το σημείο B συμβάλει δευτερεύων αγωγός

με παροχή Q=700 λ/δλ. Tο βάθος του πυθμένα του δευτερεύοντα αγωγού

είναι 6 μέτρα η δε κλίση J=1‰.

γ) Σε απόσταση 1300 μέτρα από το σημείο B συμβάλει δεύτερος αγωγός με

παροχή Q=100 λ/δλ. Tο βάθος του πυθμένα του είναι 2.0 μέτρα η δε κλίση

του J=0.6‰.

δ) Ύψος πτώσης, ≤ 2 μέτρα.

Σχήμα 1. Mηκοτομή εδάφους


Tμήμα αγωγού A-B.

∗HH =70%

∗

→QQ =0.805

∗υυ =1.08

Για σωλήνες από σκυρόδεμα υμεγ.=3.5 μ/δλ (έντυπο 333/4)




Kαθηγητής


384/2

∗υ = 08.15.3 =3.24 μ/δλ ∗Q = 805.0

500 = 621 λ/δλ.

∗Q = 621 λ/δλ, ∗υ = 3.24 μ/δλ, Kb = 1.0 χλστ →

Φ500χλστ J = 24‰ υ = 3.16 μ/δλ

Συνολικό ύψος πτώσης: (40 - 24) 10001000 = 16 μ

Θα χρησιμοποιήσω 8 φρεάτια με ύψος πτώσης: 8

16 = 2.00 μ

Παρατήρηση: Tο ύψος πτώσης καθορίζεται κατά τρόπο ώστε το σύνολο των

δαπανών εκσκαφής και των δαπανών κατασκευής των φρεατίων

να είναι το ελάχιστο. Στην περίπτωση της άσκησης λαμβάνεται

σύμφωνα με την εκφώνηση.

Bάθος αγωγού στο σημείο B: t = 1.2 + 0.50 = 1.70 μ

Bάθος πυθμένα κατάντη αγωγού στο Φρ8: t = 1.70 + 1000

24408

1000 − = 3.70 μ

Bάθος πυθμένα ανάντη αγωγού στο Φρ8: t = 3.7 - 2.00 = 1.7 μ

Tμήμα αγωγού Β-Γ

Στο τμήμα B-Γ ο αγωγός θα τοποθετηθεί με την ελάχιστη επιτρεπόμενη

κλίση.

∗QQ = 10%

∗

→HH = 0.211

∗υυελ = 0.65

Έντυπο 333/4 → υελ.= 0.3 μ/δλ → υ* = 65.03.0 = 0.46 μ/δλ

Q* = 621 λ/δλ, υ* = 0.46 μ/δλ → Φ1300 χλστ, J = 0.165 ‰ υ* = 0.47 μ/δλ

Bάθος πυθμένα αγωγού στο σημείο B: t = (1.7-0.5) + 1.3 = 2.5 μ

Bάθος πυθμένα αγωγού σε απόσταση 700 μέτρων από το σημείο B:




Kαθηγητής


384/3

t = 2.5 + 1000

165.0 700 = 2.61 μ

Bάθος ανώτατης στάθμης λυμάτων στον αγωγό: tλ = 2.61 - 0.7 x 1.3 = 1.70 μ

Δευτερεύων αγωγός

Q = 700 λ/δλ, Q* = 8.0700 = 875 λ/δλ, J = 1‰ Φ→ 1100 χλστ Q* = 999 λ/δλ

∗QQ =

999700 = 0.7

∗HH = 0.626

Bάθος ανώτατης στάθμης λυμάτων στον δευτερεύοντα αγωγό:

tλ=6.0-0.626x1.10=5.31 μ

Θα γίνει άντληση των λυμάτων του δευτερεύοντα αγωγού στον

πρωτεύοντα. H λύση να τοποθετηθεί σε βάθος 6 μέτρων ο πρωτεύων αγωγός

είναι ασύμφωρη για τους εξής λόγους:

α) Oι δαπάνες κατασκευής θα είναι μεγαλύτερες λόγω αύξησης του βάθους

τοποθέτησης του πρωτεύοντα αγωγού.

β) Oι δαπάνες άντλησης θα είναι μεγαλύτερες γιατί στην μεν πρώτη

περίπτωση θα αντληθούν μόνον 700 λ/δλ από βάθος 6 μέτρων ενώ στη

δεύτερη θα αντληθούν από το βάθος των 6 μέτρων συνολικά 1300 λ/δλ.

Tο γεωδαιτικό ύψος άντλησης θα είναι: Hg=5.31-1.70=3.61μ

Tμήμα πρωτεύοντα αγωγού μεταξύ πρώτου και δεύτερου δευτερεύοντα

αγωγού:

Q=500+700=1200 λ/δλ Q*= 8.0

1200 = 1500 υ*=0.46 μ/δλ Φ→ 2000 χλστ

J=0.1‰ Q*=1493 λ/δλ υ*=0.48 μ/δλ

Bάθος πυθμένα αγωγού στην πρώτη συμβολή: t=(2.61-1.3)+2.0=3.31 μ




Kαθηγητής


384/4

Ανώτατη στάθμη λυμάτων: tλ=3.31-0.7x2=1.91 μ

H στάθμη των λυμάτων στον κατάντη μεγάλο αγωγό θα είναι 1.91-

1.70=0.21 μέτρα χαμηλώτερα από ότι στον ανάντη της συμβολής μικρότερο

αγωγό. Eπομένως κίνδυνος παρεμπόδισης της ροής στον ανάντη αγωγό δεν

υπάρχει.

Bάθος πυθμένα αγωγού σε απόσταση 1300 μέτρων από το σημείο B:

t = 3.31+0.1 1000

7001300 − = 3.37 μ

Ανώτατη στάθμη λυμάτων: tλ = 3.37-2.0x0.7 = 1.97μ

Δευτερεύων αγωγός

Q=100 λ/δλ Q*= 8.0

100 = 125 λ/δλ J=0.6‰ Φ→ =600 χλστ Q*=156 λ/δλ

64.0156100

==∗Q

Q ∗H

H = 0.587

Στάθμη λυμάτων: tλ = 2.0-0.587x0.6 = 1.65 μ

H στάθμη των λυμάτων στο δευτερεύοντα αγωγό θα είναι 1.97-

1.65=0.32 μέτρα ψηλότερα από ότι στον πρωτεύοντα. Tο φρεάτιο συμβολής

θα πρέπει να είναι ταυτόχρονα και φρεάτιο μικρής πτώσης.

Tελευταίο τμήμα του πρωτεύοντα αγωγού

Q=1300 λ/δλ Q* = 8.0

1300 = 1625 λ/δλ Φ2000χλστ J=0.12‰ Q*=1638 λ/δλ

Bάθος πυθμένα στην EEΛ: t=3.37+0.12 1000

13002000 − = 3.45 μ

Στάθμη λυμάτων: tλ = 3.45-0.7x2 = 2.05 μ

Παρακάτω θα διερευνηθεί η δυνατότητα χρησιμοποίησης στοματοειδούς

διατομής για τον πρωτεύοντα αγωγό προκειμένου ο αγωγός να περάσει κάτω

από οικοδομικό έργο το οποίο ευρίσκεται σε απόσταση 1300 μέτρων και σε




Kαθηγητής


384/5

βάθος 2 μέτρων, χωρίς να αυξηθεί το βάθος τοποθέτησής του αγωγού. (Tο

αντικείμενο αυτό είναι εκτός του θέματος της εξέτασης).

Πρώτο τ μ ήμα

Q=500 λ/δλ → έντυπα 10/1-2 → Cυ =0.902 CQ = 0.683

∗HH = 0.7

∗QQ = 0.85

∗υυ = 1.08

∗QQ = 0.1

∗HH = 0.19

∗υυ = 0.6

Q* = 85.0

500 = 588 λ/δλ Qκ =683.0

588 = 861 λ/δλ

,/... δλμυ 506030

==∗ δλλυκ /55.09.050.0

==

Φ1400 χλστ Qκ = 874 λ/δλ J = 0.22 ‰ υκ = 0.57 λ/δλ

Βάθος πυθμένα κατάντη αγωγού στο σημείο Β: t=(1.7-0.5)+1.2=2.4μ

Βάθος πυθμένα αγωγού σε απόσταση 700 μέτρων από το σημείο Β:

t=2.4+ μ55.27001000

22.0=

Δεύ τ ε ρο τ μήμα

Q = 500+700 = 1200 λ/δλ

Q* = 85.0

1200 = 1411 λ/δλ Qκ = 683.0

1411 = 2067 λ/δλ υκ = 0.55 λ/δλ →

Φ2000 λ/δλ υκ = 0.64 μ/δλ J=0.18‰ Qκ = 2013 λ/δλ

Eκλέγω στοματοειδή διατομή 2000/1500

Q* = 0.683x2067 = 1412 λ/δλ 85.014121200

==∗Q

Q 70.0=∗H

H

Βάθος πυθμένα αγωγού στην πρώτη συμβολή: t=(2.55-1.2)+1.5=2.85μ

Βάθος πυθμένα αγωγού σε απόσταση 1300 μέτρων από το σημείο Β:

t=2.55+0.18 μ658.21000

7001300=

−

Διαφορά βάθους τοποθέτησης των δύο αγωγών:




Kαθηγητής


384/6

tκυκλ.-tστομ.=3.37-2.658=0.712μ

Ο στοματοειδής αγωγός στο σημείο του τεχνικού έργου φθάνει,

εάν τοποθετηθεί με ελάχιστη κλίση πυθμένος, 0.71 μέτρα

ψηλότερα από ότι ο κυκλικός αγωγός. Προκειμένου να

περάσουμε κάτω από το τεχνικό έργο χωρίς να πάμε βαθύτερα

από τα 3.37 μέτρα, θα τον τοποθετήσουμε με μεγαλύτερη

κλίση. Κατ’ αυτόν τον τρόπο θα ελαττωθεί και η διατομή του. Ο

υπολογισμός γίνεται ως εξής:

000867.0600

85.237.3=

−=J Qκ=2.067λ/δλ → Φ1500χλστ

Εκλέγω στοματοειδή διατομή 1600/1200.Το βάθος επικάλυψης του

αγωγού θα είναι: T=3.37-1.2=2.17μ >2.0μ

Ο αγωγός τελικά θα τοποθετηθεί με μεγαλύτερη κλίση διότι στην θέση

της πρώτης συμβολής ο πυθμένας του αγωγού θα βρίσκεται σε βάθος t=2.55

μέτρων λόγω της χρησιμοποίησης τη διατομής 1600/1200 και όχι της

διατομής 2000/1500 με την οποία έγινε ο προηγούμενος υπολογισμός. Αυτό

δεν θα οδηγήσει ξανά σε ελάττωση της διατομής του αγωγού διότι η διατομή

1600/1200 είναι η μικρότερη τυποποιημένη.

Σχήμα 2. Mηκοτομή αγωγού




Kαθηγητής

Άσκηση Νο 5 Δεξαμενές εξίσωσης παροχών

385/1

ΑΣΚΗΣΗ 5 : Δεξαμενές Εξ ίσωσης Παροχών

1 . Εκφώνηση άσκησης

Τα απόβλητα μιας βιομηχανίας θα διοχετευθούν σε υπάρχοντα αγωγό

αποχέτευσης με καταθλιπτικό αγωγό μήκους 1000 μέτρων. Ζητούνται να

σχεδιασθούν και να υπολογισθούν δύο εναλλακτικές λύσεις.


α. Γεωδαιτικό ύψος άντλησης μ30

β. Ελάχιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα κατάθλιψης 1,2 δλμ /

γ. Παροχετευτική ικανότητα αγωγού αποχέτευσης 120 δλλ /

δ. Μέγιστη παροχή αγωγού αποχέτευσης 70 δλλ /

ε. Παροχή βιομηχανικών αποβλήτων 2160 ημμ /3

ζ. Ώρες λειτουργίας βιομηχανίας 10

η. Ελάχιστη επιτρεπόμενη διατομή καταθλιπτικού αγωγού χλστφ 200

θ. Οικονομική ταχύτητα (για όλες τις διατομές) δλμ /1≈

ι. Ανώτατη στάθμη στον αγωγό αποχέτευσης: 1 μέτρο κάτω από την

επιφάνεια του εδάφους.

κ. Ανώτατη στάθμη λυμάτων στο τέλος του αγωγού αποχέτευσης της

βιομηχανίας: 1 μέτρο κάτω από την επιφάνεια του εδάφους.


Παροχή βιομηχανίας: δλλωρμ /60/21610

2160 3 →=

Παροχή που μπορεί να δεχθεί ο υπάρχων αγωγός: δλλ /5070120 =−

2.1 Πρώτη εναλλακτική λύση (σχ.1)

Βιομηχανία-Δεξαμενή εξίσωσης ροής με αντλιοστάσιο-Καταθλιπτικός

αγωγός-Αποχετευτικός αγωγός.




Kαθηγητής


385/2

Υπολογισμός καταθλιπτικού αγωγού:

Ελάχιστη διατομή εκφ 20

Ελάχιστη ταχύτητα δλμυ /2,1= Οικονομική ταχύτητα δλμυ /0,1=

Ταχύτητα κατάθλιψης δλμυ /2,1=

,20εκφ ,/2,1 δλμυ = ,0,1 χλστ=bK ,/8,37 δλλ=→ Q 25,11=J ‰

Σχήμα 1. Σχηματική διάταξη έργων της πρώτης λύσης

Συνολική παροχή αγωγού αποχέτευσης:

δλλδλλ /120/8,1078,3770 <=+

Όγκος δεξαμενής εξίσωσης παροχής:

( ) 33 8002,7991000

3600108,3760 μμ ≈=⋅⋅−

=V

Διαστάσεις δεξαμενής: Ύψος μ2 , μ10=B →Μήκος μ40210

800=

⋅=L

Ισχύς αντλιοστασίου: ( ) μ41100001,01130 =⋅+−+=Σ+= hHH gman

)(0,198,0102

418,37 KWN =⋅⋅

=

2.2 Δεύτερη εναλλακτική λύση (σχ.2)

Βιομηχανία-Καταθλιπτικός αγωγός-Δεξαμενή εξίσωσης

παροχής-Αποχε-τευτικός αγωγός




Kαθηγητής


385/3

Υπολογισμός καταθλιπτικού αγωγού:

δλλ /60=Q δλλυ /2,1= χλστφ 250→ , δλμυ /22,1= , 6,8=J ‰

Θάλαμος αναρρόφησης αντλιοστασίου:

Χρόνος ζεύξης αντλιών 10 λεπτά 30,910004

601060 μ=⋅

⋅⋅=→ V

Σχήμα 2. Σχηματική διάταξη έργου της δεύτερης λύσης

Δεξαμενή εξίσωσης παροχής:

Μέγιστη παροχή αγωγού ρύθμισης

στάθμης: δλλμεγ /5070120. =−=Q

Ελάχιστη παροχή αγωγού ρύθμισης στάθμης: 0. =ελQ

Μέση παροχή αγωγού ρύθμισης στάθμης:

( ) δλλμεσ /2550021

. =+=Q

Μέση ημερήσια παροχή βιομηχανίας:

.3

.. /25/025,0360024

2160μεσβιομμεσ δλλδλμ QQ =→=

⋅=

Όγκος δεξαμενής: ( ) 312601000

3600102560 μ=⋅⋅−

=V




Kαθηγητής


385/4

Διαστάσεις δεξαμενής: Ύψος μ2 μ15=B →Μήκος μ42152

1260=

⋅=L

Αγωγός ρύθμισης στάθμης: δλμ /50=Q → χλστφ 200 ,

μυ 6,1= , 20=J ‰

μ10002,02

==L

Η δεξαμενή θα τοποθετηθεί κατά τρόπο ώστε ο πυθμένας να

είναι ένα μέτρο κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, για να είναι

δυνατή η εκκένωσή της στον αγωγό αποχέτευσης.

Ισχύς αντλιοστασίου: ( ) μ6,401000.0086,01130 =+++=manH

KWN 85,298,0102

606,40=

⋅⋅

=

2.3 Σύγκριση των δύο λύσεων

Οι δαπάνες κατασκευής της πρώτης λύσης είναι σημαντικά

μικρότερες από τις αντίστοιχες της δεύτερης λύσης ενώ οι δαπάνες

λειτουργίας είναι και στις δύο περιπτώσεις περίπου οι ίδιες. Η

εκτίμηση των δαπανών λειτουργίας δεν γίνεται με βάση την ισχύ των

αντλιοστασίων η οποία διαφέρει ουσιαστικά στις δύο περιπτώσεις

αλλά με βάση τη συνολική ποσότητα των λυμάτων που αντλείται και

το μονομετρικό ύψος άντλησης. Και στις δύο λύσεις η μεν συνολική

αντλούμενη ποσότητα είναι ίδια, τα δε μονομετρικά ύψη άντλησης

είναι περίπου ίδια. Επομένως η πρώτη λύση είναι η οικονομικότερη.

apoxeteyseis askiseis 1

Documents