پروژه آب و فاضلاب (گزارش)

1-1- مقدمه:

افزایش روز افزون جمعیت شهرها و پیشرفت صنایع در تمام کشورهای جهان برای آبرسانی شهر ها مسئله بسیار مهم و پیچیده ای به وجود آورده که حل آن با کمک متخصصین کار آزموده امکان پذیر است، برای کشور ما که از کمبود آب در تنگنا می باشد مسئله نامبرده اهمیت ویژه ای پیدا می کند. مهاجرت روز افزون مردم از دهات به شهرها و پیشرفت سریع زندگی مدرن و توجه بیشتر به بهداشت همگانی مقدار نیازهای آبی را افزایش می دهد. به وجود آمدن صنایع مادر چون ذوب آهن و پتروشیمی که خود ایجاد یک رشته کارخانه های کوچکتری را سبب می گردند مشکل آبرسانی را دو چندان می سازد.

مسئله کمبود آب را در ایران طبعاً نمی توان به سادگی بر طرف نمود. فقط با بهره برداری درست از منبعهای آب کشور، جلوگیری از هدر رفتن آبهای طبیعی و مهار کردن رودخانه ها و ایجاد شبکه های آبرسانی ناحیه ای در نقاط گوناگون کشور می توان نیازهای آینده مردم را تأمین نمود.

شبکه آبرسانی شهرها دارای وظایفی هستند که مهمترین آنها عبارتند از :

تأمین آب آشامیدنی مردم شهر، تأمین آب مورد نیاز دستگاهها و تأسیسات بهداشتی از قبیل حمامها، توالتها وغیره ... ، تأمین آب مورد نیاز کارخانه های کوچک و بزرگ و کارخانه های گوناگون، تأمین آب لازم برای آبیاری فضاهای سبز و شستشوی خیابانها و آبریزگاههای همگانی، تأمین آب مورد نیاز تأسیسات سازمانهای آتش نشانی در مواقع آتش سوزی.

و شبکه می بایست قادر باشد وظایف نام برده در بالا را به خوبی انجام دهد و حتی در بدترین شرایط نیز این وظایف را به درستی انجام دهد.

1-2- مطالعات عمومی

شهرستان دیر در 50 کیلومتری شمال غرب بندر طاهری از شهرستان کنگان و در 51 درجه و 56 دقیقه درازای جغرافیایی، 50 درجه و 27 دقیقه پهنای جغرافیایی و بلندی 12 متری از سطح دریا واقع است. شهر بندری کوچک دیر مرکز شهرستان دیر در 208 کیلومتری شهر بوشهر قراردارد و دارای بندرگاه خوب با عمق کافی آب، برای لنج هاست. دارای  تعدادی چاه کم عمق آب شیرین است. شهرستان دیر از شمال به خورموج و تنگستان و از شرق به بندر کنگان و از غرب و جنوب به آب های خلیج فارس محدود می باشد. آب و هوای دیر در کل گرم و مرطوب است. راه های دسترسی به این منطقه عبارت اند از: 
ـ راه بندر دیر ـ بند کنگان به سمت خاور.
ـ راه بندر دیر ـ بردخون به سمت شمال باختری به درازای 65 کیلومتر.
ـ راه بندر دیر ـ کاکی ـ خورموج ـ اهرم ـ بندر بوشهر به سمت شمال باختری و به درازای حدود 217 کیلو متر

شهرستان‌دیر یکی از شهرستان های مهم استان بوشهر است که بر اساس سرشماری سال 1375 ؛ 41986 نفر جمعیت داشته است.

1-3جغرافیای طبیعی

جنس خاک منطقه قلیایی است و به همین علت گیاهان نمیتوانند مواد مورد نیاز خود را جذب نمایند. کمی رطوبت زمین، حرارت زیاد هوا و کمبود مواد آلی نیز مزید بر علت شده‌است. وجود توده‌های نمکی سبب شور شدن آبهای روان گردیده‌است. ناهمواریهای این منطقه جزء نواحی پست زاگرس جنوبی‌اند که ارتفاع آنها نسبت به زاگرس بلند، کمتر و قوس و چین‌ها نیز بسیار ملایم و به تدریج به طاقدیس و ناودیس‌ها ختم می‌شود.

0020قله درنگ با ارتفاع ۱۲۲۳ متر در میانه شهرستان واقع است. رود مند که از انار واقع در ۲۸ کیلومتری شمال شرقی کازرون سرچشمه می گیرد در منطقه «زیررود» بخش بردخون به دریا می ریزد. در منطقه آّبدان و لمبدان سفره‌های آّب‌های زیرزمینی وجود دارد که بارندگی فصل زمستان نیز بستگی دارد و با کم و زیاد آمدن باران نوسان پیدا می‌کند. چشمه آب گرم در کوه‌های «گنوی» و چشمه‌های دیگر نیز «لوحک»، «تنگ دوراهک»، «تنگ هیخ» و «گرگم» وجود دارد

1-4-آب و هوا

آب وهوای منطقه در بیشتر ایام سال گرم ومرطوب در کنار ساحل گرم وخشک در فواصل دور تر از ساحل می با شد. زمستان این شهرستان مشابه هوای بهاری استانهای سردسیر کشور می باشد.

در فصل تابستان بادی معروف به باد یکصد و بیست روزه که خشک و سوزان است در منطقه می وزدوبه اصطلاح محلی به ((تش باد)) یا((باد گرم)) معروف است .میزان بارندگی کم وبارندگی‌ها متو سط سالانه ۲۱۵ میلی متر در ماههای آذر تا اسفند می باشد.

تنها رود خانه دایمی که از شهرستان عبور می‌کند رودخانه مند است که در مرز شمالی شهرستان دیر با دشتی جریان دارد. دیگر رودخانه‌ها فصلی بوده ودرهنگام بارند گی جریان دارند.

درجه حرارت درشهرستان دیّر حداکثر میانگین دما ۴۷ درجه سانتی گراد و کمترین معدل حداقل دمای سالانه ۲۲ درجه‌است. در فصل تابستان ودر زمان وزش بادهای گرم ((تش باد)) دما به پنجاه درجه سانتی گراد نیز می رسد. سردترین هوا در اواخر دی و اوایل بهمن و گرمترین زمان در تیر و مرداد ماه است .

رطوبت : در این منطقه به لحاظ نزدیکی به دریا رطوبت زیاد که حداکثر مطلق ۱۰۰٪ و متو سط میزان رطوبت به ۵۶ نیز می ر سد.

1 -5- عوامل مؤثر در برآورد جمعیت آیندۀ یک شهر:

1-    روند رشد جمعیت شهر در سال های گذشته

2-    طرح های عمرانی و توسعه صنعتی پیش بینی شده برای آینده

3-    روند رشد جمعیت در مناطق مجاور شهر

4-    تنگناهای موجود در برابر توسعه آیندۀ شهر

5-    پیش بینی جمعیت اشباع و تطابق آن با طرح های جامع

6-     امکان مهاجرت

7-    جمعبت فعلی و تغییرات آن

1-6- دوره طرح:

نظر به اینکه جمعیت و مقدار مصرف سرانه و نیازمندی های تجاری و صنعتی آب در شهرها و اجتماعات معمولاً در حال افزایش بوده و از طرفی امکانات مالی و اجرایی محدود است لذا در طرح تأسیسات شهر اعم از آب و فاضلاب زمان مناسبی انتخاب می شود تا شرایط و نیازهای آن زمان در تعیین مبنای طرح ملاک عمل قرار گیرد. فاصلۀ بین زمان شروع بهره برداری و زمان مبنای طرح را دوره طرح می نامند. در شرایط کنونی ایران معمولاً دوره طرح را 20 تا 40 سال در نظر می گیرند. مگر اینکه شرایطی خاص و یا عوامل مؤثر در طرح و دوره طرح محدوده کننده آن باشند. (آیین نامه: بند 1-4-1)

1-7- محاسبه جمعیت در پایان دورۀ طرح():

جمعیت طرح در واقع جمعیتی است که مشخص میکند در دوره طرح 25ساله جمعیت ما به چقدر خواهد رسید.تا در جهت رفع نیاز های آبی منطقه از آن استفاده شود.

به عنوان مثال در شهر مورد مطالعه(دیر)دادهای آماری جمعیت طی سال های گذشته به شرح جدول زیر می باشد.

جمعیت برحسب نفر						متوسط رشد سالانه بر حسب در صد%
1335	1345	1355	1365	1375	1385	1335-1345	1345-1355	1355-1365	1365-1375	1375-1385
1053 نفر	2269 نفر	4435 نفر	11487 نفر	16008 نفر	18525 نفر	7.98%	6.93%	9.98%	3.75%	1.5%

1-8-روش های محاسبه ی جمیت شهر

در نهایت محاسبه ی جمعیت طرح به چندین روش بیان می شود.

* روش اول: روش تصاعدی: محاسبه ی جمعیت طرح   از رابطه زیر بدست می آید. با توجه به در نظر گرفتن دوره طرح 25 ساله لذا فرمول به شکل زیر می باشد.

n= دوره طرح بر حسب سال                = جمعیت در ابتدای دوره              = ضریب متوسط رشد جمعیت

نفر

 

* روش دوم: روش حسابی تعیین جمعیت طرح:

در این روش فرش می شود که تغییرات جمعیت نسبت به زمان ثابت است.

Ka = ثابت جمعیت                  = جمعیت در سال مبناء            = زمان دوره طرح

                             

                             

                                        

  طی 25 آتی

جواب دوم منطقی تر به نظر می رسد با توجه روند رشد جمعیت طی دوره های گذشته افزایش 2000 نفری به ازای هر 10 سال طی سالیان گذشته نتیجتاً عدد 28328 نفر منطقی تر به نظر می رسد.

* روش سوم:

* روش هندسی یا لگاریتمی

در این روش با استفاده فرمول زیر برای تعیین جمعیت طرح استفاده می شود.

                                     

                                     

* نکته:            

به روش هندی جمعیت طرح 33325 نفر در می آید که البته با توجه به روند رشد جمعیت در سالیان گذشته خصوصاً نرخ رشد رو به کاهش جمعیت با توجه به داده های آماری عدد فوق اذدکی دور از واقعیت می باشد.

لذا در طی سه روش گذشته:

1- روش تصاعدی = 26878 نفر                                                    

2- روش حسابی= 28328  نفر                                                                                  

3- روش هندسی = 33325  نفر

روش چهارم:روش ترکیبی

شایان ذکر است روش ترکیبی به عنوان روش مبنا برای تعیین جمعیت طرح توسط بسیاری از کارشناسان و متخصصین آب جهت طراحی شبکه آبرسانی شناخته شده است.

آمار موجود به شرح ذیل می باشد:

موالید سال 85 بر حسب نفر:1111نفر

مرگ ومیر در سال 85برحسب نفر:698نفر

نرخ مهاجر فرستی در سال 166:85نفر

نرخ مهاجر پذیری در سال 128:85نفر

شاخص امید به زنگی(متوسطعمر افراد جامعه):72سال

درصد فضای سبز شهر:6.3%ژ

مساحت کنونی شهر:561.5هکتار

مساحت براورد شده سال افق:870.5هکتار

لذا باتوجه به آمار فوق جمعیت طرح به روش ترکیبی :

        111+128=1239از طرفی       698+166=864 لذا 1239-864=375به ازای هر سال ورودی جمعیت

                                در سال افق Pn=18525+375*25=28000

لذا در پایان با توجه باتوجه به با روش های مختلف براورد جمعیت در صفحات گذشته جمعیت در سال افق 29132نفر پیش بینی شده است.

محاسبه جمعیت امکان محاسبه ی کل آب مصر فی را فراهم می کندو از طر فی طراحی  خطوط لوله مستلزم تعیین جمعیت سرویس دهی لوله است.

1-9 - محاسبۀ مساحت فعلی شهر

محاسبه ی تراکم جمعیت از طریق روش های :

1-نقشه های توزیع تراکم جمعیتی

2-اطلاعات محلی

3-آمار گیری منطقه ای

امکان پذیراست.

تراکم در سال مبنا=                                                                نفر 18525/561.5=33

با توجه به جمعیت شهر در سال افق29132نفر اگر فرض شود 75%در سطح کسترش یافته شهر ساکن شوند و 25%در سطح قدیم جا دهی شوند.

                                                        نفر29132-18525=10607

.

نفر  جمعیت در سطح گسترش

نفر  جمعیت افزایش یافته در سطح قدیم

نفر جمعیت جدید در سطح قدیم

نفر در هکتار تراکم جدید

سطح گسترش

مساحت کنونی شهر دیر 870.5هکتار می باشد.

1-10- متوسط مصرف سرانه آب:

مصرف سرانۀ یک شهر با توجه به بند 1-5 آیین نامه شامل مصارف زیر می باشد:

-         مصارف خانگی

-         مصارف عمومی

-         مصارف تجاری و صنعتی

-         مصارف فضای سبز عمومی

-         تلفات آب

میزان مصرف کل مجموع مصلرف پنج گانه فوق می باشد.

1-10-1- مصرف خانگی:

برای به دست آوردن مصرف خانگی روش های مختلفی وجود دارد که از آن جمله عبارتند از:

-         استفاده از جداول 7-2 یا 6-2 کتاب آشفته که جمع کل را برای هر نفر  در نظر گرفته است.

-         استفاده از جداول 2-1 یا 2-2 کتاب منزوی.

-         استفاده از آمار و اطلاعات.

-         استفاده از توصیه سازمان مدیریت و برنامه ریزی.

باید توجه شود که در تعیین میزان متوسط مصرف سرانۀ خانگی (بدون فضای سبز) در آینده، عوامل زیر مؤثرند (آیین نامه: بند 1-5-2-3-1):

1-    ارقام اندازه گیری شدۀ فعلی

2-    رشد مصرف در گذشته و تخمین رشد آتی با توجه به سطح رفاهی مردم در آینده.

3-    سهولت تامین آب.

4-    آب و هوای منطقه.

5-    فشار در شبکه.

6-     نوع مسکن و قیمت آب.

7-    نحوه دفع فاضلاب.

1-10-2- تعیین متوسط مصرف سرانه خانگی:

با توجه به جدول(1-5-1 ) آیین نامه سازمان برنامه و بودجه متوسط مصرف سرانۀ خانگی (بدون فضای سبز) در حدود سال 1395 به صورت زیر انتخاب می شود.

جدول تعیین متوسط سرانه خانگی

نوع مصرف	حدود مصرف (آیین نامه) ()	مقدار انتخابی ()
آشامیدن پخت و پز حمام لباسشوئی ظرفشوئی دستشوئی و توالت شستشوی خانه کولر و تهویه مطبوع متفرقه	5-2 5-10 50-25 20-10 15-5 30-20 10-3 5-2 5-3	3 8 38 15 10 25 5 2 4
جمع	150-75	110

*در صورتی که اعداد پیش بینی شده برای مصرف خانگی (بدون فضای سبز) خارج از محدودۀ جدول فوق (آیین نامه : جدول 1-5-1) باشد ابتدا باید علل این مسئله مشخص و سپس تصمیم مقتضی با نظر کارفرما اتخاذ گردد.

*مصرف خانگی به ازای هر نفر برابر  می باشد.

1-10-3- تعیین حداکثر مصرف روزانه فضای سبز:

فضای سبـز شامل مصرف فضـای سبز خانگی و عمومی می باشد که برای تعیین آن یکی از روش های زیر را به کار می گیریم:

1-    اگر فضای اختصاص یافته به هر نفر مشخص نبود، بین 1 تا 10 لیتر در روز برای آن در نظر می گیریم.

2-    توصیۀ آیین نامه بند 1-5-2-3-2

فضای سبز شهر را با توجه به قرار گیری شهر دیر در منطقه نیمه صحرایی و گرم  فضای کل شهر در نظر می گیریم. مقدار آب مصرفی باید با توجه به تعداد روزهای آبیاری محاسبه شود و فرض می کنیم که 3 روز در هفته یعنی جمعاً 150 روز در سال آبیاری داریم. با توجه به نقشه مناطق آب و هوایی در آیین نامه، دیر در منطقۀ 8 آب و هوایی (نیمه صحرایی و گرم)   می باشد و  همچنین با توجه به جدول 1-5-2 آیین نامه حداکثر مقدار مصرف روزانه فضای سبز را برابر 8تا14 لیتربرروزکه 10لیتر بر روز به ازای هر متر مربع در نظر می گیریم. توجه به اینکه در شهر ها ی بزرگی چون اهواز در صد فضای سبز 5 مترمربع به ازای هر شخص می با شد و با لحا ظ نمودن اینکه شهر دیر شهر کوچکی می باشد 2تا 3 متر مربع به ازای هر شخص در نظر میگریم.

مقدار آب مصرفی در واحد سطح × مساحت فضای سبز شهر و سطح گسترش = مقدار آب مصرفی فضای سبز

 مقدار آب مصرفی فضای سبز

 مقدار مصرف سرانۀ فضای سبز به ازای هر نفر

*مصرف روزانۀ فضای سبز به ازای هر نفر برابر  می باشد.

1-10-4- تعیین متوسط مصرف سرانۀ عمومی و همگانی:

مصرف عمومی و همگانی شامل آب مصرفی در هتل ها، مدارس، مساجد و فروشگاه ها است. برای محاسبۀ این مصرف یکی روش های زیر را به کار می گیریم:

1-    استفاده از جداول، مانند جدول 8-2 کتاب آشفته

2-    وقتی که از شهر اطلاعاتی در دست نداریم، می توان از توصیۀ سازمان برنامه و بودجه استفاده کرد. بنابراین با توجه به توصیه آیین نامه بند 1-5-2-3-4 مقدار حداقل و حداکثر تا سال 1395 به شرح زیر است:

-مقدار حداقل مصرف همگانی  به ازای هر نفر

-مقدار حداکثر مصرف همگانی  به ازای هر نفر

*مصرف همگانی و عمومی به ازای هر نفر برابر  می باشد.

1-10-5- تعیین متوسط مصرف سرانه تجاری و صنعتی:

که شامل:

1-    مصرف صنایع بزرگ مانند کارخانه ها

2-    مصرف صنایع کوچک مانند کارگاه ها

3-    مصرف در دامداری ها

می باشد و با توجه به توصیۀ آیین نامه بند 1-5-2-3-5 مقدار حداقل و حداکثر تا سال 1395 به شرح زیر است:

-         مقدار حداقل مصارف صنعتی  به ازای هر نفر

-         مقدار حداکثر مصارف صنعتی  به ازای هر نفر

*مصرف سرانۀ تجاری و صنعتی به ازای هر نفر برابر  می باشد.

1-10-6- تلفات آب:

مقدار تلفات آّب عبارت است از مقدار آبی که به صورت نشت از محل اتصالات، پیوندی ها و همچنین چکه نمودن شیر آلات به هدر می رود. این مقدار بستگی به کیفیت شبکه، فشار آب، جنس لوله ها، تراکم و روش بهره برداری آن دارد.

طبق بند 1-5-2-3-6 آیین نامه مقدار متوسط تلفات سرانۀ آب نباید بیش از 20 درصد متوسط مجموع مصارف خانگی، عمومی، تجاری و صنعتی و فضای سبز عمومی منظور گردد.

از آنجایی که شبکه آبرسانی به تازگی طراحی می شود و لوله های نو به کار می رود، لذا میزان تلفات آب بسیار کم بوده و آن را برابر 15% در نظر می گیریم.

(مصرف فضای سبز + مصرف صنعتی + مصرف همگانی + مصرف خانگی) × در صد تلفات = میزان تلفات آب

 میزان تلفات آب

*تلفات آب به ازای هر نفر برابر  می باشد.

1-11- تعیین متوسط مصرف سرانه روزانه آب و آب مصرفی شهر:

با توجه به مجموع متوسط مصارف آب و مقدار تلفات آن، متوسط مصرف سرانۀ به ازای هر نفر به صورت ذیل قابل محاسبه است.

مصرف سرانۀ صنعتی + مصرف سرانۀ همگانی + مصرف سرانۀ خانگی = مقدار متوسط مصرف سرانۀ کل بازای هر نفر

                                      تلفات آب + مصرف سرانۀ فضای سبز +

متوسط مصرف سرانۀکل×جمعیت شهردرپایان دورۀ طراحی = متوسط مصرف آب جمعیت شهربدون آب آتش نشانی

1-12- تعیین حداکثر مصرف سرانه روزانه آب و آب مصرفی شهر:

با توجه به منطقه آب و هوایی شهر دیر در نقشه پیوست آیین نامه و جدول 1-5-3 آیین نامه ضریب  بین 1.5 تا 1.8 بود که برابر 1.7 در نظر می گیریم. سپس با داشتن ضریب  و متوسط سرانۀ روزانه می توان حداکثر مصرف سرانۀ روزانه را به صورت ذیل محاسبه کرد:

متوسط مصرف سرانۀ روزانه ×  = حداکثر مصرف سرانۀ روزانه

حداکثر مصرف سرانه × جمعیت شهردر پایان دورۀ طرح = حداکثر مصرف آب جمعیت شهر بدون آب آتش نشانی

1-13- تعیین حداکثر مصرف سرانه ساعتی:

برای محاسبۀ دبی حداکثر ساعتی با توجه به بند 1-5-2-3-10 آیین نامه، باید ضریب حداکثر ساعتی () را از جدول 1-5-4 آیین نامه، با توجه به جمعیت شهر مورد نظر به دست آورد.

*حداکثر مصرف سرانۀ روزانه ملاک طراحی مخزن می باشد و حداکثر مصرف سرانۀ ساعتی ملاک طراحی شبکۀ آبرسانی می باشد.

حداکثر مصرف سرانۀ لحظه ای (ثانیه ای)×جمعیت شهر در پایان دورۀ طرح = دبی لحظه ای ماکسیمم(دبی طراحی)

1-14-دبی شیرهای آتش نشانی:

به طور کلی استفاده از شیرهای ایستاده (روی زمینی) توصیه می شود، ولی در مواردی که توجیه کافی وجود داشته باشد، استفاده از شیرهای زیر زمینی نیز بلامانع است. (آیین نامه: بند2-3-1)

*در چهارراه های اصلی لااقل یک شیر آتش نشانی وجود داشته باشد، در چهارراه های بزرگ با ترافیک سنگین حداقل دو شیر در دو سمت متقابل چهارراه نصب گردد.

*در مجاورت مراکز عمومی بزرگ از قبیل بیمارستان ها، سینماها، مدارس و غیره، باید شیرهای آتش نشانی نصب گردد.

دبی شیر اتش نشانی به صورت زیر می باشد.

=qf

در نهایت qmaxs=186+3*15=231lit/s

1-15- مخازن آب:

با توجه به اینکه در شهردیر فضای خالی مناسبی برای مخازن و ارتفاع مناسبی جهت اجرای مخازن وجود دارد در نتیجه در قسمت غرب شهر دیرتپه بلندی وجود داردکه ارتفاع مناسبی جهت اجرای مخزن زمینی بلند استفاده کرد.

1-15-1- نحوه تعیین حجم مفید مخازن آب تصفیه شدۀ زمینی:

حجم مفید مخازن با توجه به بند 2-5-1 آیین نامه، شامل سه قسمت ذیل می شود:

1-    حجم مورد نیاز برای جبران نوسانات ساعتی.

2-    حجم مورد نیاز برای تأمین نیازهای آتش نشانی.

3-    حجم مورد نیاز برای تأمین آب در مواقعی که آب ورودی به مخازن قطع می شود.

مخازن آب بایست قادر باشندآب مورد نیاز شهر را در ساعت حداکثرتامین نماید.حجم مورد نیاز برای این منظوربایستی با اندازه گیری لازم و ترسیمات منحنی تغییرات روزانه مصرف تعیین گردد.در صورتی که منحنی تغییرات روزانه مصرف امکان پذیر نباشدلازم است با استفاده از تغییرات مصرف در شهر های با شرایط مشابه حجم مورد نیاز مخزن را تخمین زد.

1-15-2- محاسبه حجم مفید مخازن در انتهای دروۀ طرح و تعداد مخازن:

حجم مفید مخازن با توجه به سه قسمت بند فوق الذکر تعیین می شود و در صورت نبودن اطلاعات کافی، در شرایط معمولی این حجم بین 50 تا 75 درصد حداکثر مصرف روزانه پیش بینی شده در پایان دوره طرح توصیه می گردد. (آیین نامه: بند 2-5-1-4)

برای محاسبۀ حجم مخازن با توجه به بند سه قسمت بند فوق رابطه ذیل را داریم:

آب مصرفی مورد نیاز آتش نشانی + حداکثر آب مصرفی روزانۀ شهر × ضریب آلفا = حجم مخزن

برای تعیین در رابطه فوق از جدول 6-1 کتاب منزوی استفاده می شود.

*چون حجم محاسبه شده مخزن بزرگ تر از  می باشد، لذا مخزن باید به صورت دوبل طراحی گردد تا بتوان در موقع شستشو و یا تعمیر یک مخزن از آب مخزن دیگر برای آبرسانی شهری استفاده نمود.

 2 ÷ حجم مخزن محاسبه شده = حجم هر یک از مخازن

از دید اقتصادی بهتر از منبع های با حجم 300-3000مترمکعب استوانه ای ساخته شوند (رجوع شود به کتاب منزوی)

1-15-3- شکل مخازن و تعیین ابعاد مخازن:

به دلیل اینکه حجم محاسبه شده هر یک از مخازن بزرگ تر از  می باشد، مخازن باید به شکل مکعب مستطیل یا استوانه ای طراحی شوند. با توجه به کتاب منزوی بند 6-3-1-الف صفحۀ 225، ارتفاع آب درون مخزن برای حجم 100متر مکعب 2-3مترو برای حجم بین 5000-100متر مکعب 4-5متروبیشتر از  می باشد ارتفاع مخازن تا حداکثر توصیه گردیده است، در نتیجه ارتفاع آب در مخازن را برابر  در نظر می گیریم.

ارتفاع آب مخزن(متر)	حجم مخزن((m3
2الی3 متر	تاm3100
3الی4 متر	100 - m31000
4الی5 متر	1000- m35000
6.5متر	بیش از m35000

در نتیجه شکل مخزن بدلیل اینکه حجم هر یک از مخزن بین100-3000مترمکعب می باشدمخزن به صورت استوانه ای ساخته میشود. میشود بع شکل استوانه تو در تو نیز ساخت.

V=A*h=2680=A*6.5

A=412.30M 2

A=Π*D2/4

D=23m

استوانه ای به قطر 23متر و ار تفاع 6.5متر

در مخازن مکعب مستطیلی برای محاسبه طول و عرض آن از رابطه  (، طول مخزن و ، عرض مخزن) استفاده می کنیم.

- عمق مفید آب در مخزن برابر می باشد. ()

*چند نکته اجرایی که در طراحی مخازن باید در نظر گرفت، عبارتند از:

-       کف مخزن باید شیبی برابر 1 تا 2 درصد داشته باشد.

-       در بالای مخزن باید دریچه هایی جهت هوادهی تعبیه گردد.

-       در انتهای مخزن باید لوله ای جهت دفع مواد لجنی و رسوبات موجود تعبیه گردد.

-       لوله برداشت باید 20 تا 30 سانتیمتر بالاتر از کف مخزن قرار گیرد.

-       لوله تغذیه باید 20 تا 30 سانتیمتر بالاتر از بالاترین سطح آب در مخزن باشد.

-       مخزن باید دارای سرریز باشد، تا آب اضافی تخلیه شود.

-       جهت قرائت ارتفاع آب داخل مخزن باید داخل آن اشل نصب گردد.

-       نقاط تغذیه و برداشت مخزن باید طوری در نظر گرفته شوند که آب همیشه در مخزن جریان داشته باشد.

-       منبع های زمینی بلند در درون تپه های پیرامون و یا درون شهرساخته می شوندبرای ایمنی بیشتر در برابر سرماو گرماسعی میشود با خاکبرداریاز زمین این منبع ها درون زمینساخته شوندگاهی برای ایمنی نظامی آن هارا در دل کوه مسازند. 

*لذا از مخازنی مکعب مستطیلی با مشخصات ذیل استفاده می شود:

1-16- شبکه آبرسانی حلقوی:

ابتدا با توجه به موقعیت خیابان های اصلی 10 حلقه ایجاد می کنیم و سپس با روش تعیین دبی واحد طول لوله دبی تقریبی برای لوله ها تعیین کرده و دبی گره ها با توجه به نصف لوله های متصل به آن گره و دبی واحد طول لوله به دست می آید.

اقدام بعدی رسم لوله های انتقال آب بین گروه های مذکور است بدین منظور لوله ها به نحوی قرار داده شوند تا از زیر خیابان بگذرند و در نتیجه عملیات حفر مسیر به راحتی صورت پذیرد با محاسبه طول لوله ها از روی نقشه و وارد کردن این اطلاحات در برنامه به سوی هدف نزدیکتر می شویم. در مورد زبری لوله ها باید گفت در طرح از معادلات هیزن – ویلمیاز استفاده شده و برای محاسبات افت استفاده شده است و از اینرو ضریب زبری C=140 در نظر گرفته شده این ضریب برای لوله چدنی بدست آمده است.

پس از لوله گذاری ضریب C برای همه ی لوله ها در نظر گرفته شده و طول آن ها نیز وارد شود در هر گره مشخص می شود مقدار دبی آن تأمین می شود. در هر گره با استفاده از نصف دبی تأمین شده توسط هر لوله ای که به آن گره متصل است بدست می آید.

بعد از وارد کردن Base demand در هر گره نوبت به جانمایی مخزن می رسد. مخزن را در نزدیکی گره شماره 1 بلندترین نقطه قرار می دهیم در مورد قطر لوله ها در ابتدای امر از قطر تئوری استفاده کرده پس از آنالیز برنامه با قطر داده شده بسیاری قطرها از لوله ها دارای سرعت غیر مجاز و خارج از محدود بوده و همین طور بسیاری از گره ها دارای فشاری خارج از محدوده است. هنرمندی طراح در این جاست که برای رسیدن به جوابی بهینه آنقدر قطر لوله ها را کم زیاد کرده و همچنین مخزن را تغییر دهد تا مقادیر فشار و سرعت به ترتیب در گره ها و لوله ها در محدود مجاز قرار گیرد.

1-16-1- تعیین دبی مصرفی در واحد طول لوله و دبی مصرفی لوله ها

جدول طول لوله ها (خیابان ها) در شبکه آبرسانی حلقوی

طول لوله (m)	لوله	طول لوله (m)	لوله
420	15	1080	1
840	16	705	2
480	17	420	3
675	18	570	4
600	19	780	5
525	20	180	6
630	21	495	7
915	22	690	8
378	23	330	9
645	24	345	10
495	25	375	11
975	26	285	12
375	27	450	13
1000	28	495	14
ΣL = 16153m

1-16-2- تعیین دبی مصرفی لوله ها

طول کل لوله ها ÷ دبی لحظه ای ماکسیمم = دبی مصرفی در واحد طول لوله

طول لوله × دبی مصرفی در واحد طول لوله = دبی مصرفی لوله

جدول دبی مصرفی لوله ها در شبکه آبرسانی حلقوی

دبی مصرفی لوله ()	لوله	دبی مصرفی لوله ()	لوله
6.006	15	15.444	1
12.012	16	10.0815	2
6.864	17	6.006	3
9.6525	18	8.151	4
8.58	19	11.154	5
7.5075	20	2.574	6
9.009	21	7.0785	7
13.0845	22	9.867	8
5.4054	23	4.719	9
9.2235	24	4.9335	10
7.0785	25	5.3625	11
13.9425	26	4.0755	12
5.3625	27	6.435	13
14.3	28	7.0785	14
ΣQ= 231lit/s

1-16-3- تعیین دبی مصرفی گره ها

مجموع نصف دبی مصرفی هر یک از لوله های متصل به گره = دبی مصرفی گره

جدول دبی مصرفی گره ها در شبکه آبرسانی حلقوی

دبی مصرفی گره (lit/sec)	شماره گره	دبی مصرفی گره (lit/sec)	شماره گره
11.26	10	22.31	1
8.79	11	15.3	2
17.6	12	15.23	3
8.26	13	11.37	4
13.75	14	9.656	5
10.856	15	14.05	6
13.2	16	13.8	7
9.33	17	7.3	8
19.52	18	8.9	9
ΣQ= 231lit/s

*تذکر این که قطر اولیه لوله ها را می توان با استفاده از جدول دبی تقریبی لوله ها و از رابطۀ ذیل و با توجه به سرعت بهینه یا اقتصادی که حدود 2/1 متر بر ثانیه می باشد.

     1-16-4- دبی تقریبی لوله ها در شبکه آبرسانی حلقوی 

جدول دبی تقریبی لوله ها در شبکه آبرسانی حلقوی

دبی تقریبی لوله ()	لوله	دبی تقریبی لوله ()	لوله
13.73	15	46.56	1
14.83	16	9.91	2
24.06	17	90.94	3
8.76	18	13.15	4
24.27	19	73.50	5
9.27	20	12.58	6
4.16	21	36.64	7
1.57	22	26.85	8
.49	23	26.85	9
1.08	24	44.47	10
3	25	3.20	11
8.09	26	30.96	12
8.09	27	55.89	13
		12.93	14
ΣQ= 231lit/s

قطر به دست آمده برای لوله را به قطر تجاری موجود در بازار تبدیل می کنیم:  

1-16-5- تعیین قطر بهینه و قطر تجاری لوله ها

جدول قطر تجاری لوله ها در شبکه آبرسانی حلقوی

قطرتجاری (mm)	لوله	قطرتجاری (mm)	لوله
150	15	250	1
150	16	100	2
200	17	350	3
100	18	150	4
200	19	300	5
100	20	150	6
80	21	200	7
80	22	200	8
80	23	200	9
80	24	200	10
80	25	80	11
80	26	200	12
80	27	250	13
		150	14

1-17- تعیین فشار در گره ها

از روش هاردی کراس استفاده کرده و مقادیر  را از رابطۀ ذیل به دست آورد.

که در آن  طول معادل می باشد. سپس با در اختیار داشتن مقادیر  برای تمامی لوله های یک حلقه مقادیر  و  را از روابط ذیل به دست می آوریم:                                                    

با استفاده از مقادیر  و  و رابطۀ روبرو مقدار  (خطای محاسباتی) را به دست می آوریم:   

 

حال این مقدار خطای  را به  اولیه فرضی اضافه می کنیم: 

                                 جدید

پس از اتمام عملیات یک حلقه سراغ حلقه بعدی رفته، عملیات فوق را بروی حلقۀ بعدی انجام می دهیم و در نظر داریم که آخرین دبی های جدید حلقه های قبل که مشتـرک با حـلقه جـدید هستنـد، در حلقـه مورد محاسبه قرار می دهیم. محاسبات فوق تا زمانی ادامه خواهد داشت که مقدار  بسیار کوچک شود و قابل چشم پوشی شود.

*توجه شود که علامت  وابسته به جهت های فرضی است.

در پروژه حاضر عملیات فوق را تا 12 سیکل با برنامه Excel انجام داده و تنها یک سیکل را در جداول ذیل می آوریم.

در مرحله بعد با توجه به دبی های به دست آمده برای لوله ها سرعت را برای لوله ها به دست می آوریم و در مرحله بعد با توجه به افت فشارهای در لوله ها، فشار در گره ها به دست می آوریم. سرعت ها و فشار های به دست آمده را با حداقل ها و حداکثر ها مقایسه کرده تا در رنج مورد نظر قرار داشته باشند.

1-18- محدودیت سرعت:

محدودیت سرعت در لوله ها بین 3.تا2.5متر برثانیه می باشد

اگر از 3.کمتر باشد خطرناک می باشد زیرا باعث ماندابی شدن اب در لوله هاوایجاد رسوب فلزات سنگین وغیره میشود.

اگر از 2.5بیشتر باشد باعث ضربه به اتصالات و ایحاد کاویتاسیون میگردد.

عملاجهت طراحی معمولا سرعت را بین 7.تا 2.5متر بر ثانیه میگیرند

1-19- طراحی شبکه های آبرسانی توسط نرم افزار های کامپیوتری:

برای طراحی شبکه حلقوی از نرم افزار EPANET 2  استفاده شده است.

در ادامه خروجی این نرم افزار قرار دارد

.

1-20- تجهیزات شبکه آبرسانی:

- شیرهای قطع و وصل:

شیرهای قطع و وصل بایستی به تعداد کافی و به نحوی روی خطوط لوله پیش بینی گردند که هنگام تعمیرات و قطع آب، احتمال آلودگی به حداقل ممکن برسد. به منظور تامین این هدف ضمن در نظر گرفتن راه حل های مختلف و مقایسه اقتصادی رعایت نکات ذیل ضروری است. (آیین نامه: بند 3-6-1)

1-    معمولاً در هر چهارراه دو عدد شیر و در هر سه راه یک عدد شیر در نظر گرفته شود مگر در مواردی که با توجیهات کافی ضرورت شیرهای اضافه تری ایجاب نماید.

2-    شیرها طوری در نظر گرفته شوند که ترکیدگی یک لوله باعث قطع آب در لوله های تغدیه کننده اصلی نشود مگر آنکه قطع آب در اثر خرابی خود تغذیه کننده باشد.

3-    شیرها به نحوی تعبیه شوند که ترکیدگی یک لوله باعث قطع آب در طول بیش از 200 تا 400 متر (بسته به درجه تراکم شهر) نشوند.

4-    توصیه می شود شیرهای قطع و وصل در اقطار بزرگ (بیش از 400 میلیمتر) و شیرهای مجهز به کنارگذر و چرخ دنده در داخل حوضچه نصب گردند.

- شیرهای تخلیه:

در نقاط پست شبکه و خطوط انتقال، تعبیه شیر جهت تخلیه آب داخل لوله ضروری می باشد.

(آیین نامه: بند3-6-4)

- شیرهای تخلیه هوا:

در نقاط مرتفع خطوط شبکه شهری که امکان تخلیه هوا از طریق انشعابات منازل میسر نباشد، وسائل لازم جهت تخلیه هوا می باید پیش بینی گردد. (آیین نامه: بند 3-6-3)

*در مسیر های با شیب کم نیز در فواصل حدود 800 متر شیر هوا می باید در نظر گرفته شود.

- شیرهای فشار شکن:

با توجه به مشکلات دوره بهره برداری، توصیه می شود که استفاده از شیرهای فشار شکن در خطوط انتقال و شبکه توزیع به حداقل ممکن تقلیل یابد.

در نقاطی که تعبیه شیر های فشار شکن ضروری است دو شیر فشار شکن (یکی به عنوان یدک) به منظور انجام تعمیرات و سایر مسائل بهره برداری در نظر گرفته شود. (آیین نامه: بند 3-6-5)

- زهکشی و تهویه حوضچه ها:

جهت جلوگیری از آلودگی آب مشروب شبکه، زهکش حوضچه شیرها، کنتورها و سایر لوازم نباید مستقیماً به مجاری آب های سطحی و فاضلابروها متصل گردند.

در سختمان حوضچه ها تدابیر لازم جهت تهویه هوا می باید پیش بینی گردد. (آیین نامه: بند 3-6-6)

1-21- چگونگی ترسیم خطوط فشار:

- خط فشار استاتیکی:

خطی است که در لوله ها هیچگونه جریانی برقرار نیست این خط ماکزیمم خط فشار را داراست و در آن هیچگونه افتی ایجاد نمی شود. طبق کتاب منزوی ماکزیمم فشار استاتیکی بین 50 تا 60 متر می باشد. که در نقشه مشخص شده است.

- خط فشار دینامیکی:

این خط، خطی است که در لوله ها آّب جریان دارد و میزان افت در هر لوله ایجاد می گردد که طریقه رسم آن به دو روش زیر است ضمناً خط مزبور در هر نقطه فشار آب را نشان می دهد.

الف- فشار هر نقطه را داریم و رقوم ارتفاعی آن را با توجه به این و فاصله نقطه ابتدا نقطه رقوم ارتفاعی و فاصله را پیاده کرده و از نقطه ارتفاعی به اندازه فشار روی نقطه بالا رفته و نقطه فشار را بدست می آوریم.

ب- با توجه به خط فشار استاتیکی و میزان افت هر نقطه به این ترتیب که ابتدا فاصله نقطه را روی خط فشار استاتیکی مشخص کرده و به میزان افت نقطه از آن پایین می آییم، نقطه بدست آمده نقطه فشار دینامیکی می باشد.

*خط فشار دینامیکی در حالت آتش نشانی که در این حالت دبی آتش نشانی یعنی  بر دبی های هر لوله اضافه شده و آن را ترسیم می نمائیم که در شکل نشان داده شده است.

*رقوم ارتفاعی و فاصله هر نقطه را نیز پیاده می نمائیم تا خط زمین طبیعی بدست بیاید و بروی آن فشار حداقل که 15 متر می باشد را مشخص می نمائیم.

1-22-تفاوت روش دستی با نرم افزار

دلیل این تفاوتها این است که در روش دستی اعداد محاسبه شده با کمی تقریب بوده و اعداد کامل نبوده است مثلا اگر عددی 25124/4 بوده به 25/4 گرد شده است وهمین امر در محاسبات اختلافاتی پدید می آورد ولی در برنامه loop این طور نیست بلکه اعداد به همان صورت که است ضرب و جمع شده است.

اشکال دیگر نیز در همان دبی فرضی اولیه است که فرض می شود و چون سیکل حلقه  در روش دستی صفر نمی شود خود دلیل بر وجود این اختلاف عدد است که در epanetاینطور نیست .

در این پروژه سیکل تا 12 مرحله و تا ΔQ=10-10 ادامه داده شده است.

ولی در epanet اینطور نیست و حلقه کامل می شود.