SU TEMİNİ VE KANALİZASYON

Transkript

1 SU TEMİNİ VE KANAİZASYON İ Ç M E S U Y U Ş E B E K E E R İ Erciyes Üniversitesi İnşaat Mühendisliği 2016 Bir meskun bölgeye su, bir boru ağı sistemi ile dağıtılır. Buna su şebekesi denir. Su şebekesi hazneden sonra gelir. Şebeke ile hazne arasında su dağıtmayan, ve ana boru ismini alan bir boru bulunur. İskân durumuna göre, boruların teşkil ettiği sistem birbirinden farklı olur. Buna göre iki ayrı su dağıtma sistemi ortaya çıkar: 1. al sistem, 2. Ağ sistemi 1 2 A SİSTEM Bu sistemde borular bir ağacın dalları gibi birbirleriyle birleşmeden meskun bölge içinde dağılmıştır. aha ziyade şehirlerin sahil kesimlerinde, yamaç ile deniz arasına sıkışıp kalmış alanlarda veya kenar semtlerde, ana cadde ve sokakları takip eden şerit varı iskan bölgelerinde söz konusudur. (a) (b) (c) (a) al sistem; (b) Ortadaki esas borudan beslenen ağ sistemi; (c) Ortadaki halkadan beslenen ağ sistemi. Buralarda sokaklar birbiriyle kesişmediğinden boruların birleşerek ağ teşkil etmesi mümkün olmamıştır

2 al sisteminin üstünlükleri: 1. Hidrolik durum açıktır, 2. Boru çapları ve uzunlukları daha küçük olduğundan daha ekonomiktir. al sisteminin mahsurları: 1. Boruların uç noktaları hem fiziki, hem de hesap bakımından ölü noktalardır. Yani borulara kadar su, tamamen dağıtılmış olduğundan debi sıfır değerine düşer. Bu sebeple hızlar çok küçük olup yabancı madde sudan ayrılarak çökelir. 2. Bir boru kırılması veya tamir halinde bu borulardan su alan bütün bölgeler susuz kalır. AĞ SİSTEMİ Bu sistemde bütün borular birbiriyle birleşmiş olup hiçbir fiziki ölü nokta mevcut değildir. Su herhangi bir noktaya birden fazla yönden ulaşabilir. Kapalı gözlerden oluşurlar. Hazne A =250 m k=1 =110 m k=2 C =250 m k=2 =70 m k=1 5 B =110 m k=2 M 6 Üstünlükleri: 1. Su çeşitli yönlerden akma imkanına sahip olup ölü bölgeler ve yavaş akımlar meydana gelmez. 2. Boru kırılmaları veya tamir halinde bu borunun beslediği bölge başka bir taraftan su alabilir. 3. Su sarfiyatında büyük değişimler olmasının dal sistemine göre daha az tesiri olur. Ağ sisteminde daha fazla işletme esnekliği mevcuttur. Mahsurları: 1. Hidrolik hesabı karışıktır. 2. aha fazla boru ve boru parçalarına ihtiyaç vardır. 7 SU ŞEBEKEERİNİN TEŞKİİNE GÖZ ÖNÜNE TUTUACAK ESASAR Kapalı göz oluşturulamayan uç sokaklar dal sistemi ile beslenir. Şebekeyi suyu en kısa yoldan dağıtacak şekilde tertip etmelidir. Bunun sebebi yük kayıplarının fazla çıkmasını önlemektir. Hazne ile su şebekesi arasında kalan boruya ANA BORU adı verilir. Şebekede kendisinden diğer boruların çıktığı daha büyük çaplı borulara esas boru, esas borulardan su alan borulara tali boru adı verilir. Ana borulardan abonelere su verilmez. 8 2

3 Ana ve esas borular, trafiği az ve boru döşemek için serbest yeri bulunan sokak ve caddelerden geçirilir. Ana ve esas borular tüketim bölgelerinin ağırlık merkezlerinden ve tercihen suyun yerçekimi yönünde akımını mümkün kılacak şekilde yerleştirilir. Böylece basınçların üniform olması sağlanması çalışılır. Şebekede çok sayıda kat bulunması halinde, katlardaki maksimum statik basınçların, proje şartları da göz önünde tutularak eşit mertebede olmasına imkanlar ölçüsünde dikkat edilir. Borular geçirilirken dona karşı korumak için boruların sokakların kuzey ve doğu tarafına konulması gerekir. Böylece borular binaların güneye ve batıya bakan cephelerine yakın geçerler. Bu kısımlar ülkemiz şartlarından dolayı daha fazla güneş ışığı alırlar C C 9 (a) (b) 10 A 18 A B (6) B (3) (4) (5) C 18 A 6 B 12 0 CAEEREKİ BORU AEİ Caddelerin genişliğine göre şebeke boruları çift veya tek olarak döşenir. Genişliği 15 m den küçük olan caddelere tek boru, daha büyük caddelere ise çift boru döşenir. Geniş caddelerde tek boru döşenirse, ev bağlantıları çok uzun olacağından ekonomik olmaz. Şebekenin boşaltılmasından doğacak su darbesine karşı 100 mss lik tek boru döşenir. Bazı geniş caddelerde bir esas boru iki tane de dağıtım borusu döşenir. Esas borunun 350 mm den daha büyük olması durumunda bu çözüm daha uygundur. 11 SU ŞEBEKEERİNE HIZ Şebeke borularındaki su hızı 0.50 m/s den az olmamalıdır. En çok kullanılan değerler 1 m/s civarındadır. 1.5 m/s lik hızların üzerine çıkılmaması tavsiye edilir. Hem minimum çap ve hem de minimum hız şartı aynı anda gerçekleşemez. Bunun için bazı tali borularda hız 0.50 m/s nin altına düşebilir. Bu durumda uygun yerlere tahliye vanaları konarak meydana gelebilecek çökelmeler (tortular) temizlenmelidir. 12 3

4 SU ŞEBEKEERİNE ÇAP SU ŞEBEKEERİNE BASINÇ Şehir şebekelerinde 80 mm den küçük boruların kullanılması uygun değildir. Üzerinde yangın musluğu bulunan borular ise en az 100 mm çapında seçilmelidir. Şebeke borularında bir büyük çap kendinden küçük çapa nazaran iki misli debi geçirmesine rağmen maliyeti % 20 daha fazladır. olayısıyla büyük çapların seçilmesi yoluna gidilmelidir. 13 Şebekeden beslenen boruların en yüksek kotlu musluğunda 5 m lik bir basınç arzu edilir. İşletme basıncının metreyi geçmemesi tavsiye edilir. Aksi halde boru bağlantılarının ve ev tesisatının sık sık tamiri gerekebilir. Maksimum statik basıncın ise 80 m.s.s. nunu geçmemesi gerekir. 14 ŞEBEKE ONATIMI YANGIN MUSUKARI Yangın Muslukları Tevkif (kapatma) Vanaları Tahliye Vanaları ve Çeşmeler Sulama Muslukları Şebeke üğüm Noktaları ve Boru Özel Parçaları Borular Buster Pompaları Servis Bağlantıları iğer etaylar Yangın musluklarının yerleri itfaiye teşkilatının gücüne göre seçilir. Ülkemizde kullanılan yangın hortumunun uzunluğu m arasında değişir. Aradaki mesafe m den fazla seçilmez. Minimum çapları 80 mm dir

5 TEVKİF (KAPATMA) VANAARI İçme suyu şebekelerinde tamir ve bakım için borularda zaman zaman suyun kesilmesi gerekir. Bunun için kapatma vanaları kullanılır. Nüfusu den büyük olan yerleşim merkezlerinde her boruyu şebekeden ayıracak şekilde vanalar yerleştirilir. Boru boylarının uzun olması halinde metrede bir vana konur. TAHİYE VANAARI VE ÇEŞMEER Şebekenin alçak kotlu noktalarına ve boru sonlarına zaman zaman biriken çökeltileri temizlemek ve gerektiğinde boruları boşaltmak için tahliye vanaları konur. Yüksek kotlu noktalara çeşmeler konur. SUAMA MUSUKARI Sokakların temizlenmesi, park ve bahçelerin sulanması için uygun ve gerekli yerlere yerleştirilir ŞEBEKE ÜĞÜM NOKTAARI VE BORU ÖZE PARÇAARI İçme suyu şebekelerinde birden fazla borunun birbirine bağlandığı noktalara düğüm noktası adı verilir. üğüm noktalarında boruları birbirine bağlamak ve gerekli ayırmaları yapmak için her boru cinsine göre özel parçalar kullanılır. Şebeke planlanırken bu özel parçalardan mümkün mertebe az miktarda kullanılacak şekilde hareket edilir. Tablo 1. Şebekede Kullanılan İşaretler Vana İsim Ayrılmada vana Kör tapa Kör tapa Kör plak Çap değişimi Sayaç Klape Temizleme bacası Genişleme paröası İşaretler Gömülü yangın musluğu Yer üstü yangın musluğu Boru üstünde Boru kenarında Boru yannıda Boru yanında vanalı Boru üstünde Boru kenarında Boru yannıda Boru yanında vanalı Boru üstünde Boru kenarında Manşon Boru yannıda Bahçe sulama İsim İşaretler 5

6 BORUAR Şebekenin esas kısmını meydana getirirler. Besleme boruları pompa istasyonları ve depoları birbirine bağlayan büyük çaplı borulardır. Ana dağıtım boruları, ana besleyicilerden ve depolardan aldıkları suyu tali dağıtım şebekesine veren borulardır. Sokak içi dağıtım boruları ise sadece döşendikleri sokaklara hizmet eden ve ana dağıtım borularına nispetle küçük çaplı borulardır. Tüm tali dağıtım boruları ana borulardan ayrılmaz. Şebeke boruları genellikle malzeme cinsine göre sınıflandırılırlar. ağıtım şebekelerinde kullanılan başlıca boru tipleri PVC, font, çelik ve düktil font borulardır. Şebeke için boru tipi seçerken aşağıdaki faktörlerin göz önüne alınması gerekir; 21 Şebeke için boru tipi seçerken aşağıdaki faktörlerin göz önüne alınması gerekir; Satın alma bedelleri öviz ihtiyacı Nakliye, yükleme, boşaltma, depolama ve istif bedeli Hendek kazısı, dolgusu, boruların yerleştirilmesi Özel parça ihtiyaçları Tecrit ve korozyon problemleri Bakım ve işletme masrafları Amortisman süresi Pürüzlülük ve yük kayıpları İç basınçlara ve dış yüklere dayanma özelliği Geçirimsizlik epreme karşı dayanma 22 BUSTER POMPAARI SERVİS BAĞANTIARI Buster pompaları dağıtım şebekesinin herhangi bir borusunda veya kısmında basıncı yükseltmek için kullanılır. Bir anlamda buster pompaları basınç kırıcı tesislerin tam tersi işlemi yaparak debiyi değiştirmeden basıncı yükseltir. Abone servis bağlantıları genellikle şebeke borusuna vidalanan bir priz musluğu, kaldırıma ve mülkiyet sınırına kadar uzanan bir bağlantı borusu, kaldırma vanası, bina içine giren bir servis borusu ve bir sayaçtan oluşmaktadır. Servis bağlantısının sokak üzerinde kalan kısmı yol ve ana su borusu gibi kamu tesislerini içine aldığından genellikle sular idaresi tarafından yerleştirilir. Belirli şartlarda yük kayıpları çok artabileceğinden servis borusunun çapı dikkatle tespit edilmelidir

7 ŞEBEKE BORUARININ HESABI Şebeke boruları maksimum saatlik sarfiyata göre hesaplanır. Ayrıca yerleşim merkezinin nüfusuna göre her boruya bir miktar yangın debisi ilave edilir. Önce şebekede dağıtılacak debi, Q ; N. q Q max x İçme suyu şebekeleri; Ölü noktalar Metodu Hardy-Cross Metodu Newton-Rapson Metodu ineer Teori q max(s) : Fert başına maksimum günlük su ihtiyacı, N : Kasabanın gelecekteki nüfusu metotlarından birisi ile çözülür ÖÜ NOKTAAR YÖNTEMİ al sisteminde teşkil edilmiş şebekelerin ölü noktalar metodu ile hesabı basittir. En uçtaki noktadan başlayarak hazneye doğru hesap yapılır. Önce boruların en kısa yoldan dağıtılması prensibine göre ölü noktaların yeri tespit edilir. Ağ şebeke parçalanarak bir dal şebeke haline getirilir. aha sonra ölü noktalardan başlayarak her borunun uç ve baş debileri hesaplanır. ağıtılan debilerin tayininde sokaklardaki binaları kat adetlerine ve çevrelerindeki nüfus sayılarını gözönüne alan kesafet katsayıları (k) kullanılır. 27 Sokaktaki binaların durumuna göre 1 m sokak uzunluğuna düşen nüfus sayısı tablo 2 de verilmiştir. Kat Adedi Tek taraflı inşaat N/m Çift taraflı inşaat N/m

8 Bütün sokaklarda nüfus yoğunluklarına göre bir katsayı verilir. Bu katsayılara yoğunluk katsayısı adı verilir. Bu katsayı ile gerçek boru boyları çarpılarak itibari boru boyları bulunur. İtibari boruların birim boyunda dağıtılan debiler eşittir. Yerleşim merkezinde itibari boru boyları hesaplandıktan sonra birim boyda dağıtılan debi, q, q Q i : Boruların itibari boyları i =k. K : yoğunluk katsayısı (kesafet katsayıları ) : Gerçek boru boyu Her boruda dağıtılan debi; Q d1-2 =q. i i dir. q Q i Ağ şeklindeki şebekelerin ölü noktalar metodu ile hesaplanabilmesi için her kapalı göz için ölü nokta seçilerek ağ sistemi dal sistemine dönüştürülür ÖÜ NOKTAAR YÖNTEMİNE HESAPTA TAKİP EİECEK YO Şebekede dağıtılacak debi hesaplanır (Q ) Gerçek boru boyları olan, yoğunluk katsayıları ile çarpılarak i =k. itibari boru boyları bulunur. Birim boyda dağıtılan debi hesaplanır. ( q Q ) i Her bir boruda dağıtılan debi hesaplanır (Q d1-2 =q. i ) Her borunun hesap debisi hesaplanır. Ölü noktaların yerleri uygun seçilmişse kapalı çerçeveler boyunca yük kayıplarının cebirsel toplamı sıfır etmelidir. Genel olarak bunu sağlamak zordur. Aradaki farkın 1 (bir) metre olmasına kadar müsaade edilmektedir. Boru çapları seçilirken hızların 1 m/s civarında kalması istenir m/s nin altına düşmesi pek istenmez. Boru boyunca sarfiyatın lineer olarak değiştiği kabul edilir. Ölü noktadaki uç debisi sıfırdır. Hesaplara ölü noktadan başlanıldığı için en uçtaki ölü noktadan başlayarak numara vermek uygundur

9 (3) (2) Q b = Q d Q uç =0 (4) Ölü nokta (1) Q i =0.577 Q d k= sabit Q uç =0 ise Q uç 0 ise k=0.577 k=0.55 Q b Q d Q i =k.q d c=q i +Q uç Q h =c+q y Q h =Q i +Q uç +Q y Q i =0.55 Q d Q uç Hız tavsiye edilen değerler arasında kalacak şekilde Williams Hazen veya Prandtle Colebrook formülleri veya tabloları kullanılarak boru çapı, hidrolik eğim ve hız bulunur. Hidrolik eğim boru boyları ile çarpılarak yük kayıpları bulunur. Piyezometre kotları ve su basınçları hesaplanır. Bunun için topoğrafik haritadan boru eksen kotları bulunur. Piyezometre kotlarının hesaplanması için haznedeki su kotunun şebeke ana borusunun çapının ve uzunluğunun bilinmesi gerekir. Hazne su kotundan şebeke ana borusundaki yük kayıpları çıkarılarak müteakip noktalardaki piyezometre kotları bulunur. Her noktadaki piyezometre kotundan o noktadaki boru eksen kotları çıkarılarak su basınçları bulunur. Kapalı gözlerde yük kaybı tahkikleri yapılarak hesaplar kontrol edilir. Bunun için ölü noktalara farklı yönlerden gidildiğinde meydana gelen yük kayıpları arasındaki fark hesaplanır. Bu farkın 1 metreden az olması halinde hesaplar doğru kabul edilir. Aksi halde bazı değişiklikler (ölü noktanın yeri ve bazı boru çapları değiştirilerek) şebeke yeniden çözülür