Karabük Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü Su Temini ve Projesi Dersi Öğretim Yılı

Transkript

1 Karabük Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü Su Temini ve Projesi Dersi Öğretim Yılı Sorumlu Öğretim Üyesi ve Yardımcı Öğretim Elemanları: Dersin Amacı Yrd.Doç.Dr. Ertuğrul ESMERAY Arş.Grv. Rahman ÇALHAN Önceki yıllara ait nüfus i verilen yerleşim merkezine su temini, temin edilen suyun kaynaktan yerleşim merkezine iletimi ve bu suyun şehre dağıtılması tesislerinin projelendirilmesi, Dersin Kapsamı Dersin kapsamı geçmişe yönelik nüfus i bilinen yerleşim merkezine içme suyu temini, temin edilen suyun kaynaktan yerleşim merkezine iletimi, bu suyun şehre dağıtılmasıdır. Nüfuslar Meskûn Bölgenin Tanıtımı Bu bölümde, projesi yapılacak olan meskûn bölgenin tarihi, coğrafi, demografik, ekonomik, sosyal özellikleri, kültürel varlıkları ve yöre hakkında bilgi verilerek, projenin bölgeye getirisinin ne olacağı irdelenecektir (4 6 sayfa özet bilgi). Türkiye haritası üzerinde meskûn bölgenin yerinin gösterimi ve meskûn bölgenin haritası (birer sayfaya gelecek şekilde) da bölgenin tanıtımında yer alacaktır. 2. Su İhtiyacının Tayini Meskûn bölgenin proje süresi sonundaki nüfuslarını, aritmetik artış, geometrik artış ve İller Bankası hesap esaslarına göre ayrı tahmin ederek (nüfus projeksiyonu) ayrı ayrı ve toplu olarak grafikleri çizilecektir. Gelecekteki nüfusa göre, meskûn bölge için tespit edilen nüfus başına gerekli debi İller Bankası şartnamesinde nüfusa göre verilen e göre tespit edilecek ve proje debisi (Ortalama, Maksimum ve Şebeke Debileri) hesaplanacaktır. Bulunan debilerin Debi- Zaman grafiği de çizilecektir. (Meskûn bölgede bulunan sanayi tesisleri su ihtiyaçlarını kendileri karşılayacaklardır). 3. Membalardan Su alınması Gelecekteki nüfusun %30 unun ihtiyacı membalardan (yamaç, yatay tabaka, eğimli tabaka) temin edilecektir ve her üç memba tipi için de boyutlandırma ve çizim yapılacaktır. 3.1 Yamaç Membaından Su Alınması Memba suları kum sürüklemekte olup 1/200 cm den büyük boyuttaki kum tanelerinin tutulması istenmektedir. Kumun özgül ağırlığı s=2650 kg/m 3 ve su sıcaklığı 15 ºC (= 1.22x10-6 m 2 /s) olduğuna göre; kaptaj elemanlarını (kum tutucu, su alma bölmesi, su alma borusu ve süzgeç) boyutlandırınız. Tesisin plân ve 2 yönde kesitini en fazla A3 kâğıda sığacak şekilde 1/20, 1/50 veya 1/100 ölçekten birisini seçerek, gerekli bütün donatım detayları ile birlikte çiziniz.

2 3.2 Yatay Tabaka Membaından Su Alınması Su taşıyan tabakanın kalınlığı öğrenci numarasına göre Tablo 1 de, elek analizi neticeleri ise Tablo 2 de verilmiştir. Bu verilere göre, yatay tabaka membaından su alma yapılarını (sızdırma boruları, toplama sandıkları, iletim borularını ve toplama odasını) boyutlandırınız. Sızdırma boruları, artan çaplar şeklinde boyutlandırılacaktır. Toplama odasının boyutlandırılmasında 1/100 cm den büyük boyuttaki kum tanelerinin tutulması istenmektedir. Kumun özgül ağırlığı s=2650 kg/m 3 ve su sıcaklığı 10 ºC (= 1.331x10-6 m 2 /s) alınacaktır. Tesisin genel şemasını çiziniz. (Toplama odasının plan ve kesitleri çizilmeyecektir.) 3.3 Eğimli Tabaka Membaından Su Alınması Eğimli tabaka membaının su yüzü eğimi dir. Su taşıyan tabakanın kalınlığı öğrenci numarasına göre Tablo 1 de verilmiştir. Yatay tabaka membaı için bulunan permeabilite katsayısı eğimli tabaka membaı için de kullanılacaktır. Buna göre, eğimli tabaka membaından su alma yapılarını (sızdırma boruları, toplama sandıkları ve iletim borularını) boyutlandırınız. Sızdırma boruları, artan çaplar şeklinde hesaplanacaktır. Tesisin genel şemasını çiziniz. Tablo 1. Su kaynakları ile ilgili bilgiler Su tabakası kalınlığı (m) Membalar Eğimli tabaka membaı Yatay tabaka membaı (3.a) + 0.b (4.b) + 0.a a: Öğrenci numarasının son rakamı, b: Öğrenci numarasının sondan bir önceki rakamı 4. Kuyularla Su Alınması Gelecekteki nüfusun %70 inin su ihtiyacı serbest yüzeyli ve basınçlı kuyulardan temin edilecektir. Yeraltı sularının kuyularla alınacağı bölgede yeraltı suyunun kalite durumu ve zemin özelliklerini tayin maksadı gözetleme kuyuları açılmış, böylece su kalitesi, YASS ve su tabakası kalınlığı tayin edilmiştir. Bu bilgiler Tablo 3 de özetlenmiştir. Ayrıca zemin özelliklerini tayin etmek maksadı ile deneyler de yapılmıştır. 4.1 Serbest Yüzeyli Su Tabakasından Kuyularla Su Alınması Serbest yüzeyli su tabakasının bulunduğu bölgede zemin hidrolik iletkenliğini tayin etmek maksadı ile yapılan deneylerde ana kuyudan 20 L/s debiyle su çekilmiş, 28 m uzaklıktaki gözetleme kuyusundaki alçalma 2.70 m ve 221 m uzaklıktaki gözetleme kuyusundaki alçalma 0.90 m olarak ölçülmüştür. Buna göre serbest yüzeyli akiferin hidrolik iletkenlik katsayısını hesaplayınız. Serbest yüzeyli su tabakasından gelecekteki nüfusun %40 nın ihtiyacı karşılanacaktır. Ancak toplam su ihtiyacının % 10 u yüzeysel bir su kaynağından alınan suyun yeraltına sızdırılması ile karşılanacaktır. Bu su içilebilecek nitelikte olmayıp arıtılması gerekmektedir. Arıtma işlemi oldukça masraflı olup ekonomi sağlamak maksadıyla akarsudan çeşitli kayıplar sebebiyle toplam ihtiyacın % 20 si kadar alınan su kumluk bir araziye sahip olan serbest yüzeyli akifer üzerine sızdırma hendekleri ile süzdürülecektir. Böylece hem serbest yüzeyli yeraltı su tabakası beslenecek, hem de akarsudan alınacak su arıtılmış olacaktır. Seçilecek kuyu çapına göre (0.5 m D 1.0 m) optimum seviye alçalmasını ve kuyudan çekilebilecek uygun debiyi tespit ederek toplam kuyu sayısını bulunuz. Kuyuların filtre kısımlarını boyutlandırınız. Filtre kısmını, kuyu donatımı ve başlık hücresiyle birlikte kesit ve planda gösteriniz. (Ölçek:1/20 veya 1/50 ölçeklerinden birisini seçerek A3 boyutuna sığacak şekilde çizilecek)

3 Dane Çapı (mm) Tablo 2. Su alma yerinden alınan zemin numunesinin analiz sonuçları Öğrenci numarasının son rakamları Dane çapı Dane Çapı Dane çapı Dane Çapı Dane çapı Dane Çapı verilen (mm) verilen (mm) verilen (mm) Dane çapı verilen >

4 4.2 Basınçlı Su Tabakasından Kuyularla Su Alınması Basınçlı akiferin hidrolik iletkenliğini tayin etmek maksadıyla ana kuyuya boya enjekte edilmiş ve 30 m ilerideki kuyuda 60 saat sonra maksimum konsantrasyon ölçülmüştür. Boya konsantrasyonunun ölçüldüğü kuyudan su çekildiğinde iki kuyu arasında oluşan piyezometre çizgisi eğimi 0.12 olarak tespit edilmiştir [n =% (1a+b)]. Basınçlı kuyular için optimum seviye alçalmasını ve kuyudan çekilebilecek optimum debiyi tespit ederek toplam kuyu sayısını bulunuz. Kuyuların filtre kısımlarını boyutlandırınız. (Plan ve kesit çizimi yapılmayacaktır.) Tablo 3. Basınçlı ve serbest yüzeyli kuyulara ait bilgiler Basınçlı akiferde Statik su seviyesinin yeryüzüne Su tabakası kalınlığı (m) piyezometrik mesafesi (m) yükseklik (m) Basınçsız akifer Basınçlı akifer Basınçsız akifer Basınçlı akifer 30+a+b 2+a+b a+b 20+b+a 5+a+b a: Öğrenci numarasının son rakamı, b: Öğrenci numarasının sondan bir önceki rakamı 5. İsale Hattının Geçirilmesi 5.1 Cazibeli İsale a. Bu yerleşim yerine ait isale hattını geçirerek en uygun boru çaplarını hesaplayınız (Çift çaplı boru kullanılarak hesap yapılacaktır). İsale hattında kullanılan boru için lüzumlu bilgiler boru firmalarından temin edilecektir. Seçilen borunun azami işletme basıncı 100 mss nu aşmayacaktır. Gerekli işletme teçhizatını boy kesit üzerinde gösteriniz. Hazne yer ve/veya yerlerini tespit ediniz. Kullanacağınız boru cinsi ve bağlantı şeklini gerekçesiyle belirtiniz. b. Basınç düşürme odaları (maslak) ve hazne girişlerindeki vanaların kısmen, tamamen açık olması hallerine ait piyezometre çizgilerini çiziniz, vana kısma oranlarını belirleyiniz. İsale hattı boy kesitini 1/200 (düşey)-1/2000 (yatay) ölçeğinde çizerek, gerekli bütün bilgiyi boy kesit altında normlara uygun olarak işleyiniz. c. Cazibeli isale hattının 1/2000 (düşey)-1/20000 (yatay) ölçekli hidrolik profilini çiziniz. d. İsale hattının maksimum işletme kapasitesini hesaplayınız. 5.2 Terfili İsale a. Su kaynağı kotunun, şehir kotundan düşük olduğu durum için uygun isale hattını geçiriniz. b. Ekonomik boru çapını ve pompa gücünü bulunuz. Faiz ve amortisman toplamı %12, elektrik kwst fiyatı 20 Kr ve pompaların günlük çalışma süresi (10+numaranın son rakamı) saattir. Boru çaplarına göre birim boru maliyetleri, boru firmalarından temin edilecektir. Seçilen borunun azami işletme basıncı 100 mss nu aşmayacaktır. c. Pompa seçimi ve verimi, pompa firmalarından temin edilecek kataloglara göre tespit edilecektir. Her öğrenci sebebini belirtmek üzere, istediği pompa türünü seçebilir. Debi ve pompa karakteristik eğrilerini çizilerek gerekli pompa sayısını bulunuz. d. Terfili isale hattında darbe hesapları yaparak gerekli hava kazanı hacmini hesaplayınız. e. Terfili isale hattı boy kesitini 1/200-1/2000 ölçeğinde çizerek, gerekli bütün bilgiyi boy kesit altında normlara uygun olarak işleyiniz. e. Terfili isale hattının 1/2000-1/20000 ölçekli hidrolik profilini çiziniz.

5 6. İçmesuyu Haznesi Su sarfiyat salınımları Tablo 4 de verildiğine göre gelecekteki nüfusunuza bağlı olarak hazne hacmini bulunuz. Hesaplar düzeltilmiş debi hesabı ile yapılacaktır. Haznenin manevra odası ile birlikte planını en fazla A3 kağıda sığacak şekilde 1/100, 1/200 veya 1/500 ölçekli planını çiziniz. Manevra odasının planını ve kesitini A4 kağıda sığacak şekilde 1/50, 1/100 veya 1/200 ölçeklerinden birisini seçerek çiziniz.) 7. İçmesuyu Şebekesi Planı verilen şebekeyi ölü noktalar metoduna göre çözerek şebeke borularının çaplarını tespit ediniz. İletim debisinin % 30 unun şebekede dağıtılacak ve % 10 u şebekeden çıkacak şekilde tasarım yapılacaktır. Şebekeyi, Hardy-Cross metoduna göre çözerek ölü noktalar metodu çözümüyle karşılaştırınız. Şebeke hesap planını ölçeksiz olarak çiziniz. Şebeke inşaa planını gerekli teçhizatı göstererek İller Bankası formatına uygun olarak çiziniz. Boru boyları ve kesafet katsayıları şekil üzerinde gösterilmiştir. Parantez içindeki zemin kotunu göstermektedir. Düğüm noktası detaylarını çiziniz. Tablo 4. Nüfus ine göre sarfiyat salınımları Saatler N< N>

6 HAFTALIK PROJE KONTROL PROGRAMI 1. Hafta: Proje verilerinin dağıtılması, proje hakkında genel bilgi verilmesi, 2. Hafta: Yerleşim yeri hakkında bilgi toplanması, nüfus ve su ihtiyaç hesaplarının yapılması ve grafiklerinin çizilmesi, 3. Hafta: Yamaç membaından su alınması: Hesap ve çizimlerinin yapılması, 4. Hafta: Yatay tabaka membaından su alınması: Hesap ve çizimlerinin yapılması, 5. Hafta: Eğimli tabaka membaından su alınması: Hesap ve çizimlerinin yapılması, 6. Hafta: Serbest yüzeyli ve basınçlı kuyulardan su alınması: Hesap ve çizimlerinin yapılması, 7. Hafta: Cazibeli iletim hattının projelendirilmesi, gerekli çizimlerin yapılması, 8. Hafta: Terfili iletim hattının projelendirilmesi, gerekli çizimlerin yapılması, 9. Hafta: İçmesuyu haznesinin hesabı ve çizimlerin yapılması, 10. Hafta: İçmesuyu şebekesi hesabı ve çizimlerinin yapılması, 11. Hafta: İçmesuyu şebekesi hesabı ve çizimlerinin yapılması, 12. Hafta: Proje teslimi. Proje kontrol tarihleri, her öğretim elemanı tarafından ayrı ayrı ilan edilecektir. Kontroller, ilgili öğretim elemanı tarafından her öğrenci veya proje grubu için ilan edilen saatte ve yerde yapılacaktır. Geçtiğimiz senelerde, ilgili dersten kalmış, ancak proje uygulamasından geçer not almış öğrenciler, proje uygulamasından muaftır. Ancak projeden geçer not alamamış ve dersten kalmış öğrenciler, ders ile birlikte proje uygulamasını da alacaklardır. Proje uygulamasında devam, proje kontrolleri sırasında yapılacak yoklama ile kontrol edilecektir. Buna göre ilgili derse tam devam edilmiş olsa bile, mazeretsiz olarak proje kontrollerinin en az dördüne katılmayan öğrenciler (proje uygulamasından ve) ilgili dersten devamsız kalacaklardır. Projede yer alan ünite tasarımları için yapılan hesaplama ve çizimler, bilgisayar ortamında, bilgisayar çıktılarında veya musvette kâğıtlar üzerinde kontrol edilmeyecektir. Hesaplamalar, tüm hesapların yer alacağı ve sadece proje için ayrılmış tek ortalı bir metot defteri üzerinden kontrol edilecektir. Bu proje defterinin, proje raporu ile birlikte teslim edilmesi istenecektir. Proje Rapor Tanzimi ve Yazım Kuralları Projenin çizim harici kısmı bilgisayar ortamında yazılacak olup, MS Word yazım editöründe Times New Roman yazı karakteri ve 12 punto büyüklüğünde veya Arial yazı karakteri ve 11 punto büyüklüğünde olacaktır. Formüller, MS Word editöründe yazılacaktır. Excel yazımı veya formüllerin Excel den aktarımı kabul edilmeyecektir. Rapor 1.5 satır aralığında tanzim edilecektir. Paragraflar soldan girinti şeklinde olmayıp bir satır aralığı boş bırakarak yapılacaktır. Rapor A4 ebadındaki antetli kağıda yazılacak olup, sayfa yapısı, üst, alt ve sağ kenardan 0.5 cm ve sol dan 2 cm boşluk olacak şekilde ayarlanacaktır. Grafikler MS Excel ortamında hazırlanıp MS

7 Word ortamına aktarılacaktır. Antetli kağıda çıkış alacak olanlar, kağıt formatına uygun çıktılar alacaklardır. Grafikler ve şekiller de belirlenen ölçülerin dışına taşmayacaktır. Grafikler ve tablolar tek sayfaya gelecek şekilde hazırlanacaktır. Şekillerin altında ve Tabloların üstünde Tablo ve Şekil isimlerinin haricinde ve varsa tablo açıklamalarının haricinde herhangi bir metin yazılmayacaktır. Metinle, Şekil ve Tabloların altında ve üstünde birer satır boşluk olacaktır. Her bölüm yeni bir sayfadan başlamak üzere yazılacaktır (Örnek: 3. bölümün bitiminden sonra aynı sayfadan 4. bölüm başlamayacak). Raporun başlık kısmı iller bankası şartnamesinde verilen esaslara uygun olarak hazırlanacaktır. Başlık kısmı için antetli kağıt kullanılmayacaktır. Rapor tanziminde kullanılan birimler tutarlılık arz edecek, her bölüm için aynı esaslara uyulacaktır. Tablo açıklamaları (adı) tablonun üst kısmına, şekil açıklamaları şekil altında olacak şekilde yazılacaktır. Tablo ve şekil isimleri, önce bölüm numaraları gelecek şekilde numaralandırılacaktır (Örnek: 5. bölümün birinci şekli; Şekil 5.1, 2. bölümün 3. şekli; Şekil 2.3, 1. bölümün 3. tablosu, Tablo 1.3 şeklinde). Pafta çizimleri şekillere dahil edilmeyecektir. Haritalar ve rapor içinde bulunan ölçeksiz plan ve kesitler de şekil olarak kabul edilecektir. Şekillere (kuyu, menba, hazne, şebeke vs.) ait detaylar da teknik resim kuralları çerçevesinde oluşturulacak ve şekil numarası verilecektir. Proje ile ilgili plan ve kesitler bilgisayar ortamında AutoCAD yazılımı ile teknik resim kurallarına uygun olarak çizilecektir. Çizim çıktıları üzerinde, çizimle aynı sayfada olacak şekilde ve A4 sayfa büyüklüğünde antet de yer alacaktır (Antet teknik çizimden ayrı bir sayfa halinde sunulmayacaktır). Geçerli antet formatı ilişikte sunulmuştur. Başlık sayfasından sonra İÇİNDEKİLER sayfası oluşturulacaktır. Her bölüm ve kısmın başlıkları yazılacak, o bölümle ilgili proje verileri hesaplamalardan önce verilecektir. Dönem başında ilgili Öğretim Elemanı tarafından meskûn bölgenin adı ve nüfusları yazılmış ve imzalanmış proje verileri raporun en sonuna eklenecektir. Proje raporu, Final Sınavlarından 1 hafta önce ilgili Öğretim Elemanı na teslim edilecektir. Proje, dosya halinde teslim edilebilecektir.