B Ö L Ü M 5 İ Ç M E S U Y U ŞE B E K E L E R İ 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. (a) (b) (c) (a) Dal sistem; (b) Ortadaki esas borudan beslenen ağ sistemi; (c) Ortadaki halkadan beslenen ağ sistemi.
A (6) B (3) (4) D (5) C 18 A B 8 10 4 18 A 12 6 0 B D 5 (a) 0 0 C D 9 (b) 4 C CADDELERDEKİ BORU ADEDİ 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. 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.
SU ŞEBEKELERİNDE ÇAP 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. Dolayısıyla büyük çapların seçilmesi yoluna gidilmelidir. SU ŞEBEKELERİNDE HIZ Şebeke borularındaki su hızı 0.50 m/s den az olmamalıdır. En çok kullanılan değerler 1m/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. SU ŞEBEKELERİNDE BASINÇ Şebekeden beslenen boruların en yüksek kotlu musluğunda 5 m lik bir basınç arzu edilir. İşletme basıncının 40-50 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.
ŞEBEKE DONATIMI Yangın Muslukları Tevkif (kapatma) Vanaları Tahliye Vanaları ve Çeşmeler Sulama Muslukları Şebeke Düğüm Noktaları ve Boru Özel Parçaları Borular Buster Pompaları Servis Bağlantıları Diğer Detaylar YANGIN MUSLUKLARI Yangın musluklarının yerleri itfaiye teşkilatının gücüne göre seçilir. Ülkemizde kullanılan yangın hortumunun uzunluğu 50-75 m arasında değişir. Aradaki mesafe 100-150 m den fazla seçilmez. Minimum çapları 80 mm dir. TEVKİF (KAPATMA) VANALARI İçme suyu şebekelerinde tamir ve bakım için borularda zaman zaman suyun kesilmesi gerekir. Bunun için kapatma vanaları kullanılır. Nüfusu 10 000 den büyük olan yerleşim merkezlerinde her boruyu şebekeden ayıracak şekilde vanalar yerleştirilir. Boru boylarının uzun olması halinde 300-500 metrede bir vana konur.
TAHLİYE VANALARI VE ÇEŞMELER 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. SULAMA MUSLUKLARI Sokakların temizlenmesi, park ve bahçelerin sulanması için uygun ve gerekli yerlere yerleştirilir. ŞEBEKE DÜĞÜM NOKTALARI VE BORU ÖZEL PARÇALARI İçme suyu şebekelerinde birden fazla borunun birbirine bağlandığı noktalara düğüm noktası adı verilir. Düğüm 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 5.1.Şebekede Kullanılan İşaretler İsim İşaretler İsim İşaretler Vana Ayrılmada vana Kör tapa Kör tapa Kör plak Çap değişimi Sayaç Klape Temizleme bacası Genişleme paröası Manşon Gömülü yangın musluğu Yer üstü yangın musluğu Bahçe sulama Boru üstünde Boru kenarında Boru yannıda Boru yanında vanalı Boru üstünde Boru kenarında Boru yannıda Boru yanında vanalı Boru üstünde Boru kenarında Boru yannıda
BORULAR 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. Dağıtım şebekelerinde kullanılan başlıca boru tipleri PVC, font, asbestli, çimento boru, çelik, düktil font ve betonarme borulardır. Şebeke için boru tipi seçerken aşağıdaki faktörlerin göz önüne alınması gerekir; Satın alma bedelleri Döviz 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 Depreme karşı dayanma
BUSTER POMPALARI 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. SERVİS BAĞLANTILARI 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 ŞEBEKE BORULARININ 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 D, Q D = N q. max( s) 86400 x1.5 q max(s) : Fert başına maksimum günlük su ihtiyacı İçme suyu şebekeleri; Ölü noktalar Metodu Hardy-Cross Metodu Newton-Rapson Metodu Lineer Teori metotlarından birisi ile çözülür.
ÖLÜ NOKTALAR YÖNTEMİ Dal sisteminde teşkil edilmişşebekelerin ölü noktalar metodu ile hesabı basittir. En uçtaki noktadan başlayarak hazneye doğru hesap yapılır. Önce her noktanın dağıttığı debilerin hesabı yapılır. Bunun için bölgelerdeki nüfus yoğunlukları belirlenir. Sokaktaki binaların durumuna göre 1 m sokak uzunluğuna düşen nüfus sayısı Çizelge 5.2 de verilmiştir. Kat Adedi 1 2 3 4 5 Tek taraflı inşaat N/m 0.5 1 1.5 1.75 2 Çift taraflı inşaat N/m 1 2 3 3.5 4 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 D L i L i : Boruların itibari boyları L i =k.l k: yoğunluk katsayısı L: Gerçek boru boyu Her boruda dağıtılan debi; Q d =q.l i dir. Ağşeklindeki şebekelerin ölü noktalar metodu ile hesaplanabilmesi için her kapalı göz için ölü nokta seçilerek ağ sistemi dal sistemine dönüştürülür
ÖLÜ NOKTALAR YÖNTEMİNDE HESAPTA TAKİP EDİLECEK YOL Şebekede dağıtılacak debi hesaplanır (Q D ) Gerçek boru boyları olan L, yoğunluk katsayıları ile çarpılarak L i =k.l itibari boru boyları bulunur. Birim boyda dağıtılan debi hesaplanır. ( q = Her bir boruda dağıtılan debi hesaplanır (Q d =q.l i ) Her borunun hesap debisi hesaplanır. QD ) L i 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. 0.50 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.
(3) (2) (4) Ölü nokta (1) k= sabit Q uç =0 ise Q uç 0 ise k=0.577 k=0.55 Q i =k.q d c=q i +Q uç Q h =c+q y Q h =Q i +Q uç +Q y 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.