XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLE · XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLE •Els dipòsits de regulació. •Funcions del dipòsits: regulació del subministrament ( volum

XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLE

•Demandes urbanes d’aigua potable:•Avaluació i evolució dels consums urbans i industrials a les ciutats de l’àrea de Barcelona. La introducció dels comptadors i els cabals punta en les escomeses amb aforaments. Els conceptes de dotació pels diferents usos urbans i industrials. •Els consums punta per a usos urbans: valors dels coeficients de cabal punta i dels coeficients de simultaneïtat segons la grandària de població. Els cabals punta per a usos industrials i de grans equipaments. El cas especial del reg extensiu per limitacions del cabal punta. Els cabals dels hidrants en cas d’incendi.•El cabal de càlcul de la xarxa i localització dels consums. La comprovació en cas d’incendi segons la norma CPI 1996.


•Demandes urbanes d’aigua potable.

•Avaluació i evolució dels consums urbans i industrials a les ciutats de l’àrea de Barcelona. La introducció dels comptadors i els cabals punta en les escomeses amb aforaments. Els conceptes de dotaciópels diferents usos urbans i industrials.

• Evolució de la dotació total en ciutats mitjanes en els darrers anys:

• Dotacions mitjanes en l/hab dia per usos urbans: Domèstic: 120 a 130; Comercial i serveis: 25 a 50. Total urbà 145 a 180. Industrial 55 a 60. Total xarxa: 200 a 240. Dotacions dia punta 1,3 *Dotac.mitjana.

207

2004Població 1981 1985 1991 1997 2000 2008 2009

Mataró(l/hab dia)

269 240 214 209 208 167 145

Terrassa (l/hab dia)

210 205 216


Dotacions mitjanes en l/hab dia per usos urbans:.


Dotacions mitjanes en l/hab dia per usos urbans:.


•Demandes urbanes d’aigua potable.•Els consums de cabals punta per a usos urbans :

• Urbà. D= 150 a 200 l/h d. Per P>500h . Qu=Kp*D*P/86.400 en l/s i

• Per P<500 h i N habitatges <150, Qu=N*Cs*0,5 l/s habitatge, i Cs=(19+N)/10(N+1)

• Equipaments. D= 60m3/ha st dia. Qe=3*60.000/86.400= 2l/s ha st.

• Indústria. D= 86m3/ha sòl o st. Qi= 2*86.000/86.400= 2l/s ha sòl net

• Reg extensiu (gespa). D= 5 a 10l/m2 dia. Qr= 10l/m2 hora= 27,78 I/s ha > 10*Qu i Qi. Limitacions al reg a Qr<5 l/s escomesa.

• Hidrant d’incendi. P<5.000 hab, Qh= 8,33 l/s. P>5.000 hab, Qh= 16,67 l/s.• Cabal de càlcul Qc= Qu+Qe+Qi+Qr• Comprovació incendi. Cabal càlcul Qci= ½ (Qu+Qe+Qr+Qi ) + 2*Qh.

P*103 h 0,5 1 5 10 100 500

Kp 5 2,6 2,2 2 1,6 1,45


•Instal·lacions prèvies i complementàries a la xarxa de distribuciód’aigua potable.•La captació d’aigua: fonts, captacions subterrànies, i captacions d’aigües superficials. Les reserves d’’aigua emmagatzemada. Aspectes qualitatius de l’aigua captada. •La impulsió: tipus de bombes, corbes característiques, rendiments i punt de funcionament de la bomba; acoblament en paral·lel i en sèrie de bombes. Elements de la instal·lació d’impulsió: obra civil, quadre elèctric, bombes, canonada d’impulsió i vàlvules.•La conducció forçada o en canal: avantatges i inconvenients. Dimensionament hidràulic de la canonada forçada: aplicació del teorema de Bernouilli i de la fórmula de Hazen Williams pel càlcul de la pèrdua de càrrega. El fenomen i el càlcul de la sobrepressió pel cop d’ariet Pca, en estacions de bombament i en el tancament de vàlvules pels diferents tipus de materials de les canonades (Pca = 4 a 8 mcda/Km de xarxa fins a dipòsit).•Sistemes i esquemes de tractament (potabilització) de l’aigua potable: la decantació per coagulació i floculació; la filtració i l’adsorció per filtres de carbó activat; la desinfecció. El cas especial de la dessalinització.

XARXA D’ABASTAMENT

D’AIGUAPOTABLE

Esquemes de plantes

potabilitzadores.

XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLETeorema de Bernoulli: H = Hg – ∆H - v2/2g, amb I = tgα = ∆H/L pendent de la línea de carga I = (3,58/C)1,852 x Q(m3/s) 1,852/Di(m)4,87 (Hazen Williams)

L

L

H

2

αV / 2g

Línea de presión estática ( Q=0)

Línea de carga o motriz

Línea piezométrica

∆H = I·L

Hg altura geométrica o desnivel

L

L

2

α

V / 2g

2∆H = I·L = Hg - V / 2g


D’AIGUA POTABLEDiagrama d’Hazen -

Williams


D’AIGUA POTABLEBernoulli en un

bombament. Punt de funcionament i acoplaments de

bombes en paral·lel i en sèrie.


• El fenomen i el càlcul de la sobrepressió pel cop d’ariet Pca , en estacions de bombament i en el tancament de vàlvules pels diferents tipus de materials de les canonades (Pca = 4 a 8 mcda/Km de xarxa fins a dipòsit).

• Definició : Canvi de pressions en la canonada al variar bruscament el cabal circulant. Variables: velocitat v del flux (m/s), longitud L de la canonada (m) fins el dipòsit, celeritat de l’ona de pressió a (m/s), durada de la pertorbació T(s) del règim variat de cabals. Temps crític Tc=2L/a duració de l’anada i tornada de l’ona de pressió fins al dipòsit. Celeritat a= 1420/ (1+(K*Di mm /E*e mm))1/2. Amb K mòdul de compressibilitat del fluid ( K aigua= 21.000 Kp/cm2) i E mòdul d’elasticitat del material de la canonada.

• Per tancament lent T> Tc=2L/a � ∆P=2*L*v / g*T (Michaud)

• Per tancament ràpid T< Tc� T=2*L/a � ∆P=2*L*v/ g(2L/a)= a*v/g (Allievi).

• T bombament= 1+ K*L*v / g*H amb K=2 si L<500 m, K=1,5 si L= 500 a 1500 m i K=1 si L> 1500 m.


D’AIGUAPOTABLE

Celeritat de l’ona de pressió de

propagació del copd’ariet en canonades

de fundició.


•Els dipòsits de regulació .•Funcions del dipòsits: regulació del subministrament ( volum = consum 1,5 dies)i de les pressions a la xarxa (30 a 60 mcda). Sistemes possibles: dipòsits enterrats o semi - enterrats de grans dimensions; les torres d’aigua; els dipòsits hidropneumàtics amb aire comprimit; les estacions de sobrepressió directe.•Tipologies de dipòsits segons la localització en la xarxa i capacitat òptima: dipòsits d’impulsió, de subministrament, i compensadors de càrrega. Condicionants d’inserció urbana. Tipus de xarxes de distribució segons la localització dels dipòsits: d’un pis o nivell; d’un pis amb dos dipòsits, en capçalera i en cua; xarxes graonades de varis pisos o nivells.•Elements tècnics dels dipòsits de regulació: compartimentació, sobreeixidors, vàlvules i indicadors de nivell, aforadors, lucernari, aïllament tèrmic. Aspectes constructius: drenatge de la solera i juntes d’estanqueïtat. •Tipologies constructives dels dipòsits enterrats i de les torres d’aigua de formigó armat, tesat o posttesat.


D’AIGUAPOTABLE

Dipòsits i pisos de pressió en la

xarxa de distribució.

XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLEDipòsits i àrees de subministra a la xarxa de distribució de Mataró.

XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLEDipòsits i àrees de subministra a la xarxa de distribució de Mataró.

XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLEDipòsits i pressions de subministra a la xarxa de distribució de Mataró.

XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLEXarxa d’alimentació als dipòsits de la RM de Barcelona

XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLERepresentació en planta de la xarxa de distribució i elements


•Disseny i càlcul hidràulic de la xarxa de distribuc ió d’aigua potable. Condicionants i càlculs hidràulics de funcionament i disseny de la xarxa de distribució d’aigua potable.•Règim òptim de velocitats (v=0,6 a 1,0 m/s per Di<150 mm; de 1,0 a 1,5 per 150 mm<Di<600mm; de 1,5 a 2 m/s si Di>600 mm) i pressions de la xarxa H de 30 a 60 mcda. Les pressions de treballPt=Hg+∆Pca, nominal Pn=2*Pt; i de trencament de la canonada Pr=2*Pn=4*Pt.• Disseny de la xarxa. Jerarquització de la xarxa segons el trama viària i la parcel·lació: Arteries, distribuïdors i ramals. Criteris de traçat i de tancament de malles. L’abstracció de la xarxa principal mallada pel càlcul hidràulic pel mètode iteratiu de Hardy Cross•La condició de continuïtat de cabals ΣQi=0 en cada nus i malla.Establiment del cabal total del sector i les condicions de cabal dels entorns propers: el cabal de pas. Concentració de consums en els nusos. Fixació del cabal òptims en cada tram de la malla.•Velocitats òptimes i determinació del diàmetre de disseny de les canonades en cada tram de la malla (Di=(4Q/ΠV)1/2 . Fixació de les condicions resistents de les canonades al pas del cabal Pn.


•Demandes urbanes d’aigua potable, cabals punta i diàmetres per v mitjana.

N habges 8 20 40 60 80 100 120

Q l/s 1 1,5 2,3 3,1 3,9 4,7 5,5

Di mm. 40 50 60 70 80 90 100

P 103 hab 1 2 3 5 10 20 50 100

Q l/s 6 11,3 16 25,5 46,3 85,6 196,8 370,4

Di mm. 100 125 150 175 200 300 450 600


•Disseny i càlcul hidràulic de la xarxa de distribuc ió d’aigua potable. Condicionants i càlculs hidràulics de funcionament i disseny de la xarxa de distribució d’aigua potable.• Aplicació de la condició de Bernoulli en el mètode iteratiu de HardyCross pel càlcul dels cabals en els diferents trams de la mal la∆Qi= (-Σ∆hi) /1,852 (Σ(∆hi/Qi)). Condicions per la continuïtat de cabals en els trams comuns de malles diferents (1) i (2), Qi+1(1) = Qi(1) + ∆Qi(1) - ∆Qi(2) en malla (1), i Qi+1(2) = Qi(2) + ∆Qi(2) - ∆Qi(1) en la malla (2). Exemple d’aplicació.• Comprovació de les condicions de funcionament hidràulic de la xarxa: pressions en els nusos H=30 a 60 mcda i velocitats en els trams 0,6 a 1,0 m/s per Di<150mm i fins a 1,5 per Di>150mm.• Dimensionament i disseny dels ramals de la xarxa secundàriaDi=(4Q/ΠV)1/2

• Comprovació de la xarxa en el cas d’incendis : Els nous cabals de càlcul Qi=Qu/2 + 2Qh, i comprovació de les pressions residuals resultants en els dos hidrants més desfavorables Ph>10mcda+H edifici. Qh=8,33 l/s en poblacions fins 5.000 habitants i de 16,67 l/s per les de mes habitants

XARXA AIGUA POTABLE.

Disseny i càlculshidràulics


•Elements funcionals de la xarxa de distribució d’aig ua potable.•Elements de la xarxa :•Els conductes . Materials i característiques tècniques: Polietilè d’alta i baixa densitat (PEAD) (PEBD), PVC, per Di< 150 mm; fosa dúctil per Di > 150 mm; acer i formigó per Di> 600 mm. Accessoris d’unió: soldadura i tipus de juntes. Peces especials: colzes, reduccions, tes, creus, taps, maniguets. Proves d’estanqueïtat i de pressió. Desinfeccióde la canonada i posta en servei.•La rasa : Recobriment canonada H de 60 cm en voreres i 80 cm en calçada per De < 250 mm i 80 i 100 cm si De>250 mm. Base de sorra de 10 cm, i separacions laterals de 20 cm. Materials Fd per Di>150 mm i PEAD per Di< 150 mm, sobretot, Acer i Ha per Di>600 mm. Servituds de separació amb d’altres serveis (taula), paral·lelismes: >30 cm Tf, >40 cm gas AP, >50 cm clav, >20 cm resta; creuaments >20 cm i >30 cm en Tf.•Elements especials de la xarxa: Funcions de les vàlvules, localització en la xarxa, proves d’estanqueïtat i de pressió. Les claus de pas per sectorialitzar les malles; les claus de comporta i de papallona. Les vàlvules antiretorn o de retenció. Les vàlvules reductores de pressió. Les ventoses. Els hidrants contra incendis (a < 100m de qualsevol edifici). Les boques de reg. •La xarxa de reg . Tipus: Aspersió, degoters i difusors. Càlculs hidràulics, elements i disposició. Referències bàsiques als requeriments segons els tipus d’arbrat i vegetacióen carrers i parcs.•Elements d’obra civil : Arquetes de manipulació de vàlvules i encoratges. Detalls constructius i càlculs mecànics.•Escomeses als particulars: sistema de construcció, elements i materials.•Unitats d’obra , amidaments i costos d’implantació.


D’AIGUAPOTABLE

Característiquescanonades de fd i

acer .


D’AIGUAPOTABLE

Característiquescanonades de

PEAD

Abastecimiento de agua por gravedad. Concepción, diseño y dimensionamiento.....Santiago Arnalich. www.gravitatorio.es i www.uman.es


D’AIGUAPOTABLE

Tipus d’unions de canonades.


D’AIGUAPOTABLE

Tipus d’unions de canonades i ancoratges.





D’AIGUAPOTABLE

Juntes i peces especials d’unió de

canonades.


D’AIGUA POTABLE

Característiques i col·locació de

canonades de fundiciódúctil.


D’AIGUAPOTABLE

Jerarquia de la xarxa i elementsfuncionals. NTE.



XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLEVàlvules

Comporta Reductora de pressió Papallona


D’AIGUAPOTABLE

Vàlvules de tencamenttipus comporta i papallona.

Vàlvula antiretorn.

Ventoses


D’AIGUAPOTABLE

Vàlvules, pericons, derivacions a hidrants i

fonts.



D’AIGUAPOTABLEEscomeses

XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLEVàlvules antiretorn i escomeses Hidrants.

DETALLS CONSTRUCTIUS ELEMENTS URBANITZACIÓ

Abastament aigua potable: Clau de pas amb junta elàstica i pericons.

DETALLS CONSTRUCTIUS ELEMENTS URBANITZACIÓAbastament aigua potable: Ancoratges, hidrant, boca de reg.

DETALLS CONSTRUCTIUS ELEMENTS URBANITZACIÓAbastament aigua potable: Rasa, boca de reg.

Documents

XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLE · XARXA D’ABASTAMENT D’AIGUA POTABLE •Els dipòsits de regulació. •Funcions del dipòsits: regulació del subministrament ( volum