VO2 - Vodní hospodářství obcí 2 (ČVUT FSv)

Created by Nikol Vypior (osobní/personal)

Předmět na bakalářském předmětu oboru Vodní hospodářství a vodní stavby v Praze na ČVUT Fakultě stavební. Materiál vytvořen za účelem přípravy ke zkoušce - části v duševním vlastnictví vyučujících.

#Hydrobiologie, #Hydrochemie, #Pitná voda, #Sanace vodovodních sítí, #VO2, #VO2 FSv ČVUT, #Voda, #Vodní hospodářství, #Vodní hospodářství obcí, #Vodojem, #Vodovod, #Vodovodní síť, #ČVUT, #ČVUT FSv

VO2 - Vodní hospodářství obcí 2 (ČVUT FSv)

Požární bezpečnost

Zdroj požární vody

vnější odběrná místa
- nadzemní a podzemní hydranty
- požární výtokové stojany
- vodní toky, nádrže
vnitřní odběrná místa
- osazené hadicovými systémy s tvarově stálou nebo zploštitelnou hadicí

Hydroglobus

nosný dřík jako schodiště, umístění potrubí a přepad

ocelové prefabrikované - kyvný kloub s ocelovými táhly

Zemní VDJ

nejčastější
pod terénem ( využití tepelně izolačních schopností zeminy), na terénu, částečně zapuštěné
nejčastěji ŽB (mono nebo prefa), vyjímečně ocelové nebo z laminátu
velikost navržena na celkový objem akumulace

Dodržování dozorují vodoprávní úřady

Věžové VDJ

ekonomicky a esteticky náročné, spíše se vyhýbáme
ŽB, ocel, opláštění - otázka izolace
zásadně jednokomorové, objem co nejmenší
spojení se zemními vodojemy - obsluhuje dvě pásma

viry hepatitidy A, E, F

zánetlivá onemocnění jater, přenášeno fekálně-orální cestou

salmonella enterica

bakterie způsob. břišní tyfus - náhlé horečky, bolest břicha, nevolnost, průjmy → dehydratace, perforace střevy

vibrio cholerae

bakterie způsob. choleru - těžké vodnaté až krvavé průjmy

Cementace, epoxidace

Čištění

mechanické - rtace, lanový škrabák, frézování, ruční
vysokotlaké - tryska na hadici
hydraulicko-mechanické

Monitoring

zjištění skutečného stavu - DN40 a více
Základní druhy poškození: netěsnosti, odchylky polohy, mech. opotřebení, koroze, deformace, trhliny, poškození u přípojek

MŽP

ochrana vodních zdrojů
zdroje produkující 10 000 m³/rok musí mít ochranné pásmo - ochrana vydatnosti, kvality

→ Vodní zákon č. 254/2001 Sb. a vyhlášky

MZe

využití vodních zdrojů, výroba PV a doprava ke spotřebiteli
povinnosti při čerpání surové vody, úpravě, distribuci

→ Zákon o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu (č. 274/2001 Sb.) a vyhláška

Zásobování objektů vodou

Základní dělení

rotaviry

horečnaté průjmy u kojenců, dětí

Negativní vliv na zdraví

akutní účinek - jednorázové vystavení škodlivé látce, náhle vzniklý účinek, rychle a prudce probíhající
chronický účinek - vyvolán expozicí organismu nízkým dávkám po dlouhou dobu, účinek zpravidla dlouhoodbý či trvalý

Dodržování dozorují org. veřej. zdraví (krajské hygienické stanice)

Obnova

trhání stávajícího potrubí a zatažení nového (cracking, Pipe bursting)
Obnova s vytahováním starých trub - hydros, pilot pipe

Biologické

infekční nemoci způsobeny patogenními mikroorganismy → bakterie, viry, prvoci, paraziti

Relining - vtahování kontinuálního kruhového potrubí

zatahování PE trub do oceli, litiny

Technický stav

legionela

bakterie
legionářská nemoc - těžký zápal plic
pontiacká horečka

Kontrola jakosti vody ve vodovod. síti

Kompetence ministerstev

MZ

zajištění jakosti u spotřebitele
způsoby dodávky pro veřejnost, vyjmuto individuální zásobování domácností vlastních soukromých studní

→ zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví

Radiologické

Příčiny nemocí

Legislativa

výroba a zásobování PV → MŽP, MZe, MZ

+ vyhláška č. 252/2004 Sb.

Vodojemy (VDJ)

Swagelining

vyvložkování těsně přiléhajícími PE troubami - closefit
redukce průměru trouby před zatažením působením konstantní tažné síly

Důvod

úniky vody vlivem špatného tech. stavu → poruchy, havárie
ekonom. ztráty → dopad na cenu vodného

Hygienická, technická a ekonomická hlediska

Vyhláška 252/2004 - hygienické požadavky a kontroly Sb,

ukazatele a hygienické limity pitné vody

Předpisy

zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví

vychází z evropské Směrnice Rady 98/83ES o jakosti vody
více ukazatelů, přísnější limity

Provozování úpraven a vodovodu jako činnost epidemiologicky závažná

voda je výborné rozpouštědlo, náchylná ke znečištění
centralizované systémy
osoby pracující - zdravotní průkaz a znalosti

Chemické

0,1 MPa = 10 m v.s.

Rolldown

vyvložkování těsně přiléhajícími PE troubami - closefit
zmenšení zatahovaného průměru protáhováním válcovou stolicí (o 4-6%)

Compact Pipe, U-liner

vyvložkování těsně přiléhajícími PE troubami - closefit
PE trubka protažena (v písmenu C) → vulkanizace (přehřátá vodní pára) → aktivuje tvarovou paměť (tvar O)

Flexibilní rukávce

vytvrzené na místě nepo lepené
hadicový vystýlkový relining, metoda Phoenix
sanace i plynovodů, kanalizací, produktovodů z oceli, litiny, kaminy, betonu

Rekonstrukce (sanace)

Provozní činnosti

+ vyhláška 20/2002 Sb. MZe o způsobu, četnosti a měření jakosti vody

Z hlediska nákladů na investiční výstavbu vodovodů je výhodnější nižší počet tlakových pásem.Z hlediska provozních nákladů je vhodnější vyšší počet tlakových pásem z důvodu úspory energií a nižších ztrát vody pro nižší maximální tlaky v síti.

Kontrolní činnosti

Zákon č. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu

Kontrola kvality vody

K rozdělení tlakových pásem

Vodojemy
Přerušovací komory
Redukční ventily
Čerpací stanice
Automatické čerpací stanice

Tlaková funkce VDJ

Renovace vodovod. přípojek

Tlaková pásma

Vodoměrná sestava

Hlavní vodojem

používá se u skupinových nebo oblastních vodovodů, tlakově ovládá podřízené zásobní vodojemy.

Přerušovací vodojem, komory

v oblastech s velkým výškovým rozdílem. Rozděluje vodovod na samostatná tlaková pásma tak, aby tlak v soustavě nebyl vyšší než 0,7 MPa (což odpovídá výškovému rozdílu 70 m)

Výstavba

Zásady trasování

snaha o gravitční vedení, přednostně ve veřejném prostoru
v extravilánech podél cest či liniových staveb, v intavilánu dle prostorového uspořádání
dodržet ochranné pásmo
minimalizovat křížení s toky, železnicemi, komunikacemi
Nevést: zalesněným územím, znečišťěným územím, napříč přes poel, vmočálech, poddolovaná území

Vodovodní přípojka

dimenze navržena na špičkový průtok
začíná napojením a končí hlavním uzávěrem (HUV) na pozemku nebo uvnitř objektu
napojení odbočkou (DN80 a větší) nebo navrtávkou (do DN50)

Posílení tlaků ve spotřebišti

Snížení tlaků ve spotřebišti

Metody výstavby

otevřený výkop
pluhování - u větších vzdáleností
Neřízené propichování kladivem - na kratší vzdálenosti
Řízené horizontální vrtání se zpětným natahováním potrubí (HDD) - bezvýkopová pokládka - plast, litina
Microtuneling
Kolektory

Uložení

do rýhy nebo zářezu v zemi, vyjímečně nad terén, posouzení umístění v kolektorech (více souběžných vedení)
nad stokou!
Do DN 200 sklon min sklon 3‰, DN 250-500 min 1‰, větší min 0,5‰
sklon větší jak 15% → doložit stabilitu potrubí proti posunu
statické posouzení odolnosti proti působení sil - vnějších a vnitřních
opěrné bloky pro odbočky a lomy (obloubky)
krytí vodovodu:
- dle tep. izol. vlastnostní prostředí
- 1,2m hlinité
- 1,3m hlinitopísčité
- 1,4m písčité z.
- 1,5m ve štěrkovitých a sklanatých z.
Křížení: shybky, podchody, převedení po mostě, samostané přemostění

Optimální výškový rozdíl 25 - 35 m mezi nejvýše a nejníže položeným místem v síti

Redukční ventil

regulace průtoku a regulace tlaku nezávisle na sobě

Tvar sítě

snaha vytvářet kombinované sítě
hlavní řady zokruhované

Uzávěr

v místě rozvětvení
uzavření v každé ulici
před a za odbočením přípojky u důležitých odběratelů (nemocnice)
odbočky pro vodovodní přípojky, hydranty, výtokové stojany

telemetrie

radiová
GSM
datalogger/záznamník

Jednopásmový vodovod vs. vícepásmový vodovod

Jednopásmový vodovod – rozvod vody v celém objektu má stejný zdroj tlaku (např. veřejný vodovod).
Vícepásmový vodovod – používá se především u vysokých budov. Rozvod vody má různé zdroje tlaku – např. část budovy z veřejného vodovodu a pro část budovy se zvyšuje tlak čerpadlem.

Navrhování

Základní vzorce

Vodovodní síť

Výpusti

na nejnižších místech
doba vypouštění nepřesáhla 2h
též pro odkalení potrubí
do kanalizace pouze se souhlasem vlastníka

Návrh výškového umístění vodojemu

Minimální hydrodynamický přetlak v rozvodné sítí v místě přípojky 0,25 MPa a ve výjimečných případech 0,15 MPa ( 25 – 15 m.v.sl.)
Maximální hydrostatický přetlak v nejnižších místech vodovodní sítě 0,6 MPa a ve výjimečných případech 0,7 MPa ( 60 – 70 m.v.sl.)

Automatické tlakové stanice ATS

hl. horizontální čerpadla s proměnnými otáčkami
expanzní nádoby pro vyrovnání hydrulických rázů
tam kde není účelné budovat akumulační objekt
samostatně zásoboju tlaková pásma s malou potřebou vody

→ náhrada věžového vodojemu

→ zásobování horních pater vysokých budov

Armatury

technické odůvodnění

Způsoby přenosu dat

Ztráty vody

Vzdušník

v nejvyšších místech
odvzdušnění za provozu, při napouštění

VNF - voda nefakturovaná

VNFú - ÚNIKY

Kontrola tlakových a průtokových poměrů ve vodovodní síti

Materiál

tvárná litina, PE, PVC, sklolaminát, PP - tvarovky
PN10, PN16
kolena - 90, 45, 30, 22,5, 11,25°
oblouky, odbočky T kusy, redukce DN, přechody materiálu

vodojem před spotřebištěm

Gravitační vodovod

Výtlačný vodovod

úsekové potřeby

Ocel

tlak až 64bar, dle tloušťky stěny, délky 6, 9 a 12m
podléhá korozi
- vnější ochrana: zinkování, vícevrstevý nátěr, PP,PE plášť nebo rukávec
- vnitřní: cementová nebo PUR vystýlka
spojování: svařování, závity, příruby
malá telotní roztažnost, odolnost proti požáru, velká pevnost, mechanická odolnost

Sklolaminát

kombinovaný plast - kompozity
přednsoti jednotlivých materiálů - shodují se
6m délky, PN25, 20, 16, 10, 6; DN 150-2400
základní oblouky, odbočky, tvarovky
spojky ze stejného materiálu s gumovým těsněním
životnost cca 100let

Redukční ventily

snížení tlaku

Hydranty

odběr přímo ze sítě
odvzdušnění, odkalení, vypouštění

VNFo - ostatní

UMÍSTĚNÍ VDJ VZHLEDEM KE SPOTŘEBIŠTI

vodojem před spotřebištěm

Rozdělení odběrů

VVR - voda vyrobená, určená k realizaci

VFC - voda fakturovaná celkem

VFD - domácnosti

Měření tlakových poměrů

Výpočet

vycházím z uzlových potřeb
průtoky si nasčítám od konce až ke zdroji tlaku
dodržení uzlových podmínek
vypočtu potřebný profil potrubí

zpravidla zanedbávám místní ztráty - jen významné odpory (regulační uzávěr,..)
výsledné hydrodynamické tlakové ztráty porovnáváme s požadavky na tlak

VFO - ostatní

vodojem ve spotřebišti

Měření průtoků

vodojem ve spotřebišti - samostatný přiváděcí řad

Systém kontinuálního měření průtoků - okrskové měření

rychlá identifikace úniků v síti
okrsek - cca 20km sítě v tlakovém pásmu
drahé vybudování, rychlá návratnost
praktické opatřit obtokem

měřidla s tlakovými čidly - zpravidla v šachtách nebo objektech (VDJ, ČS) → přenos dat radiovou sítí
noční průtoky cennou informací (min Q) → zvýšené indikují poruchu
k naměřeným hodnotám okrsk. měřením (přítok) přiřadit hodnoty faktur. vodoměrů (odtok) → velikost ztrát

vodojem ve spotřebišti - přiváděcí řad je i zásobovacím

vodojem za spotřebištěm

PP

prlžný a houževnatý, široký teplotní rozsah pro použití
sklon k tvorbě a šíření trhlin
vysoká korozní odolnost, životnost +100let, nejlepší mech. odolnost z polymerů
odolnost těsnících kroužků
ekologicky nezávadné - bezproblémová recyklace

uzlové potřeby

PVC

nejdéle využívaná plastická hmota
nízká cena
pomalu se ustupuje od využití - křehkost, ekologie
PN 6, 10, 16, 6m délka, DN80-300
různé tvarovky, některé i z litiny
spojení nejčastěji hrdly s gumovým těsněním (částečná dilatace), popř. lepení, svařování (dnes ne)
kontakt jiných materiálů → přechodové kusy
životnost dle tlaku a teploty, minimálně 50 let

Litina

vývoj: starší šedá - novější tvárná
tvárná: slitina železa, uhlíku(kuličkový grafit), křemíku → není křehký, ale tvárný a pevný
6 a 8m
DN 60 - 1800 hrdlový, DN 40 - 3000 přírubový
max tlak až 64 bar
vnější ochrana: zinkování s živičným nátěrem, PE rukávce, PUR ochrana
vnitřní: cementová nebo PUR vystýlka
tvarovky PN10, 16, 25, 40 - kolena, odbočky, přehody, redukce

spojování pomocí hrdel - gumové těsnění, prosté zasunutí do hrdla - utěsnění
- povolená vychýlení dle DN
- speciální úprava → uzamykatelný spoj
spojování pomocí přírub - sešroubované, s těsněním
životnost 60-80 let, příp. 100 let, stejný materiál jako vzdušníky,..

Okruhová síť

https://www.epa.gov/water-research/epanet

Průtokoměry a vodoměry

průtokoměr - objemové nebo rychlostní měření průtoku kapaliny
- indukční - el. vodivost, Faradayův z.,
- ultrazvukové - doba průchodu signálu, Dopplerův jev
- mechanické - turbínové, s kyvným diskem, s oválnými koly, s lopatkovým kolem

Mobilní měřící vůz průtoku

omezené možnosti využití
obdobný okrskovému měření

PE - LDPE, HDPE

rozvětvený/nízkohustný PE = LDPE
novější lineární/vysokohustní PE = HDPE
- PE 80 a PE 100
nevhodný pro dopravu teplých kapalin
profily De 25 - 400, 6 nebo 12m
profily pod DN 160 v návynech
výpočet maximálního provozního tlaku - MRS (min. požadov. pevnost), SDR (poměr vnějšího profilu De a tloušťky), K (bezpečnostní koeficient)
MAOP - maximální provozní tlak
tvarovky, ale i pružný materiál → kotevní (bet.) bloky
trubky se nesmí tvarovat za tepla

Větevné sítě

Posouzení tlakových podmínek

Odolnost proti korozi

Zhodnocení funkčně technických vlastností

Odolnost plastů

napětí pro porušení v čase

různé tlaky a teploty dokud edojde k porušení ← přepočítáno na teoret. provoz. životnost

Ceny

Pracnost a rychlost výstavby

manipulace, délky potrubí, šířky výkopů a objem výkopových prací, způsob uložení, pečlivost a požadovaný stupeň hutnění obsypu