Оптимізація розміщення водоживлювачів у системах водопостачання

Нежлукченко В.М.- к.т.н., доцент

Жуков В.В., Диченко Д.В., Бутенко В.В., Тишкевич Е.С. - ст.5 к.ГМФ

Розростання території великих населених пунктів обумовлює необхідність збільшення кількості водоживлючів (насосні станції і напірно-регулюючі споруди) та їх розосередження. Наявність декількох напірно-регулюючих ємкостей має ряд позитивних сторін : збільшується надійність системи за рахунок збільшення запасів води та їх розосередження по території об’єкта. Крім того, забезпечується нівелювання тиску в мережі і скорочення діапазону його коливання. При наявності двох і більше напірно-регулюючих ємкостей можуть спостерігатися випадки переливу води із однієї ємкості до іншої.
В результаті таких переливів можуть переповнюватися низько розташовані башти, що приведе до втрати води. Такий випадок можливий при різних п’єзометричних відмітках у точках їх розміщення і відносно однакових об’ємах споживання води та подачі її насосами. Перекидання води із однієї башти до іншої впливає на розрахунковий об’єм баків, а ступінь наповнення їх впродовж доби впливатиме на потокорозподіл і значення п’єзометричних відміток на мережі.
Для розв’язку цієї задачі доцільно проводити гідравлічні розрахунки- внутрішнє і зовнішнє ув’язування кільцевої мережі.
В методологічному відношенні розглянуто, наприклад, систему з двома водонапірними баштами і насосною станцією (рис.1), де таке розміщення водоживлювачів дуже ускладнює оптимізацію їх сумісної роботи.

Рис.1 - Схема подачі води від насосної станції і водонапірних башт

Башта 1 може переповнюватися раніше, ніж башта 2, викликаючи непродуктивні втрати води і лімітуючи забезпечення необхідного тиску у віддалених точках мережі.
Перед гідравлічними розрахунками за програмою RVS слід намітити початковий потокорозподіл і попередньо призначити витрату головного водоживлювача (НС) і водонапірних башт, а також визначити розрахункові вузлові витрати для різних випадків подачі води. До системи вводяться  фіктивні кільця (Х і ХI). Сумісне ув’язування фіктивних і реальних кілець забезпечує значення пошукуваної витрати насосів, подачі з башт, витрат у водоводах і на участках мережі. У процесі ув’язування попередньо призначені витрати можуть суттєво змінюватися, що потребує зміни об’єктів і позначок напірних регулюючих ємкостей. Процес ув’язування проводиться до тих пір, доки не буде  отримано оптимальний результат. При збільшенні кількості насосних станцій і регулюючих ємкостей процедура розрахунку залишається  аналогічною, в системі збільшується лише кількість фіктивних кілець і, як наслідок, кількість рівнянь зовнішнього ув’язування.
Таким чином, розроблено методику гідравлічних розрахунків систем подачі і розподілу води з декількома водоживлювачами і нефіксованими відборами, що дає змогу оптимально розташувати водонапірні башти і насосні станції та визначити фактичні значення їх витрат і п’єзометричні позначки.