Menu

Obliczanie zapotrzebowania na wodę

 Obliczanie zapotrzebowanie na wodę 

 
Pod pojęciem zapotrzebowania na wodę rozumie się przewidywaną ilość wody niezbędną do zaspokojenia potrzeb wszystkich odbiorców znajdujących się na terenie objętym zasięgiem sieci wodociągowej i wymagających wody zdatnej do picia i potrzeb gospodarczych.

System wodociągowy ma na celu dostarczenie wody na cele:
- bytowe gospodarstwach domowych (picie, przygotowywanie posiłków, higieny osobistej,
mycia naczyń, prania, utrzymania w czystości pomieszczeń, spłukiwania ustępów itp.) –
uzależnione od standardu wyposażenia mieszkania w urządzenia wodociągowe
i kanalizacyjne,
- hodowlane (pojenie, mycie zwierząt, przygotowywanie karmy, utrzymanie w czystości
pomieszczeń inwentarskich itp.) – uwarunkowane mechanicznym sposobem zaopatrzenia
w wodę,
- bytowe w zakładach pracy i zakładach użyteczności publicznej,
- warsztatów remontowych – zależne od wyposażenia warsztatów w stanowiska pracy 
- przemysłowe – jest zależne od typu produkcji (może być bardzo zróżnicowane w czasie
w przypadku przemysłu sezonowego), systemu gospodarki wodno-ściekowej
w przedsiębiorstwie, stosowane procesy produkcyjne,
- robót budowlanych – zależne od zakresu robót, stosowanych technologii, organizacji pracy,
- podlewania zieleńców i upraw przydomowych – zależne od pory roku, pory dnia, warunków pogodowych,
- przeciwpożarowe,
- własne zakładów wodociągowych (10–15% całkowitego średniego dobowego
zapotrzebowania na wodę).

Suma maksymalnych dobowych zapotrzebowań na wodę na wszystkie wyżej wymienione cele jest podstawą do projektowania. Bezwzględna wielkość zużywanej wody w mieście zależy od wielu czynników, takich jak: liczba mieszkańców, funkcja miasta, wielkość i rodzaj przemysłu, a także wysokość ciśnienia w sieci wodociągowej itp. Zużycie wody jest zmienne w czasie. Zmiany te mają
dwie równoległe tendencje:
- zmienność w różnych cyklach – dobowych, tygodniowych, rocznych lub innych,
- wzrost w ciągu lat w wyniku rozwoju miast i podnoszenia się poziomu życia ludności.
Ze względu na zmienność zużycia wody w cyklach dobowych, tygodniowych itp. wyróżnia się kilka charakterystycznych wielkości zużycia i zapotrzebowania na wodę.
Podstawowymi wielkościami zapotrzebowania na wodę są:
1. Średnie dobowe zapotrzebowanie Qd śr. wyrażone w m3/d, które otrzymuje się, dzieląc
zapotrzebowanie wody roczne Qr przez 365 dni, co można przedstawić wzorem:
 
 
gdzie:
Qd śr. – średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę, [m3/d],
Qr – roczne zapotrzebowanie wody [m3].
2. Maksymalne dobowe zapotrzebowanie Qd max wyrażone w m3/d, które określa zapotrzebowanie na wodę w dobie maksymalnego rozbioru w roku; określa się je przez pomnożenie średniego dobowego zapotrzebowania Qd śr. przez współczynnik nierównomierności dobowej Nd, co można przedstawić wzorem
 
3. Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę Qh max wyrażone w m3/d lub m3/h, które określa największe zapotrzebowanie na wodę w ciągu godziny o maksymalnym zapotrzebowaniu; określa się je przez pomnożenie maksymalnego dobowego zapotrzebowania na wodę Qd max przez współczynnik nierównomierności godzinowej Nh, oraz podzielenie przez 24, co można zapisać wzorem:
Tak rozumiane maksymalne zapotrzebowanie wody stanowi podstawę określenia wielkości poszczególnych elementów wodociągu komunalnego:
Qdmax – jest podstawą projektowania i analizy wydajności takich elementów wodociągu, jak:
- ujęcia i urządzenia do uzdatniania wody
- przewody przesyłowe między ujęciem a stacja uzdatniania wody
- pompownie wody na ujęciu i na stacji uzdatniania
- przewody przesyłowe ze stacji uzdatniania do zbiorników (początkowych) wody czystej
Qhmax – jest podstawą obliczania pozostałych elementów wodociągu, jak:
- pompownie tłoczące wodę do sieci wodociągowej
- sieć wodociągowa główna i rozdzielcza

Skalę zmienności zapotrzebowania wody w cyklu rocznym charakteryzują współczynniki nierównomierności:
Nd – współczynnik nierównomierności rozbiorów dobowych (stosunek maksymalnego dobowego zapotrzebowania do średniego dobowego zapotrzebowania w dobie o największym zapotrzebowaniu wody w ciągu roku)

Nd = Qdmax / Qdśr

Nh - współczynnik nierównomierności godzinowych (stosunek maksymalnego godzinowego zapotrzebowania do średniego godzinowego zapotrzebowania w dobie o największym zapotrzebowania wody w roku).

Nh = Qhmax / Qhśr
 
Wartości współczynników nierównomierności dobowej  można przyjmować według poniższej tabeli.
Lp.
Wyszczególnienie
Jednostka
Jednostkowe zapotrzebowanie na wody
Współczynnik nierównomierności
dobowej
qj
dm3/d·mk.
Nd
1.
Mieszkalnictwo.
Wielorodzinne.
klasa I
mieszkaniec
160,00
1,50
klasa II
mieszkaniec
100,00
1,50
Jednorodzinne.
klasa III
mieszkaniec
100,00
2,00
klasa IV
mieszkaniec
80,00
2,00
2.
Instytucje, zakłady i urządzenia usługowe.
mieszkaniec
15,00
1,30
3.
Mycie pojazdów komunikacji zbiorowej i indywidualnej.
mieszkaniec
4,00
1,20
4.
Utrzymanie czystości ulic i placów.
mieszkaniec
5,00
2,40
5.
Polewanie zieleni miejskiej.
mieszkaniec
10,00
6,00
6.
Przemysł, składy i zaplecze budownictwa.
mieszkaniec
40,00
1,15
Według Zbigniewa Heidricha współczynniki nierównomierności dobowej i godzinowej zależą od ilości obsługiwanych mieszkańców (patrz Tabela poniżej).
Jeszcze inne wielkości tych składników znajdziemy w pracy zbiorowej: Kwietniewski M., Olszewski W., Osuch-Pajdzińska E., Projektowanie elementów systemu zaopatrzenia w wodę. Warszawa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2009.
Całkowite zapotrzebowanie na wodę dla jednostki osadniczej jest sumą zapotrzebowań na wszystkie cele. Wykorzystując sumaryczne wskaźniki, całkowite zapotrzebowanie na wodę dla jednostki
osadniczej określa się według wzorów:
gdzie:
qk – jednostkowy wskaźnik zapotrzebowania na wodę na cele ogólnokomunalne, m3/(d×M),
qp – jednostkowy wskaźnik zapotrzebowania na wodę na cele przemysłowe, m3/(d×M),
M – liczba mieszkańców na terenie objętym zasięgiem sieci wodociągowej,
Nd – współczynnik nierównomierności dobowej dla jednostki osadniczej,
Nh – współczynnik nierównomierności godzinowej dla jednostki osadniczej,
QT – zapotrzebowanie na wodę na cele technologiczne wodociągu, m3/d,
QS – straty w sieci wodociągowej, m3/d.

Wykorzystując scalone wskaźniki, całkowite zapotrzebowanie na wodę dla jednostki osadniczej określa się według wzorów:
gdzie:
qMi – jednostkowy wskaźnik zapotrzebowania na wodę dla danej grupy odbiorców wody na
cele ogólnokomunalne, dm3/(d×M), 
qp – jednostkowy wskaźnik zapotrzebowania na wodę dla danej grupy odbiorców wody na
cele przemysłowe, dm3/(d×M),
qu - jednostkowy wskaźnik zapotrzebowania na wodę na potrzeby usług
M – liczba mieszkańców na terenie objętym zasięgiem sieci wodociągowej,
n – liczba grup odbiorców wody na cele ogólnokomunalne,
Ndi – współczynnik nierównomierności rozbiorów wody przez poszczególne grupy
odbiorców,
Ndp – współczynnik nierównomierności rozbiorów wody na cele przemysłowe
Ndu – współczynnik nierównomierności rozbiorów wody na cele usługowe
QT – zapotrzebowanie na wodę na cele technologiczne wodociągu, m3/d,
Qs - straty na sieci (przyjmuje się średnio 10% dobowego zapotrzebowania
 
Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę dla poszczególnych grup odbiorców Qh max i można określić według wzoru:
gdzie:
Qh max i – max. godzinowe zapotrzebowanie na wodę dla danej grupy odbiorców, m3/h,
Qd max i – max. dobowe zapotrzebowanie na wodę dla danej grupy odbiorców, m3/d,
Nhi – współczynnik nierównomierności dobowej dla danej grupy odbiorców.
Całkowite maksymalne godzinowe zapotrzebowanie na wodę dla jednostki osadniczej
oblicza się, uwzględniając niejednoczesność wystąpienia maksymalnych potrzeb wszystkich
odbiorców wody w ciągu tej samej godziny doby o maksymalnym zapotrzebowaniu. W tym
celu należy określić godzinowe rozkłady zapotrzebowania na wodę przez poszczególne grupy
odbiorców w ciągu doby o maksymalnym zapotrzebowaniu i w oparciu o nie ustalić
wielkości zapotrzebowania na wodę w każdej godzinie tej doby według wzoru:
Qh(j) –zapotrzebowanie na wodę w j–tej godzinie doby o max. zapotrzebowaniu, m3/h,
gdzie:
Pi(j) – zapotrzebowanie na wodę przez danego odbiorcę w j–tej godzinie doby o max. zapotrzebowaniu, % Qd max i,
Qd max i – max. dobowe zapotrzebowanie na wodę przez danego odbiorcę, m3/h,
n – liczba grup odbiorców w j–tej godzinie.
Zapotrzebowanie na wodę na cele technologiczne wodociągu przyjmuje się w wysokości 5%, a straty w sieci wodociągowej 10% całkowitego średniego dobowego zapotrzebowania na wodę na cele ogólnokomunalne i przemysłowe.
Poniżej przedstawiam tabelę histogramów procentowego zużycia wody na poszczególne cele w j-tej godzinie doby. Wpisując w tabeli obliczenia zapotrzebowania wody na poszczególne cele  otrzymamy zużycie wody w najbardziej niekorzystnej godzinie doby.
Godz.
od-do
Elementy zagospodarowania przestrzennego
Rozkład godzinowy maksymalnego dobowego zapotrzebowania wody
Mieszkalnictwo
Urzędy i instytucje usługowe
Utrzymanie w czystości komunikacji zbiorowej
 Zmywanie ulic i placów
Polewanie zieleni miejskiej
Tereny przemysłowo-składowe
Straty wody
Wielorodzinne
Jednorodzinne
%
m³/h
%
m³/h
%
m³/h
%
m³/h
%
m³/h
%
m³/h
%
m³/h
%
m³/h
%
m³/h
0-1
1,25
 
1,35
 
1,00
 
-
 
6,25
 
-
 
0,50
 
4,17
 
1,42
 
1-2
0,85
 
0,65
 
1,00
 
16,50
 
6,25
 
-
 
0,50
 
4,17
 
1,40
 
2-3
0,85
 
0,65
 
1,00
 
16,50
 
6,25
 
-
 
0,50
 
4,17
 
1,40
 
3-4
0,85
 
0,65
 
1,00
 
16,50
 
6,25
 
-
 
0,50
 
4,17
 
1,40
 
4-5
2,10
 
0,85
 
1,00
 
16,50
 
6,25
 
12,50
 
0,50
 
4,17
 
3,19
 
5-6
2,50
 
3,00
 
1,00
 
-
 
6,25
 
12,50
 
0,50
 
4,16
 
3,51
 
6-7
5,45
 
5,15
 
1,00
 
-
 
-
 
12,50
 
8,75
 
4,17
 
5,55
 
7-8
6,25
 
4,75
 
2,00
 
-
 
-
 
12,50
 
8,75
 
4,17
 
5,86
 
8-9
4,95
 
4,45
 
3,00
 
-
 
-
 
-
 
8,75
 
4,16
 
4,14
 
9-10
4,40
 
4,20
 
7,00
 
8,50
 
-
 
-
 
8,75
 
4,17
 
4,50
 
10-11
4,20
 
3,40
 
10,00
 
8,50
 
6,25
 
-
 
8,75
 
4,17
 
4,87
 
11-12
4,05
 
3,40
 
12,00
 
8,50
 
6,25
 
-
 
8,75
 
4,16
 
5,04
 
12-13
3,90
 
3,40
 
12,00
 
8,50
 
6,25
 
-
 
8,75
 
4,17
 
4,99
 
13-14
4,30
 
4,00
 
12,00
 
-
 
6,25
 
-
 
8,75
 
4,17
 
5,11
 
14-15
4,40
 
4,20
 
10,00
 
-
 
-
 
-
 
3,25
 
4,16
 
4,14
 
15-16
4,75
 
3,80
 
7,00
 
-
 
-
 
-
 
3,25
 
4,17
 
3,84
 
16-17
5,65
 
4,35
 
3,00
 
-
 
-
 
-
 
3,25
 
4,17
 
3,81
 
17-18
5,30
 
5,00
 
3,00
 
-
 
-
 
12,50
 
3,25
 
4,16
 
5,14
 
18-19
5,65
 
6,85
 
3,00
 
-
 
6,25
 
12,50
 
3,25
 
4,17
 
5,92
 
19-20
6,30
 
9,15
 
3,00
 
-
 
6,25
 
12,50
 
3,25
 
4,16
 
6,63
 
20-21
6,60
 
9,00
 
2,00
 
-
 
6,25
 
12,50
 
3,25
 
4,16
 
6,58
 
21-22
6,80
 
7,45
 
2,00
 
-
 
6,25
 
-
 
3,25
 
4,17
 
5,01
 
22-23
5,45
 
5,50
 
1,00
 
-
 
6,25
 
-
 
0,50
 
4,17
 
3,74
 
23-24
3,20
 
4,80
 
1,00
 
-
 
6,25
 
-
 
0,50
 
4,16
 
2,81
 
 
100,00
 
100,00
 
100,00
 
100,00
 
100,00
 
100,00
 
100,00
 
100,00
 
100,00
 
 
Normy zużycia wody (na podstawie Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002  r. w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody.
Tabela 1 Przeciętne normy zużycia wody w gospodarstwach domowych
Tabela 2 Przeciętne normy zużycia wody do podlewania ogródków i upraw rolniczych
Tabela 3 Przeciętne normy zużycia wody w usługach
wodoc010.jpg
wodoc011.jpg
wodoc012.jpg
Tabela.4 Przeciętne normy zużycia wody w fermach i obiektach hodowlanych
wodoc14.gif
wodoc15.gif
 
Tabela.5 Przeciętne normy zużycia wody dla obsługi pojazdów mechanicznych maszyn rolniczych i warsztatów
 
Tabela 6 . Przeciętne normy zużycia wody w zakładach przetwórstwa spożywczego
 
Tabela.7 Przeciętne normy zużycia wody dla robót budowlanych
Tabela 8. Przeciętne normy zużycia wody dla chemicznej ochrony roślin środkami a) owadobójczymi, b) grzybobójczymi, c) chwastobójczymi
Tabela 9. Przeciętne normy zużycia wody dla obiektów wojskowych.
 
 
 
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});