شبکه های توزیع آب و خطوط انتقال به مجموعه ای از تاسیسات که شامل لوله و اتصالات و شیر آلات گفته می شود. که به منظور انتقال سیالات (گازها و مایعات)از نقطه ای به نقطه دیگر احداث میشوند. مهمترین قسمت های یک شبکه توزیع آب یا خطوط انتقال شامل، لوله با جنس های مختلف، ایستگاه پمپاژ به منظور تامین فشار خط، شیر آلات هم به منظور بهره برداری از خط انتقال و کنترل آن میباشد. در طراحی خطوط انتقال یا شبکه توزیع آب اصلی ترین پارامترها شامل اختلاف ارتفاع نقطه مبدا و نقطه تحویل، طول مسیر، میزان دبی آب میباشد و عمدتا خطوط انتقال در زمین به صورت دفنی اجرا میشود.
اجرا، طراحی، نصب و راه اندازی انواع شبکه های توزیع آب، خطوط انتقال و ایستگاه های پمپاژ و مخازن ذخیره بتنی در شرکت فنی مهندسی پروتانک در سایز های مختلف و به صورت پیمانکاری انجام میگیرد. طراحی خطوط انتقال در نرم افراز مهندسی شبیه سازی میشود. همچنین آیین نامه شماره ۳_۱۱۷ سازمان برنامه و بودجه جهت شبکه های آبرسانی مد نظر قرار میگیرد.
نمای کلی از خطوط انتقال آب‌و فاضلاب
هرگاه بخواهیم آب و یا سیالات دیگر را از تراز ارتفاع منفی(در نقطه پست زمین)به نقطه ی بالاتری انتقال دهیم. یا بخواهیم آب را از یک محل به محل دیگر انتقال دهیم از خطوط انتقال استفاده میکنیم. هرگاه محل ذخیره سیالات شامل آب و یا پساب نسبت به محل مصرف یا تصفیه آن در ارتفاع پایین تری قرار داشته باشد. باید به منظور جابجایی آب از شبکه انتقال تحت فشار یا یک خط انتقال استفاده نمود. که بدین منظور در محل ذخیره آب در پایین دست، ایستگاه پمپاژ احداث میشود. به کمک آن، هد یا فشار مورد نیاز خطوط انتقال تامین میگردد. در برخی موارد نیز اختلاف ارتفاع زیادی بین مبدا و مقصد آب وجود ندارد. اما فاصله طولی زیادی وجود دارد که سبب افت فشار آب در طول مسیر میگردد. که البته در این موارد نیز خطوط انتقال هم کاربرد دارند.
موارد متعددی در اجرا و طراحی بهینه خطوط انتقال و شبکه توزیع آب نقش دارند. که از آن جمله انتخاب دبی مناسب یا همان ظرفیت خط انتقال میباشد. ازجمله پارامترهای مهم دیگر، تعیین و محاسبه افت فشار در طول مسیر خطوط انتقال میباشد. با محاسبات دقیق ریاضی و با توجه به سایز و جنس لوله ها و دبی آّب به دست می آید. نقشه مسیر خطوط انتقال و طول و اختلاف ارتفاع آن نیز در برآورد این میزان افت فشار تاثیر زیادی دارد.
انتخاب مناسب جنس لوله برای خطوط انتقال با توجه به شوری و خواص فیزیکی آن. عمق دفن لوله و جنس خاک و تاثیر آن بر روی لوله ها از مهم ترین عوامل در طراحی و اجرای خطوط انتقال آب میباشند. به مجموع این عوامل نیز باید انتخاب شیر آلات مناسب در طول مسیر خطوط انتقال از جمله شیر آلات یک طرفه. شیر آلات قطع و وصل جریان و از همه مهمتر شیر آلات تخلیه هوا را نیز اضافه کرد.
طراحی واحد شبکه توزیع و خطوط انتقال آب‌و فاضلاب
در طراحی یک شبکه توزیع آب و یا خطوط انتقال اولین مرحله برآورد دبی یا ظرفیت انتقال آب در شبکه و یا خطوط میباشد. به عنوان مثال در یک کارخانه تولیدی که میزان مصرف آب در فصول مختلف متفاوت میباشد، خطوط انتقال بر اساس دبی ها یا ظرفیت های مذکور طراحی و ساخته شده و یا در یک شبکه توزیع آب و خطوط انتقال آب شهری که میزان مصرف آب در ساعات مختلف شبانه روز، متفاوت است. دبی یا ظرفیت خطوط انتقال بر همین اساس انتخاب می گردد.
به طور کلی در طراحی خطوط انتقال سناریوها یا حالت های مختلفی از دبی را میتوان متصور بود که بر اساس آن ظرفیت ها، خطوط انتقال طراحی میشود. در مرحله نهایی، شیر آلات خطوط انتقال طراحی و انتخاب میشوند و در نهایت اینکه با انتخاب عمق لوله گذاری در طول مسیر خطوط انتقال با توجه به شرایط اقلیمی محل پروژه و محاسبه دقیق یخ زدگی آب، عملیات طراحی خطوط انتقال تکمیل میگردد.
انتخاب جنس لوله ها در خطوط انتقال آب
به طور کلی در خطوط انتقال آب از لوله های زیر استفاده میشود:
- فولادی (اعم از جوشی و اتصال مکانیکی)
- چدن داکتیل
- آزبست سیمان
- بتن مسلح و پلی اتیلن
- GREV یا GRP
پارامتر های انتخاب جنس لوله ها در خطوط انتقال
به منظور انتخاب جنس لوله علاوه بر پارامتر های اقتصادی، خواص فیزیکی و شیمیایی آب باید مد نظر قرار بگیرند. تا از عمر مفید لوله ها اطمینان حاصل نمود. برخی از عوامل مهم هم شامل: میزان ذرات معلق در آّب هر چقدر این ذرات در آب بیشتر باشد. سایش سطح داخلی لوله افزایش می یابد. بنابراین زبری لوله و در نتیجه افت فشار آن افزایش خواهد یافت.
انتخاب شیر آلات در خطوط انتقال آب‌و فاضلاب
این انتخاب در خطوط انتقال به منظور سهولت در امر بهره برداری و همچنین کنترل خطرات احتمالی خطوط طراحی و نصب میگردند. انتخاب مکان مناسب شیر آلات، سایز و نوع شیر آلات و میزان تحمل فشار در آنها تمامی با شبیه سازی خطوط انتقال به وسیله نرم افزارهای مهندسی صورت میگیرد.
برخی از شیر آلات رایج در خط انتقال شامل:
- شیر تخلیه هوا: به منظور خروج های حبس شده در داخل خط لوله و یا ورود هوا به منظور جلوگیری از ترکیدگی در اثر فشار هوا در خطوط انتقال.
- شیر یک طرفه
- شیر اطمینان
- شیر آلات تخلیه
انتخاب مخازن و منهول ها در خطوط انتقال
از دیگر موارد ضرورری در خطوط انتقال منهول ها و مخازن ذخیره هستند. به طور کلی منهول‌های دسترسی در محل هایی که مجموعه ای از شیر آلات قرار دارند. تعبیه میشوند تا اپراتورهای بهره بردار به راحتی به آن دسترسی داشته باشند.
انتخاب مخازن ذخیره (سپتیک تانک) و محل های آن نیز بر اساس پارامتر های مختلف اقتصادی و مهندسی در طول مسیر طراحی و ساخته میشوند. کاربرد این مخازن کنترل و تنظیم دبی در طول مسیر میباشد. این مخازن گاه به صورت بتنی بر روی زمین و گاهی به صورت فلزی و در ارتفاع مناسب تعبیه میشوند.