Структурно-функціональне удосконалення систем подачі та розподілення води
Системи подачі і розподілення води як фондоємна та енергомістка частина систем водопостачання населених пунктів України. Теоретичні засади удосконалення систем подачі і розподілення води в умовах перманентних змін їх параметрів у процесі експлуатації.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 02.07.2011 |
| Размер файла | 100,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
, (23)
де с. о і с.1 - відносні витрати води споживачів, що подаються, відповідно, кожною одиночною ПНС і однієї районною;
аПНС і аПНС.1 - показники питомої вартості одиночних і районної ПНС.
Рис.5. Границі зони доцільності влаштування ПНС в координатах
відносних величин витоків в і витрат води споживачем с при
мінімальних значеннях = 300 м3/год, НПМ = 10 м, kс = 1,5 для:
1 - Акр = 500; 2 - Акр = 1000; 3 - Акр = 1500; 4 - Акр = 2000;
а - kh = 1,0; б - kh = 0,75; в - kh = 0,5.
Встановлено, що значення коефіцієнта ka змінюються від 0,1 до 1,0, а k - за графіками, наведеними на рис.6, для різних величин коефіцієнта ka. Діагональна лінія, що розмежовує ці зони, відповідає однаковим величинам відносних витрат води, поданих всіма ПНС і однією РНС. Очевидно, що за умови рівності сумарної будівельної вартості всіх ПНС вартості РНС, в цьому випадку обидва варіанти будуть рівнозначними. При положенні розрахункової точки нижче діагоналі сума відносних витрат всіма ПНС перевищує відносну подачу РНС, тому ця частина графіка є зоною доцільності n ПНС. І навпаки, у верхній частині графіка відносна подача РНС перевищує суму відносних витрат всіма ПНС, що є свідченням доцільності РНС. Аналіз графіків рис.6 показує, що влаштування одиночних ПНС вигідно при їх невеликій кількості ( до 10) або коли питома вартість РНС суттєво (більше ніж в 5 разів) перевищує питому вартість одиночної ПНС. Однак у переважній більшості випадків, особливо, коли питомі вартості ПНС і РНС майже однакові, доцільним є влаштування однієї районної підвищувальної станції.
Порівняльний аналіз районованих СПРВ із їх традиційними конструктивними схемами (моноструктурними чи зонними) виявив, що загальні довжини водопровідних мереж та їх будівельна вартість є практично однаковими. У районованих СПРВ експлуатаційні витрати є меншими за рахунок зменшення витоків і нераціональних витрат води, зниження витрат електроенергії на подачу води та аварійності мережі. Це досягається внаслідок зниження надлишкових вільних напорів і максимального їх наближення до необхідних при різних режимах подачі і розбору води.
Надійність районованих СПРВ є вищою, ніж влаштованих за традиційною схемою за рахунок ієрархічного структурування перших. Крім того, вони мають вищу здатність до забезпечення оптимальних витрат електроенергії при зміні режимів розбору води. Встановлено, що запропоновані схеми СПРВ створюють передумови не тільки для економії води і електроенергії, але й для гнучкого управління роботою в надзвичайних ситуаціях (при обмеженій продуктивності водозаборів, у випадку аварій, пожеж тощо), спрощують експлуатацію при відновлювальних і профілактичних роботах, що є показником їх вищої експлуатаційної мобільності.
Визначено основні технологічні підходи щодо ефективного застосування напірно-регулювальних споруд у сучасних міських СПРВ.
У сьомому розділі дано оцінку технологічної та економічної доцільності нових способів удосконалення СПРВ.
Наведено характерні приклади впровадження результатів роботи на діючих СПРВ. Показано, що застосування запропонованих методів при реконструкції та інтенсифікації роботи СПРВ дозволяє стабілізувати водопостачання, знизити витрати електроенергії та втрати води, що підтверджено розрахунками і реальними результатами на діючих СПРВ.
Окремі результати дисертаційної роботи впроваджено на водопроводах більше ніж 30-ти міст України (Рівне, Ужгород, Кіровоград, Чернівці, Івано-Франківськ і 8-и райцентрів області та інших), а також м. Краснодар (Росія), покладено в основу обласних програм реформування і розвитку водопровідно-каналізаційних господарств у Харківській та Івано-Франківській областях. Зокрема, на СПРВ м. Івано-Франківська, починаючи з 2000 року впроваджено комплекс енергоощадних заходів, орієнтованих на цілодобове водопостачання із забезпеченням мінімальних нормативних напорів. Це дало змогу не тільки стабілізувати водопостачання, але й скоротити витрати електроенергії на підйом води. Порівняно з базовим 1999 роком її реальна економія за 5 років становить - 25 170 тис. кВт-год, що в еквівалентно 6,5 млн. грн. При цьому загальні витрати електроенергії на подачу води зменшилися на 45,2 %, а питомі - на 24,5 %.
У кінці розділу розглянуто ефективність застосування нових методів розрахунків для оптимізації інвестиційних вкладень у реконструкцію СПРВ. Наведено приклади розрахунків.
Загальні висновки
1. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено нові підходи до структурно-функціонального удосконалення систем подачі і розподілення води (СПРВ), спрямовані на підвищення їх економічних і технологічних показників, ресурсоощадження та покращення водозабезпечення населених пунктів. Запропоновані заходи і методи орієнтовані на проектування нових, і реконструкцію діючих СПРВ, що особливо актуально в нинішніх умовах їх інтенсивного старіння та зношення.
2. Для обґрунтування доцільності структурних змін СПРВ та оптимізації їх функціональних параметрів побудовано математичну модель техніко-економічних розрахунків СПРВ на основі мінімізації величин чистого дисконтованого доходу. У порівнянні із традиційними, які слід розглядати як її часткові випадки, вона дає змогу враховувати зміни основних впливових параметрів протягом всього періоду реалізації проекту, а саме: величин кредитних ставок при залученні інвестицій на будівництво, вартості електроенергії, коефіцієнтів корисної дії насосних агрегатів і нерівномірності подачі води та розмірів водоспоживання.
3. На основі запропонованої математичної моделі отримано аналітичні формули для визначення економічно вигідних діаметрів труб, оптимальної довжини водопровідних мереж і продуктивності моноструктурних СПРВ, доцільності влаштування підкачувальних насосних станцій, проведено порівняльний аналіз районованих СПРВ із їх традиційними конструктивними схемами (моноструктурними і зонними). Визначено граничні умови їх застосування для сучасних населених пунктів України.
4. Встановлено, що при влаштуванні схем водоводів і водопровідних мереж в СПРВ завжди економічно вигідно основну частину водопровідних ліній слід приймати із мінімально допустимими діаметрами труб, а найбільш важливі магістралі - зі збільшеними економічно обґрунтованими діаметрами мінімальної довжини. Це є підосновою для влаштування СПРВ нового типу - із районуванням водопровідних мереж.
5. Дослідження змін конструктивних параметрів основних елементів СПРВ у процесі експлуатації показали, що вони залежать від строків та умов функціонування і з достатньою точністю можуть враховуватися запропонованими залежностями. Ці зміни визначають технічний стан окремих елементів і СПРВ в цілому, що характеризується показниками надійності: коефіцієнтами готовності та імовірності безвідмовної роботи. Встановлено, що їх технічний стан суттєво впливає на величини рівнів забезпеченості споживачів водою та імовірність її розбору, яка не може перевищувати значення коефіцієнтів безвідмовної роботи.
6. Для оцінки впливу потоків аварійності та технічного стану СПРВ на надійність і відповідності їх конструктивних схем заданим рівням забезпеченості споживачів водою рекомендовано числові значення коефіцієнтів готовності, імовірності безвідмовної роботи та рівнів забезпеченості. Їх слід розглядати як нормативні величини для визначеної категорії СПРВ.
7. Для проведення математичного моделювання подачі і розбору води на основі статистичного аналізу водорозбору визначено аналітичну функцію інтегрального розподілу витрат води, що дає змогу встановити адекватну залежність імовірності водорозбору від коефіцієнтів його нерівномірності із врахуванням найбільш впливових місцевих факторів. Її структура дозволяє адекватно описувати розподіли витрат води, характерних для діючих СПРВ сучасних населених пунктів.
8. Встановлено, що розрахункові значення максимальних коефіцієнтів погодинної нерівномірності водоспоживання для сучасних СПРВ населених пунктів України відповідають рівням забезпеченості 0,001.0,01. Рекомендовано числові значення рівнів забезпеченості добових і погодинних витрат води, що дають змогу науково обґрунтовано визначати розрахункові величини їх коефіцієнтів нерівномірності відповідно до місцевих умов, параметрів об'єкта та категорії системи водопостачання.
9. Визначено умови доцільності влаштування підкачувальних насосних станцій. Показано, що влаштування окремих станцій вигідне тільки при їх невеликій кількості ( до 10) або коли питома вартість районної суттєво (понад 5 разів) перевищує питому вартість одиночної.
10. Обґрунтовано доцільність влаштування районованих СПРВ. Їх будівельна вартість така ж як моноструктурних чи зонних, надійність - вища, а експлуатаційні витрати - менші. Це досягається за рахунок зменшення витоків і нераціональних витрат води, витрат електроенергії на подачу води та зниження аварійності мережі. Для цього районування СПРВ слід проводити із забезпеченням максимального наближення фактичних вільних напорів до необхідних при різних режимах подачі і розбору води.
11. Застосування запропонованих методів розрахунків і влаштування СПРВ дає змогу ще на стадії проектування враховувати зміни їх параметрів у процесі експлуатації, особливості, притаманні конкретним СПРВ, та визначати відповідність їх схем нормативним показникам надійності і забезпеченості. Це створює належні умови для стабілізації водопостачання та ресурсоощадження при функціонуванні СПРВ.
12. Запропоновані способи структурно-функціонального удосконалення СПРВ впроваджено на водопроводах більше ніж 30-ти міст, покладено в основу обласних програм реформування і розвитку водопровідно-каналізаційних господарств у Івано-Франківській та Харківській областях. Їх застосування дало змогу стабілізувати водопостачання, знизити витрати електроенергії та втрати води, що підтверджено розрахунками і реальними результатами на діючих СПРВ.
Список опублікованих праць за темою дисертації
Монографії
1. Хоружий П.Д., Ткачук О.А. Водопровiднi cиcтеми i cпоруди. - К.: Вища школа, 1993. - 262 c. (Автором підготовлено 5 розділів, зокрема, за темою дисертації - особливості розрахунків СПРВ при реконструкції).
2. Ткачук О.А., Шадура В.О. Водопровідні мережі. - Рівне: НУВГП, 2004. - 117 с. (Автором підготовлено 3 розділи, зокрема, за темою дисертації - розрахунки водопровідних мереж).
Статті у наукових фахових виданнях
1. Хоружий П.Д., Ткачук О.А., Косінов В.П. Про розрахунок кiлькостi конструктивних елементiв водопровiдних мереж та водоводiв з метою визначення їх надiйностi // Респ. мiжвiд. наук. - техн. зб. “Гiдромелiорацiя та гiдротехнiчне будiвництво”. - Вип. 20. - Рівне: УІІВГ, 1993. - С.90-97. (Автором визначено конструктивні схеми водоводів та водопровідних мереж).
2. Ткачук О.А. Вдосконалення діючих систем подачі і розподілу води // Актуальні проблеми водного господарства: Зб. наук. статей. - Том 2. - Рівне: УДАВГ, 1997. - С.82-84.
3. Ткачук О.А. Районовані системи подачі і розподілу води // Вісник Української державної академії водного господарства: Зб. наук. праць. - Вип.1, ч.2. - Рівне: УДАВГ, 1998. - С.232-235.
4. Ткачук О.А. Енергозбереження в системах подачі і розподілу води населених пунктів // Вісник Рівненського державного університету: Зб. наук. праць. - Вип.4 (6). - Рівне: РДТУ, 2000. - С. 193-195.
5. Ткачук О.А. Моделювання водорозбору при розрахунках систем подачі і розподілу води // Зб. наук. праць “Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво”. - Вип.25. - Рівне: РДТУ, 2000. - С.128-134.
6. Ткачук О.А. Вплив нерівномірності водоспоживання на визначення схем влаштування систем подачі і розподілу води населених пунктів // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук праць. - Вип.3 (16). - Рівне: РДТУ, 2002. - С.187-194.
7. Ткачук О.А. Вплив нерівномірності водоспоживання на енерговитрати в системах подачі і розподілу води населених пунктів // Вісник Українського державного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук праць. - Вип.5 (18). - Рівне: УДУВГП, 2002. - С. 207-213.
8. Ткачук О.А. Залежність коефіцієнтів нерівномірності водоспоживання від рівнів забезпеченості подачі води в населених пунктах // Наук. - техн. зб. “Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки”. - Вип.1. / Головний редактор О.Я. Олійник. - К: КНУБА, 2003. - С.43-48.
9. Ткачук О.А., Кулій О.М., Новицька О.С. Модель відбору води із водопровідних мереж при зміні вільних напорів у них // Наук. - техн. зб. “Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки”. - Вип.2. / Головний редактор О.Я. Олійник. - К: КНУБА, 2003. - С.57-63. (Автором визначено основні положення теоретичного обґрунтування моделі водорозбору).
10. Ткачук О.А., Новицька О.С., Кулій О.М. Вплив величин вільних напорів на витрати води із водопровідних мереж // Вісник Українського державного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук. праць. Вип.3 (22). Рівне: УДУВГП, 2003. - С.213-220. (Автором визначено основні положення теоретичного обґрунтування залежності витрати води із водопровідних мереж від величин вільних напорів).
11. Ткачук О.А. Узагальнена характеристика безбаштових водопровідних мереж // Зб. наук. праць “Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво”. - Вип.28. - Рівне: УДУВГП, 2003. - С.115-120.
12. Гіроль М.М., Ткачук О.А., Хомко В. Є. Проблеми і шляхи енергозбереження в системі водопостачання м. Кіровограда // Вісник Українського державного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук праць. - Вип.4 (23). - Рівне: УДУВГП, 2003. - С.152-157. (Автором визначено ефективні методи ресурсозбереження).
13. Ткачук О.А. Аналітичні характеристики водопровідних мереж // Наук. - техн. зб. “Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки”. - Вип.3. / Головний редактор О.Я. Олійник. - К: КНУБА, 2004. - С.27-34.
14. Ткачук О.А. Теоретичні дослідження з вдосконалення техніко-економічних розрахунків водоводів і водопровідних мереж // Вісник Українського державного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук пр. - Вип.2 (26). - Рівне: УДУВГП, 2004. - С.301-307.
15. Ткачук О.А. Шляхи забезпечення функціонування систем подачі і розподілу води в умовах їх старіння й зношення // Науковий вісник будівництва. - Вип.26. - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2004. - С.69-74.
16. Ткачук О.А., Новицька О.С. Модернізація систем подачі та розподілу води - пріоритетний шлях стабілізації водопостачання в сучасних умовах // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук. пр. - Вип.3 (27). - Рівне: НУВГП, 2004. - С.277-282. (Автором визначено ефективні методи модернізації СПРВ).
17. Ткачук О.А. Аналіз впливу зміни основних параметрів на величини економічно вигідних діаметрів водоводів // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук праць. - Вип.4 (28), ч.1. - Рівне: НУВГП, 2004. - С.170-178.
18. Ткачук О.А. Вплив забезпеченості подачі води на значення розрахункових витрат води в населених пунктах // Міжвідомчий. наук. зб. “Меліорація і водне господарство”. - Вип.91. - К., 2004. - С.244-252.
19. Ткачук О.А. Вплив змін основних параметрів на економічно вигідні діаметри водоводів і водопровідних мереж // Коммунальное хозяйство городов. - Вып.60. Серия: технические науки и архитектура. - К.: Техніка, 2004. - С.129-138.
20. Ткачук О.А. Оптимізація інвестиційних вкладень при реконструкції водопровідних мереж // Зб. наук. праць “Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво”. - Вип.29. - Рівне: НУВГП, 2004. - С.162-168.
21. Ткачук О.А. Особливості техніко-економічних розрахунків водоводів і водопровідних мереж у сучасних умовах // Наук. - техн. зб. “Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки”. - Вип.4. / Головний редактор О.Я. Олійник. - К: КНУБА, 2005. - С.25-33.
22. Ткачук О.А. Оптимізація інвестиційних вкладень при реконструкції водопровідних насосних станцій // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук. праць. - Вип.1 (29). - Рівне: НУВГП, 2005. - С.91-97.
23. Ткачук О.А., Новицька О.С. Точність гідравлічних розрахунків трубопроводів систем подачі і розподілу води // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук праць. - Вип.2 (30). - Рівне: НУВГП, 2005. - С.169-175. (Автором визначено розрахункові формули та методи оцінки точності гідравлічних розрахунків).
24. Ткачук О.А. Техніко-економічні розрахунки систем подачі і розподілу води // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - Вип. № 19. - Одеса: ОДАБА, 2005. - С.27-32.
25. Ткачук О.А. Зміни робочих характеристик насосних агрегатів систем подачі і розподілу води // Зб. наук. праць “Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво”. - Вип.30. - Рівне: НУВГП, 2005. - С.233-240.
26. Ткачук О.А. Основні шляхи скорочення енерговитрат в системах подачі і розподілу води // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук. праць. - Вип.3 (31). - Рівне: НУВГП, 2005. - С.323-328.
27. Ткачук О.А., Шадура В.О., Новицька О.С. Скорочення енерговитрат та шляхи зменшення втрат води в системах водопостачання // Міжвідомчий. наук. зб. “Меліорація і водне господарство”. - Вип.92. - К., 2005. - С.165-173. (Автором викладено принципи енергоощадження в системах водопостачання).
28. Ткачук О.А. Обґрунтування доцільності влаштування підкачувальних водопровідних насосних станцій // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування: Зб. наук. праць. - Вип.2 (34), ч.1. - Рівне: НУВГП, 2006. - С.172-181.
29. Орлов В.О., Ткачук О.А. Удосконалення систем подачі і розподілу води шляхом їх районування // Науковий вісник будівництва. Вип.37. Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2006. - С.121 - 127. (Автором обґрунтовано доцільність районування СПРВ).
30. Ткачук О.А. Аналітична залежність імовірності розподілу витрат води в системах водопостачання // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування. Зб. наук. пр. Вип.3 (35). Рівне: НУВГП, 2006. - С.184 - 194.
Авторські свідоцтва і патенти
1. Система подачи и распределения воды: А. с.1691487 СССР, МКИ Е 03 В 7/04 // Хоружий П.Д., Ткачук А.А., Косинов В.П., Бандура А.К. (СССР). - № 4691809/33; Заявлено 12.05.89; Опубл.15.11.91, Бюл. № 42. (Автором запропоновано принцип районування СПРВ).
2. Спосіб підйому води у водопровідних мережах: Деклараційний патент України на винахід № 60546 А, МКВ Е 03 В 7/04 // Гіроль М.М., Ткачук О.А., Гіроль А.М. - Заявлено 02.12.2002; Опубл.15.10.2003, Бюл. № 10. (Автором запропоновано принцип використання надлишкової енергії води для її підйому).
Тези доповідей
1. Ткачук О.А. Енергозбереження в системах подачі і розподілу води // Труди наук. - практ. конф. “Сучаснi проблеми охорони довкілля, раціонального використання водних ресурсів та очистки природних і стічних вод”. (14-17 квітня 2003 р., м. Миргород). - К.: Знання, 2003. - С.50-53.
2. Ткачук О.А. Залежність розрахункових витрат води від рівнів забезпеченості її подачі води в населених пунктах // Зб. доп. Міжнародного конгресу „ЕТЕВК-2003”. - Ялта 27-31 травня 2003. - С.62-66.
3. Ткачук А.А. Интенсификация работы систем водоснабжения // Материалы Первого Международного симпозиума “Водное и коммунальное хозяйство Украины - пути решения проблем" (28-29.09.04). - Ровно: НУВХП, 2005. - С.28-34.
4. Ткачук О.А., Новицька О.С. Підвищення точності при гідравлічних розрахунках водопровідних труб // Труди Міжнародної наук. - практ. конф. “Сучасні проблеми охорони довкілля, раціонального використання водних ресурсів та очистки природних і стічних вод”. (12-15 квітня 2005 р., м. Миргород). - К.: Знання, 2005. - С.104-107. (Автором визначено розрахункові формули та методи оцінки точності гідравлічних розрахунків).
5. Гіроль М.М., Ткачук О.А., Хомко В. Є., Васильєв А.Й., Ковальський Д. Раціоналізація параметрів водопровідних систем в умовах скорочення водоспоживання // Зб. доп. Міжнар. конгр. “Екологія, технологія, економіка, водопостачання, каналізація" (ЕТЕВК-2005). - Ялта, 2005. - С.168-173. (Автором проаналізовано зміни параметрів систем подачі та розподілення води в умовах скорочення водоспоживання).
6. Ткачук А.А., Новицкая О.С. Результаты исследований по усовершенствованию систем подачи и распределения воды населенных пунктов // Тезисы докладов и статья в сб. материалов 7-го Международного конгресса “Вода: экология и технология” - “ЭКВАТЭК - 2006” (Россия, Москва 30 мая - 2 июня 2006 г.). (Автором запропоновано принципи і методи забезпечення ефективного функціонування СПРВ).
Анотація
Ткачук О.А. Структурно-функціональне удосконалення систем подачі і розподілення води. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.23.04 - водопостачання, каналізація - Національний університет водного господарства та природокористування, Рівне, 2007.
Дисертацію присвячено розробленню теоретичних засад структурно-функціонального удосконалення систем подачі і розподілення води (СПРВ), яке передбачає обґрунтування конструктивних змін у їх схемах на основі оптимізації експлуатаційних показників в умовах перманентних перемін впливових факторів і орієнтоване на ресурсоощадження та покращення економічних і технологічних показників СПРВ.
Запропоновано математичну модель техніко-економічних розрахунків СПРВ на основі оптимізації величин чистого дисконтованого доходу. Дано оцінку впливу потоків аварійності та технічного стану СПРВ на надійність і відповідність їх конструктивних схем заданим рівням забезпеченості споживачів водою. Рекомендовано числові значення коефіцієнтів готовності, імовірності безвідмовної роботи та рівнів забезпеченості як нормативні величини для визначених категорій СПРВ. Отримано аналітичні залежності прогнозування змін параметрів СПРВ при їх експлуатації, для визначення економічно обґрунтованих їх показників та конструктивних схем. Визначено аналітичну функцію інтегрального розподілу витрат води для проведення математичного моделювання подачі і розбору води на основі статистичного аналізу водорозбору. Рекомендовано числові значення рівнів забезпеченості добових і погодинних витрат води, що дає змогу науково обґрунтовано визначати розрахункові величини їх коефіцієнтів нерівномірності відповідно до місцевих умов водокористування на об'єкті та категорії системи водопостачання.
Розроблено загальні положення удосконалення СПРВ їх районуванням. Проведено порівняльний аналіз районованих СПРВ із їх традиційними схемами (моноструктурними і зонними) і визначено умови їх застосування.
Ключові слова: системи подачі і розподілення води (СПРВ), водопровідні мережі, водопровідні лінії, трубопроводи, насосні станції, водоспоживання, водорозбір, дисконтований дохід, техніко-економічні та гідравлічні розрахунки.
Аннотация
Ткачук А.А. Структурно-функциональное усовершенствование систем подачи и распределения воды. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой ступени доктора технических наук по специальности 05.23.04 - водоснабжение, канализация - Национальный университет водного хозяйств и природопользования, Ровно, 2007.
Диссертация посвящена разработке теоретических положений структурно-функционального усовершенствования систем подачи и распределения воды (СПРВ). Оно предусматривает обоснование конструктивных изменений их схем на основании оптимизации эксплуатационных показателей в условиях перманентных перемен влиятельных факторов и ориентировано на энергосбережение и улучшение экономических и технологических показателей.
Предложено математическую модель технико-экономических расчетов СПРВ на основании оптимизации величин чистого дисконтированного дохода. Определены аналитические зависимости для расчетов экономически выгодных диаметров труб, оптимальной длины водопроводных сетей и производительности моноструктурних СПРВ, устройства подкачивающих насосных станций. Получены аналитические зависимости прогнозирования изменений параметров СПРВ при их эксплуатации, для определения экономически обоснованных их показателей и конструктивных схем. Дано оценку влияния потоков аварийности и технического состояния СПРВ на надежность и соответствие их конструктивных схем заданным уровням обеспеченности потребителей водой. Получены числовые значения коэффициентов готовности, вероятности безотказной работы и уровней обеспеченности, которые рекомендованы в качестве нормативных величин для определенных категорий СПРВ.
Определена аналитическая функция интегрального распределения расходов воды для проведения математического моделирования подачи и разбора воды на основании статистического анализа водоразбора. Рекомендовано числовые значения уровней обеспеченности суточных и часовых расходов воды, что позволяет научно обосновано определять расчетные величины их коэффициентов неравномерности в соответствии с местными условиями водопользования на объекте и категорией системы водоснабжения.
Разработаны общие положения усовершенствования СПРВ их районированием. Их строительная стоимость есть практически одинаковой с моноструктурными или зонными, надежность - большей, а эксплуатационные расходы - меньшими за счет сведения к минимуму утечек и нерациональных расходов воды, снижения расходов электроэнергии на подачу води и уменьшения аварийности сети. Это достигается в результате снижения избыточных свободных напоров и максимального их приближения к необходимым при разных режимах подачи и разбору воды.
Учет в предложенных методах расчетов и усовершенствования СПРВ изменений их параметров в процессе эксплуатации и особенностей конкретных СПРВ позволяет определять соответствие их схем нормативным показателям надежности и обеспеченности. Это создает благоприятные условия для стабилизации водоснабжения и энергосбережения в СПРВ.
Ключевые слова: системы подачи и распределения воды (СПРВ), водопроводные сети, водопроводные линии, трубопроводы, насосные станции, водопотребление, водоразбор, дисконтированный доход, технико-экономический и гидравлический расчеты.
The summary
Tkachuk O. A. Structurally functional improvement of systems of submission and distribution of water. - The manuscript.
Thesis pursuing academic degree of doctor of technical sciences on speciality 05.23.04 - water supply, waste management - National university of water management and nature resources application, Rivne, 2007.
Thesis is devoted to the development of theoretical bases of new methods of water transmission and distribution systems' (WTDS) improvement. These bases are oriented on energy saving and improvement of its economical and technological parameters taking into account its changes during the exploitation. The mathematical model of technical and economical calculations of WTDS is offered on the basis of net discount income's values optimization. The analytical relationships of forecasting of WTDS parameters' changes during its exploitation are received for determination of its economically substantiated parameters and constructive schemes. The analytical function of integral distribution of water flow rates is determined for carrying out the mathematical modelling of water transmission and distribution based on statistical analysis of water consumption. The general positions of improvement of WTDS by zoning are developed. The comparative analysis of zoned WTDS with its traditional constructive schemes (monoconstructed and zoned) is carried out and conditions of its application are determined.
Key words: water transmission and distribution systems; water distribution network; water mains; pipelines; pump stations; water consumption; water use; discount income; technical, economical and hydraulic calculations.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Системи і схеми гарячого водопостачання в житлових і громадських будівлях. Вимоги до температури та якості води. Місцеві установки для нагрівання води в малоповерхових житлових будинках. Водонагрівачі для централізованих систем гарячого водопостачання.
контрольная работа [3,8 M], добавлен 26.09.2009Характеристика міста та обґрунтування принципової схеми систем водопостачання. Схема розподілу води, розрахунок та конструкція основних елементів. Планування структури і організація керування системою водопостачання. Автоматизація роботи насосної станції.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 01.09.2010Розрахунок внутрішнього газопроводу. Підбір лічильника води. Гідравлічний розрахунок мережі холодного та гарячого водопостачання. Порядок проектування циркуляційної системи. Перевірка пропускної здатності стояків та випусків внутрішньої каналізації.
дипломная работа [75,8 K], добавлен 12.02.2013Розробка системи внутрішнього водопостачання та водовідведення двох житлових десятиповерхових будинків: проведення гідравлічного розрахунку мережі та перепадів тиску колодязного типу, підбір лічильників води, проектування каналізації і очисних фільтрів.
дипломная работа [475,0 K], добавлен 14.06.2011Визначення розрахункових витрат води. Трасування водопровідної мережі. Режими роботи водопровідних мереж та витрат води. Вибір матеріалу і діаметрів труб ділянок мережі. Визначення вільних напорів та п’єзометричних відміток у вузлах водопровідної мережі.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.02.2011Визначення витрат води холодного та гарячого водопостачання будинку. Гідравлічний розрахунок мережі холодного водопроводу та підбір водолічильника. Розрахунок витрат газу. Гідравлічний розрахунок каналізаційних стояків і випусків, мережі газопроводу.
курсовая работа [157,8 K], добавлен 13.01.2012Розрахунок поверхневого протитечійного теплообмінника (труба в трубі) для підігріву водопровідної води скидною водою. Розрахунок поверхневого пластинчатого теплообмінника I ступеня. Обчислення добового бака-акумулятора для системи гарячого водопостачання.
курсовая работа [139,9 K], добавлен 09.01.2013Основні проектні рішення системи водопостачання будинку. Визначення розрахункових витрат води. Побудова аксонометричної схеми внутрішнього водопроводу. Трасування внутрішньої каналізаційної мережі. Визначення діаметрів трубопроводів каналізації.
курсовая работа [263,0 K], добавлен 01.07.2015Загальні відомості, а також розрахунок хімічного складу шахтної води. Прийнята схема її очищення. Технологічні розрахунки очисних споруд. Повторне використання шахтної води - для душових, для коксохіма. Реагентне господарство для додаткового очищення.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 03.12.2013Види корозійних середовищ та їх агресивність відносно бетону. Дослідження фізико-механічних, гідрофізичних та корозійних властивостей в’яжучих композицій. Удосконалення нових в’яжучих композицій і бетонів підвищеної стійкості до сірчанокислотної корозії.
автореферат [181,1 K], добавлен 00.00.0000
