Лекция Кіріспе. Сумен жабдықтау және суды әкетудің негізгі мақсаттары

Қ.И.СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

АЛМАТЫ 2019

Сарқынды су әртүрлі микроорганизмдердің, соның ішінде инфекциялық ауруларды қоздыратын және таратын патогенді микроорганизмдердің өсіп-өнуіне қолайлы орта. Қоршаған ортаны ластай отырып, сарқынды су адамның әртүрлі түрлерімен эпидемиялардың пайда болуына жағдай жасайды. Сонымен қатар сарқынды судың құрамында тірі организмдердің уландыратын және өсімдіктерді жойып жіберетін улы заттар болуы мүмкін. Сондықтан да сарқынды суды елді мекендерден, қалалар мен өнеркәсіп орындарынан алып кету керек. Оларды суатқа жіберу алдында тазалау қажет. Олай істемеген жағдайда жерүсті және жерасты су көздері ластанады, оларды сумен жабдықтау жүйесіне беріп тұрмыстық-шаруашылық мақсатта пайдалануға болмайды. Елді мекендердің, қалалардың және өнеркәсіп орындарының шекараларында пайда болған сарқынды суды жинау, әкету /тасымалдау/, тазалау, зиянсыздандыру және оларды суатқа шығаруға арналған инженерлік ғимараттар мен санитарлық іс-шаралар кешенін су әкету жүйесі дейді. Сонымен қатар су әкету жүйелері еріген қар суы мен жаңбыр суын әкетуді және тазалауды қамтамасыз етуі керек.

Қазіргі кезде барлық қалалар, сонымен қатар көп қабатты үйлері бар елді мекендер сумен жабдықтау және суды әкету жүйелермен қамтамасыз етілген. Коммуналдық, шаруашылық, өнеркәсіптік, тұрмыстық және жаңбырдан кейін сарқынды суды әкету мәселелері ерекше орын алады. Ірі қалаларда су әкету торабының тартылуы бірнеше жүз шақырымға жеткен. Мысалы Алматыда 2006 жылдың басында канализациялық құбырлардың тартылуы 5900 шақырымнан асқан, соның ішінде 173 км-і диаметрі 1,5 метрге дейін тереңге (1,5...7,5 м) салынатын коллекторлар. Сондықтан су әкету жүйелері кұбырларының өлшемдерін дұрыс есептеу мен тағайындау ерекше маңызды мәселе болып тұр.

Құбырларды есептеу үшін тәуелділіктер мен солар бойынша құрылған кестелер қолданылады, онда гидравликалық радиус қиманың жеткілікті геометриялық сипаттамасы болып табылады. Бұл құбырлардың өткізгіштік қабілетінің, әсіресе олардың үлкен толтырылуында, өсуіне әкеліп соғады. Көптеген авторлардың соңғы 20 жыл ішіндегі эксперименттік зерттеулері осыған куә.

Бірқатар зерттеулердің нәтижелерін өңдеу және олардың теориялық анализі құбырлардың әр түрлі толтырылуындағы өткізгіштік қабілетін анықтауға арналған жаңа есептеу тәуелділіктеріне қол жеткізуге мүмкіндік берді. Бұл әсіресе сұйық деңгейі мен ағыс жылдамдығының контактісіз көрсеткіші қолданылған канализациялық құбырлардағы сұйық шығынын жедел есептеу кезінде аса маңызды.
Гидродинамиканың заңдары арқылы сұйықтың өзендер мен каналдардағы, су құбырлары мен канализациялық құбырлардағы, плотина және басқа гидротехникалық құрылыстар мен гидравликалық машиналардағы қозғалысын зерттеуге болады. Сұйықтың қозғалысы сыртқы күштердің әсеріне қарай өзгеріп тұрады. Сұйыққа әсер ететін күштер деп дененің салмағы мен қысым күштерін айтады. Гидродинамикалық есептерді шешкенде бұл күштер көбінесе белгілі болады. Сұйық қозғалысын сипаттайтын негізгі элементтер болып сұйық ішіндегі қысым мен сұйықтың әр нүктесінің қозғалыс жылдамдықтары саналады. Сондықтан сұйық қозғалысын зерттегенде осы екі шаманы анықтау керек. Қозғалып тұрған сұйықтың ішіндегі қысымды гидродинамикалық қысым деп, оны да гидростатикалық қысым сияқты р әрпімен белгілейді. Гидродинамикалық қысым гидростатикалық қысыммен салыстырғанда кеңістік координаталарымен қатар уақыт координатасына (t) да байланысты өзгеруі мүмкін. Сондықтан р=f(х,у,z,t). Сұйық қозғалысының жылдамдығы да гидродинамикалық қысым сияқты уақыт және кеңістік коррдинаталарына байланысты өзгереді: u = f(х,у,z,t).

Дөңгелек құбырлардағы сұйықтың тұрақты бірқалыпты қозғалысы зерттеледі. Құбырдың диаметрін D, ұзындығын l деп белгілегенде, ағынның қимыл қимасының гидравликалық элементтері мынадай болады:

Құбырдың гидравликалық есептерінде мына теңдеулер қолданылады: 1) үздіксіздік теңдеуі; 2) Бернулли теңдеуі; 3) арын шығынының теңдеулері.

Жоғарыда айтылған талаптарды орындау үшін Сумен жабдықтау жүйелерінің құрамына мынадай ғимараттар кіреді:

а) табиғи су көздерінен суды қабылдау ғимараттары:

б) суды белгілі қысыммен тиісті биіктікке немесе белгілі бір жерлерге жөткізіп беретін сорғыштар станциялары:

в) судың сапасын өзгертетін, жақсартатын және тазартатын ғимараттар:

г) су өткізгіш (водоводы) және суды таратып беретін құбырлар:

д) суды сақтаушы және реттеуші сыйымдылықтар.

Төменгі 2.1 суретте Сумен жабдықтау жүйесінің негізгі ғимараттарының орналасу сұлбасы көрсетілген.