جزوه درس مهندسی آب و فاضلاب
فهرست مطالب
 
فصل اول : کلیات آبرسانی    1
 
فصل دوم: ضوابط طراحی شبکه    3
2-1- عمر طرح    3
2-1-1- عوامل موثر بر انتخاب دوره طرح    3
2-2- جمعیت طرح    4
2-2-1- روشهای پیش بینی جمعیت    4
2-2-1-1- روشهای تخمین جمعیت    4
2-2-1-2- روش های بلند مدت پیش بینی جمعیت    7
2-2-1-3- روش امتداد ترسیمی ( مقایسه ای)    8
2-3- نیاز آبی    8
2-3-1- انواع مصارف آب    9
2-3-2- نوسانات مصرف آب    12
2-3-2-1- نوسانات روزانه    12
2-3-2-2- نوسانات ساعتي    13
2-4- ضوابط طراحي به لحاظ نياز به آتش نشاني    15
2-4-1- ضوابط طراحي از نظر فاصله شيرهاي آتش نشاني    15
2-5- ضوابط  طراحي مربوط به دبي كل طراحي، فشار و سرعت    17
2-5-1- ضوابط فشار    17
2-5-2- ضوابط سرعت    17
2-5-3- ضوابط مربوط به قطر لوله ها    18
2-6- تعيين حجم مخازن    18
2-6-1- ضوابط مربوط به تعيين حجم مخازن ( زميني )    18
2-6-2- حجم مخازن هوایی    19
 
فصل سوم: مروری برمفاهیم مکانیک سیالات    21
3-1-معادله پیوستگی : اصل بقای جرم    21
3-2- معادله مومنتوم    23
3-3-معادله برنولی    23
3-4-افت در لوله ها    24
3-4-1-افت طولی    24
3-4-1-1-تعیین ضریب اصطکاک f    25
3-4-1-2-همه نواحی جریان    27
3-4-2-افتهای موضعی    27
3-5-لوله های سری و موازی و لوله معادل    27
3-5-1-لوله های سری    27
3-5-2-لوله های موازی    28
3-5-3-طول لوله معادل افت موضعی    29
3-6-تحلیل سیستم لوله های سری    30
3-6-1-سیستم لوله های سری با افت هد معلوم    32
3-7- تحلیل سیستم های لوله های موازی    34
3-7-1-سیستم لوله های موازی با افت هد معلوم    34
3-7-2-سیستم لوله های موازی با دبی کل معلوم    36
 
فصل چهارم: مخازن توزیع    39
4-1-کاربرد    39
4-2-انواع مخازن توزیع    39
4-3-تاسیسات مخزن    40
4-3-1-لوله های ورودی و خروجی    40
4-3-2-تجهیزات شستشو    40
4-3-3-تجهیزات سرریز    40
4-3-4-شیرآلات    41
4-3-5-هواکش    41
4-3-6-تجهیزات نشان دهنده سطح آب    41
4-3-7-سیستم زهکش سقف واطراف مخزن    41
 
فصل پنجم: شبکه های فاضلاب    42
5-1-انواع فاضلاب ها    42
5-2-تعیین مقدار فاضلاب    42
5-2-1-متوسط سرانه فاضلاب    42
5-2-2-نوسانات جریان فاضلاب    42
5-3-نشتاب    43
5-4-آبهای نفوذی    43
5-5-فاضلاب های سطحی    44
5-6-ضریب رواناب حوضه(c)    44
5-7-زمان تمرکز (Tc)    45
5-8-شدت بارندگی    45
5-8-1-روش منطقی    46
5-9-طراحي شبكه هاي فاضلاب    47
5-9-1-مباني و ضوابط طراحي شبكه هاي فاضلاب    47
5-9-1-1-سرعت حداقل(سرعت شستشو)    47
5-9-1-2-سرعت حداكثر    47
5-9-1-3-شيب حداقل    48
5-9-1-3-ابعاد فاضلابروها    48
5-9-1-4-عمق كار گذار    48
5-9-1-5-محدوديت عمق جريان    49
5-10-روشهاي جمع آوري فاضلاب    49
5-11-مقايسه روشهاي جمع آوري فاضلاب    49
5-12-انتخاب روش هاي جمع آوري در ايران    50
5-13-طراحي شبكه هاي فاضلاب    50
5-14-هيدروليك فاضلابروها    51
5-15-جريان نيمه پر در كانالهاي فاضلاب    52
5-16-تعيين دبي فاضلابرو    55
5-16-1-فاضلابروهاي بهداشتي    55
5-16-2-فاضلابروهاي آب باران    55
5-12-1-روش منطقي    55
5-16-2-2-روش هيدروگراف    61
5-16-2-3-روش هاي شبيه سازي كامپيوتري    64
5-17-شكل فاضلابروها    64
5-18-جنس فاضلابروها    67
5-18-1-لوله هاي آزبست سيمان    68
5-18-2-لوله هاي چدني (در خطوط تحت فشار)    68
5-18-3-لوله هاي سفالي    68
5-18-4-لوله هاي پلاستيكي (PVC-PE-GRP)    69
5-18-5-لوله هاي بتني و بتن مسلح    69
5-18-6-متعلقات و ابنيه ويژه فاضلابروها    69
5-18-6-1-آدم روها (manholes)    70
5-18-6-2-دهانه هاي ورودي آب باران (street inhelts)    70
5-18-6-3-مخزن رسوب گير (catch basins)    71
5-18-6-4-سرريز آب باران (storm overflows)    71
5-18-6-5-دريچه هاي خروجي    72
5-18-6-6-دريچه هاي تهويه    72
5-18-6-7-حوضچه هاي شستشو    72
5-18-6-8-انشعاب خانگي    73
 
فصل ششم: پمپ ها و پمپاژها    74
6-1-اصطلاحات وتعاریف    74
6-2-منحنی هد-دبی سیستم    78
6-3-منحنی هد-دبی پمپ    78
6-4-انواع منحنی های هد-دبی پمپ    79
6-5-روابط هد-دبی پمپ    79
6-6-منحنی های مشخصه پمپ    80
6-7-توان و کارایی پمپ    80
6-8-قوانین تشابه در پمپ ها    81
6-9-پمپ با سرعت های دوران متفاوت    81
6-10-پمپ باقطرهای پروانه متفاوت    82
6-11-ترکیب پمپها    85
 

 
فصل اول : کلیات آبرسانی
مهندسی منابع آب(Water Resource Engineering): تامین – انتقال و توزیع آب 
کل آب موجود در طبیعت : 97 درصد اقیانوسها و 3 درصد آبهای شیرین از قبیل یخچالها و آبهای سطحی و آبهای زیرزمینی
توزیع نامناسب مکانی : مناطق سیلابی و مناطق خشک
توزیع نامناسب زمانی : فصول سیلابی و فصول خشک
افزایش نیاز و مصرف: افزایش جمعیت-ارتقای سطح زندگی-گرم شدن زمین
مشکلات جدید : آلودگی منابع ناشی از فعالیتهای انسانی و صنعت و شهرنشینی
بحران آب : لزوم و ضرورت توجه به روشهای بهبودیافته در استحصال آب-مدیریت تقاضا
 
  
 
شبکه مناسب : تامین آب با کمیت و کیفیت مناسب به مصرف کنندگان با هزینه کم و اعتمادپذیری بالا بخصوص در مواقع غیرعادی(شکست لوله ها-خرابی پمپها یا شیرها-آتش سوزی)
     
 
مخازن آب:
 
ذخیره آب در مصارف کم و تامین آب در مصارف بالا
ثابت کردن دبی پمپاژ در نزدیکی دبی با راندمان بالا
تامین آب در شرایط آتش نشانی
تامین فشار در شبکه
از بین بردن نوسانات فشار ناشی از جریانهای گذرا
 
طراحی شبکه:
 
طراحی جانمایی شبکه
طراحی لوله ها(جنس و قطر) 
طراحی سیستم پمپاژ  
طراحی مخازن و تانکها       
طراحی شیرها(نوع و موقعیت)
 
 
شیرها:
 
    کنترل جریان         
    کنترل فشار         
    استهلاک موج            
    ورود یا خروج هوا      
    تخلیه آب   
 
 
انواع شیرها:
 
1.    شیر یکطرفه    
2.    شیر کنترل جریان     
3.    شیر تخلیه    
4.    شیر هوا        
5.    شیر آتش نشانی      
6.    شیر فشارشکن
 
فصل دوم: ضوابط طراحی شبکه
ضوابط طراحی:
 
1.    عمر طرح(دوره طرح)
2.    جمعیت طرح
3.    انواع مصارف و نوسانات مصرف  
4.    دبی طرح        
5.    فشار حداقل و حداکثر شبکه      
6.    حداقل و حداکثر سرعت جریان 
7.    قطر حداکثر و حداقل     
8.    ضوابط مربوط به تعیین حجم مخازن
 
 
2-1- عمر طرح
عمر طرح زمانی است که عناصر اصلی طرح بر مبنای رفع نیازهای آبی در آن دوره طراحی میشوند.
انتخاب عمر طرح با مبانی اقتصادی و هدف تعیین ظرفیت
دوره طرح بسیار بلند : راکدماندن سرمایه و غیر اقتصادی شدن طرح
دوره طرح بسیار کوتاه : مشکلات توسعه سیستم
 
2-1-1- عوامل موثر بر انتخاب دوره طرح 
وجود یا عدم وجود طرح جامع توسعه
شرایط اقتصادی منطقه و کشور به طور مشخص نرخ سود بانکی
نرخ رشد جمعیت
امکانات اجرایی و مالی سرمایه گذاران
نوع سرمایه گذاران
کیفیت بهره برداری و نگهداری از شبکه
 عمر مفید اجزای اصلی تاسیسات با احتساب کیفیت بهره برداری و امکان تامین وسایل یدکی آنها
سهولت توسعه طرح 
امکان اجرای مرحله ای تاسیسات(تصفیه خانه)
عدم اخلال در بهره برداری به واسطه اجرای مراحل بعدی
اقتصادی بودن اجرای مرحله ای
فواصل زمانی توسعه کمتر از 5سال نباشد
هریک از مراحل توسعه جوابگوی نیازها باشد
 
2-2- جمعیت طرح 
آب مورد نیاز روزانه = متوسط مصرف روزانه سرانه * جمعیت طرح
عوامل موثر بر جمعیت و تغییرات آن :
 
آب و هوای منطقه
روند رشد جمعیت در شهرهای اطراف
شرایط اقتصادی و فرهنگی منطقه
شرایط مهاجرت جذبی و دفعی
طرحها و برنامه های جامع برای توسعه منطقه
محدودیت منطقه از لحاظ جغرافیایی و توپوگرافی و محدودیت منابع آبی و تاثیر آن در میزان جمعیت اشباع
محدودیت منابع آبی
 
 
2-2-1- روشهای پیش بینی جمعیت
1.    روشهای ترکیبی: بر اساس مطالعات جامعه شناسی(اقتصادی-اجتماعی-سیاسی و ...)همراه با تحلیل آماری
2.    روشهای ریاضی:استفاده از یک فرمول یا رابطه ریاضی جهت بیان تغییرات جمعیت نسبت به زمان شامل روشهای پیش بینی جمعیت کوتاه مدت(5-10سال) و روشهای پیش بینی جمعیت بلندمدت(10-40سال)
 
2-2-1-1- روشهای تخمین جمعیت
1.روش حسابی
در این روش فرض می شود که
و.....