شبکه توزیع آب چیست؟ سیستم توزیع آب مجموعهای از لولهها، اتصالات، پمپها، شیرآلات و مخازن است که برای انتقال و توزیع آب آشامیدنی از منابع تأمین تا محل مصرف در مناطق شهری و صنعتی به کار میرود. این شبکه نقش حیاتی در تأمین پایدار آب، اطفاء حریق و بهداشت عمومی دارد.
در این مقاله به بررسی دقیق اجزای شبکه توزیع آب، انواع آن و نکات مهم طراحی و زونبندی میپردازیم.
تاسیسات آبرسانی در شبکه توزیع
طراحی شبکه توزیع آب نیازمند شناخت دقیق از تاسیساتی است که در مراحل مختلف تأمین، تصفیه، ذخیره و انتقال آب نقش دارند:
- برداشت آب از منابع (چاه، رودخانه، چشمه)
- تصفیهخانهها شامل صافیها، دستگاههای هوا رسانی، تاسیسات گندزدایی و استخرهای ته نشینی
- مخازن ذخیرهسازی (زمینی، هوایی، همسطح)
- ایستگاههای پمپاژ و تاسیسات تأمین فشار
اجزای اصلی شبکه توزیع آب
- لولهها
اصلیترین مسیر انتقال آب. جنس، قطر، فشار اسمی و نحوه اتصال لولهها باید بر اساس نوع شبکه و دبی مصرفی انتخاب شود. - شیرآلات
برای کنترل، قطع و وصل یا تنظیم جریان آب بهکار میروند که شامل شیرهای قطعووصل، فشارشکن، یکطرفه و شیرهای هوا است. در واقع کنترل خارج کردن مایعات از لولهها توسط شیرها انجام میگیرد. شیرها در این شبکه به دو نوع شیر خانگی و شیر صنعتی تقسیم میشود که البته جنس شیر صنعتی پلاستیکی یا فلزی است. - پمپها
در سیستمهای با اختلاف ارتفاع کم یا نیاز به فشار بالا، استفاده از پمپها ضروری است. پمپهای سانتریفیوژ، شناور یا فشارقوی بسته به نیاز طراحی میشوند. پمپها از اجزای کلیدی در شبکه توزیع آب محسوب میشوند که وظیفه انتقال سیال را با افزایش انرژی جنبشی آن بر عهده دارند. این تجهیزات، ترکیبی از قطعات الکتریکی و مکانیکی هستند و بهمنظور جابهجایی آب در خطوط لوله یا رساندن آن به ارتفاع مشخص مورد استفاده قرار میگیرند.
در سیستمهای توزیع، پمپها نقش مهمی در غلبه بر اختلاف ارتفاع یا فشار ایفا میکنند و بهعنوان تنظیمکننده جریان و فشار در نقاط مختلف شبکه عمل مینمایند. از آنجا که آب بهعنوان یک سیال غیرقابل تراکم نیازمند نیروی محرکه برای حرکت در مسیرهای طولانی است، پمپها این نیاز را برطرف میکنند.
انواع مختلف پمپها در طراحی شبکه توزیع آب استفاده میشود که بر اساس نوع موتور، جنس بدنه، نوع پروانه و ظرفیت، انتخاب میشوند. انتخاب صحیح پمپ تأثیر مستقیمی در کارایی، بهرهوری و پایداری سیستم آبرسانی خواهد داشت. - مخازن
برای ذخیرهسازی و متعادلسازی فشار شبکه استفاده میشوند. طراحی مخازن نقش مهمی در پایداری فشار شبکه دارد.
در سیستم انتقال و توزیع آب، از مخازن برای برای ذخیره سازی آب و تأمین آب مور نیاز مردم استفاده میشود. مخازن از مهمترین اجزای سیستم آبرسانی است که کار جمع آوری و تصفیه آب چاهها را بر عهده دارد. علاوه بر این نیز در مخازن تأمین بخشی از فشار آب نیز انجام میگیرد.
انواع شبکه توزیع آب بر اساس نحوه لولهگذاری
۱. شبکه شاخهای
در شبکه شاخهای، یکی از مدلهای رایج در انواع شبکه توزیع آب، لولههایی با قطر کمتر از لولههای اصلی منشعب میشوند. در این نوع طراحی، جریان آب بهطور معمول از خطوط اصلی به سمت انشعابات فرعی هدایت میشود.
اگرچه این نوع شبکه، طراحی سادهتری دارد، اما معایبی نیز به همراه دارد. بهعنوان مثال، در صورت بروز شکستگی یا نشتی در یک بخش از لوله، قطع جریان آب در آن ناحیه باید بهصورت دستی انجام شود. همچنین، در زمان کاهش مصرف، جریان آب در برخی بخشها راکد میماند که این مسیله میتواند باعث رسوبگذاری و تغییر در رنگ، بو و طعم آب شود.
یکی دیگر از ویژگیهای شبکه شاخهای، تغییرات فشار بهصورت خطی است که تحت تأثیر افتهای جزیی و افتهای عمده در مسیر جریان قرار دارد. به همین دلیل، طراحی دقیق این نوع شبکه نیازمند بررسی دقیق افت فشار در نقاط مختلف است تا کارایی و بهداشت آب حفظ شود.
۲. شبکه حلقوی
جریان از چند مسیر ممکن انجام میشود. پایداری بالا و امکان تأمین از مسیر جایگزین در صورت شکستگی وجود دارد. شبکه حلقوی یکی از پیشرفتهترین مدلها در سیستم انتقال و توزیع آب است که شامل یک حلقه اصلی به شکل کمربندی پیرامون محدوده مصرف و حلقههای درونی متصل به آن میباشد. در این ساختار، جریان آب از لولههای اصلی به شاخههای داخلی منتقل شده و در نقاط مختلف مصرف توزیع میشود.
از ویژگی منحصربهفرد شبکه حلقوی توزیع آب، قابلیت انعطافپذیر آن در تطبیق با نوسانات مصرف است؛ بهطوریکه جهت جریان آب در این نوع طراحی، با توجه به میزان مصرف در ساعات مختلف، بهطور پویا تغییر میکند.
با وجود مزایای فنی، این سیستم دارای چالشهایی نیز هست. از جمله میتوان به هزینه بالاتر اجرای اجزای شبکه توزیع آب به دلیل افزایش طول خطوط لولهگذاری اشاره کرد. همچنین بهدلیل پیچیدگی در مسیر جریان و تغییر جهت آن، محاسبات هیدرولیکی و طراحی فشار شبکه حلقوی زمانبر و تخصصیتر از سایر مدلها خواهد بود.
۳. شبکه مختلط
شبکه مختلط یکی از سیستمهای توزیع و انتقال آب است که تلفیقی از دو سیستم حلقوی و شاخهای میباشد. شبکه مختلط با توجه به وضعیت خیابانها و معابر شهری در شهرها به منظور جابه جایی آب و تأمین آب مورد نیاز مردم اجرا میگردد. در شهرهای با بافت متراکم و خیابانهای متقاطع معمولاً از این روش استفاده میشود.
- بیشتر بخوانید: مدیریت فشار در شبکه توزیع آب
تقسیمبندی شبکههای توزیع از نظر تأمین فشار
در طراحی شبکه توزیع آب، روشهای مختلفی برای تأمین فشار وجود دارد. شبکه ثقلی نوع اول با استفاده از اختلاف ارتفاع طبیعی بین مخازن و مصرفکننده عمل میکند و برای مناطق با شیب طبیعی مناسب است. در مقابل، شبکه ثقلی نوع دوم در مناطق گسترده یا کمشیب، با کمک زونبندی و تجهیزات کنترلی فشار را مدیریت میکند.
شبکه ثقلی مرکب ترکیبی از چند مخزن در ارتفاعات مختلف است که برای نواحی با توپوگرافی پیچیده کاربرد دارد. در حالت پمپاژ ثقلی، آب از منابع پاییندست به مخازن مرتفع منتقل شده و در زمان پیک مصرف از طریق مخزن توزیع میشود. در روش پمپاژ مستقیم، آب بهطور مستقیم از ایستگاه پمپاژ به شبکه وارد میشود، اما این روش نسبت به نوسانات فشار حساستر است.
۱. شبکه ثقلی نوع اول
در سیستم توزیع و انتقال آب در صورتی که منطقه مورد نظر وسعت کمتری داشته باشد و اختلاف ارتفاع نیز به حد کافی برسد، فشار آب همه منطقه توسط یک الی چند مخزن با رقمهای ارتفاعی یکسان تأمین میشود.
۳. شبکه ثقلی نوع دوم
اگر وسعت و تغییرات ارتفاعی منطقه در حد ناچیز باشد استفاده از یک الی چندین مخزن با رقمهای ارتفاعی یکسان امکان پذیر نخواهد بود به همین خاطر باید نصب نصب تأسیسات کاهش فشار از نوع مخزنی یا مکانیکی شهر را به مناطق مختلف فشاری تقسیمبندی کرد.
۳. شبکه ثقلی مرکب
هماهنگی اجزای شبکه توزیع آب موجب عملکرد صحیح و کارآمد شبکه توزیع آب در جابه جایی و انتقال آب از یک نقطه به نقطه دیگر میشود. در این شبکه اگر مناطق به چند طرف به ارتفاعات طبیعی محدود باشد باید مخازن دیگری غیر از مخزن اصلی را در ارتفاعات پایین احداث نمود. با استفاده از این روش در ساعات پیک مصرف تمامی مخازن به شبکه توزیع متصل و در ضمن در مدار بهره برداری قرار خواهند گرفت.
۴. پمپاژ ثقلی
اگر محل تأمین آب در پایین دست شهر قرار داشته باشد و شبکه توزیع آب نیز در رقوم بالاتری از محلهای تأمین باشد بهترین کار پمپاژ کردن آب به شبکه توزیع است. در ساعتهای مصرف کم، آب پمپاژ و وارد مخازن جهت ذخیره سازی وارد میشود و در ساعات پیک مصرف ایستگاه پمپاژ و مخزن همواره شبکه توزیع آب را مشروب میسازند
۵. پمپاژ مستقیم
در صورتی که در محدوده منطقه اختلاف ارتفاعی کافی وجود نداشته باشد توزیع و تأمین آب با پمپاژ مستقیم آب به صورت شبکه توزیع آب انجام میگیرد. البته استفاده از این سیستم توزیع و انتقال آب در ساعتهای مختلف گاهی به دلیل نوسانات فشار با مشکلات زیادی همراه خواهد بود.
زون بندی شبکه توزیع آب
زون بندی شبکه توزیع آب شهری برای کنترل فشار، بهینهسازی مصرف و کاهش هدررفت انجام میشود. زون بندی اصولی باعث بهبود عملکرد سیستم و مدیریت دقیقتر حوادث یا نشتها میشود.
نکات طراحی شبکه توزیع آب
- استفاده از فلومترهای الکترومغناطیسی برای اندازهگیری دقیق دبی
- تعبیه کنتورهای حجمی هوشمند در چاههای کشاورزی و نقاط مصرف حساس
- انتخاب لوله مناسب با توجه به PN، جنس و شرایط محیطی
- پیشبینی نقاط پمپاژ اضطراری و خطوط دورزن
- بهرهگیری از سیستم مانیتورینگ هوشمند برای پایش لحظهای شبکه
سوالات متداول
۱. شبکه توزیع آب چیست و چه کاربردی دارد؟
شبکه توزیع آب مجموعهای از لولهها، اتصالات، پمپها و مخازن است که وظیفه انتقال آب از منابع تأمین به نقاط مصرف را بر عهده دارد و در تأمین پایدار آب شهری نقش کلیدی دارد.
۲. زونبندی شبکه توزیع آب به چه منظور انجام میشود؟
زونبندی به منظور کنترل فشار، بهینهسازی مصرف و مدیریت بهتر نشت یا شکستگی در بخشهای مختلف شبکه صورت میگیرد.
۳. چه عواملی در طراحی شبکه توزیع آب باید در نظر گرفته شوند؟
انتخاب مسیر لولهگذاری، نوع شبکه، ارتفاع مخازن، تجهیزات کنترلی و نیاز مصرفکنندگان از مهمترین عوامل طراحی بهینه شبکه هستند.
جمع بندی
شبکههای توزیع آب شهری یکی از زیرساختهای حیاتی هر جامعه هستند. شناخت دقیق اجزای شبکه توزیع، نحوه طراحی و زونبندی آن، تأثیر مستقیمی بر کاهش هدررفت، افزایش راندمان و پایداری منابع دارد. اجزای شبکه توزیع آب حدود ۵۰ الی ۹۰ درصد از هزینههای تاسیسات آبرسانی را به خود اختصاص میدهد.
برای انتخاب تجهیزات مناسب مانند فلومتر، کنتور یا ترانسمیتر فشار میتوانید با متخصصان ما در پویاک تماس بگیرید.
