CC BY
27Раздел 3. Инженерное обеспечение
УДК 628.179.34 (628.144.23)
ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ Г. ФЕОДОСИЯ С УЧЕТОМ ИЗНОСА
ТРУБОПРОВОДОВ
Волна В.В., Крымов Р.С., Мельникова Н.С.
ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им В.И. Вернадского», Институт «Академия строительства и архитектуры», 295493, Республика Крым, г. Симферополь, улица Киевская,181. e-mail: [email protected]
Аннотация. В статье проведены исследования работы системы подачи и распределения воды г. Феодосия, с целью определение фактических показателей работы насосных агрегатов и трубопроводов, определены возможные причины их изменений, изучены графики водопотребления. На основании полученных результатов были даны рекомендации по поэтапной реконструкции оборудования трубопроводов; устранение потерь воды и частичному ремонту или полной замене трубопроводов.
Предмет исследования. Гидравлические характеристики, технологические параметры и методы расчетов водопроводных сетей, которые связаны с причинами формирования потерь воды при изменении величин свободных напоров.
Материалы и методы исследования: Выполнен анализ методик гидравлического расчета с использованием энергетического совпадения и оптимизация системы водоснабжения города Феодосия с учетом износа трубопроводов. Проведен анализ технического состояния трубопроводов системы водоснабжения г. Феодосия. Выполнен гидравлический расчет водопроводной сети с использованием программного продукта ZuluGIS с учетом износа трубопроводов. Проведен анализ расчёта системы водоснабжения г. Феодосия и определены основные методы оптимизации системы подачи и распределения воды.
Результаты. Представлено техническое обследование состояния трубопроводов системы водоснабжения г. Феодосия на основе статистических данных. Выполнен гидравлический расчет водопроводной сети с использованием программного продукта ZuluGIS. Определены основные методы оптимизации системы подачи и распределения воды г. Феодосия. Выводы. Выполнение рекомендаций по реконструкции системы водоснабжения г. Феодосия принесет экономический эффект за счет сокращения потерь воды в сетях и сокращения потребления электроэнергии при поддержании минимально необходимого напора.
Ключевые слова: система подачи и распределения воды, потери, геоинформационная система, реновация, удельное водопотребление.
ВВЕДЕНИЕ
Эксплуатация системы водоснабжения должна быть энергоэффективной и безотказной с учетом рационального использования и охраны водных ресурсов, а также многих других факторов ее работы [1, 2, 3]. Эти факторы относятся в основном к самым дорогостоящим, конструктивно сложным элементам системы водоснабжения населенного пункта, а именно системе взаимосвязанных элементов, в которую входят трубопроводы, насосные агрегаты и регулирующие резервуары [2, 4]. Такой комплекс инженерно-технических сооружений характеризуется многогранностью, изменчивостью параметров и непостоянством работы (если рассматривать небольшие населенные пункты - это большое количество трубопроводов из различных диаметров и материалов труб, уложенные в различные годы, станции с установленным насосным оборудованием, водонапорные башни и контррезервуары). Помимо существующих минусов в работе системы подачи и распределения воды (СПРВ) (техническая ущербность участков, потеря воды из-за аварий, несанкционированных врезок и др.), имеет место несоответствие всевозможных характеристик и схем в новых условиях работы. А это пагубно
отражается на транспортировку требуемого количества воды потребителям, расход электроэнергии, капитальные и эксплуатационные затраты.
Исследованиям работы системы подачи и распределения воды посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных авторов. Необходимо отметить два наиболее перспективных метода оценки режимов водопотребления: вероятностный и статистический. Но, существующие требования в нормативных документах [1, 3] не дают полностью оценить работу системы для различных уровней обеспеченности. Помимо этого, уровни обеспеченности ни в одном нормативном документе вообще не нормируются.
В 30-е годы прошлого века были проведены первые гидравлические расчеты водопроводных сетей. В современном мире компьютерная техника позволяет рассчитывать неограниченные по объему гидравлические расчеты работы водопроводных сетей в комплексе с насосными агрегатами, напорно-регулирующими емкостями, входящими в состав системы водоснабжения, с максимальным учетом всех факторов водопотребления.
В основном существующие программные комплексы основаны на ГИС-технологии, что позволят более мгновенного и высококачественно
формировать исходные данные, связанные с местоположением объектов водоснабжения, а также формировать геодезию модели. На данный момент существуют такие программные комплексы как WaterCAD®6.0, БРЛКБТ, ZuluHydro ООО «Политерм» и др. [12].
Вместе с тем, эти ГИС-системы имеют свои недостатки, а именно:
- не учитывают изменения величин отборов воды от напоров в узлах;
- не ведется пересчет изменений гидравлических сопротивлений во времени;
- отсутствует точность оптимизационных расчётов из-за несовершенства расчетно-математического устройства программы;
- невозможность моделирования изменений дестабилизирующих факторов в процессе эксплуатации.
- не учитывают изменения параметров работы трубопроводов и насосных установок в процессе эксплуатации.
Особенности работы, существующей СПРВ (на примере города Феодосия) выявлены такие [6, 12]:
- уменьшение количества транспортируемой воды (это связано с уменьшением потребления воды промышленностью, установка приборов учета и перехода на двухставочный расчет электроэнергии);
- увеличение утечек, несовершенство подсчета требуемого количества воды, несанкционированные врезки в трубопровод;
- высокая аварийность трубопроводов, насосных агрегатов и запорно-регулирующей арматуры в связи с их техническим износом, несвоевременным профилактическим обслуживанием, а иногда фактически полным его отсутствием;
- увеличение гидравлических сопротивлений труб, ошибки при подборе диаметров, материалов труб, количество водопотребителей и т.д.;
- снижение надежности работы сети и экологической безопасности, обусловлено старением и физической изношенностью трубопроводов и насосного оборудования.
Если рассматривать в целом по Республике Крым, то треть трубопроводов водопроводных
сетей требует полной замены из-за морального износа. Потери питьевой воды в таких сетях в отдельных районах из-за утечек превышают 50 %. Большая доля трубопроводов распределительной сети и водоводов эксплуатируется свыше 35 лет, а это пагубно влияет не только на их гидравлику, но и на надежность и экологическую безопасность.
ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
Источниками водоснабжения городского округа Феодосия Республики Крым служат Феодосийские водохранилище, Субашский водозабор, а также местные скважины. Система водоснабжения в ГО Феодосия централизованная, подача воды осуществляется следующим образом: вода из Феодосийского водохранилища подается на ВОС г. Феодосии, после очистки насосной станцией второго подъема по водоводам подается в г. Феодосию, поселки ГО Феодосии и в г. Судак. Вода от Субашского водозабора подается, минуя ВОС в РЧВ г. Феодосии. Попутно снабжаются села Приветное, Садовое, Насыпное, Ближнее. Водой от собственных скважин снабжаются пгт Щебетовка, пгт Курортное, с. Краснокаменка.
ВОС Феодосии рассчитаны на производительность 100 тыс. куб. м/сутки. Фактическое значение охвата населения централизованным водоснабжением составляет 97,5%. Централизованное водоснабжение отсутствует в селах Виноградное, Пионерское, Узловое. Фактическое водопотребление населением городского округа Феодосия за 2016 год составляет 13,3 тыс. куб м/сутки, удельное фактическое водопотребление населением, охваченным централизованным водоснабжением (примерно 8,5 тыс. чел.), составляет 135 л/сут. чел.
Ожидаемое потребление воды всех видов рассчитано исходя из проектных показателей схемы территориального планирования и перспективной нормы водопотребления (140 - 160 л/сут. чел.) приведено в табл. 1.
Таблица 1. Годовой баланс подачи и реализации воды по группам абонентов на базовый период и
расчетный срок 2030 г., тыс. куб. м/год Table 1. Annual balance of water supply and sale by subscriber groups for the base period and the estimated period
№ п/п Фактическое значение, 2021 г., тыс. куб. м/год Ожидаемое значение, 2030г., тыс. куб. м/год
Наименование годовая подача реализация годовая подача реализация
население прочие потребители население прочие потребители
1 Феодосия 9550,3 3202,90 640,73 8856,59 5043,66 2484,4
Протяженность водоводов и водопроводных сетей составляет 469,2 км, в том числе нуждающихся в замене - 338 км. Амортизационный
уровень износа водопроводных сетей составляет 72 %, что приводит к аварийности, достигающей
3,3 аварии на км в год. Доля потерь и утечек достигает 59,7 % по отношению к подаче воды.
На период 2020-2021 г. полной замены водопроводной сети требовало 295,93 км или 63%. В худшем состоянии находятся уличные сети, из них нуждаются в замене 66,24% (171,07 км); для внутриквартальных сетей этот показатель составляет - которых 56,8% (27,47 км), а для
водоводов - 59,41% (97,38 км) (рис. 1). Общее количество аварий на водопроводных сетях в течение 2020-2021 годов составляла, соответственно: 305; 302 и 417 или в пересчете на 1 км сети 1,94; 1,83 и 2,17 аварий, что свидетельствует о чрезвычайно высоком уровне аварийности в системе распределения воды.
о -
ВОДОВОДЫ, КМ УЛИЧНЫЕ СЕТИ, КМ ВНУТРИКВДРТАЛЬНЫЕ СЕТИ, КМ
■ Всего ■ Требуется замена
Рис. 1 Техническое состояние водопроводных сетей Fig. 1 Technical condition of water supply networks
Технико-технологические характеристики распределительных сетей системы централизованного водоснабжения города представлены в табл. 2, 3.
Таблица 2. Характеристика сетей по сроку эксплуатации Table 2. Characteristics of networks by service life
Материал труб Протяженность трубопроводов сроком службы до, км
5 лет 15 лет 25 лет 35 лет 50 лет > 50 лет Всего
Сталь 0,00 17,38 23,17 46,33 19,69 9,27 115,837
Чугун 0,00 0,00 0,00 53,16 109,65 169,45 332,259
Полиэтилен 3,76 1,46 0,00 0,00 0,00 0,00 5,22804
Асбестоцемент 0,00 0,00 0,00 0,00 3,95 11,25 15,2055
Железобетон 0,00 0,00 0,00 0,21 0,28 0,57 1,0604
Всего: 3,764188 18,8394 23,1674 99,7084 133,567 190,5439 469,59
Таблица 3. Характеристика водопроводных сетей по степени износа Table 3. Characteristics of water supply networks by degree of wear
Материал труб Протяженность трубопроводов по степени износа, км
<25 % 25-50 % 50-75 % 75-90 % > 90% Всего
Сталь 10,71 32,14 6,00 3,28 74,24 126,39
Чугун 32,05 96,15 31,55 37,27 126,66 323,67
Полиэтилен 0,84 2,53 0,00 0,00 0,00 3,38
Асбестоцемент 0,00 0,00 0,00 0,13 15,08 15,20
Железобетон 0,00 0,00 0,06 0,53 0,47 1,06
Всего 43,61 130,83 37,61 41,21 216,45 469,70
Из предоставленных материалов видно, что основная часть сети имеет сильный износ и находится в аварийном состоянии. 46,1% трубопроводов имеет износ выше 90%.
Высокая степень износа водопроводной сети приводит:
- к высоким физическим потерям воды в распределительной системе;
- к значительным затратам на ликвидацию повреждений;
- к ухудшению качества транспортируемой воды.
Значительная часть утечек воды вследствие образования свищей носит скрытый характер, что требует дополнительного времени на их выявление, а также значительных средств на их ликвидацию.
Рост повреждений на трубопроводах может привести к неуправляемому процессу водоснабжения из-за вынужденного отключения участков трубопровода, не подлежащих ремонту и как следствие к:
- росту нагрузок на другие участки трубопроводов;
- повышению избыточных напоров;
- увеличению потерь и утечек питьевой воды;
- дополнительным расходам электроэнергии и реагентов;
Характерной особенностью водопроводной сети г. Феодосия является отсутствие или неработающая предохранительная арматура. В условиях дефицита финансирования предохранительная арматура, как правило, используется по остаточному принципу
- нестабильному водообеспечению населения;
- ухудшению качества питьевой воды.
Высокая степень износа водоводов не позволяет
использовать естественный перепад высот от ВОС, который составляет 70 м.
В период с 2018 по 2021 гг. Феодосийскому филиалу ГУП РК «Вода Крыма» удалось снизить потери воды в сетях примерно на 15%. Вместе с тем согласно предоставленным филиалом данным, по перекладке водопроводных сетей, за 2021 год было переложено всего 3,5 км трубопроводов. Уменьшение потерь воды достигается путем уменьшения давления в разводящей сети и как следствие уменьшение количества порывов. Такая вынужденная мера негативно сказывается на качестве предоставляемых услуг - не обеспечивается минимальный свободный напор в сети водопровода. Объемы воды, которые непродуктивно расходуются в процессе производственного цикла подготовки питьевой воды, в общем случае можно разделить на несколько категорий, в частности, потери и затраты при подъеме, в распределительной и внутридомовой сетях. Общие объемы потерь воды отдельно по каждой из указанных составляющих приведены на рис. 2.
или только в случае очевидной необходимости. В то же время предохранительная арматура, защищает трубопроводы от негативных воздействий, продлевает срок службы ветхих трубопроводов, что обеспечивает дополнительную отсрочку их замены.
Рис. 2 Технологические потери и затраты воды Fig. 2 Technological losses and water costs
Настоящим исследованием предусмотрено определение наиболее оптимальных путей решения существующих проблем СПРВ г. Феодосия, также рассмотрены возможности использования полученных результатов при проведении оптимизации сетей водоснабжения города Феодосия.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В качестве методов исследований был использован метод энергетического совпадения и метод вероятностного функционирования СПРВ.
Метод энергетического совпадения основан на совмещении двух принципов расчета разветвленной и кольцевой водопроводной сети, который позволяет суммировать все расходы на ответвленных участках и отнести их к узлу, находящемуся на магистральной сети. Потери напора не суммируются как расходы, а считаются как средняя величина для всех тупиковых участков.
В рамках моделирования аварийных режимов систем водоснабжения авторами работ [5, 6] были предприняты попытки «объединения линейных элементов структурного графа в единый (эквивалентный) элемент по ряду субъективных критериев. Далее использование условий множественного эквивалентирования по энергетическому критерию в аналитических задачах возмущенного состояния городских систем водоснабжения привело к разработке так называемого «тупикового» принципа
эквивалентирования, который основан на частном условии энергетического эквивалентирования [7]».
К =-
т.
-7
] э,
(1)
где Мрм - множество участков сети, отнесенных к Эу расчетной зоны, Бщ, Оу -коэффициент гидравлического сопротивления и расчетный расход участка i из множества 8И, Ою - то же для эквивалентного участка ^ т2 - множество энергоузлов; а - коэффициент нелинейности в формулах инженерной гидравлики.
Также в исследовании использовался метод, основанный на оценке объемов подачи воды потребителям за определенный интервал времени функционирования СПРВ в условиях случайных процессов как водопотребления, так и возникновения аварийных ситуаций и их восстановления.
Суть этой метода заключается в формировании вероятностного графика водопотребления каждого потребителя воды с учетом вероятностного характера возникновения аварийных ситуаций на любом из участков и определяется коэффициентом работоспособности и простоя.
Т + Т
Р в!
(2)
Т
К _ _вс
пр Т -\~Т
(3)
Тр - время безотказной работы сети или участка, Твс - время проведения ремонтно-восстановительных работ.
Общая работы каждого трубопровода СПРВ в неработоспособном и работоспособном состоянии равна 1:
К + Кпр _ 1
(4)
Интервал времени в исправном состоянии работы СПРВ зависит от интенсивности отказов и определяется по формуле:
Т _ 1
р X
(5)
Безаварийный режим работы системы водоснабжения:
fcПРВ
п 1
-)
(6)
Многолетняя эксплуатация системы
водоснабжения города Феодосия дала возможность определить фактические расходы воды одним жителем в различных районах города и в разные времена года (рис.3). Исследование этих фактических данных позволяют Феодосийскому филиалу ГУП РК «Вода Крыма» сформировать нормы водопотребления на одного жителя для г. Феодосия. Эти нормы в будущем можно использовать при подсчете требуемых расчетных расходов воды при создании новых водопроводов на перспективу расширения города.
Технологические показатели водопроводной сети получены в результате многолетней паспортизации водоканалом г. Феодосия. Паспортизация осуществлялась путем наружного осмотра трубопроводов, выездами на места аварий, использование архивных данных, гидравлические испытания участков.
Моделирование СПРВ г. Феодосия приближенной к реальной, осуществлялось с использованием классификации шероховатости стенок труб из различных материалов, полученные на основании многочисленных экспериментальных данных различных авторов [8, 9]. Коэффициенты шероховатости были приняты в зависимости от сроков эксплуатации стальных и чугунных труб и диметров трубопроводов, а также рассматривалось снижение пропускной способности труб в зависимости от продолжительности их работы и образования коррозионных отложений (рис. 4).
Рис. 3 Изменение удельного водопотребления в течение года Fig. 3 Change in specific water consumption during the year
Рис. 4 Математическая модель коррозионного зарастания металлических трубопроводов Fig. 4 Mathematical model of corrosion overgrowth of metal pipelines
Анализ надежности СПРВ г. Феодосия проводили с использованием геоинформационной системы Zulu. Для этого потребовалось создать расчетно-математическую модель СПРВ г. Феодосия (рис. 5). С развитием информационных и коммуникационных технологий ГИС и систем управления активами, процесс моделирования был значительно улучшен, поскольку информация о топологии и компонентах может быть получена автоматически из ГИС-системы. Данные временного ряда, такие как потребление, производительность насоса, уровни давления или эксплуатационные графики могут быть получены из
систем SCADA. Конечно, ни одна модель не идеальна; любая модель искажает само поведение системы, которое она стремится правильно представить. Таким образом, часто требуется дополнительный этап калибровки, чтобы уменьшить несоответствие между реальными данными и моделью. Калибровка — это процесс корректировки параметров модели до тех пор, пока характеристики модели не будут в разумной степени соответствовать измеренной
производительности системы в широком диапазоне рабочих условий.
Рис. 5 Система подачи и распределения питьевой воды г. Феодосия Fig. 5 The system of supply and distribution of drinking water in Feodosia
На основе созданной модели были проведены гидравлические расчеты на различные режимы ее работы. В результате которых были получены, пьезометрические напоры в узлах и карты давлений (рис. 6). Также при проведении гидравлических расчетов было проведено сопоставление
пьезометрических напоров перед повысительными насосными станциями, резервуарами чистой воды с расчетными, с целью максимального приближения расчетно-математической модели к реальной системе водоснабжения.
Рис. 6 Пьезометрический график Fig. 6 Piezometric graph
Результаты гидравлического расчета водопроводной сети района города в нормальных условиях позволяет определить подачу воды и требуемое давление в сети. Например, пьезокарты давлений в час минимального водопотребления показывают, что в большинстве узлов рассматриваемой сети давление составляет от 15 до 25 м (рис 7). В час максимального водопотребления
давление в сети повышается до 36 м, при условии полного обеспечения водой потребителей (рис. 8). Анализ результатов гидравлического расчета исследуемой кольцевой водопроводной сети, наглядно показывает проблемные участки сети, на которых потери напора превышают допустимые значения.
Рис. 7 Изменение давлений в узлах сети в час минимального водопотребления Fig. 7 Pressure change in network nodes per hour of minimum water consumption
Рис. 8 Изменение давлений в узлах сети в час максимального водопотребления Fig. 8 Pressure change in network nodes per hour of maximum water consumption
В системах водоснабжения одним из важнейших факторов является зарастание трубопроводов из стальных и чугунных труб, увеличение потерь напора, что сокращает пропускную способность и увеличивает потребление электроэнергии на преодоления дополнительного сопротивления. Увеличение гидравлического сопротивления является следствием увеличения шероховатости внутренней поверхности труб, зависящей срока их эксплуатации.
Результаты расчета показали, что большинство участков пропускают необходимый расход воды, при этом расчетные скорости составили 0,6 - 1,2 м/с. Но на некоторых участках зафиксированы значительные потери напора, что приводит к падению давления воды в соответствующих районах. Далее в расчет вводился коэффициент шероховатости труб, соответствующий
продолжительности эксплуатации отдельных участков. Результаты гидравлического расчета показали, значительные изменения в потерях
напора, при этом потери напора увеличиваются почти на всех участках.
Результаты гидравлического расчета водопроводной сети с учетом действительных коэффициентах шероховатости позволяют сделать вывод о том, что в некоторых районах потребитель недополучает воду в часы максимального водопотребления. Это соответствует реальности системы водоснабжения г. Феодосия, а именно на удаленных от источников участках сети отсутствует необходимое давление.
Для того, чтобы рассмотреть
предположительный сценарий повреждения участков СПРВ города и какие изменения внесут аварии в потокораспределение в сети был проведен анализ интенсивности отказов участков водопроводной сети города. В результате чего была получена вероятностная модель функционирования системы водоснабжения с учетом износа трубопровода (рис. 9).
Место разрыва: ID-31 Напор: 30.436 м Утечка: 5Ё2.55"? л/с Место разрыва: Ю=12й Напор: 9.035 м Утечка: 52.901 л/с
Рис. 9 Карта давлений в аварийном режиме Fig. 9 Pressure map in emergency mode
Гидравлический расчет такой системы показал, что обеспечение требуемым расходом и напором распределительных трубопроводов является проблематичным и приводит к серьезным последствиям, а именно давление у 60% потребителей снизилось ниже допустимого, потребители недополучат воду в количестве 155 м3 в год.
В качестве основных мероприятий по оптимизации работы водоводов и водопроводных сетей г. Феодосия, направленные на повышение надежности и бесперебойности работы системы водоснабжения необходимо рассмотреть установку повысительных насосных станций (ПНС), замену ветхих трубопроводов на новые, реновацию изношенных труб, а также прокладку новых водоводов.
ВЫВОДЫ
Большинство трубопроводов водопроводных сетей города Феодосия находится в состоянии интенсивного старения и износа, перманентных
изменений их параметров и требуют применения оптимизационных мероприятий с целью стабилизации подачи воды, ресурсосбережения и повышения надежности водоснабжения города. Значительное превышение требуемого напора увеличивает аварийность трубопроводов, увеличивает утечки и нерациональные отборы воды. При высокой скорости потока будет наблюдаться повышенная вибрация трубопровода и образование статического электричества, что также негативно влияет на степень износа.
В результате исследований проанализированы методы количественной оценки надежности СПРВ и групповых водопроводов с сетями разветвленного типа. Выбранная методика анализа надежности системы подачи и распределения воды дает возможность оценить качество подачи воды водопотребителям, как для всей системы водоснабжения города, так и для каждого района в отдельности. Если использовать современные автоматизированные геоинформационные
инструментальные системы (такие как Zulu), то проведенные расчеты системы подачи и
распределения воды города будут иметь важное значение при определении аварийных участков трубопроводов, на основании которых будут сформированы предложения по устранению аварий и минимизации их последствий. В итоге могут быть разработаны мероприятия по реновации естественного режима системы водоснабжения в целом.
Выполнение рекомендаций по реконструкции СПРВ г. Феодосия принесет ощутимый экономический эффект за счет сокращения потерь воды в сетях и сокращения потребления электроэнергии при поддержании минимально необходимого напора, обеспечивающего требуемое водопотребление в любой момент времени, за счет сокращения затрат на ремонты и обслуживание оборудования и сетей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Примин О.Г., Храменков СВ. Пути обеспечения надежности функционирования городской водопроводной сети в условиях сокращения водопотребления в г. Москве // Сборник докладов 17-го Ольденбургского форума по трубопроводам. Институт по строительству трубопроводов при Высшей технической школе г. Ольденбург, Германия. - 2013. - т. 20.
2. Храменков СВ. Обеспечение надежности систем водоснабжения и канализации г. Москвы в условиях чрезвычайных ситуаций // ВиСТ. - 2016. -№ 1. - С. 2-6.
3. Сомов М.А., Примин О.Г. Технико-экономическое обоснование вариантов обеспечения надежности трубопроводов водопроводной сети // Научно-технический альманах «Проблемы развития транспортных и инженерных коммуникаций». -2001. - № 2-3. - С. 29-36.
4. Примин О.Г., Храменков СВ. Оптимизация восстановления городских водопроводных и водоотводящих сетей // Сборник докладов 6-го Международного конгресса «Вода, экология, технология», Экватек. - 2004.
5. Чупин Р.В., Мелехов Е.С. Развитие теории и практики моделирования и оптимизации систем водоснабжения и водоотведения. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. - 323 с.
6. Щербаков В.И. Модернизация водопроводной сети на основе оптимизации гидравлических параметров при аварии на магистралях / В.И. Щербаков, Х.К. Нгуен // Вестник МГСУ. - 2015. - № 10. - С. 115-126.
7. Панов, М. Я. Вариационно-топологические метод моделирования и структурно-пераметрическая оптимизация гидравлических систем: автореф. дисс. д-ра техн. наук. - Воронеж, 1995. - 49 с.
8. Pipe materials and common pipe roughness values. [Электронный ресурс] - 2018. Режим
доступа: https://www.pipeflow.com/pipe-pressure-dropcalculations/pipe-roughness.
9. Nikola Jacimovic. A novel method for the inclusion of pipe roughness in the HazenWilliams equation / Jacimovic Nikola, Miijana Stamenic, Petar Kolendic, Dimitrije Bordevic, Branka Radanov, Ljubisa Vladic // Faculty of Mechanical Engineering, Belgrade. All rights reserved. FME Transactions. - Vol. 43, № 1, 2015 - P. 35-39.
REFERENCES
1. Primin O.G., Khramenkov St. Ways to ensure the reliability of the functioning of the city water supply network in conditions of reduced water consumption in Moscow // Collection of reports of the 17th Oldenburg Forum on Pipelines. Institute for Pipeline Construction at the Higher Technical School of Oldenburg, Germany. - 2013. -vol. 20.
2. Khramenkov St. Ensuring the reliability of water supply and sewerage systems in Moscow in emergency situations // ViST. - 2016. - № 1. - С. 2-6.
3. Somov M.A., Primin O.G. Feasibility study of options for ensuring the reliability of pipelines of the water supply network // Scientific and technical almanac "Problems of development of transport and engineering communications". - 2001. - №. 2-3. - Рp. 29-36.
4. Primin O.G., Khramenkov St. / Optimization of urban water supply and drainage networks restoration // Collection of reports of the 6th International Congress "Water, Ecology, Technology", Ecwatech. - 2004.
5. Chupin R.V., Melekhov E.S. Development of theory and practice of modeling and optimization of water supply and sanitation systems. Irkutsk: Publishing house of IrSTU, 2011. - 323 p.
6. Shcherbakov V.I. Modernization of the water supply network on the basis of optimization of hydraulic parameters in case of an accident on highways / V.I. Shcherbakov, H.K. Nguyen // Vestnik MGSU. - 2015. - № 10. - Рp. 115-126.
7. Panov, M. Ya. Variational-topological modeling method and structural-perametric optimization of hydraulic systems: abstract. dissertation of the Doctor of Technical Sciences. - Voronezh, 1995. - 49 p.
8. Pipe materials and common pipe roughness values. [Электронный ресурс] - 2018. Режим доступа: https://www.pipeflow.com/pipe-pressure-dropcalculations/pipe-roughness.
9. Nikola Jacimovic. A novel method for the inclusion of pipe roughness in the HazenWilliams equation / Jacimovic Nikola, Miijana Stamenic, Petar Kolendic, Dimitrije Bordevic, Branka Radanov, Ljubisa Vladic // Faculty of Mechanical Engineering, Belgrade. All rights reserved. FME Transactions. - Vol. 43, № 1, 2015 - P. 35-39.
CrpoHTeflbCTBO HTexH0reHHaa6e30nacH0CTbN°26(78) -2022
OPTIMIZATION OF THE WATER SUPPLY SYSTEM IN FEODOSIA, TAKING INTO ACCOUNT
THE WEAR OF PIPELINES.
Volna V. V., Krymov R. S., Melnikova N. S.
V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Academy of construction and architecture, 181, Kievskaya str., Simferopol, 295050, Russian Federation
Annotation. The article studies the operation of the Feodosiya water supply and distribution system in order to determine the actual performance of pumping units and pipelines, identifies possible causes of their changes, and studies water consumption schedules. Based on the results obtained, recommendations were made for the phased reconstruction of pipeline equipment; elimination of water losses and partial repair or complete replacement of pipelines.
The subject of the study. Hydraulic characteristics, technological parameters and calculation methods of water supply networks, which are associated with the causes of the formation of water losses when the values of free pressures change. Materials and methods of research: The analysis of hydraulic calculation methods using energy coincidence and optimization of the water supply system of the city of Feodosia, taking into account the wear of pipelines, was carried out. The analysis of the technical condition of pipelines of the water supply system of Feodosia is carried out. Hydraulic calculation of the water supply network using the ZuluGIS software product is performed taking into account the wear of pipelines. The analysis of the calculation of the Feodosiya water supply system is carried out and the main methods of optimizing the water supply and distribution system are determined.
Results. A technical survey of the condition of the pipelines of the Feodosiya water supply system based on statistical data is presented. The hydraulic calculation of the water supply network was performed using the ZuluGIS software product. The main methods of optimization of the Feodosiya water supply and distribution system are determined.
Conclusions. The implementation of the recommendations for the reconstruction of the Feodosiya water supply system will bring an economic effect by reducing water losses in the networks and reducing electricity consumption while maintaining the minimum required pressure.
Key words: water supply and distribution system, losses, geoinformation system, renovation, specific water consumption.
