CAPITOLUL I

GENERALITI

Din cele mai vechi timpuri viaa i activitatea oamenilor a fost legat i n mare msur condiionat de distribuia pe pmnt a resurselor de ap, de lipsa sau de abundena de ap.

n prezent, pentru rezolvarea la un nivel corespunztor a problemelor de alimentare cu ap este necesar o baz tehnico-material complex, care s corespund cerinelor moderne de studii i cercetare (pentru sursele de ap, pentru procedeele tehnologice cele mai eficiente de tratare a apei, pentru transportul apei etc), de proiectare i execuie a lucrrilor (pentru sisteme constructive, dispozitive i aparatur necesar, pentru materiale de construcie adecvate, conducte i utilaj tehnologic), precum i pentru exploatarea lucrrilor (personal calificat, laboratoare, utilaj etc).

n ara noastr s-au fcut n acest sens n ultimii 20 de ani progrese importante prin nfiinarea unor institute de studii i cercetri, a numeroase institute de proiectare cu caracter republican, departamental i regional, a unor industrii specializate n producerea utilajului i materialelor necesare (pompe, conducte, construcii metalice, armturi etc.) i s-a obinut o bogat experien prin execuia i exploatarea a numeroase lucrri

n prezent se organizeaz perfecionarea produciei de utilaj specializat n alimentri cu ap, pentru tipurile cu cele mai bune randamente tehnologice. Vor trebui depuse n continuare eforturi pentru specializarea ntreprinderilor de execuie i pentru crearea unei baze mai largi privind personalul de exploatare de specialitate (tehnologi, chimiti etc).

A. SCHEME DE ALIMENTRI CU AP Alimentrile cu ap constituie, pentru centrele populate i pentru industrii, dotaii

indispensabile, care condiioneaz desfurarea vieii igienice a oamenilor i intervin ca un factor important n aproape toate procesele de producie industrial.

n centrele populate, apa servete pentru nevoi gospodreti (but, gtit, splat etc), pentru nevoi publice (stropitul i splatul strzilor, stropitul spaiilor verzi, la cimele i havuzuri, fntni ornamentale, splarea canalizrilor), pentru nevoi zootehnice (adparea animalelor, splarea grajdurilor etc) i pentru combaterea incendiilor. n industrii, apa are folosine multiple: ap ce intr n produsul fabricat (pentru realizarea diverselor soluii, paste, ca solvent), pentru producia de abur, ca ap de rcire, ca mijloc de splare, de sortare, sau de transport al diverselor materiale, pentru combaterea incendiilor etc.

Elementele determinante n alegerea schemei de alimentare cu ap sunt pe de o parte cantitatea, presiunea i calitatea apei cerute de consumator i, pe de alt parte, condiiile locale privind sursele de ap disponibile, calitile apei la aceste surse, poziia relativ (distana i diferena de nivel) a consumatorului fa de surs i fa de ali consumatori.

Debitul, presiunea i calitatea apei se stabilesc de beneficiar, cu concursul proiectantului de specialitate, n cadrul unei teme de proiectare care trebuie s in seama de profilul actual i de perspectiv (2025 ani) al consumatorului. Celelalte elemente menionate mai sus se stabilesc pe baz de studii hidrogeologice i hidrochimice (pentru stabilirea surselor disponibile, a debitului i a calitilor apei) i topografice (pentru stabilirea amplasamentelor i traseelor celor mai avantajoase ale diverselor construcii i instalaii din cadrul sistemului de alimentare cu ap).

Alimentarea cu ap a unui centru populat sau a unei industrii comport: captarea i aduciunea apei de la surs la consumator, staii de pompare (cnd sunt necesare), staii de tratare pentru corectarea calitilor apei (n funcie de calitatea apei cerut de consumator),

rezervoare de nmagazinare pentru crearea unei rezerve de avarie, a volumului necesar compensrii variaiilor consumului i pentru pstrarea rezervei de combatere a incendiilor i sistemul de distribuie a apei la consumator format din reele de distribuie i eventuale staii de pompare.

n fig. 1.1, a, b, c i d se dau schemele de principiu cele mai frecvente ale alimentrilor cu ap pentru centre populate i industrii. n fig. 1.1, e este dat o schem general pentru diversele folosine ale apei.

Investiiile importante necesare pentru alimentrile cu ap n condiiile marii dezvoltri economice socialiste din ara noastr cer stabilirea schemei celei mai potrivite din punct de vedere tehnico-economic pentru fiecare caz n parte, pe baza unor studii i calcule comparative detaliate ntre mai multe soluii posibile. n alegerea schemei de alimentare cu ap, n afar de condiia de economicitate se ine seama de urmtoarele considerente de ordin tehnic:

Fig. 1.1. Scheme frecvente de alimentare cu ap

a a unui ora, din surse subterane; b a unei regiuni, dintr-un mare izvor; c a unui ora, din ap de suprafa; d idem, a unei industrii, cu recircularea parial a apei; e a unei localiti industriale (schema general de

folosin a apelor); 1 captare prin puuri; 1 captare de izvor; 1 captare din ru i staia de pompare I; 1 idem, cu treptele I i II; 2 staie de pompare; 3 staie de tratare a apei; 4 conduct de refulare; 5 castel de ap; 6 reea de distribuie; 7 conduct de aduciune prin gravitaie; 8 rezervor de distribuie pe traseu; 9 turn piezometric; 10 rezervor intermediar i staie de pompare II; 11 rezervoare de trecere; 12 conduct de recirculare a apei. alimentarea cu ap trebuie s se ncadreze ca schem n prevederile planului de amenajare

complex a bazinului hidrografic respectiv i s asigure o rezolvare comun pentru toi consumatorii interesai;

schemele alese trebuie s asigure posibilitatea de extindere alimentrii cu ap pentru o perspectiv mai ndeprtat (circa 50 ani);

schema aleas trebuie s dea posibilitatea ealonrii investiiei pentru o execuie etapizat, prima etap fiind de 1015 ani;

sursele de ap subteran trebuie afectate cu prioritate consumatorilor din centrele populate; sursele situate la cote care asigur aduciuni prin gravitaie aduc simplificri importante n

exploatare; schemele care implic o exploatare pretenioas trebuie evitate la mici alimentri cu ap

(astfel, de ex., la o mic localitate, ntre o schem folosind pentru distribuia apei rezervoare de nlime i o alta cu distribuie prin staie de pompare cu hidrofor direct n reea, se va prefera, din punct de vedere tehnic, prima schem);

n cadrul unei scheme de alimentare cu ap, gruparea diferitelor obiecte componente (de ex. captarea cu staia de pompare, sau staia de tratare cu rezervoarele) conduce Ia o simplificare a exploatrii i n general la economii de investiii.

n fig. 1.2, 1.3 i 1.4 se dau schemele tehnologice ale unor alimentri cu ap din ara noastr.

B. CANTITILE BE APA NECESARE 1. Criterii generale de stabilire a cantitilor de ap necesare i structura

necesarului de ap pentru centrele populate i industrii Cantitile de ap necesare pentru satisfacerea consumurilor tuturor folosinelor

constituie pentru orice sistem de alimentare cu ap un element fundamental ce determin n mare msur alegerea soluiilor tehnice. Alegerea sursei de ap, procesul tehnologic de tratare a apei, transportul, nmagazinarea i distribuia la consumator sunt n direct legtur cu cantitile de ap necesare pe categorii de folosine (caliti) i cu variaiile consumului n perioada de exploatare.

Fig.

1.2

. Sch

ema

tehn

olog

ic

de a

limen

tare

cu

ap

a lit

oral

ului

Mr

ii N

egre

Fi

g. 1

.2. S

chem

a te

hnol

ogic

de a

limen

tare

cu

ap

a lit

oral

ului

Mr

ii N

egre

Fig.

1.3

Sch

ema

tehn

olog

ic

de a

limen

tare

a m

unic

ipiu

lui C

raio

va

Investiiile ce le comport lucrrile de alimentare cu ap sunt, dup cum s-a mai artat, de ordinul zecilor de milioane de lei pentru orae mici i mijlocii i al sutelor de milioane de lei pentru orae mari i pentru industrii importante. Stabilirea judicioas a consumurilor i a cantitilor de ap necesare, asigur i condiioneaz eficiena n timp a acestor investiii considerabile. Totodat lipsa de prevedere, n special n privina consumurilor de perspectiv, neluarea n considerare a tuturor factorilor care influeneaz asupra cantitilor de ap necesare, a variaiei i creterii lor n perioada de exploatare pot conduce la necesitatea unor lucrri suplimentare costisitoare, care de cele mai multe ori nu se pot ncadra n mod corespunztor n sistemul de alimentare cu ap realizat iniial.

Fig. 1.4. Schema tehnologic de alimentare cu ap a municipiului Iai (sursa Prut)

Determinarea cantitilor de ap necesare este reglementat la noi n ar de STAS 1343-66. Acest standard stabilete ca etap de perspectiv pentru proiectarea sistemelor de alimentare cu ap, dezvoltarea centrelor populate peste 25 ani de la data elaborrii proiectului. n cadrul acestei perioade se consider o prim etap de dezvoltare de 1015 ani (n conformitate cu prevederile schiei de sistematizare), n vederea unei raionale ealonri a investiiilor.

La stabilirea corect a necesarului de ap trebuie asigurat colaborarea activ a organelor de planificare ale titularului de investiii.

Justa apreciere a consumatorilor de ap pentru centrele populate trebuie fcut innd seama de gradul de dotare urbanistic, de gradul de industrializare i perspectivele viitoare de dezvoltare economic (surse de materii prime i energie, surse importante de ap, ci de comunicaie, interes turistic, balnear, comercial etc), de ponderea oraului vechi fa de partea oraului ce se dezvolt dup prevederile de sistematizare, de clima i relieful regiunii, de sistemul de distribuie a apei, de temperatura apei de la surs i de fluctuaiile sezoniere ale numrului de locuitori.

Pentru consumatorii industriali 'i ndeosebi pentru acetia trebuie fcut o analiz detaliat n colaborare cu titularii de investiii i proiectanii tehnologici n vederea stabilirii consumurilor de ap. Aceasta att pentru prima etap de dezvoltare, cunoscut de obicei n suficient msur, ct mai ales pentru situaia de perspectiv pentru care, n general, nefiind precizate datele de baz privind dezvoltarea obiectivelor industriale, nu se precizeaz nici consumurile de ap. Exist aici poate i tendina titularului de investiie de a realiza un minim de cost la obiectele conexe n prima etap de dezvoltare, aceasta dintr-o greit nelegere a eficienei economice generale a investiiilor de alimentare cu ap n perioada respectiv.

Se insist asupra acestor aspecte ntruct n ultimii ani problema extinderii alimentrilor

cu ap, a gsirii de noi surse sau a suplimentrii celor existente au implicaii deosebite, n majoritatea cazurilor fiind necesare sisteme i amenajri hidrotehnice complexe pentru satisfacerea cantitilor pe ap necesar (baraje cu lacuri de acumulare, aduciuni lungi etc), amenajri ce reclam investiii ce ajung frecvent la ordinul a 500600 milioane lei.

n cazul unor sisteme de alimentare cu ap ce pot deservi n comun i alte folosine, cum ar fi cele pentru nevoile unitilor de producie agricol zootehnice, piscicole etc, consumurile acestora trebuie adugate dup normele de consum indicate n STAS 1343-66.

2. Debite de ap necesare pe categorii de folosine a. Consumul de ap al centrelor populate n tabelul 1.2 s-au sistematizat toate formulele de calcul prevzute n STAS 1343-66

pentru consumul de ap necesar centrelor populate. n condiiile de perspectiv din ara noastr se poate considera c localitile vor deservi

cu instalaii centrale de ap cald ntre 30 i 70% din numrul de locuitori. n acest caz normele de consum caracteristice pe localitate rezult:

qzi med =505 l/loc zi; (505 l/loc zi); qzi max =580 l/loc zi; (642 l/loc zi); qorar max =2718 l/loc zi; (30,6 l/loc zi). Debitele sunt date pentru centre populate cu clim continental temperat (n parantez

s-au dat debitele pentru clim continental excesiv). n localitile cu dotaii mai complete de instalaii centrale de ap cald, la peste 70%

din numrul de locuitori, debitele de mai sus cresc cu 1213%. Stabilirea consumului de ap pentru cvartale sau pri din centrul populat se face cu

formula:

]/m[1000

= 3 ziNKKQ tispmedzi (1) n care: Kp coeficient de spor pentru pierderi Ks coeficient de spor pentru nevoile proprii sistemului de alimentare cu ap; Nti este numrul total de consumatori din fiecare categorie; qi norma de consum, n l/zi i consumator; se ia n conformitate cu STAS 1343-66.

Qzi max, Qorar max etc. se stabilesc cu formule analoge celor din tabelul 1.2. b. Consumul de ap al gospodriilor agricole Stabilirea consumului de ap se face cu formula (1), normele de calcul i coeficienii de

variaie i simultaneitate fiind cei din tabelele 1.7, 1.8, 1.9 i 1.10. Metodologia de determinare a cantitilor de ap pentru irigaii i piscicultur este cea

prevzut n STAS 1343-66, cap. 5 i 6. c. Consumul de ap pentru industrii ntreprinderile industriale sunt n general mari consumatori de ap. Pentru numeroase

orae mari i foarte mari ele reprezint principalul consumator de ap. Pentru orae mari, cum este Moscova, consumul industrial ajunge la 4045% din totalul consumului de ap. n Germania consumul de ap industrial a fost n anii 19511952 aproape dublu fa de consumul populaiei i reprezenta 4,55 miliarde m3/an.

La noi n ar consumul de ap industrial crete vertiginos o dat cu marea dezvoltare acesteia. Aproape toate marile combinate industriale consum ap peste 100.000 m3/zi, ajungnd la consumuri de 400.000500.000 m3/zi

n Bucureti, consumul industrial reprezint 35% din consumul total de ap, la Iai 40%,

la Craiova 80%, iar la Oradea 40%. La alimentrile cu ap industrial debitele se stabilesc pe categorii de utilizri dup

calitile cerute apei. Apa pentru nevoi igienico-sanitare. Pentru aceste nevoi se cere ap potabil pentru

consumul muncitorilor (but, cantin, eventual bi i duuri) n conformitate cu STAS 1478-90.

Adeseori din reeaua de ap potabil se asigur i necesarul de ap pentru combaterea incendiului, precum i apa necesar n anumite procese de producie care cer caliti deosebite ale apei i debite reduse, nefiind justificat crearea unor reele separate.

Consumul tehnologic. Acesta cuprinde consumurile de ap din procesul de fabricaie, apa de rcire, apa de splare, apa pentru producia de abur i apa pentru dislocarea, sortarea, splarea i transportul hidraulic al materialelor. Debitele de ap industrial se pot grupa, dup calitile cerute apei, n: ap brut (netratat), ap deznisipat, ap decantat, ap prefiltrat, ap filtrat, ap tratat special etc.

Varietatea proceselor de producie n numeroasele ramuri industriale, precum i diversitatea tehnologiilor de fabricaie pentru acelai produs cere examinarea minuioas i stabilirea de la caz la caz a debitelor de ap necesare cu directa colaborare a specialistului tehnolog.

Tabelul 1.1. Structura necesarului de ap pentru centre populate i industrii

Folosina Destinaia consumului

Centre populate

Nevoi gospodreti: but, prepararea hranei,splat,evacuarea deeurilor etc. Nevoi publice: instituii, coli, cmine, hoteluri, restaurante, sli de spectacole,etc. Nevoile industriei locale: panificaie, obinerea i prelucrarea crnii i laptelui,

prepararea legumelor i fructelor, ntreinerea vehiculelor i utilajelor, uniti agricole de producie etc.

Nevoile instalaiilor balneare i terapeutice

Centre populate i uniti industriale

Combaterea incendiilor Pierderile d ap ale sistemului de alimentare cu ap Nevoile tehnologice de ap la staia de de tratare a apei Stropitul spaiilor verzi i stropitul sau splatul arterelor de circulaie Nevoile de ap pentru exploatarea reelei de canalizare i a staiei de epurare Nevoile antierului de construcii

Uniti industriale

Nevoile de producie cu caracter tehnologic: includerea n produsul fabricat, rcirea agregatelor, producerea de abur, splarea materiei prime i a produselor, transporturilei sortrile hidraulice

Nevoile igienico-sanitare ale salariailor i grupurile social-administrative

Cum s-a artat, aceste consumuri pot varia n limite destul de largi n funcie de

tehnologia de fabricaie adoptat, de temperatura apei etc, astfel nct debitul de ap necesar industriilor trebuie stabilit n mod analitic pe secii i procese de producie. Majoritatea debitelor de ap industrial se indic de uzina furnizoare a utilajului.

Avnd n vedere c n costul unitar al produselor industriale preul de cost al apei are o pondere nseninat i innd seama de dificultile crescnde de procurare a marilor debite de ap necesare n producie, n tehnica modern se adopt cu precdere tehnologiile de fabricaie n care consumurile specifice de ap sunt cele mai reduse i n care recircularea apei este asigurat ntr-o msur ct mai mare.

d. Necesarul de ap pentru stingerea incendiilor. Pentru combaterea incendiilor la centrele populate i la industrii, debitul de ap necesar

i volumul de ap de rezerv se stabilesc n conformitate cu Normativul NP 086-2005, normativul pentru proiectarea execuarea i exploatarea instalaiilor de stingere a incendiilor.

Din reelele exterioare trebuie s se asigure pe lng debitele de incendiu i, concomitent cu acestea, debitul maxim orar pentru apa potabil i industrial. Se admite utilizarea pentru incendiu a apei industriale dac procesul tehnologic o permite (cu avizul organelor M.A.I., P.C.I.; acest aviz nu este obligatoriu cnd se folosete maximum 50% din apa industrial).

e. Necesarul de ap propriu pentru exploatarea lucrrilor de alimentare cu ap i

canalizare. Necesarul propriu al uzinei de ap. Acest necesar de ap (tabelul 1.19) este

indispensabil unei funcionri normale a staiei de tratare a apei i se compune din: apa de splare a diverselor compartimente ale staiei de tratare (staia de coagulant, decantoare, filtre, rezervoare), apa necesar pentru sortarea, splarea i transportul nisipului, precum i pentru ntreinerea staiilor de pompare, a atelierelor etc, i este variabil dup tipul instalaiilor de tratare i gradul de recirculare a apei prevzut n procesul tehnologic (de obicei apa pentru splarea filtrelor reprezint 7580% din acest total).

Necesarul de ap pentru splarea canalelor. La canalizrile n sistem divizor, canalele de ape menajere necesit o splare a depunerilor inevitabile, mai ales pe poriunile incipiente ale reelei. Se poate considera un consum de circa 300 l/locuitor i an, sau 400 l/m de canal i an.

n cazurile cnd situaia local permite, aceast ap se asigur din surse locale de suprafa (ap netratat) i nu din reeaua de distribuie a apei.

f. Necesarul de ap pentru antiere. Acest necesar nu se ia, de obicei n calculul sistemului de alimentare cu ap al centrelor

populate i industriilor, avnd un caracter nepermanent i fiind asigurat n majoritatea cazurilor din surse proprii, special construite pentru faza de antier.

Pentru combaterea incendiului, n faza de antier a lucrrilor se stabilesc msurile de la caz la caz, de acord cu organele locale P.C.I., fiind indicat s se execute instalaiile definitive de alimentare cu ap nainte de executarea lucrrilor de construcie i montaj.

Consumul de ap pentru hidromecanizarea lucrrilor de terasamente. Pentru lucrrile de hidromecanizare a spturilor i de transport al pmntului se cer debite importante de ap, care se asigur din surse locale, adesea cu recircularea apei.

g. Pierderile de ap. Pierderile de ap provin din neetaneitatea conductelor, armturilor i mbinrilor

acestora, sprturi ale conductelor, neetaneitatea rezervoarelor sau a bazinelor, risip prin preaplinurile instalaiilor etc.

Evaluarea just a pierderilor de ap dintr-o reea poate fi mpiedicat de msurtorile inexacte ale contoarelor de ap, lipsa contoarelor i neluarea n calcul a ntregului consum public i a consumului propriu al uzinelor de ap.

La instalaiile noi, pierderile de ap trebuie s fie sub 1% la conducta de aduciune i sub 5% la reelele de distribuie. La instalaiile n exploatare, pierderile totale de ap se consider n calcul, conform STAS 1343-66, de 20% din debitul de ap total pentru localiti i 10% pentru industrii.

Marile pierderi erau ns atribuite strii proaste i vechimii instalaiilor. Pierderile normale indicate ca admisibile sunt de 8% n orae i de 10% n mediul rural.

3. Consumuri specifice pentru orae din strintate dup prevederile standardelor

strine Statisticile arat c din debitul total al uzinelor 42,5% se consum pentru nevoi

gospodreti; acest consum reprezint 68% la uzinele mici de ap (cu debite sub 1.000 m3/zi) i scade la 40% la uzinele mari (cu debite peste 27.000 m3/zi).

Coeficienii de variaie zilnic a consumului de ap au valorile Kzi=1,31,4, mergnd pn la 2,0 pentru oraele mici.

Pentru calculul reelei de distribuie se accept debitul de calcul Qorar max =0,1 Qzi med pentru orae i Qorar max =0,125 Qzi med pentru comune rurale.

.