Hidrológiai Közlöny 1975 (55. évfolyam)
10. szám - Janzó József: Korszerű ivóvíztároló medencék hidraulika kialakítása
452 Hidrológiai Közlöny 1975. 10. sz. Janzó J.: Korszerű ivóvíztároló medencék 3.1 Hidraulikai alapelvek A víztároló medencék — a vízellátási rendszerben elfoglalt helyzetüktől függően — átfolyó vagy ellennyomó rendszerűek lehetnek. E szerint beszélhetünk átfolyó, ill. ellennyomó medencéről. Az előbbiek az ellátandó és a fogyasztó terület között helyezkednek el (rajtuk a szolgáltatott víz teljes mennyisége átfolyik), míg az utóbbiak az ellátandó területnek a vízbeszerzés helyével ellentétes oldalára épülnek. Az átfolyó medencénél a vízáramlás mindig kétirányú, míg az ellennyomónál egyirányú. Az üzemeltetés módja szerint beszélhetünk stácionárius (Q bevezetett = Q elvezetett) és instacionárius (Q bevezetett ^ Q elvezetett) állapotról. Ez utóbbi üzemállapotnál különösen nehéz feladatot jelent a medencék helyes áramlástani kialakítása. Ilyen üzemeltetési mód esetén — a stacioner áramlástól eltérően — a holtterek és az állandósult örvények kiküszöbölésén túlmenően, még arról is gondoskodni kell, hogy az újonnan bevezetett víz a kiömlési ponttól távol maradjon, vagyis ne cseréljen helyet a már korábban betáplált vízmennyiséggel. Tekintettel arra, hogy az instacionárius áramlási mód, mindkét medencetípusnál (átfolyó és ellennyomó) előfordulhat, a vizsgálódást áramlástani szempontból elsősorban az ellennyomó medencékre kell összpontosítani. A tárolók áramlástani kialakítása során törekedni kell arra, hogy az egyes folyadékrészek — holtterekben v. állandósult örvények formájában — ne maradjanak hosszú ideig a medencetérben. Ugyanis a pangó folyadékrészek — amelyek a mikroorganizmusok számára kedvező feltételeket teremtenek — a tárolóba érkező friss vízzel keveredhetnek és ronthatják annak minőségét. A külföldi irodalom számos olyan megoldást ismer, amely csökkenteni, vagy megszüntetni kívánja a holtterek és örvények kialakulását. Az egyes megoldások a vízbevezetés, a belső víztér, a vízelvezetés módja tekintetében különböznek egymástól, alapelveikben azonban azonosak. Az áramlási viszonyok vizsgálatánál, ill. a medencék hidraulikai kialakításánál az alábbiakban felsorolt alapelveket kell szem előtt tartani : — A vízbevezetés, a belső víztér és a vízelvétel összhangjáról gondoskodni kell (holtterek, örvények kiküszöbölése). — A vízáramlásnak a medence teljes magasságában egyenletesen elosztva kell történnie (minden vízszintes síkban azonos áramkép). — A medence vízterét úgy kell kialakítani, hogy abba a víz a legkisebb ellenállás útját követve közel azonos sebességgel áramoljon a vízbevezetés és a vízelvétel helye között, vagyis minden vízrészecske közel azonos ideig maradjon a medencében („dugattyú elv" alapján működő vízkiszorításos áramlás). — Az áramlástani szempontokon felül a vizsgálatnak a kémiai, biológiai és a bakteriológiai folyamatokra is ki kell terjednie (vízminőség vizsgálat). — A víztárolónak a vízellátási rendszerben elfoglalt helyét, ill. az üzemeltetés módját figyelembe kell venni (átfolyó v. ellennyomó medence). A fenti elvek szerint kialakított medencetípusok a vízbevezetés, ill. vízelvezetés módjától, valamint a belső víztér kialakításától függően más-más formát és szerkezeti megoldást eredményezhetnek. 3.2 Légtechnikai alapelvek Külföldi és hazai üzemi tapasztalatok szerint — a hidraulikai kialakítással párhuzamosan — i nagy gondot kell fordítani a medencék szellőztetésére is. A víztér feletti légtér átszellőztetése ugyanolyan fontos, mint a megfelelő vízcsere biztosítása. Az átlevegőztetés célja egyrészt a medencék födémén jelentkező páralecsapódás megakadályozása, másrészt a víz oxigén hiányának a pótlása. Ez utóbbi az üzemeltetés szempontjából fontos, mert a medencében tárolt víz tartózkodási idejének a növekedését eredményezheti, ami különösen az ellennyomó medencéknél fontos, ahol — a víz felhasználásától függően — több napos, esetleg hetes tartózkodás is előfordulhat. A levegőztetés kisebb űrtartalmú medencéknél történhet természetes szellőztetéssel. Nagyobb térfogatú tárolóknál azonban hatásos szellőzést csak szűrt és a tárolt víz hőmérsékletével közel azonos hőmérsékletű levegő felhasználásával, mesterséges szellőztetéssel lehet biztosítani. 3.3 Szerkezeti alapelvek Az áramlástani szempontok lényegesen kihatnak a medencék szerkezeti kialakítására is. Ez a megállapítás elsősorban a nagy űrtartalmú medencékre vonatkozik, ahol a víz bevezetésére, a medencén való átáramoltatására, valamint a víz elvezetésére külön e célra szolgáló szerkezeti elemeket kell beépíteni. A tároló belsejében kerülni kell az áramlás szempontjából kedvezőtlen éles sarkokat, a kiálló részeket, és sima felületek kialakítására kell törekedni. Az áramlástani szempontból szükséges követelmények -—a medencék térfogatától függően —szerkezeti vonatkozásban több-kevesebb többletköltséget okoznak. A hasznos víz m 3-re vetített fajlagos többletköltségek a térfogattal fordított arányban változnak. A medencék szerkezeti kialakításánál elsősorban a gazdaságosságra, az időállóságra, valamint a korszerű építéstechnológiára kell nagy súlyt fektetni. Ezek a követelmények viszont visszahatnak az áramlástani kialakításra, s annak kisebb-nagyobb mérvű módosítását eredményezhetik. A medencék tervezésénél tehát a hidraulikai, légtechnikai, szerkezeti és építéstechnológiai szempontokat komplex módon kell kezelni, s azok optimális kielégítésére kell törekedni. 4. Különböző medencetípusok ismertetése és értékelése Az elmúlt évtizedek során számos medencetípus került hazánkban megvalósításra. A tárolók formája, térfogata és szerkezeti kialakítása különböző. Épültek négyszög, hatszög, kör alakú medencék monolit, előregyártott v. feszített kivitelben. Ezek űrtartalma 25— 10 000 ni 3 között változott. 10 000 m 3-nél nagyobb térfogatú medencéket eddig még nem építettek Magyarországon.
