KENTSEL ALTYAPI SİSTEMLERİNİN HİDROLİĞİ 1. ÖDEVİ

Transkript

1 KENTSEL ALTYAPI SİSTEMLERİNİN HİDROLİĞİ 1. ÖDEVİ Soru 1: Zemin boy kesiti şekilde verilen serbest yüzeyli akiferde açılacak bir d= 0.8 m çaplı bir kuyudan; a) Çekilebilecek optimum debiyi, b) Bu kuyunun kaç nüfuslu bir kasabanın ihtiyacını karşılayabileceğini (qort = 100 l/n.g) c) Kuyunun şematik şeklini çizerek motor ve pompa yerleşim şeklini belirtiniz. d) kasabanın mevcut su ihtiyacını karşılamak için sadece yandan beslemeli keson kuyu kullanılması durumunda kuyu çapının ne olması gerektiğini hesaplayınız. k==0.005 m/s alınacaktır Soru 2: Zemin boy kesiti şekilde verilen basınçlı bir akiferde açılacak kuyularla içme suyu sağlanacaktır. Ayrıca kuyu açılacak zemine ait özellikler aşağıda verilmiştir. Buna göre; a) Çekilebilecek optimum debiyi, (d = 1.00 m). b) ) Bu kuyunun kaç nüfuslu bir kasabanın ihtiyacını karşılayabileceğini (qort = 160 l/n.g) c) Kuyu içine yerleştirilecek kum-çakıl filtreyi ve emme borusunu boyutlandırınız (d10= 0.2mm, d60= 0.6mm, d80= 1.8mm, d90= 2.0mm)

2 Soru 3: N 1995=7000, N 2005=16000, q ort=9a l/ng, (P/ ) min=5 m., kaptaj su yüzü kotu=8a m., Pompaj süresi=1a saat., J=(0,017/D).(V 2 /2g), Elektrik maliyeti=0,20 YTL/kwh, Faiz+amortisman=%15, Pompa verimi = %85 Çap (mm.) Maliyet (YTL/m ) Soru 4: Aşağıda şekli ve gerekli bilgileri verilen isale hattında; a-) 30 sene sonraki proje nüfusunu (2005 yılından itibaren), b-) Terfi hattı ekonomik boru çapını ve şeb.ana.borusu çapını, c-) Gerekli pompa gücünü, d-) Kaptaj ve (1) noktasındaki statik ve işletme basınçlarını bulunuz. A = P. p QT.J.b.E 102.η, 1b0 m (1) 8a KAPTAJ 4a m 2ab0m 3ba0 m (2) (şehir) Soru 5: Şekilde verilen isale hattında kullanılan boru maksimum 150 mss basınca dayandığına göre; a-) Gerekli işletme organlarını şekil üzerinde göstererek piyezometre çizgisini çiziniz. b-) Depo yerini ve maksimum depo kotunu belirleyiniz. (Şebeke ana borusundaki yük kaybı 3 m. ve depodaki su derinliği 5 m alınacaktır.) c-) Bu isale hattının N=1ab000 nüfuslu bir kentin su ihtiyacını karşılayabilmesi için çapı ne olmalıdır (Standart çaplar 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 ve 1000 mm dir). d-) (2) ve (3) noktalarındaki statik ve işletme basınçlarını bulunuz. 4ab (1) 300 2ab (3) (2) 2.0 km. 1.5 km. 1.5 km. 2ba q ort =1ba lt/n.g. (P/ ) min.şeb =30 m. =0.02 (P/ ) min.isale =5 m. Şehir

3 Soru 6: Şekildeki isale hattı, proje nüfusu 4ab00 olan bir yere içme suyu sağlamak için yapılmıştır. İsale hattında tercih edilen font boru olup çap 500 mm dir. q ort = 1ba lt/n.gün, şebekedeki min piyezometre basıncı 25 mss, isale ve şebekede maksimum basınç 80 m alınacaktır. 120 m kotuna konulan ayaklı hazne giriş basıncının 3 m olması istenmektedir. Hesaplarda William Hazen bağıntısı kullanılacaktır. C olduğuna göre, a) İsale debisini b) Şebeke ana borusu debisini c) Maslak yerini bulunuz. d) Piyezometre çizgisini gösteriniz. 200 Kaptaj 11b 10a 7b 8a 9a şebeke ana boru 2000 Soru 7: 2000 yılı nüfusu 1ab00, 2005 yılı nüfusu 2ab00 olan bir şehrin su ihtiyacı şekildeki barajdan temin edilecektir. q ort = 1ba lt/n.gün dür. İsale hattında (P/γ) min = 4 m, (P/γ) max = 100 m olup terfi merkezinde su darbesi için tedbir alınacaktır. İsale hattında çelik boru kullanılmıştır. Bu boru hattında iller bankası yöntemine göre şehrin 2040 yılı ihtiyacını karşılayacak şekilde; A noktasına pompa yerleştirilmesi halinde pompa gücünü tayin ediniz ve piyezometre çizgisini çiziniz. Hesaplarda William-Hazen bağıntısı kullanılacaktır. C=110, V 0,85.C.R 0.63.J b 15a C 1000 m O m O a m O 350 A 12b B D Hazne

4 Soru 8: Günlük tüketim salınımı, nüfusu ve günlük kişi başına su ihtiyacı verilen kasabanın; a-) Cazibeli isale halinde, b-) saatleri arasında çalışan terfili isale halinde, gerekli depo hacimlerini grafik ve analitik olarak bulunuz. (N=2ab00. kişi, yılın en sıcak gününde kişi başına tüketim 1ba lt/n.g) Saatler Tüketim % Soru 9: 1995 yılı nüfusu 14000, 2005 yılı nüfusu ve günlük kişi başı ortalama su tüketimi 100 l/ng olan şehre, şekilde boy kesiti verilen 500 mm lik font borudan imal edilecek isale hattı ile su temin edilecektir ( =0.02 ve sabit alınacaktır). Buna göre; a-) 2008 yılından itibaren kasabanın 30 yıl sonraki nüfusunu ve ihtiyaç debisini bulunuz. b-) İsale hattında bulunması gerekli işletme elemanlarını gösteriniz. c-)terfi istasyonu 12 saat çalıştırılacağına ve emme borusunda yük kaybı 3 mss olduğuna göre kullanılacak pompanın gücünü hesaplayınız ( =0.70, N = g.q T.H (kw) 102. h d-) (1), (2), (3) ve (4) noktalarındaki statik basınç çizgisi ve piyezometre çizgisi kotlarını, işletme ve statik basınçları bulunuz. 15a m Depo ). 2 10a m 3 7b m 4 5b m 1 15ab m 5ba m 20ab m

5 Soru 10: Şekildeki şebeke 8ab0 nüfuslu bir kasabaya aittir. q max=2ba lt/n.g olduğuna göre şebeke ana borusu ve esas borularının çaplarını, minimum ve maksimum ayaklı depo kotlarını bulunuz. (P/ ) min=30m, =0.017 ve ayaklı depoda su derinliği 2.0 m alınacaktır. Şehir oldukça düzlük bir ovada kurulmuştur. Şebeke hesaplarını hem ölü nokta hem de Hardy-Cross yöntemleri ile yaparak birbiriyle karşılaştırınız. Depo A(23) k=1,b L=2a0m B(22) L=2abm. k=2,a L=1abm. k=2,b L=1ba Qöz= a lt/s. D (21) k=2,a L=2bam. C(20) Soru 11: Şekildeki şebeke 2ab00 nüfuslu bir kasabaya aittir. q ort=1ba lt/n.g, (P/ ) min=30 m, (P/ ) max=80m dir. Şebeke hesaplarında Colebrook-White tabloları kullanılacağına göre ana ve esas boru çaplarını ölü nokta metoduna göre belirleyiniz. E(17) A(20) B(18) k=1,a L=100m. k=2,b L=50m. k=2 L=50m. k=1,a L=100m k=1,a L=100m. k=1,b L=100m. F(15) D(17) C(15) k=1,b L=50m. Soru 12: Şekil 1 deki ABC vadisi boyunca boyuna yerleşen 5ab0 nüfuslu bir kasabanın içme suyu şebekesinin esas boruları boyutlandırılacaktır. Şebekenin işletme emniyeti için göz olarak teşkil edilmesi arzu edilmektedir. Kasabada kişi başı maksimum günlük su tüketimi 200 l/ng dir. Boru uzunlukları ve sokakların nüfus yoğunlukları şekil üzerinde verilmiştir. Şebekede C düğüm noktasından 3,a l/s özel debi alınacak ve borularda yangın debisi dikkate alınmayacaktır. Hardy-Cross Yüklerin Dengelemesi metodunu kullanarak şebekeyi boyutlandırınız. Boyutlandırma için Darcy- Weisbach bağıntısı kullanılacak ve =0.02 alınacaktır. Kullanılacak standart boru çapları 100, 125, 150, 175, 200, 250 ve 300 mm dir. J = l V 2 D 2g

6 Hazne m k= m Qö=4 l/s k= m m k=1.0 3 Soru 13: q max.= 2ab l/ng olan 2ba00 nüfuslu bir kasabanın Şekil 2 deki içme suyu şebekesine ait esas borular ile şebeke ana borusunun çaplarını ölü nokta metodu ile hesaplayınız. Şebekede font boru kullanılacaktır. Hidrolik hesaplarda Hazen-Williams denklemi kullanılacak ve C=130 alınacaktır. Kullanılacak standart boru çapları 100, 125, 150, 175, 200, 250 ve 300 mm dir. ( V = 0.85CR J ) Hazne (50.0) 100 m (38.0) A k=2.b 500 m k=1.a 600 m Qö=4 l/s (35.0) B k=1.b 250 m D (32.0) k=2.a 700 m k=1.b 400 m E (26.0) C (30.0) Not: b öğrenci numarasının sondan ikinci, a öğrenci numarasının son rakamını göstermektedir. 1. ödevin en son teslim tarihi 1. vize sınavıdır.

7 KENTSEL ALTYAPI SİSTEMLERİNİN HİDROLİĞİ 2. ÖDEV Soru 1: Aşağıdaki soruları gerekirse şekil çizerek açıklayınınz: a) Kanalizasyonda kullanılan bacalar hakkında bildiklerinizi yazınız. b) Kanalizasyon tipleri hakkında bildiklerinizi açıklayınız. c) Yağmur suyu yüzeysel akış katsayısını açıklayınız. d) Yağmur suyu kanalizasyonunda giriş süresi, akış süresi ve toplanma süresi kavramlarını açıklayınız. e) Akış süresi 5 dakika olan bir alanda 3 dak, 5 dak ve 7 dak yağmur yağması halinde meydana gelecek akış hidrograflarını şekil çizerek açıklayınız. Soru 2: Su toplama alanları, yağmur suyu akış katsayıları, mecralara ait akış süreleri ve başlangıç bacalarına ait giriş süreleri verilen şekildeki yağmur suyu kanallarına ait debilerini bulunuz. Rasat yağmuru : n=1, T=15dak., r=1ab lt/sn.ha.; Hesap yağmuru : n=2, T=15 dak. tg=5dak. A=2,b ha. C=0.60 A=3,a ha. C=0.75 A=1,b ha. C=0.60 (1) ta=6dak. (2) ta=4dak. (3) ta=3dak. (5) tg=15dak. (4) A=2,b ha C=0.50 ta=3dak A=4,a ha. C=0.45 ta=10dak. Soru 3: Şekildeki şebekede 1-2, 2-4, 3-4 ve 4-5 kanallarına ait atık su ve yağmur suyu debilerini bulunuz. (6) A = 2,0 ha. Hesap Yağmuru T = 10dak V = 1,5m/s V = 1 m/s. V = 1m/s. n = 1 N = 6aa kişi N = 8bb kişi N = 6bb kişi Rasat yağmuru T = 15dak L =2abm, L = 3bam. L = 2abm. C = 0,6 n = 1 r = 1ab l/s.ha. A = 1,5ha. A = 1,5 ha. L = 2abm, V = 1,5m/s, C = 0,5 C = 0,6 A = 1,6 ha, C = 0,5, N = 4bbkişi Soru 4: Şekilde verilen tüm kanallara ait atıksu debilerini bulunuz ve kanalları boyutlandırınız. Minimum toprak örtü kalınlığı 2.70 m, maksimum toprak örtü kalınlığı 5.0 m, Jmin=1/ mak=1/15 olarak verilmektedir. Bacalara ait zemin kotları, su toplama alanları ile kanal uzunlukları şekil üzerinde verilmişlerdir. Standart boru

8 çapları 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ve 100 cm dir. (qmax= 2ba lt/n.g., Nüfus yoğunluğu N=3ba N/ha, Vmin=0.5 m/s, Vmax=3 m/s, Doluluk oranı (h/d)mak=%90). (2) (56.00) A = 3.a ha A = 2.b ha L = 80m. L = 40m. (1) (3) (4) (54.00) (56.10) (55.00) L = 60m, A = 2.a ha Soru 5: Şekildeki şebekede 1-2, 2-4, 3-4 ve 4-5 kanallarının yağmur suyu debilerini bularak kanalları boyutlandırınız. Ayrıca kanallarının boykesitini çiziniz. (Jmin=1/ mm, Jmax=1/15). (Standart çaplar 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 ve 1000 mm dir) (hmax=4,0m,hmin=1,20m, F=5) T giriş=10dk 3 (96.50). A=b ha T giriş=5dk L =2bam, L = 1abm. L = 3bam. C=0,5 1 A=a ha C=0,5 2 A=b ha C=0,6 4 C=0,6 5 (94.50) (98.00) (96.00). (95,00) L = 4abm, A=a ha Not: ba öğrenci numarasının son iki rakamını ifade etmektedir. Ödevler 2. vize anında teslim edilecektir.