خطوط انتقال آب و شبکه توزیع به مجموعه ای از تاسیسات، شامل لوله، اتصالات و شیرها گفته می شود که به منظور انتقال سیالات (مایعات و گازها) از نقطه ای به نقطه دیگر احداث می شوند.
مهم ترین بخش های یک شبکه توزیع یا خطوط انتقال شامل، لوله با جنس های مختلف، ایستگاه پمپاژ به منظور تامین فشار خط، شیرآلات به منظور کنترل و بهره برداری از خط انتقال می باشد. در طراحی یک شبکه توزیع مهم ترین پارامترها شامل اختلاف ارتفاع نقطه مبدا و نقطه تحویل، طول مسیر، میزان دبی آب می باشد و عمدتا خطوط انتقال در عمق زمین و به صورت دفنی اجرا می شود.
هر زمان بخواهیم آب و یا دیگر سیالات را از تراز ارتفاع منفی (در نقطه پست زمین) به نقطه بالاتری انتقال دهیم و یا بخواهیم آب را از یک محل به محل دیگر انتقال دهیم از خطوط انتقال آب استفاده می نماییم. بدین معنا که هرگاه محل ذخیره سیالات شامل آب و یا پساب نسبت به محل مصرف یا تصفیه آن در ارتفاع پایین تری قرار داشته باشد، می بایست به منظور جا به جایی آب از شبکه انتقال تحت فشار یا یک خط انتقال استفاده نمود. بدین منظور در محل ذخیره آب در پایین دست، ایستگاه پمپاژ احداث می شود و به وسیله آن، هد یا فشار مورد نیاز خطوط انتقال مهیا می گردد. در بعضی از موارد اختلاف ارتفاع زیادی بین مبدا و مقصد آب وجود ندارد اما فاصله طولی زیادی وجود دارد که سبب افت فشار آب در طول مسیر می گردد و لذا در این موارد نیز خطوط انتقال کاربرد دارد.
موارد متعددی در طراحی و اجرای بهینه خطوط انتقال آب و شبکه توزیع آب نقش دارند که از آن جمله انتخاب دبی مناسب یا همان ظرفیت خط انتقال می باشد.
از جمله پارامترهای مهم دیگر، تعیین و محاسبه افت فشار در طول مسیر خطوط انتقال آب می باشد که با محاسبات دقیق ریاضی و با توجه به سایز و جنس لوله ها و دبی آب به دست می آید. نقشه مسیر خطوط انتقال و طول و اختلاف ارتفاع آن نیز در برآورد این میزان افت فشار تاثیر بسزایی دارد.
انتخاب جنس مناسب لوله برای خطوط انتقال آب با توجه به شوری و یا خواص فیزیکی آن، عمق دفن لوله و جنس خاک و تاثیر آن بر روی لوله ها از مهم ترین عوامل در طراحی و اجرای خطوط انتقال آب می باشند. به مجموع این عوامل نیز باید انتخاب شیرهای مناسب در طول مسیر خطوط انتقال از جمله شیرهای یک طرفه، شیرهای قطع و وصل جریان و از همه مهم تر شیرهای تخلیه هوا را نیز افزود.
در طراحی یک شبکه توزیع آب نخستین مرحله برآورد دبی یا ظرفیت انتقال آب در شبکه و یا خطوط می باشد. به عنوان نمونه در یک کارخانه تولیدی که میزان مصرف آب در فصول مختلف متفاوت می باشد، بر اساس دبی ها یا ظرفیت های مذکور طراحی و ساخته می شود و یا در یک شبکه توزیع آب و خطوط انتقال آب شهری که میزان مصرف آب در ساعات مختلف شبانه روز، متفاوت است، دبی یا ظرفیت نیز بر همین اساس انتخاب می گردد. به طور کلی در طراحی خطوط سناریوها یا حالت های مختلفی از دبی را می توان متصور بود که بر اساس آن ظرفیت ها، خطوط طراحی می گردد.
پس از انتخاب دبی خطوط انتقال، تعیین مسیر انتقال آب و محل های مصرفی (نقاط تحویل) صورت می گیرد و بر این اساس نقشه توپوگرافی زمین تهیه می گردد. در این مرحله رقوم زمین و طول مسیر به دقت اندازه گیری و محاسبه می شود. پس از آن با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی آب، جنس خط لوله معین می گردد و بر اساس این جنس می توان میزان افت فشار در طول مسیر را محاسبه نمود. در نقشه توپوگرافی نقاط معارض خطوط انتقال که احیاناً با شبکه ریلی، جاده ها و سایر خطوط در تماس باشد مشخص می شود و به منظور جلوگیری از پدیده سیفون شدن تمهیدات لازم و شیرآلات مناسب تعبیه می گردد.
از آنجایی که در خطوط انتقال تحت فشار تمامی سطح لوله با آب در تماس می باشد، بنابراین سرعت آب در نزدیکی لوله ها (شرایط مرزی) بسیار اندک است اما در مرکز مقطع لوله سرعت بیشتر می باشد. این مساله به دلیل اصطکاک میان سیال (آب) و لوله در خطوط انتقال به وجود می آید، این اصطکاک هم به جنس لوله و قطر آن بستگی دارد و هم به خواص فیزیکی آب از قبیل دما، ویسکوزیته و دانسیته وابسته می باشد. در طراحی فرآیند خطوط انتقال آب، مدل سازی از کل خطوط انجام می گیرد و میزان افت فشار در اثر اصطکاک داخلی لوله، اختلاف ارتفاع، افت فشار شیرآلات و اتصالات محاسبه می گردد و بر اساس آن فشار مورد نیاز خط انتقال طراحی می شود.
در مرحله نهایی، شیرآلات خطوط طراحی و انتخاب می گردند و در نهایت اینکه با انتخاب عمق لوله گذاری در طول مسیر خطوط انتقال با توجه به شرایط اقلیمی محل پروژه و محاسبه عمق یخ زدگی آب، عملیات طراحی خطوط انتقال تکمیل می گردد.
همانطور که ذکر شد انتخاب جنس لوله به ویژگی های آب و خاک بستگی دارد. از آنجایی که آب در تماس مداوم با سطوح داخلی لوله می باشد، بنابراین خواص فیزیکی و شیمیایی آن در دراز مدت بر روی سطح داخلی لوله ها موثر است. خاک نیز بر روی سطح بیرونی لوله ها تاثیر می گذارد. در مواردی که خاک حاوی مقادیر بالایی سولفات (SO4) دو بار منفی باشد، باعث ایجاد خوردگی بر روی سطح بیرونی لوله به ویژه در لوله های GRP می گردد.
به طور کلی در خطوط انتقال آب از لوله های ذیل استفاده می شود:
هر کدام از لوله ها ویژگی های منحصر به فرد خود را دارا می باشند که در کنار مباحث اقتصادی و فنی توسط طراح خطوط انتقال انتخاب می گردد.
به منظور انتخاب جنس لوله علاوه بر پارامترهای اقتصادی، خواص فیزیکی و شیمیایی آب باید مد نظر قرار بگیرند تا از عمر مفید لوله ها اطمینان حاصل نمود. برخی از مهمترین عوامل شامل:
میزان ذرات معلق موجود در آب که با پارامتر TSS و یا کدورت اندازه گیری می شود. هرچه میزان ذرات معلق در آب بیشتر باشد، سایش سطح داخلی لوله افزایش می یابد و بنابراین زبری لوله و در نتیجه افت فشار آن افزایش خواهد یافت.
گرادیان سرعت در خط لوله که هرچه میزان آن بالاتر باشد سبب ایجاد مشکلات متعدد از قبیل افزایش خوردگی، افزایش تنش مجاز لوله، افزایش زبری نسبی لوله می گردد.
میزان شوری آب که به وسیله پارامتر TDS اندازه گیری می شود و هرچه مقدار آن بالاتر باشد سبب مشکل خوردگی و یا رسوب گذاری در داخل سطح لوله می شود. البته برخی از لوله ها مانند لوله های پلی اتیلن بالاترین مقاومت در برابر خوردگی را دارند.
پارامتر فشار خط لوله نیز بر اساس محاسبات در بخش طراحی انتخاب می گردد. معمولا لوله های پلی اتیلن بر اساس فشار نامی PN6 ,PN10 ,PN16 و … و لوله های فولادی بر اساس رده SCH10, SCH20, SCH40 طبقه بندی می شوند. فشار قابل تحمل این نوع لوله ها بر اساس جداول استاندارد مشخص می شوند.
انتخاب شیرآلات در خطوط به منظور سهولت در امر بهره برداری و همچنین کنترل خطرات احتمالی خطوط طراحی و نصب می گردند. انتخاب مکان مناسب شیرآلات، نوع و سایز شیرآلات و میزان تحمل فشار در آن ها تمامی با شبیه سازی خطوط انتقال آب به وسیله نرم افزارهای مهندسی صورت می گیرد. برخی از شیرآلات رایج در خط انتقال و کاربردهای آن در اینجا ذکر شده است:
شیر تخلیه هوا: به منظور خروج هوای حبس شده در داخل خط لوله و یا ورود هوا به منظور جلوگیری از چقرمه شدن یا ترکیدگی در اثر فشار در خطوط انتقال آب.
شیر یک طرفه: به منظور جلوگیری از بازگشت آب به ابتدای خط و کنترل ضربه قوچ در داخل خط
شیر قطع و وصل جریان: به منظور نگهداری از سیستم و تعمیر و نگهداری خطوط.
شیر اطمینان: به منظور کنترل و دفع فشارهای مثبت در طول خط و کنترل ضربه قوچ.
شیرآلات تخلیه: به منظور شستشو و ضدعفونی نمودن خطوط انتقال آب به ویژه در مواقع استفاده در صنایع آشامیدنی.
از دیگر المان های ضروری، منهول ها و مخازن ذخیره هستند. به طور کلی منهول های دسترسی در محل هایی که مجموعه ای از شیرآلات قرار دارند، تعبیه می شوند تا اپراتورهای بهره بردار خطوط انتقال به راحتی به آن دسترسی داشته باشند.
انتخاب مخازن ذخیره و محل های آن نیز بر اساس پارامترهای مختلف اقتصادی و مهندسی و در طول مسیر طراحی و ساخته می شوند. کاربرد این مخازن کنترل و تنظیم دبی در طول مسیر می باشد این مخازن گاه به صورت بتنی بر روی زمین و گاه به صورت فلزی و در ارتفاع مناسب تعبیه می شوند.
گروه صنعتی آبگین متشکل از پرسنل فنی و کارآزموده ای است که می توانند با مسئولیت پذیری کامل کیفیت بالای خدمات رسانی را به انجام برساند و در نتیجه گام های بلند و مهمی در جهت جلب رضایت مشتریان محترم خود بردارند. تلاش گروه آبگین در جهت تامین منافع خریدار و فروشنده هر دو است و به همین جهت با توجه به شرایط “برنده-برنده”به ارائه خدمات به مشتریان می پردازد.