جامعة النجاح الوطنية
كلية الهندسة و تكنولوجيا المعلومات
An-Najah National University
Faculty of Engineering and Information Technology



 







	


Graduation Project II summary 


Design of Water Distribution Network for Asira ash-Shamalya

By
Ahmad Zedi – 11611123
Khaled Dwekat –11524086
Imad Hana – 11525932

Under supervision of:  Dr. Sameer Shadeed


Submitted in partial fulfillment of the requirements for Bachelor degree in Civil Engineering





1. INTRODUCTION 
1.1 Background 

مع زيادة الطلب على المياه ونقص الموارد المائية ، من الضروري تصميم شبكات ضخ المياه لتوصيل المياه إلى الأشخاص دون تسريب. تتمثل مهمتنا كمهندسين في حل هذه المشكلة من خلال إيجاد الحل المناسب لتقديم منتج جيد. حتى تكون كمية ونوعية المياه للناس مقبوله.

1.2 Project Objective 

• تحليل شبكات ضخ المياه  الموجودة في عصيرة الشمالية.
• ابحث عن المشاكل الموجودة في شبكات ضخ المياه  الموجودة إن وجدت ، وقم بحلها بإعادة تصميم الشبكة.
• تصميم شبكات ضخ المياه  للمدينة بحيث يغطي الطلب المستقبلي لعام 2050.

1.3 Significance of The Work


يعد تصميم شبكة توزيع المياه المناسبة أمرًا مهمًا ، فهو يضمن صحة الإنسان ، وتضمن سلطات المياه جودة المياه وفقًا للمواصفات القياسية. علاوة على ذلك ، فهي توفر المال عن طريق تجنب حفر بئر خاصة بهم لجمع مياه الأمطار والوقت والجهد الذي يبذله الناس ستعمل على الحصول على مياه نظيفة مناسبة للاستخدام البشري لتلبية احتياجات المياه اليومية.

1.4 Approach 

ولتحقيق الأهداف المقترحة تم جمع البيانات المطلوبة من عدة مصادر مثل بلدية عصيرة الشمالية ، ويكيبيديا ، والجهاز المركزي للإحصاء الفلسطيني (PCBS) ، وهيئة المياه الفلسطينية (PWA) ، وبعض المواقع الحكومية مثل Gemolg. باستخدام بعض برامج الكمبيوتر مثل waterCAD و AutoCAD و GIS ، يتم استخدام البيانات المجمعة لتصميم WDN للمدينة التي تفي بمواصفات التصميم.


1.5 Study Area 

بلدة عصيرة الشمالية ، وهي بلدة فلسطينية تابعة لحكومة نابلس ، وتقع على بعد 6 كيلومترات شمال نابلس شمال الضفة الغربية ، وتبلغ مساحتها 29442 دونمًا ، وعدد سكانها 8737 نسمة ، وتحيط بها بلدات أخرى. شرق تلوسا ، الباثان وأزموت ، من الشمال ياسيداند وبيت عمرين ، من الغرب زواتا ، اجينسينيا ونصيف جبل ، من جنوب مدينة نابلس ، عصيرة الشمالية بمتوسط ​​ارتفاع 680 م فوق مستوى سطح البحر. الموارد مثل البئر الجوفية والتي تزودها المياه من بلدية نابلس.




2. design methodology 
2.1 Data Analysis 

2.1.1 Data Collection 


1- جمعت البيانات من اختلاط عصيرة - الرماد ، وسلطة المياه الفلسطينية والجهاز المركزي للإحصاء الفلسطيني.
2-تحضير البيانات لاستخدامها في برنامج WaterCAD
3- تحليل WDN الحالي
4-التشغيل المستقر والظروف غير المستقرة على الشبكة الحالية
5- إعادة تصميم WDN

  2.1.2 Design Period


يتم تحديد فترة التصميم على أنها عدد السنوات في المستقبل ، والتي ستكون السعة أكثر من الطلبات. تم اختيار فترة تصميم المشروع لتكون 30 عامًا من الآن ؛ تم استخدام هذه الفترة لتحديد عدد السكان المستقبليين والحسابات الأخرى التي تعتمد على الوقت.


2.2 Standards and Specifications 


القيم القياسية وفقًا لـ PWA(PWA ، 2010) هي كما يلي:
• متوسط ​​الطلب على المياه 120 لتر / د.
• يجب أن تكون سرعة الماء بين (0.3 و 3) م / ث.
• يجب أن يكون الضغط في حدود 20 م H2O إلى 100 م H2O.


2.3 The Design Alternatives 

1. قم بإزالة بعض الأنابيب لتغيير اتجاه التدفق إلى مناطق الضغط المنخفض
2. استبدال بعض الأنابيب الرئيسية الحالية بأخرى ذات قطر أكبر لتغطية الطلب المستقبلي.
3. أضف مضخة لحل مشكلة الضغط السلبي.






3.HYDRAULIC BACKGROUND. 

المعادلات المهمة المستخدمة في تحليل وتصميم WDN أو المستخدمة ضمنيًا في برامج مثل WaterCAD.



1. Bernoulli Equation (Conservation Energy)




 
Where: 

: Pressure value at first point.

 γ: Specific gravity. 

: Elevation of the first point from certain datum. 

: Velocity of water at first point (m/s). 

g: Acceleration due to gravity (m/s²).

 hp: Head added by pump (pump head).

 : Pressure value at second point.

: Elevation of the second point from certain datum. 

: Velocity of water at second point (m/s). 

: Head loses due to friction.











2. Darcy Weisbach Equation


Where:

ℎ𝑓: Head loss (m). 	

f: Friction factor. 

L: Length of pipe work (m). 

D: Inner diameter of pipe work (m). 

V: Velocity of fluid (m/s).



3. Continuity Equation



: Velocity in the pipe. 

: Area of the section.


4. Hazen-William Equation



Where:

V: Velocity 

: Hazen-William coefficient

 : Hydraulic radius

 : Slope of the hydraulic grade line
4. ANALYSIS OF THE EXISTING WATER DISTRIBUTION NETWORK
4.1 Analysis of the Existing WDN

1. قمنا بإضافة طبقة على برنامج AutoCAD ، وقمنا ببناء WDN مكونة من إيماءات وأنابيب ، كما قمنا بتصديرها كملفات لـ WaterCAD.

2. قمنا بتحميل الخريطة الكنتورية


3. تمت إضافة ارتفاعات التقاطعات والخزان باستخدام أداة معالج Trex

4. باستخدام أداة Thiessen polygon في WaterCAD ، حددنا المنطقة التي من المفترض أن يخدمها كل تقاطع.

5. باستخدام أداة Load Builder في WaterCAD ، تم حساب الطلب على كل تقاطع. تحسب الأداة المساحة الإجمالية للمدينة ثم تحسب المنطقة التي من المفترض أن يخدمها كل تقاطع ويحسب النسبة المئوية لذلك ، ويتضاعف الناتج مع إجمالي كمية الطلب على المياه ويضاف ذلك عند التقاطع ، الصور التالية توضح كلا الأداتين.

6. تم تغيير أقطار الأنابيب وفقًا للأبعاد المأخوذة من البلدية لتتناسب مع WDN الحالي.

7. ثم ضربنا الجري.

4.2 The Results of the Current WDN


1. الضغط عند التقاطعات

قيم المكبس ضمن المواصفات ؛ ومع ذلك ، فإن بعض هذه القيم كانت خارج مواصفات حدود الضغط (20-120) م H2O.


2. السرعة في الأنابيب

تكون قيم السرعة قريبة من الحدود الدنيا وبعضها يقع تحت أدنى حد (0.3) م / ث وتكون السرعة منخفضة في نهاية الأنابيب في الشبكة بسبب الاستهلاك المنخفض هناك.







5. ANALYSIS AND DESIGN FOR THE FUTURE 
5.1 Population


لا توجد طريقة لحساب عدد السكان بدقة ، لكننا سنستخدم معادلة تعطي قيمة تقريبية لعدد السكان في المستقبل.


Where: 

: The populations after n years.

 : Present population. 

𝑛: Number of years.

استخدمنا المعادلة لحساب عدد السكان المستقبليين لعصيرة السمالية والتي تساوي 14096 فردًا.




5.2 Future Demand.


وجدنا أن الطلب المستقبلي باستخدام الحساب هو القسم السابق ومتوسط ​​استهلاك الفرد من المياه من سلطة المياه الفلسطينية ، والذي يساوي 1691.52 متر مكعب في اليوم.


5.3 Methodology


تم إدخال الطلب على كل تقاطع من خلال افتراض أن:

• التقاطعات التي تخدم مناطق الكثافة الثابتة سيكون لها نفس الطلب كما هو الحال في المستقبل.

• سيكون للمقاطعات الأخرى الطلب المستقبلي والطلب من الفرق بين السكان المستقبليين والحاليين ، والذي سيتم توزيعه بشكل موحد على هذه التقاطعات. سيتم توزيع الطلب من الفرق بين السكان الحاليين والمستقبليين بشكل موحد عن طريق قسمة الطلب على عدد السكان غير المثبتين التقاطعات.
5.5 Results of the Designed WDN 

1. الضغط عند التقاطعات.

كانت قيم الضغط ضمن نطاق المواصفات ، ولكن بعض هذه القيم كانت خارج مواصفات حدود الضغط (20-100) م H2O ، والتباين في القيم كبير ، وهذا يعطينا إشارة إلى أن يختلف مقدار التدفق بشكل متكرر بعض القيم ليست ضمن النطاق المقبول بسبب ارتفاع تلك المنطقة ؛ يمكن حل هذه المشكلة عن طريق زيادة ارتفاع الخزان أو إضافة مضخات لتلك المنطقة.

2. السرعة في الأنابيب.

تكون قيم السرعة حول الحد الأدنى للسرعة (0.3 م / ث). السرعة المنخفضة بسبب معدل التدفق المنخفض ، كما هو متوقع أن السكان في المستقبل واستهلاك المياه في اليوم سيكونون أكبر بكثير من هذه الأيام ، ستزداد السرعات مع عدد السكان زيادة ، صممنا الشبكة للتعامل مع معدل التدفق المرتفع في المستقبل.بالإضافة إلى ذلك ، تأكد من أن السرعة لا تتجاوز الحدود العليا (3 م / ث).



























6 conclusions

بعد تحليل WDN الحالي للوقت الحالي وبعد 30 عامًا ، ستغطي قيم السرعة والضغط المدينة لمدة عامين أو ربما ثلاث سنوات أخرى ولكن عندما يزداد الطلب في المستقبل ، لن تتمكن WDN من تغطيتها.

في التصميم المستقبلي توجد بعض المشاكل في القيم الهيدروليكية ، فبعض الوصلات كان لها ضغط سلبي ، وتحتاج إلى مضخة لزيادته ، كما أن بعضها قريب من 100 mH2O ، وقيم السرعات منخفضة بشكل عام وهذا بسبب تدفق منخفض في WDN.



image1.jpeg