کلیات مخازن آب شرب

مخازن، يكي از اجزاي مهم سامانه هاي آبرساني مي باشند كه بايد به گونه اي طراحي گردند تا علاوه بر جبران تغييـرات تقاضاي آب، كاهش نوسانات فشار آب در شبكه ي توزيع، ذخيره و فراهم نمودن آب مورد نيـاز اطفـاي حريـق و اسـتمرار آبرساني و توزيع آن در هنگام قطع برق و حوادث احتمالي، از آلودگي آب نيز جلوگيري نمايند.

شرايط پي

در هنگام استفاده از اين ضوابط، فرض بر اين است كه زمين شناسي، مكانيك خاك، لـرزه خيـزي منطقـه و همچنـين شرايط پي درخصوص مسايلي از قبيل: نشست ، اختلاف نشست (نشست غيريكنواخت)، ظرفيت باربري ، اثرات خورنـدگي ناشي از آب و خاك ، سطح آب زيرزميني ، آبگونگي يا روانگرايي، فشار جانبي ، ضريب عكـسالعمـل افقـي و قـائم خـاك و ساير پارامترهاي مكانيك خاك، توسط گروه هاي ذي صلاح مورد بررسي قرار گرفته و نتايج حاصـل و پارامترهـاي لازم در اختيار گروههاي مختلف طراحي مخزن قرار داده شده است.
در مخازن بزرگ به منظور كنترل مضاعف نتايج آزمايش هاي مكانيك خاك ، حفر گمانه هاي تكميلي و كنترل مطالعات ژئوتكنيك اوليه مطابق نظر مهندس ژئوتكنيك توصيه مي شود.
طبقه بندي مخازن بتني از لحاظ وضعيت استقرار نسبت به تراز زمين
مخازن بتن مسلح برحسب وضعيت استقرار نسبت به تـراز زمـين، بـه دو دسـته ي مخـازن هـو ايي و مخـازن زمينـي طبقه بندي مي شوند. ضوابط ارائه شده در اين مجموعه مربوط به مخازن زميني مي باشد. براي طراحـي و اجـراي مخـازن هوايي لازم است به ضوابط مربوط مراجعه گردد.

1- مخازن بتني هوايي

مخازن هوايي، مخازني هستند كه براي ايجاد فشار مناسب در شبكه (به علت موجودنبـودن زمـين طبيعـي مرتفـع در منطقه ي تحت پوشش)، بر روي پايه ه اي قاب بندي شده و يا يكپارچه، احداث مي گـردد . در شـرايط معمـول، حجـم ايـن مخازن محدود بوده و براساس نياز تعيين مي گردد. نمونه هايي از مخازن هوايي احداث شده بر روي پايه هاي قاب بندي شده و يا يكپارچه در شكل شماره (1-1) آمده است.

2- مخازن بتني زميني

مخازن بتني زميني براي ذخيره ي آب تصفيه نشده يا بهداشتي، متعادل كردن فشار، مكش تلمبه خانه ها، تـامين فشـار شبكه و… استفاده مي شوند. با توجه به ضوابط پدافند غيرعامل و همچنين ملاحظات فني و معماري، مخازن بتني زمينـي ممكن است به صورت مدفون، نيمه مدفون و يا نمايان ساخته شوند.

الف – مخازن بتني زميني مدفون

مخازن بتني زميني مدفون مخازني هستند كه در عمق مناسب استقرار يافته و سپس پشت ديوارها و همچنـين روي سقف آن ها خاك مناسب ريخته و خاك پشت ديوارها متراكم گردد. اين گونه مخازن علاوه بر محاسني كه از لحاظ استتار دارند، از نظر تبادل حرارتي نيز شرايط مناسبي را فراهم مي آورند.

‌ب- مخازن بتني زميني نيمه مدفون

در اين مخازن عمليات خاكريزي صرفا تا بخشي از ارتفاع ديوار انجـام مـي شـود . ايـن گونـه مخـاز ن از لحـاظ اسـتتار، تغييرات دما و همچنين انبساط و انقباض دال سقف، شرايط نامناسبي دارند و با توجه به ضوابط پدافنـد غيرعامـل بـراي استفاده در شبكه آب آشاميدني شهري قابل توصيه نمي باشند.

‌ج- مخازن بتني نمايان

اين گونه مخازن به طورمعمول به لحاظ معماري منظر و يا نمادگرايي، و در تطابق با محيط پيرامون براي سـامان دهـي سيما و مناظر شهري، تاريخي و توريستي، به صورت نمايان ساخته مي شوند.
درشكل شماره (1-2) نمونه هايي از مخازن بتني زميني مدفون، نيمه مدفون و نمايان نشان داده شده است.
عواملي كه در انتخاب نوع مخازن زميني از لحاظ مدفون، نيمه مدفون و يـا نمايـان بـودن تـاثير دارد، شـامل ضـوابط پدافند غيرعامل، سطح آب زيرزميني، شرايط اقليمي، توپوگرافي، ژئوتكنيك، محدوديت زمين، رقوم مورد نظر، شيب زمين و يا لزوم سامان دهي سيما و مناظر مي باشد.
به منظور رعايت ضوابط پدافند غيرعامل و تامين تمهيدات لازم براي مقابله با يخ زدگي ، بايد از مخازن زميني مـدفون براي آب آشاميدني استفاده شود. درصورتي كه امكان مدفون كردن مخازن براي چنين مراكزي ميسر نباشد، مخزن بايد با نظر كميته پدافند غيرعامل ، و مطابق ضوابط مربوط مورد مطالعه خاص قرار گيرد.
در چنين شرايطي به علت ضوابط پدافند غيرعامل توصيه مي شود از مخازني كه شكل هندسي آنها داراي گوشه هاي تيز است، استفاده نشود.

سيستم سازهاي مخازن بتني زميني :

الف – سيستم سازهاي سقف

مخازن را مي توان مسقف و يا بدون سقف احداث نمود. مخازن آب آشاميدني بايد مسـقف و غيرقابـل نفـوذ باشـند . از مخازن بدون سقف به طور معمول در مواردي نظير حوضچه هاي تـه نشـيني، اسـتخرهاي شـنا و ذخيـره ي آب كشـاورزي استفاده مي شود. براي سقف مخازن مي توان يكي از سيستم هاي زير را انتخاب نمود:

الف- دال تخت قارچي

ب- تير- دال

با توجه به خصوصيات سازه اي و همچنين شرايط پايايي لازم براي سقف مخازن، سيستم نوع الف (دال تخت قارچي)، مناسب ترين و متداول ترين سيستم مي باشد. اگرچه در بعضي از موارد براي مخازن آب آشاميدني شـهري از سيسـتم دال دوطرفه با تيرهاي حمال محيطي نيز استفاده مي گردد.
درصورت استفاده از سيستم دال دوطرفه با تيرهاي حمال محيطـي، مشخصـات فنـي لازم بـراي پايـايي و همچنـين عملكرد دال به عنوان يك ديافراگم صلب بايد مورد مطالعه خاص قرار گيرد.
ب : اتصال سقف به ديوار در مخازن بتني زميني
به طور معمول اتصال سقف به ديوار در مخازن نيمه مدفون به منظور كاهش اثر تغيير طول هاي حرارتي، به صورت آزاد و در مخازن مدفون، جهت جلوگيري از نفوذ آب هاي زيرزميني به صورت يكپارچه در نظر گرفته مي شود. ارتبـاط محـيط خارج با محيط داخل مخازن بايد با كارگذاري آب بندهاي مناسب در محل اتصال سقف به ديوار، به طوركامل قطع گردد.
نمونه هايي از سيستم هاي اتصال سقف به ديوار مخازن بتني زميني در شكل شماره (1-3) آمده است.

سيستم سازهاي ديوار مخازن بتني زميني

الف – سيستم سازه اي ديوار در مخازن بتني مكعب مستطيلي زميني

سيستم سازه اي ديوار مخازن بتني زميني برحسب وجود درزهاي انبساط قائم در ديوار، مطابق يكـي از حـالات زيـر، به صورت يكپارچه و يا غيريكپارچه درنظر گرفته مي شود. انتخاب سيستم سازه اي مناسب براي ديوار مخازن بايد برمبناي ضوابط ارائه شده در فصل چهارم اين ضابطه صورت پذيرد.

الف- سيستم يكپارچه

− دال دوطرفه، متكي بر سه لبه و آزاد در لبه ي فوقاني (وضعيت اتكايي ممكن است لولايي يا گيردار باشـد )، در اين حالت ديوارها علاوه بر لنگر خمشي، تحت كشش در امتداد طولي نيز قرار مي گيرند.
− دال دوطرفه، متكي بر چهار لبه (وضعيت اتكايي ممكن است لولايي يا گيردار باشـد )، در ايـن حالـت ديوارهـا علاوه بر لنگر خمشي، تحت كشش در امتداد طولي و فشار در امتداد قائم نيز قرار مي گيرند.

ب- سيستم غيريكپارچه

− دال يك طرفه ي قائم طره اي، گيردار در پايين و آزاد در بالا
− دال يك طرفه ي قائم، گيردار در پايين و متصل به سقف در بالا، كه معمولا اتصال ديوار و سقف لـولايي فـر ض مي شود.
در سيسستم غيريكپارچه ديوارها و كف داراي درز انبساط مي باشند.