깨끗한 물은 인류의 가장 기본적인 필요 중 하나이며, 도시 지역은 일반적으로 일종의 중앙 집중식 공공 시스템에서 물을 얻습니다. 수도 시스템 운영은 공중 보건과 안전에 영향을 미치는 주요 책임입니다. 밀집된 도시 지역에서 깨끗하고 풍부한 물 공급은 음주뿐만 아니라 위생 및 소방에도 절대적으로 필요합니다. 그리고 그것은 우리가 자주 필요한 것이 아닙니다. 물은 주야간, 주말, 공휴일 및 그 사이의 어느 때나 항상 필요합니다. 따라서 충분한 물을 찾아서 안전하게 사용할 수 있도록 한 다음 다운 타임없이 시스템 고객에게 안정적으로 분배하는 일은 많은 인프라를 필요로하는 기념비적 인 작업입니다. 그리고 아마도 공공 상수도 시스템에서 가장 눈에 띄는 구성 요소는 급수탑이라고도하는 고가 저장 탱크 일 것입니다. 저는 Grady입니다. 이것은 공공 사업, 인프라 및 우리 주변의 인간이 만든 세계에 대한 제 비디오 시리즈입니다.
공공 수도 시스템의 소유자라고 가정 해 보겠습니다. . 고객에게 충분한 양의 물 공급원을 찾았고 고객이 안전하게 사용할 수 있도록 해당 물을 청소하는 방법을 찾았습니다. 이제 물을 보낼 때입니다. 한 곳에서 다른 곳으로 물을 얻을 수있는 몇 가지 방법이 있습니다. 그들 중 하나는 그것을 거기에 가지고 다니는 것입니다. 동물의 등, 트럭, 배낭에 든 병 등 우리는 여전히 물리적으로 항상 물을 운반합니다. 하지만 일반적으로 가장 효율적인 방법은 아닙니다. 수로를 전담하는 첫 번째 인프라는 개방형 수로였습니다. 도랑, 운하 또는 수로에서 물은 중력에 의해 때로는 매우 먼 거리로 운반됩니다. 우리는 여전히 관개 및 배수를 위해 물을 운반하기 위해 개방형 채널을 사용하지만 몇 가지 단점도 있습니다. 물은 오염과 오염에 노출되고 수로가 땅을 이등분하여 건너기 어렵고 물은 시작된 곳보다 고도가 낮은 지역으로 만 흐를 수 있습니다. 마지막 문제는 특히 언덕이나 산이있는 지역에 물을 공급하려는 경우 큰 단점입니다. 따라서 오늘날 대부분의 공공 수도 시스템은 분배를 위해 파이프에 의존합니다.
개방형 수로에 상단을 씌우기 만하면 압력을 활용하여 원하는 곳으로 유체를 이동할 수 있습니다. 토고. 와이어의 전자가 고전압에서 저전압으로 흐르는 것처럼 파이프의 유체는 고압에서 저압으로 흐릅니다. 따라서 파이프 한쪽 끝의 압력을 높이면 깨끗한 물을 원하는 곳으로 보낼 수 있습니다. 그리고 어떻게 물의 압력을 높이나요? 펌프로. 펌프는 유체를 이동시키는 장치입니다. 어떤 경우에는 펌프가 말 그대로 유체를 더 높은 높이로 들어 올리지 만 대부분의 경우 펌프는 압력을 높여 유체에 에너지를 전달합니다. 그리고 펌프, 특히 전체 도시에 사용되는 펌프의 크기는 비쌉니다. 따라서 공공 수도 시스템에 필요한 펌프의 크기를 선택해야하는 경우 어떻게해야합니까? 도시가 하루에 사용하는 물의 양을 측정하고 그 유량에 맞는 펌프를 선택할 수 있습니다. 어떻게 작동하는지 확인해 보겠습니다.
당신의 도시는 자정이고 대부분의 물 고객은 잠 들어 있습니다. 연중 무휴 24 시간 운영하는 산업 고객 외에도 물 수요가 최소화되고 펌프가이를 충족하는 데 문제가 없습니다. 그러나 오전 5 시경, 자동 스프링클러 시스템이 작동하기 시작합니다. 오전 6 시경 사람들은 일어나기 시작하고, 샤워를하고, 양치질하고, 아침 식사를 요리하고, 물이 필요한 모든 것을 시작합니다. 물 수요가 펌프 용량을 초과하는 데 오래 걸리지 않습니다. 곧바로 새 펌프는 평균 크기에 불과했기 때문에 시스템 요구 사항을 충족 할 수 없습니다. 대도시 지역의 물 수요는 평일 하루 동안 크게 달라질 수 있으며, 시간당 최대 수요 (보통 아침 또는 저녁)는 때로는 평균 일일 수요의 5 배에 달합니다. 따라서 하나가 아닌 펌프만으로 고객의 물 요구 사항을 충족 시키려면 최대 5 개의 펌프 (또는 5 개의 작업을 수행 할 수있는 하나의 거대한 펌프)가 필요할 수 있습니다. 뿐만 아니라 다양한 수요를 충족하기 위해 펌프를 지속적으로 켜고 꺼야하므로 장비의 마모가 증가합니다. 여기에 저장 공간이 있습니다. 시스템에 급수탑을 추가하고이 실험을 다시 시도해 보겠습니다.
자정이고 수요가 적지 만 펌프는 작동 중입니다. 완전 활짝 열려. 물이 흐르는 고객 대신 급수탑으로 흘러서 천천히하지만 확실하게 탱크를 채 웁니다. 아침이되고 수요가 증가하기 시작하면 펌프가 계속 작동합니다. 자체적으로 수요를 충족시킬 수는 없지만 탱크에 저장된 물이 차이를 메우고 있습니다. 모든 고객이 필요한 물을 얻고 있습니다.사람들이 하루를 시작함에 따라 수요가 다시 평균 이하로 떨어집니다. 그러나 펌프는 계속 작동하고 여분의 흐름이 탱크로 들어갑니다. 도시 주민들이 저녁을 요리하고, 목욕을하고, 식물에 물을주기 시작하면서 수요가 다시 급증하기 시작합니다. 이 모든 여분의 물 사용은 대부분의 사람들이 잠자리에 들고주기가 다시 시작되기 전에 탱크를 다시 비 웁니다.
저장이 어떻게 물 시스템을 더 효율적으로 만드는지 쉽게 알 수 있습니다. . 펌프뿐만 아니라 수처리 공장과 원수 공급을 포함한 모든 업스트림 인프라에서 물 수요의 최고점과 계곡을 부드럽게합니다. 스토리지가 없으면 이러한 모든 시설은 최대 수요에 맞게 크기를 조정해야하므로 비용이 증가합니다. 충분한 스토리지를 사용하면 평균 수요에 맞게 펌프 및 기타 인프라의 크기를 조정할 수 있으므로 수요 변화를 예측하고 그에 따라 대응할 필요가 없기 때문에 비용뿐만 아니라 복잡성도 절약 할 수 있습니다. 때로는 이러한 봉우리와 계곡이 예측 가능하지만 때로는 그렇지 않습니다. 도시 지역에서 가장 큰 물 수요 중 일부는 화재입니다. 소방력과 물을 충분히 공급하지 않으면 밀집된 도시 지역에서 화재가 타 버릴 수 있습니다. 사실, 역사상 가장 치명적인 재난의 대부분은 현대 수자원 시스템 이전에 도시에서 발생한 화재였습니다. 이제 대부분의 지자체 및 건축 법규에는 소방관이 사용할 수있는 물의 양에 대한 최소 요구 사항이 있습니다. 급수탑처럼 물을 저장하고 준비하는 것은 비상 사태에 대응하는 데 큰 도움이됩니다.
그래 디 씨. . 이것은 새로운 것이 아닙니다. 스토리지는 공급이 수요와 일치하지 않는 모든 상황에 대한 오래된 솔루션입니다. 그리고, 예, 큰 탱크에 물을 저장하는 것은 놀라운 일이 아닐 수도 있습니다. 하지만 급수탑은 단지 큰 수조가 아니라 지상 위로 높이 올라간 큰 수조입니다. 그것은 급수탑이 단지 물을 저장하는 것이 아니기 때문입니다. 그들은 또한 에너지를 저장하고 있습니다. 물 분배 시스템은 물이가는 곳에 물을 공급하기 위해 압력에 의존합니다. 수압이 낮은 상태에서 샤워를 한 적이 있다면 수돗물에서 충분한 물을 얻을 수 없기 때문에 얼마나 답답할지 알 것입니다. 수도 시스템에 압력을 가하는 것도 공중 보건에 중요합니다. 파이프에 충분한 압력이 없으면 오염 물질이 수도꼭지 나 작은 누출을 통해 시스템으로 유입 될 수 있습니다. 대부분의 수도 시스템은 펌프에서 압력을 받기 때문에이 압력을 유지하려면 많은 에너지가 필요합니다. 따라서 물 자체뿐만 아니라 펌프에 의해 전달 된 에너지를 저장할 수있는 능력이 중요합니다. 전기 비용이 수요에 따라 달라지는 일부 지역에서는 급수탑을 채우기 위해 전기가 저렴한 야간에 펌프를 작동 할 수 있습니다. 그런 다음 전기가 더 비싼 낮에는 펌프를 꺼 두어 타워 만 시스템에 압력을 가하고 고객에게 서비스를 제공 할 수 있습니다. 이러한 방식으로 에너지를 저장하는 것도 전력망의 신뢰성을 높이기 위해 더 큰 규모로 수행되지만 이는 다른 동영상의 주제입니다. 높은 저장 공간은 펌프가 작동하지 않는 경우에도 시스템을 계속 가압하여 정전시에도 유용합니다.
하지만 얼마나 높아야합니까? 수역 내의 압력은 수심과 관련이 있다는 것을 알 수 있습니다. 더 깊게 갈수록 압력이 커집니다. 수영장이나 바다에서와 마찬가지로 물 분배 시스템은 깊이와 압력간에 동일한 관계를 갖습니다. 그것은 일련의 파이프 안에 갇혀 있습니다. 따라서 물 분배 시스템을 우리 모두가 살고있는 가상의 바다로 상상할 수 있으며, 고가 저장 탱크의 수면은 가상 바다의 표면을 나타냅니다. 이런 식으로 물 시스템을 상상하면 적절한 압력으로 고객에게 물을 공급하는 문제를 쉽게 알 수 있습니다. 우리 도시가 평평하다면 이것은 매우 간단 할 것입니다. 모든 건물은 가상 바다에서 같은 깊이에 위치합니다. 그러나 대부분의 지역에는 최소한 어느 정도의 지형적 구호가 있습니다. 낮은 고도의 고객은 압력이 너무 높을 수있는 가상 바다의 바닥에 있습니다. 이것이 좋은 것이라고 생각할 수도 있지만 배관 파이프 및 가전 제품은 특정 압력에 대해서만 등급이 지정되므로 해당 등급을 초과하면 심각한 손상이 발생할 수 있습니다. 때때로 낮은 고도의 건물에는 압력을 줄이기 위해 특수 밸브가 장착됩니다. 고도가 높은 고객은 수압이 매우 낮은 가상 바다의 표면 가까이에있을 것입니다. 앞서 언급했듯이 이것은 실망 스러울뿐만 아니라 시스템 오염으로 이어질 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 많은 대도시에서 압력 구역이라는 별도의 분배 시스템을 유지하고 있으며, 각각 자체 급수탑이있어 도시 내 다른 고도에서 고객에게 서비스를 제공합니다.
그러나 , 같은 위치의 다른 고도에서 고객에게 서비스를 제공해야하는 경우 어떻게됩니까?고층 빌딩과 같은 고층 건물은 낮은 층에서 적절한 수압을 가질 수있는 반면, 높은 층은 물 분배 시스템에서 수면 근처 또는 가상 바다 위로 올라갈 수 있습니다. 따라서 대부분의 고층 건물은 도시 수압에 의존하는 대신 자체 펌프를 사용하여 위층에 물을 공급합니다. 뉴욕과 같은 일부 도시에서는 각 건물에 고유 한 고가 저장 탱크가 있어야합니다.
모든 도시에서 급수탑을 사용하는 것은 아닙니다. 일부는 더 높은 고도에서 전체 물을 공급하므로 시스템에 압력을 가할 필요가 최소화됩니다. 그리고 때로는 시스템을 계속 가동하기 위해 펌프에만 의존하는 것이 더 합리적입니다. 어쨌든 급수탑은 값이 싸지 않고 상당한 공간을 차지하며 물이 충분히 순환하지 않으면 물이 정체 될 수 있습니다. 그러나 공공 상수도의 경우 신뢰성이 핵심입니다. 그리고 뇌우로 인해 중력이 무너진 지 오랜 시간이 지났기 때문에 높은 저장 탱크 (어떤 형태 나 방식 으로든)는 확실히 여기에 있습니다. 시청 해주셔서 감사합니다. 어떻게 생각하는지 알려주세요!
