Water and Wastewater Systems Hydraulic Design

Week 1

Course Format• Combination of lecture and in class problem solving

• Lecture notes delivered on whiteboard and overheads/PowerPoint presentations

• Examples solved on the whiteboard supplemented with handouts

• Assigned reading from references

Course Objectives• Gain a working understanding of the design features of water supply and distribution systems.

• Learn computer software for the hydraulic analysis of water networks.

• Gain a working understanding of the hydraulics and design features of sanitary sewers.

• Learn computer software for the hydraulic analysis of sewage conveying systems.

• Gain a practical understanding of pump stations design, control valves and fittings.

• Gain a working understanding of pipe flow transient analyses.

Course OutcomesAfter completing the course, students will be able to:

1.Given information on the service area including street layout and topographical map: determine the water demand for a service time and design a water distribution network including local storage requirements.

2.Given information on the service area including street layout and topographical map: determine design wastewater flows for a prescribed service time and design a section of sanitary sewer including design profile drawings and calculation of the backwater profile given flow elevation for an intersecting sewer.

Grading:Home assignments

Design Project 30 %

Mid term exam

Attendance

Comprehensive final exam 70 %

Attendance:  There will be hands on work on lab computers. Everyone is expected to 

attend all classes. Attendance will be taken each class.

Home AssignmentsSubmissions should be neat and presented on the due date.  

Late papers will be assessed a penalty of 5% per calendar day late.  Under no circumstances will papers be accepted after graded assignments have been returned.  Your submission should reflect your thinking and your style of presentation.

Course Topics

• Water Supply Networks– Conceptual design (water demands, storage, conveyance, pumping, protection)

– Hydraulic design of water supply mains

– Hydraulic design of water supply networks

– Control valves and mechanisms

– Design of fire hydrants

Course Topics

• Wastewater Networks– Conceptual design (demands, conveyance, pumping)

– Design of storm sewer/combined sewers

– Hydraulic design of wastewater networks

– Design of wastewater pumping stations

– Design of force mains

• Transient Analysis

More and more in today’s world, our wastewater is someone else’s drinking water

What is a water and wastewater treatment process?

• Series of distinct unit operations that must be integrated to achieve treatment objectives

• Protection of public health

• Protection of the environment  

Example of a water distribution network

Water pumps and control valves

Pipe break

Wastewater pipe installation

Sewer Systems

Assignment 1

Assignment 1

• Hrequ = Hs + hf + hfilter + hlocal + hn• hf = f * L * V^2/(2*g*d)• Take hlocal = 0.1 * hf• f = 1.325/(ln(eps/(3.7*d)+5.74/Re^0.9))^2