Водоснабжение — это комплекс взаимосвязанных инженерных сооружений, предназначенных для забора, очистки, и транспортировки потребителям воды заданного качества в требуемых количествах и под необходимым напором.
Основные элементы систем водоснабжения
Система водоснабжения состоит из водоприемных, водоподъемных, очистных, водонапорных и регулирующих сооружении, магистральных водоводов и распределительных сетей, установок энергоснабжения, автоматизации, телемеханизации и связи. В зависимости от требований к водопроводу и его назначения некоторые из приведенных выше сооружении могут отсутствовать.
Конфигурация системы водоснабжения в каждом отдельном случае зависит от очень многих факторов: производительности, типа источника водоснабжения, требований к качеству воды, назначения водопровода, климатических условий, местных условий и так далее.
К системам, подающим воду на хозяйственно-питьевые нужды, предъявляются следующие требования:
- обеспечение подачи расчетных расходов воды под необходимым напором и с требуемым качеством при минимальных затратах на строительство и эксплуатацию водопроводных сооружений;
- работа системы водоснабжения должна быть надежной, эксплуатация ее простой и с максимальным использованием механизации и автоматизации. Наиболее распространенная схема водоснабжения населенного пункта представлена на рис. 1.1.
1. Поверхностный водоем (река, озеро, водохранилище, пруд и т.д.), используемый в качестве источника водоснабжения;
2. Водозаборное сооружение, предназначенное для забора воды из водоёма;
3. Насосная станция первого подъёма (НС-1), перекачивает воду из водоёма на сооружения очистки воды;
4. Водоводы транспортировки воды водоема от НС-1 на очистные сооружения;
5. Сооружения по подготовке воды питьевого качества;
6. Резервуары чистой воды (РЧВ). Предназначены для хранения регулируемого объема воды, противопожарного запаса и технологического объема воды на собственные нужды очистных сооружений;
7. Насосная станция второго подъёма (НС-2). Предназначена для перекачки питьевой воды от очистных сооружений в распределительную сеть населенного пункта.
8. Водоводы транспортировки воды от НС-2 в распределительную сеть населенного пункта;
9. Граница селитебной зоны населенного пункта;
10. Кольцевая распределительная водопроводная сеть населенного пункта — предназначена для равномерного распределения воды по площади населенного города.
11. Водонапорная башня — предназначена для хранения регулируемого объема воды при различиях в подаче НС-2 и водопотреблении населенным пунктом;
12. Узловые колодцы кольцевой сети, где размещена запорная арматура.
13. Промышленное предприятие;
14. Трубопровод для подачи технической воды на промышленное предприятие;
15. Водозабор технической воды.
При заборе воды из подземного источника водоснабжения конфигурация водопровода имеет несколько иной вид (рис. 1.2).
16. Водозаборные скважины; 17. Сборный коллектор. Остальные обозначения те же, что на рис. 1.1.
Классификация систем
Из-за большого разнообразия местных условий и требований, которые предъявляются к водопользованию, каждая система водоснабжения имеет индивидуальные особенности. В тоже время, системы можно классифицировать по следующим признакам:
А. По виду обслуживаемых объектов:
- городские;
- поселковые;
- промышленные;
- сельскохозяйственные;
- комбинированные.
Б. По источнику водоснабжения:
- из поверхностного источника;
- из подземного источника;
- смешанные.
В. По назначению (качеству) воды:
- хозяйственно-питьевой;
- технический;
- противопожарный;
- объединенный;
- специальный.
Г. По вертикальному расположению:
- однозонные;
- зонные.
Д. Промышленные (по кратности использования воды):
- прямоточные;
- с повторным использованием воды;
- оборотные.
Е. По продолжительности работы:
- постоянно действующие;
- сезонно действующие;
- временно действующие.
Ж. По конфигурации:
- тупиковые;
- дублированные;
- кольцевые.
З. По способу подачи воды в сеть:
- с механической подачей;
- самотечные;
- комбинированные.
И. По степени надежности:
- 1-я категория обеспеченности подачи воды — допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30% расчетного расхода и на производственные нужды до предела, установленного аварийным графиком работы предприятий; длительность снижения подачи не должна превышать 3 суток. Перерыв в подаче не должен превышать 10 минут.
- 2-я — продолжительность снижения подачи воды на 30% не должна превышать 10 суток. Перерыв в подаче воды не должен превышать 6 часов.
- 3-я — продолжительность снижения подачи воды на 30% не должна превышать 15 суток. Перерыв в подаче воды потребителям не должен превышать 24 часов.
К. По территориальному охвату потребителей:
- местные (локальные) — обеспечивают водой отдельных потребителей;
- централизованные – обеспечивают водой всех потребителей, расположенных в данном населенном пункте;
- групповые или районные – подают воду на несколько населенных пунктов.
Источники водоснабжения
Источник водоснабжения во многом определяет всю схему водопровода. Он должен удовлетворять следующим требованиям:
- обеспечить необходимый расход воды с учетом перспективы;
- обеспечивать бесперебойность подачи воды;
- затраты на очистку воды должны быть сведены к минимуму;
- минимальные затраты на транспортировку воды потребителям;
- мощность источника должна быть такой, чтобы при заборе воды не нарушалось экологическое равновесие.
Различают две группы источников водоснабжения:
- поверхностные (реки, озера, водохранилища, пруды, моря);
- подземные (грунтовые, подземные, артезианские воды, родники).
Окончательный выбор источника водоснабжения зависит от качества воды, мощности источника, удаленности от объекта — потребителя воды, стоимости перекачки и очистки воды. Часто водопроводная сеть города питается от нескольких источников водоснабжения. В настоящее время необходимо учитывать влияние хозяйственной деятельности человека на источник водоснабжения: внесение в почву удобрений, ядохимикатов, наличие тяжелых металлов, воздействие мощных промышленных потребителей воды и так далее.
Необходимо предусматривать альтернативные источники снабжения населения питьевой водой на случай крупной аварии на водопроводе. Например, доставка цистернами, продажа через торговую сеть бутилированной воды.
По материалам: Водоснабжение: учебное пособие / Н. И. Куликов [и др.]. – Новосибирск: ООО «ЦСРНИ», 2016. – 704 с.