Системы водоснабжения

Водоснабжение, совокупность мероприятий по обеспечению водой различных её потребителей — населения, промышленных предприятий, транспорта и др. Комплекс инженерных сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, называется Системой водоснабжения или водопроводом. Все современные Системы водоснабжения населённых мест являются централизованными: каждая из них обеспечивает водой большую группу потребителей.

В зависимости от назначения обслуживаемых объектов современные водопроводы подразделяются на коммунальные и производственные (промышленные или с.-х.). Наиболее крупные потребители воды — предприятия металлургической, химической, нефтеперерабатывающей промышленности, а также ТЭС. Некоторые мероприятия, связанные с использованием воды, по своей классификации не относятся к водоснабжению. Например, подача воды для полива с.-х. полей представляет собой специальную отрасль водного хозяйства — орошение, подача воды по турбинам ГЭС относится к гидроэнергетике.

Для целей водоснабжения используются природные источники воды: поверхностные — открытые водоёмы (реки, водохранилища, озёра, моря) и подземные (грунтовые и артезианские воды и родники). Для нужд населения наиболее пригодны подземные воды. Однако для снабжения водой больших населённых мест подземных источников часто оказывается недостаточно, а получение из них значительного количеств воды экономически невыгодно. Поэтому для водоснабжение крупных городов и промышленных объектов используют преимущественно поверхностные источники пресной воды. Для получения воды из природных источников, её очистки в соответствии с нуждами потребителей и для подачи к местам потребления служат следующие сооружения:

· насосные станции первого подъёма, подающие воду к местам её очистки;

· сборные резервуары чистой воды;

· насосные станции второго или последующих подъёмов, подающие очищенную воду в город или на промышленные предприятия;

· водоводы и водопроводные сети, служащие для подачи воды потребителям.

Общая схема водоснабжения может видоизменяться в зависимости от конкретных условий. Если, например, вода источника не требует очистки, из схемы выпадают очистные и связанные с ними сооружения. При расположении источника на более высоких отметках, чем снабжаемый водой объект, вода может быть подана самотёком, и поэтому нет необходимости в устройстве насосных станций. Расположение водонапорных башен и резервуаров зависит от рельефа местности. В некоторых системах используется несколько источников водоснабжения, что ведёт к увеличению числа основных сооружений. При большой разности отметок на территории объекта иногда устраивают так называемое зонное водоснабжение, т. е. отдельные сети для районов города, расположенных на разных отметках, с отдельными насосными станциями. Иногда сооружают повысительные насосные станции, забирающие воду из основной сети города и подающие её в возвышенные районы.

Водоприёмные сооружения имеют различное устройство в зависимости от вида источников водоснабжения и местных условий. Для приёма поверхностных вод используются речные, водохранилищные, озёрные, морские водоприёмники. Для приёма подземных вод в зависимости от глубины залегания водоносных пластов применяются трубчатые (буровые) колодцы, горизонтальные водосборы, представляющие собой дренажные трубы или галереи, укладываемые в пределах водоносного пласта. Родниковые воды собираются при помощи капотажных сооружений (каменных резервуаров, приёмных камер и др.), располагаемых в месте наиболее интенсивного выхода родниковой воды.

Вода поднимается из подземных источников в большинстве случаев центробежными насосами. Весьма эффективны погружные насосы, опускаемые под уровень воды в колодец вместе с электродвигателем, заключённым в водонепроницаемый кожух. При использовании артезианских (напорных) вод после сооружения колодца уровень воды в нём устанавливается над водоносным пластом. Иногда давление в пласте столь велико, что вода самоизливается из колодца на поверхность земли. Для городских водопроводов, использующих подземные воды, обычно сооружают группу колодцев. Вода из них поступает в сборный резервуар и оттуда подаётся потребителям насосной станцией. Шахтные колодцы применяют при относительно неглубоком залегании подземных вод. В зависимости от глубины шахтных колодцев подъём воды из них может быть осуществлен обычными или погружными насосами. В системах В. населённых мест водоприёмные сооружения всех типов включаются в зону санитарной охраны.

Насосные станции современных систем В. оборудуются, как правило, центробежными насосами с электрическим приводом, а также регулирующей, предохранительной и контрольно-измерительной аппаратурой. Многие насосные станции имеют телеуправление и полностью автоматизированы.

Очистные сооружения обрабатывают природную воду с целью придания ей качеств, соответствующих требованиям потребителей. Очищенная вода подаётся к объекту по водоводам и разводится по его территории водопроводной сетью. К уличной сети присоединяются домовые ответвления, по которым вода вводится в здания. Внутри зданий устраивается сеть внутреннего водопровода, подводящая воду к точкам её разбора через различные водоразборные устройства (краны). В благоустроенных жилых домах и в некоторых общественных зданиях устраиваются также системы, снабжающие потребителей горячей водой. В производственных зданиях вода подводится к различным технологическим агрегатам, машинам, аппаратам, котлам и т.д. Разбор воды осуществляется частично и из наружной (уличной) сети через водоразборные колонки (краны). Подача воды для тушения пожаров осуществляется из наружных пожарных гидрантов, располагаемых на уличной сети. Внутренние пожарные краны устанавливаются в общественных и производственных зданиях, а также в жилых домах выше 11 этажей.

Для промышленных предприятий (в определённых условиях) применяют так называемые оборотные системы водоснабжения, а также системы с последовательным использованием воды. Оборотные системы служат для предотвращения нерационального использования природных вод и их загрязнения. В таких системах воду после надлежащей обработки (охлаждения или осветления) снова подают потребителям. Для охлаждения воды в оборотных системах применяются градирни, бассейны брызгальные, охладительные пруды. При этом из источника подаётся вода только для восполнения её потерь при охлаждении и безвозвратных её расходов в производстве. Таким образом, количество воды, забираемой из источника, при оборотной системе значительно меньше, чем при обычной прямоточной системе. Это позволяет иногда использовать природный источник, который при прямоточной системе был бы недостаточным для данного потребителя. Системы с последовательным использованием воды применяют в тех случаях, когда вода, сбрасываемая одним производственным потребителем, может употребляться другим. Это также уменьшает количество воды, которое надо забирать из источника водоснабжения.

Вследствие значительного роста водопотребления в населённых местах (в результате роста числа жителей, а также при наличии всех видов благоустройства) и промышленности в некоторых районах местные природные источники оказываются недостаточными для удовлетворения потребностей в воде. В такие районы вода подаётся из удалённых источников. Так, одним из источников водоснабжения Москвы является р. Волга, из которой вода поступает по каналу на расстояние 128 км; в центральные районы Донбасса вода подводится каналом и водоводами на расстояние 130 км.

Санитарный надзор. Качество подаваемой населению воды (на всём пути её транспортирования от водопроводной станции до потребителя) подвергается строгому санитарному контролю. Санитарный надзор, осуществляемый районными и городскими санэпидстанциями, распространяется на все системы хозяйственно-питьевого В. населённых мест и другие системы, подающие воду питьевого качества. Органами Государственного санитарного надзора в СССР утверждено «Положение о проектировании зон санитарной охраны централизованного водоснабжения и водных источников», обязательное для всех организаций, проектирующих и строящих системы водоснабжения, и для всех водопроводных предприятий. На территории, входящей в зону санитарной охраны, устанавливается режим, обеспечивающий надёжную защиту источника водоснабжения от загрязнения и сохранение требуемых качеств воды. Проект зон санитарной охраны составляет неотъемлемую часть каждого проекта водоснабжения, без которой он не может быть утвержден.

Водоснабжение

В этой статье вы узнаете всё о водоснабжении — описание водоснабжения, схемы и системы водоснабжения, учебники, таблицы, программы, проектирование, строительство, эксплуатация и многое многое другое.

Что такое водоснабжение?

Водоснабжение — это процесс обеспечения водой населения, производства, сельского хозяйства и нужд пожаротушения.

Водоснабжение на хозяйственно-питьевые нужды — это обеспечения населения питьевой водой для удовлетворения санитарных потребностей, питья, приготовления пищи, стирки и уборки помещений.

Водоснабжение на производственные нужды — это расход воды предприятиями промышленности для обеспечения технологических процессов и на полив территории.

Водоснабжение на сельскохозяйственные нужды — это полив сельскохозяйственных угодий и полей, питьевые потребности животноводства.

Противопожарное водоснабжение — это расход воды для обеспечения наружного пожаротушения (пожарные гидранты, пожарные емкости и водоемы) и расход воды на внутреннее пожаротушение (пожарные краны, автоматическое пожаротушение (сплинкеры и дренчеры)).

Системы водоснабжения

Системы водоснабжения подразделяются по расходу, источникам водозабора, возобновляемости водоснабжения и способу подачи воды.

По расходу водоснабжения:
— расход на хозяйственно-питьевые нужды;
— расход на производственные нужды;
— расход на пожаротушение.

По источникам водоснабжения:
— поверхностные (реки, озера, моря . );
— подземные (колодцы, скважины).

По способу подачи воды в системе водоснабжения:
— самотечные;
— напорные.

По возобновляемости источников водоснабжения:
— однократное использование;
— оборотное водоснабжение.

Системный подход к водоснабжению объекта (дома, здания или сооружения) является залогом надежности процесса водоснабжения этого объекта.

Горячее водоснабжение

Горячее водоснабжение — это процесс подачи воды на хозяйственно-питьевые или производственные нужды.

Системы горячего водоснабжения (ГВС) могут быть централизованными или местными.

Выбор системы горячего водоснабжения здания (централизованное или местное) следует производить в зависимости от санитарно-гигиенических требований, требований технологии производства, экономической целесообразности, а также с учетом принятой схемы наружного горячего водоснабжения.

Подробнее здесь.

Холодное водоснабжение

Холодное водоснабжение — это процесс подачи воды на питьевые, производственные или пожарные нужды.

Системы холодного водоснабжения могут быть централизованными или местными.

Выбор системы холодного водоснабжения здания (централизованное или местное) следует производить в зависимости от санитарно-гигиенических и противопожарных требований, требований технологии производства, а также с учетом принятой схемы наружного водопровода.

Подробнее здесь.

Схема водоснабжения

Схематично процесс водоснабжения можно представить на следующем рисунке:

Схема водоснабжения состоит из:

— источника;
— водоподготовки;
— резервуара чистой воды (РЧВ);
— насосной станции (НС);
— сети водопроводов (как наружных так и внутренних);
— потребителей (жители или производство).

Водоснабжение частного дома (частное водоснабжение)

Водоснабжение частного дома является частным случаем типовой схемы водоснабжения любого объекта.

Источником водоснабжения в частном доме может быть как подключение к коммунальной сети водопровода города или поселка, так и индивидуальный источник (колодец или скважина).

Подключение к коммунальной сети водоснабжения производится с установкой колодца. Достаточный диаметр колодца в месте врезки 1000 или 1500 мм из типовых сборных железобетонных колец.

На вводе водопровода в здание обязательным требованием в последнее время является устройство водомерного узла. Для частного водоснабжения водомерный узел состоит из фильтра условным диаметром 15мм и водомерного счетчика диаметром 15мм. Водомерный счетчик в свою очередь может по требованию водоканала оборудоваться устройством дистанционной передачи данных на диспетчерский пункт водоканала.

Станции водоснабжения

Станции водоснабжения предназначены для повышения давления (напора) в сети водопровода внутреннего или наружного.

Станции водоснабжения в общем виде состоят из:

— насосы;
— отключающие задвижки или затворы;
— обратные клапаны;
— датчики давления;
— манометры;
— шкаф управления;
— гидроаккумулятор;
— виброкомпенсаторы;
— фундамент.

Производительность и количество насосов в насосной установке подбираются исходя из экономической целесообразности на основании максимального часового расхода и требуемого напора на выходе.

Отключающие задвижки или затворы необходимы для отключения как отдельных насосов, так и установки в целом с целью ремонта или замены.

Обратные клапаны устанавливаются на подающем трубопроводе для исключения обратного тока воды.

Датчики давления передают сигнал в шкаф управления.

Манометры позволяют визуально проконтролировать уровень давления в подающем и отводящем трубопроводах.

Шкаф управления по сигналу от датчиков давления включает или отключает насосы в насосной установке. При наличии частотного регулирования включение и отключение насосных агрегатов изменяется плавно. Включение насосных агрегатов производится при достижении давления в подающем трубопроводе минимального уровня. Отключение насосов производится при достижении максимально допустимого проектного напора.

Гидроаккумулятор необходим для компенсации незначительного расхода в сети водоснабжения с целью исключения частого включения насосов.

Виброкомпенсаторы необходимы для сглаживания вибрационных нагрузок от работы насосных агрегатов.

Фундамент под насосные установки необходим для усиления несущих конструкций в месте установки насосного оборудования. В заглубленных помещениях насосных станций фундамент также поднимает уровень электрических двигателей до нормативного значения относительно пола насосной станции.

Учебники и таблицы по водоснабжению

Изучение систем водоснабжения необходимо начинать с прочтения технической литературы.

1) Учебник для вузов «Абрамов Н.Н. Водоснабжение».

В учебнике даны основные сведения о системах водоснабжения, приведены материалы для ознакомления с назначением, условиями работы, конструкциями, методами расчета и проектирования основных водопроводных сооружений. Рассмотрены задачи и характерные особенности систем производственного и сельскохозяйственного водоснабжения.

Абрамов Н.Н. Водоснабжение. Скачать >>>.
2) Таблицы для гидравлического расчета. Шевелев Ф.А.

Книга содержит таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб из различных материалов. Таблицы составлены по формулам, выработанным в результате исследований, проведенных по ВНИИ ВОДГЕО, и охватывают нормированные размеры диаметров труб.

Таблицы Шевелева. Скачать >>>

Этапы проектирование водоснабжения

Проектирование водоснабжения — это процесс разработки документации необходимой и достаточной для строительства сетей и сооружений водоснабжения. Начинается с утверждения технического задания и заканчивается авторским надзором за строительством. Результатом работы проектной организации является проектная документация в объеме 87 постановления правительства Российской Федерации или рабочая документация в объеме ГОСТ на соответствующие системы.

Этап №1: Изучение строительных норм (сводов правил, актуализированных редакций СНиП);

Этап №2: Изучение специализированных программ для проектирования водоснабжения;

Этап №3: Оформление проектной документации.

После разработки проектной документации можно приступать к строительству сетей и сооружений водоснабжения.

Строительство сетей водоснабжения (на примере наружного водопровода)

Все работы по строительству наружного водопровода выполняются по проекту производства работ, утверждённому главным инженером строительной организации.

Начало и условия строительных работ определяются ордером на производство работ.

До начала работ по строительству водопровода производятся следующие подготовительные работы:

1. Разбивка трассы водопровода на местности;
2. Устройство подъездных и монтажных дорог к месту строительства;
3. Ограждение строительной зоны;
4. Разводка по трассе электроэнергии для строительных нужд;
5. Подвеска существующих пересекаемых подземных коммуникаций;
6. Завоз строительных конструкций, водопроводных труб и прочих материалов для строительства.

Указанная последовательность работ осуществляется в соответствии с захватами строительных зон.

Основные работы по строительству водопровода:

— Устройство траншей сети водопровода и котлованов для строительства водопроводных колодцев;
— Прокладка сети водопровода.

Подробнее в статье «Строительство водопровода».

После строительства сетей и сооружений водоснабжения можно приступать к эксплуатации системы.

Эксплуатация систем водоснабжения

Эксплуатация систем водоснабжения определяется техническими регламентами разработанными владельцами сетей и сооружений.

Например эксплуатация внутриквартирной сети водопровода заключается:

1) Проверка системы водопровода на отсутствие протечек.
2) Своевременный ремонт и замена санитарных приборов в санитарном узле квартиры и на кухне.

Интересные факты по водоснабжению (обновляется)

Прокладку наружной сети водопровода следует производить на 0,5м ниже глубины промерзания.

Производительность водопроводного крана — 7-10 литров воды в минуту.

Доведение воды до требуемых параметров ПДК можно достичь не только очисткой, а также например подмесом воды с разных водоносных горизонтов.

Обезжелезивание достаточно простой процесс. Обезжелезивание воды = аэрация + фильтрация.

В качестве заключения

Водоснабжение — это процесс обеспечивающий удобство жизнедеятельности человека в быту и на производстве. В первую очередь достаточный уровень знаний обеспечивает надежность этого процесса.

Всё о водоснабжении — описание, схемы и системы, книги, учебники, таблицы, программы, проектирование, строительство и эксплуатация. Подробное описание системы водоснабжения и принципов работы.