§ 80. Схемы хозяйственно-питьевого водоснабжения

Водоснабжение населенных мест осуществляется из открытых или закрытых источников водозабора.

Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из реки показана на рис. 151. Водозабор из реки обычно осуществляют по течению реки выше населенных пунктов и промышленных предприятий, расположенных на берегах, где река не загрязнена сточными водами. Вода через водоприемник 1 забирается из реки и самотеком по трубам 2 поступает в береговой колодец 3.

Из колодца 3 насосной станцией 4 первого подъема вода подается в очистные сооружения 5, в которых она отстаивается, фильтруется и дезинфицируется.

Рис 151. Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из реки:
1 — водоприемник, 2 — трубы 3 — колодец, 4 — насосная станция первого подъема, 5 — очистные сооружения, 6 — резервуар чистой воды, 7 — насосная станция второго подъема, 8 — водоводы, 9 — водонапорная башня, 10 — городская сеть водопровода, 11 — внутренняя водопроводная сеть здания

Из очистных сооружений вода поступает в запасные регулирующие резервуары 6 чистой воды. Из резервуаров вода насосной станцией 7 второго подъема по водоводам 8 подается в резервуар водонапорной башни 9, расположенной выше самого высокого здания района, и далее в городскую сеть 10. Из городской сети вода через распределительную сеть поступает во внутренние водопроводные сети 11 здания.

Водонапорная башня служит для создания запаса воды и поддержания требуемого напора в сети. В часы наименьшего потребления воды, обычно в ночное время, резервуар заполняется водой. В часы наибольшего потребления вода, накопившаяся в резервуаре башни, поступает в сеть вместе с водой, подаваемой насосами.

Если непосредственно у берега глубина такова, что обеспечивается забор воды, то следует применять береговые водозаборы совмещенного типа. При заборе малых расходов воды допускается применение раздельных типов водозабора в составе берегового водоприемника, всасывающих труб и насосных станций.

В отдельных системах водоснабжения насосные станции первого и второго подъема могут быть размещены в одном помещении. В этих системах водозаборные самотечные устройства с колодцами заменены всасывающими трубопроводами, а вода насосами станции второго подъема подается непосредственно в городскую сеть.

Если источником водоснабжения являются артезианские скважины, очистные сооружения обычно не делают.

Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из артезианских скважин показана на рис. 152. Вода из артезианских скважин 1 подается в резервуар 2, откуда насосами станции 3 по трубопроводам 4 подается в водонапорную башню 5 и по городской разводящей сети б трубопроводов поступает в здания. Для забора подземных вод применяют и другие типы водозаборных сооружений: шахтные колодцы, горизонтальные водосборы, трубчатые колодцы и др.

Рис 152. Схема хозяйственно-питьевого водоснабжения с водозабором из артезианских скважин:
1 — артезианские скважины, 2 — резервуар, 3 — насосные станции, 4 — трубопроводы, 5 — водонапорная башня, 6 — городская сеть водопровода

Городскую сеть водопровода, предназначенную для транспортирования воды и распределения ее между потребителями по всему городу, прокладывают по кольцевой (замкнутой) или тупиковой (разветвленной) схеме.

Кольцевая сеть (рис. 153) состоит из системы смежных замкнутых контуров или колец с боковыми ответвлениями.

Рис. 153. Схема городской кольцевой водонапорной сети

Тупиковая сеть (рис. 154) представляет собой магистральную линию с боковыми ответвлениями, предназначенными для питания отдельных потребителей.

Рис. 154. Схема городской тупиковой водонапорной сети

Преимущество кольцевой сети заключается в том, что она обеспечивает питание каждой точки с двух сторон. Вследствие этого возможно бесперебойное водоснабжение в случае аварии на каком-либо участке кольца, который выключают для ремонта. Кроме того, в кольцевой сети вода все время движется, что препятствует замерзанию ее в зимнее время. Благодаря этим достоинствам наибольшее применение получили кольцевые водопроводные сети.

Системы и схемы водоснабжения

И ВОДООТВЕДЕНИЯ»

для групп ОВР-36 и ЗОВР-45а

на кафедре «Гидротехническое и дорожное строительство»

Системы и схемы водоснабжения

1.1 Классификация систем водоснабжения.

Система водоснабжения представляет собой комплекс инженерных сооружений, оборудования и трубопроводов, обеспечивающих забор воды из природного источника, очистку и обработку ее, транспортирование и подачу потребителям требуемых расходов и качества под необходимым напором.

Системы водоснабжения классифицируют по следующим признакам:

по виду водоисточника– с использованием поверхностных вод; с использованием подземных вод; смешанные;

по способу подъема воды– нагнетательные (напорные), в которых вода к потребителям подается механическим способом (насосами); самотечные (гравитационные); комбинированные;

по назначению:

— хозяйственно-питьевые – для подачи воды на питьевые, хозяйственно-бытовые и санитарно-технические нужды, а также на благоустройство населенных пунктов (полив улиц, зеленых насаждений и т.д.); качество воды — питьевая;

— производственные – подача воды различным отраслям производства (заводы, фабрики и др.) и для нужд сельского хозяйства (животноводческие фермы, производственные комплексы, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, теплицы, пастбища и т.д.); качество воды определяется требованиями производства. Системы производственного водоснабжения могут быть оборотные, с повторным использованием воды и др.;

— противопожарные – подача воды на тушение пожаров.

Перечисленные группы водопроводов могут быть как самостоятельными, так и объединенными. Объединяют водопроводы в том случае, если требования, предъявляемые к качеству воды, одинаковые или это выгодно экономически. Например, хозяйственно-питьевые водопроводы в населенных пунктах, как правило, объединяют с противопожарным, т.к. это целесообразно экономически. Производственный водопровод можно объединять с хозяйственно-питьевым и противопожарным.

по способу доставки и распределения воды системы водоснабжения бывают:централизованные, децентрализованные и комбинированные.

Централизованная система – это система, при которой вода из одного или нескольких источников поступает в общую водораспределительную сеть или сначала в один или несколько резервуаров, а из них – в общую сеть, питающую водой весь объект данной системы. Водоснабжение всех потребителей при централизованной системе осуществляют из единой водопроводной системы. При этом водозаборные, водоподъемные и очистные сооружения рассчитаны на подачу воды всем потребителям, находящимся в зоне действия системы, и работают по согласованному графику.

Централизованные системы водоснабжения, подающие воду в сельские населенные пункты и другие объекты в пределах района, области и более обширного региона, называют групповыми сельскохозяйственными водопроводами, которые в зависимости от района обслуживания делят хозяйственные (колхозные, совхозные), межхозяйственные, областные, межобластные, межреспубликанские.

Групповые сельскохозяйственные водопроводы строят в первую очередь в безводных или плохо обеспеченных водой районах, а также когда местные водные ресурсы недостаточны или непригодны для водоснабжения.

Децентрализованная система – это система водоснабжения, при которой каждый хозяйственный или производственный центр снабжают водой обособленно, независимо от других объектов. При этом в каждом центре устраивают локальный водопровод.

Комбинированная система — промежуточная между децентрализованной и централизованной. При этой системе некоторые группы (кусты) объектов снабжают водой централизованно, используя кустовые водопроводы, а другие объекты – локально, используя локальные системы водоснабжения.

по характеру использования воды– прямоточные, в которых воду после однократного использования выпускают в канализацию; прямоточные с повторным использованием воды; оборотные, в которых воду после использования для технических целей очищают и охлаждают, затем многократно используют на том же объекте;

по надежности– одной из 3 х категорий в зависимости от вида потребителя и требований бесперебойности подачи воды.

1.2 Основные схемы систем водоснабжения

Системы водоснабжения устраивают по определенным схемам, которые представляют собой совокупность сооружений водопровода и последовательность расположения их на местности. Схемы расположения водопроводных сооружений различны и зависят в основном от принятого источника водоснабжения: его характера, мощности, качества воды в нем.

Проектирование любого водопровода начинается с вычерчивания его схемы в плане (в разрезе) и определения состава сооружений.

Обычно в начальной стадии проектирования составляют две (или более) возможные схемы водоснабжения, которые являются вариантами проекта будущего водопровода. Затем проводится технико-экономический расчет – сравнение вариантов, выбирают наивыгоднейший.

По выбранной схеме окончательно проектируют и рассчитывают все устройства и элементы СВ.

СИСТЕМЫ И СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

2.1. Системы водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий.

Системы водоснабжения или водопровода (1.1) — это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистка, хранение и представление к потребителям.

Системы водоснабжения или водопровода классифицируют по ряду признаков.

По виду обслуживаемого объекта подразделяют на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и др.

По назначению системы водоснабжения подразделяют на хозяйственно-питьевые системы водоснабжения (1.2), предназначенные для подачи воды на хозяйственные и питьевые нужды населения и работников предприятий; производственные системы водоснабжения (1,3), которые обеспечивают водой технологические цеха; противопожарные системы водоснабжения (1.4), которые обеспечивают подачу воды для тушения пожаров.

На основе технико-экономических расчетов часто устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-питьевые, промышленно-противопожарные или промышленно-хозяйственно-противопожарные. Так, в городах и поселках устраивают объединенный хозяйственно-питьевой водопровод. На промышленных предприятиях, как правило, сооружают два раздельных водопровода — производственный и хозяйственно-противопожарный. Объединенный промышленно-хозяйственно-противопожарный водопровод (1.5) устраивают тогда, когда для технологических нужд предприятия необходимо небольшое количество воды питьевого качества. На некоторых промышленных предприятиях устраивают специальные противопожарные водопроводы.

По способу подачи воды различают самотечные водопроводы (гравитационные) (1.6) и водопроводы с механической подачей (1.7) воды (с помощью насосов).

По виду используемых источников различают водопроводы из поверхностных источников (1.8) — что забирают воду из рек, водохранилищ, озер, морей, и водопроводы из подземных источников (1.9) скважин (артезианских, ключевых). Есть также водопроводы смешанного питания (1.10) — из источников обоих типов.

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например, город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае такую систему называют групповой системой водоснабжения (1.11). Систему водоснабжения, обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии один от другого, называют районной системой водоснабжения (1.12), или районным водопроводом. Небольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из ближайшего источника, называют обычно местными системами водоснабжения (1.13). В случаях, когда отдельные части территории имеют значительную разность в отметках, устраивают зонные системы водоснабжения (1.14). При таком рельефе местности в сети для высоко расположенных участков насосы должны поддерживать высокое давление, которое недопустимо в сети для низко расположенных участков (обычно при 8-этажной застройке в сети поддерживается давление не более 0,6 Мпа). В связи с этим водопроводную сеть разбивают на зоны для каждой из которых устанавливают необходимое давление.

2.2. Схемы водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий.

Схема водоснабжения (1.15) — это совокупность объектов, связанных в единый работающий комплекс. Схема водоснабжения населенного пункта зависит прежде всего от вида источника водоснабжения – поверхностного или подземного.

На рис. 1 приведена наиболее распространенная схема водоснабжения из поверхностного источника (1.16) населенного пункта с забором воды из реки. Речная вода поступает в водозаборное сооружение (1.17), из которого насосами станции первого подъема (1.18) подается на очистные сооружения(1.19). Очищенная вода поступает в резервуары чистой воды(1.20), откуда забирается насосами станции второго подъема(1.21) для подачи по водоводам (1.22) и магистральным трубопроводам(1.23) в водопроводную сеть(1.24), затем вода распределяется по отдельным районам и кварталам населенного пункта.

На территории населенного пункта (обычно на возвышености) сооружается водонапорнаябашня (1.25), которая, как и резервуары чистой воды служит для хранения и аккумуляции запасов воды. Необходимость устройства башни объясняется следующими обстоятельствами. Использование воды из водопроводной сети значительно колеблется на протяжении суток, тогда как подача воды насосами станции второго подъема относительно равномерная. В те часы суток, когда насосы подают в сеть воды больше, чем используют, излишек поступает в водонапорную башню; в час максимального расходования воды потребителями, когда расход, который подается насосами, недостаточен, в этом случае используется вода из башни. Водонапорная башня, расположенная в противоположном от насосной станции (второго подъема) конце города, называется контррезервуаром (1.26). При наличии близ населенного пункта значительной естественной возвышенности вместо водонапорной башни сооружают наземный водонапорный резервуар (1.27).

При использовании подземных вод, как источника водоснабжения схема водоснабжения из подземного источника (1.28) значительно упрощается. В этом случае очистные сооружения обычно не нужны — подземные воды часто не требуют очистки.

В некоторых случаях не устраивают также резервуаров чистой воды и насосной станции II подъема, поскольку вода может подаваться в сеть насосами, установленными в буровых скважинах. Иногда населенный пункт обеспечивается водой из двух или более источников – это водоснабжение с двусторонним или многосторонним питанием.

При расположении источника водоснабжения на значительной высоте по отношению к населенному пункту, когда подача воды из источника без помощи насосов невозможна, устраивают гравитационный водопровод (1.29).

Промышленные предприятия, отличаются значительным разнообразием технологических операций, и потребляют для отдельных процессов воду разного качества, требуя подачи ее под разными давлениями, имеют сложные схемы водоснабжения.

При расположении промышленного предприятия вблизи поселка, устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод.

В районах, где относительно много предприятий, применяют групповые системы водоснабжения (1.30). Устройство групповых (или районных) систем сокращает число очистных сооружений, насосных станций, водоводов и тем самым уменьшает строительную и эксплуатационную стоимость системы.

Промышленные предприятия, расположенные на территории современного города, обычно получают хозяйственно-питьевую воду непосредственно из городского водопровода.

Рис. 1.1. Схема водоснабжения населенного пункта

I — водоприемник; 2 — самотечная труба; 3 — береговой колодец. 4- насосы станции I подъема; 5 — отстойники;6 — фильтры; 7 — резервуары чистой воды; 8- насосы станции II подъема; 9- водоводы; 10 — водонапорная башня; 11 — магистральные трубопроводы; 12- распределительные трубопроводы.

Рис. 1.2. Схема прямоточного водо- Рис. 1.3. Схема оборотного водоснабжения снабжения промышленного предпри- промышленного предприятия.
ятия.