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.

Источники водоснабжения

Рассмотрены все источники водоснабжения, как природного происхождения (артезианские, грунтовые воды, реки, родники и озера), так и искусственного типа (водохранилища, каналы). Описаны подземные и поверхностные воды, их особенности и отличия.

Источником питьевого водоснабжения называется объект, содержащий воду, которая отвечает всем нормативным гигиеническим требованиям и используется для системы питьевого водоснабжения с соответствующей предварительной подготовкой. Источники водоснабжения, в частности питьевого, должны гарантировать безопасность воды: отсутствие химических веществ в опасных концентрациях, возбудителей инфекционных болезней и радиоактивных элементов. Вода должна обладать благоприятными органолептическими свойствами и должна иметь полноценный минеральный состав. Все воды, которые используются для хозяйственно-питьевого назначения, бывают поверхностные и подземные. (См. также: Монтаж систем водоснабжения)

Природный источник водоснабжения

Подземные воды

Воды, которые находятся в почве, а так же в геологических породах коры планеты в любом физическом состоянии, называются подземными. Они образуются после процесса фильтрации воды из открытых водоемов (озер и рек) через русло. В зависимости от строения горных пород, сквозь которые течет вода, будет зависеть скорость ее движения. Все горные породы по отношению к воде делятся на водоупорные и водонепроницаемые породы.

Протекание подземных вод

В водонепроницаемых слоях вода бежит по законам тяжести. Пласты водоупорных и водонепроницаемых слоев чередуются между собой. Глубина залегания таких вод – от 12 до 16 км.

Схема залегания подземных вод:

1 — водоупорный слой;
2 —грунтовые воды;
3 —межпластовые воды без напора;
4 — горизонт межпластовой напорной воды;
5 — колодец грунтовой воды;
6 — скважина, берущая межпластовую безнапорную воду;
7 — скважина, берущая межпластовые напорные (артезианские) воды.

Подземные источники питьевого водоснабжения – это грунтовые воды, межпластовые воды (безнапорные и напорные), верховодка, инфильтрационные береговые воды и родники. Рассмотрим каждый вид питьевой воды. (См. также: Водоснабжение коттеджа)

Грунтовые воды

В геологической толще пород, на первом водоупорном пласте (если считать от поверхности) располагаются безнапорные воды, которые называются грунтовыми. В колодце они находятся на уровне с подземными водами. Грунтовая вода движется по направлению уклона водоупорного подстилающего слоя. Чаще всего такая вода пригодна для питьевого водоснабжения и в природных условиях не загрязнена. Но загрязнение грунтовых вод может произойти от почвы: чем ближе к поверхности залегает вода, тем больше вероятность ее загрязнения из расположенных над ней хозяйственных объектов и населенных пунктов.

Верховодка

Верховодкой называется некое скопление воды на поверхности слабопроницаемых или водоупорных пород, которые включены в толщу водопроницаемого слоя. Так же как и грунтовая вода, находясь вблизи от поверхности, верховодка может загрязняться и стать непригодной для питьевого водоснабжения.

Артезианская вода

Артезианские воды

Очень важные подземные источники водоснабжения — межпластовые безнапорные, а также напорные воды. Отличием межпластовых вод от других видов является очень глубокое залегание, которое препятствует питанию этих вод поверхностными водами. Артезианская вода (межпластовая напорная) залегает под несколькими водоупорными слоями и изливается на поверхность во время возникновения избыточного гидростатического давления. (См. также: Водоснабжение предприятия)

Артезианские водоносные слои (еще их называют горизонтами или пластами) из глубины своего залегания изливаются на поверхность, где питаются осадками из атмосферы. Если вода из вышележащего горизонта (грунтовых вод) попадет в артезианские воды, то качество артезианской воды ухудшится. Загрязнение так же может произойти от промоины в ложе русла, сквозь заброшенные колодца и скважины, при разработке карьеров и так далее.

Родники

Родником называется естественный выход подземной воды на поверхность. Этот источник образуется после падения рельефа местности, в то время, когда водоносный слой разрезается каким-то оврагом. Такой родник называется нисходящим. Восходящий родник возникает в результате прорыва напорной воды сквозь породы, которые его перекрывали. Вода из родников всегда прохладная и имеет постоянный состав минеральных веществ. Кроме того, родниковая вода отличается своей бактериологической чистотой.

Инфильтрационные воды

Этот тип воды образуется в результате процесса фильтрации открытых водоемов сквозь подземный слой прилегающей территории. Если берег водоема имеет проницаемые фильтрующие породы, то можно построить водозаборные колодцы. Если инфильтрационная вода смешается с водой из открытых водоемов, то ее качество ухудшится. (См. также: Открытая система водоснабжения)

Поверхностное водоснабжение

Поверхностные источники водоснабжения – это реки, озера, водохранилища, пруды и каналы. Поверхностные воды могут постоянно или временно находиться на поверхности. Рассмотрим каждый источник в отдельности.

Это поток воды значительных размеров, протекающий в естественном русле и пополняющийся от подземного или поверхностного стока своего же водосборного бассейна. Реки бывают горными и равнинными. Первый тип реки характеризуется большой скоростью воды и узкими долинами, в то время как равнинные реки имеют медленное течение и широкие долины. Если сравнивать реки по протяженности, то самыми малыми считаются реки, длиной менее 10 км, а самыми большими – 500 километровые и выше.

Озера

Озером называется природная впадина, заполненная солеными или пресными водами. Озера бывают бессточные и сточные (с ручьем или рекой, вытекающей из него). Пресные озера получаются в результате впадающих в него рек. Если стоки, впадающие в озеро, загрязнены, то качество озерной воды будет плохим даже на значительном расстоянии. (См. также: Водоснабжение дома)

Озеро в Техасе (необычное тем, что оно и подземное и наземное одновременно)

Водохранилища

Помимо естественных существуют и искусственные виды источников водоснабжения. Искусственный водоем с замедленным обменом воды и измененным уровневым режимом (с помощью гидротехнических сооружений) в накопительных целях называется водохранилищем. Чаще всего этот искусственный водоем имеет объем больше одного миллиона кубических метров воды, которую можно назвать практически стоячей. Создается водохранилище в основном в русле какой-то реки способом сооружения плотины, выемки грунта или перемычки. Хранилища воды создаются рядом с потребителями – городами, населенными пунктами, предприятиями.

Водохранилище Ледибауэр

Вода в водохранилищах накапливается за счет речного постоянного потока или с помощью талых и дождевых вод. В зависимости от состава речной воды, дождевых и талых, а так же грунтовых вод и будет зависеть минеральный состав воды в водохранилище. Так как вода постепенно испаряется, то концентрация минеральных солей в оставшейся воде увеличивается. Так же для таких водоемов характерно неравномерное распределение солей на разной глубине (послойное распределение).

Вода с меньшим количеством минералов находится на поверхности, в то время как более насыщена солями вода опускает вниз. В результате разрастания водорослей в водохранилищах происходит летнее цветение воды (она станет зеленой или сине-зеленой). Когда водоросли отмирают, вода насыщается остатками разложения органических веществ, появляется сероводород и снижается содержание кислорода в воде, что вызывает мор рыбы.

Зоны санитарной охраны

Начало зоны санитарной охраны

Территории, включающие в себя источники водоснабжения и водопроводы, состоящие из поясов с особыми режимами хозяйственной деятельности — это зоны санитарной охраны источников водоснабжения. Ими могут быть артезианские скважины или какие-либо другие подземные воды, охраняемые от загрязнений.

Зона санитарной охраны