Тема 1.4. Основы водоснабжения населенных пунктов
Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи к потребителям.
Системы водоснабжения (водопроводы) классифицируются по следующим признакам:
По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на
— железнодорожные и др.
По назначению системы водоснабжения подразделяют
— хозяйственно-питьевые, предназначенные для подачи воды на хозяйственные и
питьевые нужды населения и работников предприятий;
— производственные, снабжающие водой технологические цехи;
— противопожарные, обеспечивающие подачу воды на тушение пожаров.
По способу подачи воды различают
— самотечные водопроводы (гравитационные);
— водопроводы с механической подачей воды (с помощью насосов).
По виду используемых природных источников различают водопроводы
— забирающие воду из поверхностных источников (рек, водохранилищ, озер, морей);
— забирающие воду из подземных источников (скважин, колодцев и т.д).
Имеются также водопроводы смешанного питания.
На основе технико-экономических расчетов часто устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные или производственно-хозяйственно-противопожарные.
Водоснабжение промышленных предприятий может быть:
— прямоточным – воду после потребления спускают в канализацию (самая распространенная и наименее экономична);
— оборотным – воду используют многократно после соответствующей обработки (очистки, охлаждения, подогрева)
— с последовательным (или с повторным) использованием воды – воду после использования в каком-либо технологическом процессе без промежуточной обработки подают для повторного применения.
Нормы водопотребления
Нормой водопотребления называют количество воды, расходуемое на определенные нужды в единицу времени или на единицу вырабатываемой продукции.
Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в населенных пунктах назначают по СНиПу в зависимости от степени благоустройства районов жилой застройки и климатических условий.
Режим водопотребления
Потребление воды населением в течение года неравномерно. Так, летом ее расходуют больше, чем зимой, в предвыходные дни больше, чем в остальные дни недели. Отношение суточного расхода в дни наибольшего водопотребления
к среднему суточному расходу 
называют коэффициентом суточной неравномерности водопотребления
Величина 
зависит от степени благоустройства зданий. С увеличением степени благоустройства коэффициент суточной неравномерности уменьшается.
В течении суток потребление воды также неравномерно: ночью оно меньше, чем днем. Колебание потребления воды по часам суток зависит от расчетного числа жителей. Чем меньше населенный пункт, тем эта неравномерность больше. Потребление воды изменяется и в течение часа. Однако для упрощения расчетов условно считают, что в течение часа потребление воды остается неизменным.
Отношение часового расхода в часы наибольшего (максимального) водопотребления 
к среднему часовому расходу 
называют коэффициентом часовой неравномерности водопотребления
Коэффициент часовой неравномерности водопотребления для населенны пунктов принимают в зависимости от нормы водопотребления.
Свободный напор
Напор в наружной водопроводной сети должен обеспечивать подачу воды с некоторым запасом (остаточным напором 
) в самую высокую и наиболее удаленную от наружной сети водоразборную точку внутри здания. Этот напор, м, называют свободным 
или необходимым
Где: 
– геометрическая высота подачи воды от поверхности земли до самой высокой водоразборной точки, м; 
– потери напора во внутренней сети, вводе и водомерном узле, 
– остаточный напор у диктующего прибора, м.
Геометрическую высоту подачи , м, определяют по формуле
Где: 
– превышение отметки пола 1-го этажа (этажа над поверхностью земли – планировочная высота); 
– число этажей в здании; 
– высота этажа здания; 
– высота расположение диктующего прибора над полом.
Рис. Схема подачи воды из наружной сети в здание
Источники водоснабжения
Водоснабжение населенных пунктов осуществляется из подземных и поверхностных источников.
Подземные воды образуются вследствие просачивания в землю атмосферных и поверхностных вод.
Подземные воды могут быть безнапорными и напорными (артезианскими, т.е. самоизливающимися).
Безнапорные воды заполняют водоносные горизонты не полностью и имеют свободную поверхность (см. рис.). Водоносные горизонты, расположенные непосредственно у поверхности земли или в уровне соседних водоемов, называют грунтовыми. Они характеризуются загрязненностью и должны очищаться при использовании для целей водоснабжения.
Напорные воды заполняют водоносные горизонты полностью. Такие воды характеризуются высоким качеством и в большинстве случаев могут использоваться для хозяйственно-питьевых целей без очистки.
Безнапорные и напорные воды могут выходить на поверхность (родники). Ключевая вода отличается высоким качеством.
Рис. Схема образования и залегания подземных вод
1 — водоупорные породы; 2 — водоносные породы; И1—И3 — источники (родники) к – колодцы
Классификации систем водоснабжения
Система водоснабжения— комплекс взаимосвязанных устройств и сооружений, обеспечивающих потребителей водой в требуемом количестве и заданного качества. Система водоснабжения включает в себя устройства и сооружения для забора воды из источника водоснабжения, ее транспортирования; обработки, хранения, регулирования подачи и распределения между потребителями.
Схема водоснабжения— последовательное расположение этих сооружений от источника до потребителя, взаимное расположение их относительно друг друга.
Системы водоснабжения должны проектироваться в соответствии с требованиями по проектированию наружных сетей и сооружений водоснабжения, а также других нормативно-технических рекомендаций и требований, предъявляемых к воде потребителями. При этом необходимо учитывать местные условия, многообразие которых приводит к тому, что система водоснабжения любого объекта по-своему уникальна и неповторима.
Все многообразие встречающихся на практике систем водоснабжения классифицируется по следующим основным признакам:
— по назначению:хозяйственно-питьевые; противопожарные; производственные; сельскохозяйственные. Перечисленные типы систем могут быть как самостоятельными, так и объединенными. Объединяют системы в том случае, если требования, предъявляемые к качеству воды одинаковые или это выгодно экономически;
— по характеру используемых природных источников:системы, получающие воду из поверхностных источников (реки, озера, водохранилища, моря, океаны); системы, забирающие воду из подземных источников (артезианские, грунтовые); системы смешанного питания (при использовании различных видов водоисточников);
— по территориальному признаку(охвату): локальные (одного объекта) или местные; групповые или районные, обслуживающие группу объектов; внеплощадочные; внутриплощадочные;
— по способам подачи воды:самотечные (гравитационные); напорные (с механической подачей воды с помощью насосов); комбинированные;
— по кратности использования потребляемой воды(для предприятий): прямоточные (однократное использование); с последовательным использованием воды (двух-трехкратное); оборотные (многократное использование воды, осуществляемое по замкнутой, полузамкнутой схеме или со сбросом части воды — продувкой); комбинированные;
— по видам обслуживаемых объектов:городские; поселковые; промышленные; сельскохозяйственные; железнодорожные и т.д.;
— по способу доставки и распределения воды:централизованные; децентрализованные; комбинированные.
Системы водоснабжения в населенных пунктах предусматривают, как правило, централизованными. При этом в зависимости от местных условий и экономической целесообразности они могут быть раздельными — с собственными источниками водоснабжения для каждой из зон (селитебной или производственной) — или объединенными — с общим источником водоснабжения для обеих зон (рис. 9.1).
Рисунок 9.1 – Системы водоснабжения: а — централизованная раздельная; б — централизованная объединенная; в — комбинированная: 1 — водозаборное сооружение; 2 — насосная станция НС-1; 3 — очистные сооружения; 4 — резервуары чистой воды; 5 — НС-Н; 6 — водонапорная башня; 7 — водоводы; 8 — распределительная водопроводная сеть; 9 — населенный пункт; 10 — производственная зона.
Децентрализованные (местные) системы водоснабжения строятся для отдельных удаленных локальных потребителей или группы зданий, а также поселков, намеченных к переселению.
По надежности или по степени обеспеченности подачи воды централизованные системы водоснабжения делятся на три категории (табл. 9.1).
Категория надежности подачи воды
| Численность населения, тыс.чел | Категория надежности | Допустимое снижение подачи, % | Длительность снижения подачи, сут. | Допустимый перерыв в подаче воды |
| >50 | I | £30 | £3 | £ 10 мин |
| 5-50 | II | £30 | £10 | £ 6 час |
 а) с подачей воды из водопроводной сети через гидранты низкого давления (при наличии пожарного депо необходимый напор обеспечивается с помощью пожарных автомашин или мотопомп); б) при отсутствии пожарного депо напор создается стационарными пожарными насосами, установленными в насосных станциях, при этом трубы сети должны быть выбраны с учетом повышения давления при пожаре.
Рисунок 9.2 – Схемы тушения пожара из водопровода: а — низкого давления; б — высокого давления Специальный противопожарный водопровод может устраиваться с подачей воды непосредственно из противопожарных резервуаров или естественных водоемов (рек, озер, прудов); необходимый напор обеспечивается пожарными автомашинами или мотопомпами. В населенных пунктах с числом жителей более 5 тысяч человек противопожарный водопровод должен быть низкого давления. Противопожарное водоснабжение поселков с числом жителей до 5 тысяч человек допускается также из естественных или искусственных водоемов или резервуаров с забором воды из них пожарными автонасосами или мотопомпами. В этом случае требуемое число водоемов или резервуаров определяют исходя из того, что радиус их действия не должен превышать при тушении пожара: автонасосами — 200 м, мотопомпами — 100-150 м. Объем каждого резервуара должен быть рассчитан на расход воды, необходимый для тушения пожара в течение 3 часов. Пополняют противопожарные резервуары из хозяйственно-питьевого водопровода. Выбор системы противопожарного водоснабжения обосновывают технико-экономическими расчетами. Для поселков с числом жителей до 50 человек при застройке одно-двухэтажными зданиями, а также для отдельно стоящих производственных зданий I и II степени огнестойкости объемом до 1000 м 3 противопожарное водоснабжение можно не предусматривать. Примерная схема водоснабжения населенного пункта представлена на рис. 9.3.
Рисунок 3.3 – Схема водоснабжения населенного пункта при использовании поверхностного водоисточника: 1 — источник водоснабжения; 2 — водозаборное сооружение; 3 — насосная станция 1-го подъема; 4 — водоочистная станция; 5 — резервуар чистой воды (РЧВ); 6 — насосная станция II-го подъема; 7 — напорно-регулирующее сооружение (водонапорная башня); 8 — распределительная сеть населенного пункта; 9 — самотечные водоводы; 10 — напорные водоводы, 11 — всасывающие водоводы, 12 — напор насосов I подъема, 13 — напор насосов I подъема, 14 — линия свободных напоров в разводящей сети.  Двухтрубная система отопления: все нюансы, которые  Штатное расписание. Унифицированная форма Т-3 Штатное |
