Сельское водоснабжение

Уже не секрет, что экономическая безопасность зависит от продукции, которую поставляют колхозы и фермеры. Сельское водоснабжение – это большая проблема, потому что коммуникации находятся в разбитом состоянии или вообще отсутствуют.
Вода в селе необходима для комфортного проживания, животноводческих ферм, а также на орошение полей, которые в последующем должны отдавать свой долг урожаем. Также водоснабжение в сельской местности предназначено для охлаждения техники. Все эти факторы говорят, о том, что без такого природного ресурса, как вода просто нельзя обойтись.
При проектировании систем следует использовать нормативные документы.

Существуют специальные архитектурные компании, как частные, так и государственные, которые занимаются лишь этой проблемой. Необходимо правильно подобрать насосные агрегаты и правильно рассчитать оросительные системы, чтобы сельское водоснабжение функционировало долго и надежно.

Водоснабжение сельской местности

1) Подачи воды в села для собственных нужд, а также для ремонтной деятельности.
2) Для строительства новых ферм, а также тех которые находятся в эксплуатации.
3) Применение пастбищного обеспечения водой.
4) Полевое обеспечение водой.
В основном сельское водоснабжение берется из поверхностных источников, однако в некоторых, очень редких случаях применяются артезианские скважины. Их применение используется лишь в тех случая, если вода из озер и рек неудовлетворительного качества и постройка очистных сооружений более затратная, чем бурение скважин под добычу воды.

Если используются поверхностный источник, то устраиваются водозаборные сооружения, которые представляют собой в большинстве случаев трубчатыми колодцами, в которых имеются несколько насосных агрегатов. Непосредственно водоснабжение сельского поселения производится при помощи насосов второго подъема, которые монтируются на насосной станции, также обязательно наличие резервуаров чистой воды.
Резервуары предназначены для максимальных часов потребления воды, также сельское водоснабжение из резервуаров предназначается для случаев пожара в жилищном поселении или на животноводческих фермах.
В водоснабжение сельской местности в обязательном порядке должны входить, такие элементы, как водопроводные вводы, они предназначены для обеспечения водой детских садов, школ, больниц и других административных зданий.
Люди, которые проживают в одноэтажных домах, получают воду из водозаборных колонок, качество должно отвечать всем нормам и требованиям.

Обеспечение водой животноводческих комплексов

Не одно водоснабжение сельского поселения, а именно ферм не может обойтись без качественной воды. Должно поступать такое количество жидкости, которые хватит на все нужды, не стоит забывать и о резерве, который пойдет на тушение пожаров, в случае его возникновения.
На пожарные нужды требуется использовать от 5 до 20 литров, при учете, что пожар длиться в течение 3 часов, эти правила установлены специальными нормативными документами.

Расходы воды на нужды фермы

Все вычисления являются приблизительными и рассчитаны в метрах кубических в сутки, в расчете на 1000 голов.
1) Производство молока -350
2) Производство говядины – 60
3) Комплекс по изготовлению свинины – 30
Сельское водоснабжение жилых комплексов
Для обеспечения водой домов используется также два варианта, либо с поверхностного источника, либо применение скважин.Подключение может происходить при помощи подключения к городскому водопроводу.

Для этого следует применять тройник, при помощи которого следует ввариваться в центральный трубопровод. Важно запомнить и не забыть, что нужно отключить на некоторое время подачу воды во все дома или в часть района, в зависимости от расположения арматуры трубопровода.
Однако и сейчас водоснабжение сельского поселения производиться при помощи обычных колодцев. Некоторые просто не хотят переходить на более современные технологии, и их можно понять, так как они уже привыкли к своей всегда чистой воде.

Для подачи воды применяют центробежные насосы, подбор которых зависит от того какое сельское водоснабжение, и сколько воды нужно для различных нужд. Такие насосы могут поднимать жидкость с глубины до 8 метров и подавать ее на высоту до 20 метров.

Стоимость таких агрегатов довольно небольшая, поэтому они получили большое распространение в сельской местности. Так как заработная плата в сельской местности оставляет желать лучшего и большего.

Водоснабжение в сельском хозяйстве

Сельское хозяйство является одной из ведущих отраслей народного хозяйства. В сельской местности проживает немногим меньше половины населения нашей страны. Рост благоустройства сельских поселков, а также развитие сельскохозяйственного производства в последние годы предопределили высокие темпы развития сельскохозяйственного водоснабжения. Вода в сельском хозяйстве расходуется в значительных количествах на хозяйственнопитьевые нужды населения, на животноводческих фермах, на предприятиях по первичной переработке сельскохозяйственной продукции, на приготовление жидких подкормок для пропашных культур, на охлаждение двигателей сельскохозяйственных машин и автомобилей, на полив растений в парниках и теплицах.

Для удовлетворения перечисленных потребностей в воде используются системы сельскохозяйственного водоснабжения, а для полива всевозможных сельскохозяйственных культур в открытом грунте — оросительные системы. При проектировании систем сельскохозяйственного водоснабжение следует пользоваться строительными нормами и правилами, а также соответствующими ведомственными указаниями и рекомендациями, по выбору насосов и насосных станций.

Системы сельскохозяйственного водоснабжения по их назначению можно подразделить на следующие группы:
1) системы водоснабжения поселков совхозов и колхозов, а также ремонтно-технических станции;
2) системы водоснабжения животноводческих промышленных комплексов и отдельно стоящих ферм;
3) системы пастбищного водоснабжения;
4) системы полевого водоснабжения.
Каждая из перечисленных групп имеет свои специфические особенности в части организации водоснабжения, подбора насосов и его схемы.

Системы водоснабжения сельских поселков

Эти насосные системы подают воду на нужды населения, животноводства, парка сельскохозяйственных машин и автомобилей, ремонтных мастерских, предприятий по первичной переработке сельскохозяйственных продуктов (маслозаводы и др.), для полива растений в теплицах и парниках и для пожаротушения. В качестве источников водоснабжения сельских населенных мест в первую очередь стремятся использовать подземные воды и только в тех случаях, когда качество их оказывается неудовлетворительным или дебит подземных источников мал, используются воды поверхностных источников.

При наличии хорошо защищенных с поверхности подземных вод, качество которых отвечает требованиям ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая», система водоснабжения сельского поселка будет состоять из водозаборного сооружения в виде двух или нескольких трубчатых колодцев, оборудованных погружными насосами (к примеру: типа ЭЦВ), из регулирующих резервуаров насосной станции второго подъема и разводящей сети. На насосной станции второго подъема устанавливают хозяйственные насосы с производительностью, позволяющей подавать и пиковые, и минимальные расходы воды, а также пожарный насос, параметры которого обеспечивают тушение пожара непосредственно из пожарных гидрантов (без пожарной машины).

В здания административного и культурно-бытового назначения, в больницы, детские сады, ясли и многоэтажные жилые здания, а также в помещения ремонтно-механических мастерских и животноводческих ферм устраиваются водопроводные вводы.

Население, проживающее в одноэтажных жилых зданиях, получает воду, как правило, из водозаборных колонок. В тех случаях, когда качество подземных вод не отвечает требованиям ГОСТ к питьевой воде, система водоснабжения дополняется устройствами для обработки воды. Такая система водоснабжения обесечивает сельское население доброкачественной и сравнительно дешевой водой.

При использовании для целей водоснабжения поверхностного источника (реки, озера) система водоснабжения меняется в отношении типа водоприемного сооружения, а также сооружений для очистки и обеззараживания воды.
Система водоснабжения центральной усадьбы совхоза с использованием поверхностного источника показана на рис. 1.

В системах сельскохозяйственного водоснабжения широкое применение нашли безреагентные способы осветления воды на медленных фильтрах. В ряде сельскохозяйственных районов нашей страны подземные воды сильно минерализованы, а поверхностные источники не обеспечивают необходимого количества воды в засушливые периоды. В таких слуях для водоснабжения совхозов и ферм воду забирают из многоводных надежных источников, иногда значительно удаленных от водопотребителей.

Поскольку подвод воды на большое расстояние обходится дорого, целесообразно устраивать общую систему водоснабжения для группы хозяйств. Нередки случаи, когда для водоснабжения совхозов и колхозов вода забирается из каналов обводнительно-оросительных систем. В районах с дефицитом пресных вод для водоснабжения сельских поселков используют и минерализованные воды подземных и поверхностных источников. При этом минерализованная вода опресняется до необходимых пределов для хозяйственнопитьевых нужд и для других целей.

Учитывая, что опреснение воды существующими способами обходится дорого, рекомендуется устраивать дуплексные системы водоснабжения, т. е. системы, подающие и пресную, и минерализованную воду.

Водоснабжение животноводческих комплексов и ферм

Системы водоснабжения животноводческих ферм и комплексов обеспечивают подачу воды в необходимом количестве и соответствующего качества всем потребителям, а также на противопожарные нужды. Расчетные размеры водопотребления определяются в соответствии с нормами. Расчетный расход воды на наружное пожаротушение в животноводеском комплексе или на ферме в зависимости от их размера колеблется от 5 до 20 л/с при продолжительности тушения пожара 3 ч.

Расходы воды в животноводческих комплексах достигают следующих величин (в м3/сутки):
комплекс по производству молока (1200 голов) — 380
комплекс по производству говядины (10 тыс. голов) — 600
комплекс по производству свинины (108 тыс. голов) — 3000

Основы сельскохозяйственного водоснабжения

Наиболее распространенная схема механизированного водоснабжения животноводческих ферм состоит из следующих сооружений: водозабора с насосной станцией, разводящей сети и регулирующих сооружений (водонапорной башни и резервуара для хранения противопожарного запаса воды). В случаях, когда этого требует качество воды источника, схема водоснабжения дополняется сооружениями по очистке и обеззараживанию воды.

Описание наиболее распространенной схемы водоснабжения животноводческой фермы (на 400 молочных коров):
Из трубчатого колодца вода забирается погружным электронасосом (типа ЭЦВ или насос БЦП) и подается в водонапорную башню и разводящую сеть животноводческой фермы.
Практикой установлено, что емкость бака водонапорной башни должна быть равна 12—15% расчетного суточного расхода воды на ферме. Типовые водонапорные башни для животноводческих ферм имеют баки емкостью 25 м3.
Камеры насосных станций на трубчатых колодцах, водонапорные и регулирующие сооружения, а также смотровые колодцы на водопроводной сети выполняют из сборных железобетонных конструкций. Водопроводную сеть выполняют из асбестоцементных или полиэтиленовых труб, а вводы в скотные дворы и другие помещения на ферме — из чугунных труб.

В промышленных животноводческих комплексах применяются безбашенные системы водоснабжения высокого давления. Для водоснабжения ферм с расходом воды до 40 м3/сутки часто исользуются близко расположенные к поверхности земли подземные воды, забираемые шахтными колодцами. В этих случаях для подъема воды применяются автоматические насосные установки.

Пример: схема насосной установки для пневматической системы водоснабжения с забором воды из шахтного колодца, оборудованного пневматической автоматической установкой ВУ-5-30. Производительность установки 5 м3/ч, напор 30 м.
Принцип действия установки ВУ-5-30 заключается в следующем:
При разборе воды на ферме давление в сети падает. Когда давление в сети упадет до нижнего предела, на который отрегулировано реле давления, насос включается и работает до того момента, пока давление воздуха в воздушно-водяном котле не достигнет верхнего предела, на который также отрегулировано реле давления. Воздушно-водяной котел имеет небольшой регулирующий объем воды. Таким образом, при малом расходе воды на ферме установка будет включаться редко, но в часы, когда расход воды равен производительности насоса, установка будет работать непрерывно до тех пор, пока расход на ферме не уменьшится. При этом насос поднимает давление в воздушно-водяном котле до верхнего предела и реле давления выключает электродвигатель насоса.
По такому же принципу работает установка с погружным насосом (ВУ-7-65). Эта установка предназначена для подъема воды из трубчатых колодцев диаметром 150 мм с динамическим уровнем воды, находящимся на глубине до 40 м. Производительность установки 7,5 м3/ч, напор до 65 м.
В настоящее время широкое использование получили насосы типа ЭЦВ с обратным клапаном.

Особенности водоснабжения сельского хозяйства

В статье рассмотрены основные виды использования воды в сельском хозяйстве, а также даны рекомендации по выбору оптимальной системы водоснабжения

Системы сельскохозяйственного водоснабжения

Вода в сельском хозяйстве расходуется в значительных количествах на:

• хозяйственно-питьевые нужды населения,
• на животноводческих фермах,
• на предприятиях по первичной переработке сельскохозяйственной продукции,
• на приготовление жидких подкормок для пропашных культур,
• на охлаждение двигателей сельскохозяйственных машин и автомобилей,
• на полив растений в парниках и теплицах.

Для удовлетворения перечисленных потребностей в воде используются системы сельскохозяйственного водоснабжения, а для полива всевозможных сельскохозяйственных культур в открытом грунте — оросительные системы.

При проектировании систем сельскохозяйственного водоснабжение следует пользоваться строительными нормами и правилами, а также соответствующими ведомственными указаниями и рекомендациями.

Системы сельскохозяйственного водоснабжения по их назначению можно подразделить на следующие группы:

1) системы водоснабжения поселков совхозов и колхозов, а также ремонтно-технических станций;

2) системы водоснабжения животноводческих промышленных комплексов и отдельно стоящих ферм;

3) системы пастбищного водоснабжения;

4) системы полевого водоснабжения.

Каждая из перечисленных групп имеет свои специфические особенности в части организации водоснабжения и его схемы. Эти системы подают воду на нужды населения, животноводства, парка сельскохозяйственных машин и автомобилей, ремонтных мастерских, предприятий по первичной переработке сельскохозяйственных продуктов (маслозаводы и др.), для полива растений в теплицах и парниках и для пожаротушения. В качестве источников водоснабжения сельских населенных мест в первую очередь стремятся использовать подземные воды и только в тех случаях, когда качество их оказывается неудовлетворительным или дебит подземных источников мал, используются воды поверхностных источников.

Население, проживающее в одноэтажных жилых зданиях, получает воду, как правило, из водоразборных колонок. В тех случаях, когда качество подземных вод не отвечает требованиям СанПиН к питьевой воде, система водоснабжения дополняется устройствами для обработки воды. Такая система водоснабжения обеспечивает сельское население доброкачественной и сравнительно дешевой водой. При использовании для целей водоснабжения поверхностного источника (реки, озера) система водоснабжения меняется в отношении типа водоприемного сооружения, а также сооружений для очистки и обеззараживания воды. В системах сельскохозяйственного водоснабжения широкое применение нашли безреагентные способы осветления воды на медленных фильтрах. В ряде сельскохозяйственных районов подземные воды сильно минерализованы, а поверхностные источники не обеспечивают необходимого количества воды в засушливые периоды. В таких случаях для водоснабжения воду забирают из многоводных надежных источников, иногда значительно удаленных от водопотребителей. Поскольку подвод воды на большое расстояние обходится дорого, целесообразно устраивать общую систему водоснабжения для группы хозяйств. Так, в районах освоения целинных земель построены групповые водопроводы для водоснабжения. Хорошим примером является Ишимский водопровод в Казахстане. Протяженность трубопроводов составляет 1740 км, он обслуживает 195 населенных пунктов, а также обеспечивает орошение 2,2 миллиона гектаров земель.

Нередки случаи, когда для водоснабжения малых населенных пунктов вода забирается из каналов обводнительно-оросительных систем. В районах с дефицитом пресных вод для водоснабжения сельских поселков используют и минерализованные воды подземных и поверхностных источников. При этом минерализованная вода опресняется до необходимых пределов для хозяйственно питьевых нужд и для других целей. Учитывая, что опреснение воды существующими способами обходится дорого, рекомендуется устраивать дуплексные системы водоснабжения, т. е. системы, подающие и пресную, и минерализованную воду.

Системы водоснабжения животноводческих ферм и комплексов обеспечивают подачу воды в необходимом количестве и соответствующего качества всем потребителям, а также на противопожарные нужды. Расчетный расход воды на наружное пожаротушение в животноводческом комплексе или на ферме в зависимости от их размера колеблется от 5 до 20 л/с при продолжительности тушения пожара 3 ч. Практикой установлено, что емкость бака водонапорной башни должна быть равна 12—15% расчетного суточного расхода воды на ферме. Типовые водонапорные башни для животноводческих ферм имеют баки емкостью 25 м3.

Водопроводную сеть выполняют, как правило, из полиэтиленовых труб, а вводы в скотные дворы и другие помещения на ферме — из чугунных труб. В промышленных животноводческих комплексах применяются безбашенные системы водоснабжения высокого давления с мембранными баками. Таким образом, при малом расходе воды на ферме установка будет включаться редко, но в часы, когда расход воды равен производительности насоса, установка будет работать непрерывно до тех пор, пока расход на ферме не уменьшится.

Режим водопотребления на водопойных пунктах имеет свои особенности. Летом в жаркие дни скот пригоняют на водопой 2—3 раза. Таким образом, суточная потребность в воде покрывается за два-три приема. Зимой скот на пастбищах потребляет значительно меньше воды. Это следует иметь в виду при проектировании водоснабжения на пастбищах. На водопойных пунктах для поения скота допускается использование воды непитьевого качества. Схема водоснабжения водопойного пункта состоит из следующих сооружений: водозабора с водоподъемной установкой, регулирующей емкости и водопойной площадки с корытами. Выбор схемы водоснабжения водопойных пунктов на пастбищах должен решаться путем анализа технико-экономических показателей различных вариантов (локальная схема, групповая схема, подвоз воды и т. д.).

Особенность полевых систем водоснабжения заключается прежде всего в сезонном характере их работы. Полевые, или, как их еще называют, бригадные станы работают с ранней весны и до поздней осени. В этот период система водоснабжения полевого стана должна обеспечить людей, работающих в поле, водой питьевого качества, а двигатели автомобилей, тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин — водой с жесткостью не более 7 мг-экв/л из расчета 1 л/сутки на 1 лошадиную силу их мощности. На полевых станах, обслуживающих пропашные культуры, необходимо предусматривать подачу воды для жидкой подкормки растений. В этих случаях суточные расходы воды могут достигать 1000—1200 м3. Расход воды на полевом стане, обслуживающем колосовые культуры, составляет 10—15 м3/сутки, в том числе 2—3 м3/сутки воды питьевого качества.

Решение схемы водоснабжения полевого стана зависит главным образом от источника водоснабжения. При наличии подземных вод питьевого качества с жесткостью не более 7 мг-экв/л схема водоснабжения полевого стана будет состоять из водозабора с водоподъемной установкой, регулирующей емкости, водоразборной колонки для снабжения водой людей и крана для заправки водой двигателей сельскохозяйственных машин. При использовании источников, воды которых требуют очистки, обеззараживания и умягчения, в схему водоснабжения включается установка по улучшению качества воды. Обычно для этой цели используются передвижные установки по очистке, обеззараживанию и умягчению воды, которые монтируются на автоприцепах и обслуживают несколько полевых станов. Здесь, так же как и в случае пастбищного водоснабжения, возможна подвозка воды автоцистернами и широкое применение для подъема воды ветродвигателей.

Одна из главных особенностей сельскохозяйственного водоснабжения — специфические потребители воды. В жарких и сухих районах норму водопотребления допускается увеличивать, но не более чем на 25%. Животноводческий комплекс или ферма должны быть обеспечены водой питьевого качества в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01 . При невозможности подачи воды питьевого качества на все нужды фермы (в районах с дефицитом пресной воды) для поения животных, приготовления кормов, уборки помещений и мытья животных допускается применять минерализованную воду. При мембранных методах опреснения (электродиализ и гиперфильтрация) требуемые уровни минерализации легко могут быть достигнуты, однако при этом солевой состав воды ограничивается в основном натрием и хлоридами, что, по-видимому, не может компенсировать (в физиологическом отношении) разнообразия ионного состава подземных вод. В связи с этим должна быть предусмотрена возможность применения дополнительных приемов улучшения качества опресненной воды. Рекомендуемая температура воды для поения животных 5—15° С. Теплая вода плохо утоляет жажду у животных. Слишком холодная вода уменьшает продуктивность скота и вызывает необходимость повышенного расходования кормов.

Расходы воды в сельскохозяйственном водоснабжении

В нормы водопотребления для животных и птицы на сельскохозяйственных предприятиях включены расходы воды на мойку помещений, клеток, молочной посуды, приготовление кормов, охлаждение молока и другие процессы.

Расходы воды для скота, птицы и других животных на сельскохозяйственных фермах и промышленных комплексах определяются по нормам технологического проектирования соответствующих предприятий и комплексов. Некоторые нормы расходов для этой категории потребителей воды представлены в таблице ниже:

Таблица 1. Нормы расхода воды для животных, птиц и зверей

Потребители	Нормы водопотребления на 1 голову, л/сут
Коровы:
— молочные	100
— мясные	70
— быки	60
Молодняк крупного рогатого скота в возрасте до 2 лет	30
Телята в возрасте до 6 месяцев	20
Лошади рабочие, верховые, рысистые и некормящие матки	60
Лошади племенные и кормящие матки	80
Жеребцы-производители	70
Жеребята в возрасте до 1,5 лет	45
Овцы	10
Молодняк овец в возрасте до ] года	6
Хряки-производители	60
Свиноматки супоросные, холостые	25
Свиноматки с поросятами	60
Молодняк свиней старше 4 месяцев и свиньи на откорме	15
Поросята-отъемыши	5
Куры	1
Индейки	1,5
Утки, гуси	2
Норки, соболи, кролики	3
Лисы, песцы	7

Расходы воды в производственном секторе сельских населенных пунктов определяются по числу механизмов и нормам их водопотребления.

Таблица 2. Нормы потребления воды для работы и обслуживания машин и оборудования

Операции, машины н механизмы	Измеритель	Норма расхода воды, л/сут
Мойка: тракторов, комбайнов грузовых автомобилей легковых автомобилей	1 трактор или комбайн 1 автомобиль то же	250 500 300
Заправка: тракторов, комбайнов грузовых автомобилей — легковых автомобилей —	736 Вт или 1 л.с. 1 т грузоподъемности	1 10 10
Ремонт: тракторов автомобилей	1 трактор 1 автомобиль	1500 700
Обслуживание станков в мастерских: механической слесарной столярной кузнечной	1 станок	35 80 20 40
Обслуживание двигателей внутреннего сгорания (охлаждение без оборота)	736 Вт или 1 л.с.	15-30л/ч
Работа парового котла	на 10м 2 поверхности нагрева	15-30 л/ч

Примечание: I. Расход воды для двигателя внутреннего сгорания с оборотом воды следует принимать в размере 15% приведенного количества

2. Для двигателей внутреннего сгорания, работающих на керосине, расход воды следует увеличить в 2 раза.

Источник: Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: издание второе, переработанное и дополненное. Учебное пособие. — М.: Издательство АСВ, 2004. — 256 с.