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.
1. Системы и схемы водоснабжения населенных мест
1.1. Основные элементы системы водоснабжения населенных мест
Под системой водоснабжения населенного места понимают комплекс инженерных сооружений, расположенных в определенном технологическом порядке по ходу подачи (течению) воды и предназначенных для обеспечения потребителей необходимым количеством воды требуемого качества.
В общем случае система водоснабжения населенного места включает:
сооружения для забора воды из источника (водозаборы, водоприемники);
насосную станцию первого подъема для подачи воды в водопроводную сеть;
сооружения обработки воды (водоочистные сооружения);
резервуары для хранения запасов воды;
насосную станцию второго подъема для подачи воды в водопроводную сеть;
сооружения для регулирования и поддержания требуемых расходов и напоров в водопроводной сети (водонапорная башня насосно-пневматическая установка, нагорный резервуар);
водоводы, наружную и внутреннюю водопроводные сети для транспортировки и распределения воды потребителям.
Системы водоснабжения населенных пунктов базируются, как правило, на оборудованных водозаборных сооружениях (скважинах, каптированных родниках, кяризах, а иногда и колодцах) и могут быть классифицированы по ряду признаков.
По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения населенных пунктов бывают коммунального, промышленного, сельскохозяйственного, железнодорожного, аэродромного водоснабжения и полевого водообеспечения.
По целевому назначениюразличают:
– хозяйственно-питьевые (хозяйственные) системы водоснабжения, подающие воду для хозяйственных, санитарно-гигиенических и питьевых нужд;
– производственные(технические) системы водоснабжения для обеспечения технологических процессов производств, работы агрегатов и оборудования;
– противопожарныесистемы водоснабжения для обеспечения тушения возникающих пожаров.
В зависимости от размеров населенных мест, а также количества потребляемой ими воды, системы водоснабжения могут бытьобъединеннымиилираздельными.
В населенных пунктах, где расходы воды невелики, по экономическим соображениям, как правило, устраиваются объединенные системы хозяйственного, технического и противопожарного водоснабжения.
Взаимное расположение и увязка водопроводных сооружений образуют схему системы водоснабжения или водопровода. Существенное влияние на выбор схемы системы водоснабжения оказывает вид источника воды.
По этому признаку системы водоснабжения населенных пунктов подразделяются на системы с поверхностнымиподземнымисточником.
В системе водоснабжения, базирующейся на поверхностном источнике (рис. 1), первым по ходу движения воды устройством является водозабор (водоприемник), который обеспечивает надежный забор из источника требуемого количества воды.
Далее вода насосами станции первого подъема подается на очистные сооружения. На очистных сооружениях осуществляется обработка воды с доведением ее до требуемого качества. Из очистных сооружений вода, как правило, самотеком поступает в резервуары чистой воды, которые обеспечивают ее хранение, а также позволяют регулировать режимы ее дальнейшего продвижения по сети и забор насосной станцией второго подъема. Часто в этих же резервуарах хранятся и противопожарные запасы воды. Насосная станция второго подъема забирает воду из резервуаров и подает ее по водопроводной сети к потребителям и в водонапорную башню (пневматическую установку).
В
одонапорная башня (нагорный резервуар, пневматическая установка) служит для регулирования работы насосной станции второго подъема с учетом неравномерности разбора воды потребителями. Водонапорная башня устраивается в случае необходимости иметь значительные регулирующие запасы воды и при отсутствии больших возвышений на местности. При наличии на местности в пределах территории военного городка возвышенности с отметкой больше, чем требуемый напор в сети, целесообразно вместо водонапорной башни устраивать нагорный резервуар. Если требуется небольшой регулирующий запас воды (до 5. 7 м 3 ), то для регулирования работы насосной станции второго подъема используется пневматическая установка.
Рис.1. Схема системы водоснабжения с поверхностным источником воды
1 – источник воды; 2 – водоприемник; 3 – насосная станция первого подъема;
4 – очистные сооружения; 5 – резервуары чистой воды; 6 – насосная станция второго подъема; 7 – водонапорная башня
Транспортирование воды от насосной станции второго подъема до водопроводной сети объекта и водонапорной башни осуществляется по водопроводу. Водопровод по условиям надежности прокладывается не менее чем в две линии (водоводы). На водоводе большой протяженности могут устраиваться перемычки с камерами переключения, обеспечивающие до 70 % расчетного количества воды на хозяйственно-питьевые нужды при отключении поврежденного участка на одном из водоводов. Расстояние между линиями водоводов не должно допускать размыва параллельной линии при аварии, а также повреждения обеих линий одним взрывом расчетного боеприпаса.
Основными недостатками системы водоснабжения с поверхностным источником воды являются:
– повышенная строительная и эксплуатационная стоимость ввиду большого количества инженерных сооружений;
– уязвимость при воздействии средств разрушения;
– необходимость проведения мероприятий по защите отдельных элементов;
– возможность заражения источника воды при применении оружия массового поражения.
Э
тих недостатков, как правило, лишена система водоснабжения населенного пункта, базирующаяся на подземном источнике (рис. 2). Схема водоснабжения с подземным источником воды значительно проще и, если качество воды в источнике отвечает предъявляемым требованиям, может не включать очистных сооружений.
Рис. 2. Схема системы водоснабжения с подземным источником воды
1 – водозаборная скважина; 2 – насосная станция первого подъема; 3 – резервуары чистой воды; 4 – насосная станция второго подъема; 5 – водонапорная башня
В эту схему входят: подземный источник воды (скважина, шахтный колодец и т.п.), насосная станция первого подъема, резервуары для запасов воды, насосная станция второго подъема, водонапорная башня (нагорный резервуар, пневматическая установка), водоводы и водопроводная сеть.
Насосы первого и второго подъемов могут размещаться в разных или в одном помещении (совмещенная насосная станция). В отдельных случаях в небольших военных городках схема водопровода с подземным источником воды может быть еще более упрощена. Вода из источника может подаваться непосредственно в водонапорную башню (нагорный резервуар, пневматическую установку) и через разводящую водопроводную сеть – к потребителям. Если качество подземной воды не удовлетворяет требованиям потребителей, схема системы водоснабжения дополняется устройством очистных сооружений или установок для обработки воды.
По сравнению с водопроводом, базирующимся на поверхностном источнике воды, система водоснабжения с подземным источником обладает рядом достоинств, а именно:
– повышенной надежностью, ввиду рассредоточения и, соответственно, большей защищенности водозаборных сооружений (скважин, шахтных колодцев и т.п.);
– возможностью дублирования основного источника воды, так как водозаборные скважины или группы скважин могут быть устроены с эксплуатацией различных водоносных пластов;
– меньшей вероятностью заражения источника воды в условиях разрушения потенциально-опасных объектов;
– меньшей строительной и эксплуатационной стоимостью (при отсутствии сооружений для обработки воды);
– возможностью сокращения строительных площадей путем объединения в одном здании нескольких элементов, например, скважины и насосной станции второго подъема.
В схеме системы водоснабжения с подземным источником воды можно обойтись и без водонапорной башни, в этом случае подача воды в водопроводную сеть будет регулироваться путем включения в работу различного количества насосов насосной станции второго подъема.
В отдельных случаях могут устраиваться смешанные системы с поверхностными и подземными источниками воды. При этом работа системы с подземным источником, как правило, предусматривается только на военное время.
По способу подачи водысистемы водоснабжения могут бытьнапорнымиисамотечными. Все выше рассмотренные системы являются напорными: вода в них подается насосами с необходимым напором.
Е
сли источник воды находится выше объекта (потребителя) с превышением, достаточным для создания необходимого напора в водопроводной сети, применяется самотечная схема водоснабжения (рис.3).
Р
давление в сети
ис. 3. Схема самотечного водопровода
1 – источник воды (родник); 2 – каптажное сооружение; 3 – нагорный (разгрузочный)
резервуар; 4 – водопроводная сеть
Из источника воды (родника) вода подается в водопроводную сеть через нагорный резервуар, который выполняет одновременно функции резервуара чистой воды и регулирующей емкости. Здесь же, при необходимости, может проводиться хлорирование воды. Если напор в сети слишком большой, то его снижают при помощи разгрузочных колодцев.
Достоинствами схемы самотечного водопровода являются простота устройства и, в связи с этим, невысокая строительная стоимость, а также простота и дешевизна эксплуатации.
