Система водоснабжения городских территорий

Системой водоснабжения города называют комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника, очистки, хранения и подачи потребителю.

Природные источники водоснабжения подразделяются на:

1) Поверхностные (реки, озёра, водохранилища). Имеют следующие характеристики:

— содержание органических веществ

2) Подземные (грунтовые воды, артезианские родники). Их характеристики:

— малое содержание органики

Т.о. подземные предпочтительнее, но их мало (небольшой дебет).

Источник водоснабжения должен отвечать следующим требованиям:

1.Бесперебойная подача качественной воды

2.Достаточная мощность (экологическое равновесие)

3. Небольшое расстояние от объекта потребления

Основными категориями потребления явл.:

— хозяйственно-питьевые нужды (вкл. поливка)

— производственные цели (транспорт, с/х, промышленность)

— пожаротушение и собств. нужды, водопровод (промывка фильтров, сети и т.д.)

Сети и сооружения системы водоснабжения города с поверхност­ным источником представлены на рис. 1а. Вода поступает в во­дозаборные сооружения 7, откуда насосами насосной станции пер­вого подъема 2 по водоводам первого подъема 3 подается на очистные сооружения 4. После очистки из резервуаров чистой воды 5 она забирается насосами насосной станции второго подъема 6 и по водоводам второго подъема 7 подается в наружную водопро­водную сеть города 8, распределяющую воду по отдельным рай­онам и кварталам города. Водонапорная башня 9 может распола­гаться перед, в середине, либо за сетью города. В последнем случае она называется контрбашней. Сеть города с водонапорной башней соединяют водоводы 10. Все водоводы проектируются не менее чем в две нитки на случай аварии. Аварийный водовод должен обеспечи­вать пропуск не менее 70% суточного потребления воды городом. По способу подачи воды водоводы могут быть нагнета тельными и самотечными.

Взаимное расположение сооружений системы водоснабжения их состав могут быть различными. Насосная водопроводная станция первого подъема может быть совмещена с водоприемным сооружением, а насосная станция второго подъема располагаться в одном блоке с резервуаром чистой воды. Существенное влияние на расположение сооружений системы оказывает рельеф местности. При расположении источника водоснабжения на значительной вы­соте по отношению к городу вода из источника подается без помощи насосов, т. е. самотеком. Водонапорная башня всегда располагается на возвышенностей. При наличии вблизи населенного пункта значительного естественного возвышения вместо водона­порной башни проектируется нагорный резервуар.

Водонапорная башня в системе выполняет напорно-регулирующую функцию, т. е. компенсирует несовпадение режимов подачи воды насосами и ее потребление городом в отдельные часы суток, аккумулируя избыток подаваемой воды в одни часы и восполняя ее недостачу в другие. При этом расход воды для тушения одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 мин хранится в баке башни постоянно. Если водонапорная башня в системе водоснабжения города отсутствует, то в часы минимального водопотребления подача воды в город осуществляется насосами меньшей производительности, расположенными на насосной станции второго подъема.

Сети и сооружения системы водоснабжения города с подземным источником представлены на рис. 1б. Схема значительно упро­щена по сравнению со схемой водоснабжения города с поверхностным источником, так как отсутствует дорогостоящий комплекс очистки воды, поскольку подземные воды обладают не только прекрасными вкусовыми качествами, но также не требуют глубо­кой очистки. В отдельных случаях могут применяться местные установки для обезжелезивания или удаления избыточных солей, а также для обеззараживания воды. Они устанавливаются на насос­ной станции. Поэтому, согласно схеме (см. рис. 1б), вода из водозаборных скважин 11 поступает в сборный резервуар 12, а за­тем насосами насосной станции 6 подается в городскую водопро­водную сеть 8. Подача воды в город в ряде случаев может быть и двусторонней.

Рис. 1 – Сети и сооружения системы водоснабжения города

1 – водозаборные сооружения; 2 – насосная станция первого подъема;

3 — водоводы первого подъема; 4 – очистные сооружения; 5 – резервуар чистой воды; 6 – насосная станция второго подъема; 7 – водоводы второго подъема; 8 – наружная водопроводная сеть города; 9 – водонапорная башня; 10 – водоводы, соединяющие водонапорную башню с сетью города; 11 – водозаборные скважины; 12 сборный резервуар.

Сравнительная характеристика систем водоснабжения города с поверхностным и поземным источниками обобщает основные достоинства и недостатки описанных выше систем.

Виды систем	Достоинства	Недостатки
С поверхност­ным источником	Обеспечивает подачу практи­чески любого необходимого ко­личества воды с учетом перспективного роста городов. Надеж­на	Большая строительная и экс­плуатационная стоимости. Гро­моздкость. Экологическое несо­вершенство ввиду возможного увеличения объема очистных сооружений
С подземным источником	Обеспечивает высокое санитарное качество воды. Не нару­шает экологию окружающей среды	Ограниченность применения из-за недостаточной мощности водоносных горизонтов. Возмо­жность нарушения в ряде случа­ев несущей способности грунтов

2 УСТРОЙСТВО НАРУЖНОЙ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ ГОРОДА И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НЕЙ

Водопроводная сеть является одним из основных элементов системы водоснабжения и неразрывно связана с работой водоводов, насосными станциями, подающими воду в сеть, а также с регулиру­ющими емкостями (водонапорными башнями и резервуарами). На­ружная водопроводная сеть в отличие от водоводов не только транспортирует воду, но и распределяет ее потребителям. До 60% стоимости сооружения систем водоснабжения городов приходится на долю устройства наружной водопроводной сети.

Водопроводная наружная сеть должна удовлетворять следу­ющим основным требованиям:

— обеспечивать подачу заданного количества и качества воды по­требителям под требуемым напором;

— обеспечивать экологическую надежность и бесперебойность снаб­жения водой потребителей (с учетом перспектив их роста);

Все эти требования достигаются решением следующих основных задач:

выбором экологически чистого, экономичного и надежного ма­териала труб;

правильным выполнением гидравлического расчета сети (опре­деление экономически выгодных диаметров труб и потерь напора в сети);

правильным выбором конфигурации наружной водопроводной сети в плане.

Наружная водопроводная сеть состоит из:

— системы магистральных линий, идущих в направлении движения основных масс воды, транспортирующих воду в районы и кварталы города (диаметры линий рассчитываются);

— распределительной сети труб, подающих воду к отдельным домо­вым ответвлениям и пожарным гидрантам (диаметры труб прини­маются по величине пропускаемого пожарного расхода).

В практике водоснабжения используют два основных вида сетей:

разветвленные (тупиковые) (рис. 2а) и кольцевые (рис. 2б). Последние представляют собой систему замкнутых контуров или колец.

Однако в отношении надежности и обеспечения бесперебойной подачи воды потребителям эти типы сетей не равноценны. Авария и выключение на ремонт любого участка тупиковой сети (точка “а”, см. рис. 2.26, а) ведут к прекращению подачи воды всем потреби­телям, расположенным ниже места аварии по направлению движе­ния воды. В кольцевой же сети при аварийной ситуации вода может быть подана в обход по параллельно расположенным линиям. При этом нарушается снабжение водой только тех потребителей, кото­рые присоединены к выключенному участку. Кроме того, тупиковая сеть гидравлически несовершенна из-за значительных потерь напора ввиду частой смены диаметров труб. Однако ограниченность ее применения (в небольших поселках, для снабжения водой отдален­ных районов города или крупных объектов, таких как медицинские центры, спортивные городки и т. д., находящиеся друг от друга на значительных расстояниях) можно отнести скорее к ее достоинст­вам, чем к недостаткам. Кольцевая сеть гидравлически более совер­шенна. Кроме того, ее форма в известной мере парализует действие гидравлических ударов, которые иногда возникают в водопровод­ных сетях. Однако общая протяженность кольцевой сети всегда больше, чем разветвленной (для того же объекта), и поэтому ее строительная стоимость выше.

В соответствии с требованиями, предъявляемыми к надежности сетей водоснабжения, в городах устраивают кольцевые сети.

Рис. 2 – Виды водопроводных сетей

___ — магистральные трубопроводы;

а* — место возможной аварии на трубопроводе.

При трассировке (расположении) магистралей стремятся к тому, чтобы подача воды в отдельные районы города и к отдельным крупным потребителям происходила кратчайшим путем. Трассировку трубопроводов начинают только после того, как определено место расположения напорно-регулирующих емкостей. Известное влияние на выбор трассы магистралей оказывает рельеф местности.

Магистральные линии, по возможности, прокладывают по на­иболее возвышенным точкам рельефа, что позволяет обеспечить меньшее давление в трубах. Их прокладывают в две параллельные нитки на расстоянии 400 — 800 м друг от друга. Магистральные линии соединены между собой так называемыми перемычками, которые служат для передачи воды из одной мaгиcтрaли (при аварии) в другую. Они расположены через каждые 600 — 1200 м. При нормальной работе сети они загружены слабо.

3. МАТЕРИАЛ ВОДОПРОВОДНЫХ ТРУБ И ТИПЫ ИХ СОЕДИНЕНИЙ

В современной практике строительства наружных водопроводов применяется широкий диапазон материалов для изготовления водо­проводных труб.

На выбор типа материала труб существенное влияние оказыва­ют следующие факторы:

экология района прокладки: сейсмичность района прокладки, са­нитарные условия, агрессивность грунтов и воды, климатические условия, гидрогеология грунтов, их механическая прочность;

сроки эксплуатации труб;

статические расчеты: внутреннего гидростатического давления в трубах, массы грунта и временных нагрузок, возможности образования вакуума в трубах.

С другой стороны, трубы должны легко и быстро монтировать­ся на строительной площадке и удовлетворять требованиям на­ибольшей экономичности.

На рис. 2.27 представлены материалы водопроводных труб и тип их соединений, наиболее широко используемых для наруж­ных сетей водоснабжения.Чугунные раструбные трубы (ГОСТ 9583 — 75*) с противокоррозийным покрытием, выполненным в за­водских условиях, широко применяются при устройстве наружных водопроводов. Они долговечны, но плохо сопротивляются динами­ческим нагрузкам и требуют большого расхода металла.Асбестонементные трубы (ГОСТ 539—80*) прочны, стойки к коррозии, ма­лотеплопроводны, имеют малую массу, но плохо сопротивляются ударам, динамическим нагрузкам и не экологичны.Железобетонные напорные трубы (ГОСТ 12586.01—83* и ГОСТ 12586.1—83*) из­готавливаются в большом диапазоне диаметров на различные внут­ренние давления, широко применяются для прокладки магистраль­ных водопроводов и водоводов.

Полиэтиленовые трубы (ГОСТ 18599—83*) стойки против кор­розии, обладают небольшой массой, достаточно механически про­чны, долговечны, но имеют большой коэффициент линейного рас­ширения.

Стальные трубы электросварные (ГОСТ 10704—91*, 8696—74*) в системах водоснабжения применяют в основном для водово­дов, работающих при значительных внутренних давлениях, а также для водопроводных линий при их укладке в сейсмических районах, при устройстве дюкеров.

Теоретические аспекты организации и функционирования системы водоснабжения муниципального образования

Содержание

1. Теоретические аспекты организации и функционирования системы водоснабжения муниципального образования

1.1 Структура и принципы функционирования системы водоснабжения муниципального образования

1.2 Особенности организации системы водоснабжения на уровне муниципального образования

1.3 Направления государственного регулирования ЖКХ

2. Анализ системы управления муниципальным водоснабжением

2.1 Анализ исследования проблем муниципального водоснабжения

2.2 Специфика функционирования системы водоснабжения в Республике Татарстан

2.3 Особенности системы водоснабжения на территории муниципального образования «г. Нижнекамск»

3. Пути совершенствования управления муниципальным водоснабжением

3.1 Зарубежный опыт решения проблем муниципального водоснабжения

3.2 Отечественный опыт совершенствования системы функционирования муниципального водоснабжения

3.3 Направления совершенствования системы водоснабжения на территории муниципального образования «г. Нижнекамск»

4. Программа мер по обеспечению выпускной квалификационной работы

4.1 Экономическое обоснование и социальная значимость внедрения разработанных мероприятий

4.2 Математическое и статистическое обеспечение выпускной квалификационной работы

4.3 Нормативно-правовое обеспечение выпускной квалификационной работы

4.4 Социологическое обеспечение выпускной квалификационной работы

4.5 Компьютерное обеспечение выпускной квалификационной работы

Список использованных источников

Условные обозначения и сокращения

МО	–	муниципальное образование
МУ	–	муниципальное управление
РФ	–	Российская Федерация
РТ	–	Республика Татарстан
ЖКХ	–	жилищно-коммунальное хозяйство
ЖКУ	–	жилищно-коммунальные услуги
ФЗ	–	федеральный закон
ГУП	–	государственное унитарное предприятие
МУП	–	муниципальное унитарное предприятие
ООО	–	общество с ограниченной ответственностью
ОАО	–	открытое акционерное общество
ЖК РФ	–	Жилищный кодекс Российской Федерации
ВК и ЭХ	–	водоканал и энергетическое хозяйство
г.	–	город
ул.	–	улица
ст.	–	статья
млн.	–	миллион
руб.	–	рублей
тыс.	–	тысяч
гг.	–	годы

Введение

Актуальность темы исследования. Градообслуживающая сфера, или городское хозяйство, представляет собой сложный комплекс различных подотраслей, тесно связанных между собой и объединенных общей целью удовлетворения потребностей населения в его услугах.

Системы водоснабжения представляют собой комплекс инженерных сооружений и устройств, обеспечивающих получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям. Системы водоснабжения предназначены также для удовлетворения потребителей в воде промышленности и сельского хозяйства.

Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемиологических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населенный пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде, требуется громадное ее количество, измеряемое в миллионах кубических метров в сутки. Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требует тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях. Некоторые промышленные предприятия предъявляют к качеству потребляемой воды специальные требования.

Водопроводные сети и водоводы занимают особое место в системах водоснабжения. Водопроводная сеть запроектирована с учетом требуемой надежности водообеспечения потребителей.

Дальнейшее развитие систем водоснабжения связано также с совершенствованием и созданием новых видов механического и электрического оборудования, разработкой и внедрением новых реагентов для обработки воды, средств автоматического контроля и регулирования.

Широкое внедрение средств вычислительной техники позволит решать задачи проектирования и эксплуатации сооружений систем водоснабжения на качественно новом уровне, обеспечивающем требования экономичности и надежности. К числу таких задач относятся гидравлические расчеты систем подачи и распределения воды, расчеты по защите водоводов от гидравлических ударов, выбора оптимальных режимов, расчеты отдельных сооружений и всей системы водоснабжения в целом, а также ряд других сложных задач.

Система водоснабжения населенного пункта должна обеспечивать получение в необходимом количестве воды из природных источников, при необходимости улучшение ее качества и передачу к месту потребления. Основное требование в работе системы водоснабжения — выполнение заданных функций при соблюдении высоких показателей надежности и экономичности.

Организация системы водоснабжения в муниципальных образованиях в основном основывается на функционировании муниципальных предприятий, в отдельных городах это акционерные общества.

Необходимо отметить, что на сегодняшний день существует немало проблем, связанных с функционированием системы водоснабжения.

В результате трещин или нарушений стыковых соединений ухудшаются физико-химические показатели транспортируемой воды и появляется возможность повторного заражения вод, а также загрязнения подземных и поверхностных вод, почв, атмосферы.

Утечки воды из водопроводных сетей являются причиной поднятия уровня грунтовых вод, что способствует интенсивному разрушению фундаментов, подвальной части, а впоследствии и самих зданий и сооружений. Проблема восстановления водопроводов в крупных городах Российской Федерации с их высокоплотной застройкой приобретает в этой связи все большее значение. Использование для этого традиционных методов, т. е. открытой перекладки, связано с большими капитальными затратами, длительными сроками строительства, разрытием городских территорий, нарушением движения транспорта, сносом зеленых насаждений и т. п.

Действующая в стране система водоснабжения находится в чрезвычайно плохом состоянии. Более 40 процентов водопроводов с забором воды из поверхностных водных источников, обеспечивающих 68 процентов водопотребителей в городах и поселках городского типа и около 10 процентов в сельской местности, не имеют необходимого комплекса очистных сооружений для обеззараживания и очистки воды; по многим водозаборам не соблюдаются режимы зон санитарной охраны. В неудовлетворительном состоянии находятся водовозвращающие сети, износ которых доходит до 50 процентов и непрерывно возрастает, что обусловливает частые аварии и, как следствие, загрязнение водопроводной воды. Потери воды в сетях коммунальных водопроводов из-за коррозии и износа труб составляют ежесуточно около 5 млн. куб. метров, более 20 процентов воды теряется из-за утечек в водопроводных сетях жилищного фонда.

Загрязнение водных объектов – источников питьевого водоснабжения при недостаточной эффективности работы водоочистных сооружений влечет за собой ухудшение качества подаваемой потребителям питьевой воды и создает серьезную опасность для здоровья населения во многих регионах России, обусловливает высокий уровень заболеваемости кишечными инфекциями, гепатитом, увеличивает степень риска воздействия на организм человека канцерогенных и мутагенных факторов. Все вышеперечисленные факторы обусловили необходимость дальнейшего исследования проблемы совершенствования системы водоснабжения на уровне муниципального образования.

Степень разработанности темы. Представленная тема выпускной квалификационной работы является достаточно разработанной и представлена в работах многих авторов, таких как Жуков Д.М., Зотов В.Б., Кобилев А.Г., Савин К.Н., Черняков А.А. и других. Жуков Д.М. в своих работах рассматривает организацию жилищно-коммунального хозяйства города. Кобилев А.Г. изучает проблемы проведения реформы и аспекты в системе функционирования жилищно-коммунального комплекса. Савин К.Н. анализирует проблемы и пути повышения качества услуг жилищно-коммунального хозяйства. Зотов В.Б. анализирует в своих исследованиях систему территориального управления жилищно-коммунальным комплексом. Черняков А.А. в своей монографии исследует основы формирования и функционирования жилищно-коммунального хозяйства.

Целью выпускной квалификационной работы является анализ существующей системы водоснабжения муниципального образования ”г.Нижнекамск” и, на основе выявленных проблем, разработка мероприятий по совершенствованию системы водоснабжения города.

В соответствии с поставленной целью в работе необходимо решить следующие задачи:

— рассмотреть теоретические аспекты организации и функционирования системы водоснабжения муниципального образования;

— проанализировать систему управления муниципальным водоснабжением;

— охарактеризовать зарубежный и отечественный опыт решения проблем муниципального водоснабжения;

— определить направления совершенствования управления системой водоснабжения на территории муниципального образования «г. Нижнекамск»;

— представить программу мер по обеспечению выпускной квалификационной работы.

Объектомвыпускной квалификационной работы является система муниципального водоснабжения.

Предметом выпускной квалификационной работы являются эффективные формы и методы управления муниципальным водоснабжением.

Методологическая основа исследования. При проведении исследования применялись следующие методы исследования. Описательный метод позволил собрать теоретический материал по структуре и особенностям городской инфраструктуры. Посредством метода анализа прошедших периодов было проведено изучение системы функционирования водоснабжения на территории Российской Федерации в целом, Республики Татарстан и муниципального образования «г.Нижнекамск». Эмпирический метод позволил создать представление о системе реформирования ЖКХ. Метод морфологического анализа определяет результат работы в качестве эффективного решения проблем водоснабжения. Кроме указанных методов применялись также теоретический и сравнительно-сопоставительный методы исследования, которые позволили собрать, проанализировать необходимую информацию и сделать выводы по проделанной работе.

Научная новизна настоящего исследования состоит в разработке мероприятий по совершенствованию системы водоснабжения на территории муниципального образования «г. Нижнекамск».

Научно-практическая значимость выпускной квалификационной работызаключается в том, что:

— в работе обобщены и проанализированы работы российских авторов по управлению развитием системы муниципального водоснабжения;

— в работе проведен анализ современного состояния системы водоснабжения на уровне Российской Федерации, Республики Татарстан и муниципального образования «г.Нижнекамск».

Выводы и предложения, сформулированные в выпускной квалификационной работе, могут быть использованы при совершенствовании системы управления муниципальным водоснабжением.

Материалы настоящего исследования могут быть использованы в практике работы ОАО «ВКиЭХ».

Выпускная квалификационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых источников, ссылок на использованные источники и приложений.

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы исследования, определяется цель, объект, предмет, ставятся задачи, а также представлены методологические основы, научная новизна, разработанность проблемы, научно-практическая значимость.

В первой главепредставлены теоретические аспекты организации и функционирования системы водоснабжения муниципального образования. В частности, определены структура и принципы функционирования системы водоснабжения муниципального образования, выявлены особенности организации системы водоснабжения на уровне муниципального образования и направления государственного регулирования ЖКХ.

Во второй главепроведен анализ системы управления муниципальным водоснабжением. Здесь автором выявлены специфика функционирования системы водоснабжения в Республике Татарстан и особенности системы водоснабжения на территории муниципального образования «г. Нижнекамск»

В третьей главе автором проанализирован зарубежный опыт решения проблем муниципального водоснабжения, рассмотрен отечественный опыт совершенствования системы функционирования муниципального водоснабжения и сформулированы направления совершенствования системы водоснабжения на территории муниципального образования «г. Нижнекамск»

В четвертой главе приведены социально-экономическая значимость, нормативно-правовое обеспечение, математическое и статистическое обеспечение, социологическое обеспечение и компьютерное обеспечение выпускной квалификационной работы.

В заключении автором формулируются основные выводы и предложения, подводятся итоги проделанной работы.

Список использованных источников включает 51 источник.

Теоретические аспекты организации и функционирования системы водоснабжения муниципального образования