Что из себя представляет централизованная система водоснабжения

Централизованная система водоснабжения является сложной сетью, обеспечивающей население горячей и холодной водой. Она постоянно совершенствуется и модернизируется, приобретая новые технические параметры.

Определение и область применения

Система централизованного водоснабжения состоит из функциональных узлов, предназначенных для добычи, подготовки и доставки ресурсов к потребителю в рамках определенного населенного пункта. Забор воды может осуществляться из открытых наземных и закрытых подземных источников. Перед подачей к потребителям собранные ресурсы подвергаются очистке.

Централизованное водоснабжение бывает горячим и холодным. Преимущественно оно функционирует в городах, больших коттеджных поселках. В отдельных случаях водопроводы подводятся к производственным зданиям, находящимся в черте населенных пунктов.

Нормативные требования

При организации центрального водоснабжения должны обязательно соблюдаться государственные нормативные требования относительно обустройства наружных сетей (СНиП 2.04.02-84) и внутреннего водопровода зданий (2.04.01-85). Указанные документы регламентируют проектирование системы, особенности размещения и характеристики ее конструктивных элементов.

Нормативные требования относительно качества воды, применяемой для хозяйственно-питьевых целей, указаны в СанПиН 2.1.4.1074-01, ГОСТ 2874-82. В документах также прописаны правила осуществления контроля над ее характеристиками. Нормативы обязательны к выполнению для юридических лиц, предпринимателей, деятельность которых связана с проектированием, сооружением и эксплуатацией централизованного водоснабжения.

Характеристики и типы источников

Водозабор осуществляется с источников, которые должны соответствовать ряду требований:

• Контролируют наличие опасных загрязнений. Данное правило особенно касается озер, где отсутствует естественное течение.
• При выборе поверхностных источников водозаборные сооружения размещают на участке реки с устойчивым руслом. Это предупреждает их разрушение.
• Забор организуют выше устья впадающих в реку притоков. Такой подход снижает вероятность проникновения дополнительных загрязняющих веществ в источник.
• Оборудованная система должна обеспечивать бесперебойную подачу ресурсов в необходимом объеме.

К поверхностным источникам относят реки, озера, искусственные водоемы и резервуары с глубиной не менее 2,5 м. Их разделяют на русловые, ковшевые, береговые. Для искусственных источников глубина забора должна быть максимально большой. Это позволит получить воду с оптимальными характеристиками. На больших глубинах отсутствует эффект цветения. Также не происходит забор из высокоминерализованного слоя, который обычно размещается ближе к поверхности.

В качестве подземных источников выбирают гидрологические системы, находящиеся в верхних слоях земной коры. Это грунтовые воды, артезианские скважины, верховодки. Водозабор организуют на минимальном расстоянии от населенного пункта, предусматривают возможность расширения при увеличении водопотребления. Данная схема имеет много преимуществ – высокое качество воды и постоянство ее параметров.

При использовании подземных источников обычно оборудуют буровые скважины. Они имеют глубину сотни метров, что позволяет одновременно эксплуатировать несколько горизонтов. Скважина представляет собой шахту круглого сечения. Ее стенки выполнены из металлической трубы, что делает невозможным их разрушение. Для обеспечения необходимого объема водозабора обычно оборудуется несколько скважин.

Устройство системы

Схема централизованного водопровода в коттеджном поселке или в большом городе одинаковая. Конфигурация сети определяется типом применяемых источников.

Подземные воды

При использовании подземных источников в состав системы входят:

• скважины;
• насосы первого подъема — перемещают воду в специальный подземный резервуар;
• насосы второго подъема — выкачивают содержимое резервуаров и перемещают его в разводящую сеть;
• фильтр — предназначен для задерживания крупных частиц, находящихся в водоносном слое;
• водонапорный резервуар.

Горизонтальные водозаборы состоят из приемной и отводящей части. В последней наблюдают самовольное отведение воды в колодец и насосную станцию.

При использовании источников в виде открытых родников применяются каптажные устройства. Вода попадает в камеру, в обязательном порядке проходя через фильтр. Также она защищена от проникновения загрязнений извне. Забор происходит со дна или отверстия в стенке каптажной камеры.

Поверхностные источники

Если забор воды происходит из открытых водоемов, в состав системы входят:

• водозаборные сооружения;
• устройства, применяемые для улучшения качества добытых ресурсов;
• сеть распределения.

При заборе воды из открытых водоемов присутствует специальный приемник. Его обустраивают в виде берегового колодца или ковша. Подъем воды к очистным сооружениям происходит с использованием насосов.

Условия подключения

Чтобы использовать централизованное водоснабжение в хозяйственно-питьевых целях, необходимо обратиться с заявлением в соответствующие инстанции (местный Водоканал). На запрос потребителя учреждение предоставляет технические условия.

Сотрудники Водоканала разрабатывают схемы подсоединения к магистральному трубопроводу, указывают места и глубину размещения водоводов. На основании полученных технических условий специалисты оборудуют все необходимые узлы от распределительного колодца до приборов учета.

Отличия горячего от холодного централизованного водоснабжения

В государственных нормативных документах указано, что населенные пункты должны иметь централизованное горячее и холодное водоснабжение. Они обеспечивают население ресурсом одинакового качества. Разница заключается в различных требованиях.

Холодное водоснабжение соответствует следующим нормам:

• обеспечивает потребителей ресурсом круглосуточно на протяжении всего года;
• при отсутствии ГВС подогрев воды может осуществляться с использованием водонагревателей;
• максимальная продолжительность безводного периода – 8 часов в месяц (без учета аварийных ситуаций).

Для ГВС присутствуют требования относительно температуры воды. Она не может отклоняться от нормативной больше чем на 3-5°С. Отключение воды в случае аварии продолжается не дольше 24 часов.

Преимущества и недостатки

К достоинствам централизованного водоснабжения относят:

• круглосуточный доступ к неограниченному источнику воды;
• обслуживание сетей происходит специализированными службами без привлечения в процесс потребителя;
• высокое качество поставляемых ресурсов.

К недостаткам системы относят потребность в постоянном контроле над объемами потребления ресурсов, на основании чего происходит оплата. Часто возникает необходимость в дополнительной очистке воды от ржавчины и хлора.

Централизованное водоснабжение.

Централизованное водоснабжение может осуществляться из поверхностных и подземных водоисточников. Это такое водоснабжение, когда вода после добычи и очистки поступает в систему подземных труб, по которым распределяется по территории населенного пункта.

Основные компоненты централизованной системы водоснабжения:

I. источник воды;

II. головные сооружения – водозаборные, очистные и насосные станции;

III. сооружения для доставки и распределения воды – водоводы, водопроводная сеть, резервуары, водоразборные и другие установки на сети.

Организация водоснабжения из поверхностных водоисточников.

III. Требования к выбору места для забора воды:

II. отсутствие опасных в санитарном отношении загрязнений, т.е. водозабор надо располагать выше по течению реки населенного пункта, обслуживаемого данным водопроводом;

III. водозабор необходимо размещать на участке реки с устойчивым руслом – для защиты сооружений в воде и на берегу от повреждений;

IV. водозабор должен обеспечить поступление при всех условиях достаточного количества воды.

Забирать воду надо выше устья ближайших впадающих в реку притоков и оврагов, по которым могут поступать загрязнения, на участке коренного, неразмываемого берега. Многие реки меняют конфигурацию берегов, иногда даже в короткое время – за 10-15 лет. Необходимо также, чтобы река в месте водозабора имела глубину не менее 2,5 м. На среднем уровне при такой глубине избегается засасывание ила со дна реки и воды из поверхностного, наиболее доступного засорению и перегревающегося летом слоя.

Забор воды из искусственного водохранилища устраивают в местах со значительной глубиной. Это позволяет забирать воду ниже поверхностной зоны, на которую особенно сильно распространяется цветение воды и избавляет от вынужденного забора воды из придонного высокоминерализованного слоя.

Выбирая место забора воды из озера, надо убедиться, что оно полностью свободно от поступающих с берега загрязнений. Это связано с тем, что из-за отсутствия выраженного течения загрязнения, накапливаясь на отдельных участках озера, могут распространяться в разные стороны на расстояние нескольких километров.

IV. Характеристика водозаборных сооружений:

Задача водозаборных (водоприемных) сооружений — создать резервуар, из которого вода может забираться насосами в условиях защиты от повреждений и колебаний в режиме самого водоема, а также задержать грубые взвешенные загрязнения на решетках у входных отверстий и сетках перед всасывающими трубами насосов. В водоприемниках происходит некоторое отстаивание воды. Подъем воды осуществляется с помощью насосных станций.

Водозаборные сооружения делятся на три типа:

а) береговые – вода поступает непосредственно из водоема;

б) русловые с самотечными или всасывающими линиями труб – вода поступает по трубам самотеком или под действием насосов;

в) ковши – представляют собой небольшие искусственные заливы.

Тип сооружения выбирают в зависимости от местных топографических и гидрогеологических условий.

После забора вода подается на очистные сооружения, где проводится её обработка. Для улучшения качества используют отстойники, фильтры, сооружения для хлорирования и коагуляции. При необходимости воду подвергают специальным методам обработки (обезжелезиванию, фторированию, умягчению и т.д.).

Организация водоснабжения из подземных водоисточников.

I. защищенность воды от внешних загрязнений, вода, как правило, не нуждается в обработке;

II. постоянство качества воды;

III. забор воды в пределах населенного места или невдалеке, что исключает необходимость водоводов большой протяженности;

1. необходимость в устройстве нескольких водозаборов из-за ограниченности дебита подземных вод.

Требования к выбору места для забора воды:

1. водозабор должен быть расположен как можно ближе к населенному пункту;

2. необходимо исключить возможность загрязнения водоносного горизонта в месте расположения водозаборов и со стороны прилегающей территории;

3. необходимо предусмотреть возможность расширения водозабора при росте водопотребления.

1. Характеристика водозаборных сооружений:

Для подземных вод используют в основном водозаборы вертикального типа – буровые скважины, достигающие глубины нескольких сот метров и позволяющие использовать любой из разведанных подземных горизонтов.

Скважина представляет собой вертикальную шахту круглой формы, доходящую до водоносного горизонта. Стенки ее предохранены от обрушения металлическими трубами. В нижней части скважины, в пределах водоносного горизонта, устанавливают фильтр для поступления воды внутрь скважины и предохранения ее от засорения частицами пород. Вода в скважине устанавливается на некотором уровне ниже поверхности земли и отсюда забирается насосами. При откачке вода поднимается до уровня, при котором откачиваемая вода возмещается одновременным притоком из водоносного слоя.

Первый уровень называется статическим, второй – динамическим.

При этом в прилегающей вокруг к скважине части водоносного горизонта создается пониженное давление (депрессия).

Давление падает потому, что при откачке вода, подтекая к скважине, испытывает сопротивление со стороны водоносного слоя и часть напора тратится на преодоление этого сопротивления. Чем интенсивнее откачка, тем быстрее движется вода, сопротивление возрастает, давление все снижается и депрессия охва­тывает все большее прост­ранство вокруг скважины (зона депрессии).

Ниже все­го давление падает у самой скважины, что и выражается в снижении статического уровня до динамического, меняющегося в зависимости от интенсивности откач­ки. Депрессия может рас­пространяться на десятки и сотни метров вокруг скважи­ны.

Зону влияния откачки из основной скважины можно представить в виде депрессионной воронки, вершина ко­торой совпадает с динамиче­ским уровнем, а основание лежит в плоскости, проходящей через статический уровень.

Если в эксплуатации несколько скважин, то они должны рас­полагаться на таком расстоянии одна от другой, чтобы депрессионные воронки не пересекались. В противном случае дебит сква­жин уменьшается, так как уменьшается водообильность зоны питания каждой из них. Кроме того, благодаря скважине устанавливается связь между эксплуатируемым водным слоем и лежащим выше, качест­во воды которого может быть небезупречным или даже плохим. Поэтому строительный проект скважины должен предусматривать все необходимое для предотвращения ухудшения свойств и сос­тава подземной воды.

Необходимо обеспечить герметичность соединений между тру­бами одной колонны и между колоннами разных диаметров. Особенно важно это на участках, где скважина пересекает не ис­пользуемые ею водоносные горизонты. Кроме того, на этих участ­ках следует не вырезывать трубы, а пропускать внутри обсадных. Это устраняет соприкосновение рабочей трубы с водоносным гори­зонтом, повышает надежность ее изоляции и защищает от кор­розии.

Наиболее прямым путем загрязнения могут проникнуть через недостаточно защищенное устье скважины. Герметичность сое­динения оголовка с трубой и насосом необходимое условие охра­ны воды в скважине.

Если устье скважины выведено в шахту, то последняя должна быть защищена от проникновения грунтовых вод (гидроизоляция дна и стенок) и атмосферных осадков (двойные крыши на лю­ках). Если обсадная труба выходит на поверхность земли, то площадка вокруг нее должна асфальтироваться и иметь уклон для оттока атмосферных вод в сторону от скважины. Обсадная труба должна выступать не менее чем на 0,5 м над поверхностью земли или дном шахты.

Подземные воды, избираемые для питания водопровода, в большинстве случаев удовлетворяют требованиям бактериологической чистоты воды, хлорирование применяется и в практике подземного водоснабжения. К нему прибегают в слу­чаях неполной надежности перекрывающих слоев, связи между подземными водами и открытыми водоемами, внезапных или периодически возникающих изменений в составе воды, неуверенности в надежности оборудования скважин или с профилактической целью при ухудшении воды в сети.

1. Характеристика водопроводной сети.

Водопроводная сеть – это подземная система труб, по которым вода под напором разводится по территории населенного пункта. Величина напора зависит от разницы отметок рельефа в месте установки насосов и в самой высокой точке (верхний этаж здания, самая высокая точка территории населенного места), в которую подается вода.

Водопроводные трубы могут применяться чугунные, стальные, асбоцементные, железобетонные, бетонные, керамические, стеклянные, металлопластиковые.

Требования к водопроводной сети:

1) сеть не должна подвергаться опасности замерзания в ней воды – поэтому трубы закладываются несколько ниже линии промерзания земли (в зависимости от климатических условий от 1,5 до 3 м);

2) не допускается прокладывать сеть по загрязненным местам, вблизи свалок и других источников загрязнения почвы. Канализационная сеть укладывается ниже на 1,5-3 м;

3) сеть должна быть непроницаема на всем протяжении;

4) сеть может иметь тупиковое или кольцевое устройство.

На водопроводной сети могут устраиваться смотровые колодцы, водозаборные колодки, пожарные гидранты и запасные резервуары.