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.
Вода в сельском хозяйстве
 На главную  Информация Статьи Вода в сельском хозяйстве |
В большинстве стран, одной из ведущих отраслей всегда являлось народное хозяйство. Даже в тех государствах, где значительную долю народного хозяйства занимает легкая и тяжелая промышленность или машиностроение, сельскому хозяйству уделяется немало внимания, так как эта отрасль в буквальном смысле кормит население страны. Касаемо России можно отметить, что так исторически сложилось, что наша страна считается почти аграрной державой, тем более, что половина населения России проживает в сельской местности. Бурное развитие сельского хозяйства и благоустройство сельских поселений привели к тому, что на первое место вышел вопрос водоснабжения агропромышленного комплекса и населения сельских районов. Наверное нет такой отрасли народного хозяйства, где вода требовалась в таком количестве, как в сельском хозяйстве. Ежедневно, даже небольшое поселение требует огромные объемы воды, которая идет на обеспечение хозяйственных нужд проживающих в селе людей, а также на животноводческие и птицефермы, на полив полей и теплиц, на предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции и другие нужды. Специалисты по системам водоснабжения давно выделили в отдельную категорию такое понятие как сельскохозяйственное водоснабжение, основой которого являются оросительные каналы и традиционные для сельской местности точки водозабора — колодцы, бурение скважины на воду и добыча, родники и водохранилища.
Как и при проектировании и внедрении любой системы водоснабжение, системы сельскохозяйственного водообеспечения разрабатываются согласно строительным и иным нормам, принятым на территории Российской Федерации. Также, особое внимание уделяется выбору насосного оборудования, станций водоснабжения и фильтров очистки воды. Сегодня, сельскохозяйственное водоснабжения по своему назначению условно разделено на пять основных групп.
- Системы полива сельскохозяйственных угодий (полей).
- Системы водоснабжения пастбищ.
- Системы водоснабжения животноводческих комплексов и птицеферм.
- Системы водоснабжения населенных пунктов.
- Системы водоснабжения ремонт-технических станций.
Подача воды для бытовых нужд жителей сельских районов, парка автомобильной и сельскохозяйственной техники, ремонтных и иных мастерских, для полива полей и теплиц, предприятий сельскохозяйственного комплекса и комплексов автоматического пожаротушения производится с помощью стандартных насосных станций. В качестве источников воды принято использовать подземные воды, однако, если количество воды в них не удовлетворяет в полной мере потребности указанных категорий потребителей, то возможен водозабор из наземных естественных или искусственных водных резервуаров: реки, озера, ставки и водохранилища. Если качество воды в подземных источниках соответствует ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая», то традиционная система водоснабжения выглядит, как несколько шахтных колодцев или артезианских скважин, оборудованных погружными, реже поверхностными, насосами для подъема воды. Обязательным компонентом такой системы является оборудование водоподготовки, а в некоторых случаях, также используют насосы второго подъема (подкачки) и промежуточные резервуары для хранения воды, так называемые водонапорные башни. При этом, подкачивающее насосное оборудование выбирают таким образом, чтобы оно было в состоянии обеспечить нормальную подачу воду в период пиковых нагрузок на сеть водоснабжения, например при тушении пожара или резком падении давления в системе ввиду объективных причин — засуха, сброс воды из водохранилищ и т. п.
После оборудования точек водозабора и установки насосного оборудования необходимой мощности и систем коллективной фильтрации воды, производят монтаж инженерных коммуникаций и запорной арматуры для подачи воды в культурно-бытовые и административные здания, многоэтажные жилые дома, больницы, дошкольные и учебные заведения, а также бытовые помещения предприятий сельского хозяйства. Водоснабжение частных домовладений осуществляется через колонки, но в последнее время от этой практики отходят, подводя к каждому жилому дому отдельную ветку для подачи воды. Также, практически в каждом сельском населенном пункте, на подворьях можно встретить колодец, являющийся дополнительным источником воды. Что касается поверхностных источников водоснабжения сельских регионов, то в подавляющем числе случаев для подачи качественной воды из них необходима установка мощных водоочистных сооружений. Сегодня, наиболее популярными такими система являются установки для осветления безреагентным способом на медленных фильтрах, которые позволяют добиться необходимого качества воды при относительно небольших затратах. Также, в сельской местности достаточно распространены фильтры обезжелезиватели и другие системы, снижающие концентрацию микроэлементов и механических примесей в воде. Поскольку водоснабжение сельских регионов по-прежнему довольно дорогостоящее предприятие, ввиду значительной удаленности мест забора воды, то специалисты рекомендуют организовывать ее подачу сразу на несколько предприятий сельскохозяйственного комплекса и другие нужды посредством единого водовода и одной или нескольких насосных и очистных станций.
До сих пор большой проблемой является водоснабжение современных животноводческих комплексов, где помимо нужд производства, вода необходима для поддержания в «боевой готовности» систем автоматического пожаротушения. Сегодня, для расчета необходимого количества воды на подобных сельскохозяйственных предприятиях существуют определенные нормы, которые зависят от количества голов животных и возможного тушения пожара в течении трех часов.
Расход кубических метров воды в сутки:
- животноводческая ферма по производству свинины на 108 тысяч голов — 3000 кубометров;
- животноводческая ферма по производству говядины на 10 тысяч голов — 600 кубометров;
- комплекс по производству молока на 1200 голов — 380 кубометров.
Как правило, в традиционную схему снабжения водой животноводческой фермы входят: точка водозабора с насосной установкой (станцией); очистное оборудование; промежуточный резервуар для хранения воды (водонапорная башня); разводящие сети с запорной арматурой. В качестве примера можно привести систему водоснабжения небольшой животноводческой фермы на 400 голов крупного рогатого скота (молочные коровы), где забор воды осуществляется из шахтного колодца погружными электрическими насосами БЦП или ЭЦВ. Для качественного снабжения водой такой фермы требуется водонапорный промежуточный бак, емкость которого должна составлять 12-15% от суточного объема, необходимого для нормального обеспечения комплекса — это водонапорная башня с баком на 25 кубических метров. Колодцы, камеры для погружных насосов, водонапорные промежуточные емкости, трассы для трубопроводов и их смотровые колодцы, как правило, выполнены из железобетона. Сама водопроводная сеть, в том числе вводы в ферму и подсобные помещения комплекса, смонтирована их чугунных, стальных, полиэтиленовых или асбестоцементных труб. Современное насосное оборудование позволяет обеспечивать водой животноводческие комплексы без применения водонапорных башен. В этом случае, на точку водозабора и промежуточный резервуар для воды устанавливаются мощные насосные установки, способные работать в круглосуточном режиме практически без участия человека. Необходимое давление и расход воды в них регулируется автоматически.
