ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Глава 10. Особенности противопожарного водоснабжения городов,
промышленных предприятий, населенных мест

Классификация систем водоснабжения

Система водоснабжения - это комплекс инженерно-технических сооружений, предназначенных для забора воды из природных источников, подъема её на высоту, очистки (в случае необходимости), хранения запасов воды и подачи её к местам потребления.

Системы водоснабжения (или водопроводы) классифицируют по ряду признаков.

По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делятся на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и пр.

По способу подачи воды различают напорные и самотечные водопроводы.

Напорными водопроводами называются такие, в которых вода из источника к потребителю подается насосами; самотечными - в которых вода из высокорасположенного источника к потребителю поступает самотеком. Такие водопроводы иногда устраивают в горных районах страны.

По назначению системы водоснабжения подразделяются на
хозяйственно-питьевые, предназначенные для подачи воды на хозяйственные и питьевые нужды населения; производственные, снабжающие водой
технологические процессы производств; противопожарные, обеспечивающие подачу воды для тушения пожаров.

Часто устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные или хозяйственно-производственно-противопожарные.

В городах и населенных местах, как правило, устраивают объединенные хозяйственно-противопожарные водопроводы. Из этих же водопроводов вода подается и на промышленные предприятия, если последние потребляют незначительное количество воды, или по условиям технологического процесса производства требуется вода питьевого качества. При больших расходах воды промышленные предприятия могут иметь самостоятельный водопровод, обеспечивающий их хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды. На промышленных предприятиях чаще всего устраиваются отдельные хозяйственно-противопожарный и производственный водопроводы и реже – отдельные производственно-противопожарный, хозяйственно-питьевой или объединенный хозяйственно-производственно-противопожарный.

Совмещение противопожарного водопровода с хозяйственным, а не с производственным объясняется следующими причинами.

1. Производственная водопроводная сеть обычно бывает мало разветвленной, так как вода подается лишь наиболее крупным водопотребителям, хозяйственная же и противопожарная сети должны охватывать все объекты предприятия.

2. Для многих технологических процессов производства вода подается под строго определенным напором и расходом.

Если построить производственно-противопожарный водопровод, то при тушении пожара в водопроводной сети будет наблюдаться изменение напора, а это может привести к нарушению режима работы производственных аппаратов.

Объединенный хозяйственно-производственно-противопожарный водопровод устраивают тогда, когда для технологических нужд требуется небольшое количество воды питьевого качества.

Устройство самостоятельного противопожарного водопровода допускается только в том случае, если объединение его с хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом по техническим или экономическим соображениям нецелесообразно.

Самостоятельный противопожарный водопровод устраивается обычно на таких пожароопасных объектах, как нефтебазы, склады хлопка, лесобиржи, хранилища сжиженных газов и др.

Противопожарные водопроводы (специальные, отдельные или объединенные) бывают низкого или высокого давления. Свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления в период тушения пожаров должен быть не меньше 10 м. При этом необходимый для тушения пожара напор у стволов создается передвижными пожарными насосами.

В системе противопожарного водопровода высокого давления вода к месту пожара подается по рукавам непосредственно из гидрантов, а необходимый для пожаротушения напор в сети и у стволов создается стационарными пожарными насосами, установленными в насосной станции.

По степени обеспеченности подачи воды (по надежности действия) системы водоснабжения подразделяются на три категории:

I - допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30 % от расчетного расхода и на производственные нужды по аварийному графику. Длительность снижения подачи не более 3 сут. Перерыв в подаче допускается на время выключения поврежденных и включения резервных элементов системы, но не более чем на 10 мин.

II - снижение подачи такое же, но допускается до 10 сут. Перерыв в подаче допускается до 6 ч.

III - снижение подачи такое же, но допускается до 15 сут. Перерыв в подаче допускается до 24 ч.

Населенные пункты с числом жителей N > 50×10 3 относятся к I категории; при 5×10 3 < N < 50×10 3 - относятся ко II категории; при N < 5×10 3 - относятся к III категории.

Для групповых водопроводов категорию принимают по населенному пункту с наибольшим числом жителей.

Элементы систем водоснабжения, повреждения которых могут нарушить подачу воды на пожаротушение, должны относиться к I категории.

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае эти системы называют групповыми . Если система водоснабжения обслуживает несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии одно от другого, то такая система называется районной системой водоснабжения . Небольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из близлежащего источника, называют обычно местными системами водоснабжения.

Для питания водой под требуемым напором различных частей территории, имеющих значительную разницу в отметках, может устраиваться зонное водоснабжение.

Введение

1.1. Водоснабжение – важнейшая отрасль хозяйственного комплекса

Среди многих отраслей народного хозяйства, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных пунктов и развития сельскохозяйственного и промышленного производства одно из ключевых мест занимает водоснабжение.

Водоснабжение – это обеспечение водой населенных пунктов, производственных и других объектов для удовлетворения хозяйственно-питьевых, производственных и противопожарных нужд.

Водоснабжение – это комплекс мероприятий по обеспечению водой различных потребителей.

Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемииологических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населенный пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных населенных пунктов в воде требуются громадные ее количества, измеряемые в миллионах кубических метров в сутки.

Для примера если в средние века в городах на одного человека приходилось 25 л воды в сутки, то теперь ее расходуется 200...400 л, а в крупных городах – 500 и более.

Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требуют тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях.

Производственные процессы на промышленных предприятиях также сопровождаются большим расходованием воды. При этом предприятия отдельных отраслей промышленности и энергохозяйства потребляют количество воды, нередко значительно превосходящее коммунальное водопотребление крупных городов.

Так, например, для добычи 1 л нефти нужно израсходовать 10 л воды, для производства 1 кг бумаги – 200 л, 1 кг шерстяной ткани – 600 л, 1 т стали – 20 м 3 , для выработки 1 т ацетатного шелка необходимо 2660 м 3 воды, лавсана – 4200 м 3 , а капронового волокна – 5600 м 3 воды.

Следует отметить, что кроме обеспечения водой населения и промышленности, осуществляемого системами водоснабжения, огромное народно-хозяйственное значение имеет обеспечение водой сельского хозяйства, в особенности в орошаемом земледелии. Например, чтобы получить 1 кг сухого пшеничного зерна, надо израсходовать 750 л воды.

История развития, современное состояние и перспективы развития

В республике

Первые сведения, которые мы имеем об искусственных сооружениях для добывания воды – колодцах, относятся к III тысячелетию до н. э., в древнем Египте уже имелись простейшие механизмы для подъема воды из колодцев – наподобие наших «журавлей».

В Вавилоне воду поднимали на довольно значительную высоту с помощью различных приспособлений с использованием блоков. В водопроводах Египта и Вавилона для подачи воды из резервуаров применялись трубы гончарные, деревянные, а также металлические (свинцовые и медные). В Древнем Китае для водоснабжения использовались весьма глубокие колодцы, из которых воду доставали ведрами с помощью воротов или блоков.

В период расцвета Древней Греции и Рима существовали довольно большие централизованные системы водоснабжения. В Рим вода подавалась к городу самотеком по каналам. При пересечении долин или оврагов каналы прокладывались по специальным мостам – акведукам. В городе вода подводилась к центральным резервуарам, откуда подавалась по трубам к общественным баням и купальням, к дворцам и домам патрициев, а также к общественным фонтанам и бассейнам, которыми пользовалось население.

Начальные сведения об устройстве централизованных городских водопроводов в других странах Европы относятся к XII в. В конце XII в. построен первый самотечный водопровод в Париже. В XIII в. начинается централизованное водоснабжение Лондона. К началу XV в. относятся сведения об устройстве водопроводов в немецких городах.

Зарождение и развитие капиталистической мануфактуры вызвало развитие и водопроводной техники. Промышленная революция XVIII в. обусловила строительство фабрично-заводских водопроводов. В то же время сброс промышленных сточных вод в открытые водоемы привел к их сильному загрязнению и поставил вопрос об изыскании источников чистой воды, поэтому в это же время возникает необходимость в добыче подземных вод.

Из древних водопроводных устройств, которые применяли народы, населявшие территорию бывшего СССР, в маловодных районах Средней Азии частично сохранились до нашего времени своеобразные сооружения для сбора грунтовых вод – подземные галереи, в Крыму найдены вырубленные в скалах емкости для сбора атмосферных вод, в Новгороде на территории княжеской резиденции при раскопках обнаружен самотечный водопровод из деревянных труб, время постройки которого отнесено к концу XI – началу XII в. Имеются сведения о самотечном водопроводе из гончарных труб, построенном в Грузии в начале XIII в.

В XII-XIV вв. в ряде русских городов были построены водопроводы для крепостей. В XV в. был сооружен самотечный родниковый водопровод для Московского Кремля. В 1631 г. в Кремле был построен водопровод, который подавал воду с помощью «водовзводной машины» в водонапорную башню. Для транспортирования воды от водонапорной башни к местам потребления использовались свинцовые трубы.

В 1718 г. по приказу Петра I был сооружен водопроводный канал для Летнего сада в Петербурге. В 1721 г. сооружаются знаменитые Петергофские фонтаны.

При Петре I начато также сооружение родникового водопровода в Царском селе (ныне г. Пушкин), законченного в 1749 г. Для Царского села был построен крупный для того времени (длиной более 15 км) речной водопровод.

В 1804 г. заканчивается сооружение первого московского городского водопровода, который подавал в город самотеком грунтовую воду на расстояние около 16 км. Водопровод в дальнейшем перестраивался и модернизировался; были построены насосные станции, самотечные водоводы заменены напорными. В 1898 г. были построены около Рижского вокзала Крестовские водонапорные башни, в которых вмонтированы стальные баки вместимостью по 1875 м 3 каждый, расположенные на высоте 30 м над поверхностью земли.

Сооружались водопроводы и в других городах. В течение XIX в. в России были построены еще 64 городских водопровода.

Однако вплоть до Великой Октябрьской социалистической революции строительство водопроводов в России развивалось медленно. При этом большая часть построенных водопроводов находилась в неудовлетворительном состоянии; норма расхода воды на одного жителя была малой; надлежащей очистки воды не производилось; число домовых вводов было незначительно, и большая часть воды отпускалась населению через уличные водоразборы.

Развитие водоснабжения в республике тесно связано с развитием такового в России. Однако после распада СССР оно получило новый виток. Так 24 июня 1999 года в республике был принят закон «О питьевом водоснабжении» (№271-З). Настоящий закон регулирует отношения в области питьевого водоснабжения и устанавливает государственные гарантии по обеспечению потребителей питьевой водой. Данный закон был первым на территории стран бывшего Советского Союза.

Дальнейшее развитие водоснабжение получило (и в большей степени сельскохозяйственное) с принятием в 2005 году Государственной программы возрождения и развития села на 2005-2010 годы, предусматривающей в качестве результатов полностью удовлетворить потребности сельского населения в качественной питьевой воде за счет реконструкции и развития систем центрального и локального водоснабжения.

Классификация систем водоснабжения

Система водоснабжения – это комплекс взаимосвязанных сооружений, предназначенный для обеспечения потребностей в воде какого-либо потребителя.

В общем случае в задачу системы водоснабжения входит:

· добывание воды;

· подъем воды;

· улучшение качества воды (если нужно);

· транспортирование и распределение между потребителями;

· регулирование расходов.

В соответствии с перечисленными задачами системы водоснабжения в ее состав включаются следующие виды водопроводных сооружений:

а) водозаборные сооружения, осуществляющие забор воды из выбранных для данного объекта природных источников;

б) насосные станции (водоподъемные сооружения), создающие требуемые давления в водопроводных трубах для подачи заданных расходов воды на заданную высоту;

в) сооружения для очистки и обработки воды (очистные сооружения), осуществляющие улучшение качества природной воды в соответствии с требованиями потребителя;

г) водоводы и водопроводные сети, транспортирующие воду к объектам и местам ее потребления;

д) регулирующие и запасные емкости – резервуары различных типов для хранения и аккумулирования воды.

Системы водоснабжения классифицируются по различным признакам:

1) по видам потребителей:

· системы хозяйственно-питьевого водоснабжения;

· противопожарного водоснабжения;

· поливочные;

· много функциональные;

2) по видам объектов водоснабжения:

· системы водоснабжения городов;

· водоснабжения поселков;

· водоснабжения производственных объектов;

3) по охвату снабжаемых объектов:

· системы водоснабжения одного объекта;

· системы водоснабжения групповые;

4) по кратности использования подаваемой воды:

· системы прямоточные;

· с оборотом воды;

· с последовательным использованием воды;

5) по природным источникам водоснабжения:

· системы, использующие воду поверхностных источников;

· системы, использующие подземные воды;

6) по способам подачи воды:

· самотечные системы;

· с механической подачей воды;

· смешанная подача.

Различают централизованные системы водоснабжения – все объекты снабжаются от одного источника и по одним и тем же трубопроводам и децентрализованные системы водоснабжения – объекты снабжаются по различным трубопроводам и от различных источников.

Системы сельскохозяйственного водоснабжения как правило проектируются и строятся объединенными хозяйственно-производственно-противопожарными. Они могут быть централизованными, децентрализованными и комбинированными.

Похожая информация.

ЛЕКЦИЯ 1

СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи к потребителям.

Системы водоснабжения классифицируют по ряду признаков.

По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и пр.

По назначению системы водоснабжения (или водопроводы) подразделяют на хозяйственно – питьевые , предназначенные для подачи воды на хозяйственные и питьевые нужды населения и работников предприятий; производственные , снабжающие водой технологические цеха; противопожарные , обеспечивающие подачу воды для тушения пожаров.

Часто устраивают объединенные системы водоснабжения:хозяйственно – противопожарные, производственно – противопожарные илихозяйственно – производственно – противопожарные .

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например город или промышленное предприятие, так и несколько объектов. В последнем случае эти системы называют групповыми . Систему водоснабжения, обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, называют районной системой водоснабжения или районным водопроводом . Наибольшие системы водоснабжения, обслуживающие одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из близлежащего источника, называют местными системами водоснабжения .

Когда отдельные части территории имеют значительную разницу в отметках, устраивают зонные системы водоснабжения . При таком рельефе местности насосы должны поддерживать в наружной сети для высокорасположенных участков высокое давление, которое не нужно для низкорасположенных участков.

Схема водоснабжения - последовательное расположение этих сооружений от источника до потребителя и их взаимное расположение относительно друг друга.

Все многообразие встречающихся на практике систем водоснабжения классифици­руется по следующим основным признакам:

- по назначению: хозяйственно-питьевые; противопожарные; производственные; сельскохозяйственные. Перечисленные типы систем могут быть как самостоятельными, так и объединенными. Объединяют системы в том случае, если требования, предъявля­емые к качеству воды одинаковые или это выгодно экономически;

- по характеру используемых природных источников: системы, получающие во­ду из поверхностных источников (реки, озера, водохранилища, моря, океаны); системы, забирающие воду из подземных источников (артезианские, грунтовые); системы сме­шанного питания (при использовании различных видов водоисточников);

- по территориальному признаку (охвату): локальные (одного объекта) или мест­ные; групповые или районные, обслуживающие группу объектов; внеплощадочные; внутриплощадочные;

- по способам подачи воды: самотечные (гравитационные); напорные (с механи­ческой подачей воды с помощью насосов); комбинированные;

- по кратности использования потребляемой воды (для предприятий): прямоточ­ные (однократное использование); с использованием воды (двух-трехкратное); оборот­ные (многократное использование воды, осуществляемое по замкнутой, полузамкнутой схеме или со сбросом части воды - продувкой); комбинированные;

- по видам обслуживаемых объектов: городские; поселковые; промышленные; сельскохозяйственные; железнодорожные и т.д.;

- по способу доставки и распределения воды: централизованные; децентрализо­ванные; комбинированные.

Системы водоснабжения в населенных пунктах предусматривают, как правило, централизованными. При этом в зависимости от местных условий и экономической це­лесообразности они могут быть раздельными - с собственными источниками водоснаб­жения для каждой из зон (селитебной или производственной) - или объединенными - с общим источником водоснабжения для обеих зон (рис. 3.1).

Схемы водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий

Схема водоснабжения населенного места зависит, прежде всего, от вида источника водоснабжения. Источники водоснабжения делятся на поверхностные (реки, водохранилища, озера, моря) и подземные (грунтовые и артезианские воды).

Схема водоснабжения населенного пункта состоит из следующих элементов:

а) водоприемные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,

б) водоподъемные сооружения, т.е. насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления,

в) сооружения для очистки воды,

г) водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,

д) башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения

На территории населенного места сооружается водонапорная башня , которая, как и резервуары чистой воды, служит для хранения и аккумулирования запасов воды. В те часы суток, когда насосы подают в сеть воды больше, чем ее расходуется, излишек поступает в водонапорную башню; в часы максимального расходования воды потребителями, когда расход, подаваемый насосами, недостаточен, используется вода из башни. Водонапорная башня, расположенная в противоположном по отношению к водоводам конце города, называется контррезервуаром . При наличии вблизи населенного места значительного естественного возвышения вместо водонапорной башни сооружают наземный водонапорный резервуар .

При использовании подземных вод схема водоснабжения значительно упрощается. В этом случае очистные сооружения обычно не нужны – подземные воды часто не требуют очистки.

Иногда населенное место снабжается водой из двух или более источников – водоснабжение с двусторонним или многосторонним питанием .

При расположении источника водоснабжения на значительной высоте по отношению к населенному месту возможна подача воды из источника без устройства насосной станции – самотеком.

В производственных системах водоснабжение может быть прямоточным, оборотным и с последовательным использованием воды .

На рис. II.2 приведена схема прямоточного водоснабжения промышленного предприятия. Насосная станция 1, расположенная вблизи водозаборного сооружения 2, подает воду для производственных целей в цехи 3 по сети 4. Для хозяйственно – противопожарных нужд поселка 5 и цехов 3 вода подается в самостоятельную сеть 6 насосами, установленными в насосной станции 1. предварительно вода очищается на очистных сооружениях 7.

Нередко для производственных целей требуется подача воды различного качества и под разными напорами. В этом случае устраиваются две самостоятельные сети или даже несколько сетей.

Вода, использованная в технологическом процессе, подается в канализационную сеть и после соответствующей очистки сбрасывается в водоем ниже по течению.

На ряде промышленных предприятий (химические, нефтеперерабатывающие, металлургические заводы, ТЭЦ и пр.) вода применяется для целей охлаждения и почти не загрязняется, а только нагревается. Такую производственную воду, как правило, используют вновь, предварительно охладив её.

На рис. II.3 приведена схема оборотного водоснабжения промышленного предприятия. Нагревшуюся воду по самотечному трубопроводу 1 подают к насосной станции 2, откуда насосами 3 перекачивают по трубопроводу 4 на специальные сооружения 5, предназначенные для охлаждения воды (брызгальные бассейны или градирни). Охлажденную воду по самотечному трубопроводу 6 возвращают на насосную станцию 2 и насосами 7 по напорным трубопроводам 8 направляют в цехи предприятия 9. При оборотном водоснабжении часть воды (5-10% общего расхода) теряется. Для восполнения потерь воды в систему подают «свежую» воду по трубопроводу 10.

Оборотное водоснабжение экономически выгодно, когда промышленное предприятие расположено на значительном расстоянии от источника водоснабжения или на значительном возвышении по отношению к нему, так как в этих случаях при прямоточном водоснабжении будут велики затраты электроэнергии на подачу воды. Также выгодно устраивать оборотное водоснабжение, если расход воды в близлежащем водоеме мал, а потребности в производственной воде велики.

Схема водоснабжения с последовательным (или повторным) использованием воды применяется в тех случаях, когда вода, сбрасываемая после одного технологического цикла, может быть использована во втором, а иногда и третьем технологическом цикле промышленного предприятия. Вода, использованная в нескольких циклах, сбрасывается затем в канализационную сеть. Применение такой схемы водоснабжения экономически целесообразно, когда необходимо сократить расход «свежей» воды.

Системы водоснабжения населенных пунктов классифицируются по объекту водоснабжения, назначению, способу транспортировки воды.

Классификация систем водоснабжения приведена на рис. 27.

Рис. 27. Классификация систем водоснабжения поселений.

Классификация систем по объекту водоснабжения отражает зону обслуживания системы: город, поселок, промышленный район или отдельное предприятие, сельское поселение.

Классификация систем водоснабжения по назначению характеризует целевое назначение систем:

- хозяйственно-питьевые системы предназначены для удовлетворения питьевых, хозяйственных и бытовых потребностей людей в воде;

- производственные системы обеспечивают подачу воды на промышленные предприятия для технологических нужд;

- противопожарные системы подают воду для наружного пожаротушения;

- сельскохозяйственные системы снабжают водой сельскохозяйственные комплексы;

- объединенные системы совмещают несколько функций и могут быть хозяйственно-питьевыми – противопожарными, такие системы наружного водопровода характерны для городов и других видов поселений, производственно-противопожарными и др.

Классификация систем по способу подачи воды характеризует способ перемещения воды по системе. В напорных системах движение воды осуществляется за счет работы насосов, в безнапорных – самотеком.

Системы наружного водоснабжения могут быть объединёнными (В1+В2+В3), то есть подающими воду питьевого качества и одновременно на пожаротушение, и на производственные нужды. Такие системы применяются в городах. Водопроводы предприятий обычно тоже обьединённые В3+В2.

Показатели городских водопроводов делятся на количественные и качественные.

Количественными показателями водопроводов, как гидравлических систем, являются расходы и напоры.

Показатели качества питьевой воды:

а) физические:

б) химические:

в) бактериологические:

Элементы схем водоснабжения

Элементы схемы наружного водоснабжения на рис. 28.

Элементы наружного водоснабжения:

1 ¾ источник водоснабжения;

2 ¾ водозабор;

3 ¾ водоводы;

4 ¾ очистные сооружения;

5 ¾ городская водопроводная сеть с сооружениями.

Источники водоснабжения

Важнейшей составляющей системы водоснабжения является источник водоснабжения. Необходимо отметить, что наличие водных ресурсов является одним из основных факторов, определяющих градостроительную перспективу поселения.

Природные источники водоснабжения делятся на два основных типа:

- подземные;

- поверхностные.

Доля поверхностных источников (рек, озёр, водохранилищ, каналов) составляет около 70%, а доля подземных (грунтовых и напорных артезианских вод)  около 30%.

Подземные источники водоснабжения, рис. 29, делятся на безнапорные и напорные (артезианские) . Наличие в данной местности подземных источников, пригодных для хозяйственно-питьевых целей, глубина залегания вод, мощности водоносных слоев устанавливаются гидрологическими изысканиями.

За исключением грунтовых подземных вод, находящихся в первом от поверхности земли водоносном слое, подземные воды могут использоваться для хозяйственно-питьевых целей.

Безнапорные грунтовые воды используются в основном для индивидуального водоснабжения в сельской местности. При вскрытии колодцем или скважиной безнапорного водоносного слоя, уровень воды в них устанавливается на уровне, совпадающем с уровнем подземных вод.

Рис. 29. Схема залегания подземных вод. 1 – первый от поверхности земли водоносный слой (воды аэрации); 2 – безнапорные подземные воды; 3 - напорные подземные воды.

Напорные (артезианские) подземные воды характеризуются постоянством состава и температуры, в большинстве случаев они обладают высоким качеством и могут использоваться для хозяйственно-питьевого водоснабжения без очистки. К факторам, снижающим качество артезианских вод, можно отнести их возможную повышенную минерализацию. При вскрытии скважиной напорного водоносного слоя уровень воды в ней зависит от величины напора воды в водоносном слое. В том случае, если напор превышает глубину залегания напорного водоносного слоя, артезианские водыпоступают на поверхность земли и называются самоизливающимися .

К поверхностным источникам водоснабжения относятся реки, озера, водохранилища и другие источники пресной воды, расположенные на поверхности земли. Поверхностные источники водоснабжения более подвержены загрязнению, чем подземные, поэтому в большинстве случаев требуют очистки и обеззараживания. Кроме того, поверхностные источники характеризуются изменением уровня воды в различные периоды года, льдообразованием в зимний период, и возможностью изменения гидрологических условий (образование наносов, размывание берегов и т. д.).

В некоторых случаях для хозяйственно-питьевых целей может использоваться морская вода и вода соленых озер. В этом случае требуется их опреснение путем выпаривания или использования специальных физико-химических методов обессоливания, что связано с существенными затратами вследствие высокой стоимости установок и большими эксплуатационными расходами.

Водозаборные сооружения

Сооружения для приема воды из поверхностных источников

Водозаборные сооружения предназначены для приема воды из источника.

Выбор типа водозаборного сооружения и его размещение зависят от гидрологических характеристик и характера источника. Место водозабора должно отвечать следующим требованиям:

Располагаться на кратчайшем расстоянии от потребителя (городской застройки и промпредприятий);

Выше по течению реки от города, промышленных предприятий и других потенциальных источников загрязнения воды;

Находиться на устойчивом участке реки, вне зон интенсивного движения судов, образования донных наносов и ледяных заторов;

Обеспечивать возможность устройства зон санитарной охраны водозабора.

В системах водоснабжения городов наибольшее распространение получили водозаборные сооружения берегового и руслового типов. Водозаборные сооружения берегового типа устраивают при крутом береге реки, ее значительной глубине в месте водозабора и устойчивых грунтах в основании берега. Они бывают двух видов: раздельные, рис. 30 и совмещенные, рис. 31

При раздельном водозаборном сооружении берегового типа на склоне берега располагается водоприемный железобетонный колодец, который по фронту имеет не менее двух секций, каждая из которых разделена на приемную 1 и всасывающую 2 камеры. Каждая всасывающая камера соединяется всасывающей трубой 3 с насосами 4. Вода из реки поступает в приемную камеру через окна, оборудованные с наружной стороны съемными решетками. Насосная станция 1 подъема конструктивно отделена от берегового колодца.

Рис. 30 Схема берегового водозабора раздельного вида. 1- приемная камера; 2 - всасывающая камера; 3 - всасывающий трубопровод; 4 - насосы насосной станции 1 подъема

Рис. 31 Водозаборные сооружения берегового типа, совмещенные с насосными станциями. 1- водоприемная камера; 2 – насосный зал; 3 – водоприемная сетка; 4 – горизонтальный центробежный насос; 5 – вертикальный центробежный насос.

Совмещенные водозаборы, устраивают с общим основанием для водоприемного колодца и насосной станции.

Водозаборные сооружения руслового типа, рис. 32, устраивают при:

Неустойчивых грунтах в основании берега;

Малой глубине у берега в месте водозабора;

Незначительности донных наносов.

Рис. 32. Водозабор руслового типа. 1 – оголовок; 2 – самотечные трубы; 3 – береговой колодец; 4 – приемная камера; 5 – всасывающая камера; 6 - перегородка; 7 – съемная сетка; 8 – всасывающий патрубок; 9 – центробежный насос; 10 – насосная станция первого подъема; 11 – павильон; 12 – напорные водоводы.

Русловой водозабор состоит из оголовка 1, самотечных труб 2, берегового колодца 3 и насосной станции 4. Вода из реки поступает через оголовок и самотечные трубы в береговой колодец и далее в насосную станцию.

При неблагоприятных гидрологических условиях в месте водозабора устраивают ковши, из которых производится забор воды.

Зоны санитарной охраны поверхностных источников.

Для предотвращение загрязнения воды и ухудшения ее качества в месте водозабора организуются зоны санитарной охраны источника водоснабжения, состоящие из трех поясов, границы которых устанавливаются СНиП.

Первый пояс зоны охраны источника водоснабжения охватывает территорию, непосредственно примыкающую к водозабору, и является зоной строгого санитарного контроля.

Границы первого пояса зоны поверхностного источника водоснабжения устанавливаются на расстояниях от водозабора:

Для рек:

· вверх по течению - не менее 200 м;

· вниз по течению - не менее 100 м;

· по прилегающему к водозабору берегу - не менее 100 м от уреза воды;

· в направлении к противоположному берегу: при ширине водотока менее 100 м - вся акватория и противоположный берег шириной 50 м от уреза воды при летне-осенней межени и при ширине водотока более 100 м - полоса акватории шириной не менее 100 м;

· на водозаборах ковшового типа в границы первого пояса включается вся акватория ковша и территория вокруг него полосой не менее 100 м;

· для водоемов (водохранилище, озеро):

· по акватории во всех направлениях - не менее 100 м;

· по прилегающему к водозабору берегу - не менее 100 м от уреза воды.

Территория первого пояса зоны поверхностного источника водоснабжения должна быть спланирована, огорожена, озеленена и оборудована сторожевой сигнализацией. Границы акватории первого пояса зоны обозначаются предупредительными наземными знаками и буями.

На территории первого пояса зоны запрещаются:

Все виды строительства, за исключением реконструкции или расширения основных водопроводных сооружений;

Размещение жилых и общественных зданий, проживание людей, в том числе работающих на водопроводе;

Выпуск в поверхностные источники сточных вод, купание, водопой и выпас скота, стирка белья, рыбная ловля, применение для растений ядохимикатов и удобрений;

Все производственные здания, находящиеся на территории первого пояса должны быть канализованы с отведением сточных вод в систему бытовой или производственной канализации, отведение поверхностных вод организуется за пределы первого пояса.

В пределах второго пояса зоны охраны регулируется отведение территорий для поселений, лечебно-профилактических и оздоровительных учреждений, промышленных и сельскохозяйственных объектов и их благоустройство с устройством водоснабжения и канализации зданий, отводом загрязненных поверхностных сточных вод и проведением других мероприятий по защите источника водоснабжения от загрязнения.

Во втором поясе зоны поверхностного источника водоснабжения запрещается:

Загрязнение территорий нечистотами, мусором, промышленными отходами;

Размещение складов горюче-смазочных материалов, ядохимикатов и минеральных удобрений и других объектов, которые могут вызвать химические загрязнения источника водоснабжения;

Размещение кладбищ, скотомогильников, животноводческих и птицеводческих предприятий и других объектов, которые могут вызвать микробные загрязнения источников водоснабжения;

Применение удобрений и ядохимикатов.

В пределах второго пояса зоны поверхностного источника водоснабжения допускаются: птицеразведение, стирка белья, купание, туризм, водный спорт, устройство пляжей и рыбная ловля в установленных местах.

Границы второго пояса зоны реки устанавливаются:

· вверх по течению – исходя из времени протекания воды от границы пояса до водозабора 3 - 5 суток в зависимости от климатического района:

· вниз по течению - не менее 250 м;

· боковые границы - на расстоянии от уреза воды 500 - 1000 м, в зависимости от рельефа местности.

Границы третьего пояса зоны поверхностного источника водоснабжения должны быть вверх и вниз по течению водотока или во все стороны по акватории водоема такими же, как для второго пояса; боковые границы - по водоразделу, но не более 3-5 км от водотока или водоема.

В пределах третьего пояса проводятся те же мероприятия по регулированию отвода земель и благоустройству объектов, что и для второго пояса.

Сооружения для забора подземных вод.

Выбор типа водозаборного сооружения зависит от глубины залегания вод, мощности водоносного пласта, наличия напора воды в нем и ряда других факторов.

В практике водоснабжения нашли применение следующие основные типы водозаборных сооружений: шахтные и трубчатые колодцы, горизонтальные водозаборы, лучевые водозаборы.

Шахтные колодцы применяют для забора воды из безнапорных водонесущих пластов неглубокого залегания. Для систем централизованного водоснабжения устраивают несколько одновременно действующих колодцев, расположенных перпендикулярно направлению потока грунтовых вод. Подача воды из колодцев осуществляется в сборный колодец сифонными трубами или при помощи погружных насосов. Из сборного колодца вода забирается насосной станцией второго подъема и, при отсутствии необходимости ее очистки и обеззараживания, подается в водопроводную сеть.

Трубчатые колодцы (скважины) устраивают для забора безнапорных и напорных вод из водоносных пластов глубокого залегания. Их отличительной особенностью является малый диаметр и значительная глубина.

Горизонтальные водозаборы используются при глубине залегания водоносного пласта до 8 метров. Они представляют собой дренажные трубы, расположенные в нижней части водоносного пласта, объединенные в сборный колодец.

Лучевой водозабор используется для забора подрусловых и подземных вод из водоносных пластов, расположенных на глубине до 20 метров. Данный водозабор относится к инфильтрационному типу. Вода собирается горизонтально расположенными дренажными трубами, радиально присоединенными к сборному колодцу.

Зоны санитарной охраны подземных водозаборов.

Границы первого пояса зоны подземного источника водоснабжения устанавливаются от одиночного водозабора (скважина, шахтный колодец) или от крайних водозаборных сооружений группового водозабора на расстояниях:

30 м при использовании защищенных подземных вод;

50 м при использовании недостаточно защищенных подземных вод.

В границы первого пояса зоны водозаборов следует включать прибрежную территорию между водозабором и поверхностным источником водоснабжения, если расстояние между ними менее 150 м.

Для подрусловых водозаборов и участка поверхностного источника, питающего инфильтрационный водозабор, границы первого пояса зоны предусматриваются как для поверхностных источников водоснабжения.

Смешанными являются лучевые подрусловые водозаборы, которые выполняют из горизонтальных скважин, пробуривая их в подрусловые аллювиальные отложения. Вместе с водозабором обычно совмещают насосную станцию I подъёма , которая перекачивает необработанную воду к станции водоподготовки.

Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений для забора, очистки и подачи воды потребителям. Она включает источники воды, насосные станции, станции очистки, баки, резервуары и сети трубопроводов.

В зависимости от местных условий водоснабжения некоторые из этих сооружений могут отсутствовать. В тех случаях, когда предприятие обеспечивается водой от городского водопровода, водозаборные и очистные сооружения не устраивают.

Системы водоснабжения различают по виду обслуживаемого объекта, по назначению и по принципу расходования воды.

По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения делят на городские, поселковые, промышленные, железнодорожные, сельскохозяйственные и другие.

В зависимости от назначения системы водоснабжения бывают следующие: хозяйственно-питьевые, производственные (технологические), противопожарные объединенные.

Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения снабжают водой столовые, души, умывальники, уборные, прачечные и другие водопотребительские объекты хозяйственного назначения.

Производственные системы водоснабжения предназначены для подачи воды на технологические нужды. Технологическую воду используют для нагрева или охлаждения сырья и полуфабрикатов, в теплообменных аппаратах, для мойки тары, помещений и т.д. На производственные цели уходит большая часть поступающей на предприятие воды.

Противопожарные системы водоснабжения обеспечивают водой для тушения пожаров внутри предприятий и на его территории.

Противопожарный водопровод делят на внутренний и наружный. Внутренний водопровод устраивают в пожароопасных и взрывоопасных помещениях (машинные и аппаратные залы аммиачных компрессорных станций, отделения дробления и просеивания кормовой муки и т.д.). Все подводки обеспечивают противопожарными средствами (шланги с брандспойтами, дренчерные и спринклерные установки).

Наружный водопровод на территории предприятия прокладывают под землей. Он может быть низкого или высокого давления. Низкое водопроводное давление поддерживают городская насосная станция, водонапорная башня, насосная станция второго подъема. Высокое давление создают специальные стационарные противопожарные насосы. Их устанавливают в помещениях предприятий.

Каждая система водоснабжения обеспечивается оперативным запасом воды. Этот запас хранят в подземных резервуарах. Количество оперативного запаса определяют исходя из норм расхода на тушение пожара. Требуемое давление в водопроводе создают водонапорная башня, пневматические установки или насосы второго подъема.

Систему водоснабжения , обслуживающую несколько крупных объектов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, называют районной или районным водопроводом.

Иногда водопровод обеспечивает водой объекты, расположенные на участках территории с различной высотой. В таких случаях устраивают зонные системы водоснабжения. Для высоко расположенных участков насосы поддерживают высокое давление, которое не нужно для низко расположенных (повысительные насосные станции).

При наличии объединенных систем водоснабжения вода поступает на различные цели. Например, на предприятиях мясной и молочной (т.е. пищевой) промышленности на технологические нужды идет только питьевая воды. Это позволяет объединить хозяйственно-питьевую и производственную системы водоснабжения в одну общую. Такая общая система водоснабжения может служить и для противопожарных целей. В некоторых случаях сооружают частично объединенные системы водоснабжения – производственно-хозяйственные, когда для технологических целей применяют только питьевую воду, и хозяйственно-противопожарные (в административно-хозяйственных помещениях). Кроме того, на предприятиях устраивают системы горячего водоснабжения .

Все системы внутреннего водоснабжения делят по принципу расходования воды на прямоточные, последовательно-повторные и оборотные.

В прямоточных системах водоснабжения воду из точек потребления (разные звенья технологического процесса, мойки оборудования и помещений, душевые, туалеты и т.д.) спускают в канализацию. Прямоточная система является самой распространенной и наименее экономичной. Значительную экономию воды дают последовательно-повторная и оборотная системы водоснабжения.

Продажа и монтаж в загородном дома или коттедже.