Водоснабжение

Одним из необходимых условий городского благоустройства является водоснабжение. Система водопровода должна учитывать количество потребителей и норму потребления воды. Для всех категорий потребителей существуют свои нормы.

Основные категории потребителей:

а) население города (потребление для бытовых нужд);

б) промышленные предприятия (потребление для технологических нужд);

в) работники предприятий (потребление для бытовых нужд);

г) предприятия коммунального хозяйства и общественного питания – бани, прачечные и др.

Кроме того, также учитывается расход воды на пожаротушение, полив зеленых насаждений и в зависимости от климатических условий – на обводнение городской территории.

Населению вода требуется для удовлетворения физиологических потребностей: приготовления пищи, поддержания гигиены, хозяйственно-бытовой деятельности. Норма потребления воды одним человеком в сутки колеблется в зависимости от степени благоустройства города. Для населения крупных городов, обеспеченного холодным и горячим водоснабжением, норма потребления воды на 1 чел. составляет около 400 л/сут. В эту норму входит расход воды на нужды предприятий коммунального обслуживания населения (бани, парикмахерские, прачечные, предприятия общественного питания и т.д.).

Вода, употребляемая для питья, должна удовлетворять определенным требованиям – она должна быть прозрачной (мутность в среднем за год не должна быть более 1 мг/л ), по возможности бесцветной, не иметь запаха и привкуса, не содержать веществ, не присущих ее нормальному составу и могущих оказать вредное влияние на здоровье населения; быть свободной от болезнетворных микроорганизмов (бактерий).

Кроме того, вода должна быть свежей, по возможности про­хладной, т. е. иметь температуру 7-12°С, и иметь содержание свойственных воде солей не выше установленного предела. Количество остаточного хлора в наиболее удаленных точках водопроводной сети должно быть в пределах 0,1-0,2 мг/л.

В зависимости от количества подаваемой воды выбирают систему водоводов. Трубы большого диаметра, подводящие воду от источника водоснабжения к месту ее потребления (городу, промышленному предприятию, расположенному на относительно большом расстоянии), называются водоводами. Они могут представлять две и более параллельных нитей.

При устройстве водоснабжения желательно наличие следующих условий:

– достаточного дебита и удовлетворительного качества воды источников водоснабжения;

– небольшой разности высот участков селитебной территории во избежание устройства нескольких зон водоснабжения;

– компактности плана населенного пункта; вытянутый план затрудняет устройство кольцевой сети, разбросанный план удлиняет сеть.

Городской водопровод является сложным в строительстве и эксплуатации хозяйством. При выборе системы водопровода необходимо изучить: а) источник водоснабжения; б) методы очистки воды; в) рельеф территории; г) ежедневный расход воды.

Источником водоснабжения могут служить открытые водоемы (реки, озера, рис. 6) или подземные источники (рис. 7).

Рис. 6. Схема водопровода с водозабором из реки

а) – разрез; б) – план; 1 – водозаборное сооружение; 2 – насосная станция 1-го подъема; 3 и 4 – отстойники и фильтры; 5 – запасные резервуары; 6 – насосная станция 2-го подъема; 7 ‑ водоводы; 8 – регулирующие резервуары; 9 – городская сеть

Система водоснабжения в общем случае состоит из следующих элементов:

1) водоприемных (водозаборных) сооружений, при помощи которых вода забирается из источника водоснабжения, – открытого водоема или подземного источника;

2) насосных станций 1-го подъема, которые нагнетают воду на очистные сооружения;

3) очистных сооружений (отстойников и фильтров), предназначенных для очистки воды в целях ее осветления от взвешенных веществ и от бактериального загрязнения;

4) запасных резервуаров очищенной воды, собирающих воду после ее очистки и образующих запас воды;

5) насосных станций 2-го подъема, которые нагнетают очищенную воду в сеть;

6) водопроводной сети, состоящей из системы уложенных в земле труб – чугунных, стальных или асбестоцементных, которые подводят воду к местам потребления (к жилым или общественным зданиям, промышленным предприятиям и другим хозяйствам).

Рис. 7. Схема водопровода с водозабором из подземных источников

а)– разрез; б) – план; 1 – скважины, оборудованные насосами; 2 – сборные резервуары; 3 – водоводы; 4 – городская сеть; 5 – регулирующие резервуары

Отдельные из перечисленных элементов могут отсутствовать; например, для систем водоснабжения, в которых источником водоснабжения являются подземные воды, очистные сооружения не нужны. В некоторых водопроводах (без очистных сооружений) имеется только одна насосная станция.

Схема водоснабжения становится более сложной при выделе­нии отдельных районов или нескольких высотных зон с устройством промежуточных резервуаров, насосных станций подкачки и водонапорных башен, а также в тех случаях, когда в одной общей водопроводной системе используются несколько источников водоснабжения.

Водоприемные сооружения устраивают в местах приема воды из рек, озер или других открытых водоемов, а также при каптаже подземных вод. Для забора воды из рек выбирается участок, расположенный выше (по течению реки) населенного пункта и обязательно выше места спуска в реку сточных вод. В месте забора воды река должна иметь достаточную глубину и не подвергаться заносам песком или илом.

Для крупных городов желательно использовать несколько мест водоприема. Такая система позволяет обойтись для сети трубами меньших диаметров, осуществить строительство водопровода по очередям.

Выбор места расположения водоприемного сооружения произ­водится совместно с органами Государственной санитарной инспекции. Выше и вокруг места водоприема должна быть установлена зона санитарной охраны водоприемного сооружения. В проектах необходимо учитывать режим и размеры зоны санитарной охраны, устанавливаемые специальными законами и местными постановлениями.

Зона санитарной охраны состоит из трех поясов с различными режимами (табл. 22).

Таблица 22

Распространение и режим зоны санитарной охраны водоприемных сооружений

Пояса	Распространение	Режим
I – пояс строгого режима	Включает источник водоснабжения в месте забора воды, район водоприемных и очистных сооружений, резервуаров и основных водоводов	Запрещается всякое строительство, проживание, нахождение посторонних лиц
II – пояс ограничений	Охватывает территорию источника водоснабжения на большом протяжении, его притоки и окружающие территории с населенными местами	Запрещается использование территории или источника водоснабжения, которое может вы звать ухудшение качества воды
III — пояс наблюдения	Распространяется на территорию, смежную с поясом II	Находится под наблюдением санитарных врачей, особый режим не устанавливается

Водоприемные сооружения на реках бывают различных типов: а) сооружения берегового типа (раздельные или совмещенные с насосной станцией); б) водоприемники с самотечными линиями; в) ковшовые водоприемники.

Водоприемные сооружения на подземных источниках устраиваются следующих типов: а) трубчатые колодцы и фильтры; б) шахтные колодцы; в) горизонтальные водоприемные галереи; г) каптаж ключей.

Насосные станции водопровода служат для последовательного (1-го и 2-го) подъема воды. При заборе воды из рек и озер насосные станции 1-го подъема откачивают воду из водоприемных сооружений и подают ее на очистные сооружения, где производится очистка воды. Для строительства этих насосных станций следует выбирать места, не затопляемые при паводках.

Насосные станции 2-го подъема подают уже очищенную воду в городскую водопроводную сеть из резервуаров чистой воды.

Иногда насосы 1-го и 2-го подъемов удается объединить в одном здании.

Очистка воды, получаемой из водоприемников, производится путем ее осветления, обеззараживания и умягчения.

Осветление воды достигается путем ее отстаивания и фильтрации.

В водопроводной практике применяют непрерывно действующие отстойники, в которых вода непрерывно протекает со скоростью, достаточной для того, чтобы взвешенные частицы могли выпасть на дно отстойника. Перед подачей в отстойники вода, как правило, коагулируется.

После отстаивания вода направляется на фильтры.

Профильтрованную воду необходимо подвергнуть обеззараживанию, т.е. освободить ее от болезнетворных бактерий (дизентерии, брюшного тифа и т.д.), хлором, озоном, водородом или ультрафиолетовыми лучами. Для хлорирования воды употребляют хлорную известь или жидкий хлор. Дозировка хлора определяется каждый раз отдельным испытанием.

Иногда воду подвергают умягчению для удаления солей, делающих воду жесткой, и обезжелезиванию – в случаях, когда содержание железа в воде больше допустимого.

Прошедшая очистку вода, собранная в резервуарах чистой воды, направляется затем насосами станций 2-го подъема по специальным водоводам в городскую водопроводную сеть и одновременно – в водонапорные башни или подземные резервуары. Из городской сети вода поступает во внутридомовую водопроводную сеть или в разборные краны на улицах и в кварталах.

Излишки воды, которые образуются в результате работы насосов в часы малого расхода по сетям, собираются в закрытые резервуары. Во время наибольшего расхода воды (в определенные часы суток) собранные в резервуарах излишки поступают обратно в сеть, покрывая недостаток в воде и помогая тем самым работе насосных станций. Резервуары располагают в наиболее высоких точках города; при отсутствии таких точек сооружаются водонапорные башни.

Водонапорная башня может питать всю водопроводную сеть со стороны насосной станции 2-го подъема, либо она устраивается в центре сети или с противоположной от насосной станции стороны; тогда она вместе с насосной станцией работает в качестве контррезервуара в часы максимального разбора воды.

Резервуары, как правило, изготовляют из железобетона; необходимая емкость их определяется расчетом.

Схема водопроводнойсети зависит от следующих факторов:

– планировки города (уличной сети, расположения парков, жилых районов и промышленных предприятий);

– мест расположения в плане наиболее крупных потребителей воды;

– мест расположения источников водоснабжения (обусловливающих места примыкания водоводов к сети), водонапорных башен и резервуаров (что в свою очередь зависит от рельефа местности).

В городах водопроводную сеть прокладывают по всем улицам, где расположены здания, в которые должна быть подана вода.

Водопроводная сеть может быть подразделена на: а) магистральную и б) распределительную.

Магистральная сеть служит для транспортирования воды по территории города; распределительная сеть, получающая воду из магистралей, подает воду потребителю через домовые ответвления и пожарные гидранты (в случае пожара).

Гидравлический расчет необходим только для труб магистральной сети; диаметры труб распределительной сети определяются по принятым для города расходам воды на тушение пожара.

Существующие нормы расхода воды на тушение пожара в средних городах требуют применения для распределительной сети труб диаметром не менее 125 мм; в крупных городах при­нимают трубы диаметром 150, а иногда даже 200 мм.

Основные водоводы должны быть проложены по кратчайшим расстояниям от резервуаров к местам массового потребления воды.

Линии магистральной сети всегда желательно прокладывать таким образом, чтобы получить замкнутую кольцевую магистральную сеть, которая обеспечивает выравнивание напора в сети и двустороннее питание любого участка, что очень важно при авариях и пожарах.

На водопроводной сети устраивают задвижки (для выключения в случае необходимости отдельных участков сети) и устанавливают: гидранты – для присоединения пожарных рукавов, водоразборные колонки – для снабжения водой населения, живущего в кварталах, в которых еще не проложена домовая водопроводная сеть, питьевые колонки, а также клапаны (обратные и предохранительные) и вантузы – для автоматического удаления воздуха (только на водоводах).

Водоразборные колонки следует устанавливать не более чем через 100 м.

Трубопроводы делают стальными, чугунными, железобетон­ными и пластмассовыми, из поливинилхлорида и полиэтилена.

При проектировании водопроводных сетей очень важно предусмотреть сохранение в трубах необходимой температуры воды. Следовательно, она не должна чрезмерно охлаждаться и нагреваться. Поэтому принято, что водопроводные сети, как правило, уклады­вают под землей. Но при технологическом и технико-экономиче­ском обосновании допускаются и другие виды размещения.

Чтобы исключить переохлаждение и промерзание водопроводных труб, глубина их заложения, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры, т.е. глубины промерзания грунта. Для предупреждения нагревания воды в летнее время года глубину заложения трубопроводов следует принимать не менее 0,5 м, считая до верха труб. Глубину заложения производственных трубопроводов необходимо проверять из условия предупреждения нагревания воды лишь в том случае, если оно недопустимо по технологическим соображениям.

Водопроводные сети делают кольцевыми и в редких случаях тупиковыми, так как они менее удобны при ремонте и эксплуатации, и в них может застаиваться вода.

Диаметр труб принимают расчетом в соответствии с указания­ми СНиП 2.04.02-84. Диаметр труб водопровода, объединенного с противопожарным, для городских районов составляет не менее 100 и не более 1000 мм. В водопроводной сети поддерживается свободный напор не менее 10 м водяного столба, что обеспечивает возможность использовать водопроводную сеть для тушения пожаров. Для этой цели на всей протяженности водопроводной сети через 150 м устанавливают специальные устройства для подключения пожарных шлангов – гидрантов. Нормами предусмотрено, что для наружного пожаротушения необходим расход воды 100 л/с.

Благодаря свободному напору в водопроводной сети не менее 10 м здания небольшой этажности обеспечиваются водой без дополнительного насоса. В зданиях повышенной этажности создается дополнительный напор местными насосами.

Расположение линий водопровода на генеральных планах, а также минимальные расстояния в плане и при пересечении от наружной поверхности труб до сооружений и инженерных сетей должны приниматься в соответствии со СНиП 2.07.01-89.

На водопроводных сетях для правильной эксплуатации и ремонта устраивают водопроводные колодцы. Их выполняют из сборного железобетона или из местных материалов. При расположении уровня грунтовых вод выше дна колодца предусматривают гидроизоляцию его дна и стен на 0,5 м выше уровня грунтовых вод.

Смотровые колодцы устраивают во всех местах изменения на­правления, диаметра или уклона, в местах присоединения боковых линий. Кроме того, смотровые колодцы сооружают через определенные расстояния на всех трубопроводах для наблюдения за их состоянием и своевременной очисткой. В настоящее время колодцы унифицированы и подразделяются на малые – для труб диаметром до 600 мм и большие – более 600 мм. По форме в плане типовые колодцы бывают круглые, прямоугольные, трапециевидные. Наиболее экономичными по расходу бетона и простыми в изготовлении являются колодцы круглой формы.

Водопроводные трубы для полива, заполнения открытых бассейнов, функционирования фонтанов действуют только летом, поэтому их разрешается прокладывать на глубине 0,5 м.

Горячее водоснабжение устраивают в городах с высоким уровнем благоустройства. Снабжение горячей водой жилых домов про­изводится квартальными системами централизованного горячего водоснабжения от отдельно стоящих центральных тепловых пунктов (ЦТП), которые, как правило, располагаются в центре обслуживаемого участка. Тепловую мощность ЦТП выбирают с учетом перспективного строительства.

Сеть горячего водоснабжения рассчитывают при централизованной системе водоснабжения на два режима работы: режим водоразбора горячей воды в часы максимального водопотребления; режим циркуляции воды в часы минимального водоразбора.

Для сетей горячего водоснабжения используют водогазопроводные оцинкованные трубы, соединяемые резьбой или сваркой. Уклон трубопроводов принимается не менее 0,002. Трубы изолируют для уменьшения теплопотерь. Прокладка труб горячего водоснабжения допускается бесканальным способом (непосредственно в грунте) или в каналах совместно с тепловыми сетями.

Дата добавления: 2015-06-28