Водовод и водопровод разница

ВОДОПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ И СООРУЖЕНИЯ

12345678910

Г.И. Николаев, Э.Ю. Лубсанов

Н 632 Противопожарное водоснабжение: учебно-методическое пособие. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012. – 94 с.

Учебно-методическое пособие содержит теоретические основы и рекомендации по разработке разделов и подразделов курсовой работы.

Предназначено для выполнения курсовой работы по дисциплине «Противопожарное водоснабжение» студентами 3 курса специальности «Защита в чрезвычайных ситуациях» по специализации «Противопожарная защита».

ББК 38.96я73

Ó Николаев Г.И., Лубсанов Э.Ю. 2012

Ó ВСГУТУ, 2012

Введение
1. Водопроводные системы и сооружения
1.1. Общие схемы водопроводов
1.2. Классификация водопроводов
1.3. Нормы расхода воды водопроводной сети
1.3.1. Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды населенных пунктов
1.3.2. Расход воды на производственные и хозяйственно-бытовые нужды промышленных объектов
1.3.3. Расход воды на пожаротушение
2. Расчет гидравлических сопротивлений водопроводных систем
2.1. Потери энергии по длине трубопровода
2.2. Потери энергии на местные сопротивления
2.3. Гидравлический расчет водопроводной сети первого этапа
2.4. Гидравлический расчет водопроводной сети второго этапа
3. Противопожарные насосно-рукавные системы
3.1. Классификация насосов и их применение в пожаротушении
3.2. Основные рабочие параметры насосов
3.3. Характеристики центробежных насосов
3.4. Работа насоса на сеть
3.5. Упрощенные формулы для определения потерь напора в трубах
3.6. Расчет рукавных систем
4. Истечение жидкости из пожарных стволов
4.1. Пожарные струи
4.2. Сплошные водяные струи
4.3. Вертикальные струи
4.4. Наклонные струи
5. Наружные и внутренние противопожарные сети
5.1. Нормы напора воды гидранта и пожарного крана для пожаротушения
5.2. Перекачка воды автонасосами
Приложение 1. Табличные данные
Приложение 2. Примеры расчетов
Приложение 3. Свод правил противопожарного водоснабжения
Список рекомендуемой литературы

Введение

C развитием водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий улучшается их противопожарное водоснабжение, так как при проектировании и реконструкции водопроводов учитываются не только хозяйственные, производственные, но и противопожарные нужды.

Основные противопожарные требования предусматривают получение необходимых расходов воды под требуемым напором в течение рассчитанного времени тушения пожаров. Студенты специальности «Защита в чрезвычайных ситуациях» должны хорошо знать методы, приемы и технические средства и устройства противопожарного водоснабжения и умело применять их при экспертизе проектов и эксплуатации водопроводов.

Согласно требованиям ГОС ВПО направления подготовки специалиста 280700 «Техносферная безопасность», специальности 280103 «Защита в чрезвычайных ситуациях» в учебном пособии «Противопожарное водоснабжение» разработаны следующие основные разделы:

– объекты водопроводных систем и сооружений;

– расчет расходов воды на противопожарное водоснабжение населенных пунктов и промышленных объектов;

– гидравлический расчет трубопроводов противопожарного водоснабжения;

– методика расчета насосно-рукавных систем;

– методика расчета пожарных струй;

– методика расчета наружной и внутренней противопожарной сети.

ВОДОПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ И СООРУЖЕНИЯ

Противопожарному водоснабжению уделяют большое внимание при проектировании городов, промышленных предприятий и других объектов народного хозяйства. Однако самостоятельное противопожарное водоснабжение устраивают очень редко. Чаще всего требования пожарной охраны входят в комплекс общих задач водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий.

Основные нормативные требования, предъявляемые к водоснабжению (водопроводным сооружениям и наружным сетям), изложены в строительных нормах и правилах: СП 8.13130.2009 г. «Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности» от 01.05.2009 г. ФГУ ВНИПО МЧС России и СП 10.13130.2009 г. «Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности» от 01.05.2009 г. ФГУ ВНИПО МЧС России и СП 10.13130.200 г.

Противопожарное водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий может быть безводопроводное и водопроводное. Безводопроводное предусматривает использование в первую очередь естественных водоисточников (рек, озер, прудов) или искусственных водоисточников (колодцев, резервуаров, водохранилищ, каналов). Для водопроводного используют существующие водопроводы путем отбора воды пожарными автонасосами из гидрантов.

В зависимости от степени пожарной опасности производств и с учетом экономического фактора безводопроводное противопожарное водоснабжение предусматривают для предприятий с территорией не более 20 га и категорией производства Г и Д при расходе воды на наружное пожаротушение 20 л/с и менее, а также для населенных мест с числом жителей не более 5 тыс. человек и для отдельно расположенных общественных зданий.

Для отдельных производственных зданий I и II степени огнестойкости объемом не более 2000 м3 с производствами категории Д, а также для населенных мест с числом жителей до 50 человек при застройке зданиями высотой до двух этажей противопожарное водоснабжение можно не предусматривать.

Схемы водопроводов

В качестве источников водоснабжения могут быть использованы открытые и подземные водоисточники. В зависимости от вида водоисточника возможны следующие схемы водоснабжения:

а) схема подачи воды из открытых водоисточников (рис. 1).

Рис. 1. Схема водопровода при открытых водоисточниках:

1 – водозаборный колодец; 2 – насосная станция I подъема; 3 – очистные сооружения; 4 – запасной резервуар; 5 – насосная станция II подъема; 6 – водонапорная башня; 7 – водопроводная сеть от напорной башни до гидрантов

Вода из источника водоснабжения поступает в водозаборные устройства 1, откуда забирается насосной станцией первого подъема 2 и подается на очистные сооружения 3. С очистных сооружений вода самотеком поступает в запасные резервуары чистой воды 4, из которых насосами насосной станции II подъема 5 подается в водонапорную башню 6 или водопроводную сеть 7.

Водозаборные устройства, насосная станция и очистные сооружуния относятся к сооружениям I подъема. Запасной резервуар, вторая насосная станция, водонапорная башня и наружная водопроводная сеть – к сооружениям II подъема;

б) схема подачи воды из подземных водоисточников (рис. 2).

Рис. 2. Схема водопровода при подземных источниках:

1 – артезианская скважина с насосом I подъема; 2 – запасной резервуар;

3 – насосная станция II подъема; 4 – водонапорная башня; 5 – водопроводная сеть

Для забора воды из подземных водоисточников устраивают шахтные колодцы, артезианские скважины 1. Из артезианской скважины вода подается в запасные резервуары 2, откуда перекачивается насосами насосной станции II подъема 3 в водопроводную башню 4 или водопроводную сеть 5.

Тема 21, 22. ВОДОПРОВОДНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Цель: Сформировать навык проектирования водопроводных сооружений

Основными водопроводными сооружениями являются: водозабор, насосная станция, комплекс очистных сооружений, резервуары (водонапорная башня), база эксплуатационной службы.

Ориентировочные размеры площадок для размещения водопроводных сооружений приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1.

Ориентировочные размеры площадок водопроводных узлов

Наименование сооружений Размеры площадок, га, при производительности, тыс. м3/сут.
До 0,8 0,8-12 12-32 32-80
Водозабор из поверхностного источника (с насосной станцией I подъема и хлораторной) 3,0 3,0 3,0 4,0
Водозабор из одиночной скважины 0,25 0,25 0,25 0,25
Головные сооружения при подземном источнике (скважина, 2 резервуара, насосная станция II подъема, хлораторная, водонапорная башня) 1,0 2,0 2,5 3,5
Водонапорная башня отдельная 0,1 0,1 0,1 0,2
Насосная станция отдельная 0,2 0,3 0,4 0,5
Резервуары чистой воды отдельные, 2 шт. 1,0 1,0 2,0 2,5
Очистные сооружения для поверхностного источника 1,0 2,0 3,0 4,0
База служб эксплуатации 1,0 1,54 2,0 2,0

Вид водозаборного сооружения определяется выбранным источником водоснабжения.

Для забора подземных вод применяют три вида водозаборных сооружений:

1) Вертикальные водозаборы – шахтные и трубчатые колодцы.

Шахтные колодцы устраивают для забора безнапорных вод, залегающих на глубине до 10 м. Для местного водоснабжения используются одиночные колодцы, для централизованного – группы колодцев, соединенных трубопроводами со сборным колодцем, из которого вода забирается насосом.

Трубчатые колодцы или водозаборные скважины служат для забора безнапорных и напорных грунтовых вод с глубины более 10 м. Безнапорные воды поднимаются с помощью погружного электронасоса, который устанавливается в скважине. Напорные воды самотеком поступают в сборный резервуар, из которого насосом подаются в систему.

2) Горизонтальные водозаборы – сооружается при небольшой мощности подземных вод (до 10 м3/час) и при глубине залегания водоносного пласта до 8 м. Водосборы из бетонных или керамических труб диаметром не менее 150 мм закладывают в пределах водоносного слоя перпендикулярно направлению подземного потока выше населенных пунктов, животноводческих ферм и т.п.

3) Каптажи родников – устраивают у выхода водоносных горизонтов на дневную поверхность в виде железобетонных сборных камер. Каптажи защищают воду от поверхностных загрязнений и обеспечивают поступление воды в сборную камеру.

Для забора воды из поверхностных источников применяют береговые или русловые водозаборные сооружения.

Береговые водозаборы устраивают, если берег крутой и прочный, а глубина воды у берега достаточна. Если глубина воды меньше допустимой, предусматривают русловой водозабор

Русловые водозаборы устраивают на глубоких участках русла, возможно ближе к стержню потока, желательно у вогнутого берега. Сооружение береговых водозаборов для сельскохозяйственного водоснабжения нерационально из-за сложности их строительства.

При выборе местоположения водозаборного сооружения учитывают:

1) Экономические соображения. Для того, чтобы протяженность водовода была минимальной, водозаборное сооружение целесообразно размещать по возможность ближе к поселку и объединять в единый комплекс с другими водопроводными сооружениями.

2) Санитарные требования. Водозаборное сооружение располагается, как правило, вне населенного пункта с учетом необходимых зон санитарной охраны.

3) Гидрогеологические, гидрологические, рыбохозяйственные и др. условия.

Колодцы и скважины общественного пользования размещают на незагрязненных возвышенных площадках, на достаточном удалении от канализационных коллекторов и очистных сооружений системы канализации, выгребных ям, компостных штабелей и т.п. Величина санитарного разрыва для надежно защищенных горизонтов подземных вод составляет не менее 30 м, для недостаточно защищенных – не менее 50 м. Направление грунтового потока должно быть от водозабора в сторону населенного пункта. Вокруг водозабора устраивают ограждение, в пределах которого не допускаются купание, водопой, мытье тары и т.п.

Речные водозаборные сооружения размещают выше по течению реки населенного пункта (не менее 200 м), выпусков сточных вод, стоянок судов, складов древесины, баз и других источников загрязнений. Не допускается размещать водоприемники на участках нижнего бъефа ГЭС, в верховьях водохранилищ, ниже устьев притоков и в устьях подпертых водотоков.

Размеры площадок для размещения водозаборных сооружений можно определить по таблице 11.1.

Для забора воды из источника и подачи ее на очистные сооружения (при необходимости очистки) или непосредственно в распределительную сеть или водонапорную башню служит насосная станция I подъема. Очищенную воду из резервуаров в водопроводную сеть подают насосные станции II подъема.

Насосные станции I подъема могут быть отдельными или совмещенными с водоприемниками.

В зависимости от уровня воды в источнике насосные станции могут быть наземными или заглубленными. Насосные станции I подъема для забора воды из поверхностного источника выполняют заглубленными, так, чтобы высота всасывания насосов не превышала 5-7 м. Для подъема безнапорных подземных вод из отдельных скважин предусматриваются погружные насосы с электроприводом. Насосные станции для перекачки напорных подземных вод из сборных резервуаров в водопроводную сеть, а также насосные станции II подъема целесообразно устраивать наземного типа. Наземные насосные станции удобнее в эксплуатации и имеют более низкую стоимость строительства.

Насосы подбирают по каталогам в зависимости от требуемого напора, подачи воды и высоты всасывания. Напор насосов должен быть достаточным для подачи воды в водонапорную башню, но не должне превышать 0,6 МПа. Для насосных станций обычно принимают центробежные насосы, для водозаборных скважин – погружные секционные насосы.

Производительность насосной станции определяют из условия продолжительности ее работы в течение суток:

Qн.с. = ΣQмакс.сут. /Т, м3/час.,

где ΣQмакс.сут. – максимальный суточный расход воды, м3/сут. (см. таблицу 2.5);

Т – продолжительность работы насосной станции в часах за сутки.

Насосные станции I подъема обычно рассчитывают на равномерную подачу воды в течение суток. При этом производительность насосной станции равна среднечасовому расходу за сутки максимального водопотребления с учетом противопожарного расхода:

Qн.с. = ΣQмакс.сут. /24, м3/час.

В системе водоснабжения вода подается насосной станцией I подъема равномерно в течение суток, а потребляется неравномерно. Для компенсации неравномерности потребления воды, для создания требуемого напора в сетях, а также для обеспечения надежной и бесперебойной работы системы водоснабжения устраивают водонапорные емкости. К ним относятся:

1. Водонапорные башни – напор создается за счет установки резервуара нужного объема на опоры нужной высоты;

2. Напорные резервуары – устраиваются вместо водонапорных башен, если имеется естественная возвышенность, обеспечивающая требуемый напор;

3. Пневматические водонапорные установки – необходимый напор обеспечивается давлением сжатого воздуха на поверхность воды в напорных резервуарах.

В сельской местности с равнинным или холмистым рельефом целесообразно устройство водонапорной башни. Она представляет собой водонапорный бак, установленный на опоре требуемой высоты. Бак может быть оборудован шатром для защиты воды от замерзания. Наиболее экономичны бесшатровые башни с металлическим баком на кирпичных или стальных опорах.

Для небольших систем водоснабжения возможно применение пневматической водонапорно-регулирующей установки переменного (реже – постоянного) давления (рис. ). Преимущество таких установок заключается в том, что их можно размещать в любом месте водопроводной сети, в т.ч. подземно. Недостаток – высокая стоимость и сложность эксплуатации.

Водонапорные сооружения устанавливаются так, чтобы обеспечить в любой точке водопроводной сети свободный напор Hсв.

Величина свободного напора зависит от этажности застройки. При одноэтажной застройке минимальный свободный напор Hсв = 10 м; при двухэтажной — Hсв = 12 м; при трехэтажной Hсв = 16 м; на каждый следующий этаж прибавляется 4 м. Свободный напор у водоразборных колонок должен быть не менее 10 м.

Максимальный допустимый напор Hмакс в наружный водопроводной сети не должен превышать 60 м (0,6 МПа).

При значительной разности геодезических отметок местности, которая может вызвать напоры в сети выше допустимых (H>60 м), систему водоснабжения следует зонировать. При этом для каждой зоны устраиваются отдельные водонапорные сооружения с учетом допустимых напоров.

Водонапорную башню (или резервуары) располагают на высоких отметках территории населенного пункта для создания необходимых напоров.

Высота водонапорной башни должна обеспечивать требуемый свободный напор в диктующей точке. Диктующей является самая высокая или самая удаленная точка сети, в которой напор воды минимален.

Требуемая высота водонапорной башни Hб определяется по формуле:

Hб = Hсв + Σhпот + (Zд — Zб), м,

где Hсв – минимальный требуемый свободный напор, м;

Σhпот — сумма потерь напора при движении воды от башни до диктующей точки, м;

(Zд — Zб) — разность геодезических отметок земли у диктующей точки и у башни, м. Эти отметки определяются по горизонталям генерального плана.

Потери напора Σhпот складываются из потерь напора по длине трубопровода hl и местных сопротивлений hм: Σhпот = hl + hм.

В предварительных расчетах потери напора по длине можно определить по формуле:

hl = S Q2, м,

где Q – расход воды на расчетном участке, м3/с;

S — удельное сопротивление по длине труб. Для чугунных труб значения удельных сопротивлений приведены в таблице 11.2.

Таблица 11.2.

Удельные сопротивления S чугунных труб

Потери напора в местных сопротивлениях наружной водопроводной сети принимаются равными 5% от потерь по длине трубопровода, поэтому общие потери составят:

Σhпот = 1,05 hl.

При сложном рельефе бывает трудно определить диктующую точку. В этом случае необходимую высоту башни определяют для нескольких самых удаленных и самых возвышенных точек.

Необходимый объем бака водонапорной башни Wб складывается из регулирующего объема бака Wрег. и неприкосновенного запаса воды Wн.з., рассчитанного на 10-минутную продолжительность тушения пожара при одновременном максимальном расходе воды на другие нужды:

Wб = Wрег. + Wн.з.,

Регулирующий объем служит для компенсации неравномерности водопотребления при постоянной подаче воды насосами. Регулирующий объем можно принять приближенно равным 10-20% от максимального часового расхода воды ΣQмакс.ч., но не более 2…5% от среднесуточного расхода Qср.сут.

Wрег. = (0,1…0,2)ΣQмакс.ч., м3.

Объем неприкосновенного запаса Wн.з.,из расчета 10-минутной продолжительности тушения пожара определяется по формуле:

Wн.з. = 10 х 60 (qн.пож. + qмакс.сек.), м3,

где qн.пож. – расчетный расход воды для тушения наружного пожара, м3/сек.;

qмакс.сек — расчетный максимальный секундный расход воды, м3/сек.

Окончательно высоту и объем бака водонапорной башни выбирают с учетом типовых решений. Стандартный объем бака на кирпичной опоре составляет 15, 25, 50, 100, 150, 200 и 300 м3 , высота опоры 6-36 м. Объем бака на стальной опоре может составлять 15, 25, 50 м3, высота опоры 12, 15 и 18 м.

Стоимость водопроводной сети составляет до 60-70% полной стоимости системы водоснабжения. Поэтому схему водопроводной сети и диаметры труб принимают с учетом экономических требований. Основные требования к выбору трасс водопроводных линий:

1. Водопроводная сеть должна охватывать всех потребителей с обеспечением их бесперебойной подачей воды.

Водопроводные линии делятся на водоводы, транспортирующие воду от источника к сети населенного пункта, и водопроводные сети. Водопроводные сети в свою очередь разделяют на магистральные и распределительные. По магистральным линиям вода транспортируется от водовода к распределительным линиям, по распределительным линиям – подается непосредственно потребителям.

Водовод трассируется по кратчайшему расстоянию от источника воды до сети населенного пункта. Трубы прокладываются не менее чем в две нитки с перемычками через 300-500 м.

При трассировании магистральных линий учитывают следующие правила:

1. Основное направление сети (и движение воды) должно быть перпендикулярным к распределительной сети прилегающей застройки.

2. Кольца, образуемые основными магистралями, должны иметь форму, вытянутую вдоль основного направления движения воды (чтобы сократить длину перемычек).

3. Сети должны охватывать непосредственно всех крупных водопотребителей и подавать воду к регулирующим емкостям (водонапорной башне).

4. Линии магистральной сети прокладывают по возвышенным отметкам территории с уклоном i = 0,001, при сложном рельефе i = 0,0005.

5. Трассы магистральных линий должны быть увязаны с размещением других сетей и подземных сооружений. Минимальное расстояние от магистральных водопроводных сетей до обрезов фундаментов должно составлять 5 м, от канализационных сетей – 2 м, от тепловых сетей – 3 м.

Водопроводная сеть по конфигурации может быть разветвленной (тупиковой) и кольцевой (смешанной). Кольцевые сети имеют большую протяженность по сравнению с тупиковыми, но более надежны в случае аварии. Водопроводные сети для хозяйственно-питьевых и противопожарных нужд должны быть кольцевыми или комбинированными. Перемычки устраиваются через 400-500 м и совмещаются с проездами и улицами. Тупиковые сети допускаются в поселках с численностью населения до 1000 чел. при наличии пожарного водоема, а также при диаметре труб до 100 мм. Тупиковые сети прокладываются в 2 нитки (основная и резервная).

Водопроводные сети устраивают, как правило, способом подземной прокладки вдоль улиц и проездов, прямолинейно, вне проезжей части. В сельских населенных пунктах различные виды инженерных сетей целесообразно прокладывать совмещенно, т.е. в одной траншее (канале) с соблюдением минимальных разрывов между трубопроводами.

Глубина заложения водопроводных труб зависит от глубины промерзания грунта зимой и глубины прогревания летом. В III-IV дорожно-климатических зонах низ трубы укладывается на 0,5 м ниже расчетной глубины промерзания грунта:

hтр = hf + 0,5, м,

где hf – расчетная глубина промерзания грунта, для Саратовской области 1,8 м.

Минимальная глубина заложение труб составляет 0,5-0,7 м для защиты труб от нагревания и от действия внешних нагрузок.

Водопроводные трубы прокладывают в соответствии с рельефом местности, соблюдая постоянную глубину их заложения. В возвышенных точках сети устраивают вантузы (для выпуска воздуха), а в пониженных – выпуски (для спуска воды при опорожнении сети). Уклон труб к выпускам должен быть не менее 0,001.

Расчетный диаметр труб определяется по формуле:

d = √ 4 q / π v, мм,

где d – внутренний диаметр труб, м;

q — расчетный расход воды (для расчета водовода — максимальный секундный расход qмакс.сек.), м3/с;

v — скорость движения воды в трубах, м/с. При нормальном режиме работы водопровода скорости движения воды составляют: 0,7-1,2 м/с – для труб малых диаметров; 1,0-1,5 м/с – для труб больших диаметров; 2,0-2,5 м/с – при пропуске пожарных расходов.

Минимальный диаметр труб водопровода, объединенного с противопожарным, в сельских населенных пунктах должен быть не менее 75 мм.

На водопроводных сетях предусматривают:

— выпуски (в пониженных точках) и вантузы (в повышенных точках);

— пожарные гидранты (не реже чем через 150 м, обычно подземные);

— колодцы для размещения арматуры и фасонных частей (в местах разветвления, изменения диаметра труб, размещения вантузов, выпусков и пр.).

Список литературы

1. СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги

2. СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы

3. СНиП 2.05.11-83 Внутрихозяйственные автомобильные дороги в колхозах, совхозах и других сельскохозяйственных предприятиях и организациях.

4. В.С. Бойчук. Проектирование сельскохозяйственных дорог и площадок.- 2-е изд., переработанное и доп. – М.: Колос, 1996-207с.

5. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. СНиП 2.07.01-89*. — М.: Стройиздат, 1990.

6. В.Ф. Бабков, О.В. Андреев. Проектирование автомобильных дорог. Часть1, 2. Москва, Транспорт, 1979г.

7. Пособие по водоснабжению и канализации городских и сельских поселений (к СНиП 2.07.01-89). — М.: ЦИТП, 1992.

8. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.02-84. – М.: Стройиздат, 1985.

9. Канализация. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.03-85. – М.: ЦИТП, 1986.

10. Рекомендации по инженерному оборудованию сельских населенных пунктов. – М.: «КОМТЭКС», 1990.

11. Кетаов А.Б. и др. Комплексное инженерное оборудование сельских населенных пунктов/А.Б. Кетаов, П.Б. Майзельс, И.Ю. Рубчак. – М.: Стройиздат, 1982.

Источники водоснабжения

Основная статья: Источники водоснабжения

Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в её составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации. Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

  • обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;
  • обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;
  • давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путём простой и дешевой её очистки;
  • обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
  • обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект. Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:

  • поверхностные источники — моря или их отдельные части (заливы, проливы), водотоки (реки, ручьи, каналы), водоемы (озера, пруды, водохранилища, обводненные карьеры), болота, природные выходы подземных вод (гейзеры, родники), ледники, снежники;
  • подземные источники — бассейны подземных вод, водоносные горизонты.

Система водоснабжения

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, то есть обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение её качества в недопустимых пределах).

Основные элементы системы водоснабжения

Принципиальная схема водоснабжения: 1 — источник водоснабжения, 2 — водоприемное сооружение, 3 — насосная станция I подъема, 4 — очистные сооружения, 5 — резервуар чистой воды, 6 — насосная станция II подъема, 7 — водоводы, 8 — водонапорная башня, 9 — водораспределяющая сеть

Система водоснабжения (населенного места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, её очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:

  • водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,
  • водоподъемные сооружения, то есть насосные станции, подающие воду к местам её очистки, хранения или потребления,
  • сооружения для очистки воды,
  • водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам её потребления,
  • башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения.

В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также в зависимости от экономических соображений схема водоснабжения и составляющие её элементы могут меняться весьма сильно. Большое влияние на схему водопровода оказывает принятый источник водоснабжения: его характер, мощность, качество воды в нем, расстояние от него до снабжаемого водой объекта и т. п. Иногда для одного объекта используется несколько природных источников.

Классификация систем водоснабжения

Системы водоснабжения могут классифицироваться по ряду основных признаков. По назначению:

  • системы водоснабжения населенных мест (городов, поселков),
  • системы производственного водоснабжения,
  • системы сельскохозяйственного водоснабжения,
  • системы противопожарного водоснабжения,
  • комбинированные системы водоснабжения (хозяйственно-производственные, хозяйственно-противопожарные и т. д.).

По способу подачи воды:

  • самотечные (гравитационные),
  • с механизированной подачей воды (с помощью насосов),
  • зонные (в одни районы самотеком, в другие насосами).

По характеру используемых природных источников :

  • получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т. д.),
  • получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские и т. д.),
  • смешанного типа.

По способу использования воды:

  • системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды),
  • системы оборотного водоснабжения,
  • системы с повторным использованием воды.

Материалы и технологии

Слесарь-сантехник с помощью двух газовых ключей затягивает контргайку на стальном газопроводе. Обвязка раковины: Пластиковый горячий (красный), холодный (синий) и водоотведения (серый) трубопровод

Системы водоснабжения в Древнем мире для подачи воды использовали силу тяжести и прокладывались из труб (свинец, дерево, бамбук) или каналов (как правило из глины или камня). Выдолбленные деревянные трубы, обёрнутые стальной полосой использовались в качестве сантехнических труб, в частности, водопроводов: в Англии около 500 лет назад, в городах США для распределения воды начали использовать выдолбленные брёвна с конца 1700-х по 1800-е годы. Современные сантехнические трубы изготавливают из меди и пластика, а большинство канализационных труб — из стали, меди, пластика и чугуна.

Современные системы водоснабжения использующие циркуляционные насосы высокого давления и трубы в зданиях изготавливают из стали, латуни, пластика (особым способом скроенного полиэтилена PEX, который используется в 60% многоквартирных и индивидуальных домов) или другого малотоксичного материала. В водопроводных системах США с 1930-х годов из-за токсичности не используется свинец, хотя свинец продолжали использовать в составе припоя в процессе пайки трубопроводов для питьевой воды, пока она не была запрещена в 1986 году. Современные дренажные и канализационные трубопроводы изготавливают из пластика, стали, чугуна или свинца.

Водопроводные сооружения

Водопроводные сооружения Обустройство водозаборных сооружений при водоснабжении из артезианской скважины, станции второго подъема (см. Обустройство ВЗУ на SoyuzProekt.ru)

Водозабо́рные сооруже́ния (также известны как водозаборный узел — ВЗУ) — сооружения для забора воды из источника, состоящие из ряда основных инженерных объектов:

  • водозаборного устройства со станцией первого подъема (обычно это погружные насосы);
  • узел учета воды из водосчетчиков — расходомеров;
  • водоподготовки для доведения качества воды до норм питьевой воды;
  • резервуара чистой воды (РЧВ);
  • резервуара пожарного запаса (пожарный резервуар);
  • насосной станции второго подъема для поддержания давления и подачи воды потребителю в требуемом объеме;
  • водонапорной башни (альтернатива насосной станции второго подъема);
  • станция пожаротушения (пожарные насосы);
  • дренажная система выполняет отвод вод при аварийном переполнении резервуаров, подтоплении водозаборных сооружений.
  • контрольно-измерительные приборы и автоматика (сокр. КИПиА или КИПиС) следят за работоспособностью оборудования, регулируют расходы воды, ведут журналы изменений характеристик: уровней, расхода воды, аварийных ситуация и т.п., выполняет автоматическое обслуживание оборудования, например, автоматическая промывка станции водоподготовки. Полный перечень выполняемых автоматически действий зависит от конкретных требований технического задания Заказчика к объекту водозаборного узла;

Большие (перекачивающие свыше 10 000 куб.м/сут) водозаборные сооружения могут иметь собственную инфраструктуру: электрическую подстанцию, газораспределительную подстанцию (ГРП), котельную, диспетчерский пункт с возможностью нести вахту, лабораторию для контроля качества воды и прочее.

Место для размещения водозаборного сооружения, так называемый землеотвод, должно быть согласовано с государственным органом санитарно-эпидемиологического надзора и удовлетворять санитарно-эпидемиологическим (СанПиН) и строительным нормам (СНиПам) и пр.

Классификация водозаборных сооружений

По характеристикам источника водозаборы разделяют на подземные и поверхностные. Подземные источники водоснабжения, как правило, отличаются более стабильными характеристиками качества воды и относительной защищенностью от загрязнения с поверхности. Поверхностные источники водоснабжения отличаются высокой производительностью, но требуют постоянного надзора за соблюдением санитарно-технического состояния территории поверхностного источника: озера, реки.

Подземные источники водоснабжения

На стадии строительства. Водозаборное сооружение подземных вод (две скважины в кессонах — круглых бочках), рядом со скважинами здание с насосными установками, учетным узлом, резервуаром чистой воды.

Подземные воды, согласно п.5.3. СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и канализация.», водоприемные сооружения (чаще употребим: подземный источник водоснабжения) подразделяются на:

  • Водозаборные скважины (чаще употребим термин: артезианская скважина) для добычи артезианской воды;
  • Шахтные колодцы для добычи по большей части грунтовых вод;
  • Горизонтальные водозаборы, которые в свою очередь подразделяются на:
    • траншейные сооружения используются для сравнительно небольшого водопотребления при малой глубине залегания подземных вод;
    • галерейные (собственно галереи и штольни), которые применяются для постоянного водоснабжения относительно крупных водопотребителей, сооружаемые при значительной глубине залегания водоносных горизонтов;
    • кяризы — примитивно устроенные водозаборные сооружения, применяемые для сельско-хозяйского водоснабжения и орошения небольших земельных участков в полупустынных районах с невыдержанным залеганием водоносных горизонтов;
  • Комбинированные водозаборы;
  • Лучевые водозаборы применяются для более полного захвата подземной воды — комбинация шахтного колодца с горизонтальными буровыми скважинами, заложенными в разные стороны водоносного пласта;
  • Каптажи родников;

Поверхностные источники водоснабжения

Водозаборные сооружения поверхностных вод (две круглые башни) на берегу Волги в г. Кстово

Поверхностные источники для водоснабжения подразделяются на:

  • Речные — водоотбор из реки;
  • Водохранилищные — водоотбор из водохранилища;
  • Озерные — водоотбор из озера;
  • Морские — водоотбор из моря.

Для поверхностных источников выделяют, следующие виды водозаборных сооружений:

  • Береговые водозаборные сооружения применяемяется при относительно крутых берегах реки, представляет собой бетонный или железобетонный колодец большого диаметра, вынесенный передней стенкой в реку. Вода поступает в него через отверстия, защищенные решётками, а затем проходит через сетки, осуществляющие грубую механическую очистку воды.
  • Русловые водозаборные сооружения применяются обычно при пологом береге, имеют оголовок, вынесенный в русло реки. Конструкции оголовков весьма разнообразны. Из оголовка вода подаётся по самотёчным трубам к береговому колодцу; последний часто совмещен с насосной станцией первого подъёма.
  • Плавучие водозаборные сооружения — это понтон или баржа, на которых устанавливаются насосы, забирающие воду непосредственно из реки. На берег вода подаётся по трубам (с подвижными стыками), уложенным на соединительном мостике.
  • Ковшовые водозаборные сооружения. Вода поступает из реки сначала в расположенный у берега ковш (искусственный залив), в конце которого размещается собственно В. с. Ковш используется для осаждения наносов, а также для борьбы с ледовыми помехами — шугой и глубинным льдом.

Этапы проектирования

Расчет водопотребления

Технологическая схема

Технологическая схема водозаборного сооружения представляет схематическое представление работы объекта, т.е. показывает как вода двигается в системе, как очищается, как будет работать система при аварийях и пр.

Технологические схемы сильно зависят от потребностей Заказчика в объеме воды, качестве, уровне автоматики и прочих требований. Хоть принципиально технологические схемы схожи, но трудно найти две одинаковые.

Разработка технологической схемы работы водозаборного узла (водозаборных сооружений) выполняется исходя из технического задания, выданного Заказчиком либо разработанного совместно с Заказчиком;

Подбор оборудования

Подбор и согласование перечня оборудования, узлов оборудования;

Предпроектная подготовка

  • Проведение предпроектной подготовки: натурное обследование площадки, согласование выбора участка с гос. органами надзора, инженерно-геологические изыскания;

Разработка проектной документации стадия «П»

  • Разработка проекта водозаборного узла (водозаборных сооружений);

Согласование проекта

  • Согласование и утверждение проекта.

Разработка проектной документации стадия «РД»

После прохождения утверждения проекта и выполнения стадии «РД» (рабочая документация), по проекту можно выполянть работы — строить водозаборный узел.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *