Основные сведения о системах и схемах наружного водоснабжения

Системы водоснабжения – это комплекс сооружений для забора воды, очистки, хранения и подачи потребителям. В систему водоснабжения входят следующие сооружения: водоприемные сооружения (водозаборы), при помощи которых осуществляется забор (прием) воды из природных источников; насосные станции; сооружения для очистки воды (станция очистки); водоводы и водопроводные сети для подачи воды потребителям; башни и резервуары для создания запасов воды и регулирования напоров и расходов воды.

1. Системы водоснабжения классифицируются на: городские, поселковые, промышленные (производственные), сельскохозяйственные, железнодорожные и др.

2. По назначению: хозяйственно-питьевые предназначены для подачи потребителям питьевой воды, необходимой для хозяйственно-питьевых нужд; производственные – для подачи воды на производственные нужды, качество такой воды определяется требованиями технологического процесса; противопожарные предназначены для тушения огня, по качеству вода может быть и не питьевой.

3. По способу подачи воды: самотечные; напорные (подача воды с помощью насосов).

4. По виду используемых природных источников: забирающие воду из поверхностных источников (реки, озера и т. п.); забирающие из подземных источников (артезианские, родниковые).

Различают также районную систему водоснабжения, обеспечивающую водой несколько объектов; местную систему и зонную систему, устраиваемую при значительной территории водоснабжения и при значительных разницах в отметках отдельных потребителей воды. В зависимости от использования воды на промышленных предприятиях системы могут быть прямоточными (с однократным использованием воды), прямоточными с последовательным (повторным) использованием воды и оборотными с многократным использованием воды после ее доочистки или охлаждения в зависимости от технологического процесса.

Схемы водоснабжения различаются от того, какой источник водоснабжения используется для снабжения водой потребителя. Наиболее общая схема водоснабжения представлена на рис. 1.1.

Вода при помощи водоприемника забирается из реки и по самотечным трубам поступает в береговой колодец, а из него насосами 1 подъема подается на станцию очистки. Движение воды по очистным сооружениям происходит самотеком.

Рис. 1.1. Общая схема водоснабжения населенного пункта

1 – водозаборное (водоприемное) сооружение; 2 – насосная станция 1 подъема; 3 – станция очистки природной воды; 4 – резервуары чистой воды; 5 – насосная станция 2 подъема; 6 – водонапорная башня; 7 – водопроводная сеть; 8 – самотечные трубы; 9 – напорные водоводы.

Из станции очистки очищенная вода поступает в запасные резервуары чистой воды, откуда насосами 2 подъема подается по водоводам в напорнорегулирующее сооружение – водонапорную башню, из которой по магистральным водоводам вода поступает в распределительные трубопроводы водопроводной сети города.

Водонапорная башня служит для хранения и аккумулирования запасов воды. Устанавливают ее на территории населенного пункта, на возвышенности. Необходимость ее устройства вызвана тем, что в течение суток расход в водонапорной сети колеблется, а подача воды насосами 1 подъема относительно равномерна. В то время суток, когда насосы подают недостаточно для сети, вода расходуется из башни. Водонапорная башня, расположенная в противоположном конце города от насосной станции, называется контррезервуаром. При наличии вблизи населенного места значительного естественного возвышения вместо водонапорной башни сооружают наземный водонапорный резервуар. В крупных городах в связи с большим и сравнительно равномерным водопотреблением отпадает необходимость в водонапорной башне, т.к. соответствие режимов работы насосов режиму водопотребления можно добиться ступенчатой работой насосов.

Схема водоснабжения может быть иной. Насосная станция 2 подъема может располагаться совместно с водозабором (совмещенная) или насосная станция 1 может быть в одном здании. Иногда станция очистки, насосная станция 2 подъема и резервуары чистой воды (РЧВ) могут располагаться вблизи города.

При использовании источником воды подземных вод отпадает необходимость в строительстве очистной станции, а также и насосной станции 2 подъема, т.к. в этих случаях вода прямо из артезианских источников насосами подается по водоводам в магистральные сети.

Норма и режим водопотребления

Норма водопотребления – это количество воды, расходуемое на определенные нужды в единицу времени или на единицу выпускаемой продукции (q_о, л/с)

Таблица 1.1.

Существуют нормы хозяйственно-питьевого водопотребления, промышленного водопотребления и пожаротушения. Для населенных мест промышленных предприятий нормы хозяйственно-питьевого водопотребления назначают по СНиП РК 04.01.02-2001 «Наружные сети и сооружения. Водоснабжение» и зависят от степени благоустройства населенных мест (табл. 1.1.)

Нормы водопотребления для тушения пожаров также устанавливают в соответствии с СНиП 2.04 01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий». Расчетная продолжительность пожара – 3 ч. В период пожара обеспечивается подача расчетного расхода. В случае недостаточной мощности водопровода устраивают резервуары неприкосновенного запаса воды. Израсходованная вода восстанавливается в течение 1 – 2 суток (на промышленном объекте). Количество воды на промышленные нужды зависит от характера производства.

Режим водопотребления в течение года неравномерен; больше расходуется воды летом, чем зимой, в предвыходные дни больше, чем в другие дни, что характеризуется коэффициентом суточной неравномерности водопотребления и зависит от степени благоустройства.

К_сут=Q_maxсут/Q_ср.сут,

где Q_maxсут – расчетный расход в сутки наибольшего водопотребления, Q_ср.сут – средний (за год) суточный расход.

В течение суток потребление так же неравномерно: ночью меньше, чем днем. Такая неравномерность характеризуется коэффициентом часовой неравномерности:

К_час=Q_maxчас/Q_ср.час,

где Q_maxчас – расчетный расход в час наибольшего водопотребления, Q_ср.час – средний часовой расход.

Для населенных мест он принимается в зависимости от нормы водопотребления. Режим водопотребления принято представлять в виде графиков или таблиц, показывающих изменение расхода по часам суток (рис. 1.2.).

Рис. 1.2. Ступенчатый график водопотребления