ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ Водоснабжение
(далее «В.»), совокупность мероприятий по обеспечению водой различных её
потребителей — населения, промышленных предприятий, транспорта и др. Комплекс
инженерных сооружений, осуществляющих задачи В., называется системой В. или
водопроводом. Все современные системы В. населённых мест являются
централизованными: каждая из них обеспечивает водой большую группу
потребителей.
В зависимости от
назначения обслуживаемых объектов современные водопроводы подразделяются на
коммунальные и производственные (промышленные или с.-х.). Наиболее крупные
потребители воды — предприятия металлургической, химической,
нефтеперерабатывающей промышленности, а также ТЭС. Некоторые мероприятия,
связанные с использованием воды, по своей классификации не относятся к В.
Например, подача воды для полива с.-х. полей представляет собой специальную
отрасль водного хозяйства — орошение, подача воды по турбинам ГЭС относится к
гидроэнергетике.
Для целей В.
используются природные источники воды: поверхностные — открытые водоёмы (реки,
водохранилища, озёра, моря) и подземные (грунтовые и артезианские воды и
родники). Для нужд населения наиболее пригодны подземные воды. Однако для
снабжения водой больших населённых мест подземных источников часто оказывается
недостаточно, а получение из них значительного количеств воды экономически
невыгодно. Поэтому для В. крупных городов и промышленных объектов используют
преимущественно поверхностные источники пресной воды. Для получения воды из
природных источников, её очистки в соответствии с нуждами потребителей и для
подачи к местам потребления служат следующие сооружения: водоприёмные
сооружения; насосные станции первого подъёма, подающие воду к местам её
очистки; очистные сооружения; сборные резервуары чистой воды; насосные станции
второго или последующих подъёмов, подающие очищенную воду в город или на
промышленные предприятия; водоводы и водопроводные сети, служащие для подачи
воды потребителям. Общая схема водоснабжения (см. рис.) может видоизменяться в
зависимости от конкретных условий. Если, например, вода источника не требует
очистки, из схемы выпадают очистные и связанные с ними сооружения. При
расположении источника на более высоких отметках, чем снабжаемый водой объект,
вода может быть подана самотёком, и поэтому нет необходимости в устройстве
насосных станций. Расположение водонапорных башен и резервуаров зависит от
рельефа местности. В некоторых системах используется несколько источников В.,
что ведёт к увеличению числа основных сооружений. При большой разности отметок
на территории объекта иногда устраивают так называемое зонное В., т. е.
отдельные сети для районов города, расположенных на разных отметках, с
отдельными насосными станциями. Иногда сооружают повысительные насосные
станции, забирающие воду из основной сети города и подающие её в возвышенные
районы.
Водоприёмные
сооружения имеют различное устройство в зависимости от вида источников В. и
местных условий. Для приёма поверхностных вод используются речные,
водохранилищные, озёрные, морские водоприёмники. Для приёма подземных вод в
зависимости от глубины залегания водоносных пластов применяются трубчатые
(буровые) колодцы, горизонтальные водосборы, представляющие собой дренажные
трубы или галереи, укладываемые в пределах водоносного пласта. Родниковые воды
собираются при помощи каптажных сооружений (каменных резервуаров, приёмных
камер и др.), располагаемых в месте наиболее интенсивного выхода родниковой
воды.
Вода поднимается
из подземных источников в большинстве случаев центробежными насосами. Весьма
эффективны погружные насосы, опускаемые под уровень воды в колодец вместе с
электродвигателем, заключённым в водонепроницаемый кожух. При использовании
артезианских (напорных) вод после сооружения колодца уровень воды в нём
устанавливается над водоносным пластом. Иногда давление в пласте столь велико,
что вода самоизливается из колодца на поверхность земли. Для городских
водопроводов, использующих подземные воды, обычно сооружают группу колодцев.
Вода из них поступает в сборный резервуар и оттуда подаётся потребителям
насосной станцией. Шахтные колодцы применяют при относительно неглубоком
залегании подземных вод. В зависимости от глубины шахтных колодцев подъём воды
из них может быть осуществлен обычными или погружными насосами. В системах В.
населённых мест водоприёмные сооружения всех типов включаются в зону санитарной
охраны.
Насосные станции
современных систем В. оборудуются, как правило, центробежными насосами с
электрическим приводом, а также регулирующей, предохранительной и
контрольно-измерительной аппаратурой. Многие насосные станции имеют
телеуправление и полностью автоматизированы.
Очистные
сооружения обрабатывают природную воду с целью придания ей качеств,
соответствующих требованиям потребителей. Очищенная вода подаётся к объекту по
водоводам и разводится по его территории водопроводной сетью. К уличной сети
присоединяются домовые ответвления, по которым вода вводится в здания. Внутри
зданий устраивается сеть внутреннего водопровода, подводящая воду к точкам её
разбора через различные водоразборные устройства (краны). В благоустроенных
жилых домах и в некоторых общественных зданиях устраиваются также системы,
снабжающие потребителей горячей водой. В производственных зданиях вода
подводится к различным технологическим агрегатам, машинам, аппаратам, котлам и
т.д. Разбор воды осуществляется частично и из наружной (уличной) сети через
водоразборные колонки (краны). Подача воды для тушения пожаров осуществляется
из наружных пожарных гидрантов, располагаемых на уличной сети. Внутренние
пожарные краны устанавливаются в общественных и производственных зданиях, а
также в жилых домах.
Для промышленных
предприятий (в определённых условиях) применяют так называемые оборотные
системы В. (см. рис.), а также системы с последовательным использованием воды.
Оборотные системы служат для предотвращения нерационального использования
природных вод и их загрязнения. В таких системах воду после надлежащей
обработки (охлаждения или осветления) снова подают потребителям. Для охлаждения
воды в оборотных системах применяются градирни, бассейны брызгальные,
охладительные пруды. При этом из источника подаётся вода только для восполнения
её потерь при охлаждении и безвозвратных её расходов в производстве. Таким
образом, количество воды, забираемой из источника, при оборотной системе
значительно меньше, чем при обычной прямоточной системе. Это позволяет иногда
использовать природный источник, который при прямоточной системе был бы
недостаточным для данного потребителя. Системы с последовательным
использованием воды применяют в тех случаях, когда вода, сбрасываемая одним
производственным потребителем, может употребляться другим. Это также уменьшает
количество воды, которое надо забирать из источника В.
Вследствие значительного
роста водопотребления в населённых местах (в результате роста числа жителей, а
также при наличии всех видов благоустройства) и промышленности в некоторых
районах местные природные источники оказываются недостаточными для
удовлетворения потребностей в воде. В такие районы вода подаётся из удалённых
источников. Так, одним из источников В. Москвы является р. Волга, из которой
вода поступает по каналу на расстояние 128 км; в центральные районы Донбасса
вода подводится каналом и водоводами на расстояние 130 км.
|
