1.2. Схемы и основные элементы систем водоснабжения
В общем случае в систему водоснабжения входят сооружения и установки для забора, подъема, очистки и транспортирования воды, а также для создания постоянного напора и хранения запаса воды. Системы водоснабжения устраиваются по определенной схеме. Схемой системы водоснабжения называют конкретные решения расположения всех сооружений и устройств на плане города, увязанные с местоположением объектов и рельефом местности. Факторами, определяющими вид схемы водоснабжения являются:
тип, мощность источника водоснабжения;
качество воды в природном источнике;
виды потребителей и требования, предъявляемые ими к воде;
объем и режим водопотребления;
рельеф местности и другие.
В начальной стадии проектирования составляются несколько вариантов схем водоснабжения. После технико-экономического сравнения выбирают наиболее выгодный вариант. При этом необходимо, чтобы выбранная система водоснабжения надежно снабжала всех потребителей водой надлежащего качества, в заданном количестве с необходимым напором и при минимальных затратах на строительство и эксплуатацию всех инженерных сооружений.
Возможные схемы водоснабжения города представлен на рис. 1.1. Могут быть и другие схемы, отличающиеся от представленной на рис. 1.1 как наличием, так и порядком расположения отдельных объектов. Например, место расположения водонапорной башни выбирается в зависимости от рельефа местности, величины требуемых напоров и протяженности сети. В свою очередь от наличия и места расположения водонапорной башни зависят режим работы, диаметр труб, стоимость сооружения и эксплуатации водопровода.
При использовании в качестве источника подземных вод схема водоснабжения (рис. 1.1б) может претерпеть различные изменения. Как правило, особенностью таких систем является наличие большого числа трубчатых колодцев (скважин) или шахтных колодцев, водосборных галерей и других сооружений. Она может включать те же самые инженерные сооружения для подъема, перекачки, очистки, хранения и транспортирования воды потребителям, что и предыдущая. Представленная схема может быть значительно упрощена, если качество воды в источнике соответствует требуемому. В этом случае очистные сооружения, резервуары, насосные станции II-го подъема могут отсутствовать.
В ряде случаев оказывается технически и экономически целесообразным разделение централизованной системы водоснабжения на две или несколько "высотных" зон.
Такие зонные водопроводы устанавливаются в случае значительной разности геодезических отметок обслуживаемой территории или при транспортировании воды на большие расстояния. В этом случае при параллельном водоснабжении нижняя и верхняя зоны питаются самостоятельными водоводами, а при последовательном - вода подается в резервуар, который для нижней зоны служит напорным устройством, а для верхней - источником водоснабжения (рис. 1.1в).
Схема водоснабжения выбирается в процессе технико-экономического сопоставления вариантов, сформированных, исходя из санитарно-гигиенических, технологических, противопожарных и других требований. При этом рассматриваются варианты различных решений по всем инженерным сооружениям и устройствам. Окончательное решение принимается, исходя из стоимости сооружения и эксплуатации той или иной схемы водоснабжения. Структура затрат по сооружению отдельных элементов системы водоснабжения приведена в табл. 1.1. Из приведенных данных видно, что наибольший объем капитальных вложений (50-80%) требуется для сооружения водоводов и водопроводных сетей. Уменьшение этих затрат, как правило, приводит к перерасходу эксплуатационных затрат, связанных с подачей воды потребителям. На сооружение очистных сооружений требуется 5-25% от общей стоимости системы водоснабжения. Величина этих затрат тем больше, чем хуже качество исходной воды.
Рис. 1.1. Схемы систем водоснабжения:
а - из поверхностного источника; б - из подземного; в – двухзонная; г - оборотного водоснабжения; д - от "горячего" источника: 1 - источник воды; 2 - водозаборное сооружение; 3 – насосная станция первого подъема; 4 - очистные сооружения; 5 – резервуары чистой воды; 6 - камера переключений; 7 - насосная станция второго подъема; 8 – водоводы; 9 - водонапорные башни; 10 - водопроводные сети; 11 - подача воды в город; 12 - то же предприятиям; 13 - охлаждающие устройства; 14 - насосная станция оборотного водоснабжения; 15 – предприятие; 16 - контур циркуляции; 17 – теплообменник; 18 - контур циркуляции; 19 - охлаждающие устройства
Таблица 1.1
Стоимость отдельных элементов системы водоснабжения
(в % от общей стоимости)
Источник водоснабжения |
Водозаборные сооружения |
Насосные станции |
Очистные сооружения |
Водоводы и сети |
Прочие сооружения |
Поверхностный |
2-4 |
3-5 |
12-25 |
50-70 |
9-14 |
Подземный |
5-10 |
2-5 |
5-20 |
60-80 |
7-15 |
Точно также изменяются и эксплуатационные затраты, связанные с очисткой воды. Сооружение водозаборов из поверхностных источников в 2-2,5 раза дешевле, чем для подземных вод. Остальные затраты примерно одинаковы и не зависят от источника водоснабжения.