39. Системы 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, т е 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 ее качества в недопустимых пределах).

После того как будет определен необходимый объем водопотребления объекта и будут собраны сведения о возможных для использования природных источниках, может быть выбран источник и намечена схема водоснабжения.

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

1. водоприемные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,

2. водоподъемные сооружения, т.е. насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления,

3. сооружения для очистки воды,

4. водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,

5. башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения

Схема взаимного расположения основных сооружений системы водоснабжения показана на II I. Вода забирается из источника при помощи водоприемного сооружения 1 и подается насосами, установленными на станции первого подъема 2а, на очистные сооружения 3. После очистки вода поступает в сборный резервуар 4, из которого забирается другой группой насосов, установленных на станции второго подъема 26, и по водоводам 5 подается в сеть труб 6, разводящих воду к местам потребления Водонапорная башня (или напорный резервуар) 7 может быть расположена в начале сети (см II 1), в конце ее или в какой-либо промежуточной точке сети Порядок расположения прочих сооружений также может быть различен. Так, насосы первого и второю подъема могут быть установлены в отдельных зданиях (как на рис II 1) или размещены в одном здании. Иногда насосы первого подъема устанавливаются непосредственно в водоприемном сооружении. В некоторых случаях очистные сооружения и связанные с ними резервуар и насосную станцию второго подъема располагают не возле источника (как на 11.1), а вблизи потребляющего воду объекта (города, поселка или промышленного предприятия).

При использовании поверхностных вод применяют водоприемные сооружения различных типов и конструкций,  представляющие собой иногда весьма сложные гидротехнические сооружения.  При использовании   подземных вод водоприемные сооружения выполняют в виде колодцев (шахтных или буровых), водосборных галерей, а для захвата родников—в виде различных каптажных сооружений.

Если очистка воды не требуется, система водоснабжения сильно упрощается. Отпадает необходимость не только в очистных сооружениях, но часто и в связанных с ними резервуарах и насосах второго подъема. Подобная система для случая снабжения города артезианскими водами представлена на II.2. Здесь артезианские скважины (буровые колодцы) 1 расположены отдельными группами. Насосы помещаются в самих колодцах и могут подавать воду непосредственно в сеть 2. Иногда и в такой системе водоснабжения вода из скважин подается сначала в сборный резервуар 3 (служащий регулирующей и запасной емкостью) и оттуда перекачивается насосами станции второго подъема 4 в сеть 2.

В гористых    местностях источники  водоснабжения   (озера,  водохранилища,   родники)    могут находиться    на    отметках,   значительно превышающих  отметки территории снабжаемого объекта.  В  этом  случае воду можно подавать к местам потребления самотеком, и устройства насосных станций не требуется. Рассмотренная выше общая схема водоснабжения   (см.  IIЛ)  охватывает лишь наиболее частые случаи.  На  практике приходится  встречаться  с  большим  разнообразием схем   водоснабжения,  вызываемым   местными  природными  условиями и различными требованиями потребителей. В особенности это относится к водопроводам промышленных предприятий.

Большая часть изложенных выше соображений и рассмотренные варианты схем могут быть отнесены к водопроводам как населенных мест, так и промышленных предприятий. Существуют, однако, системы водоснабжения, применяемые исключительно для промышленных предприятий. К ним в первую очередь относятся так называемые системы оборотного водоснабжения. В ряде промышленных предприятий вода после использования ее для технических целей не загрязняется совсем или загрязняется весьма незначительно и лишь нагревается (например вода, используемая для охлаждения производственных агрегатов, конденсации пара и др.). При недостаточной мощности природного источника или большой стоимости подачи из него требуемого количества воды (например, вследствие удаленности источника) оказывается необходимым или экономически целесообразным сбрасываемую предприятием (или отдельным цехом) воду охлаждать и подавать снова для использования на том же объекте. При этом из источника должно добавляться только некоторое количество «свежей» воды для восполнения потерь при обороте. Количество «свежей» воды q в таких системах составляет обычно незначительную часть (3—5%) общего количества используемой воды Q.

В качестве водоохлаждающих устройств применяют пруды, брызгальные бассейны и градирни (см. главу 30). «Свежая» вода обычно подается в бассейн, в котором собирается охлажденная вода. В некоторых случаях оборотную воду приходится не только охлаждать, но и подвергать очистке. Иногда системы оборотного водоснабжения применяют для воды, которая при использовании не нагревается, а загрязняется сравнительно легко удаляемыми примесями. В таких случаях для осветления воды применяют отстойники.

Иногда оборот воды в системах производственного водоснабжения устраивается при значительном загрязнении воды в процессе производства. В этих случаях применение оборота позволяет снизить количество сбрасываемых загрязненных  (и часто — трудно очищаемых)  вод.

Когда вода, сбрасываемая одним из промышленных потребителей, может быть использована другим, устраивают так называемые системы повторного использования воды. Эти системы также позволяют снизить количество «свежей» воды, забираемой из источника

40. Классификация систем водоснабжения.

В зависимости от вида обслуживаемого объекта системы водоснаб­жения подразделяются на городские, промышленные, сельскохозяйст­венные, железнодорожные и др. Если системы водоснабжения обеспе­чивают водой отдельные районы страны или группы различных насе­ленных пунктов и других объектов, то они называются районными или групповыми системами. Целесообразность создания групповых и рай­онных систем водоснабжения возникает обычно в условиях маловодной местности при необходимости обеспечения водой ряда объектов, распо­ложенных на территории некоторого района.

В зависимости от вида потребителей системы водоснабжения вы­полняют функции хозяйственно-питьевых, производственных, проти­вопожарных, поливочных водопроводов. Степень объединения функ­ций, выполняемых водопроводами, определяется исходя из технико-экономических соображений. Системы водоснабжения могут быть объединенными (едиными), неполно раздельными и раздельными.

Объединенные системы — это водопроводы, выполняющие одновременно хозяйственно-питьевые, производственные и противопожар­ные функции. Такие водопроводы устраивают в городах, поселках и на предприятиях, на технологические нужды которых требуется вода питьевого качества, а также на предприятиях, не требующих воду питьевого качества, если экономически нецелесообразно устраивать самостоятельный производственный водопровод.

Устройство неполно раздельной системы водоснабжения обуслов­ливается несовпадением требований к качеству воды на хозяйственно-литьевые и производственные нужды. О степени объединения этих во­допроводов как на самом предприятии, так и с городским водопроводом судят по результатам технико-экономического расчета. Так как на промышленной площадке бывают потребители с различными требова­ниями к воде по качеству и свободным напорам, то часто устраивают несколько промышленных водопроводов. Возможность объединения противопожарного водопровода с хозяйственно-питьевым или произ­водственным водопроводом зависит от особенностей технологических процессов предприятии и количества воды, требующегося па нужды пожаротушении. Как правило, противопожарный водопровод объеди­няют с хозяйственно-питьевым водопроводом, имеющим большую разветвленность.

Раздельную систему водоснабжения, предусматривающую наличие самостоятельных хозяйственно-питьевого, противопожарного и про­изводственного водопроводов, устраивают довольно редко. Это оправ­дано в том случае, когда по технологическим соображениям произ­водственный и противопожарный водопроводы объединить нельзя, а объединение противопожарного и хозяйственно-питьевого экономи­чески нецелесообразно.

В зависимости от рельефа местности снабжаемой водой территории и величин требуемых свободных напоров системы водоснабжения под­разделяются на однозонные и многозонные (двух, трех и т. д.). При однозонной системе все объекты, расположенные на снабжаемой водой территории, питаются от одной системы водоснабжения. При резко пересеченном рельефе местности для поддержания требуемого напора в высокорасположенных узлах сети должно поддерживаться давление, которое недопустимо для низкорасположенных участков. В этих усло­виях водопроводную сеть разбивают на зоны, в каждой из которых под­держивается требуемый напор с помощью насосов и напорных резер­вуаров. Самостоятельные поливочные водопроводы устраивают чрез­вычайно редко. Как правило, их функцию выполняют хозяйственно-питьевые водопроводы или производственные при наличии разрешения санитарных органов.

В зависимости от способов транспортирования воды системы водо­снабжения подразделяются на напорные и безнапорные. Напорные - это системы, трубопроводы которых работают полным сечением. Транс­портирование волы по ним осуществляется как насосами (нагнетатель­ные трубопроводы), так и за счет разницы отметки уровня воды в ис­точнике и расчетной пьезометрической отметки в месте водоотбора. В последнем случае трубопроводы, по которым транспортируется вода, называются гравитационными напорными или самотечно-напорными.

Безнапорные трубопроводы (гравитационные самотечные) работа­ют неполным сечением. Возможность их применения зависит от разницы отметок начальной и конечной точек пути подачи воды, рельефа местности по пути подачи, расстояния подачи. Область применения этих систем более ограничена, чем напорных систем.

В зависимости от вида источника водоснабжения системы подраз­деляются на водопроводы, забирающие воду из поверхностных источ­ников (рек, озер, водохранилищ и морей), а также на водопроводы, забирающие воду из подземных источников (артезианских и роднико­вых). Бывают смешанные системы, предусматривающие забор воды как из поверхностных, так и из подземных источников.

41. хозяйственные, противопожарные, поливочные, производственные, объединенные системы водоснабжения

Хозяйственно-питьевое водоснабжение подает воду для питья, приготовления пищи, проведения санитарно-гигиенических процедур (умывание, мойка продуктов, стирка белья, промывка унитазов). Вода в системе водоснабжения должна быть питьевого качества и соответствовать требованиям ГОСТ Р 51232-98.

Противопожарное водоснабжение служит для предупреждения распространения огня в здании и его тушения.

Производственное водоснабжение применяют для технологических целей: промывки материалов, охлаждения машин, оборудования, для использования в производственных процессах.

Поливочное водоснабжение подает воду для поливки зеленых насаждений, мойки тротуаров, полов и оборудования.

Для уменьшения строительных и эксплуатационных затрат системы водоснабжения могут быть объединенными: хозяйственно-питьевые и противопожарные, хозяйственно-питьевые и поливочные и др.

Системы внутреннего водоснабжения предназначены для подачи воды из наружной водопроводной сети и распределения ее между потребителями внутри здания.

Потребителями считаются человек, установка, объект и т.д., которые используют воду (житель, посетитель бассейна, бани, технологическое оборудование, столовая и т.д.).

  Границей между наружной сетью и системой внутреннего водоснабжения является линия, проходящая через устройство для измерения расхода воды в здании (водомер).

В зависимости от температуры транспортируемой воды различают системы холодного и системы горячего водоснабжения.

Системы внутреннего водоснабжения можно разделить на хозяйственно-питьевые, противопожарные, производственные и поливочные.

Система хозяйственно-питьевого водоснабжения подает воду для питья, приготовления пищи и проведения санитарно-гигиенических процедур (умывания, мойки, стирки и т.д.). Вода в данной системе должна быть питьевого качества и удовлетворять требованиям ГОСТ 2874-82.

 Система противопожарного водоснабжения служит для локализации огня, предупреждения распространения его в здании и тушения.

Система производственного водоснабжения подает воду для технологических целей.

Система поливочного водопровода подает воду для поливки зеленых насаждений вокруг здания, мойки тротуаров, полов и оборудования внутри здания.

С целью уменьшения строительных и эксплуатационных затрат устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-питьевые и противопожарные; хозяйственно-питьевые и поливочные; хозяйственно-питьевые, противопожарные и поливочные и т.д.

Выбор системы водоснабжения в здании зависит от ее назначения. Например, в зданиях высотой до 12 этажей устраивают только хозяйственно-питьевой и поливочный водопровод) от 12 до 16 этажей - объединенный хозяйственно-питьевой, противопожарный и поливочный водопровод.

По назначению системы водоснабжения зданий подразделяют на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные.

Хозяйственно-питьевые системы водоснабжения предназначены для подачи воды, удовлетворяющей требованиям, установленным СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества". для питья, приготовления пищи и обеспечения санитарно-гигиенических процедур.

Производственные системы водоснабжения обеспечивают подачу воды различного качества на технологические нужды различных потребителей.

Противопожарные системы водоснабжения предназначены для тушения огня или для предотвращения его распространения. Вода в противопожарных водопроводах может быть и непитьевого качества. По сфере обслуживания системы могут быть объединенными (хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные, хозяйственно-производственные) или раздельными. Внутренний водопровод, обеспечивающий подачу воды одновременно на хозяйственно питьевые, производственные и противопожарные нужды, называют единым. Соединение водопроводов, подающих воду непитьевого качества, с хозяйственно-питьевыми не допускается.

42. прямоточные и оборотные системы водоснабжения

По способу использования воды системы бывают с прямоточным водоснабжением, с оборотным водоснабжением и с повторным использованием воды. Применение систем с оборотным водоснабжением и с повторным использованием воды находит все большее распространение на промышленных предприятиях. При выборе системы водоснабжения в зависимости от назначения объекта следует учитывать технологические, противопожарные и санитарно-гигиенические требования, а также технико-экономические соображения. Например, жилые и общественные здания могут быть оборудованы объединенным хозяйственно-противопожарным водопроводом с подачей воды питьевого качества. Объединение в одну систему всех водопроводов, подводящих воду одного качества и под одинаковым напором, приводит к уменьшению строительных и эксплуатационных расходов.

В прямоточных системах водоснабжения воду из точек потребления (разные звенья технологического процесса, мойки оборудования и помещений, душевые, туалеты и т.д.) спускают в канализацию. Прямоточная система является самой распространенной и наименее экономичной. Значительную экономию воды дают последовательно-повторная и оборотная системы водоснабжения. Последовательная или прямоточная система подачи воды на производственные нужды со сбросом очищенных сточных вод в водоем допускается только при невозможности или нецелесообразности применения системы оборотного водоснабжения Последовательная или прямоточная система подачи воды на производственные нужды со сбросом очищенных сточных вод в водоем допускается только при невозможности или нецелесообразности применения системы оборотного водоснабжения. При прямоточном водоснабжении вся забираемая из водоема вода после участия в технологическом процессе (в виде отработавшей) возвращается в водоем, за исключением того количества воды, которое безвозвратно расходуется в производстве. Сточные воды в зависимости от вида загрязнений и других условий перед сбросом в водоем должны проходить через очистные сооружения. В этом случае количество сбрасываемых в водоем сточных вод уменьшается на величину потерь воды с шламом. При схеме водоснабжения с последовательным использованием воды, которое может быть двух-трехкратным, количество сбрасываемых сточных вод уменьшается в соответствии с потерями на всех производствах и очистных сооружениях.

В зависимости от расхода воды, принятого источника водоснабжения и взаимного расположения источника и компрессорной станции применяются прямоточная или оборотная (циркуляционная) системы водоснабжения. Прямоточной называется такая система водоснабжения, при которой вода из заводского водопровода, реки или озера подается однократно в компрессоры и охладители воздуха и затем выпускается в канализацию или возвращается в реку или озеро. Иногда при высоком расположении компрессорной станции над уровнем реки или озера бывает, что расход электроэнергии на привод насоса для подачи воды настолько возрастает, что прямоточное водоснабжение становится невыгодным. Прямоточная система водоснабжения находит применение при наличии достаточно больших источников производственного водоснабжения, сравнительно низкой стоимости воды и незначительном ее расходе. Циркуляционной или оборотной системой водоснабжения называется такая система, при которой вода из водопровода, реки или озера используется многократно. При оборотной системе вода из компрессоров и охладителей воздуха направляется в охлаждающее устройство и после охлаждения подается насосами в компрессоры и охладители. Эта система водоснабжения применяется при недостатке и высокой жесткости воды, большом ее расходе и стоимости. В каждом отдельном случае вопрос выбора системы водоснабжения должен решаться особо на основе сравнительных технико-экономических расчетов. В замкнутом цикле оборотной системы водоснабжения происходят потери воды вследствие испарения, разбрызгивания, фильтрации и т. д. Сооружения системы должны быть такими, чтобы потери не превышали 7 % от расхода воды: при больших потерях система становится неэкономичной. Оборотная система водоснабжения состоит обычно из трех элементов: - насосной станции; - охлаждающего устройства; - промежуточных сооружений (колодцев теплой и холодной воды, резервуаров и водоводов). В качестве охладителей в оборотных системах применяются: пруды-охладители, брызгальные бассейны, градирни открытые брызгального или капельного типов, башенные градирни с естественной тягой воздуха с капельным, пленочным и смешанным (капельно-пленочным) типом оросителя, а также вентиляторные градирни с искусственной циркуляцией воздуха В охладительных устройствах охлаждение воды происходит вследствие ее частичного испарения и непосредственной отдачи тепла более холодному воздуху. Охладительные устройства целесообразно сооружать при производительности компрессорной станции более 0,5 м/с или при расходах воды более 0,006 м /с. Емкость бассейна должна быть не менее 2-2,5 часовой потребности компрессорной станции в охлаждающей воде.

43. определение необходимого количества воды и выявления режима потребления

Размеры отдельных сооружений и установок, число и мощность насосов, емкость резервуаров, высоту и емкость водонапорных башен, диаметры труб находят путем расчета этих элементов в соответствии с количеством подаваемой ими воды и с намеченным для них режимом работы.

Очевидно, основным фактором, определяющим режим работы всех элементов системы водоснабжения, является режим расходования воды потребителями, которых эта система должна обслуживать.

В отличие от многих инженерных систем, которые рассчитываются по заранее известным и заданным нагрузкам, системы водоснабжения после их пуска в работу должны удовлетворять фактическим требованиям потребителей, непрерывно меняющимся по графику, который в ряде случаев не может быть предусмотрен заранее сколько-нибудь достоверно.

Между тем принятые графики режима водопотребления кладутся в основу расчета водопроводных сетей и сооружений и определяют в значительной степени стоимость системы и расходы на ее эксплуатацию.

Поэтому возможно более точное   установление  (прогнозирование) режима водопотребления представляет собой одну из наиболее ответственных задач при проектировании систем водоснабжения.

Для некоторых потребителей решение этой задачи не представляет затруднений. Так, при проектировании водопроводов промышленных предприятий режим расхода воды на производственные нужды (график водопотребления) задается достаточно точно в соответствии с технологическим проектом предприятия. То же можно сказать о производственных водопроводах предприятий энергетики и транспорта.

Гораздо сложнее прогнозировать режим водопотребления при проектировании водопроводов населенных мест. В таких водопроводах режим расходования воды населением определяется целым рядом факторов бытового характера, связанных с режимом жизни и трудовой деятельностью людей.

Единственным правильным методом решения задачи является изучение и анализ режима расходования воды в существующих водопроводах населенных мест и выявление основных факторов, влияющих на характер режима водопотребления города (общая численность населения, степень индустриализации, климатические условия и т.п.). Для этого должны широко использоваться статистические данные о фактических режимах работы систем водоснабжения.

Как сказано в § 2, в основу определения количеств воды, расходуемой на одного жителя в сутки, кладется опыт работы существующих водопроводов. Этот опыт позволяет также наметить вероятный режим водопотребления в течение суток.

Чтобы наиболее правильно и экономично запроектировать режим работы отдельных элементов системы, необходимо принять вероятный график водопотребления в течение суток, т. е. вероятные колебания часовых расходов в течение суток.

Прогнозирование таких графиков весьма затруднительно.

Характер их, как показывает опыт, для одного и того же города изменяется в отдельные сезоны года и даже в отдельные сутки.

Характер изменений часовых расходов воды зависит от весьма большого числа факторов: общей численности населения, степени развития промышленности в городе и графиков работы промышленных предприятий, наличия в городе предприятий внешнего транспорта (вокзалы, аэропорты и т. п.), объема и режима их работы и др.

Влцяние всех указанных факторов на режим водопотребления различно: чем больше число жителей, тем вообще более пологим будет суточный график расходования воды; круглосуточная работа промышленных предприятий также ведет к более равномерному водопотребле-нию; при значительном числе предприятий, работающих в одну смену, графики расходования воды будут более контрастными.

Графики прибытия и отправления поездов и самолетов могут существенно влиять на характер графиков водопотребления.

Очевидно, особый интерес для расчета водопроводных сооружений будут иметь наибольшие вероятные часовые расходы воды в сутки (и, в частности, в сутки наибольшего водопотребления).

Действующие нормы дают значения коэффициентов часовой неравномерности водопотребления «макс (см. табл. 1.1) для различной степени санитарно-технического оборудования зданий.

Проект новых норм строительного проектирования рекомендует рассматривать в качестве основных, характерных для системы водоснабжения, расчетных расходов следующие наибольший, средний и наименьший часовые расходы в сутки наибольшего водопотребления, средний часовой расход в сутки среднего водопотребления и наименьший часовой расход в сутки наименьшегд водопотребления

Отбор воды из сети в течение каждого часа также колеблется. Однако учет этого колебания весьма сложен и обычно не представляет практического интереса, так как не может существенно повлиять на точность расчета водопроводных сооружений. Поэтому при расчете систем водоснабжения условно принимают, что расход в течение часа остается постоянным (если потребитель не дает специальных указаний о режиме расходования воды в пределах часа).

Для расчета некоторых сооружений систем водоснабжения (например, для определения объемов регулирующих емкостей) кроме предельных значений часовых расходов необходимо задаваться вероятным графиком водопотребления в пределах «расчетных» суток, используя для этого замеренные в натуре графики водопотребления для эксплуатируемых систем водоснабжения, работающих в аналогичных или близких к проектным условиях. Примеры таких графиков приведены на II.4. Часовые расходы здесь выражены в процентах от суточного. В каждом из графиков водопотребления отношение его наибольшей и наименьшей ординат к средней (4,17%) дает соответственно коэффициенты часовой неравномерности амакс и аМин.

Условность принимаемых при проектировании графиков водопотребления неизбежна. Отличие действительного режима водопотребления от принятого в расчете не создает особых затруднений, так как может быть в определенной степени компенсировано соответствующей корректировкой эксплуатационных графиков подачи воды насосами.

Неравномерность расходования воды в течение суток на производственные нужды определяется особенностями технологического процесса и способами потребления воды, а также зависит от числа смен работы предприятия в сутки. Многие промышленные предприятия (в частности те, которые используют воду для охлаждения) потребляют воду весьма равномерно в течение суток.

График расходования воды из городского водопровода на технические нужды промышленных предприятий принимается в зависимости от режима забора ими воды из городской сети.

Часто промышленные предприятия имеют свои регулирующие емкости, и тогда подачу воды им из сети городского водопровода можно считать равномерной в течение суток.

Очевидно, что при проектировании городского водопровода должен быть составлен суммарный график расходования воды на хозяйственно-питьевые нужды населения и отбора воды промышленными предприятиями.

Режим водопотребления

В населенных пунктах и на производственных предприятиях расход воды не бывает равномерный. Отношения максимального суточного расхода Q_maxсут в дни наибольшего водопотребления к среднему суточному расходу Q_ср.сут называют коэффициентом суточной неравномерности.

К олебания водопотребления (разбора воды из водопровода) происходит в очень короткие промежутки времени, измеряемые минутами и даже секундами, однако, при расчетах условно принимают, что в течение 1 часа водопотребление постоянно. Т.е. считают, что суточное водопотребление колеблется только по часам. Отношение Q_maxчас расхода к среднему часовому расходу Q_ср.час называется коэффициентом часовой неравномерности.

Для промышленных предприятий коэффициент часовой неравномерности хозяйственно-питьевого водопотребления принимается равным 3. Этот коэффициент для ТЭЦ-ПВС принимается равным 1; для аглофабрик – 1,1÷1,2; для прокатных станов - 1,15÷1,5 и т.д.

Водопроводные сооружения рассчитываются так, чтобы их пропускная способность и требуемый напор были достаточными в местах разбора.

Максимальный расход воды определяется умножением нормы расхода воды на коэффициент часовой неравномерности.

¹Более 10% всей потребляемой металлургическим заводом энергии расходуется на перекачку воды.

²Оросительная головка, снабженная тепловым замком – клапаном, закрытым легкоплавким припоем.

³Открытая оросительная головка системы автоматического пожаротушения.

Нормы водопотребления позволяют определить общую расчетную потребность в воде объекта, для которого проектируется водопровод. Эта потребность определяется отдельно для каждой категории водопотребителей.

В качестве основного измерителя количества воды, требуемой для водоснабжения данного объекта, обычно принимается суточный расход.

Вычисленный по нормам средний суточный расход воды в населенном месте дает лишь общую характеристику размеров водопотребления данного объекта1. Для составления проекта водоснабжения необходимо установить пределы возможных колебаний величины расхода в отдельные сутки года.

В населенном месте суточный расход воды меняется в течение года в связи с изменениями режима жизни населения и климатических условий, а также с сезонностью некоторых расходов воды.

Величина вероятного расхода воды в сутки максимального водопотребления, или так называемый «максимальный суточный расход», является тем основным расчетным расходом, на подачу которого должен быть рассчитан проектируемый водопровод.

При расчете систем водоснабжения следует учитывать возможные предельные отклонения суточного расхода воды (от среднего) не только в большую, но и в меньшую сторону

Большая неравномерность водопотребления в течение года обычно наблюдается при относительно малом числе жителей, малом развитии промышленности и относительно значительных сезонных колебаниях температуры

Для определения полной расчетной потребности в воде города или поселка на хозяйственно-питьевые нужды к полученному суточному расходу должно быть прибавлено количество воды, необходимой на хозяйственно-питьевые нужды рабочих во время их пребывания на производстве (по нормам, указанным в § 2) с учетом запланированного числа рабочих, числа рабочих смен и рода производства на предприятиях, расположенных в городе.

Кроме того, дополнительно должны быть вычислены расходы воды на поливку (по нормам, приведенным в табл. I 3) в соответствии с площадью улиц и зеленых насаждений, подлежащих поливке

Расход воды на производственные нужды промышленных предприятий определяется по заданиям промышленности.

Следует учитывать, что в водопроводах промышленных предприятий величина расхода воды в отдельные сутки года может изменяться в зависимости от режима работы предприятия. На некоторых предприягиях режим расходования воды изменяется по сезонам. Например, расход воды на охлаждение и конденсацию пара зависит от температуры воды источника, поэтому суточный расход летом больше, чем зимой. В ряде случаев режим расходования воды на технические нужды промышленного предприятия не связан с временем года и суточный расход воды постоянен или меняется незначительно.

Таким путем определяется вероятный суммарный расход воды всеми возможными потребителями, расположенными на территории данного объекта.

В результате проектировщики получают расчетные расходы воды как общие — для всего объекта в целом, так и по отдельным категориям потребителей в соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству воды. Анализ этих расходов и сопоставление их с мощностью пригодных (по качеству воды) источников водоснабжения позволяют правильно выбрать как самый источник, так и систему водоснабжения. Она может быть единой для всех потребителей или устраивается раздельно для каждой группы потребителей, нуждающихся в воде различного качества.

44. хозяйственно-питьевое водопотребление

45. графики водопотребления

Расчетные суточные расходы воды принимаются в основу расчета всей системы подачи и распределения воды (включая сети). Для рас­чета системы весьма важен также учет неравномерности расходо­вания воды в течение суток. Режим работы сетей и непосредст­венно связанных с ними сооружений (насосов II подъема, водоводов и регулирующих емкостей) определяется режимом отбора воды из водопроводной сети объектом в отдельные периоды суток.

Режим отбора воды населением является в значительной степени случайным и неуправляемым процессом. Между тем чтобы возмож­но более точно и экономично запроектировать систему подачи и распределения воды, необходимо задаться некоторыми «расчетными» графиками отбора воды из сети в течение суток, наиболее близкими к действительным. Единственная возможность получения таких графиков — изучение и анализ действительных графиков водопо­требления населенных пунктов, наиболее близких по климатическим и демографическим условиям, по численности населения и по степени санитарно-технического благоустройства жилищ к тому населенному пункту, для кото­рого разрабатывается проект. Если проект составляется для расширения сети водоснабже­ния, уже существующей в дан­ном городе, следует использо­вать данные о его фактическом режиме водопотребления.

Необходимо иметь в виду, что график изменения расходов воды в течение суток меняется в отдельные дни и в различ­ные сезоны года.

Одной из задач проектиров­щика является изучение и ана­лиз возможно большего числа графиков водопотребления ана­логичных объектов за возмож­но более длительные сроки и выбор из них наиболее близ­ких для проектируемого объек­та и наиболее характерных для суток наибольшего, среднего и наименьшего водопотребления.

В качестве примеров на рис. 1.2 приведены графики фактического колебания расходов по часам суток: на рис. 1.2,а — для од­ного из больших районов Минска с числом жителей 100 тыс. чел. (доля расхода на коммунально-бытовые предприятия 12%, удельный расход воды на одного жителя 260 л/сут); на рис. 1.2,б — для г. Ок­тябрьский Башкирской АССР с числом жителей 80 тыс. чел. (доля расхода воды на коммунально-бытовые предприятия 29 % и на нужды промышленности 12%; удельный расход воды на одного жителя 320 л/сут); на рис. 1.2,в — для микрорайона Москвы с числом жи­телей 5 тыс. чел. (доля расхода на коммунально-бытовые предприя­тия 18 %; удельный расход воды на одного жителя 230 л/сут).

Большое значение для правильного установления расчетных расходов воды имеет учет возможных максимальных часовых расхо­дов . Максимальный часовой расход в сутки наибольшего во­допотребления определяет наибольшую вероятную нагрузку сети за расчетный год. При минимальном часовом расходе в течение су­ток в сети будут наибольшие свободные напоры (вследствие малых уклонов пьезометрических линий). Наконец, средний часовой рас­ход может быть использован для оценки расходов энергии на подачу воды.

Рис. 1.2.

На основании опыта работы городских водопроводов и анализа колебания расхода воды в течение суток в СНиП II-31-74 даны нор­мативные значения коэффициентов для определения коэффициента часовой неравномерности, характеризующего максимальный расчетный расход за сутки.

Таблица 1.5.

Следует отметить, что степень неравномерности водопотребления в течение суток зависит от двух факторов. Первым является число жителей города. Чем оно больше, тем, как правило, будет меньше коэффициент часовой неравномерности. Кривая (график) колебания расхода воды в течение суток в городе в целом представляет собой сумму индивидуальных кривых (графиков) потребления воды от­дельными жителями. Обычно эти индивидуальные кривые значитель­но отличаются друг от друга и при сложении большего их числа пиковые ординаты суммарных кривых снижаются. Отклонение от этой закономерности возможно в населенных пунктах с одинаковым режимом жизни большей части населения: курортных местах, ра­бочих поселках и т. п.

Вторым фактором, влияющим на степень неравномерности рас­ходования воды в течение суток, является сумма индивидуальных особенностей каждого населенного пункта (климат, занятия жи­телей и т. п.).

Коэффициент часовой неравномерности хозяйственно-питьевого водопотребления населенных пунктов определяют по следующим формулам:

Коэффициент учитывает влияние численности населения объек­та (табл. 1.5), а коэффициент — все остальные факторы. СНиП II-31-74 рекомендуют принимать значения в пределах от 1,2 до 1,4, а в пределах от 0,4 до 0,6.

Таким образом, наибольший расчетный часовой расход воды за расчетный год:

наименьший расчетный часовой расход за год

средний часовой расход за год

Так как из городского водопровода отбираются кроме расхода на хозяйственно-питьевые нужды населения расходы воды на нужды промышленных предприятий и на поливку, а также происходят некоторые потери воды, полный график расхода воды по часам суток следует строить с учетом всех этих расходов и вероятной степени их колебания в течение суток.

Расходование воды промышленными предприятиями обычно почти равномерно в течение рабочего времени. При проектировании водо­провода график потребления воды промышленными предприятиями задается технологами. Также задается предприятием график рас­ходования воды на хозяйственно-питьевые и душевые нужды пред­приятий.

Довольно часто вода из сети городского водопровода, пред­назначенная для нужд промышленных предприятий (вся или только для хозяйственно-питьевых целей), поступает в их регулирующие и запасные емкости, откуда подается местными насосными станция­ми в цеха. Иногда подача воды промышленным предприятиям из сети городского водопровода осуществляется в часы наименьшего потребления воды городом. Подобный режим снабжения водой пред­приятий способствует упорядочению режима и повышению экономич­ности работы городского водопровода в целом.

Расход воды, отбираемой из сети на поливку улиц и зеленых на­саждений, планируется только на сутки наибольшего водопотребления (в размере 100 % нормативного), в сутки среднего водопотребления оно может приниматься в размере 50%. В сутки наименьшего водопотребления его не учитывают. Расходование воды на поливку можно предусматривать в дневные часы примерно с 6—7 до 18—19 ч, т. е. в течение 12 ч, считая интенсивность отбора воды в этот период равномерной. По согласованию с заказчиком может быть принят режим полива в два срока, например в утренние часы (с 6 до 9 ч) и в вечерние часы (с 18 до 21 ч).

Для всех указанных категорий водопотребления должны быть составлены графики потребления воды в течение суток. Ординаты этих графиков складывают с ординатами основного графика потребления воды городом (см. рис. 1.2) и в результате получают суммарный график расходования воды из сети городского водо­провода. Ординаты складываемых графиков, так же как и ординаты суммарного графика, должны быть выражены в процентах общего суммарного расхода воды городом.

Суммарные графики служат основой для расчета сети. В соответ­ствии с этими графиками назначают графики подачи воды насосами, определяют схемы питания сети от насосов и от башни.

46. Классификация линий водопроводной сети по их назначению

47. магистральные и распределительные линии водоводов

Система водопроводных трубопроводов осуществляет передачу воды от источника к тому месту, где она необходима для потребления. Сети водопровода  - практически главная составляющая системы водоснабжения. Сети водопровода подразделяются на распределительные и магистральные линии. Прокладка  водопровода  первого вида существует для транспортирования воды от магистральных трубопроводов водопровода к объекту потребления. При прокладка сети водопровода магистральных линий  вода подается в пределах целого объекта водоснабжения. Имеются различные схемы прокладки  водопровода . К ним относятся кольцевые, комбинированные и тупиковые. При монтаже тупиковой схемы  строительства водопровода, уходит меньше средств по сравнению с другими. Однако комбинированные и кольцевые схемы строительства сетей водопровода имеют свои преимущества, например такие системы легче ремонтировать, к тому же здесь другой уровень удобства в эксплуатации.

Водопроводную сеть принято разделять на магистральные и распределительные линии. Магистральные линии служат преимущественно для транспортировки и распределения воды по территории водоснабжаемого объекта, а распределительные линии для раздачи воды потребителям через вводы в здания, водоразборные краны, колонки и др. При проектировании водопроводной сети благоустроенных поселков обычно рассматривают только магистральные линии.

По начертанию в плане различают тупиковую сеть, допускающую транспортировку воды к потребителю по единственному направлению, и кольцевую сеть, имеющую параллельные магистрали и перемычки (рис. 4.1).

 

Рис. 4.1. Схемы начертания водопроводных сетей: а – тупиковая; б – кольцевая; 1 – магистральные линии; 2 – водонапорная башня; 3 – водоразбор потребителями

В кольцевой сети при наличии параллельных магистралей в случае аварии подача воды прекращается только потребителям, питающимся непосредственно из поврежденного участка. В тупиковой сети авария на участке вызывает прекращение подачи воды всем потребителям, отбирающим воду из последующих участков данного направления. По этой причине водопроводные сети следует трассировать по кольцевой схеме, используя следующие рекомендации:

– первоначально выбирают направления минимум 2–3 главных магистралей, направленных по кратчайшему расстоянию от точки присоединения водовода к наиболее крупным потребителям. Рекомендуемое расстояние между такими параллельными магистралями 300÷600 м;

– для перераспределения расходов воды при изменении режимов водоразбора и при авариях магистрали соединяются перемычками через 500÷800 м;

– трубопроводы стремятся прокладывать вдоль проезжих частей по возвышенным участкам местности;

– магистральную сеть располагают равномерно по всей территории водоснабжаемого объекта, увязывая ее размещение с другими коммуникациями и сооружениями;

– железные и автомобильные дороги трубопроводы должны пересекать под прямым углом;

– линии трубопроводов, идущие вдоль станционных путей, прокладываются в стороне с учетом возможного развития станции;

– водонапорную башню следует располагать в наиболее высокой точке сети по возможности близко к крупнейшему потребителю.

48. классификация водопроводных сетей.

49. тупиковые и кольцевые водопроводные сети

Сети внутренних водопроводов состоят из магистральных трубопроводов, стояков, и подводок к водоразборным устройствам. В зависимости от режима водопотребления и назначения здания, а также от технологических и противопожарных требований сети бывают тупиковыми, кольцевыми, комбинированными, зонными, а по расположению магистральных трубопроводов с нижней и верхней разводкой.

Тупиковые сети применяют главным образом в зданиях, где допускается перерыв в подаче воды в случае выхода из строя части или всей сети водопровода. Это могут быть жилые, административные, а иногда и производственные здания.

Кольцевые сети применяют в зданиях при необходимости обеспечения бесперебойного снабжения водой потребителей в многоэтажных зданиях), в зданиях с противопожарным водопроводом, в производственных зданиях и т. п.). Кольцевые сети присоединяют к наружному водопроводу несколькими вводами, так что в случае отключения одного из них подача воды в здание не прекращается.

Система водопроводных трубопроводов осуществляет передачу воды от источника к тому месту, где она необходима для потребления. Сети водопровода  - практически главная составляющая системы водоснабжения. Сети водопровода подразделяются на распределительные и магистральные линии. Прокладка  водопровода  первого вида существует для транспортирования воды от магистральных трубопроводов водопровода к объекту потребления. При прокладка сети водопровода магистральных линий  вода подается в пределах целого объекта водоснабжения. Имеются различные схемы прокладки  водопровода . К ним относятся кольцевые, комбинированные и тупиковые. При монтаже тупиковой схемы  строительства водопровода, уходит меньше средств по сравнению с другими. Однако комбинированные и кольцевые схемы строительства сетей водопровода имеют свои преимущества, например такие системы легче ремонтировать, к тому же здесь другой уровень удобства в эксплуатации.

водопроводные сети и зданиях могут иметь различную конфигурацию в зависимости от мест расположения водоразборных приборов, а также от назначения здания, технологических и противопожарных требований. Сети состоят из магистральных и распределительных трубопроводов, а также подводок к водоразборной арматуре. Водопроводные сети бывают тупиковыми, кольцевыми и комбинированными, а по расположению магистральных трубопроводов — с нижней, верхней, горизонтальной и вертикальной разводкой. По виду подачи воды различают также сети циркуляционные напорные и самотечные, двойные.

Тупиковые водопроводные сети целесообразно предусматривать в зданиях, где допускается перерыв в подаче воды при необходимости отключения отдельных участков для производства ремонтных работ. Тупиковые сети и отдельные тупиковые участки проектируют практически во всех зданиях любого назначения — жилых, общественных, производственных и вспомогательных зданиях промышленных  предприятий.

Кольцевые водопроводные сети применяют в зданиях с противопожарным водопроводом, а также в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую надежность и бесперебойность подачи поды потребителям.   Кольцевые сети,  как правило,  присоединяют двумя  или несколькими вводами к одному или нескольким участкам наружного водопровода. Кольцевание сети может быть в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Тупиковая схема сетки состоит из магистральной линии и ответвлений, которые отходят в виде тупиковых участков. В тупиковой сети вода движется в одном направлении — до конца ответвления. Тупиковая схема — кратчайшая по длине, но менее надежная относительно бесперебойной подачи воды.

Во время аварии на одном участке магистрали все участки, которые расположены за ним, не будут обеспечены водоснабжением.

Кольцевая схема не имеет тупиковых участков и все ее ответвления соединены между собой и замкнуты.

Комбинированная схема состоит из закольцованных и тупиковых линий.

Кольцевая и комбинированная схемы сетей водоснабжения более надежные в эксплуатации. В закольцованной сети вода не застаивается, а постоянно циркулирует. Аварийные участки выключают без прекращения подачи воды другим потребителям.

Трассу водопроводных сетей увязывают с вертикальной и горизонтальной планировкой местности и с учетом других подземных инженерных сетей. Водопроводные сети на проездах, как правило, укладывают прямолинейно и параллельно линия застройки, строго по трассе.

Пересечения трубопроводов нужно выполнять под прямым углом между собой и к оси проездов. Размещение водопроводных линий по отношению к другим подземным коммуникациям должно обеспечить возможность монтажа сетей и не допускать подмывов фундаментов в случае повреждения водопровода.

Расстояние в плане от водопроводных сетей до параллельно расположенных зданий и сооружений нужно определять в зависимости от конструкций фундаментов зданий, глубины их заложения, диаметра и характеристики сетей, напора воды в них и т.п.

50. конструктивные и неконструктивные водопроводные сети

Лекции

51. системы централизованного водоснабжения.

татья 11. Системы централизованного водоснабжения и водопроводы первой категории

1. Системы водоснабжения и водопроводы первой категории должны обеспечивать 95% проектного объема подачи воды.

2. К централизованным системам водоснабжения и водопроводам первой категории относятся централизованные системы водоснабжения и водопроводы, режим эксплуатации которых допускает: снижение уровня подачи воды на питьевые и хозяйственно-бытовые нужды на не более чем 30% расчетного расхода; снижение уровня подачи воды на производственные нужды до предела, установленного аварийным графиком работы объектов хозяйственной деятельности; продолжительность периода снижения уровня подачи воды не более 3 суток.

3. На время выключения поврежденных и включения резервных элементов централизованной системы водоснабжения первой категории (оборудования, арматуры, сооружений, трубопроводов и др.) допускается перерыв в подаче воды или снижение уровня подачи воды ниже пределов, указанных в абзацах первом и втором пункта второго настоящей статьи, на период, не превышающий 10 минут.

Статья 12. Системы централизованного водоснабжения и водопроводы второй категории

1. Системы водоснабжения и водопроводы второй категории должны обеспечивать 90 % проектного объема подачи воды.

2. К централизованным системам водоснабжения и водопроводам второй категории относятся централизованные системы водоснабжения и водопроводы, режим эксплуатации которых допускает: снижение уровня подачи воды, предусмотренного для централизованных систем водоснабжения первой категории до величин, указанных в абзацах первом и втором пункта второго статьи 11 настоящего Федерального закона; продолжительность периода уровня снижения подачи воды до 10 суток.

3. На время выключения поврежденных и включения резервных элементов централизованной системы водоснабжения второй категории или проведения ее ремонта допускается перерыв в подаче или снижение уровня подачи воды ниже предела, указанного в абзаце втором пункта второго настоящей статьи на период, не превышающий 6 часов.

Статья 13. Системы централизованного водоснабжения и водопроводы третьей категории

1. Системы водоснабжения и водопроводы третьей категории должны обеспечивать 85% проектной мощности подачи воды.

2. К централизованным системам водоснабжения и водопроводам третьей категории относятся централизованные системы водоснабжения и водопроводы, режим эксплуатации которых допускает: снижение уровня подачи воды, предусмотренного для централизованных систем водоснабжения первой категории до величин, указанных в абзацах первом и втором пункта второго статьи 11 настоящего Федерального закона; продолжительность периода снижения уровня подачи воды не более 15 суток.

3. На время проведения ремонта допускается перерыв в подаче воды или снижение уровня подачи воды ниже предела, указанного в абзаце первом пункта второго настоящей статьи, на период, не превышающий 24 часа.

Статья 14. Категории водопроводов централизованных систем водоснабжения

1. Категория водопроводов централизованных систем водоснабжения определяется в зависимости от их функционального назначения в системе централизованного водоснабжения. К водопроводам различных категорий применяются требования, установленные для соответствующей категории централизованной системы водоснабжения.

2. Объединенные хозяйственно-бытовые, питьевые и производственные водопроводы поселений с численностью населения: более 50 тысяч человек - относятся к первой категории; от 5 до 50 тысяч человек - относятся ко второй категории; менее 5 тысяч человек - относятся к третьей категории;

3. Сельскохозяйственные групповые водопроводы относятся к первой категории.

4. Объединенные водопроводы, обеспечивающие подачу воды для противопожарных целей, относятся к первой категории.

Статья 15. Обеспечение постоянного режима подачи воды в системах централизованного водоснабжения

1. При проектировании систем централизованного водоснабжения должно предусматриваться хранение запаса воды в регулирующих емкостях для ее подачи в сеть самотеком при кратковременном выключении насосов в целях предотвращения опорожнения трубопроводов и образования в них вакуумных зон.

2. При проектировании систем централизованного водоснабжения должно предусматриваться сооружение устройств, обеспечивающих автоматическое отключение тех участков трубопроводов и линий водопроводной сети, давление в которых при прекращении или снижении подачи воды упало ниже атмосферного, а также устройств для промывки и дезинфекции указанных участков, как перед их вводом в нормальную эксплуатацию, так и при включении после ремонта.

3. При разработке проектов реконструкции действующих систем централизованного водоснабжения, не имеющих регулирующих емкостей, в качестве временной меры до ввода в эксплуатацию регулирующих емкостей, должна предусматриваться установка автоматически действующих клапанов для впуска в трубопроводы воздуха при падении в них давления ниже атмосферного. В проектах реконструкции действующих систем централизованного водоснабжения должны быть предусмотрены автоматическая фиксация падения давления в трубопроводах и водопроводной сети ниже атмосферного, а также сооружение устройств для промывки и дезинфекции трубопроводов в случаях их загрязнения.

Статья 16. Расчетно-технологическая схема системы централизованного водоснабжения

1. Эксплуатация системы централизованного водоснабжения осуществляется в соответствии с расчетно-технологической схемой системы централизованного водоснабжения. В расчетно-технологической схеме системы централизованного водоснабжения на основании гидравлических расчетов определяется производственная мощность водозаборных сооружений, трубопроводов, станций водоподготовки, водопроводных сетей, насосных станций и регулирующих емкостей.

2. Расчетно-технологическая схема системы централизованного водоснабжения разрабатывается в составе проектной документации на строительство и реконструкцию системы централизованного водоснабжения. Производственная мощность водозаборных сооружений, трубопроводов, станций водоподготовки, водопроводных сетей, насосных станций и регулирующих емкостей централизованной системы водоснабжения должна рассчитываться на средний часовой расход максимального водопотребления в сутки.

3. Гидравлический расчет совместной эксплуатации водозаборных сооружений, трубопроводов, станций водоподготовки, водопроводных сетей, насосных станций и регулирующих емкостей производится в объеме, необходимом для: обоснования системы подачи и распределения воды на расчетный срок и установления очередности ее осуществления; подбора насосного оборудования, выбора способов регулирования работы насосов; определения требуемых объемов регулирующих емкостей и их расположения для каждой очереди строительства.

4. На основе гидравлического расчета эксплуатации сооружений системы централизованного водоснабжения определяются условия совместной эксплуатации водозаборных сооружений, трубопроводов, станций водоподготовки, водопроводных сетей, насосных станций и регулирующих емкостей при всех характерных режимах подачи воды. Гидравлический расчет совместной эксплуатации водозаборных сооружений, трубопроводов, станций водоподготовки, водопроводных сетей, насосных станций и регулирующих емкостей выполняется для следующих характерных режимов подачи воды: максимального водопотребления в сутки - максимального, среднего и минимального часовых расходов, а также максимального часового расхода воды на пожаротушение; среднего водопотребления в сутки - среднего часового расхода; минимального водопотребления в сутки - минимального часового расхода; иных характерных режимов подачи воды.

5. Для систем производственного водоснабжения характерные режимы подачи воды устанавливаются в соответствии с особенностями технологии производства и обеспечения противопожарной безопасности.

6. Гидравлический расчет взаимодействия магистральных и распределительных сетей системы водоснабжения должен быть выполнен для всех характерных периодов водопотребления с учетом возможной подачи воды на нужды пожаротушения, как при нормальных условиях работы системы, так и в аварийных ситуациях.

7. На основании гидравлических расчетов эксплуатации централизованной системы водоснабжения в нормальных условиях должны определяться меры по: ограничению избыточных свободных напоров, приводящих к утечкам и нерациональному расходованию воды; обеспечению оптимального использования магистральной сети системы водоснабжения для подачи воды в распределительные сети.

8. Объем подачи воды в наиболее неблагоприятно расположенные места ее отборов не должен сокращаться более чем до 25% от максимального расчетного расхода, и свободный напор воды должен составлять не менее 10 м.

9. Для обеспечения работы системы водоснабжения при аварийном повреждении одного из участков водоводов водопроводной сети гидравлическими расчетами должна быть подтверждена возможность подачи воды в объеме не менее 70% суммарного максимального водопотребления. На основании гидравлических расчетов эксплуатации централизованной системы водоснабжения в аварийных условиях должны определяться меры по ограничению подачи воды в районы с нормальным водопотреблением в целях возможно большего увеличения подачи воды в районы с дефицитом воды.

10. При выполнении гидравлического расчета эксплуатации водозаборных сооружений, трубопроводов и сетей объединенной системы водоснабжения на период пожаротушения не учитывается аварийное выключение водоводов и линий кольцевых сетей, а также секций и блоков сооружений. На основании гидравлических расчетов работы централизованной системы водоснабжения должны приниматься меры по возможно меньшему снижению подачи воды на пожаротушение (снижение свободных напоров в сети для сокращения водопотребления на хозяйственно-бытовые и питьевые нужды, выключение горячего водоснабжения, станций подкачки воды в здания повышенной этажности, расположенные вне зоны пожаротушения и т.д.).

11. При возникновении аварий и других чрезвычайных ситуаций, повлекших выход из строя или отключение насосных станций, в район питания выключенной насосной станции должна быть обеспечена передача воды от других (или другой) насосных станций централизованной системы водоснабжения в объеме не менее 20% режима максимальной подачи воды выключенной станции.

52. станции водоподготовки.

53. схемы отбора воды из сети.

Ученик абрамов

54. определение расчетных расходов в участках сети

55. выбор типа труб для строительства водоводов.

Выбор материала труб представляет ответственную задачу, так как их стоимость в огромной мере определяет затраты по всей системе водоснабжения в целом.

К трубопроводам предъявляют ряд требований. Строящиеся в настоящее время сети и водоводы характеризуются значи­тельными объемами и трудоемкостью строительных и монтаж­ных работ, а также сложностью инженерных решений. Поэто­му необходима дальнейшая индустриализация строительных и монтажных работ, предусматривающая использование сбор­ных конструкций, изготавливаемых на заводах и монтируемых на строительных площадках. В наибольшей мере этим требова­ниям отвечают трубы заводского изготовления, обеспечиваю­щие легкость, быстроту и надежность монтажа стыковых со­единений и узлов.

В системах водоснабжения должны применяться трубы, ма­териалы которых безвредны для здоровья человека. Трубы дол­жны обладать высокими антикоррозионными свойствами по отношению к воздействию транспортируемой воды, подземных вод, грунта, блуждающих токов и т. п. Правильный выбор ма­териала и покрытия труб применительно к конкретным услови­ям строительства и эксплуатации позволяет значительно увели­чить срок их службы и снизить эксплуатационные расходы.

Шероховатость внутренней поверхности труб влияет на за­траты энергии по транспортированию воды. Поэтому внутрен­няя поверхность должна быть гладкой и не изменяться в процессе эксплуатации. Это зависит от применяемого материала, технологии изготовления, качества транспортируемой воды, вида внутреннего покрытия.

Надежность работы трубопровода во многом определяется правильным выбором прочностных характеристик и их соответ­ствием внешним и внутренним нагрузкам, воздействующим на трубопровод. Кроме того, трубы и их соединения должны оста­ваться герметичными в процессе всего периода эксплуатации. От этого зависят экономичность и надежность системы подачи и распределения воды, а также ее санитарное состояние.

Для строительства напорных водоводов и сетей применяют стальные, чугунные, асбестоцементные, пластмассовые, желе­зобетонные и другие трубы, для безнапорных — бетонные тру­бы, а также открытые каналы из бетона, железобетона или зем­ляные с одеждой дна и откосов различного типа.

Анализ достоинств и недостатков труб различных типов по­зволяет правильно производить их выбор для применения в кон­кретных условиях. Для систем водоснабжения, как правило, должны приме­няться неметаллические трубы. Строительство напорных трубо­проводов из чугунных труб в соответствии с требованиями СНиП разрешается в пределах населенных пунктов, террито­рий промышленных и сельскохозяйственных объектов. При ра­бочих давлениях свыше 1,5 МПа допускается применение стальных труб. Они также могут использоваться для переходов под железными и автомобильными дорогами, через овраги и водные преграды, в местах пересечения хозяйственно-питье­вого водопровода с сетями канализации, при прокладке трубо­проводов по опорам эстакад и в туннелях. В вечномерзлых и просадочных грунтах допускается применение как стальных, так и пластмассовых труб.

Области применения труб различных по материалу

 

Выбор типа труб для строительства водоводов и сетей систем водоснабжения должен производиться с учетом всех требований к бесперебойности их работы, санитарных требований и соблюдения наибольшей экономичности и целесообразности их использования с народнохозяйственной точки зрения.

Строительные нормы и правила (СНиП) предлагают преимущественное использование труб неметаллических, в первую очередь железобетонных и асбестоцементных. Наиболее перспективным типом труб при сооружении напорных водоводов, как было сказано, являются предварительно напряженные железобетонные трубы. Эти же трубы, как показывает опыт некоторых стран, могут с успехом использоваться для магистральных линий водопроводной сети.

Для водопроводных сетей могут и должны широко применяться асбестоцементные трубы, о многих достоинствах которых сказано ранее. При тщательной укладке и применении равнопрочных стыковых соединений эти трубы обеспечивают надежную работу сети. Их можно с успехом использовать также для водоводов относительно небольших диаметров.

Из металлических труб наиболее широкое применение в современной практике строительства водопроводных сетей имеют чугунные трубы, выпускаемые нашей промышленностью в большом диапазоне диаметров и различных классов прочности. Для этих труб имеется широкий ассортимент соединительных фасонных частей, что весьма облегчает и упрощает процесс монтажа узлов сети.

Стальные трубы следует применять преимущественно в местах, где имеется опасность  значительных внешних динамических  нагрузок   на трубы: при поверхностных прокладках, на эстакадах, при переходе через   реки    и   под   путями   дорог,   в   просадочных   и    вечномерзлых грунтах.

Пластмассовые трубы, имеющие ряд указанных выше преимуществ, являются весьма перспективными, но так как в настоящее время они изготовляются промышленностью лишь относительно малых диаметров, область их применения ограничивается использованием для линий водопроводных сетей диаметром не более 200—300 мм.

56. определение глубины укладки труб в грунт

Глубина укладки труб зависит от глубины промерзания почвы, т. е. глубины проникновения нулевой изотермы, от температуры подаваемой по трубам воды и режима ее подачи.

Глубина промерзания почвы различна не только для разных районов, но и в одном и том же районе в зависимости от характера грунтов, наличия  грунтовых  вод,  растительного  покрова,  наличия   и   толщины снежного покрова, условий   нагревания   поверхности   земли   солнцем и т. д.

Учет всех этих обстоятельств при назначении глубины укладки в каждом отдельном случае позволит, с одной стороны, избежать излишнего заглубления и, с другой стороны, обеспечить бесперебойность работы линии.

При определении глубины заложения водоводов все перечисленные условия могут быть учтены с помощью теплотехнических расчетов. Эти расчеты, однако, не могут дать вполне точные результаты ввиду необходимости ряда допущений и трудности строгого определения расчетных параметров.

Для разводящих сетей вследствие переменного режима их работы и большого диапазона используемых диаметров теплотехнические расчеты не проводят и глубину заложения труб определяют на основании опытных данных с учетом местных условий.

По указаниям СНиП П-Г.3-62 глубина заложения труб  (считая до низа трубы) должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины промерзания грунта  (проникновения в грунт нулевой изотермы).

Глубина заложения металлических труб для северных районов Союза обычно составляет 3—3,5 м, для средней полосы — 2,5—3 м и для южных районов—1,25—1,5 м.

Минимальную глубину укладки определяют исходя из условия предохранения труб от внешних нагрузок  (в частности, от транспорта)  и нагревания в летнее время. По соображениям защиты труб от нагревания глубина заложения труб хозяйственно-питьевых водопроводов не должна быть меньше 0,5 м до верха трубы.

Глубина заложения труб, принятая для данной местности, приблизительно одинакова для всей сети, и водопроводные линии в основном следуют рельефу местности. Продольные профили линий труб должны быть запроектированы таким образом, чтобы обеспечивалась возможность опорожнения любых участков сети и выпуск из них воздуха. Для этого сеть разбивают на участки с различными по знаку уклонами, применяясь к рельефу местности, но не следуя за всеми его мелкими видоизменениями. В пониженных точках на водоводах и магистральных линиях для возможности их опорожнения устраивают выпуски, а в повышенных точках на переломе линии в профиле устанавливают воздушные вантузы, обеспечивающие выпуск воздуха (см. § 44).

Перед началом работы по укладке труб должна быть произведена разбивка трассы водоводов и линий сети в натуре. Трасса и отметки заложения водопроводных труб должны быть увязаны (согласно проекту) с расположением труб и каналов иного назначения, существующих или предполагаемых к прокладке на той же территории.

На II 1.41 показаны некоторые рекомендуемые схемы расположения различных труб и кабелей в поперечном профиле городской магистрали (а) и ЖИЛОЛ улицы (б). При этом предполагается совмещенная прокладка соседних линий в однбй траншее.

При значительном диаметре водопроводной линии (500—600 мм и более) домовые ответвления присоединяют обычно- не непосредственно к этой линии, а к идущей параллельно ей сопровождающей трубе, которая соединяется с магистралью в узловых точках сети.

В крупных городах и на промышленных предприятиях с большим числом трубопроводов и кабелей различного назначения для их совмещенной прокладки устраивают специальные проходные туннели (коллектора), допускающие свободный осмотр труб и их ремонт без раскопки траншей.

После укладки и гидравлического испытания водопроводных линий перед пуском их в эксплуатацию они должны быть промыты путем пропуска по ним воды с большой скоростью. Трубы большого диаметра, допускающие производство работ изнутри, должны быть перед промывкой очищены от возможных загрязнений вручную. В последнее время с успехом стали применять гидропневматическую промывку сети, дающую значительное сокращение времени промывки и расходов промывной воды.

Линии водопроводов хозяйственно-питьевого назначения должны быть, кроме того, подвергнуты дезинфекции. Для этого участок линии заполняют водой, содержащей 20—30 мг хлора на 1 л воды. Хлорирование линии должно продолжаться не менее суток

После дезинфекции сеть должна быть снова промыта.

57. определение диаметров труб

58. определение потерь напора

Потери напора при движении воды по трубам пропорциональны их длине и зависят от диаметра труб, расхода воды, характера и степени шероховатости стенок труб (т. е. от типа и материала труб) и от области гидравлического режима их работы.

В практике инженерных расчетов наибольшее распространение получила формула

где h — потери напора по длине расчетного участка, м; s0 — удельное гидравлическое сопротивление трубопровода; принимают по табл. 3.6...3.9 в зависимости от материала труб и принятой единицы измерения расчетного расхода q; б — коэффициент, учитывающий область гидравлического режима работы трубопровода; принимают по табл. 3.10 в зависимости от скорости движения воды и, м/с; q — расчетный расход воды на участке, л/с.

Для одного и того же участка произведение s₀l= s — сопротивление участка — является постоянным. Тогда Для металлических труб при скорости движения воды 1,2 м/с коэффициент δ= 1 (см. табл. 3.8). В этом случае потери напора равны Эта формула используется для описания гидравлической характеристики водоводов при построении графиков совместной работы насосов и системы трубопроводов. Еще более часто в практике Инженерных расчетов используют таблицы Ф. А. Шевелева (см. Приложение 4 ), в которых в зависимости от материала водопроводных труб для фиксированных значений расчетного расхода q, i л/с, даны значения гидравлического уклона 1000i и скорости движения воды v, м/с.

В этом случае потери напора на участке l, м, определяют по формуле где 1000i — гидравлический уклон (потери напора, м на 1 км

длины трубопровода); l — длина участка трубопровода, км.

59. влияние рельефа местности и разности требуемых свободных напоров на диаметры труб

60. гидравлическая увязка кольцевой водопроводной сети

Различают внутреннюю и внешнюю увязку водопроводной сети. Целью внутренней увязки сети является определение истинных расходов воды на участках сети при фиксированных значениях подач воды в сеть и отборов из нее. Целью внешней увязки сети является определение истинных параметров (Q, Н) водопитателей, значений нефиксированных отборов и расходов воды на участках сети. ,

Для инженерных расчетов, обеспечивающих проектирование водопроводной сети, как правило, достаточно внутренней увязки сети. Внешнюю увязку выполняют для более детального анализа работы системы подачи и распределения воды, и ей должна предшествовать внутренняя увязка, по результатам которой подбирают требуемые характеристики водопитателей (насосов). Для выполнения внутренней увязки необходимо знать конфигурацию сети, места и фиксированные значения подач воды в сеть и отборов из нее, длины, диаметры и материал труб участков. Увязку сети (как внутреннюю, так и внешнюю) выполняют итеративным способом путем последовательной корректировки начального потокораспределения при сохранении баланса расходов воды в узлах. Формальным признаком увязанной сети явля- ется равенство нулю алгебраической суммы потерь напора (неувязок) во всех элементарных кольцах и по внешнему контуру. При ручном счете невязка в кольцах, как правило, не должна превышать ±0,5 м, по внешнему контуру — ±1,5 м. При расчете на ЭВМ допустимую невязку в кольцах целесообразно принимать в пределах ±0,1 м.

Существуют различные методы увязки кольцевых водопроводных сетей. Наиболее широкое распространение получил метод Лобачева—Кросса. Этот метод может быть использован как при ручном счете, так и при расчете на ЭВМ. Сущность метода Лобачева— Кросса заключается в том, что поправочные расходы одновременно вносятся во все элементарные кольца на каждой ступени итерационного процесса, а их значения определяют в зависимости от величин невязок в кольцах, т. е. репин справочник стр 108

61. пьезометрические линии.

Пьезометрическую линию обычно строят исходя из величины напора в характерных точках(узловые точки) – поэтому пьезометрическая линия представляет собой максимальную линию. При построении пьезометрической линии исходят из условия, что в диктующей точке сети, т.е. точке наиболее удаленной от источника и имеющей наибольшую отметку, должен быть не ниже нормального.

СНиП 2.04.02.84 дает следующие величины требуемого свободного напора Hсв в сети водопровода населенных мест: при одноэтажной застройке Hсв=10 м, а при большой этажности необходимо прибавлять по 4 м на следующий этаж например: для застройки 4 этажей составляет м.

Расчеты, связанные с построением линий пьезометрического давления, оформляют в специальную таблицу, которая приведена ниже.

Построение пьезометрической линии начинается с выбора на генплане диктующей точки, свободный напор, который равен принимаемому в зависимости от этажности застройки.

Пьезометрическая отметка каждой последующей точки равна пьезометрической отметке предыдущей точки плюс потери напора на участке между этими угловыми точками. Свободный напор последующей (после действующей точки) равен пьезометрической отметке предыдущей точки минус отметка поверхности земли

62. Показатели качества воды.

Показатели качества воды - совокупность биологических, химических и физико-химических характеристик воды: трофосапробность, соленость, жесткость, водородный показатель рН, концентрации растворенных веществ.