Лекция №2

НОРМЫ, РЕЖИМЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ЭЛЕМЕНТЫ ВНЕШНЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Системы внешнего водоснабжения

Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений предназначенных для получения (добычи) воды из природных источников, ее очистки (в случае необходимости), транспортировки и распределения между потребителями. Система водоснабжения обеспечивает механизированный подъем и подачу воды потребителям по системам трубопроводов.

В состав водоснабжающих систем входят такие элементы как: водосборные сооружения, насосные станции, очистные сооружения; водонапорные сооружения и водопроводные сети.

Системы водоснабжения классифицируются:

• По количеству населенных пунктов, которые система обеспечивает водой (групповые и локальные).

• По степени централизации (централизованные, децентрализованные и комбинированные).

• По виду источника воды (системы с подземными, поверхностными и смешанными источниками воды).

• По способу подачи (с механизированной подачей воды, самоточные системы (гравитационные) и комбинированные).

• По назначению (хозяйственно-питьевые, производственные, противопожарные и объединенные системы водоснабжения).

• По конструкции водопроводной сети (разомкнутые (тупиковые) и кольцевые).

Групповые системы – обеспечивает водой несколько населенных пунктов, а иногда и районов.

Локальные системы – обслуживают один населенный пункт или объект.

Централизованные – системы водоснабжения, которые обеспечивают водой все объекты населенного пункта из единой водопроводной сети.

Децентрализованные - это системы, где отдельные коммунальные или хозяйственные единицы обеспечиваются водой отделено (независимо от других объектов).

В системах с механизированной подачей вода подается с помощью насосов.

Самоточные – применяются в тех случаях, когда отметка местоположения водозабора превышает отметку территории водопотребления, вследствие чего создается напор, за счет которого вода транспортируется самотоком к потребителям.

Схемы систем внешнего водоснабжения

Особенности сооружений системы водоснабжения полностью определяются источником воды.

Подземные воды, как правило, пригодны к использованию без улучшения их качества, поэтому вода из источника непосредственно подается потребителям (рис. 1).

Существенным образом в этом отношении отличаются поверхностные воды (рис.2), которые без улучшения их качества не пригодны к употреблению в качестве питьевой воды, а потому и схема системы водоснабжения (состав сооружений) существенно отличается от схемы на рис.1.

По схеме на рис.2 вода забирается из поверхностного источника насосной станцией I-го водоподъема и подается на очистные сооружения. Потом вода поступает в резервуар чистой воды, а оттуда насосной станцией II-го водоподъема подается в водопроводную сеть.

Водозаборные узлы

Водозаборные узлы – это гидротехнические сооружения предназначенные для забора воды из источника водоснабжения. Их конструкция зависит от типа источника воды.

Межпластовые подземные воды забирают с помощью буровых скважин, а грунтовые – с помощью шахтных колодцев.

При выборе места забора следует учитывать расстояние между ним и потребителями – оно должно быть минимально возможным – а также природные, экономические, гидрогеологические, санитарные и другие условия и требования.

Водозаборные буровые скважины – это вертикальные цилиндрические горные виработки в земной коре относительно малого диаметра и большой глубины. Предназначены для собирания межпластовых (напорных и безнапорных) вод, то есть вод которые залегают на значительной глубине (больше 10 м) с толщиной водоносного пласта больше 5-6 м. Глубина буровой скважины достигает от 50 до 500 м, диаметр от 75 до 500 мм.

Основной технической характеристикой буровой скважины является ее дебет (то есть расход воды, который обеспечивает буровая скважина). Создаются буровые скважины методом бурения, путем разрушения горных пород в забое, удаления разрушенной породы из ствола (шлама) и закрепления стенок буровой скважины.

Схема водозаборной буровой скважины приведена на рис.3.

Буровые скважины могут быть совершенными, если они полностью прорезают водоносный пласт, достигая нижнего водоупорного пласта, и несовершенными, когда прорезают водоносный пласт частично, не достигая нижнего водоупора.

Буровая скважина состоит из: ствола, то есть основной части, с помощью которой достигается водоносный пласт, водоприемной части, через которую вода поступает в буровую скважину, и устья — места пересечения буровой скважины с поверхностью земли.

Вокруг буровые скважины обязательно нужно делать зону санитарной охраны размером 30-50 м.

Для предотвращения обваливания стенок буровой скважины ее ствол закрепляется обсадными трубами одного или нескольких диаметров, которые располагаются телескопично от большего диаметра сверху к меньшему снизу. В качестве обсадки труб применяют стальные бесшовные, водогазопроводные, асбестоцементные, полиэтиленовые и пластмассовые трубы. В пределах водоносного пласта в буровой скважине устанавливается фильтр.

Фильтр – это часть буровой скважины, через которую вода из водоносного пласта поступает в буровую скважину. Фильтры применяют с целью предотвращения поступления частиц породы водоносного пласта вглубь буровой скважины. Устанавливается фильтр в буровой скважине ниже колонны обсадных труб.

Вода из буровых скважин поднимается с помощью погружных насосов. Насос работает в погруженном в воду состоянии, и минимальный (динамический) уровень воды над ним должны быть не меньше 1 м.

Вода, поднятая из буровой скважины, таким насосом подается водоподъемным водопроводом. Поднятая по водоподъемному трубопроводу вода подается в водопроводную сеть и в напорно-регулирующие сооружения (башни).

Грунтовые воды преимущественно забираются с помощью шахтных колодцев. Это вертикальные цилиндрические или квадратные горные выработки в земной коре относительно большого поперечного размера и небольшой глубины – до 30-40 м (в основном до 10 м). Диаметр шахтных колодцев круглого сечения составляет 1 м, а при квадратной форме – 1x1 м. Для предотвращения обваливания стенок ствол колодца закрепляются ж/б кольцами или монолитной трубой. Вода из шахтных колодцев забирается механизированно (с помощью насоса) или вручную (ведерный водоподъем).

Поверхностные воды забираются с помощью водозаборных сооружений, конструкция которых зависит от типа поверхностного источника (река, канал, озеро и т.д.) и его особенностей. Для забора воды из рек применяют два типа водозаборов – береговые и русловые.