3. Визначення водоспоживання різними галузями народного господарства
Всі галузі народного господарства, які споживають водні ресурси, умовно розділяють на дві групи: водоспоживачів і водокористувачів. До водоспоживачів відносять галузі народного господарства, які використовують воду забираючи її з даного водного джерела на достатньо тривалий термін і повертають її в даний басейн в створі, розташованому на певній відстані від водозабору, чи в атмосферу у вигляді випаровувань або в інший басейн. До водокористувачів відносять галузі народного господарства, які використовують енергію води чи використовують воду як середовище, не забираючи її з вододжерела (водосховища).
До водоспоживачів відносять: комунальне господарство міст, промисловість, теплову і атомну енергетику, ставкове рибоводство, зрошення, сільськогосподарське водопостачання. До водокористувачів можна віднести: гідроенергетику, судноплавство, осушення, лісосплав, рибне господарство внутрішніх водойм, рекреацію, природоохоронні і санітарні попуски води.
З точки зору використання і охорони водних ресурсів водоспоживання характеризується такими показниками:
- забір свіжої води – кількість води, яку забирають безпосередньо із водного об’єкта;
- забір зворотної води – кількість води, яку забирають із водного об’єкта для систем замкнутого водопостачання;
- загальне водоспоживання – це сума забору свіжої і оборотної води;
- водовідведення – об’єм стічних вод, які скидають в водний об’єкт (як очищених, так і неочищених);
- безповоротне водоспоживання – кількість свіжої води за винятком водовідведення;
- загальний об’єм забруднень – величина контрольованих компонентів забруднюючих речовин в стічних водах за винятком вмісту цих речовин у воді, яку забирають із джерела.
Нижче наводиться приклад розрахунку основних показників по використанню водних ресурсів: комунально-побутового і сільськогосподарського водопостачання, промисловості і теплоенергетики, зрошення і рибного господарства.
Вправа 3.1. Розрахунок споживання води в комунально-побутовому і сільськогосподарському водопостачанні
Дано: 1.Чисельність населення: міського – 162 тис. чол., сільського – 108 тис.чол.
2. Чисельність міського населення, що проживає в районах житлової забудови різного ступеня благоустрою: (1 категорія – 30,1 тис. чол., 2 категорія – 64,8 тис. чол., 4 категорія – 64,8 тис. чол.).
3. Поголів’я тварин на сільськогосподарських фермах:
велика рогата худоба (корови молочні при доїнні в стійлах і молочною продуктивністю 5000 кг) – 60 тис. голів;
молодняк великої рогатої худоби (12-15 місяців) – 30 тис. голів;
свині (ремонтний молодняк і свині на відгодівлі) – 120 тис. голів;
птахи (птахофабрика – 1 млн. гол.).
Необхідно:1.Визначити споживання води в комунально-побутовому водопостачанні.
2. Визначити споживання води в сільськогосподарському водопостачанні.
3. Розрахувати об’єм водовідведення в комунально-побутовому і сільськогосподарському водопостачанні.
Розрахунок
1. В комунальному водопостачанні вода споживається на господарсько-питні потреби та благоустрій населених пунктів.
В якості основного показника водоспоживання на господарсько-питні потреби приймають середньодобову витрату води
,
(3.1)
де
–
середньодобова
витрата
в комунально-господарському
водопостачанні
на господарсько-питні потреби,
м3/доб;
–
середня за рік норма споживання води
на 1 мешканця за добу, л/доб;
–
чисельність населення, чол.
Середньодобові витрати визначають для різних категорій благоустрою житлового фонду, згідно табл. 3.1.
Таблиця 3.1
Норми господарсько-питного водопостачання для населених пунктів
Категорія |
Ступінь благоустрою житлової забудови |
Норми водоспоживання на 1-го мешканця, л/добу |
6 |
Забудова будівлями, не обладнаними внутрішнім водопроводом та каналізацією. Водокористування з водорозбірних колонок |
30-50 |
5 |
Забудова будівлями, обладнаними внутрішнім водопроводом і каналізацією без ванн |
125-150 |
4 |
Те ж, з газопостачанням |
130-160 |
3 |
Забудова будівлями, обладнаними водопроводом, каналізацією і ваннами з водонагріванням на твердому паливі |
150-180 |
2 |
Те ж, з газовими водонагрівниками |
160-230 |
1 |
Забудова будівлями, обладнаними внутрішнім водопроводом, каналізацією і системою централізованого водопостачання |
230-350 |
Примітка. 1. До норм водоспоживання включені всі витрати води на господарсько-питні потреби в житлових та громадських будівлях. 2. Вибір норм водоспоживання в межах, наведених у кожній позиції таблиці повинен здійснюватись в залежності від кліматичних умов, потужності джерела водоспоживання, якості води та інших місцевих умов. Нижню межу норм водоспоживання доцільно відносити до об’єктів розташованих в природних зонах Українського Полісся, Західного Лісостепу і Прикарпаття; середню межу – до об’єктів Лісостепу і Закарпаття; верхню межу – до об’єктів Степової зони. 3. Для населених пунктів з кількістю жителів до 3000 чоловік необхідно приймати меншу норму водоспоживання. 4. Кількість води на потреби місцевої промисловості, яка обслуговує населення, і на невраховані витрати допускається приймати додатково в розмірі 5-10 % сумарної витрати води на господарсько-питні потреби населеного пункту. |
||
Об’єм споживання води за місяць на господарські потреби населення визначають за формулою
,
(3.2)
де
–
середньодобова витрата води, що
споживається населенням, яке проживає
в
-тій
категорії благоустрою житлового фонду,
м3/доб;
–
кількість діб за місяць (приймають 30
діб);
- кількість категорій благоустрою; в
даному прикладі
=3.
В комунальному водопостачанні розраховується також споживання води на благоустрій населених пунктів. Місячний об’єм води на благоустрій населених пунктів визначається за формулою
,
(3.3)
де
–
питоме середньодобове споживання води
за поливний сезон на благоустрій
населених пунктів, л/доб. на 1 мешканця;
–
загальна кількість міського населення,
чол.;
–
кількість діб за місяць.
Сумарну витрату води на полив вулиць і газонів за поливний сезон в перерахунку на одного мешканця приймають 50-90 л/добу в залежності від природнокліматичних умов і ступеня благоустрою населеного пункту і інших місцевих умов.
У величину водоспоживання в комунальному водопостачанні включають кількість води на потреби місцевої промисловості та інші витрати, які приймають в розмірі 5-10 % від споживання води на господарсько-питні потреби.
Розрахунок споживання води в комунально-побутовому господарстві зведений в табл. 3.2.
Таблиця 3.2
Споживання води в комунальному водопостачанні, тис. м³
Місяць |
Господарсько-питне водопостачання |
Благоустрій |
Водопостачання місцевої промисловості |
Загальне водоспоживання на комунально-побутові потреби |
01 |
1283 |
- |
128 |
1411 |
02 |
1283 |
- |
128 |
1411 |
03 |
1283 |
- |
128 |
1411 |
04 |
1283 |
340 |
128 |
1751 |
05 |
1283 |
340 |
128 |
1751 |
06 |
1283 |
340 |
128 |
1751 |
07 |
1283 |
340 |
128 |
1751 |
08 |
1283 |
340 |
128 |
1751 |
09 |
1283 |
340 |
128 |
1751 |
10 |
1283 |
- |
128 |
1411 |
11 |
1283 |
- |
128 |
1411 |
12 |
1283 |
- |
128 |
1411 |
Рік |
15396 |
2040 |
1536 |
18972 |
2. При розрахунку споживання води в сільськогосподарському водопостачанні враховується витрата води на комунально-побутове водопостачання сільських районів і водопостачання тваринницьких комплексів.
Комунально-побутове водопостачання сільських районів враховує витрати води на:
1) господарсько-питні і побутові потреби в житлових та суспільних будівлях в залежності від ступеня їх благоустрою;
2) внутрішньо-селітебні території для водопою та приготування кормів тваринам та птиці, яка знаходиться в приватній власності, поливу присадибних земельних ділянок;
3) зовнішній благоустрій сільських населених пунктів для поливу суспільних зелених насаджень, боротьбу із запиленістю повітря, створення мікроклімату, роботу фонтанів та інше;
4) виробничі потреби (майстерні, ремонтні роботи в автотракторному парку та інше);
5) потреби місцевої промисловості, яка обслуговує безпосередньо сільське населення (хлібопекарні, кустарні промисли) та інші.
Розрахунок води на споживання в сільськогосподарському водоспоживанні і на комунально-побутове водоспоживання сільських районів визначають за формулою
,
(3.4)
де
- середньодобові (за рік) укрупнені норми
водоспоживання на 1-го сільського
мешканця (загальні і за окремими
споживачами), приймають за табл. 3.3,
л/добу;
- розрахункова кількість сільських
мешканців, чол.
Таблиця 3.3
Укрупнені норми водоспоживання для сільськогосподарських
населених пунктів України [2]
Зона |
Середньодобові (за рік) укрупнені норми водоспоживання на 1-го сільського мешканця, л/добу |
Середньодобові норми водовідведення, л/добу |
Тривалість поливного сезону, діб |
||||||
всього |
господарсько-питні потреби |
водоспоживання тварин у власному використанні |
зовнішній благоустрій |
полив присадибних земельних ділянок |
потреби сільськогосподарських підприємств |
потреби місцевого виробництва |
|||
Полісся |
415 |
165 |
20 |
115 |
80 |
20 |
15 |
155 |
155 |
Лісостеп |
470 |
170 |
20 |
115 |
100 |
20 |
15 |
165 |
170 |
Степ |
575 |
180 |
20 |
120 |
140 |
20 |
15 |
170 |
180 |
Сезонність робіт
сільськогосподарського виробництва
обумовлює і сезонність водоспоживання.
Тому для отримання розрахункових
(середньодобових значень за сезон)
витрат, необхідно враховувати коефіцієнти
вимірювання укрупнених норм в сільських
населених пунктах у весняно-літній
(поливний) період
і в осінньо-зимовий період
(неполивний).
,
(3.5)
(3.6)
Коефіцієнт і визначаються за формулами
(3.7)
,
(3.8)
де
,
,
,
,
,
–
відповідно середньодобові (за рік)
укрупнені норми водоспоживання на
господарсько-питні потреби, водоспоживання
тварин у власному використанні, зовнішній
благоустрій, полив присадибних зелених
ділянок, потреб сільськогосподарських
підприємств (майстерень), місцевого
виробництва, які визначають за табл.
3.3;
– коефіцієнт, який враховує тривалість
поливу об’єктів зовнішнього благоустрою
і присадибних ділянок на протязі року
для різних природно-господарських
районів. Величину
визначається за формулою
,
(3.9)
де
- тривалість поливного сезону, яка
приймається рівною тривалості безморозного
періоду
(див.табл.
3.3).
Так, для Степової зони тривалість поливного періоду становить 180 діб, тоді
;
,
;
м³/добу;
м³/добу.
Об’єм води, який споживають за місяць для сільськогосподарського водопостачання, розраховують за формулою
,
(3.10)
де
- середня кількість днів в місяці (30
днів).
Розрахунок водоспоживання на потреби комунально-побутового водопостачання сільських районів наведені в табл.3.4.
Тваринницькі комплекси і ферми використовують воду для напування та догляду за тваринами, промивки молочного обладнання, приготування кормів, санітарно-гігієнічних і господарсько-побутових потреб обслуговуючого персоналу.
Таблиця 3.4
Підрахунок водоспоживання в сільськогосподарському водопостачанні, млн. м³
Місяць |
Комунально-побутове водопостачання |
Водопостачання тваринницьких комплексів |
Загальне сільськогосподарське водопостачання |
01 |
0,75 |
0,27 |
1,02 |
02 |
0,75 |
0,27 |
1,02 |
03 |
0,75 |
0,27 |
1,02 |
04 |
2,98 |
0,27 |
3,25 |
05 |
2,98 |
0,27 |
3,25 |
06 |
2,98 |
0,27 |
3,25 |
07 |
2,98 |
0,27 |
3,25 |
08 |
2,98 |
0,27 |
3,25 |
09 |
2,98 |
0,27 |
3,25 |
10 |
0,75 |
0,27 |
1,02 |
11 |
0,75 |
0,27 |
1,02 |
12 |
0,75 |
0,27 |
1,02 |
Рік |
22,5 |
3,24 |
25,74 |
Розрахункова (середня за рік) добова витрата розраховується за формулою
,
(3.11)
де
–
одночасна кількість тварин на комплексі
або фермі;
–
укрупнені норми водоспоживання, л/добу
(додаток 8);
- кількість видів комплексів або ферм.
Так, укрупнена норма водоспоживання для корів, при доїнні в стійлах при молочній продуктивності 5000 кг на рік, складає 100 л/добу на одну голову. Тоді споживання води за добу коровами становить:
м³/добу;
споживання води молодняком великої рогатої худоби:
м³/добу;
на свинарські ферми
м³/добу;
на птахофабриці яєчного напрямку
м³/добу.
Тоді загальна кількість спожитої води в тваринництві
м³/добу.
Розподіл споживання води протягом року буде однаковим за кожний місяць. Споживання води за місяць визначають за формулою
,
(3.12)
де - кількість діб у місяці.
Розрахунок загального водоспоживання в сільськогосподарському водопостачанні наведений в табл. 3.4.
3. Об’єм водовідведення в комунально-побутовому та сільськогосподарському водопостачанні визначають як відношення від кількості спожитої води (%). В комунальному господарстві міських районів водовідведення складає 81,6 %, комунальне господарство сільських районів – 70,4%, тваринницькі комплекси і ферми – 90 % (за даними А.В. Жицького). [2]
Відомості по водовідведенню записують в табл. 3.5.
Таблиця 3.5
Об’єм водовідведення в комунально-побутовому
і сільськогосподарському водопостачанні, млн. м3
Місяць |
Комунально-побутове водопостачання міських районів |
Сільськогосподарське водопостачання |
Всього |
|
комунально-побутове водопостачання |
водопостачання тваринницьких ферм |
|||
01 |
1,15 |
0,53 |
0,24 |
1,92 |
02 |
1,15 |
0,53 |
0,24 |
1,92 |
03 |
1,15 |
0,53 |
0,24 |
1,92 |
04 |
1,43 |
2,10 |
0,24 |
3,77 |
05 |
1,43 |
2,10 |
0,24 |
3,77 |
06 |
1,43 |
2,10 |
0,24 |
3,77 |
07 |
1,43 |
2,10 |
0,24 |
3,77 |
08 |
1,43 |
2,10 |
0,24 |
3,77 |
09 |
1,43 |
2,10 |
0,24 |
3,77 |
10 |
1,15 |
0,53 |
0,24 |
1,92 |
11 |
1,15 |
0,53 |
0,24 |
1,92 |
12 |
1,15 |
0,53 |
0,24 |
1,92 |
Рік |
15,5 |
15,8 |
2,88 |
33,88 |