Н.С. ПЕТРОВ

ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ИНЖЕНЕРНАЯ

МЕЛИОРАЦИЯ

Учебное пособие

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2003

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)

Н.С. ПЕТРОВ

ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ИНЖЕНЕРНАЯ МЕЛИОРАЦИЯ

Учебное пособие

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2003

УДК 628.1(075.3) + 551.491.5

ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ИНЖЕНЕРНАЯ МЕЛИОРАЦИЯ: Учебное пособие / Н.С. Петров; Санкт-Петербургский ин-т. СПб, 2003, с. .ISBH

В пособии даются основные подходы к организации хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов на базе подземных и поверхностных вод. Изложены конструктивные особенности, гидрогеологические и гидравлические расчеты водозаборов, водоподъемного оборудования, очистных сооружений, регулирующих емкостей, водопроводных сетей. Рассмотрены особенности планирования и проведения дренажных мероприятий при осушении городских и промышленных территорий, организации мелиоративных систем при осушении и орошении сельскохозяйственных территорий.

Пособие предназначено для студентов специальности 080300 «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания», изучающих курс «Водоснабжение и инженерная мелиорация». Оно окажется полезным для студентов специальности 080700 «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых», 06080 «Экономика и управление на производстве» специалистам, а также специалистам, занимающихся вопросами хозяйственно-питьевого водоснабжения, осушения городских и промышленных территорий, мелиорации сельскохозяйственных земель.

Научный редактор проф. В.В. Антонов

Рецензенты: кафедра грунтоведения и инженерной геологии Санкт-Петербургского ун-та, канд. геол.-мин. наук В.Н. Назима (ОАО “СПб Гипрошахт”)

ISBH Санкт-Петербургский государственный

Горный институт им. Г.В. Плеханова,

2003 г.

П Р Е Д И С Л О В И Е

Дисциплина «Водоснабжение и инженерная мелиорация» завершает гидрогеологическое и инженерно-геологическое образование студентов специальности 080300 «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания» и базируется на сумме тех знаний, которые они получили при изучении курсов «Основы гидравлики, гидрологии и гидрометрии», «Динамика подземных вод», «Поиски и разведка подземных вод» и «Горнопромышленная гидрогеология». Рассматриваемая дисциплина имеет четко выраженную инженерную направленность, связанную с планированием, организацией, гидрогеологическими и гидравлическими расчетами систем водоснабжения и инженерной мелиорации. Учебное пособие, исходя из названия курса, условно делится на две части.

В первой части пособия рассматриваются вопросы организации централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения (водопроводов). Водопровод – это комплекс инженерных сооружений и мероприятий, обеспечивающих получения воды от природных источников, ее очистку, транспортировку и подачу потребителям. В учебном пособии излагаются конструктивные особенности водоприемников поверхностных и подземных вод, методы очистки воды на очистных сооружениях, даются методы расчета эксплуатационных запасов подземных вод, гидравлических расчетов водонапорных башен, тупиковых и кольцевых водопроводных сетей.

Вторая часть учебного пособия посвящена инженерной мелиорации, включающей в себя дренаж городских и промышленных территорий от подтопления, осушение и орошение сельскохозяйственных земель. Показано, что гидрогеологические условия в значительной степени определяют принципиальную схему и методы мелиорации территорий.

Поскольку учебное пособие по водоснабжению и инженерной мелиорации для студентов специальности 080300 издается впервые, то автор будет благодарен за все замечания, которые будут способствовать его совершенствованию.

1. Системы водоснабжения

Водоснабжение представляет собой систему мероприятий для обеспечения водой различных ее потребителей. Комплекс инженерных сооружений, используемых для водоснабжения, называют системой водоснабжения или водопроводом.

1. Потребители воды и нормы водопотребления

Для водоснабжения населенных пунктов широко привлекаются как поверхностные, так и подземные воды. Под водопотреблением понимают такое использование природных вод, при котором вода принудительно извлекается из природного источника для использования ее в народном хозяйстве. В противном случае мы имеем дело с водопользованием  использованием воды без попутного ее отбора, например, судоходство, лесосплав, гидроэнергетика и т.д.

Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям [1,13,19].

1. Расход воды на хозяйственнопитьевые (бытовые) нужды населения. Сюда входят все расходы воды, связанные с нуждами людей: питье, приготовление пищи, стирка и т.д. К этой категории могут быть отнесены все расходы воды, необходимые для обеспечения благоустройства населенных пунктов (поливка улиц, площадей, зеленых насаждений).

2. Расход воды для производственных (технических) целей на предприятиях промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства.

3. Расход воды на тушение пожаров.

Общее количество воды, которое должно быть подано потребителю, является весьма важной задачей при проектировании системы водоснабжения и определяется в соответствии с действующими нормами, основанными на анализе фактической работы существующих систем.

Общий расход воды на населения пропорционален числу жителей в населенном пункте и для его определения, прежде всего, необходимо знать расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, приходящийся на одного жителя, т.е. норму водопотребления. Норма водопотребления зависит от характера санитарно-технического оборудования зданий, благоустройства населенных пунктов, местных климатических условий и т.д.

В течение года и в течение суток вода для хозяйственно-питьевых и производственных целей расходуется неравномерно: летом расходуется воды больше, чем зимой, а в дневные часы больше, чем в ночные часы. Это объясняется режимом жизни населения населенных пунктов, цикличностью промышленного производства, неравномерностью выпуска продукции и рядом других особенностей работы предприятий.

Неравномерность хозяйственно-питьевого водопотребления в течение года характеризуется коэффициентом суточной неравномерности ( ), определяемым как отношение суточного расхода в дни наибольшего водопотребления ( ) к среднему суточному расходу за год ( ):

Потребление воды на хозяйственно-питьевые нужды изменяется не только в годовом цикле, но и в течение суток. В связи с этим, наряду с коэффициентом суточной неравномерности, в расчеты по оценке потребности в воде населенного пункта вводится поправка в виде коэффициента часовой неравномерности водопотребления ( ), определяемого как отношение максимального часового расхода ( ) к среднечасовому ( ) расходу:

Согласно строительным нормам и правилам [19], предусмотрены следующие численные значения коэффициентов часовой неравномерности подачи воды и расчетные среднесуточные расходы на хозяйственно-питьевые нужды на одного жителя населенного пункта (табл.1).

Таблица 1