Учебное пособие 800534

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный технический университет»

В. В. Портнов, С. В. Дахин, О. А. Орловцева

ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Учебное пособие

Издание второе, переработанное и дополненное

Воронеж 2019

УДК 628.1 (075.8) ББК 33.761я7

П60

Рецензенты

кафедра физики, теплотехники и промышленной энергетики Воронежского государственного университета инженерных технологий (зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. А. В. Буданов); д-р техн. наук, проф. Н. В. Мозговой

Портнов, В. В.

Водоснабжение: учеб. пособие / В. В. Портнов, С. В. Дахин, П60 О. А. Орловцева; ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет». – 2-е изд., перераб. и доп. –

Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2019. – 212 с.

ISBN 978-5-7731-0836-8

В учебном пособии рассмотрены: категории водоснабжения, состав системы водоснабжения, устройство каждого из элементов системы, методы обработки воды, основное и вспомогательное оборудование насосных станций, водоснабжение промышленных предприятий.

Предназначено для студентов направления 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» (профиль «Промышленная теплоэнергетика») всех форм обучения, изучающих дисциплину «Технологические энергоносители предприятий».

Ил. 44. Табл. 13. Библиогр.: 11 назв.

Печатается по решению учебно-методического совета Воронежского государственного технического университета

ВВЕДЕНИЕ

Значение, роль и политика в сфере воспроизводства, использования и охраны водных ресурсов сформулированы в «Концепции государственной политики устойчивого водопользования в Российской Федерации» (принята в 1997 г.). Эта Концепция гарантирует реализацию прав нынешнего и будущих поколений на пользование водно-ресурсным потенциалом, обеспечивающим безопасный уровень качества жизни людей и в целом водную безопасность России.

Россия – федеративное государство, состоящее из тер- риториально-национальных образований – субъектов, обладающих определенной юридической и политической самостоятельностью.

Вопросы владения, пользования и распоряжения водными ресурсами относятся к совместному ведению федерации и ее субъектов. Расширение политической самостоятельности территорий – субъектов федерации и централизация властных полномочий в сфере водопользования вызывает необходимость соответствующей корректировки системы и структуры управления водным хозяйством.

Современные водные ресурсы и водное хозяйство России характеризуются следующими цифрами.

Объем речного стока, формирующегося на территории России, составляет 4270 км3 в год (10 % от мирового стока) или 237 тыс. м3 в год на один квадратный километр территории и 27,82 тыс. м3 в год на одного жителя. Дополнительный сток из сопредельных государств равен 227 км3 в год. По территории России протекает свыше 2,5 миллионов малых рек, формирующих около половины суммарного объема речного стока. Из общего количества малых рек 127 тысяч используется для нужд населения и хозяйственного комплекса; в их бассейнах проживает до 44 % городского и почти 90 % сельского населения страны. В России насчитывается более 2 миллионов пресных и соленых озер, где сосредоточено около 24,1 тыс. км3 пресных вод. Свыше 10 % территории занимают болота -

3

это 3000 км3 статических и 1000 м3 ежегодно возобновляемых запасов воды. В ледниках содержится 55,5 тыс. км3 пресной воды, примерно 110 км3 формируется ежегодно. Подземные воды распространены по всей территории России и являются одним из источников питания рек. Большая их часть непосредственно связана с речным стоком и озерными котловинами. Объем естественных ресурсов подземных вод оценивается в 787,5 км3 в год, разведанные запасы – 29 км3 в год.

Территория России омывается 13 морями. Общая площадь морской акватории, попадающей под юрисдикцию России, составляет 7 млн. км2.

Океаны, моря и реки составляют 4 основных водных бассейна нашей страны:

-бассейн Северного Ледовитого океана с морями и реками (Северная Двина, Печора, Обь, Енисей, Лена, Колыма);

-бассейн Тихого океана с морями и реками (Амур, Анадырь);

-бассейн Атлантического океана с морями и реками (Дон, Кубань, Нева);

-бассейн Каспийского моря с реками (Волга и Урал). Территориальная неравномерность, большая внутриго-

довая и многолетняя изменчивость речного стока затрудняют обеспечение населения и хозяйства страны необходимым количеством воды. Эта проблема решается за счет регулирования стока рек водохранилищами.

Сегодня Россия имеет более 2000 водохранилищ, каждое объемом свыше 1 млн. м3. В том числе 103 – крупнейших (объемом свыше 100 млн. м3), их полезный объем достигает

338649,2 млн. м3.

В настоящее время действует 37 систем межбассейнового перераспределения стока суммарной протяженностью около 3 тыс. км. Ими перераспределяется более 15 км3 воды в год.

Для улучшения водообеспечения маловодных сельскохозяйственных районов широко используются групповые во-

4

доотводы, их протяженность составляет от нескольких десятков до нескольких сотен километров.

В производственно-социальном комплексе страны используется около 200 км3 воды в год, причем 70-75 км3 покрывается за счет отбора из природных источников, 136 км3 – за счет инженерного воспроизводства в оборотных, повторнопоследовательных и замкнутых системах.

На производственные нужды расходуется 63 % воды, отбираемой из природных источников, на хозяйственнопитьевые цели – 19 %, сельскохозяйственное водоснабжение с орошением – 18 %.

Данное учебное пособие продолжает серию изданий, посвященных изучению курса «Технологические энергоносители предприятий». Для изучения курса требуется наличие базовых знаний, полученных при изучении таких дисциплин как «Техническая термодинамика», «Тепломассообмен», «Тепломассообменное оборудование предприятий», «Нагнетатели и тепловые двигатели».

Учебное пособие рекомендуется студентам направления подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» профиля «Промышленная теплоэнергетика» для подготовки по теоретической части курса и при выполнении курсового проекта и выпускной квалификационной работы.

Глава 6 переработана и дополнена совместно с О. А. Орловцевой, глава 9 – с С. В. Дахиным.

5

1.ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ

1.1.Основные категории водопотребления

Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям:

-расход воды на хозяйственно-питьевые (бытовые) нужды населения. Сюда входят все расходы воды, связанные с бытом людей: питье, приготовление пищи, умывание, стирка, поддержание чистоты жилищ и т.п. К этой же категории могут быть отнесены все расходы воды, необходимые для обеспечения благоустройства города или поселка: поливка улиц, зеленых насаждений и т. п.

-расход воды для производственных (технических) целей на предприятиях промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т. п. (парообразование, охлаждение, конденсация пара, изготовление различных фабрикатов, промывка продукции и пр.).

-расход воды для пожаротушения (используется вода любого качества).

Кроме того, вода расходуется на собственные нужды водопровода (промывка фильтров, водоприемных устройств, сети и др.).

1.2. Требования к качеству воды по категориям водопотребления

1.2.1. Вода для хозяйственно-питьевых и коммунальнобытовых нужд

Гигиенические требования к качеству питьевой воды, а также правила контроля качества воды, производимой и подаваемой централизованными системами питьевого водоснабжения населенных мест, устанавливают санитарноэпидемиологические правила и нормативы "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных

6

систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" (Сан-

ПиН 2.1.4.1074-01).

СанПиН устанавливает для питьевой воды уровни безопасности в эпидемическом и радиационном отношении, безвредности по химическому составу и благоприятные органолептические свойства.

Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям, представленным в табл. 1.

Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется ее соответствием нормативам по:

-обобщенным показателям и содержанию вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах на территории Российской Федерации, а также веществ антропогенного происхождения, получивших глобальное распространение (табл. 2);

-содержанию вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения (табл. 3);

7

Таблица 2

8

Окончание табл. 2

- содержанию вредных химических веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной

деятельности человека.

Благоприятные органолептические свойства воды определяются ее соответствием нормативам, указанным в табл. 4, а также нормативам содержания веществ, оказывающих влияние наорганолептическиесвойстваводы,приведенным втабл. 2и3.

Таблица 3

9