Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Водоснабжение и инженерные мелиорации. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

1 / 91 2 3 4 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В. А. Бешенцев, Н. С. Трофимова

ВОДОСНАБЖЕНИЕ

И ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕЛИОРАЦИИ

Учебное пособие

Тюмень

ТИУ

2021

УДК 628.1(075.8) ББК 38.761.1я73 Б 57

Рецензент:

доцент, кандидат геолого-минералогических наук Т. В. Семенова

Б 57 Водоснабжение и инженерные мелиорации: учебное пособие /

ISBN 978-5-9961-2679-8

В первой части настоящего учебного пособия изложены

ISBN 978-5-9961-2679-8 © Федеральное государственное

Бешенцев, В. А.

В. А. Бешенцев, Н. С. Трофимова. – Тюмень: ТИУ, 2021. – 85 с. – Текст: непосредственный.

современные методы добывания, кондиционирования и транспорти рования воды, предназначенной для целей хозяйственно-питьевого, производственно-технического водоснабжения крупных и малых населенных пунктов и предприятий, включая сельскохозяйственные объекты. Определенное внимание уделено экологическим проблемам и требованиям к системам водоснабжения, рациональному использованию воды, мероприятиям по охране водных источников.

Во второй части излагаются материалы по инженерному обустройству территорий, включающие в себя и осушения земель.

Рекомендуется для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 21.05.02 «Прикладная геология», специализации «Поиски и разведка подземных вод и инженерногеологические изыскания», аспирантов, а также для специалистов, занимающихся водоснабжением.

бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский индустриальный университет», 2021

вопросы орошения

УДК 628.1(075.8) ББК 38.761.1я73

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................... 4

1. ВОДОСНАБЖЕНИЕ ...................................................................................... 6

1.1. Краткий исторический обзор ............................................................. 6

1.2. Водопотребители и источники их удовлетворения ......................... 7

1.2.1. Водные ресурсы и их использование ..................................... 7

1.2.2. Виды и нормы потребления .................................................... 9

1.2.3. Водоприемные и водозаборные сооружения ...................... 14

1.3. Общие сведения о системах водоснабжения и режиме

их работы .................................................................................................. 22

1.3.1. Системы водоснабжения. Их типизация ............................. 22

1.3.2. Система водоснабжения населенных пунктов .................... 22

1.3.3. Системы водоснабжения промышленных предприятий

1.3.4. Противопожарные требования к системам

водоснабжения ................................................................................. 26

1.3.5. Основные данные, необходимые для проектирования

систем водоснабжения ..................................................................... 26

1.3.6. Режим работы систем водоснабжения и их отдельных

ссооружений ..................................................................................... 27

1.4. Охрана природных источников воды ............................................. 31

1.4.1. Организация и содержание зон санитарной охраны

источников водоснабжения и водозаборных сооружений .......... 31

1.5. Водоподготовка ................................................................................. 33

1.5.1. Требования, предъявляемые к качеству воды .................... 33

1.5.2. Показатели качества воды ..................................................... 39

1.5.3. Принципиальная схема

сооружений ....................................................................................... 42

1.5.4. Специальные методы для улучшения качества воды ........ 50

2. ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕЛИОРАЦИИ .............................................................. 67

2.1. Основные сведения о мелиорации .................................................. 67

2.2. Классификация видов мелиорации ................................................. 68

2.3. Гидротехническая мелиорация ........................................................ 70

2.3.1. Системы орошения ................................................................ 70

2.3.2. Способы орошения и условия их применения .................... 71

2.3.3. Оросительная система и ее элементы .................................. 75

2.3.4. Режим орошения .................................................................... 77

2.4. Осушение территории ...................................................................... 78

2.4.1. Системы осушения и типы дренажей .................................. 80

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................ 83

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

................................................................................ 84

водопроводных очистных

... 24

ВВЕДЕНИЕ

Вся жизнедеятельность человека связана с использованием воды, потребность которой все возрастает. Водоснабжение – одна из важнейших отраслей техники, направленная на повышение уровня жизни людей, благоустройство населенных пунктов, развитие промышленности и сельского хозяйства. Основная задача водоснабжения состоит в том, чтобы имеющиеся сложные инженерные сооружения и устройства должны обеспечить прием, очистку природных

[4].

Водоснабжение базируется на использовании природного сырья - воды, запасы которой, как и других природных ресурсов, ограничены. Это предопределяет необходимость разумного и бережного отношения к воде. Большое внимание рациональному, научно обоснованному комплексному использованию водных ресурсов и природоохранным проблемам уделяется правительством Российской Федерации и субъектах Федерации.

Расширение масштабов строительства связано с интенсивным развитием промышленности, энергетики, сельского и коммунального хозяйства и соответственно со значительным ростом потребления воды всеми отраслями народного хозяйства. Научно обоснованное нормирование водопотребления промышленностью является одним из аспектов социально-экономического развития различных регионов нашей страны.

Для нужд современных городов, энергохозяйств необходимы огромные количества воды, строго соответствующей по своему качеству существующим нормативным документам. В настоящее время качество воды по санитарно-химическим и санитарно-бактериологическим показателям регламентируется ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические требования и правила выбора», СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения: контроль качества», СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентра-лизованного водоснабжения. Санитарная охрана источников», которым должно соответствовать качество потребляемой воды.

Для решения этой важной хозяйственной задачи требуются тщательный выбор источников водоснабжения, организация охраны их от загрязнения, строительство водоочистных сооружений [4].

Естественно, особо важной проблемой являются мероприятия по охране окружающей природной среды в рамках которого стоит вопрос инженерного обустройства территорий. Градостроительство все чаще осуществляется в сложных природных условиях,

вод, подачу ее потребителям, отвод и очистку сточных вод

его исполнительными органами в

промышленных предприятий и

в целом и рациональному природопользованию,

в зонах многолетней мерзлоты, в районах, сложенных слабыми и просадочными грунтами, в неблагоприятной гидрогеологической обстановке. На застроенных территориях в результате техногенного воздействия активизируются антропогенные геологические процессы, с которыми связаны процессы деформации зданий и сооружений. Наибольший ущерб наносят: подтопление, криогенные процессы, просадки в лессовых грунтах, склоновые процессы [12].

В связи с почвенного покрова (грунтам), которые являются непосредственным и основным объектом мелиорации. Чем лучше изучены почвы (грунты), тем правильнее могут быть реализованы мелиоративные мероприятия. Именно мелиорация земель является важной составляющей инженерного обустройства территорий во всех без исключения отраслях природопользования. Именно она определяет инженерное обустройство территорий. Ее

нужно отнести к системной дисциплине, которая ассимилирует в себе достижения гидротехники и строительного дела, почвоведения, гидрологии, геологии, климатологии, экономики и др.

этим большое внимание уделяется изучению состояния

Часть первая. ВОДОСНАБЖЕНИЕ

1.1. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Первые сведения об использовании воды для целей водоснабжения и о строительстве искусственных сооружений для ее добычи датируются III-IV веком до нашей эры [4]. В древнем Египте и в Древнем Вавилоне в водопроводах применялись гончарные, деревянные и металлические (медные и свинцовые) трубы. В Древнем Китае зовались весьма глубокие колодцы, из которых воду доставали ведрами с помощью воротов или блоков. В Древней Греции, Древнем Риме существовали уже большие централизованные системы водоснабжения. Вода в Риме подавалась к городу самотеком по каналам и подводилась к центральным резервуарам, откуда направлялась по трубам к общественным баням, дворцам, фонтанам и бассейнам.

Начальные сведения об устройстве централизованных городских водопроводов в других странах Европы относятся к XII в. Первый водопровод появился в Париже. В XIII веке в Лондоне и к началу XV века относятся сведения об устройстве водопроводов в немецких городах [1]. Промышленная революция XVIII века обусловила строительство фабрично-заводских водопроводов. В в открытые водоемы привел к их сильному загрязнению. Возник вопрос об изыскании источников чистой воды. Применение паровых насосов позволило значительно увеличить дальность транспортировки воды.

Так постепенно создавались централизованные системы водоснабжения городов и промышленных предприятий.

Что касается России, то обычным способом водоснабжения российских городов вблизи которых строились города, или из колодцев и прудов, вырытых в местах с обильными подземными водами. Первый самотечный водопровод был построен для Московского Кремля в 1492 г. Головным сооружением его служила Арсенальная (ранее Собакина) башня, где находился родник [2].

В промышленных централизованных водопроводах XVIII в. впервые стали применяться специальные водозаборные и водораспределительные сооружения. В конце этого века началось строительство Мытищинского родникового водопровода для снабжения водой г. Москвы. Во второй половине XIX в. водопроводы были построены в Санкт-Петербурге, Казани, Новочеркасске, Ярославле и других городах. В этом веке накапливался большой опыт не только строительства, но и эксплуатации проводов.

Специфика климатических условий России диктовала необходимость поиска отечественных инженерных решений, отличных от подобных решений стран Европы. Благодаря этому вслед за водопроводами в северной полосе России появились надежные системы водоснабжения на Крайнем Севере, в Сибири и на Дальнем Востоке.

результате их деятельности, сброс сточных промышленных вод

являлось получение воды из поверхностных водоемов и водотоков,

для водоснабжения исполь-

промышленных водо-

К 1917 г. в России лишь четвертая часть городов (215) имела водопроводы, при этом в Петербурге и Москве норма водопотребления достигала

100-150 л/сутки на одного человека, а в остальных городах не превышала 20-50 л/сутки [1]. Большинство населения пользовалось водой из уличных

водозаборных колонок и фонтанов. Восстановление народного хозяйства после Гражданской войны

и последующая индустриализация страны вызвали бурный рост городов и поселков, а с ними и развитие водопроводного хозяйства. Мощность централизованного водоснабжения за счет расширения и нового строительства водопроводов к 1940 г. возросла более чем в 10 раз по сравнению с 1917 г. [2]. В этот период был разработан и принят ряд важнейших нормативных документов, направленных на

улучшение санитарного состояния источников, установлены требования к зонам их санитарной охраны. После Великой Отечественной войны в 1946-1960 гг. водопроводы были восстановлены и построены в 580 городах и многих поселках [2].

При проектировании и строительстве водопроводов большое внимание уделяется вопросам снижения стоимости строительно-монтажных работ, экономии металла, энергетических ресурсов и дефицитных материалов, улучшению

качества строительства, индустриализации и повышению надежности. Это достигается путем повышения производительности труда, широкого внедрения комплексной механизации, использования сборных железобетонных конструкций, применения неметаллических труб, оптимизации режимов эксплуатации систем и сооружений.

Водоснабжение, будучи первой жизненной необходимостью на всех этапах развития общества, способствовало развитию таких наук, как гидравлика, гидрогеология, геохимия, механика и

др. В этом большая заслуга принад-

лежит многим русским ученым и инженерам.

1.2. ВОДОПОТРЕБИТЕЛИ И ИСТОЧНИКИ ИХ УДОВЛЕТВОРЕНИЯ

1.2.1. Водные ресурсы и их использование

Водные ресурсы – это запасы поверхностных и подземных вод рассматриваемой территории, которые используются или могут быть использованы. Суммарные средние возобновляемые ресурсы пресных речных вод земного шара составляют 46,8 тыс. км3/год, в т. ч. в России 4,3 тыс. км3/год, или 9% при занимаемой площади 11,5%. Эксплуатационные запасы подземных вод разве-

данных месторождений России оцениваются в объеме около 30,0 км

/год [4].

Источники водоснабжения. Выбор источника водоснабжения является наиболее ответственной задачей при проектировании систем водоснабжения. Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого объекта требует тщательного анализа водных ресурсов района, в котором он расположен.

Источник водоснабжения должен отвечать следующим основным требованиям [1,4]:

1) обеспечивать бесперебойное поступление требуемого количества

и качества воды с учетом роста потребности в водоснабжении;

2) обладать достаточной мощностью (отбор воды не должен нарушать

экологическое состояние жизнедеятельности водоема);

3) находиться на кратчайшем расстоянии от объекта водоснабжения;

4) обеспечить возможность подачи воды потребителю с наименьшей

затратой

подземные воды.

баниями качества воды и количества загрязнений в разные периоды года. В качестве поверхностных источников используются реки, водохранилища, озера и моря.

ность в воде большинства объектов водоснабжения учитывать сезонные колебания ее расхода с тем, чтобы возможность получения требуемого количества воды было обеспечено во время минимального расхода воды в реке.

высоким содержанием органических веществ (особенно в период паводков), бактерий, большим содержанием органических и неорганических микрокомпонентов изРечные воды мало минерализованы, мягкие, характерно большое колебание качества воды во времени, связанное с их загрязнением (весной).

окисляемость, наличие планктона в летний период, большая жесткость.

отличается малым содержанием взвешенных веществ, малой значительной минерализацией, цветностью.

снабжения, а при отсутствии пресных вод, и для целей хозяйственнопитьевого водоснабжения после опреснения.

воды, перекрытые водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с поверхности земли стоков. Они обладают высокими санитарными качествами (т.е. не требуют глубокой очистки). Однако подземные воды имеют повышенную жесткость, часто содержат много железа, фтора, сероводорода, что требует использования специальных установок по их удалению.

имеют свободную поверхность, называемую зеркалом подземных вод. Если полностью насыщенные водоносные пласты перекрыты водонепроницаемыми грунтами

средств.

В качестве источника водоснабжения используются поверхностные и

Поверхностные источники характеризуются значительными коле-

По своему расходу средние и крупные реки могут удовлетворять потреб-

. При выборе реки надо

Речная вода характеризуется значительной мутностью, цветностью,

за интенсивного промышленного и бытового загрязнения.

Водохранилищам свойственны малая мутность, высокая цветность,

Качество воды в озерах характеризуется большим разнообразием и

мутностью

Морская вода может использоваться для целей промышленного водо-

Подземные воды, как правило, прозрачны и бесцветны. Артезианские

Подземные воды могут быть напорными и безнапорными. Безнапорные

и имеют пьезометрический напор, то они называются напорными.

Давление, создаваемое напорными водами, больше атмосферного. Если подземные воды имеют выход на поверхность, то образуются родники

[1,2].

Подземные воды могут залегать в виде грунтового потока с непрерывным движением воды, имеющего уклон в направлении движения, а также в виде грунтового бассейна с неподвижной водой и горизонтальной свободной поверхностью.

Подземные воды характеризуются статическим уровнями. Статический уровень – это уровень воды в колодце (скважине) при отсутствии водоотбора. При отборе воды из колодца происходит падение уровня воды. Этот уровень называется динамическим [1,2].

Понижение динамического уровня пропорционально количеству откачиваемой воды. Количество воды, которое может быть откачано при понижении динамического уровня на 1 метр, называется удельным дебитом [1,2]. воды и пьезометрические линии на карте, которые можно построить вокруг колодцев при откачке воды, образуют кривые депрессии.

Для целей водоснабжения населенных мест наиболее подходящими являются подземные воды, но для крупных населенных мест дебит подземных вод часто оказывается недостаточным. Исходя из этого, водоснабжение большинства крупных городов основано на использовании поверхностных

Большим резервом в техническом и хозяйственно-питьевом водоснабжении в горной промышленности и для населения этих районов являются шахтные воды, откачиваемые из недр земли при проходке и эксплуатации шахт. Эти воды нуждаются в серьезной очистке при подаче потребителю.

и динамическим

Уровень

вод.

1.2.2. Виды и нормы потребления

Основные виды потребления. Проектирование системы водоснаб-

жения любого объекта, прежде всего, начинается с определения требуемого количества и качества воды. Для решения этой задачи необходимо с возможной полнотой учесть все категории возможных потребителей и установить их требования к количеству и качеству подаваемой им воды. Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды шинство видов использования воды в народном хозяйстве может быть сведено к следующим основным категориям [4]:

а) на хозяйственно-питьевые потребности людей (жителей населенных пунктов и рабочих во время их пребывания на производстве);

б) производственные потребности, связанные с использованием воды в технологических процессах различных производств, и другие технические нужды;

расходы воды, связанные с обеспечением благоустройства населенных

в) пунктов и промышленных предприятий: поливка и мытье улиц и площадей, полив зеленых насаждений, газонов и т.п.;

г) расходы воды на пожаротушение.

. Однако боль-

Основной вид использования воды в сельском хозяйстве – на орошение – представляет собой отдельную отрасль водного хозяйства и не охватывает понятие «водоснабжение».

Требования, предъявляемые отдельными категориями потребителей к количеству и качеству используемой воды, весьма различны. К воде, используемой для хозяйственно-питьевых целей, предъявляются высокие санитарные и вкусовые требования. Требуемые качества воды, используемой для нужд различных отраслей промышленности, определяются характером технологических процессов и весьма разнообразны. Наконец, к качеству воды, используемой для поливки проездов и зеленых насаждений, а также для нужд пожаротушения, практически специальных требований не предъявляется.

Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды населения и благоустройство. Определение объемов требуемой потребителю

воды является весьма ответственной задачей

при проектировании систем

водоснабжения. Для этого, на основании обширных статистических данных о фактическом удельном водопотреблении на хозяйственно-питьевые нужды разработаны нормы расходования воды на одного жителя. Эти нормы служат основой для определения общих расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды населения с учетом степени благоустройства жилищ и климатических условий при проектировании

систем водоснабжения. Очевидно, что с ростом благосостояния населения России и совершенствования санитарно-технического оборудования жилищ, расход потребляемой воды постоянно увеличивается, поэтому нормы водопотребления периодически пересматриваются. В России действуют нормы хозяйственно-питьевого водопотребления, утвержденные Госстроем СССР и приведенные в СНиП 2.04.02-84, которые учитывают расходы воды на все хозяйственно-питьевые нужды людей как в

жилых домах, так и в общественных зданиях (столовых, банях, прачечных, кино, клубах и т.п.) [4]. Ниже приведены некоторые данные из указанного СНиПа (таблица 1.1).

Таблица 1.1

Нормы хозяйственно-питьевого потребления воды

Степень благоустройства

районов жилой застройки

Застройка здания, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией, без ванн То же, с ваннами и местными водонагревателями 160-230 То же, с централизованным горячим водоснабжением

Примечания: 1. При водопользовании из водозаборных колонок среднесуточное водопотребление на одного жителя следует принимать 30-50 л/сутки. 2. Количество воды на нужды местной промышленности и неучтенные расходы принимают дополнительно в размере 10-20% суммарного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта. Для сельских поселков (до 3000 жителей) рекомендуется принимать меньшее удельное водопотребление.

Нормы водопотребления населенных

пунктов на одного жителя

среднесуточные (за год), л/сутки

125-160

230-350

1 / 91 2 3 4 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]