1.2. Схемы и основные элементы систем водоснабжения

В общем случае в систему водоснабжения входят сооружения и установки для забора, подъема, очистки и транспортирования во­ды, а также для создания постоянного напора и хранения запаса во­ды. Системы водоснабжения устраиваются по определенной схеме. Схемой системы водоснабжения называют конкретные решения расположения всех сооружений и устройств на плане города, увя­занные с местоположением объектов и рельефом местности. Фак­торами, определяющими вид схемы водоснабжения, являются:

• тип, мощность источника водоснабжения;

• качество воды в природном источнике;

• виды потребителей и требования, предъявляемые ими к воде;

• объем и режим водопотребления;

• рельеф местности и др.

В начальной стадии проектирования составляются несколько вариантов схем водоснабжения. После технико-экономического сравнения выбирают наиболее выгодный вариант. При этом необ­ходимо, чтобы выбранная система водоснабжения надежно снаб­жала всех потребителей водой надлежащего качества, в заданном количестве, с необходимым напором и при минимальных затратах на строительство и эксплуатацию всех инженерных сооружений.

Возможные схемы водоснабжения города представлены на рис. 1.1. Могут быть и другие схемы, отличающиеся от представ­ленных на рис. 1.1 как наличием, так и порядком расположения от­дельных объектов. Например, место расположения водонапорной башни выбирается в зависимости от рельефа местности, величины требуемых напоров и протяженности сети. В свою очередь, от на­личия и места расположения водонапорной башни зависят режим работы, диаметр труб, стоимость сооружения и эксплуатации водо­провода.

Рис. 1.1. Схемы систем водоснабжения:

а - из поверхностного источника; б - из подземного; в - двухзонная; г - оборотного водоснабжения; д - от «горячего» источника; / - источник воды; 2 - водозаборное сооружение; 3 — насосная станция первого подъема; 4 - очистные сооружения; 5 - резервуары чистой воды; 6 - камера переключений; 7- насосная станция второго подъема; 8 - водоводы; 9 - водонапорные башни; 10- водопро­водные сети; 11 - подача воды в город; 12 - то же предприятиям; 13 - охлаждаю­щие устройства; 14 - насосная станция оборотного водоснабжения; 15 - предпри­ятие; 16 -контур циркуляции; 17-теплообменник; 18 - контур циркуляции; 19 - охлаждающие устройства

При использовании в качестве источника подземных вод схе­ма водоснабжения (рис. 1.1, б) может претерпеть различные изме­нения. Как правило, особенностью таких систем является наличие большого числа трубчатых колодцев (скважин) или шахтных ко­лодцев, водосборных галерей и других сооружений. Она может включать в себя те же самые инженерные сооружения для подъема, перекачки, очистки, хранения и транспортирования воды потреби­телям, что и предыдущая. Представленная схема может быть зна­чительно упрощена, если качество воды в источнике соответствует требуемому. В этом случае очистные сооружения, резервуары, на­сосные станции II подъема могут отсутствовать.

В ряде случаев оказывается технически и экономически целе­сообразным разделение централизованной системы водоснабжения на две или несколько «высотных» зон.

Такие зонные водопроводы устанавливаются в случае значи­тельной разности геодезических отметок обслуживаемой террито­рии или при транспортировании воды на большие расстояния. В этом случае при параллельном водоснабжении нижняя и верхняя зоны питаются самостоятельными водоводами, а при последова­тельном - вода подается в резервуар, который для нижней зоны служит напорным устройством, а для верхней - источником водо­снабжения (рис. 1.1, в).

Схема водоснабжения выбирается в процессе технико-эко­номического сопоставления вариантов, сформированных исходя из санитарно-гигиенических, технологических, противопожарных и других требований. При этом рассматриваются варианты различ­ных решений по всем инженерным сооружениям и устройствам. Окончательное решение принимается исходя из стоимости соору­жения и эксплуатации той или иной схемы водоснабжения. Струк­тура затрат по сооружению отдельных элементов системы водо­снабжения приведена в табл. 1.1. Из приведенных данных видно, что наибольший объем капитальных вложений (50-80%) требуется для сооружения водоводов и водопроводных сетей. Уменьшение этих затрат, как правило, приводит к перерасходу эксплуатацион­ных затрат, связанных с подачей воды потребителям. На сооруже­ние очистных сооружений требуется 5-25% от общей стоимости системы водоснабжения. Величина этих затрат тем больше, чем хуже качество исходной воды.

Таблица 1.1

Стоимость отдельных элементов системы водоснабжения (в % от общей стоимости)

Источник водоснабжения	Водоза­борные сооружения	Насос­ные станции	Очистные сооруже­ния	Водоводы и сети	Прочие сооружения
Поверхностный Подземный	2-4 5-10	3-5 2-5	12-25 5-20	50-70 60-80	9-14 7-15

Точно так же изменяются и эксплуатационные затраты, свя­занные с очисткой воды. Сооружение водозаборов из поверхност­ных источников в 2-2,5 раза дешевле, чем для подземных вод. Ос­тальные затраты примерно одинаковы и не зависят от источника водоснабжения.

1.3. Зоны сани гарной охраны водоисточников

В результате деятельности человека возможно нарушение взаимосвязи между живым миром и окружающей средой. Особенно опасные последствия для жизни и здоровья людей имеют загрязне­ния, тем или иным способом попадающие в источники поверхност­ных или подземных вод. Поэтому для каждой системы водоснаб­жения необходимо предусматривать специальные зоны санитарной охраны, проект которых согласовывается с Государственной сани­тарной инспекцией и утверждается местной администрацией.

Основной задачей зоны санитарной охраны является выделе­ние территории, в пределах которой создается особый режим, ис­ключающий или ограничивающий возможность загрязнения водо­источника и водопроводных сооружений. В зависимости от степени санитарной ответственности элемента устройства системы водо­снабжения предусматривается либо строгий санитарный режим (первый нояс), либо ограниченный (второй пояс).

Первый пояс охватывает территорию в месте забора воды и расположения головных сооружений водопроводных станций (во­дозабор, насосные сооружения, очистные сооружения, резервуары). Границы этого пояса в месте забора воды из открытых водоисточ­ников рекомендуется устанавливать не менее чем на 200 м вверх и

на 100 м вниз по течению реки, 100 м по ширине реки и 100 м вглубь прилегающего берега, а также 100-200 м вокруг насосных сооружений. Эти границы являются ориентировочными и могут быть расширены в случае необходимости, т. е. с учетом местных условий. Территория первого пояса ограждается от доступа посто­ронних лиц и окружается зелеными насаждениями и охраняется. В пределах этой территории запрещается применение ядохимикатов, органических и минеральных удобрений, выпуск стоков, выпас и водопой скота, ловля рыбы, стирка белья, проживание людей, строительство и т. д. Существующие здания в первом поясе долж­ны быть канализованы, а его территория должна быть спланирова­на таким образом, чтобы поверхностный сток беспрепятственно от­водился в ливневую канализацию.

Границы второго пояса зон санитарной охраны охватывают сам водоисточник, питающие его притоки и грунтовые воды, а так­же соответствующую территорию с населенными пунктами, зда­ниями и сооружениями. Обычно зону ограничений по ширине оп­ределяют границами водосборного бассейна для данного водоема. Размеры его устанавливаются с учетом топологических, геодезиче­ских и санитарных данных. Протяженность зон санитарной охраны рассчитывается исходя из условий обеспечения самоочищения во­доема. Так, бактериальное очищение воды в средней полосе Рос­сийской Федерации происходит в течение 3-5 суток. Следователь­но, при известной скорости движения воды можно определить про­тяженность зоны.

В границах второго пояса санитарной охраны осуществляются общеоздоровительные мероприятия по охране окружающей среды:

• вводятся ограничения на хозяйственную деятельность с це-­ лью защиты источника от загрязнения;

• запрещается вырубка и сплав леса;

• запрещается применение ядохимикатов;

• строительство, использование земельных участков для лю­- бых нужд допускается только с особого разрешения органов Госу­ дарственной санитарной инспекции.

При повышенных санитарных требованиях предусматривается третий пояс санитарной охраны, так называемая зона наблюдения в границах всего бассейна верховьев реки и ее притоков, где органа­ми здравоохранения ведется учет инфекционных заболеваний,

переносимых водой. Санитарная защита площадок водопроводных сооружений и водоводов устанавливается в виде границ шириной не менее 30 м от их стен.

Зона санитарной охраны водоводов предусматривается в виде полосы, ширина которой в обе стороны от крайних трубопроводов составляет:

• при отсутствии грунтовых вод и d <1000 мм - 10 м, при d> 1000 мм -20 м;

• в случае движения грунтовых вод - не менее 50 м.

По застроенной территории ширину полосы санитарной защи­ты допускается уменьшать до пределов, диктуемых местными ус­ловиями. Санитарными нормами запрещается прокладка водоводов по территориям промышленных предприятий, свалок, полей оро­шения, кладбищ, животноводческих ферм и скотомогильников.