Как население снабжается водой

Система водоснабжения города: схемы снабжения водой для бытовых и промышленных нужд

Для обеспечения водой каждого потребителя вся земля под городом пронизана трубами

Города – это населенные пункты, в которых помимо большой численности бытовых потребителей воды есть и промышленные объекты, также нуждающиеся в её непрерывной подаче. Поэтому городская система водоснабжения относится к категории крупных. Это сложный механизм, стабильная работа которого зависит от множества взаимосвязанных факторов.

Схемы снабжения городов питьевой водой

Водоснабжение в городах является рынком монопольным – его реализует одно централизованное предприятие, отвечающее и за добычу воды, и за её очистку и подачу. Оно же на основании комплекса экономических и технических показателей определяет источники воды и схемы её доставки потребителю.

Предприятие «Водоканал» есть в каждом городе

В свою очередь, схема городского водоснабжения зависит от удаленности снабжаемых объектов от источника, его мощности и качества воды в нем, рельефа местности и других факторов. Рассмотрим самые основные системы водоснабжения городов.

Напорное водоснабжение из природного источника

Довольно часто организация водоснабжения города осуществляется из расположенного поблизости природного источника пресной воды – реки или озера.

Если его уровень ниже отметки снабжаемой водой территории, применяется следующая схема:

Схема водоснабжения города – план и разрез

• Самотеком по трубам 2 вода из реки поступает в водоприемник, а из него – в береговой колодец 3.
• Насосы первого подъема 4 подают воду из колодца к очистным сооружениям (в отстойники 5 и на фильтры 6). Здесь вода очищается и обеззараживается.
• Затем очищенная вода самотеком поступает в подземный резервуар 7 для хранения запасов чистой воды.
• Далее располагается насосная станция 8 с насосами второго подъема, которые по водоводам 9 подают воду в водонапорную башню 10 либо другой резервуар, расположенный выше уровня потребителей.

Для справки. Если на местности есть естественное возвышение, напорно-регулирующее сооружение размещают на нем.

• Также системы городского водоснабжения включают в себя магистральные (11) и распределительные (12) трубы, по которым вода из башни подается потребителям.

Прокладка распределительной системы труб

Схематично все выглядит довольно просто. На самом деле технология водоснабжения города – очень сложный процесс. Система должна быть надежной и эффективной, способной обеспечить достаточным количеством и напором воды самые удаленные и высоко расположенные точки.

• Существует такое понятие, как управление водоснабжением города. То есть, оно работает не само по себе, а управляется в зависимости от времени суток, уровня воды в источнике, её меняющегося состава, возникающих чрезвычайных ситуаций.
• Наиболее эффективная работа очистных сооружений достигается путем обеспечения равномерного поступления воды. За это отвечают насосы первого уровня. Но водопотребление в дневные и ночные часы не постоянно, поэтому излишки очищенной воды накапливаются в запасном резервуаре.

График суточного водопотребления

• Регулирование работы насосов второго уровня, перекачивающих воду из этого резервуара, позволяет в любое время суток поставлять потребителям её необходимое количество.
• Но водоснабжение в крупных городах – процесс сложный: невозможно просчитать точно, хватит ли в любой момент того количества воды, которое подается насосами в систему, или возникнут её неизрасходованные излишки.
• Чтобы нивелировать неравномерное потребление, и нужна водонапорная башня. Излишки воды накапливаются в ней, а в моменты наибольшего разбора самотеком поступают в систему.

Для справки. Водонапорные башни и другие напорно-регулирующие сооружения выполняют в водоснабжении города и роль резервуара для хранения запасов воды на случай тушения пожара.

• На приведенной выше схеме водонапорная башня расположена очень удобно – в начале сети. Но её часто приходится размещать совсем в другом месте, где есть естественная возвышенность. Такое удаленное напорно-регулирующее сооружение называют контррезервуаром, и при его наличии система управления водоснабжением города будет отличаться от описанной.

Схема водоснабжения с контррезервуаром

• В часы максимального разбора воды она подается в систему с двух сторон: от контррезервуара Qб и от насосов второго подъема Qн.
• Qн и Qб – известные регулируемые параметры. Зная их и режим отбора воды потребителями в разные часы, намечаются районы, которые питаются от башни и от насосов.
• На границе этих районов (а-а) противоположные потоки встречаются. При недостатке воды в одном из районов они компенсируются потоками с другой стороны.

Самотечное водоснабжение из природного источника

Если населенный пункт находится в низине, а источник воды расположен на высоте, достаточной для обеспечения необходимого напора без использования насосов, применяется самотечная система холодного водоснабжения в городе.

Схема самотечного водоснабжения

• Из водоприемника 1 вода по самотечным трубам поступает на очистные сооружения 3.
• Из них, так же самотеком, стекает в разгрузочный колодец 4, предназначенный для сброса избыточного давления в сети, и в хранилище воды.

• Далее по магистральному трубопроводу вода идет в городскую водопроводную сеть.

Такое водоснабжение поселков-городов требует гораздо меньших затрат на строительство и эксплуатацию. Кроме того, оно не нуждается в электротехническом оборудовании и потому считается более надежным.

Напорное водоснабжение из скважин

При отсутствии поблизости наземного источника водоснабжение в городе осуществляется с помощью артезианских скважин. Как правило, качество подземных вод удовлетворяет требования потребителей без дополнительной очистки, поэтому необходимость в строительстве очистных сооружений отпадает.

Схема водоснабжения из артезианской скважины

• Вода из подземного источника 1 с помощью мощных погружных насосов подается в накопительный резервуар 2.

Так выглядит насос для забора воды из скважины

• Оттуда насосами второго подъема 3 она направляется в водонапорную башню 4 и по магистральным водоводам 5 к потребителям.

Чаще всего водоснабжение крупных городов осуществляется из нескольких подземных источников, расположенных в разных направлениях. В зависимости от их количества, оно может быть двух-, трех- или многосторонним. Чем больше источников, тем равномернее вода распределяется по сети и поступает к потребителям.

Водоснабжение городов – водозаборы с трех сторон

Схема та же: из скважин 1 вода закачивается в резервуары 2, а из них насосами 3 подается в городскую водопроводную сеть.

Обратите внимание. Для защиты места водозабора от умышленного или случайного загрязнения, вокруг него организуется зона санитарной охраны (ЗСО) из трех поясов.

Системами коммунального водоснабжения и водоотведения в городах устанавливаются зоны охраны водозаборов

Если город снабжается из разных источников – поверхностных и подземных, то последние часто играют роль аварийных и используются в условиях особого периода.

Система горячего водоснабжения города основана на использовании котельных, в которых вода из водопровода подогревается до нужной температуры и подается потребителям по отдельной системе труб. Мощность и количество тепловых пунктов определяется исходя из потребностей обслуживаемого района.

Схема централизованного горячего водоснабжения

Для справки. В последние годы в городах строят дома с автономным отоплением и горячим водоснабжением, обеспечиваемым двухконтурными газовыми котлами. Жильцы таких домов могут своими руками регулировать температуру воды, что невозможно при централизованном снабжении.

Системы местного водоснабжения

К крупным городам часто прилегают другие населенные пункты, в них встречаются современные районы с высотной застройкой. Отдаленное положение или слишком высокий уровень водозаборных точек приводят к тому, что водоснабжение военных городков и прочих проблемных потребителей оказывается недостаточным.

Водоснабжение академгородка, удаленного от города, решается на основании технико-экономических расчетов

Чаще всего это связано с тем, что когда выполнялся расчет водоснабжения города, их ещё не было в наличии либо включение их в единую сеть было экономически нецелесообразно.

В таких случаях монтируют системы местного водоснабжения с насосными установками небольшой производительности, которые работают на повышение давления в наружной водопроводной сети. Благодаря им удается поставлять воду в благоприятном режиме и в отдаленные части города, и в районы с неблагоприятным рельефом, и в высотные здания.

Противопожарное водоснабжение города

Городские противопожарные водопроводы объединены с хозяйственно-питьевыми. В большинстве случаев это водопроводы низкого давления.

1. В малых городах обеспечение необходимого расхода воды для тушения пожаров осуществляется путем включения резервных насосов второго подъема.
2. В крупных мегаполисах расходы воды на пожаротушение составляют очень малую часть от хозяйственно-питьевых, и не оказывают значимого влияния на городское водоснабжение. Поэтому насосы второго подъема даже при возникновении чрезвычайных ситуаций работают в обычном режиме.

Водоснабжение промышленных предприятий города

Как правило, бытовое и промышленное водоснабжение в городах осуществляется по единой схеме. Это связано с разбросанностью промышленных предприятий по территории. Даже если части из них не требуется очищенная вода питьевого качества, устраивать для них отдельные самостоятельные водопроводы бывает нецелесообразно.

Завод в черте города – распространенное явление

Но водоснабжение и канализация города строятся с тем расчетом, что на технические нужды такие предприятия тратят 30-50% от общего расхода воды.

Для справки. Автономной системой хозяйственно-противопожарного водоснабжения снабжаются лишь группы расположенных рядом предприятий или крупное предприятие с рабочим поселком при нем. В таких случаях схемы их водоснабжения ничем не отличаются от городских.

Если же предприятие легко обеспечить технической водой для производственных нужд, то к городской магистрали оно не подключается. А для получения питьевой воды используют артезианские скважины.

Предприятия, расположенные на берегу водоема, воду для производственных нужд берут прямо из него

Противопожарный водопровод на предприятиях чаще всего объединяется не с производственным, а с хозяйственно-питьевым. Это обусловлено тем, что последний охватывает большую часть потребителей, он более протяженный и разветвленный. А инструкция по поддержанию в нем постоянного напора менее требовательна, чем в случае с производственной водопроводной сетью.

Рассмотрим разные схемы, по которым предприятия водоснабжения города подключают к своим сетям производственные объекты. При их выборе учитываются три параметра: гарантированный напор в городской сети (Нг), требуемый предприятию напор для хозяйственно-питьевых нужд (Нтр.хоз) и нужд пожаротушения (Нтр.пож).

• Если гарантированный напор выше требуемых питьевого и противопожарного (Нтр.хоз Нтр.пож), выполняется обычное подключение к городской магистрали без повысительных насосов от двух точек.

Водоотведение и водоснабжение города и предприятия работают без участия промежуточного оборудования

• Если городское хозяйство водоснабжение питьевое обеспечивает в полном объеме, но напора в сети недостаточно для тушения пожаров на предприятии (Нтр.хоз Нг Заключение

Посмотрев видео в этой статье, вы узнаете ещё много интересного о снабжении водой крупных населенных пунктов. Все о водоснабжении городов в одной публикации описать сложно, но на нашем сайте вы найдете и другие интересные материалы на эту тему.

Источник

Водоснабжение населённых мест: источники воды и схемы её подачи

Водоразборная колонка на поселковой улице

Возможно, на необъятных просторах страны и есть ещё населенные пункты, где люди ходят по воду с коромыслом, но это уже нонсенс. Так или иначе, но вода подаётся – если не в дом, то, как на фото, на уличные колонки.

Как и по каким схемам организуется водоснабжение и водоотведение населенных мест, существуют ли при этом какие-то лимиты, и как соблюдается санитарная гигиена? Об этом и многом другом мы и поговорим в данной публикации.

Что понимают под схемой водоснабжения

Обеспечение водоснабжением населения является приоритетной задачей, которая решается путём реализации тех или иных схем. Если говорить об их визуальном воплощении, то это — генплан того или иного объекта или населённого пункта, на который нанесены все проектируемые водопроводные сооружения.

Графического отображение систем водоснабжения и водоотведения населенных мест выглядит примерно так

Разрабатываются схемы на основании генерального плана города, посёлка или промпредприятия. При этом учитывается первоочередная необходимость на первую десятилетку, и более долгосрочная (до 25лет) перспектива.

Факторы, влияющие на схему

В каждом конкретном случае схема составляется индивидуально.

При этом решающее значение имеют следующие факторы:

1. Вид источника, который будет обеспечивать питьевое водоснабжение населения – его вид (наземный, подземный), мощность, местоположение, местный рельеф.

1. Качество воды, добываемой для хозяйственно питьевого водоснабжения населения, а так же кратность её использования, когда речь идёт о промышленном предприятии.

Качество воды имеет решающее значение

Любая схема состоит из определённого набора сооружений, с помощью которых вода транспортируется от источника до потребителя.

Как правило, это:

№	Вид сооружения	Пояснение
1.	Так как источники воды бывают наземными и подземными, то и водоприёмные сооружения по своей структуре разные. На картинке показан первый вариант, который располагается на берегу реки или водохранилища. Во втором случае это будет артезианская скважина.
2.	Сооружение для подъёма воды	Это насосная станция, подающая воду от приёмного сооружения на станцию очистки и водоподготовки (первого подъёма). Станция второго подъёма, подающая уже подготовленную воду к потребителям.
3.	Станция очистки (подготовки) воды	Такое сооружение представляет собой целую промышленную площадку, на которой вода доводится до определённого качества, отвечающего требованиям СанПиН. В числе технологических операций: Отстаивание. На этом этапе вода очищается от примесей наиболее крупной фракции – ила, песка. Фильтрование. Это доочистка воды от загрязнений, которые невозможно удалить с помощью отстаивания. Обеззараживание. Гигиена воды и водоснабжения населенных мест является одной из наиболее важных задач, так как в ней могут содержаться болезнетворные микробы. Чаще для их устранения применяется хлорирование, но могут использоваться и такие способы, как обработка ультрафиолетом или озонирование.
4.	Это крупные резервуары или башни, главная задача которых – накопление запаса воды и регулирование её напора.
5.		Вода транспортируется от одного сооружения к другому посредством труб, которые и образуют цельную сеть.

Особенности водопользования

Питьевая вода и водоснабжение населенных пунктов – тема очень многогранная. Да и услуги с этим связанные, отнюдь не бесплатные. Население платит за воду, но есть и такие потребители, которым приходится платить налог на водопользование.

Кто и за что платит

Налогом облагаются такие категории потребителей:

1. Организации или ИП, отбирающие воду для обеспечения населения;
2. Сельскохозяйственные предприятия;
3. Когда вода используется для получения электроэнергии или на производстве;
4. При сплаве леса по реке;
5. Для добычи полезных ископаемых;
6. Строительные организации, кроме тех, которые занимаются возведением объектов для улучшения качества воды или защиты окружающей среды от её воздействия;
7. Юридические и физические лица, использующие водные ресурсы для особых целей (например, для разведения рыбы или выращивания культур). Эти цели определены законодательно.

На заметку: Потребители, приравненные к населению, водоснабжение которых осуществляется исключительно для обеспечения собственных хозяйственно-бытовых нужд, платят только за воду, а не облагаются налогом.

Исчисляется налог от объёма забранной воды, которая подтверждается документально. Но это, только в определённых случаях и по усмотрению представителя налогового органа — так сказать, для дополнительного подтверждения.

А вообще, для более достоверного определения объёмов воды, ещё при выдаче лицензий утверждаются поквартальные или годовые лимиты на водоснабжение населения и другие виды деятельности.

Структура системы в зависимости от расхода воды и вида источника

Прежде чем говорить про водоснабжение населения и качество воды, заметим, что очень важно организовать работу системы так, чтобы обеспечить в ней стабильное давление. А это нелегко, так как в течение суток — что в населённых пунктах, что на предприятиях, вода потребляется неравномерно.

• Естественно, ночью всегда меньше, чем днём. На предприятии пик отбора приходится на середину смены, в конце которой он падает практически до нуля.
• Поэтому очень важно спроектировать сооружения так, чтобы они могли работать равномерно, не страдая от постоянных перепадов давления.
• Вот для этого и существуют насосные станции второго подъёма, которые, осуществляют подачу воды уже непосредственно к потребителю.
• Эти сооружения проектируют с учётом особенностей водопотребления. То есть в определённые часы потребителю подаётся столько воды, сколько он может в это время израсходовать.

Обратите внимание! При этом важно, чтобы проектная производительность станции первого подъёма превышала минимум, но была меньше максимума производительности станции второго подъёма.

Что влияет на состав системы

В часы снижения потребления воды, станция II подъёма работает на минимальной производительности. А её излишки, поступающие со станции водоподготовки, просто накапливаются в ёмкостях для накопления чистой воды.

• Этот запас расходуется в моменты максимального водопотребления, а так же при необходимости для нужд пожаротушения. Так что, значение накопительных резервуаров (водонапорных башен) в системах водоснабжения трудно переоценить.
• Они представляют собой утеплённые ёмкости, установленные высоко над землёй на опорных конструкциях (стволах). Конкретная высота определяется с учётом необходимости создания в подающем трубопроводе определённого напора.

Креатив не чужд проектировщикам и строителям – башня, как архитектурное украшение местности

• Заметим, что описанный нами состав водоснабжающей системы является некой усреднённой моделью, наиболее часто встречающейся. Но это не значит, что все схемы одинаковы: в определённых ситуациях в некоторых сооружениях вообще отпадает необходимость, а иногда они просто совмещаются.
• Взять, например, вариант, где вода берётся из подземного источника. Здесь в качестве водоприёмного сооружения используется трубчатый колодец (скважина). В ней размещается погружной насос, поэтому фактически водоприёмник получается совмещённым со станцией первого подъёма.
• Очистных сооружений здесь может и вообще не быть, так как артезианская вода очень чистая, и практически не нуждается в водоподготовке. Единственно, она может быть сильно обогащена железом, поэтому в таких системах нередко присутствуют станции обезжелезивания.

Станция по очистке воды от железа

Как обеспечивается стабильность подачи воды и её качество

Чтобы обеспечить надёжность работы систем, в них может быть предусмотрено два и даже больше сооружений одного типа, позволяющих расположить в них резервное оборудование. Ведь не должно же предприятие остаться без воды из-за банальной поломки насоса — а тем более, отключение от водоснабжения населения не может осуществляться на то время, что бывает необходимо для ремонта!

Однако на схемах водоснабжения отображаются только основные сооружения, между которыми располагаются устройства распределения, камеры переключения. С помощью них можно перейти, допустим, с основного оборудования на резервное, или с одного резервуара на другой.

В составе сети трубопроводов присутствуют так же технологические колодцы: смотровые, в которых установлены задвижки, отсекающие при необходимости отдельные участки; водоразборные колонки; пожарные гидранты.

Правила водоснабжения населения гласят, что положение водозабора на местности определяется из соображений получения наиболее качественной воды.

Столь чистый поверхностный источник можно найти только где-нибудь высоко в горах

• Чаще всего, это касается поверхностных источников. Поэтому водоприёмники располагают по течению реки выше возможных мест загрязнения: промышленных, животноводческих и сельскохозяйственных предприятий, населяемых мест.
• Что касается подземных водозаборов, то они могут располагаться где угодно – хоть прямо внутри объекта. В этом случае, главный фактор, позволяющий получить хорошую воду – это её добыча из глубоко залегающих водоносных пластов. Чем глубже находится вода в недрах земли, тем она чище, так как все загрязнения идут исключительно с поверхности.
• Место положения очистных сооружений никак не влияет на качество воды в системе, поэтому они вполне могут быть расположены близко к водоприёмнику. В этом случае, станции первого и второго подъёма обычно совмещают, располагая их под одной крышей.

• Наша небольшая инструкция охватила далеко не всю, но основную часть информации, касающейся централизованного обеспечения населения питьевой водой. Эти схемы могут использоваться как в городских сетях, так и для устройства промышленных водопроводов.
• Однако в последних, в виду технологии некоторых производств, есть и свои, присущие только им особенности. Связаны они с многократным (оборотным) использованием воды, чего не бывает в системах бытового назначения.
• Поэтому очевидно, что наиболее важнейшим этапом, позволяющим подобрать оптимальную схему и учесть все потребности объекта, является проектирование. Только в этом случае потребитель получит воду нужного качества и в требуемом количестве по самой минимальной себестоимости.

В завершение нашей публикации, предлагаем к просмотру видео в этой статье по теме: «Нормы водоснабжения для населения».

Источник