Склад систем водопостачання

До складу системи водопостачання входять такі гідротехнічні споруди: водозабірні споруди та насосні станції першого підйому, що подають воду до місць її очистки; водоочисні споруди; резервуари чистої води, водонапірні башти та резервуари; насосні стації другого та наступних підйомів, що подають воду в місто або на промислове підприємство; водоводи та водопровідні мережі.

Водозабірні споруди - це гідротехнічні споруди, які призначені для забору води із джерела водопостачання (ріки, озера, водосховища) для потреб водокористувача і грубої її очистки в основному від плаваючих предметів. Крім цього існують водозабори для потреб гідроенергетики, ірригаціїі т.ін. Вони повинні забезпечувати надходження до водоводу води:

- у заданій кількості;

- необхідної якості;

- у відповідності до графіку водокористування.

Споруди для забору води з поверхневих джерел класифікуються за типом джерела (річкові, водосховищні, озерні, морські та ін.). З річкових найбільш поширені – берегові, руслові, плавучі, ківшові. Крім того, вони можуть бути суміщені з насосними станціями першого підйому чи встановлені окремо від них.

Берегові водозабірні споруди, які застосовуються за відносно крутих берегів річки, являють собою бетонний чи залізобетонний колодязь великого діаметра, винесений передньою стінкою у річку. Вода надходить у нього через отвори, захищені гратами, а потім проходить через сітки, які забезпечують механічну очистку води.

Руслові водозабірні споруди застосовуються, як правило, за пологого берега, мають оголовок, винесений у русло річки. Конструкція оголовків є найрізноманітнішою. З оголовка вода подається по самопливних трубах до берегового колодязя; останній часто суміщається з насосною станцією першого підйому.

Плавучі водозабірні споруди – це понтон чи баржа, на яких встановлюються насоси, що забирають воду безпосередньо з річки. На берег вода подається по трубах (з рухливими стиками), які прокладено на з’єднувальному містку.

У ківшових водозабірних спорудах вода надходить з річки спочатку в розташований біля берега ківш (штучна затока), у кінці якого розміщується власне водозабірна споруда. Сам ківш використовується для осадження наносів, а також для боротьби з льодовими явищами – шугою, глибинним льодом.

Водозабір підземних вод – це гідротехнічна споруда для забору підземних вод і подачі їх у водопровідні та інші водогосподарські системи. Вибір ділянки для закладання водозабору підземних вод зумовлюється геолого-гідрологічними умовами району, відстанню від місця користування водою та ін. Експлуатація водозаборів здійснюється за допомогою каптажних пристроїв. Залежно від умов і призначення вони поділяються на вертикальні, горизонтальні та каптажі природних виходів – джерел.

Вертикальні водозабори споруджуються за наявності відносно глибокого залягання водоносних горизонтів, як безнапірних, так і напірних вод. Конструктивно вертикальні водозабори поділяються на свердловини (трубчасті колодязі) і шахтні колодязі. Свердловини є найбільш універсальним, технічно більш досконалим типом водозаборів і використовуються для централізованого водопостачання. Вони мають велику продуктивність і найбільш повно відповідають санітарним нормам вимогам. Глибина свердловин досягає 800 м, але більшість з них обладнується на глибину 100-300 м. Стінки свердловини укріплюють колонами обсадних труб, які входять одна в одну і в межах водоносного горизонту закінчуються фільтром з пористого бетону, кераміки, гравію, металевих сіток. Для підйому води зі свердловин використовують занурені насоси. Часто водозабірні свердловини обладнуються водонапірними вежами, які регулюють напір і витрату води у водопровідній мережі. Строк служби свердловин, як правило, становить 10-15 років, інколи до 30.

Насосні станції І, ІІ і інших підйомів служать для підйому води. Станція І підйому за звичай подає воду на очисні споруди, станція ІІ підйому – у водорегулюючий резервуар. Їх необхідність визначається рельєфом місцевості і протяжністю транспортування води. Вони обладнані насосами, як правило, з електричним приводом, регулюючою, попереджувальною та контрольно-вимірювальною апаратурою. Численні насосні станції мають телеуправління та повністю автоматизовані.

Водоочисні споруди служать для обробки природної води з метою забезпечення якості води, яка відповідає вимогам споживача. Якщо вода в джерелі задовольняє вимогам споживача, то необхідність в очисних спорудах відпадає.

Води поверхневих джерел, як правило, не відповідають вимогам господарсько-питного водокористування, тому що мають значну кольоровість, мутність, вміст бактерій. Тому перед подачею її користувачу її висвітлюють (вилучають зависі та колоідні домішки), усувають кольоровість та знезаражують (вивільняють від хвороботворних бактерій), пом’якшують і т.ін.

Очищена вода подається в резервуари чистої води і далі до об’єктів водопостачання по водоводам та розповсюджується оп території за допомогою водопровідної мережі.

Водоводи забезпечують транспортування води від резервуарів до міста, які за санітарними міркуваннями розташовані, як правило, на віддаленні одне від одного.

Водопровідна мережа – це сукупність водопровідних ліній (трубопроводів) для подачі води до місць водокористування, є основним елементом системи водопостачання.

Водопровідна мережа, що прокладається за межами споруд, називається зовнішньою. До лінії водопровідної мережі приєднуються так звані домові ответвления (труби), по яким вода подається в окремі спорудження.

В домах оболаднуються внутрішні водопровідні мережі.

Для її оболаднання використовують водопровідні труби. Вибір труб залежить від величини необхідного тиску у водопровідній мережі, характеру грунтів, способу прокладки та від економічних факторів. При підземній прокладці найбільш розповсюджені чавунні, асбоцементные та стальні труби, використовують також залізобетонні та пластмасові. Глибина укладки труб залежить від рівня промерзання грунту, температури води та режиму роботи (в Україні біля 1, 5-2 м). Максимальна глибина укладки труб обумовлена необхідністю збереження труб від руйнування в результаті транспортних навантажень.

Водопровідні мережі обладнують запірною арматурою – заслонками і вентилями для відключення окремих ділянок мережі, водорозбірним обладнанням, пожежними гідрантами, іноді – вуличними водорозбірними колонками. Гідранти і заслонки, як правило, встановлюються в спеціальних збірних або цегляних колодцах, перекритих металевими люками.

За технічними умовами тиск води в водопровідній мережі населених пунктів не повинний перевищувати 6 атм. Для подачі води в багатоповерхові дома додатково обладнують місцеві насосні станції.

Мережа може бути кільцевою (складається із окремих сусідніх замкнутих контурів-колець, які можно відключити у випадку аварії) і розгалуженою (тупиковою), в якій при аварії на будь-якій ділянці припиняється подача води у всі ділянки мережі, що знаходиться за пошкодженням. Тому розгалужені мережі можуть обладнуватися тільки в тих випадках, коли допустимі перерви у водокористуванні.

Ширина траси водопровідної мережі повинно бути не менш 40 м по обидві сторони від осі при прокладці водоводів по незабудованій території і 10 м - по забудованій.

У місцях вимушеного перетину водопровідної та каналізаційної мереж в населеному пункті водопровідна проектується вище за каналізаційну. Відстань між ними по вертикалі - не менш 0, 4 м.

При паралельній прокладці водопровідних труб на одному рівні з каналізаційними, відстань між трубопроводами повинна бути не менш 1, 5 м, якщо діаметр водопровідних труб не більш 200 мм і не менше 3 м, якщо діаметр водопровідних труб більше 200 мм.

При паралельній прокладці водопровідних труб нижче каналізаційних відстань між стінками трубопроводів у фільтруючих грунтах повинна бути не менш 5 м. Неможна допускати прокладку каналізаційних труб вище водопровідних у тих місцях, де можливі просідання і аварії водопровідних мереж при високому рівні грунтових вод, прокладки мереж по плавунам, в сейсмічних районах і ін.

Не допускається розташування вигрібних помойних ям і інших подібних об'єктів на відстані меншій за 20 м від водопровідних мереж.

Для регулюваня тиск і витрата води, створення її запасу і вирівнювання графіку роботи насосних станцій будують водонапірні башти і резервуари.

Водонапірна башта складається із бака для води, як правило, циліндричної форми і опорної конструкції (ствола). Регулююча роль водонапірної башти складається у тому, що під час зменшення водокористуання надлишок води, яка подається насосною станцією, накопичується в ній і витрачається під час підвищеного водокористування. Висота водонапірної башти (відстань від поверхні землі до низу бака), як правило, не перевищує 25 м, іноді 30 м; ємність бака – від декількох десятків кубометрів до некількох тисяч. Опорні конструкції виготовляють, в основному, із сталі, залізобетону, іноді із цегли, баки – переважно із залізобетону і сталі.

Водонапірний резервуар, на відміну від водонапірної башти, не має опорної конструкції (ствола), але встановлюється на підвищених місцях місцевості. іноді водонапірні резервуари служать для зберігання пожежного і аварійного запасу води. Зараз найбільш розповсюджені резервуари із залізобетону.

Місткість резервуарів повинна забезпечувати безперебійне водопостачання в години «пик», а також запас води на випадок аварії. Стінки і дно підземних резервуарів повинні бути водоупорними (залізобетоні, цеглові). Дно резервуару повинно знаходитися вище рівня грунтових вод При необхідності його знижають за допомогою дренажу.

Системи централізованого водопостачання населених пунктів за степенем надійності подачі води розділяють на три категорії в залежності від чисельності населення:

I — більше 50 тис. чоловік,

II —50—0, 5 тис. чоловік,

III — менше 0, 5 тис. чоловік.

Для I категорії допускається зниження подачі води до 30 % потрібної витрати тривалістю до 3 діб,

для II категорії — те ж тривалістю до 5 діб,

для III категорії— до 1 місяця (але повне припинення подачі до 1 доби).

Резервуари чистої води є запасними і регулюючими ємностями. Вони практично обов’язкові для будь-якої системи, бо забезпечують вимоги надійності водопостачання. Водонапірні башти служать регулюючими ємностями і для зберігання невеликого протипожежного запасу.