4.2.1. Водопостачання

Системи водопостачання населених пунктів передбачаються, як правило, централізовані.

Децентралізовані (місцеві) системи водопостачання можуть застосовуватись для окремих житлових будинків, або груп будинків та інших локальних споживачів.

Система водопостачання – це комплекс інженерних споруд, що призначені для забору води з джерела водопостачання, її очистки, зберігання і подачі до споживачів.

Системи водопостачання класифікуються за низкою ознак.

За видом об’єкту обслуговування системи водопостачання (СВ) поділяються на міські, селищні, промислові, сільськогосподарські, залізничні та інші.

За призначенням СВ поділяються на господарсько-питтєві для подачі води на господарські і життєві (питтєві) потреби населення і працівників підприємств; виробничі, що забезпечують водою промислові цехи; протипожежні, що забезпечують подачу води для гасіння пожежі.

За способом подачі води розрізняють самотічні водопроводи (гравітаційні) та водопроводи з механічною подачею води (насосами).

За видом природних джерел води є водопроводи, що забирають воду з поверхневих джерел – рік, водосховищ, озер, морів, і водопроводи, що забирають воду з підземних джерел. Мають місце водопроводи також змішаного живлення.

Залежно від наявності і розміщення джерел водопостачання, їх кількісних і якісних характеристик, розвитку промисловості застосовують такі системи водопостачання: об’єднанні, роздільні, напівроздільні.

Об’єднані системи – це загальні для міста і промисловості джерела водопостачання, насосні станції, водопроводи, очисні споруди, резервуари і мережі. Вони застосовуються у тих випадках, коли для промисловості потрібна технічні вода питтєвої якості і витрати її незначні (рис. 1а).

При роздільній системі водопостачання характерно те, що при одному джерелі організовуються різні пункти водозабору, або окремі джерела для населеного пункту і промисловості. Всі споруди і мережі роздільні (рис. 1б).

Умови застосування цієї системи: значна потреба технічної води нежиттєвої якості, або розміщення підприємства безпосередньо при джерелі водопостачання.

Рис. 1 Схема водопроводу

а – об’єднаного; б – роздільного; в – напівроздільного.

Напівроздільні системи – це загальні для міста і промисловості джерела водопостачання, водозабірні споруди, водоводи, або роздільні очисні споруди, резервуари і мережі (див. рис.1в).

Умови застосування системи: єдине віддалене джерело водопостачання, значне промислове водоспоживання.

За способом подачі води від джерела водопостачання до споживачів водопроводи можуть бути з механічним підйомом води і самотічні (рис. 2). При спорудженні самотічних водопроводів можливе гідроенергетичне використання надлишкових напорів.

Рис. 2. Схема самотічного водопроводу.

Система промислового водопостачання. Залежно від потужності джерела, висоти підйому води, технології виробництва і віддалі від джерела до промислового майданчика системи промислового водопостачання можуть бути прямотічні (рис. 3а) і зворотні (рис. 3б).

Рис. 3. Схеми промислового водопостачання

а– прямотічного; б – зворотного; 1 – добавка свіжої води;
2 – охолоджуючий прилад; 3 – насосна станція; 4 – споживач води;
5 – відстійник для очистки води.

Прямотічні система доцільна при розміщенні підприємства поблизу потужного джерела при невеликій висоті підйому води.

Зворотна система передбачає включення в оборот у першу чергу умовно чистих вод, що забезпечують охолоджувальний цикл. При дефіциті водних джерел або необхідності зберегти їх від забруднення в оборот можуть включитись забруднені води після їх відповідної очистки.

Вибір системи водопостачання проводиться шляхом техніко-економічного порівняння варіантів з врахуванням капітальних затрат і щорічної вартості експлуатації. Вибір варіанту оцінюється терміном окупності капіталовкладень, яка для водопроводу і каналізації не повинна перевищувати 5-7 років.

Схема водопостачання населених пунктів – залежить передусім від виду джерела водопостачання. Централізовані системи водопостачання включають такі інженерні споруди: водоприймачі для одержання води з природних джерел, водопідйомні, які подають воду на очисні споруди, до акумулюючих ємностей і споживачів; очисні башти і резервуари для запасів води; водоводи і мережі трубопроводів для транспортування води.

На рис. 4 зображені схеми водопостачання з відкритого і підземного джерел.

Забір води з відкритого джерела

1 – поверхневе джерело; 2 – береговий колодязь; 3 – насосна станція І підйому;

4 – очисні споруди; 5 – резервуар чистої води; 6 – насосна станція ІІ підйому;
7 – водоводи; 8 – водонапірна башта; 9 – населений пункт.

Забір води з підземного джерела

1 – артсвердловина; 2 – занурений насос; 3 – водоводи;
4 – водонапірна башта; 5 – населений пункт.

Рис. 4. Схеми водопостачання населеного пункту.

Водонапірна башта розміщається і споруджується на підвищеному місці і служить для створення запасів чистої води. В години максимальних витрат води споживачами, коли об’єми води, що подають насоси недостатні, використовується вода з водонапірної башти.

Якщо водонапірна башта розміщена на протилежному від насосної станції кінці міста, то вона називається контррезервуваром. При наявності поблизу населеного пункту місця значного природного підвищення замість водонапірної башти споруджують водонапірний наземний резервуар.

При використанні для джерела водопостачання підземних вод схема водопроводу значно спрощується. При цьому очисні споруди, як правило, не потрібні – підземні води часто не потребують очистки. В окремих випадках не споруджують резервуарів чистої води і насосних станцій ІІ підйому, бо вода може подаватися в мережу насосами, встановленими в бурових свердловинах.

Іноді населений пункт постачається водою з двох або більше джерел – водопостачання з двостороннім або багатостороннім живленням.

При розміщені джерела водопостачання на значній висоті відносно населеного пункту, коли можлива подача води з джерела без допомоги насосів – самотічно, то споруджується так званий гравітаційний водопровід.

Схеми просування водопровідних мереж. Для транспортування води під джерела до об’єктів водоспоживання служать водоводи. Їх укладають з двох або більше ниток паралельно між собою.

Для подачі води безпосередньо до місць споживання (житлових будинків, цехів промислових підприємств) служить водопровідна мережа.

При трасуванні ліній водопровідної мережі необхідно враховувати планування об’єкту водо­пос­тачання, розміщення окремих споживачів води, рельєф місцевості тощо.

За конфігурацією в плані розрізняють водопровідні мережі розгалужені або тупикові, і кільцеві абозамкнуті. Різновидністю їх може бути ком­бінована схема, яка по­єд­нує розгалужену і кіль­це­ву схеми і має місце в кон­кретних умовах (рис. 5).

Розгалужені водопровідні мережі виконують для невеликих об’єктів водопостачання, на яких допускаються перерви при забезпеченні водою. Такі мережі доцільні при зосередженому використанні води у віддалених одна від одної точках мережі.

Розгалужена мережа складається з окремих тупикових ліній, у кожну з яких вода поступає тільки з одної сторони.

Ця схема менш надійна у відношенні безперервності постачання споживачів водою, оскільки на час ліквідації аварії на одній ділянці магістралі транспортування води в наступні ділянку припиняється. За протяжністю і вартістю мережа цієї схеми дешевша, ніж кільцева, але діаметри труб більші. Будівництво тупикових мереж дозволяється на першу чергу будівництва з наступним її замиканням.

Кільцеві водопровідні мережі споруджують для потреби безперебійного водозабезпечення, що гарантує можливість двостороннього живлення водою споживача. Протяжність і вартість кільцевих мереж більші порівняно з тупиковими мережами.

Кільцева мережа складається з одного або декількох замкнутих контурів (кілець) залежно від розмірів населеного пункту і його архітектурно-планувального рішення.

Зважаючи на переваги кільцевої системи, вона застосовується для забезпечення господарсько-питтєвих, виробничих і протипожежних потреб, де необхідне безперебійне забезпечення водою.

У водопровідній мережі розрізняють магістральні (кільцеві) і розподільчі (другорядні) лінії.

Магістральні лінії в основному служать для транспортування транзитних мас води, а розподільчі – для подачі води з магістралей до споживачів.

Децентралізовані місцеві системи водопостачання застосовуються для окремо розташованих або групи будинків. Такі системи в основному використовують підземні води з подачею їх з шахтових або трубчастих колодців, що знаходяться недалеко від групи будівель.

На рис 6. зображена система місцевого водопостачання з відкритим во­донапірним баком і плаваючим насосом.

Ділянки для розміщення водозабірних споруд повинні знаходитись в благосприятливих у санітарному відношенні умовах, недалеко від дорожньої мережі, мати довкола вільну територію для організації зони санітарної охорони.

Для захисту джерел господарсько-питтєвого водопостачання від забруднень та заражень встановлюється три зони санітарної охорони:

1-й пояс – це зона строгого режиму, яка прийнята для артсвердловин – 30 м, від точок водозабору ґрунтових вод 50 м і від відкритих водоймищ радіусом 100-200 м.

У межах цієї зони забороняється будувати будівлі і споруди, які не відносяться до водопостачання. Зона огороджується і озеленюється. Постороннім особам вхід заборонено.

2-й пояс – це зона обмеження. В цій зоні не допускається влаштовувати звалище сміття і нечистот, забороняється купання, прогін, випасання і водопій худоби, а також розміщати кладовища та скотомогильники.

3-й пояс – це зона спостереження тільки для відкритих джерел радіусом 300-500 м. Межі цієї зони встановлюються Державними санітарно-епідеміологічними службами.