Основні види споживання води Об`єкти водопостачання

Основні види споживання води. об`єкти водопостачання

Розміри і потужності окремих елементів інженерних систем водопостачання встановлюють виходячи із заданих навантажень для цих елементів (або передбачуваних навантажень в процесі їх експлуатації). Навантаження представляють собою розрахункові кількості води, які ці елементи повинні подавати або транспортувати в одиницю часу, акумулювати або зберігати. Основою для визначення навантажень служать задані кількості споживаної води, режим її споживання, а також необхідні і допустимі значення тисків у водопровідній мережі.

Розрізняють такі основні види (категорії) споживання води:

1) на господарсько-питні потреби населення;

2) на виробничі потреби промислових підприємств;

3) на поливання і миття територій населених пунктів (вулиць, площ), поливання зелених насаджень, роботу фонтанів і т. П. *;

4) на гасіння пожеж.

* Полив сільськогосподарських полів в задачу систем водопостачання не входить і здійснюється системами зрошення.

Перші три категорії передбачають безперервну, хоча і змінюється в часі, подачу води, четверта категорія передбачає епізодичну подачу води (при виникненні пожеж), що здійснюється за рахунок наявних резервних ємностей. Необхідність подачі води для потреб пожежогасіння слід враховувати при проектуванні і монтажу водопроводу.

Система водопостачання повинна задовольняти потреби всього об`єкта, який вона обслуговує. Більшість об`єктів водопостачання являє собою комплекс споживачів води різних категорій.

Найбільш характерними об`єктами водопостачання є:

1) населені пункти (міста і селища різного типу);

2) промислові підприємства або групи підприємств (промислові комплекси), розташовані поза містом;

3) сільськогосподарські об`єкти (сільськогосподарські підприємства, селища, пасовища і т. П.).

Всі ці об`єкти водопостачання вимагають подачі різних кількостей води для перерахованих категорій водоспоживання.

Місто як комплексний об`єкт водопостачання

Всі населені пункти і особливо великі міста представляють собою досить складні комплекси різноманітних споживачів води.

Витрачання води на господарсько-питні потреби населення є основною категорією водоспоживання в місті. Кількість води, що витрачається залежить від ступеня санітарно-технічного благоустрою районів житлової забудови і від кліматичних умов.

Аналіз фактичних витрат води по цій категорії водоспоживання на одного жителя для різних умов дає заснований і для складання норм господарсько-питного водоспоживання (табл. 1.1). Ці норми, періодично переглядатися, включені в главу СНиП-31-74 «Водопостачання. Зовнішні мережі та споруди ». Їх слід використовувати при складанні проектів міських водопроводів для визначення розрахункових обсягів споживання води на господарсько-питні потреби.

Таблиця 1.1

Наведені в табл. 1.1 норми включають витрати води на господарсько-питні та побутові потреби в житлових і громадських будівлях, в тому числі на підприємствах комунально-побутового обслуговування населення.

Вибір норм водоспоживання в межах, зазначених у табл. 1.1, слід проводити з урахуванням природно-кліматичних умов, потужності джерела водопостачання, ступеня благоустрою, поверховості забудови, укладу життя населення та інших місцевих умов.

Кількість води на потреби місцевої промисловості, яка обслуговує населення, і невраховані витрати допускається приймати в розмірі 5-10% сумарної витрати води на господарсько-питні потреби населеного пункту.

Слід мати на увазі, що при централізованій системі гарячого водопостачання з безпосереднім відбором води з теплових мереж до 40% загальної витрати води подається споживачам з мереж теплопостачання.

Знаючи число жітелейв окремих районах міста з різним ступенем санітарно-технічного благоустрою жител, можна визначити середній за рік добова витрата води на господарсько-питні потреби міста в цілому:

Для правильного розрахунку систем водопостачання вельми важливо враховувати неминучі зміни і коливання в часі прийнятих значень розрахункових обсягів водоспоживання. Такі зміни відбуваються в результаті постійної зміни (збільшення) повної витрати води містом протягом періоду роботи системи водопостачання до її реконструкції (розширення) і пуску в експлуатацію нових водопровідних споруд. За розглянутий період t, років, річна витрата води і відповідно середній за рік добова витрата води Q будуть змінюватися як внаслідок збільшення числа жителів N, так і (досить часто) внаслідок підвищення ступеня благоустрою районів житлової забудови (т. Е. Зміни величини q) . Таким чином, повний розрахунковий витрата води повинен бути визначений відповідно до намічених (в даному місті) зростанням населення (величини) і підвищенням рівня санітарно-технічного обладнання жител.

Рис.1.1.

Розрахунковий термін t з моменту пуску нових споруд (на рис. 1.1) до чергового розширення або реконструкції водопроводу (на рис. 1.1) визначають виходячи з граничної пропускної здатності проектованих водопровідних спорудженні (ламана лінія 1 на рис. 1.1) і намічених (передбачуваних) темпів зростання водоспоживання (крива 2).

У межах кожного року відбуваються циклічні коливання добової витрати води на господарсько-питні потреби: сезонні, пов`язані зі змінами температури, вологості в окремі сезони року, а також тижневі, що обумовлюються особливостями водоспоживання в окремі дні тижня (святкові, передсвяткові, будні і т. П .). Спостереження, проведені протягом ряду років за змінами добового водоспоживання в різних умовах, дозволяють визначити деякі чисельні осредненние «коефіцієнти нерівномірності» добової витрати (т. Е. Ставлення найбільшого або найменшого добової витрати до середнього), на підставі яких приймаються нормативні коефіцієнти. В СНиП II-31-74 дані наступні значення коефіцієнтів нерівномірності найбільшого і найменшого добової витрати:. . Таким чином, найбільший і найменший (за рік) розрахункові добові витрати складають відповідно:

Найбільший (розрахунковий) добова витрата є основою для розрахунку більшості споруд систем водопостачання і, зокрема, для розрахунку систем подачі і розподілу води.

Витрачання води на виробничі та побутові потреби промислових підприємств, розташованих на території міста або в безпосередній близькості до його кордонів, становить наступну категорію водоспоживання в місті.

Витрата води на потреби виробництва, як правило, задається технологами підприємства. Проте проектувальники міського водопроводу і працівники виробничих підприємств водопровідно-каналізаційного господарства міста з метою раціонального використання води питної якості повинні вимагати від підприємств, які бажають користуватися водою з міського водопроводу, вжити всі заходи щодо економії води, зокрема, введення на підприємствах оборотного водопостачання і послідовного використання води.

Обсяги споживання води на потреби виробництва можуть постійно зростати протягом розрахункового періоду роботи водопроводу до його реконструкції. Це зростання пов`язане з розширенням підприємств і, отже, розрахункові витрати води на останній рік розрахункового періоду визначаються планами розвитку підприємств на цей термін.

Багато технологічних процесів промислових підприємств зумовлюють постійний протягом року обсяг водоспоживання. Іноді обсяги водоспоживання змінюються по сезонах року. Так, на підприємствах, які використовують воду для охолодження апаратури, середовищ, виробів або конденсації пари (теплосилові електростанції), витрата води залежить від її температури (охолоджувального ефекту) і тому в холодні сезони року він менше, ніж в теплі.

Згідно з існуючими нормами, витрата води на господарсько-питні потреби робітників під час їх перебування на виробництві враховується додатково до тих господарсько-питним витрат, які їм покладаються як жителям міста або робітничого селища. Ці додаткові витрати складають на одного робітника в зміну в цехах із значним виділенням тепла 45 л, а в інших цехах 25 л *. Крім того, на виробництвах, пов`язаних із забрудненням тіла або потребують особливого санітарного режиму, повинен бути передбачений витрата води в душових з розрахунку 500 л / год на одну душову сітку протягом 45 хв **. Для зазначених потреб потрібне використання води питної якості, тому вона зазвичай забирається з мережі міського водопроводу.

* З коефіцієнтом годинної нерівномірності відповідно 2,5 і 3.

** За нормами одна душова сітка встановлюється на 15 7 або 5 робочих залежно від ступеня забруднення, обумовленого характером виробництва.

Витрачання води на поливання вулиць і зелених насаджень. Розрахункові витрати води на ці потреби залежать від розмірів поливаються площ і «питомої норми» витрати води на одиницю площі. СНиП II-31-74 передбачені наступні питомі норми витрат води, л / м 2:

Число полівок на добу встановлюють залежно від кліматичних умов.

При відсутності даних про площі поливання допускається приймати орієнтовно витрата води на поливання від 50 до 90 л / сут на одного жителя в залежності від природно-кліматичних умов, потужності джерела водопостачання, від ступеня благоустрою населених пунктів та інших місцевих умов.

Витрата води на поливання схильний до сезонних коливань. Найбільша витрата відповідає найбільш теплим і сухим періодами року.

Площа поливання можна визначати безпосередньо за планом міста (на розрахунковий рік його розвитку). Для наближених розрахунків площа вулиць, проїздів і площ можна визначати орієнтовно відповідно до норм планування та забудови населених пунктів.

Потреба у воді на поливання вулиць і зелених насаджень задовольняють різними шляхами в залежності від техніки поливання. В даний час поливання вулиць здійснюють частково поливальними машинами і частково вручну (за допомогою рукавів, що приєднуються до відгалуженням внутрішніх водопроводів). Поливальні машини можуть набирати воду в свої цистерни з мережі міського водопроводу через спеціальні крани (колонки) або з різних водойм, розташованих на території міста, а також з природних водойм. В останньому випадку витрати на поливання не повинні забезпечуватися міським водогоном і їх не включають в його розрахункові витрати. Якщо використовуються штучні водойми поповнюються в результаті акумулювання атмосферних опадів, то забирається з них для поливання кількість води також не включають в розрахункові витрати водопроводу.

У розрахункова витрата води на поливання включають витрати, які забираються через відгалуження від внутрішніх водопроводів, і витрати, що відбираються поливальними машинами через спеціальні колонки з міського водопроводу або з ємностей (спеціальних або загальноміських), що поповнюються з водопровідної мережі.

Певний розрахунком добовий витрата на поливання (для теплих і сухих сезонів) слід включати в максимальний добовий витрата міського водопроводу.

Витрачання води на гасіння пожеж. Як вже було зазначено, цей вид водоспоживання носить специфічний характер, оскільки є епізодичним і викликається випадковими подіями. Система водопостачання повинна забезпечити можливість подачі необхідних кількостей води до місця пожежі в будь-який момент.

Таблиця 1.2.

При розрахунках систем водопостачання необхідно знати розрахунковий пожежний витрата, т. Е. Кількість води, яка подається в одиницю часу для потреб пожежогасіння, і загальний запас води, необхідний для гасіння пожежі.

Згідно СНиП II-31-74, витрата води на гасіння однієї пожежі в містах та селищах визначається в залежності від числа жителів і характеру забудови (табл. 1.2).

Наведені в табл. 1.2 дані дозволяють визначити загальний витрата, який необхідно подавати на потреби пожежогасіння (при виникненні пожеж).

В СНиП вказана розрахункова тривалість гасіння пожежі 3 ч. Відповідно до цього може бути визначено загальну кількість води, що витрачається на гасіння одного або декількох одночасних пожеж.

Витрата води для пожежогасіння на промислових підприємствах визначається в залежності від характеру виробництва і ступеня вогнестійкості виробничих будівель. При ширині виробничих будівель до 60 м слід користуватися даними табл. 1.3, для будівель шириною 60 м і більше - даними табл. 1.4.

Розрахункове число одночасних пожеж для об`єднаних протипожежних водопроводів населеного пункту і декількох розташованих в ньому промислових підприємств визначається за погодженням з органами пожежного нагляду.

У водопроводах населених пунктів в мережу може подаватися тільки вода питної якості, тому зазвичай повинен бути передбачений (і постійно забезпечений) запас води в резервуарах чистої води при очисних станціях, звідки її забирають під час пожежі Насосами і подають в мережу. При проектуванні цих резервуарів передбачають додатковий обсяг для пожежного запасу води. В результаті пожежний витрата не відбивається безпосередньо на роботі очисних і водозабірних споруд міського водопроводу.

Таблиця 1.3.

В окремих випадках зберігання пожежного запасу води здійснюється в напірних регулюють резервуарах, звідки вона може подаватися самопливом (за умови недоторканності пожежного запасу при звичайному водоспоживання).

Нормами передбачаються необхідні терміни поповнення витраченого пожежного запасу: 24 ч - в населених пунктах і на промислових підприємствах з виробництвами, віднесеними за пожежною небезпекою до категорій А, Б і В-і 36 ч - на промислових підприємствах з виробництвами, віднесеними за пожежною небезпекою до категорій Г і Д.

Для розрахунку систем подачі води на випадок пожежі нормами передбачається його можливість в години найбільшого водоспоживання.

Необхідність подачі пожежного витрати повинна бути врахована при проектуванні насосних станцій II і наступних підйомів. Водопровідна мережа повинна бути перевірена на пропуск пожежного витрати.

При звичайно застосовуваних системах пожежогасіння низького тиску вода відбирається з мережі спеціальним пожежним насосом. При цьому в мережі повинен бути забезпечений натиск не менше 10 м.

Таблиця 1.4.

Забезпечення потреб міста у воді і визначення сумарних розрахункових добових витрат води.

Після визначення добових витрат за окремими категоріями водоспоживання має бути прийнято обґрунтоване рішення про доцільність подачі води єдиною системою або пристрою на території міста кількох систем водопостачання.

Досвід і техніко-економічний аналіз показують, що в більшості випадків на території міста доцільно пристрій єдиної системи подачі води на господарсько-питні потреби населення (в житлових і громадських будівлях) - на господарсько-питні та санітарні потреби робітників під час їх перебування на производстве- на технологічні потреби виробництва, що вимагає води питної якості-на технологічні потреби дрібних підприємств і майстерень, розосереджених по території міста, незалежно від їх вимог до якості води-на ушкуваннЯ пожеж в місті. Часто ця ж система подає воду на поливання вулиць і насаджень і на неї покладається завдання подачі води для гасіння пожеж на промислових підприємствах, розташованих на території міста. Іноді в місті влаштовують самостійну систему поливального водопроводу.

Вода на технологічні потреби промислових підприємств, що знаходяться в місті, може забиратися як з міського водопроводу, так і з природних джерел - в залежності від кількості споживаної «виробничої» води і вимог до її якості

Підприємства окремих «Водообільность» галузей промисловості і енергогосподарства (теплові електростанції, металургійні, нафтопереробні та інші підприємства) споживають досить велику кількість води (в основному для цілей охолодження), не пред`являючи високі вимоги до її якості. Часто для цих цілей може бути використана вода природних (в основному поверхневих) джерел без спеціального очищення. Для подібних підприємств (або груп підприємств) економічно доцільно влаштовувати самостійні системи виробничого водопостачання, не пов`язані з міським водогоном.

При влаштуванні на підприємствах систем оборотного виробничого водопостачання може виявитися рентабельною подача їм з міського водопроводу «свіжої» води для заповнення втрат в оборотних циклах (складових 3-5% кількості оборотної води).

Вибір оптимального рішення здійснюється шляхом техніко-економічного порівняння можливих варіантів. Безумовно доцільна подача води з міського водопроводу на виробничі потреби тих підприємств, яким потрібна вода питної якості. Зазвичай з міського водопроводу доводиться також подавати воду численним дрібним виробничим підприємствам, майстерням.

Для подачі води на технологічні (виробничі) потреби всіх великих і середніх промислових підприємств доцільно влаштовувати самостійні системи виробничого водопостачання (з природних джерел) - окремо для кожного підприємства чи групові.

При значній відстані придатних для використання природних джерел від міста іноді здійснюють подачу неочищеної води від джерела до території міста, потім частина води необхідно чистити і подають в мережу міського водопроводу, а решту воду використовують без очищення на промислових підприємствах.

Зазначені рішення дозволяють визначити сумарні розрахункові добові витрати води для системи.

Повний максимальний добовий витрата включає:

а) добова витрата води на господарсько-питні потреби населення в добу найбільшого водоспоживання

б) витрата води на господарсько-питні потреби робітників під час їх перебування на виробництві (він передбачається незмінним протягом року);

в) витрата води на виробничі потреби підприємств (для сезону найбільшого споживання води);

г) поливальний витрата (якщо поливання здійснюється з мережі міського водопроводу).

Повний мінімальний добовий витрата включає:

а) добова витрата води на господарсько-питні потреби на селища в добу найменшого водоспоживання;

б) витрата води на питні потреби робітників на виробництві;

в) витрата води на виробничі потреби підприємств (для сезону найменшого споживання води).

Середній добовий витрата включає:

а) витрата води на господарсько-питні потреби Q;

б) середній за рік добова витрата води на потреби підприємств, постачає водою з міської мережі;

в) поливальний витрата - з урахуванням місцевих кліматичних умов.