СП 32.13330.2012 «СНиП 2.04.03—85. Канализация. Наружные сети и сооружения». Актуализированная редакция. М., 2012. С.92. 5 страница

Не вся вода, выпавшая на землю в виде осадков, уносится реками в моря. Часть её снова испаряется, а часть просачивается сквозь почву. Достигая водонепроницаемого слоя (например, слоя глины, гранита, мрамора), она течёт по его скату. Некоторая часть подземных вод снова быстро находит выход к поверхности земли; тогда появляются холодные ключи. Их воды, вливаясь в ручьи и реки, заново начинают свой путь по земле, а испаряясь — в атмосфере. Другая же часть просочившихся сквозь почву вод проникает по трещинам пород всё глубже и глубже в недра земли. Достигнув слоев с высокой температурой, вода превращается в пар; пар поднимается вверх, снова сгущается в воду, чтобы опять начать свой подземный круговорот, или же выходит на поверхность в виде горячих источников.

Проследить весь путь, совершаемый водой в природе, трудно, во-первых, из-за его чрезвычайной сложности, а во-вторых, благодаря многообразию тех условий, в которых может находиться в природе вода. Если бы можно было последовать за частицей воды всюду, где она только бывает, то мы совершили бы одну из самых увлекательных экскурсий, какие только можно себе представить. И, выпивая стакан воды, мы с полным основанием можем думать, что эта вода в своё время могла блестеть в лучах зари на вершине Эльбруса, мчаться в струе горной речки, качаться в волне Чёрного моря, сверкать в радуге над Москвой, носиться с вьюгой над ледяными просторами Арктики или быть жадно впитанной из почвы корнями сибирской сосны.

Количество воды, участвующей в круговороте, общий контур которого мы только что наметили, поистине грандиозно. Достаточно сказать, что за один год в воздух поднимается около 400 тысяч кубических километров воды в виде пара. Мы уже знаем, что площадь суши почти в три раза меньше площади океана. Казалось бы, что и испарение воды с суши должно быть в несколько раз меньше, чем с поверхности водоёмов. Но если учесть, что вода испаряется и растительным покровом и что общая поверхность листьев в десятки раз превосходит площадь занимаемой растениями земли, то как будто очевидно, что суша должна испарять воды не меньше, чем водоёмы. В действительности же испарение с суши едва составляет одну пятую часть всей поступающей в атмосферу воды. Объясняется это тем, что испарение в водных бассейнах происходит не со спокойной, ровной поверхности; оно ускорено действием ветров, вызывающих образование волн и брызг.

Однако не вся вода одинаково интенсивно участвует в круговороте. Нижние холодные слои воды морей и океанов, представляющие собой спокойную массу, не принимают почти никакого участия в круговороте воды. На многие тысячелетия остаётся неподвижной и та часть воды, которая при формировании земной коры была включена как химическая составная часть в различные минералы или заполнила пустоты в горных породах. Эта вода освобождается лишь постепенно, благодаря геологическим изменениям и деятельности самого человека.

Изучением поверхностных и подземных вод занимается наука гидрология. Годовой сток рек и подземных вод составляет около 41000 км³, или 8% общего объема, совершающего круговорот на Земле. Этот объем составляет 36,4% от размера выпадающих осадков на поверхности суши.

По условиям залегания различают два основных типа подземных вод —безнапорные и напорные. Горизонты безнапорных вод не имеют сплошного непроницаемого покрытия. В таких горизонтах устанавливается свободный уровень воды, глубина которого соответствует поверхности водоносных пород. Воды первого от поверхности сплошного водоносного горизонта называются грунтовыми.

Напорные воды заключены между водонепроницаемыми слоями. Подземные слои породы часто залегают наклонно, что заставляет грунтовые воды медленно протекать подобно огромным рекам. Слои пористого материала, по которым они движутся, называются водоносными горизонтами. Напорные воды зачастую называют артезианскими, независимо от того, изливаются эти воды на поверхность или нет.

Вода, попадающая на землю в виде осадков, имеет два пути: профильтровываться через слой почвы в подземные воды, либо стекать по поверхности почвы в поверхностные водоемы (поверхностный сток). Под действием силы тяжести грунтовые воды могут двигаться по водоносному слою до тех пор, пока не выйдут на поверхность, образуя естественные родники. Все пруды, озера, ручьи, реки и другие водоемы под открытым небом называются поверхностными. Гидрометрическая служба занимается измерением уровней, скоростей, глубин и расходов воды (дебита) в межень, половодье, паводок. Например, река Дон имеет дебит в межень —300 —400м³/с, в паводок-до 1500 —2000м³/с.

Чтобы обеспечить более стабильное водоснабжение, строят плотины, создавая водохранилища, где вода удерживается в периоды повышенного стока и откуда она может быть спущена, когда её не хватает. Водохранилища аккумулируют сток половодий и паводков, при их помощи речной расход воды становится более равномерным как в течение года, так и от года к году. Полезный объём водохранилищ в СНГ составляет примерно 550км³, что позволяет регулировать около 10% речного стока. На Дону построены Цимлянское водохранилище и ГЭС. Положительные стороны создания водохранилищ: дешевая электроэнергия, большая масса воды, возможность обеспечения необходимых глубин и судоходства во все периоды. Отрицательные стороны: отбираются огромные площади пахотных земель и леса, меняется зачастую непредсказуемо климат, создание больших застойных зон с плохим качеством воды, зарастающей водной растительностью, плохое влияние на рыбное хозяйство, поверхностный сток с полей смывает удобрения и пестициды в водные объекты.

Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 куб. км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20 % ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2010 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшаются, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30-35 тыс. куб. км пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 куб. км очищенной сточной воды «портит» 10 куб. км речной воды, а неочищенной —в 3-5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но её качество резко падает, она становится не пригодной для потребления. Ухудшение качества исходного сырья системы водоснабжения —природной воды —происходит из-за возрастания антропогенной нагрузки на водные источники. В настоящее время суммарная масса загрязнителей гидросферы составляет 15 млрд т/год, среди которых поверхностно активные вещества составляют 2500 млн т/год, пестициды —1200 млн т/год, минеральные удобрения —80 млн т/год, тяжелые металлы —3 млн т/год. Большую опасность представляют патогенные микроорганизмы.

Человечеству необходимо изменить стратегию водопользования — изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную, а затем на «сухую» или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных сточных вод.

3.3. Вода и ее свойства

«Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы с ней сравниться по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Не только земная поверхность, но и глубокие — в масштабе биосферы — части планеты определяются, в самых существенных своих проявлениях, ее существованием и ее свойствами».

Академик В.И.Вернадский

 

Химический состав воды отвечает на вопрос, из чего состоит молекула воды. А как эта молекула устроена – никто не знал вплоть до августа 1933 года. Честь открытия строения молекулы воды, а на ее основе и структуры воды принадлежит двум английским ученым Дж.Берналу и Р.Фаулеру. Попытки представить воду как ассоциированную жидкость с плотной упаковкой молекул воды, подобно шарикам в какой-либо емкости, не соответствовали элементарным фактическим данным. В этом случае удельная плотность воды (удельный вес) должна была бы быть не 1 г/см³, а более 1,8 г/см³. Другое доказательство в пользу особой структуры молекулы воды состояло в том, что в отличие от других жидкостей вода —это было уже известно —обладает сильным электрическим моментом, составляющим ее дипольную структуру. Поэтому нельзя было представить наличие весьма сильного электрического момента молекулы воды в симметричной конструкции двух атомов водорода относительно атома кислорода, расположив все входящие в нее атомы по прямой линии, т.е. Н-О-Н.

Оказалось, что молекулы воды —самая маленькая из известных молекул — это шарик с двумя бугорками и с довольно упругой поверхностью, ограниченной электронным облаком. Это облако не однородно. В области “бугорков”, где расположены ядра водорода, выявлен недостаток электронной плотности, а в диаметрально противоположной стороне ближе к ядру кислорода — избыток электронной плотности. Указанная структурная особенность предопределяет полярность молекулы воды[45].

Используя новейшие достижения науки и исследовательской техники, выдающийся датский ученый Н.Бьеррум пришел к выводу о тетраэдрическом взаимном расположении положительных и отрицательных зарядов молекулы воды. Согласно Н.Бьерруму, если соединить прямыми линиями эпицентры положительных и отрицательных зарядов молекулы воды, то получается правильный тетраэд. Не трудно догадаться, что каждая молекула воды в кругу себе подобных должна как-то ориентироваться, притягиваясь разноименными и отталкиваясь одна от другой одноименными зарядами. Поэтому все молекулы Н₂О в воде взаимно ориентированы и образуют друг с другом особые, так называемые водородные связи.

Учение о водородных связях сыграло поистине революционную роль, в представлении о молекулярной структуре воды в жидком, твердом и газообразном состояниях. Что же собой представляют водородные связи? Какие их свойства? Как они образуются и разрушаются?

Когда лед тает и превращается в воду, происходит ослабление и деформация водородных связей, что делает жидкость более плотной, чем лед. При температуре + 3,98^оС наступает уникальное состояние воды, когда квазикристаллические ассоциации максимально уплотнены за счет некоторого заполнения пустот каркаса льда. По мере повышения температуры и увеличения энергии теплового движения молекул воды происходит постепенный распад ассоциативных образований и частичный разрыв водородных связей с нарастающим уменьшением времени. До 1932 года никто и понятия не имел, что в природе может быть еще и тяжелая вода, в состав которой могут входить тяжелые изотопы водорода — дейтерий и тритий пусть даже в мизерных количествах. Именно это обстоятельство и послужило причиной того, что эти элементы “прятались” от ученых, маскируясь под ошибки опытов и недостаточную точность измерений.

Тяжелый водород —дейтерий был открыт американским физико-химиком Гарольдом Юри (1893-1981) в 1931 году. Одному из своих помощников Г.Юри поручил выпарить шесть литров жидкого водорода и в последней фракции объемом 3 см3 спектральным анализом, так впервые был обнаружен тяжелый изотоп водорода, с атомной массой в два раза превышающей известный протий.

В природной воде содержание трития ничтожно — всего 10-18 атомных процента. И, тем не менее, он есть в той воде, которую мы пьем, и за долгие годы жизни он наносит существенный вред нашим генам, вызывая старение, болезни. Перспектива использования тяжелой воды для нужд человечества грандиозна. Тяжелая вода может стать неисчерпаемым источником энергии: 1 грамм дейтерия может дать энергии в 10 млн. раз больше, чем сгорание 1 грамма угля. А запасы дейтерия в Мировом океане составляют поистине колоссальную величину – около 10¹⁵ тонн!

Вода обладает рядом необычных —аномальных —свойств, которые не подчиняются законам физики и химии и благодаря которым возникла и существует жизнь на Земле. При отсутствии даже одного из аномальных свойств воды возникновение жизни и ее существование невозможно. Аномальность воды —такое же всеобщее свойство природы, как и материальное единство мира, как всеобщность действующих в нем сил. Вода эволюционирует. Эволюция воды во многом определяет эволюцию жизни и человеческого общества.

Коэффициент объемного расширения имеет отрицательные значения при температурах ниже 3,98°С, теплоемкость при плавлении возрастает почти вдвое, а в интервале 0-100°С почти не зависит от температуры - имеет минимум при 35°С. Все вещества (кроме висмута) по мере повышения температуры увеличивают свой объем и уменьшают плотность. На интервале от +4°С и выше вода увеличивает свой объем и уменьшает плотность, как и другие вещества, но начиная с +4°С и ниже, вплоть до точки замерзания воды, плотность ее вновь начинает падать, а объем расширяться, и в момент замерзания происходит скачок, объем воды расширяется на 1/11 от объема жидкой воды. Исключительное значение такой аномалии всем достаточно понятно. Если бы этой аномалии не было, лед не смог бы плавать, водоемы промерзали бы зимой до дна, что было бы катастрофой для всего живущего в воде. Впрочем, это свойство воды не всегда приятно для человека —замерзание воды в водопроводных трубах приводит к их разрыву.

Все термодинамические свойства воды заметно или резко отличаются от других веществ. Наиболее важная из них —удельная теплоемкость. Аномально высокая теплоемкость воды делает моря и океаны гигантским регулятором температуры нашей планеты, в результате чего не происходит резкого перепада температур зимой и летом, днем и ночью. Континенты, расположенные вблизи морей и океанов, обладают мягким климатом, где перепады температуры в различные времена года бывают незначительными.

Мощные атмосферные потоки, содержащие огромное количество теплоты, поглощенной в процессе парообразования, гигантские океанические течения играют исключительную роль в создании погоды на нашей планете.

При нагревании любого вещества теплоемкость неизменно повышается, но не воды. Вода – исключение: с повышением температуры изменение теплоемкости воды аномально: от 0 до 37°С она понижается и только от 37° до 100°С теплоемкость все время растет. В пределах температур, близких к 37°С, теплоемкость воды минимальна. А ведь эти температуры — область температур человеческого тела, область нашей жизни. Физика воды в области температур 35° — 41°С (пределы возможных, нормально протекающих физиологических процессов в организме человека) констатирует вероятность достижения уникального состояния воды, когда массы квазикристаллической и объемной воды равны друг другу и способность одной структуры переходить в другую их вариабельность — максимальная. Это замечательное свойство воды предопределяет равную вероятность течения обратимых и необратимых биохимических реакций в организме человека и обеспечивает “легкое управление” ими.

Следует упомянуть еще об одном удивительном свойстве воды — исключительно высоком поверхностном натяжении. Из всех известных жидкостей только ртуть имеет более высокое поверхностное натяжение. Это проявляется в том, что вода всегда стремиться сократить свою поверхность. Некомпенсированные межмолекулярные силы наружного (поверхностного) слоя воды, вызванные квантово-механическими причинами, создают внешнюю упругую пленку. Благодаря пленке многие предметы, будучи тяжелее воды, не погружаются в воду. Если, например, стальную иголку осторожно положить на поверхность воды, то иголка не тонет. А ведь удельный вес стали почти в восемь раз больше удельного веса воды! Всем известна форма капли воды. Высокое поверхностное натяжение позволяет воде иметь шарообразную форму при ее свободном падении.

Поверхностное натяжение и смачивание являются основой особого свойства воды и водных растворов, названного капиллярностью. Капиллярность имеет огромное значение для жизни растительного, животного мира, формирования структур природных минералов и плодородия земли. В каналах, которые во много раз уже человеческого волоса, вода приобретает удивительные свойства. Она становится более вязкой, уплотняется в 1,5 раза.

Ф.А. Летниковым и Т.В. Кащевой была открыта у воды «память», или, «закалка». Уже давно замечено изменение ряда свойств воды при воздействии на нее магнитного поля. Чем сильнее последнее, тем большие изменения происходят с водой.

Свойства воды меняются также под воздействием электрического поля. При этом интенсивность света в воде ослабевает, это связано с поглощением его лучей и, примерно на 15% изменяется скорость испарения воды.

Причиной аномальности капиллярной воды являются межмолекулярные взаимодействия, тайны которых еще далеко не раскрыты. Ученым и специалистам известна так называемая поровая вода. В виде тончайшей пленки она устилает поверхность пор микрополостей пород и минералов земной коры и других объектов живой и неживой природы. Связанная межмолекулярными силами с поверхностью других тел, эта вода, как и капиллярная вода, обладает особой структурой.

Основные физические свойства воды, законы равновесия и движения природной и сточной воды изучает специальная наука—гидравлика. Гидравлика является прикладной наукой, необходимой для выполнения инженерных расчетов при проектировании водопроводных и водоотводящих сетей, а также сооружений систем водоснабжения и водоотведения.

Вода в отличие от твердого тела характеризуется малыми силами межмолекулярного сцепления и поэтому легкоподвижны и могут двигаться как в поступательном, так и вращательном направлении. Вода обладает очень важным свойством – текучестью, может менять форму и перемещаться. Давление воды на дно и стенки различных резервуаров систем водоснабжения и водоотведения изучают в разделе гидравлики — гидростатика.

При движении воды происходит перемешивание отдельных частиц во всех направлениях с образованием касательных сил трения, на это тратится часть энергии движущегося потока. Законы движения воды рассматривает другой раздел гидравлики — гидродинамика. Основные параметры процесса движения воды – скорость и давление изменяются в потоке в пространстве и во времени. Потери энергии потока (давления) вызываются сопротивлениями двух видов:

-сопротивлениями по длине, обусловленными силами трения и зависящими от режимов движения жидкости и видом поверхности соприкосновения с ней;

-местными сопротивлениями, обусловленными изменением скорости потока по величине и направлению. Это происходит при изливе потока из трубы в резервуар, при истечении из различных отверстий, возникновении препятствий на пути движения жидкости —поворотов, новых присоединений труб.

Гидродинамика вводит понятие — напорный и безнапорный поток. Напорным называют поток жидкости, соприкасающийся по всему периметру с твердыми стенками. Примером напорного потока служит движение воды в водопроводных трубах. Безнапорным называют поток со свободной поверхностью. Примером безнапорного потока служит движение воды в реках, каналах и водоотводящих трубах. Такое движение называют самотечным.

Свойство воды оказывать сопротивление относительному движению частиц называют вязкостью. Вязкость воды при повышении давления снижается аномально быстро в области малых температур (что не характерно для других веществ); это играет большую роль в гидродинамике процессов в водных потоках и седиментации взвешенных веществ воды. Все аномальные явления обусловлены особенностями строения молекул воды и их способностью образовывать молекулярные агрегаты и ассоциированные молекулы.

Масса 1 мл очищенной речной воды принята за единицу массы и называется граммом. Температура замерзания при 760 мм рт.ст. —0°С; температура кипения—100°С.

С глубокой древности известна серебряная вода, еще 2,5 тыс. лет назад персидский царь Кир во время походов пользовался водой, сохраняемой в серебряных сосудах. В Индии обезвреживали воду, погружая в нее раскаленное серебро. Действительно, опыт тысячелетий показал, что вода, в течение некоторого времени находившаяся в серебряном сосуде, перелитая затем в бутыль и хранившаяся в течение года, не портилась.

Не менее любопытно влияние на живой организм талой воды. Ее активное биологическое воздействие впервые было обнаружено в Арктике, когда при таянии льда было замечено интенсивное развитие планктона. Вода тающего льда (и конечно снега) увеличивает в 1,5—2 раза урожайность сельскохозяйственных культур, прирост молодняка, оказывает омолаживающее действие на организм как животных, так и человека. В талой воде сохраняются очаги ледяных структур.

Из химических свойств воды особенно важны способность её молекул диссоциировать (распадаться) на ионы и способность воды растворять вещества разной химической природы. Роль воды как главного и универсального растворителя определяется, прежде всего, полярностью её молекул и, как следствие, её чрезвычайно высокой диэлектрической проницаемостью. Разноимённые электрические заряды, и в частности ионы, притягиваются друг к другу в воде в 80 раз слабее, чем притягивались бы в воздухе. Силы взаимного притяжения между молекулами или атомами погружённого в воду тела также слабее, чем в воздухе. Тепловому движению в этом случае легче разбить молекулы. Оттого и происходит растворение, в том числе многих труднорастворимых веществ. Общеизвестна исключительная способность воды растворять любые вещества. И здесь вода демонстрирует необычные для жидкости особенности. Это связано с тем, что ее диэлектрическая постоянная (или диэлектрическая проницаемость) очень велика и составляет 81, в то время как для других жидкостей она не превышает 10. Необходимо отметить, что из-за исключительной способности растворять все вещества вода никогда не бывает идеально чистой.

 

4. ВОДОСНАБЖЕНИЕ. НАРУЖНЫЕ СЕТИ И СООРУЖЕНИЯ

Немного истории

**Система водоснабжения Майя включала в себя подземные акведуки, которые защищали земли от наводнений и эрозии.

**На острове Самос в середине VI века до н.э. строителем Евполином был построен водопроводный тоннель длиной 1 км.

**Первый римский акведук, названный Аппиевым, был построен цензором Аппием Клавдием в 312 году до н. э. Каменный водопровод протяженностью 16 км доставлял воду из родников долины реки Анио. Собственно акведук не является изобретением римлян, заимствовавших идею подачи воды посредством подземных труб у восточных народов. В Ассирии VII века до н. э. ирригационная система близ Ниневии включала в себя плотину, водохранилища, канал и арочные мосты для транспортировки воды через ущелья. Первые такие системы, о которых дошли до нас сведения, возникли примерно 4000 лет назад. Археологи, проводившие раскопки на острове Крите в Средиземном море, обнаружили дворец той эпохи, в котором существовала водопроводная и канализационная системы. Система водоснабжения состояла из каналов, по которым текла вода. Она собиралась в этих каналах после дождей и таяния снега. Вода из каналов поступала в вертикальные скважины, а из скважин в ванные и туалетные комнаты. Сточные воды отводилась по трубам из терракота — разновидности обожженной глины. Эти трубы были так сделаны, что их легко было монтировать: обуженный конец одной трубы вставлялся в раструб следующей, а стыки обмазывали цементом. Ко II веку в Риме действовало 11 водопроводов, дававших в день примерно от 600 до 900 л на человека!

**В XVII в. были устроены напорные водопроводы для кремлевских дворцов в Москве. Вода из Москва-реки забиралась машиной на конской тяге и под напором подавалась в бак на башне, а оттуда по свинцовым трубам (свинец - причина раковых заболеваний) поступала во дворец. **Еще в XII в. русским жителями было известно, что мутная речная вода при питье причиняет «болесть и пакость во чреве», что свидетельствует о понимании необходимости очистки и обеззараживания природных (загрязненных) вод.

4.1. Системы и схемы водоснабжения

 

Во всем мире существуют разнообразные условия и возможности добычи воды в природе, ее очистки и доставки на объекты. Некоторые страны мира или отдельные районы могут испытывать дефицит питьевой воды. Качество добываемой воды также сильно варьирует. Тем не менее, в большинстве стран и населенных пунктов в мире водопотребление осуществляется посредством централизованных систем водоснабжения.

Под системой водоснабжения (или просто водоснабжением) подра­зумевают комплекс инженерных сооружений и установок, взаимосвязанных и предназначенных для забора воды, подъема и создания требуемого напора, очистки и подготовки, хранения и транспортировки к месту потребления.

Задача водоснабжения — это бесперебойное снабжение водой потребителей при условии наибольшего удобства, наименьшей ее стоимости, простоте и заданной надежности эксплуатации инженерных систем

Системы водоснабжения классифицируются по следующим признакам.

По роду обслуживаемых объектов —водоснабжение населенных мест (городское, поселковое), производственное или промышленное водо­снабжение, сельскохозяйственное, железнодорожное и т. д.

По назначению характеризует целевое назначение систем:

— хозяйственно-питьевые системы предназначены для удовлетворения питьевых, хозяйственных и бытовых потребностей людей в воде;

— производственные системы обеспечивают подачу воды на промышленные предприятия для технологических нужд;

— противопожарные системы подают воду для наружного пожаротушения;

— сельскохозяйственные системы снабжают водой сельскохозяйственные комплексы;

— объединенные системы совмещают несколько функций и могут быть хозяйственно-питьевыми — противопожарными, такие системы наружного водопровода характерны для городов и других видов поселений, производственно—противопожарными и др.

По роду водоисточников—системы из поверхностных и подземных источников.

Схемы водоснабжения выбирают, исходя из типа наружного водо­провода, назначения зданий и ряда других требований (технологических, санитарно-гигиенических, противопожарных), а также технико-экономических расчетов.

Система водоснабжения поселения объединяет следующие подсистемы:

— водозаборное сооружение, предназначенное для приема воды из источника водоснабжения;

— насосная станция первого подъема;

— станция очистки и обеззараживания воды, предназначенная для обеспечения требуемого качества воды;

— резервуары чистой воды, предназначенные для хранения воды;

— насосная станция второго подъема;

—водоводы и водопроводные распределительные сети,предназначенные для транспортировки воды по элементам системы водоснабжения и подачи ее потребителям;

— водонапорная башня, для обеспечения требуемого количества воды и напора в часы максимального водоразбора потребителями;

— внутренний водопровод зданий и сооружений.

На рис. 1 представлена общая схема водоснабжения населенного пункта из поверхностного источника.

Рис. 1. Схема системы водоснабжения из поверхностного источника: а – план; б – разрез;

1 – оголовок; 2 – самотечный трубопровод; 3 – береговой колодец, совмещенный с насосной станцией I подъема; 4 – станция очистки воды; 5 – резервуары чистой воды; 6 – насосная станция II подъема; 7 – водоводы; 8 – водонапорная башня; 9 – кольцевая водопроводная сеть

 

Системы водоснабжения выполняют свою задачу в том случае, если обеспечивают потребности поселения в воде, поэтому состав и технические характеристики системы водоснабжения определяются, в значительной мере, условиями водопотребления, которые характеризуются нормой водопотребления, расчетными расходами, режимом водопотребления и свободными напорами у потребителей.

Количество воды, подаваемое в населенный пункт, зависит от следующих обстоятельств: степени благоустройства населенного пункта или промышленного предприятия; степени санитарно-технического благоустройства отдельных зданий или объектов; климатических условий и сезона года. Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте определяется по нормам водопотребления. Наличие в городах кинотеатров, торговых центров, благоустроенных бань, парикмахерских, прачечных, плавательных бассейнов, катков и других общественных, коммунальных и спортивных сооружений, а также усовершенствованных дорожных покрытий и зеленых насаждений ведет к увеличению удельных норм водопотребления. Характер оборудования зданий санитарно-техническими приборами также оказывает существенное влияние на нормы водопотребления. В жилых районах из сети хозяйственно — питьевого водопровода используют воду для тушения пожаров.

Водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды ко всем точкам ее потребления с расчетным расходом и требуемым напором. Напор воды в водоснабжении принято измерять высотой столба воды над поверхностью земли, метр водяного столба (м вод. ст.), или сокращенно — м.

Требуемый напор воды для каждого здания - высота столба жидкости над поверхностью земли в точке подключения к уличной водопроводной сети с учетом всех потерь при доставке к диктующей точке и свободного напора при изливе.

4.2. Источники водоснабжения и водозаборные сооружения

Немного истории

**О китайских скважинах для добычи воды и соляных растворов, сообщает известный китайский философ Конфуций (около 6 века до н.э.). Скважины имели глубину до 100м и более , и бурились недалеко от Тибета. Некоторые скважины достигали 500м, отдельные даже 1242м. Скважины бурили только ударным способом. Буровой снаряд изготовляли из бамбука.

**Когда бурение скважин начало развиваться в Западной Европе, точно не установлено. Известно, что в 1126г. в провинции Артуа (Франция) была пробурена скважина на воду, вскрывшая напорные фонтанирующие воды. Отсюда и пошло название – артезианские скважины.