32. Водопроводная сеть и ее устройство. Причины загрязнения и инфицирования воды в водопроводной сети, меры предупреждения.
Водозаборные сооружения.
Водозаборные сооружения на реке следует возводить выше по течению от населенного пункта, который обслуживается водопроводом, а также от мест впадения в реку притоков и яров, сброса стоков. Водозаборы нужно оборудовать на стойком берегу при надлежащей и постоянной глубине воды возле него в русле. Чаще всего таким требованиям отвечают вогнутые берега, хотя они в отличие от выпуклых сильнее размываются, но значительно меньше заносятся песком, который ухудшает работу водозаборных сооружений. Места расположения водозаборов должны быть защищены от нагромождений льда во время ледохода. Нельзя располагать водозаборы в местах оползней, а также зимовки и нереста рыбы.
Водозаборные сооружения должны обеспечивать бесперебойную подачу воды и если можно улучшать ее качество. В зависимости от природных условий используют разные типы водоприемных сооружений.
По способу забора воды из источника различают береговые (забирают воду из русла реки возле берегов), русловые (забирают воду из русла реки на некотором расстоянии от берега) и инфильтрационные (забирают подрусловую воду) водозаборы.
Береговые водозаборные сооружения. Береговыми называют такие сооружения, которые берут воду из русла реки непосредственно возле берега на достаточной для нормальной работы водозаборного сооружения глубине.
Они могут иметь прямоугольную или круглую форму. Их продуктивность составляет от десятков литров до десятков и сотен кубических метров в 1 с.
Русловые водозаборные сооружения. При достаточной для водоприема глубине лишь на значительном расстоянии от берега и относительно пологом береге точку забора воды приходится выносить далеко в русло реки, устраивая там специальный водоприемный оголовок. От оголовка вода поступает (самотечными или сифонными линиями) в так называемый береговой колодец. Такой тип водоприемника называется русловым.
Водоприемные ковши и водоподводные каналы. Иногда для улучшения условий приема воду берут не прямо из русла реки, а из искусственно созданных заливов — ковшей (ковшовые водозаборы). Чаще всего их используют на реках, где есть опасность образования внутриглубинного льда или наблюдаются ледоходы. Также их применяют в том случае, когда необходимо уменьшить цветность и мутность воды на участке водозабора путем природного отстаивания. Ковш располагают под углом 45° относительно течения реки. Для этого выбирают грунт в русле реки и срезают берег. Стены ковша закрепляют железобетоном, в верхнем перекрытии оборудуют вентиляционные стояки. Вход в ковш со стороны реки защищают решеткой от попадания крупных предметов, льда и т. п. Акваторию ковша ограждают дамбой .
Водоподводный канал длиннее ковша. Его длину определяют на основании гидравлических расчетов.
Инфильтрационные водозаборные сооружения. Если речная вода очень загрязненная, используют водозаборы инфильтрационного типа, в которых воду фильтруют через грунт дна и берега реки, если русло реки образовано песчаными, песчано-гравелистыми или галечниковыми водоносными грунтами. Речная вода, фильтруясь, насыщает их, создавая своеобразный поток, направленный по течению реки. Его называют подрусловым, а воду — подрусловой.
Инфильтрационный колодец (рис. 2) представляет собой трубчатый колодец, размещенный на берегу реки. При откачивании из колодца небольшого количества воды в его фильтр будет поступать только грунтовая вода, которая питает реку. Если же отбор воды из колодца увеличить, то колодец будет питаться грунтовой и подрусловой водой со стороны реки. При дальнейшем увеличении отбора воды из колодца в него будет поступать преимущественно вода из подруслового потока и лишь незначительная часть грунтовой.
Рис. 2. Инфильтрационный колодец.
Водопроводная сеть и сооружения на ней.
Водопроводная сеть (распределительная система водопровода) представляет собой подземную систему труб, по которым вода под давлением (не менее 2,5—4 атм при пятиэтажной застройке), создаваемым насосной станцией II подъема, подается в населенный пункт и разводится на его территории. Она состоит из основных водоводов, по которым вода с водопроводной станции поступает в населенный пункт, и разветвленной сети труб, по которым вода подводится к водонапорным резервуарам, внешним водозаборным сооружениям (уличным колонкам, пожарным гидрантам), жилым и общественным зданиям. При этом основной водовод разветвляется на несколько магистральных, которые в свою очередь разветвляются на уличные, дворовые и домовые. Последние соединяются с системой труб внутреннего водопровода жилых и общественных зданий.
Рис. 3. Схема водопроводной сети:
А — тупиковая схема; Б — кольцевая схема; а — насосная станция; б — водопровод; в — водона порная башня; г — заселенные кварталы; д — разводящая сеть
По конфигурации водопроводная сеть может быть: 1) кольцевой; 2) тупиковой; 3) смешанной (рис. 3). Тупиковая сеть состоит из отдельных глухих линий, в которые вода поступает с одной стороны. При повреждении такой сети на каком-либо участке прекращается подача воды всем потребителям, которые подключены к линии, расположенной за точкой повреждения в направлении движения воды. В тупиковых концах распределительной сети вода может застаиваться, может появляться осадок, который служит благоприятной средой для размножения микроорганизмов. Тупиковую водопроводную сеть как исключение оборудуют на небольших поселковых и сельских водопроводах.
Наилучшей с гигиенической точки зрения является замкнутая водопроводная сеть, которая состоит из системы смежных замкнутых контуров, или колец. Повреждение на каком-либо участке не приводит к прекращению подачи воды, так как она может поступать по другим линиям.
Распределительная система водопровода должна обеспечить бесперебойную подачу воды во все точки ее потребления и предотвратить загрязнение воды на всем пути ее поступления от главных водопроводных сооружений до потребителей. Для этого водопроводная сеть должна быть водонепроницаемой. Загрязнение воды в водопроводной сети при централизованном водоснабжении вызывают: нарушение герметичности водопроводных труб, значительное снижение давления в водопроводной сети, что приводит к подсасыванию загрязнения в негерметичных участках, и наличие источника загрязнения вблизи участка нарушения герметичности водопроводных труб. Объединять сети хозяйственно-питьевого водопровода с сетями, подающими непитьевую воду (технический водопровод), недопустимо. Водопроводные линии нужно прокладывать на 0,5 м выше канализационных.
Смотровые колодцы также оборудуют во всех местах стыков основных, магистральных и уличных водопроводов. Колодцы — это размещенные под землей водонепроницаемые железобетонные шахты. Для спуска в смотровой колодец предусмотрен люк с герметично закрытой крышкой, которую утепляют в холодный период года; в стену вмонтированы чугунные или стальные скобы. Опасность загрязнения воды в водопроводной сети через смотровые колодцы возникает при заполнении шахты водой. Это может произойти в результате поступления воды через негерметичные стенки и дно, ливневых вод через негерметично закрытую крышку или воды из водопроводной сети через негерметичные стыки труб и арматуры. Во время снижения давления в сети вода, которая собралась в смотровом колодце, может подсасываться в трубы.
Водонапорные (запасные) резервуары предназначены для создания запаса воды, который компенсирует возможное несоответствие между подачей воды и ее потреблением в отдельные часы суток. Наполняют резервуары преимущественно ночью, а днем в часы интенсивного водопользования вода из них поступает в сеть, нормализуя давление.
Устанавливают водонапорные резервуары в наиболее высокой точке рельефа на башнях, возвышающихся над наиболее высокими зданиями населенного пункта (рис. 4).
Рис. 4. Водонапорная башня:
а — внешний вид; б — разрез: I — подающе-разводящая труба; 2 — переливная труба
Территорию вокруг водонапорных башен ограждают. Резервуары должны быть водонепроницаемы, из железа или железобетона. На больших водопроводах запасные резервуары — резервуары чистой воды — оборудуют под землей. Из них воду подают в водопроводную сеть насосными станциями III подъема.
Водоразборные колонки. Население берет воду из водораспределительной системы или через домовые вводы и краны внутридомовой водопроводной сети, или через наружные водоразборные сооружения — колонки.
Уличные водоразборные колонки являются наиболее уязвимыми элементами водопровода.