Нормы расходования воды на нужды пожаротушения в населенных пунктах
| Число жителей в населенном пункте в тыс. человек, до | Расчетное число одновременных пожаров | Нормы расхода воды на один пожар при застройке зданиями, л/сек | |
| до двух этажей включительно | три этажа и более | ||
| --- | |||
| --- | |||
| --- | |||
| --- | |||
| --- | |||
| --- | |||
| --- | |||
| --- | |||
| --- |
Продолжительность тушения пожара принимается равной 3 часа. Общий расход воды на пожаротушение ( 
) определяется как:
, (4)
где q – норма расхода воды на тушение одного пожара, л/сек (табл.4), n – расчетное количество одновременных пожаров, t – продолжительность пожара, сек . Формула (1.4) позволяет включать потребность в воде на пожаротушение в суммарную производительность водозабора с учетом восстановления неприкосновенного пожарного запаса за 24 часа.
Потребление воды на производственные нужды (Q5) зависит от характера и объема производства и определяется на основании технологических расчетов.
Общий (суммарный) расход воды на водоснабжение населенного пункта с промышленным производством определяется как
Qобщ=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 (5)
и является основой для выбора производительности источника водоснабжения.
1.2 Схемы и источники водоснабжения
Современное водоснабжение городов, других населенных пунктов осуществляется путем устройства централизованных систем водоснабжения (водопроводов).
Система водоснабжения должна обеспечить получение воды из природных источников, при необходимости ее очистку и подачу потребителю. Она включает в себя:
1. Сооружения для приема воды (водоприемные сооружения);
2. Водоподъемные сооружения – насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления;
3. Сооружения для очистки воды;
4. Водоводы и водопроводные сети для транспортировки воды к потребителю;
5. Башни и резервуары - как регулирующие или запасные емкости в системе водоснабжения.
Схема расположения основных сооружений системы водоснабжения представлена на рис. 1.
Рис. 1 Принципиальная схема водоснабжения населенного пункта
1 – водоприемное сооружение; 2 – насосная станция I подъема; 3 – очистные сооружения; 4 – резервуары чистой воды; 5 – насосная станция II подъема; 6 – водоводы; 7 – водонапорная башня; 8 – магистральная водопроводная сеть
Согласно предложенной схеме вода забирается из источника с помощью водозаборного сооружения (1) и подается насосами, установленными на станции I подъема (2), на очистные сооружения (3). После очистки вода поступает в сборный резервуар (4), из которого забирается насосами станции II подъема (5) и подается по водоводам (6) в водонапорную башню (7), а затем – в магистральную водопроводную сеть (8). Водонапорная башня (7) служит для хранения и периодического аккумулирования воды.
На рис. 1 приведена принципиальная схема водоснабжения населенного пункта, однако, в зависимости от ряда факторов она может быть существенно изменена. Так, например, если вода источника не требует очистки, то из приведенной схемы исключаются очистные сооружения и связанные с ними насосная станция II подъема и резервуар чистой воды. Если отбор воды ведется из горных ключей, располагающихся гипсометрически выше объектов водопотребления, то в этом случае вода подается самотеком и отпадает необходимость в оборудовании насосных станций.
Для централизованного водоснабжения в качестве источников водоснабжения могут быть использованы как поверхностные (рек, озер), так и подземные воды. При выборе источников водоснабжения следует исходить из того, что они должны обеспечивать:
а) получение требуемых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу;
б) бесперебойность подачи воды потребителю;
в) подачу воды высокого качества или воды, поддающейся простой и дешевой очистке;
г) дешевую подачу воды к объекту без нарушения экологии района.
При выборе в качестве источника водоснабжения речных вод следует учитывать сезонные колебания расхода реки, ориентируясь при этом на получение требуемых количеств воды в меженный период. Ясно, что периодически пересыхающие или перемерзающие реки не могут быть источниками водоснабжения (без устройства на них водохранилищ). Для речных вод характерна большая мутность (максимальная в паводки), высокое содержание органических веществ, бактерий, а часто и цветность воды.
Вода озер отличается от речных вод малой мутностью (кроме прибрежной зоны), для вод водохранилищ характерна цветность как результат развития в водоеме микроскопических водорослей.
Подземные воды, в частности, артезианские характеризуются устойчивым химическим и гидродинамическим режимами, менее подвержены загрязнению. Хотя подземные воды часто обладают повышенной минерализацией и жесткостью, они являются более предпочтительным источником водоснабжения, чем поверхностные воды.
Для окончательного выбора источника водоснабжения, помимо качества воды, следует учитывать и другие факторы, такие как мощность источника, удаленность его от объекта, стоимость подачи и очистки воды.
2. ВОДОПРИЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И ВОДОПОДЪЕМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Как уже отмечалось, для организации централизованного водоснабжения широко используются поверхностные и подземные воды. Соответственно, все водоприемные сооружения могут быть разделены на две основные группы: сооружения для приема воды из поверхностных источников и сооружения для приема подземных вод.
2.1 Сооружения для приема воды из поверхностных источников
Сооружения для приема поверхностных вод должны обеспечивать бесперебойное снабжение потребителя водой хорошего качества в течение всего года. При выборе речных водоприемников следует учитывать амплитуду колебаний уровней воды, ледовые условия, топографию берега и дна реки, характер грунтов. Все эти обстоятельства учитываются при выборе типа и конструкции водоприемных сооружений.
Некоторые рекомендации к выбору мест расположения водоприемников [1]:
1. Водоприемники должны располагаться выше по течению от места сброса сточных вод и выходов оврагов; место строительства водоприемников у населенных пунктов должно согласовываться с органами санитарного надзора и должно обеспечивать условия для организации зон санитарной охраны.
2. Водоприемники следует располагать на тех участках реки, где нет размыва берегов и отложений наносов. Заметим, что максимальная мощность отложений наносов образуется на выпуклом берегу, размыв берега, наоборот, - на вогнутом берегу реки. При выборе участка под строительство водоприемника предпочтение следует отдавать вогнутому берегу без размыва его берегов.
3. Водоприемники не должны располагаться в местах образования ледяных заторов
В практике водоснабжения для забора поверхностных вод широко используются водоприемники берегового и руслового типов; в отдельных случаях - передвижные (плавучие) водоприемники.
Водоприемники берегового типа оборудуются при наличии вблизи берега глубины воды, обеспечивающей требуемые условия забора воды. Водозаборное сооружение состоит из водоприемного железобетонного берегового колодца и насосной станции. При этом насосы I подъема могут располагаться как в отдельном здании насосной станции (раздельный водоприемник), так и в самом водоприемнике (совмещенный водоприемник).
В раздельном водоприемнике береговой колодец разделен перегородкой на две камеры: приемную 1 и всысывающую 2, куда опускается всасывающие трубы 3 насосов 4 (рис. 2).
Рис. 2. Схема раздельного водоприемника берегового типа
Вода из реки поступает в приемную камеру через входные окна, оборудованные с наружной стороны съемными решетками, а с внутренней стороны затворами дроссельного типа. В проеме перегородки между приемной и всасывающей камерами устанавливают сетку из проволоки. Процеживание воды через решетки и сетки обеспечивает ее защиту от мусора, водорослей, мелкого планктона. Над колодцем оборудуется служебный павильон, из которого осуществляется управление водоприемным устройством. Важно определить глубину заглубления насосной станции. Она (отметка оси насосов) зависит от амплитуды колебания уровней воды в реке и допустимой высоты всасывания насоса. Верх водоприемного колодца должен возвышаться над самым высоким уровнем воды (СВУВ) в реке не менее чем на 0,5 м. Всасывающие трубы, в целях защиты их от коррозии, облегчения осмотра и ремонта, располагают в специальной галерее.
Совмещенные водоприемники оборудуются при благоприятных геолого-гидрогеологических условиях. Они экономичны и получили более широкое распространение по сравнению с раздельными водоприемниками. В совмещенных водоприемниках здание станции может примыкать непосредственно к водоприемному колодцу или может быть конструктивно полностью объединено с водоприемником.
Водоприемники руслового типаоборудуются при сравнительно пологих берегах, слабых грунтах и малых глубинах воды в реке. Недостаток этого типа водоприемников в том, что они требуют сооружения длинных всасывающих труб от точки приема воды до насосной станции, оборудуемой на берегу. В связи с этим всасывающие линии заменяю самотечными линиями. Схема водоприемника такого типа приведена на рис. 3.
Рис.3. Схема водоприемника руслового типа
Водоприемник состоит из оголовка 1, самотечных линий 2, берегового колодца 3 и насосной станции 4. Вода поступает в береговой колодец по самотечным линиям. Дальнейшее движение воды аналогично ее движению в водозаборе берегового типа.
Неотъемлемой частью такого водоприемника является оголовок – сооружение для приема воды. Оголовки могут быть полностью затопляемыми, периодически затопляемыми высокими водами и незатопляемыми. Наиболее распространены полностью затопляемые оголовки, т.к. они не подвергаются воздействию ледовых нагрузок.
Самотечные линии (не менее двух) предназначены для транспортировки воды от оголовка к водоприемнику. Диаметр их выбирается в зависимости от расхода и расчетной скорости движения воды. Изготовляются они из стальных, железобетонных, асбестоцементных труб.
Береговые колодцы водоприемников руслового типа аналогичны по устройству водоприемным колодцам водоприемников берегового типа.
При работе насосов уровень воды в береговом колодце опускается ниже уровня воды в реке на высоту, равную потерям напоров, обусловленных гидравлическими сопротивлениями напоров при движении воды по самотечным линиям. Чтобы потери были малыми, и, следовательно, меньше заглублять колодец, скорость движения по самотечным линиям должна быть небольшой, но и не настолько малой, чтобы вызвать выпадение взвесей в трубах. По действующим строительным нормам скорость движения воды по самотечным линиям характеризуется величинами 0.7-1.5 м/сек.
Плавучие водоприемникиоборудуются для временных водопроводов. Для них характерно то, что отметка их расположения изменяется в соответствии с изменениями уровня воды в реке. Плавучий водоприемник представляет собой насосную станцию легкого типа, которая размещается на плавучих средствах: баржах, понтонах и т.п. Достоинством таких водоприемником является независимость приема воды от колебания уровня воды в реке, так как отметка насосов меняется в зависимости от уровней воды в реке и в результате высота всасывания насосов остается постоянной.
Чтобы плавучая установка не сносилась течением, ее укрепляют якорями. Наиболее часто плавучие водоприемники устанавливаются на реках со значительными периодическими изменениями уровней воды и при небольшой водопотребности. Они весьма надежны в эксплуатации. Однако использовать их в зимой и в период паводков на реке, довольно сложно.
Специальные водоприемники в виде ковшовпредставляют собой искусственные заливы, оборудуемые на реках с шугой и глубинным льдом, высокой мутностью воды. Соответственно, забор воды производится не непосредственно из русла реки, а из самого ковша при помощи водоприемников берегового типа. Благодаря малой скорости движения воды в ковше (5-15 см/с) в нем скорее, чем в русле реки, устанавливается ледяной покров, и вследствие этого ликвидируются причины образования донного льда. В случае занесения в ковш шуги она, также вследствие малых скоростей течения воды в нем, всплывает и смерзается с поверхностным льдом. При значительной мутности речной воды ковш может быть также с успехом использован для осаждения в нем взвешенных механических частиц.
2.2 Водоприемные сооружения для приема подземных вод
Подземные воды, как уже отмечалось, обладают по санитарным показателям рядом преимуществ по сравнению с поверхностными водами и широко используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Для приема подземных вод применяются вертикальные и горизонтальные водозаборы, а также каптажные сооружения [16].
Вертикальные водозаборы подразделяются на скважинные водозаборы (одиночные или групповые) и шахтные колодцы. Среди горизонтальных водозаборов выделяют каменно-щебенистые, трубчатые и лучевые водозаборы, а также водосборные галереи. Наряду с отмеченными водозаборами, для извлечения воды из восходящих и нисходящих родников проектируются каптажные сооружения.