Классификация и назначение

Емкости, применяемые в системах водоснабжения можно классифицировать следующим образом:

• по назначению - регулирующие, запасные и комбинирован-­
ные или запасно-регулирующие;

• по способу подачи воды в сеть - напорные и безнапорные;

• по конструктивному выполнению - водонапорные башни,
водонапорные колонны, подземные и наземные резервуары, пнев­
матические водонапорные установки;

• по применяемому материалу - железобетонные, кирпичные,
стальные.

Рис. 6.1. Резервуар чистой воды: 1 - корпус; 2 - колонны; 3 - гидроизоляция; 4 - вентиляция; 5 - устройство для забора проб; б - лазы; 7 - грязевой трубопровод

Запасные и регулирующие емкости позволяют обеспечить бо­лее или менее равномерную работу очистных сооружений и насос­ных станций II подъема, так как при их наличии отпадает необхо­димость подбора насосов на расходы в часы максимального водо-потребления. В качестве примера на рис. 6.1 представлена схема устройства резервуара чистой воды.

Правильный выбор размеров регулирующих емкостей, их числа и места расположения в системе водоснабжения может при­вести к снижению затрат на сооружение и эксплуатацию системы водоснабжения. Запасные емкости способствуют повышению на­дежности и бесперебойности работы систем водоснабжения.

Емкость в системах водоснабжения предназначаются для хра­нения регулирующих, пожарных, аварийных и контактных объемов воды. Регулирующий объем воды определяется на основании графи­ков поступления и отбора воды. Пожарный объем воды следует пре­дусматривать в случаях, когда получение необходимого объема во­ды непосредственно из источника водоснабжения технически не­возможно или экономически нецелесообразно. Пожарный объем во­ды в баках должен рассчитываться на 10-минутную продолжитель­ность тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров.

При подаче воды по одному водоводу в емкостях следует пре­дусматривать аварийный объем воды, обеспечивающий в течение времени ликвидации аварии на водоводе расход воды на хозяйствен­но-питьевые нужды в размере 70% расчетного среднесуточного во-допотребления. Контактный объем воды необходим для обеспечения требуемого времени контакта воды с реагентом.

Водонапорные башни

Водонапорные башни предназначены для хранения регулирую­щих и противопожарных запасов воды, а также для создания и под­держания в сети необходимых напоров. Водонапорная башня состоит из строительных и монтажных конструктивных элементов (рис. 6.2).

К строительным элементам относят: 1) бак (резервуар), в ко­тором размещается запас воды; 2) шатер, предохраняющий бак от воздействия температуры внешнего воздуха; 3) ствол; 4) фунда­мент, обеспечивающий строительную прочность конструкции.

Монтажными элементам башни считают: 1) подающие и отво­дящие трубопроводы, 2) переливной трубопровод: 3) грязевую тру­бу; 4) трубу для противопожарных нужд; 5) лестницу; 6) арматуру.

В баке башни размещается запас для регулирования нерав­номерности водопотребления и неприкосновенный противопо­жарный запас:

• для промышленных предприятий на 10-минутную продолжи­-
тельность тушения пожара внутренними пожарными кранами;

• для населенных мест на 10-минутную продолжительность
тушения одного внутреннего и одного наружного пожаров.

Таким образом, полный объем бака башни определяется по формуле:

V_p = (Q_сут(d_птр – d_под)) /100

где Q_сут - расчетный суточный расход воды, м /сут,

d_птр и d_под - наибольшие ординаты между интегральными ли­ниями водопотребления и подачи воды насосами соответственно по избытку и недостатку, % от Q_сут

Объем неприкосновенного противопожарного запаса воды в баке водонапорной башни определяют по формуле

где q_{max хоз} - расчетное максимальное водопотребление в городе, л/с;

q'_пож и q"_пож - расход воды соответственно на тушение одного наружного и одного внутреннего пожаров, л/с.

Высоту водонапорной башни Н_в (м) определяют после гид­равлического расчета водонапорной сети и вычисления пьезомет­рических отметок во всех узлах сети при расчетных случаях ее ра­боты:

где Н_св - минимально допустимый для заданной этажности сво­бодный напор, м;

О_б и О_д - отметки поверхности земли водонапорной башни и наиболее удаленной от нее;

h_н - потери напора в системе при движении воды от башни к диктующей точке.

Рис. 6.2, Водонапорная башня:

1 - переливная труба: 2 - шатер; 3 - забор на хозяйственно-питьевые нужды,

4 - труба; 5 - то же на противопожарные; 6 - сальниковые компенсаторы:

7 - лестницы; 8 - подающе-отводящие трубопроводы; 9 - подвальное помещение;

10- грязевой трубопровод; 11 - сбросной трубопровод: 12 - ствол башни

Регулирующий неравномерность водопотреоления объем V_p определяется путем совмещения графиков водопотреоления и по­дачи питающих башню насосов:

6.3 Подземные резервуары

Подземные резервуары предназначены для хранения хозяйст­венных, противопожарных, технологических и аварийных запасов воды. В зависимости от конструкции и принципа работы они бы­вают следующих типов:

• по форме - круглые (горизонтальные и вертикальные) и прямоугольные;

• по материалу - железобетонные, бетонные;

• по наличию перекрытия - открытые и закрытые;

• по способу поступления воды из них - безнапорные (пас-­
сивные), напорные (активные).

Напорные резервуары располагают на высоких отметках ме­стности и выполняют ту же роль, что и водонапорные башни. Вода из них поступает в сеть под необходимым напором, обусловленным разностью пьезометрических отметок. Безнапорные резервуары устраивают, главным образом, на водоочистных станциях. Воду из них забирают насосами II подъема и подают в водопроводную сеть. На современных водопроводах применяют, в основном, железобе­тонные резервуары различной формы и конструкции. Резервуары должны быть надежны в работе, экономичны и удобны в эксплуа­тации. При этом в резервуарах, предназначенных для хранения во­ды на хозяйственно-питьевые нужды, должен быть обеспечен об­мен воды в срок не более 48 часов. Вода должна перемешиваться с целью предохранения ее от застаивания, что ухудшает ее качество.

Резервуары для воды должны быть оборудованы подводящи­ми и отводящими трубопроводами, переливными устройствами, спускными трубопроводами, вентиляционным устройством, люка­ми-лазами, лестницами, устройствами для измерения уровня воды, контроля вакуума и давления, средствами автоматики, устройства­ми для очистки поступающего в емкость воздуха.

Вопросы к главе 6

1. Дайте классификацию емкостей в системах водоснабжения.

2. Что такое регулирующие, пожарные, аварийные и контактные объе­-
мы воды?

3. Для чего необходимы водонапорные башни?

4. Какие функции выполняют резервуары чистой воды?

5. Как определяется регулирующий объем воды?

6. Что определяет высоту ствола водонапорной башни?

7. Какое оборудование должны иметь водопроводные емкости?

8. Каков обмен воды должен быть в подземных резервуарах?

Глава 7 ВОДОПРОВОДЫ И ВОДОПРОВОДНЫЕ СЕТИ

7.1. Классификация и назначение водопроводных линий

Водопроводные линии подразделяются на водоводы и водо­проводные сети. Они предназначены для выполнения следующих функций:

• объединения всех сооружений и потребителей в единую
систему водоснабжения;

• транспортирования воды потребителям;

• обеспечения надежности водоснабжения при расчетных ре­
жимах работы системы.

Поэтому водоводы и водопроводная сеть должны обладать:

• устойчивой пропускной способностью, обеспечивающей
подачу заданного количества воды всем потребителям с необходи­-
мым напором;

• надежностью работы;

• экономичностью, выражающейся наименьшими затратами
на строительство и эксплуатацию системы водоснабжения.

Выполнение этих требований достигается в результате пра­вильного выбора конфигурации сети в плане, схемы ее питания, материала труб и их диаметра для каждого участка сети.

Сети по начертанию разделяются на тупиковые и кольцевые. Тупиковые водопроводные сети или отдельные линии допускается прокладывать в следующих случаях:

• при подаче воды на производственные цели, если допусти­
мы перерывы в водоснабжении;

• при подаче воды на хозяйственно-питьевые нужды, если
диаметр подающего трубопровода меньше 100 мм.

В городах тупиковые сети практически не применяются из-за низкой надежности водоснабжения. В системах водоснабжения, как правило, используются кольцевые сети, обеспечивающие высокую надежность водоснабжения потребителей. Как тупиковые, так и кольцевые сети подразделяются на магистральные, соединительные и распределительные линии. Магистральными называют линии, по

которым транзитный расход, транспортируемый по этой линии без
отдачи по ходу движения, превышает путевой расход, раздаваемый
по ходу движения воды, т. е. Q_тр > Q_пуг, распределительными назы-­
вают линии, на которых Q_тр = Q_пуг.

Сопроводительные линии делают параллельно магистральным при диаметре последних более 800 мм и транзитном расходе не бо­лее 80% суммарного расхода воды в системе. Все водопроводные линии делятся на участки-отрезки линий, в пределах которых рас­четный расход, скорость движения и температура воды остаются постоянными.