14.1.1. Выбор схемы питания водопроводной сети

Схема питания водопроводной сети определяется количеством и местоположением насосных станций и напорно-регулирующих сооружений. Наиболее распространены системы водоснабжения, в которых сеть питается от одной насосной станции и имеется одно напорно-регулирующее сооружение.

По характеру взаимного расположения насосной станции, водонапорной башни и сети различают схемы с односторонним (сеть с проходной башней), двусторонним (сеть с контррезервуаром) и комбинированным питанием сети (рис. 14.3). Кроме трех основных схем питания водопроводной сети возможны и другие более сложные схемы, особенно для крупных населенных пунктов. В частности, водопроводная сеть может питаться от нескольких насосных станций, подающих воду в различные ее точки; на сети может быть рассредоточено несколько напорно-регулирующих сооружений; сеть может быть безбашенной или вместо башни могут применяться другие напорно-регулирующие сооружения.

При односторонней схеме питания (рис. 14.3, а) насосная станция подает воду в башню, откуда вода поступает в сеть. В часы, когда насосы подают больше общего водоотбора из сети, вода аккумулируется в башне. Если же отбор воды из сети превышает подачу насосами, то недостающее количество ее поступает из башни.

При двусторонней схеме питания (рис. 14.3, б) в часы максимального водоотбора вода в сеть поступает с двух сторон: от насосной станции и от башни. В часы, когда

Рис. 14.3. Схемы питания разводящих сетей:
а - односторонняя через башню; б - сеть с контррезервуаром; в - комбинированная: 1 - насосная станция НС-II; 2 - водонапорная башня; 3 - разводящая сеть труб; 4 - объект водоснабжения; 5 - линия пьезометрического напора в сети; 6 - то же при транзите воды в башню; 7 - то же при питании сети от НС-II и от башни; 8 - то же при питании только от башни.

13

подача насосов превышает водоотбор, излишек воды проходит транзитом через сеть в башню. Для малых объектов водоснабжения в часы, когда насосная станция не работает, вода поступает в сеть только из башни.

При комбинированном питании (рис. 14.3, в) часть сети питается по схеме с контррезервуаром, а часть - по схеме с проходной башней.

Выбор той или иной схемы питания водопроводной сети зависит от рельефа местности, типа водоисточника и места его расположения, величин отборов воды из водопроводной сети и величин требуемых свободных напоров в различных районах объекта водоснабжения.

При горизонтальной поверхности (рис. 14.4, а) возможна любая из трех основных схем питания сети. В этом случае выбор схемы определяет размер населенного пункта. В небольшом поселке для удобства эксплуатации лучше поставить башню рядом с насосной станцией и применить схему питания через башню. В крупном населенном пункте для уменьшения высоты башни может оказаться выгодной схема с контррезервуаром или комбинированная.

Рис. 14.4. Типы поверхностного рельефа

При расположении населенного пункта на склоне горы и подаче воды сверху вниз (рис. 14.4, б) наиболее рациональной является первая схема с питанием через напорный резервуар.

При подаче воды снизу вверх (рис. 14.4, в) следует применять схему с контррезервуаром.

Если населенный пункт размещен в долине (рис. 14.4, г), можно использовать схему питания через башню и схему с контррезервуаром. Выбор зависит от размера площади населенного пункта и распределения на ней водопотребителей.

При размещении населенного пункта на возвышенности (рис. 14.4, д) применяют комбинированную схему питания сети.

При выборе местоположения водонапорной башни с целью уменьшения ее высоты, а, следовательно, и строительной стоимости, необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

• - башню следует располагать на наиболее высокой отметке местности, но в непосредственной близости к водопроводной сети;
• - она должна быть расположена, по возможности, ближе к наиболее крупным водопотребителям, а также к районам сети, в которых требуются наибольшие свободные напоры;
• - целесообразно располагать ее в центре территории, обслуживаемой в период максимального водопотребления из сети.

В практике водоснабжения встречаются три основные схемы присоединения башни к сети, представленные на рис. 14.5.

При включении башни по схеме рис. 14.5, я происходит перерасход энергии на подъем воды, так как она должна постоянно подаваться насосами на высоту, соответствующую наивысшему уровню воды в баке. В то же время такое включение обеспечивает хорошее перемешивание воды в баке, что препятствует ее замерзанию и устраняет застойные зоны. Кроме того, изменение уровня воды в баке не влияет на работу насосов.

При втором типе присоединения (рис. 14.5, б) насосы работают под переменным

14

напором (в зависимости от степени наполнения бака), меняющимся от верхнего до нижнего уровня воды в баке. Соответственно изменяется подача насоса Q_H (т.е. график подачи воды в бак по часам суток). Изменение графика подачи воды вследствие изменения уровня воды в баке при сохранении заданного графика водопотребления может вызвать изменение первоначально намеченного объема бака. По затратам энергии на подъем воды эта схема является наиболее экономичной. Кроме того, она дает возможность снизить давление в сети в периоды подачи воды транзитом в башню.

Рис. 14.5. Схемы присоединения башни к сети

Иногда применяется присоединение типа рис. 14.5, в, при котором достигается хорошее перемешивание воды в баке.

Трассировка водопроводной сети, т.е. геометрическое начертание ее в плане, выполняется в зависимости от планировки объекта водоснабжения и размещения на его территории отдельных водопотребителей, рельефа местности, наличия естественных и искусственных препятствий для прокладки труб (реки, каналы, балки, овраги, автомобильные или железные дороги и т.п.).

При трассировке сети должны учитываться перспективы развития объекта водоснабжения, возможности снижения строительных и эксплуатационных затрат (например, кооперирование).

При трассировке сети необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

• - главные магистральные линии необходимо направлять по кратчайшему расстоянию к наиболее крупным водопотребителям, а также к водонапорной башне или от нее;
• - с целью обеспечения надежности водоснабжения основных магистралей должно быть не менее двух, соединенных перемычками, позволяющими в случае аварии выключать на ремонт какой-либо участок;
• - водопроводные линии должны быть расположены равномерно по всей территории объекта водоснабжения;
• - для обеспечения достаточных напоров в распределительной сети магистральные линии следует прокладывать, по возможности, на наиболее возвышенных отметках местности;
• - водопроводные линии следует располагать по проездам или обочинам дорог, параллельно линиям застройки и, по возможности, вне асфальтовых или бетонных покрытий, чтобы они были доступны для эксплуатации и проведения ремонтных работ;
• - трассы трубопроводов, как правило, следует проектировать подземными вблизи автодорог и проездов (при теплотехническом и технико-экономическом обосновании допускается наземная и надземная прокладка в туннелях, обычно параллельно с другими коммуникациями);
• - автомобильные или железные дороги трубопроводы должны пересекать под прямым углом;
• - на территории объекта водоснабжения следует учитывать наличие подземных коммуникаций, отдельные элементы которых должны быть расположены от наружной поверхности водопроводных труб, укладываемых в траншеях, на определенных расстояниях (табл. 14.1).

15

Таблица 14.1

Минимальные расстояния (м) от водопровода до других коммуникаций и сооружений

При параллельной прокладке водопроводных и канализационных линий водопроводные трубы (на участках параллельной прокладки) должны быть металлическими. Как правило, водопроводные трубы следует укладывать (в местах пересечения) выше канализационных, а расстояние между стенками труб по вертикали должно составлять не менее 0,4 м. Водопроводные трубы, прокладываемые ниже канализационных коллекторов, должны быть стальными и заключены в стальной футляр. При этом расстояние от обреза футляра до проходящих вблизи канализационных труб должно быть не менее 5 м в глинистых грунтах и не менее 10 м в песках.

Расстояние в свету между водопроводными линиями при их пересечении между собой, а также с другими трубопроводами должно быть не менее 0,2 м.

При параллельной прокладке нескольких линий водоводов (заново или дополнительно к существующим) расстояние в плане между наружными поверхностями труб определяется с учетом рекомендаций /1/ по табл. 14.2.

Таблица 14.2

Расстояния в плане между наружными поверхностями водопроводных труб (м)
при их параллельной прокладке

Для водоводов, различающихся по диаметру и материалу труб, расстояния следует принимать по тому виду труб, для которого они оказываются наибольшими.

16