Zásobování vodou je jedním z nejdůležitějších technologických odvětví zaměřených na zlepšení životní úrovně lidí, zlepšení osídlení a rozvoj průmyslu a zemědělství.
Zásobování vodou je založeno na využívání přírodních surovin – vody, jejíž zásoby jsou stejně jako ostatní přírodní zdroje omezené. To předurčuje potřebu rozumného a opatrného vztahu k vodě.
Zásobování vodou je chápáno jako soubor opatření k poskytování vody jejím různým spotřebitelům.
Vodovod (potrubí) je komplex inženýrských staveb a zařízení, která plní následující úkoly: shromažďování vody z přírodních zdrojů, zlepšování jejích ukazatelů kvality na stanovené normy, její přeprava na požadované vzdálenosti, skladování jejích zásob, zásobování a distribuce to spotřebitelům.
Vodovod může také znamenat komplex vzájemně propojených staveb určených k zásobování objektu nebo skupiny objektů vodou. Vodovod, který zásobuje vodou jednotlivé oblasti nebo skupiny sídel, případně skupiny průmyslových objektů, se nazývá okresní nebo skupinový vodovod.
Všechny moderní systémy zásobování vodou pro obydlené oblasti jsou centralizované: každý z nich poskytuje vodu velké skupině spotřebitelů.
Systém centralizovaného zásobování vodou obydlené oblasti nebo průmyslového podniku musí zajistit příjem vody ze zdroje, její úpravu (v případě potřeby), dopravu a dodávku všem spotřebitelům pod požadovaným tlakem. Za tímto účelem musí systém zásobování vodou zahrnovat: zařízení pro příjem vody určená k příjmu vody z přírodních zdrojů; čerpací stanice, které vytvářejí tlak pro přečerpávání vody do úpraven, skladovacích nádrží nebo spotřebitelů; zařízení na úpravu vody; zásobníky a vodárenské věže, což jsou rezervní a kontrolní nádrže; vodovodní potrubí a vodovodní sítě určené k převádění vody do míst jejího rozvodu a spotřeby
Pro vodárenské účely se využívají přírodní zdroje vody: povrchové – otevřené nádrže (řeky, nádrže, jezera, moře) a podzemní (podzemní a artéské vody a prameny). Pro získávání vody z přírodních zdrojů, její čištění v souladu s potřebami spotřebitelů a dodávání do míst spotřeby se používají následující struktury: zařízení pro příjem vody, první výtahové čerpací stanice, které dodávají vodu do míst jejího čištění; čistírny odpadních vod; sběrné nádrže na čistou vodu; čerpací stanice druhého nebo následujících stoupání, které dodávají vyčištěnou vodu do města nebo do průmyslových podniků; vodovodní potrubí a vodovodní sítě sloužící k zásobování spotřebitelů vodou.
Obecné schéma zásobování vodou se může lišit v závislosti na konkrétních podmínkách. Posloupnost umístění jednotlivých staveb vodovodu a jejich skladba se může lišit v závislosti na účelu, místních přírodních podmínkách, požadavcích odběratelů vody nebo na základě ekonomických úvah.
Řídící nádrž tak může být umístěna na různých místech na území zařízení, v závislosti na kombinaci uspořádání zařízení a terénu.
Návrh, výstavba a provoz vodovodního systému musí bez narušení stávající ekologické rovnováhy přírodního prostředí (hydro- a biosféry) splňovat požadavky na spolehlivost.
Různé zdroje klasifikují systémy zásobování vodou na následujícím základě:
– podle povahy vodního zdroje – využívání povrchových vod (řeky, jezera, nádrže, moře); využívání podzemní vody; smíšený;
– podle způsobu přívodu vody – vstřikování; gravitační; kombinovaný;
– podle účelu použití: voda pro domácnost a pitná voda; Výroba; požární ochrana; kombinované, uspokojující potřeby uvedených spotřebitelů v jakékoli kombinaci;
– podle typu obsluhovaných objektů – město a vesnice, průmyslové, JZD a státní farmy, železnice atd.;
– podle územního pokrytí odběratelů vody – místní (místní), zásobování vodou jednotlivým zařízením, průmyslovým podnikům, nádražím, chovům hospodářských zvířat; centralizované, poskytování vody všem spotřebitelům vody v daném městě nebo lokalitě; skupina nebo okres, sloužící k zásobování vodou několika sídel na velkém území;
– podle charakteru použití vody – přímoproudé, ve kterém se voda po jednorázovém použití čistí a vypouští do nádrží; oběhová voda, ve které se voda po použití pro technické účely čistí a ochlazuje a poté opakovaně spotřebovává v tomtéž zařízení; s opětovným využitím vody;
– z hlediska spolehlivosti – jedna ze tří kategorií v závislosti na typu průmyslového podniku, počtu obyvatel v lokalitě a požadavcích na nepřetržité zásobování vodou (SNiP).
Vodovody musí spolehlivě zásobovat všechny spotřebitele vodou odpovídající kvality v daném množství a pod požadovaným tlakem s nejnižšími náklady na výstavbu a provoz staveb. Při výstavbě vodárenských staveb by měly být co nejvíce využívány průmyslové prvky a při jejich provozu by měla být široce využívána mechanizace, automatizace a telemechanika.
Návrh jakéhokoli vodovodního systému začíná výběrem schématu, což je soubor vodovodních staveb a pořadí jejich umístění na zemi.
Faktory, které určují typ schématu zásobování vodou, jsou: typ použitého zdroje a kvalita vody v něm, požadavky spotřebitelů na vodu, terén, umístění spotřebitelů na plánu, velikost spotřeby vody, přítomnost přírodních a umělých překážek pro výstavbu vodovodních staveb, síla vodního zdroje a jeho odlehlost .
Obvykle jsou v počáteční fázi návrhu navrženy dvě (nebo více) možných variant schémat zásobování vodou. Po technicko-ekonomické kalkulaci každé varianty jsou porovnány a je vybrána ta nejlepší. Podle zvoleného schématu jsou nakonec navržena a vypočtena všechna zařízení vodovodního systému.
Charakteristickými požadavky na zásobování průmyslovou vodou je její spolehlivost z hlediska stálosti (a nepřetržitosti) dodávky vody a konstantních tlaků.
Velcí spotřebitelé technologické vody (výrobní podniky, veřejné toalety) mají vlastní připojení k síti technologické vody. Potravinářské podniky (chlebovny, mlékárny, konzervárny), jakož i podniky, které spotřebovávají vysoce kvalitní vodu, nemocnice, kliniky, ambulance, veterinární nemocnice, lékárny mohou přijímat vodu z pitné vody.
Schéma zásobování vodou je chápáno jako hlavní plán vodárenského zařízení s na něm uvedenými zařízeními zásobování vodou. Schémata zásobování vodou jsou navržena na základě hlavních plánů pro města (první etapa – na dobu 8-10 let a budoucnost – na dobu 20-25 let) a průmyslové podniky.
Schéma zásobování vodou závisí na mnoha faktorech, z nichž hlavní jsou následující: umístění, výkon a kvalita vody zdroje zásobování vodou, terén a frekvence používání vody v průmyslových podnicích.
Zdrojem zásobování vodou mohou být povrchové vodní útvary (řeky, jezera, moře) a podzemní vody.
V současné době má věda a technika vše potřebné k řešení složitých problémů zásobování vodou a kanalizací ve městech a průmyslových podnicích a také k ochraně vodních útvarů před znečištěním.
Spotřeba vody ve městech a průmyslových podnicích je v průběhu dne nerovnoměrná. Ve městech se v noci spotřebuje mnohem méně vody než ve dne. V průmyslových podnicích se na začátku a konci směn spotřebuje méně vody pro výrobní účely než uprostřed směn.
Města a průmyslové podniky spotřebovávají velké množství vody. Používá se pro domácí, pitné a průmyslové potřeby a také pro hašení požárů.
Zásobování obyvatel pitnou vodou zlepšuje úroveň zlepšení měst, zlepšuje jejich hygienický stav a chrání lidi před různými epidemickými chorobami šířenými vodou.
Intenzivní rozvoj průmyslu každoročně vede k nárůstu celkového množství vody používané pro výrobní účely. V současné době již výrazně převyšuje celkové množství vody používané pro potřeby domácnosti a pitné vody.
V průmyslu se voda využívá jako surovina při výrobě produktů, jako prostředí, ve kterém probíhají technologické procesy, dále k mytí surovin, chladicím zařízením a dalším účelům. V mnoha případech je voda v přímém kontaktu se surovinami nebo produkty. Kvalita vody a organizace dodávek vody do podniků ovlivňují konečnou kvalitu a náklady výroby.
K hašení požárů ve městech a průmyslových podnicích se voda používá poměrně zřídka a krátkodobě, ale ve velkém množství.
Jak jsme již uvedli výše, pro zásobování měst a průmyslových podniků vodou jsou vybudovány vodovodní systémy – komplex inženýrských staveb, jakož i opatření, která zajišťují příjem vody z přírodních zdrojů, její čištění, přepravu a dodávku spotřebitelům. .
Při použití pro ekonomické, průmyslové a jiné účely se voda z vodovodu znečišťuje a mění své vlastnosti. Tato voda se nazývá odpadní voda. Odpadní vody vznikající ve městech a v řadě průmyslových podniků obsahují organické kontaminanty, které mohou hnít a mohou sloužit jako médium pro rozvoj různých mikroorganismů, včetně patogenních (choroboplodných). Odpadní voda z mnoha podniků obsahuje škodlivé minerální nečistoty, chemické sloučeniny nebo toxické látky.
Čistírny mohou být umístěny jak v blízkosti vodovodů, tak i vodovodních zařízení.
Likvidace vod je souborem inženýrských staveb a sanitárních opatření, které zajišťují příjem odpadních vod od obyvatelstva a průmyslových podniků, jejich dopravu a čištění s následným vypouštěním do řeky nebo do terénu.
Pro vytvoření příznivých hygienických podmínek na území měst a průmyslových podniků by měly být odpadní vody odstraněny za jejich hranice a aby se zabránilo znečištění vodních útvarů, měly by být odpadní vody čištěny a dezinfikovány. K tomu slouží kanalizační systémy. Kanalizace je komplex inženýrských staveb, které zajišťují shromažďování odpadních vod, jejich přepravu mimo území měst a průmyslových podniků, jakož i jejich čištění a dezinfekci.
Dříve města využívala tzv. odpadní kanalizaci. Odpad naředěný vodou byl shromažďován ve speciálních nádobách (žumpách) a pravidelně odvážen po silnici do speciálně určených oblastí půdy – polí na likvidaci odpadních vod.
Pokročilejší je systém plovoucí kanalizace, který má síť podzemních potrubí, kterými jsou odpadní vody odváděny gravitací. V případě potřeby jsou přečerpávány do vodojemu nebo do čistírny, kde procházejí intenzivním čištěním a dezinfekcí.
Plovoucí kanalizace umožňuje zajistit dostatečné zásobování měst a průmyslových podniků vodou a vytvářet moderní, komfortní města s vysokou hustotou obyvatelstva (s výškovými budovami) a velmi příznivými hygienickými podmínkami.
Úpravny zpracovávají přírodní vodu tak, aby měla kvalitu splňující požadavky spotřebitelů. Vyčištěná voda je do zařízení přiváděna vodovodním potrubím a rozváděna po celém jeho území vodovodní sítí. Domovní větve jsou napojeny na uliční síť, kterou je přiváděna voda do objektů. Uvnitř budov je instalována vnitřní vodovodní síť, která dodává vodu do míst jejího odběru prostřednictvím různých zařízení na výdej vody (kohoutů).
Odpadní voda může narušit hygienickou a epidemiologickou pohodu obyvatel měst a průmyslových podniků. Jsou zdrojem znečištění životního prostředí. Drenážní systémy eliminují negativní vlivy odpadních vod na životní prostředí. Po čištění se odpadní voda obvykle vypouští do vodních útvarů.
Likvidace vod je prováděna pomocí komplexu podzemních gravitačních potrubí, úpraven a dalších staveb, pomocí kterých se použité a odpadní vody odvádějí, čistí a dezinfikují, stejně jako zpracovávají a neutralizují vzniklé sedimenty za současné likvidace cenných látek. . Takové komplexy se nazývají drenážní systémy nebo drenážní systémy.
Drenážní systémy eliminují negativní vlivy odpadních vod na životní prostředí. Po čištění se odpadní voda obvykle vypouští do vodních útvarů.
Nejpokročilejší systémy odpadních vod jsou takové, které zajišťují čištění a přípravu vody takové kvality, že je možné vodu vracet k opětovnému použití v průmyslu nebo zemědělství. Takové systémy se nazývají bezodtokové nebo uzavřené.
Vodovod je komplex staveb, které mají určité skupině spotřebitelů dodávat vodu v požadovaném množství a požadované kvalitě.
Vodárenský systém se vybírá na základě údajů o odběratelích vody, spotřebě vody a informací o dostupných zdrojích zásobování vodou.
Vodovod obydlené oblasti a průmyslového podniku musí zajistit získávání vody z přírodních zdrojů, čištění a dodávání do místa spotřeby. Kromě toho musí mít vodovodní systém určitý stupeň spolehlivosti. K provádění těchto úkolů se používají následující struktury, které jsou obvykle součástí systému:
a) vodárenské stavby, pomocí kterých je zachycována voda z přírodních zdrojů;
b) stavby pro přečerpávání vody, tj. čerpací stanice, které dodávají vodu do míst jejího čištění, skladování a spotřeby;
c) stavby pro zlepšení kvality vody;
d) vodovodní potrubí a vodovodní sítě sloužící k dopravě vody do míst její spotřeby a rozvodu;
e) věže a tanky, plnící roli kontrolních a záložních tanků.
Relativní umístění hlavních vodovodních zařízení je patrné z obecného schématu zásobování vodou.
Voda je odebírána z přírodního zdroje pomocí vodárenského objektu 1 a dodávána čerpadly stanice I – výtah 2 do úpraven 3. Voda je po vyčištění přiváděna do nádrží čisté vody 4, ze kterých je odebírána další skupinou čerpadel stanice II – výtah 5. A vodovodním potrubím 6 je přiváděna do vodovodní sítě 7, která dodává vodu přímo do vodovodních rozvodů. 8 – vodárenská věž, jejímž účelem je kompenzovat nesoulad mezi způsoby dodávky a spotřeby vody v určitých hodinách dne, v některých hodinách akumulovat přebytečnou vodu dodávanou a v jiných doplňovat její nedostatek.
Obrázek 17 – Schéma zásobování vodou
V závislosti na místních přírodních podmínkách a povaze spotřeby vody a také v závislosti na ekonomických úvahách se může schéma zásobování vodou a její základní prvky značně lišit. Přijatý zdroj zásobování vodou, jeho povaha, výkon, kvalita vody v něm, vzdálenost od objektu zásobovaného vodou atd. mají velký vliv na návrh vodovodního systému.
Vodárenská věž může být umístěna na začátku sítě, na konci sítě nebo v nějakém bodě mezi nimi. Uspořádání dalších struktur může být také odlišné. Při využívání podzemních vod se zhotovují stavby pro odběr vody ve formě studní (důlních, vrtných), odvodňovacích štol nebo různých záchytných staveb. Při použití povrchových zdrojů se používají vodní odběry různých typů a provedení, což jsou složité vodní stavby.
V případech, kdy není vyžadováno čištění vody, je systém zásobování vodou výrazně zjednodušen, nejsou potřeba nejen čistírny, ale často ani související nádrže na čistou vodu a druhá výtahová čerpadla.
Terén ovlivňuje charakter zásobování vodou. V horských oblastech mohou být zdroje zásobování vodou (jezera, nádrže, prameny) umístěny v nadmořských výškách výrazně vyšších, než jsou nadmořské výšky zásobovaného zařízení. V tomto případě lze vodu dodávat samospádem a není potřeba čerpací stanice.
Velký praktický význam mají skupinové a okresní vodovody, ve kterých jeden vodovod pokrývá více objektů, někdy pro různé účely (osady, průmyslové podniky, nádraží, zemědělství atd.). Obsluha několika zařízení jedním systémem zásobování vodou poskytuje značné ekonomické výhody, protože kapitálové náklady a provozní náklady takového systému zásobování vodou jsou nižší než podobné náklady na samostatné systémy pro každé zařízení. Zároveň se zvyšuje stupeň spolehlivosti zásobování vodou.
Rozmanitost systémů zásobování vodou, se kterými se v praxi setkáváme, lze klasifikovat podle následujících hlavních charakteristik:
Na нúčel
a) veřejné vodovody (potrubí) (města, obce);
b) průmyslové vodovodní systémy (průmyslové vodovodní systémy), které se zase rozlišují podle průmyslu:
– vodovodní potrubí chemických závodů;
– vodovodní potrubí tepelných elektráren;
– vodovodní systémy hutních a strojírenských provozů;
– vodovod pro železniční dopravu;
Podle zamýšleného účelu
– voda pro domácnost a pitná voda; – ekonomická a požární ochrana; – ekonomické a výrobní; – zalévání; – požární ochrana.
Podle typu využití přírodních zdrojů
– vodovodní potrubí přijímající vodu z povrchových zdrojů (řeka, jezero atd.);
