Содержание

Определение

История водопровода

- Египет

- Греция

- Израиль

История водоснабжения в Российской Федерации

- Археологические находки

- Первые водопроводы в Российской Федерации

- История водопровода Москвы

- Ассенизация и канализация города

Цели водопровода

Орошение (ирригация)

- Негативные экологические последствия

Источники водопровода

Системы водопровода

Водопровод

- Элементы водоснабжения

- Внутренний водопровод

- Наружный водопровод

Водозаборные сооружения

- Классификация водозаборных сооружений

- Подземные источники водопровода

- Поверхностные источники водопровода

- Зона санитарной охраны (ЗСО) источника водопровода

- Этапы проектирования

- Водонапорная башня

- Водонапорные башни Рожновского

- Водохранилище

Насосная станция

- Насосные станции на каналах

- Насосные станции в системе водоснабжения и канализации

- Насосные станции на месторождениях

Водоподготовка

- Цели водоподготовки

- Этапы водоподготовки

Канализация

- История канализации

- Классификация

- Внутренняя канализация

- Наружная канализация

- Материалы

 Водоснабжение - совокупность мероприятий по обеспечению водой различных потребителей. Инженерные сооружения, предназначенные для решения задач водопровода, называют системой водопровода, или водоснабжением.

 История водопровода

Высокий уровень инженерных технологий древних цивилизаций способствовал созданию обширных систем водопровода, различных каналов и дамб. Трудно представить Египет или Израиль без цветущих садов, Грецию без бассейнов, Рим без бань и фонтанов. Но все это было бы невозможно без организованного водопровода.

Египет

С древнейших времен воды Нила несли египтянам бедствия и процветание. Нил являлся основным источником воды в стране. Ежегодные разливы реки обуславливали необычайное плодородие речной долины. Однако иногда потоки воды несли с собой опустошение земель.

Нил течет по наносной равнине, поэтому его приливы и отливы вызывают ежегодное движение земли. Когда уровень воды в Ниле становится минимальным, земля полностью высыхает. Во время разлива сухая земля впитывает воду, как губка, и разбухает на 30–70 см. После того, как вода спадает, земля вновь опускается до своего обычного уровня, но не равномерно.

Древний Египет занимал всю дельту Нила на севере и тянулся на юг по песчанику и карбонату кальция. Территоря государства была разделена на два отдельных царства, располагавшихся вверху и внизу по течению Нила. Около 3000 года до н. э. фараон Менес (Мена) объединил оба царства в единое мощное государство, просуществовавшее более 3000 лет. Свое правление он начал со строительства резервуаров для отвода воды во время наводнений, рытья каналов и ирригационных канав для мелиорации болотистой почвы.

Перекрытие реки дамбой было столь важным событием, что сопровождалось церемонией с участием фараона. Предполагается даже, что фараон Менес изменил естественное русло Нила для того, чтобы построить столицу своего царства Мемфис на месте, где до этого текла река.

Развитие инженерного искусства в Египте способствовало созданию к 2500 году до н. э. обширной системы каналов, рвов и желобов, просуществовавшей до римского вторжения. Египтяне достигли довольно высокого уровня в конструировании дренажных систем благодаря особой роли, которую вода играла в их жизни и в ритуалах очищения и похорон фараонов. По религиозным представлениям египтян смерть была лишь переходом от одной формы жизни к другой. Для загробной жизни им требовались еда, одежда и другие предметы обихода. В некоторых гробницах археологи находили и ванные комнаты.

Во время раскопок усыпальницы фараона Сахуры в Абусире были обнаружены ниши в стенах и развалины каменных бассейнов. Они были отделаны металлом и могли быть использованы в качестве туалета. Сток в бассейне был перекрыт свинцовой пробкой, крепившейся цепочкой к бронзовому кольцу. Бассейн мог опустошаться через медную трубу, ведущую к коллектору, расположенному ниже. Диаметр трубы был около 60 см, а толщина ее стенок составляла около 2 см.

В храмовой пирамиде, построенной Аменхотепом IV (Эхнатоном), была найдена латунная дренажная труба, ведущая из верхнего храма вдоль мощеной дороги к наружному храму на реке.

Древние египтяне широко использовали трубы и различные техники изготовления медных сплавов. Они применяли глиняные трубы, изготавливавшиеся из соломы и глины. Процесс их создания заключался в следющем: сначала сушили на солнце, а затем обжигали в печи. Совершенствуя глиняные трубы, египтяне смогли осушить самые низкие районы долины Нила, что позволило им превратить всю страну в цветущий сад.

В Египте также была изобретена и введена в широкое применение нория. Она представляла собой цепь, на которой подвешены ковши или черпаки, передвигавшиеся по кругу при помощи колеса, для захвата жидкостей и сыпучих материалов.

Египтяне были искусны в работах по металлу. Они плавили металл в горшках из огнеупорных материалов – тиглях. Высокие температуры обеспечивались тем, что люди раздували огонь при помощи тростниковых мехов с глиняными наконечниками. Расплавленный металл выливали и давали ему остыть, затем его отбивали гладкими камнями до необходимой толщины. Далее метал резали, придавая ему определенную форму. Найденная в одной из гробниц роспись показывает технологию процесса выплавки металла.

Дома состоятельных египтян были очень просторными. Они включали в себя залы, спальни, столовые, ванные комнаты и комнаты для прислуги. Ванная у египтян представляла собой небольшую комнату с квадратной плитой из карбоната кальция в углу. На этой плите стоял хозяин дома, а рабы поливали его водой. Сточная вода стекала в большой бак под полом или по глиняной трубе вдоль стены в бак на улице. Воду из них затем выливали слуги.

Были обнаружены также туалеты с сидениями из карбоната кальция, сток из которых, скорее всего, осуществлялся прямо в песчаную почву.

Греция

На севере Греции, на месте Олимпии (богатой метрополии, жители которой наслаждались роскошью и последними достижениями систем водопровода), во время раскопок были обнаружены ванные комнаты, отделанные плиткой, и бассейны со стоком. Некоторые из таких бассейнов сохранились до наших дней почти неразрушенными. Подземные трубы делались из глины, свинцовые трубы найдены не были.

Древние водопроводчики с опаской относились к свинцу. Тем не менее во время раскопок в одной из ванных комнат был найден бассейн, скрепленный свинцовой скобой.

Судя по форме найденных бассейнов, купальщики скорее всего сидели, опустив ноги в углубление внизу бассейна. Вероятно, такой обычай был следствием распространения идей Гиппократа, говорившего, что сидеть в ванной полезнее, чем лежать. «Отец медицины» также был сторонником холодного душа, считая его чуть ли не панацеей. Древние греки прилежно следовали всем его советам, поскольку серьезно относились к поддержанию физической и духовной формы. Их отношение к физическим упражнениям и чистоплотности нашло отражение в компании в 776 году до н. э. Олимпийских игр. В любом крупном городе, начиная с VII века до н. э., можно было найти гимнастический зал, оснащенный ванными комнатами с горячей и холодной водой. Однако, поскольку использование горячей воды считалось уделом женщин, мужчины по большей части предпочитали холодный душ. Для этой цели существовали специальные мраморные резервуары около 76 см в высоту.

Частные ванные комнаты, как правило, содержали переносные глиняные кадки для дам, которые предпочитали теплые и расслабляющие водные процедуры.

Для греков было очень важно проявить гостеприимство по отношению к путешественникам. Предложить путнику ванную считалось хорошим тоном.

Многие дома в древней Греции были оснащены туалетами, сток из которых осуществлялся в сточные трубы под улицами. Скорее всего, эти трубы промывались водой. Некоторые из них имели вентиляционные шахты.

Особое внимание греки уделяли охране своих систем водопровода. Чтобы избежать перекрытия подачи воды в город врагами, трубы чаще всего прятались под землю, иногда на глубину 18,3 м. Некоторые из таких подземных труб были настолько широки, что в них могли разойтись два человека. При этом самые широкие трубы соединялись с поверхностью при помощи больших скважин.

Водоснабжение в Афинах обеспечивалось при помощи большого количества акведуков, поставлявших воду с гор. Жители также во многом зависели от глубоких скважин, которые им приходилось рыть в твердом каменном грунте. Вся вода, приходившая в город, направлялась в цистерны, которые по очереди обеспечивали водой множественные фонтаны, некоторые из которых используются по сей день. Аналогично вода направлялась в дома состоятельных граждан.

Для древних греков все в природе было отмечено божественным присутствием. Вода же играла ключевую роль в развитии их культуры. Например, сооружение фонтанов и источников наполнялось определенным мистическим смыслом и связывалось с обширным пантеоном богов и богинь, которым поклонялись древние греки.

Свободный гражданин греческого полиса принимал три самые важные ванны в жизни: при рождении, на свадьбе и после смерти. Чтобы обеспечить долгую и счастливую семейную жизнь, невеста мылась в воде, взятой из фонтана Калиррхо с девятью трубами. В Афинах фонтан Калиррхо был также и главным источником водопровода, вода в который поступала из реки Иллизий. Во времена древних греков был совершен значительный скачок в развитии систем водопровода, в особенности снабжения холодной водой. Однако развить их успехи суждено было другим. В 201 году до н. э. под натиском римских легионов пал Карфаген, а четырьмя годами позже – Македония. Древние греки утратили самостоятельность, а также все свои завоеванные земли на Ближнем Востоке: Ассирию, Иудею, Египет.

Израиль

Столица древнего Израиля расположена на высоте 762 м над уровнем моря. В X в до н. э. Иерусалим был своеобразной буферной зоной между воюющими Ассирией и Египтом, а позже оказался под воздействием культуры, распространенной на восток Александром Македонским. К 173 году до н. э. Иерусалим превратиться в типичный греческий город, полный гимнастических залов. Затем эту территорию завоевали римляне, и воздвигли величественные сооружения с системой водопровода, их обслуживающей. В 70 году н. э. Иерусалим был разрушен.

С момента появления город полностью зависел от спрятанных скважин и подземных цистерн. Питаемый подземными водами, Источник Гиона, расположенный на восточном спуске холма Офела в Иерусалиме, был единственным источником воды в этой части города. В зависимости от сезона он обеспечивал город водой хуже или лучше. При помощи Источника Гиона осуществлялась ирригация близлежащих полей и садов по нескольким открытым каналам вдоль русла Кидрона.

Еще в самых древних поселениях на месте Иерусалима городской водопровод начинался за стенами города. Как и другие цивилизации, древние иудеи вынуждены были защитить доступ к воде от врагов, которые могли отрезать водоснабжение города.

Существовал туннель, который доставлял воду в город и отводил ее в подземный бассейн, скрывая драгоценный источник. Позволяя пережить возможную осаду города ассирийцами, туннель стал примером небывалого мастерства древних инженеров.

Для того чтобы вырыть туннель длиной 233 м в твердом каменном грунте, потребовалось около семи месяцев. Работы велись одновременно с противоположных сторон горы к ее центру для того, чтобы соединить акведуком Вифлеем и Иерусалим. Ориентируясь лишь по трещине от воды, рабочие смогли прорыть туннель шириной примерно 91 см и 91–273 см высотой. Во время работ один человек рубил скалу, а другие за его спиной собирали обломки камня в корзины и передавали назад. В месте, где две работавшие с противоположных сторон команды встретились, археологи нашли надпись «день туннеля», в котором «ломщики камня продвигались по направлению друг к другу с каждым взмахом мотыги». Туннель доставлял воду из Источника Гиона к скрытой точке у западной стены Иерусалима.

На протяжении веков Иерусалим был мало населен. Он начал расти во времена библейского царя Давида, сделавшего его столицей своего царства. Ко времени воцарения его сына Соломона в 956 году до н. э. Иерусалим превратился в город с узкими, тесными улочками и просторными помещениями для королевского двора и свиты.

Жители древнего Иерусалима сначала пытались прорубить скважину до подземных вод в пределах города, но это им не удалось. Примитивных орудий бронзового века для такого масштабного труда было недостаточно. Поэтому им пришлось копать и в вертикальном, и в горизонтальном направлении, создавая угловатый и темный туннель. Он спускался, окруженный высеченными из камня ступенями, располагавшимися спиралью вокруг 13-метровой шахты, и выводил к естественной пещере за стенами города. В дальнем конце пещеры (22,9 м в длину, 7,6 м в высоту и 46 м в ширину) был найден источник, не иссякший до сих пор.

Иудеи были одним из первых народов, религиозные представления которых содержали идеи гигиены и чистоты. Во время религиозных обрядов священослужители омывали руки и ноги, а также жертву; в обыденной жизни иудеям предписывалось соблюдать личную гигиену.

Водоснабжение Иерусалима начало развиваться с древнейших времен. Дренажные системы строились для осуществления стока из домов и с улиц, в то время как твердые отходы вывозились на телегах через специальные ворота.

Храму требовалась особая «чистая вода», поэтому в городе существовали две отдельные системы водопровода. Это требовало дополнительных затрат, но древние водопроводчики разработали систему, позволявшую использовать сточную воду. Эта вода поступала по специальным каналам в коллекторы, где она хранилась, а затем использовалась для поливки полей. Любой излишек воды применялся для разведения садов.

Более тщательно разработанные системы водопровода были обнаружены в менее крупных городах этого региона. Они включали основную трубу с ответвлениями, ведшими к домам.

Во дворе Храма царя Соломона находилось «медное море» и 10 медных умывальниц на подставках. «Море» представляло собой 2-метровый бассейн из полированной купрума, 4,6 м в диаметре и 7,7 см в толщину. Он находился на спинах 12 медных волов, располагавшихся четырьмя группами по трое. Библейские ученые подсчитали, что вес «моря» составлял 33 тонны, однако подтвердить эти данные невозможно. Бассейн был расположен около «Водных ворот» храма и соединялся с системой водопровода за пределами комплекса.

Иудейский царь Ирод Великий создал уникальную систему водопровода в центре пустыни, превратив вершину Масада (гора, возвышающаяся на 450 м над морем) в крепость с фонтанами и зелеными садами. Обеспечение этой бесплодной земли водой было величайшим достижением инженерной мысли. Два небольших рва располагались в отдалении от крепости. Во время дождей они быстро наполнялись водой. Чтобы удерживать воду до необходимого уровня, были построены дамбы. При необходимости они открывались, и вода направлялась по акведукам и каналам к крепости. Ирод также сконструировал сеть резервуаров на вершине крепости и соединил их со стоками. Вся система снабжала водой два больших и пять маленьких дворцов. Северный дворец Ирода делился на три яруса. На римский манер, он включал баню, состоявшую из четырех комнат: горячей комнаты (калдариум), холодной комнаты (фригидариум) с небольшим бассейном с холодной водой, теплой комнаты (тепидариум) и прихожей с раздевалками. Стены были украшены фресками, имитировавшими мрамор и алебастр. Пол в прихожей был отделан мозаикой, позже замененной треугольной плиткой.

Калдариум был самой большой комнатой бани. Под ним располагалась парная, пол которой поддерживался 200 небольшими колоннами из кирпича. По пористым глиняным трубам, спрятанным в стенах парной, вверх поднимался горячий воздух, нагнетавшийся в топке, расположенной ниже. Устройство бани напоминало бани в Помпеях и Геркулануме.

После смерти Ирода Масада пришла в запустение и была поглощена пустыней. Во время антиримского восстания в 66–73 годах н. э. крепость стала последним оплотом зелотов, спасавшихся бегством от римских солдат. Приготовившись к долгой осаде, они обосновались на склоне, противоположном занимаемому дворцами Ирода. Там они построили свои жилища, а также три бассейна для ритуальных омовений. В соответствии с религиозными предписаниями они могли использовать только дождевую воду.

Римская осада длилась почти 3 года, и на протяжении всего этого времени зелоты пользовались системой сбора дождевой воды, сооруженной еще при Ироде. В 73 году н. э. 960 защитников крепости покончили жизнь самоубийством, не сумев отразить штурм 15 000 римских солдат.

 История водоснабжения в Российской Федерации

В средние века обеспеченность водой населения Европы, Российской Федерации и других регионов ни в какой степени не могла сравниться с обеспеченностью водой древнего Рима. Централизованные системы водопровода отсутствовали. При минимальном потреблении воды не было необходимости и в системах канализации. Нечистоты сливались в ближайший овраг, канаву или просто на улицу. Источниками водопровода были колодцы и родники. В городские поселения вода доставлялась за плату в ведрах, бочках или цистернах. Из-за отсутствия канализации естественные источники воды загрязнялись и являлись причиной возникновения и распространения различных инфекционных заболеваний. Таким образом, неблагополучная санитарно-эпидемическая обстановка диктовала необходимость отведения сточных вод. Однако строительство канализационных сетей в Европе было предпринято лишь немногим более 100 лет назад. Системы канализации были сооружены сначала в Лондоне, затем в Париже и Берлине. Строительство канализационных сооружений сразу же сказалось на санитарно-гигиеническом состоянии источников водопровода. Например, в Берлине в течение года после ввода в строй канализации количество лиц, заболевших холерой, снизилось вдвое, и через непродолжительное время эта инфекция была побеждена.

В связи с загрязненностью близлежащих источников водопровода местное население часто пользовалось привозной водой. С образованием городов, увеличением числа их жителей возникла необходимость в централизованных источниках водопровода.

Археологические находки

По свидетельству литературных источников, на матушки Руси централизованные системы водопровода возникли раньше, чем в Европе. Связано это было с необходимостью обеспечения питьевой водой городов и крепостей при ведении военных действий, во время осады.

Проведенные на территории бывшего Союза Советских Социалистических Республик (CCCP) археологические раскопки обнаружили остатки водопроводов на Кавказе и в Средней Азии, в Российской Федерации и на Украине. Так, на территории Великого Новгорода были найдены остатки канализации с российскими рублями и гончарными трубами.

В XVII в. были устроены напорные водопроводы для кремлевских дворцов в Москве. Вода из Москва-реки забиралась машиной на конской тяге и под напором подавалась в бак на башне, а оттуда по свинцовым трубам (свинец - причина раковых заболеваний) поступала во дворец.

Еще в XII в. русским жителями было известно, что мутная речная вода при питье причиняет «болесть и пакость во чреве», что свидетельствует о понимании необходимости очистки и обеззараживания природных (загрязненных) вод.К периоду средневековья можно отнести строительство водоснабжения во Львове. В 1407 г. Петр Стехер при помощи гончарных труб провел родниковую воду в город. Несколько ранее, в 1404 г., строителем Гондушем была осуществлена постройка канала от каптированных родников в Старый Львов.

 Первые водопроводы в Российской Федерации

В XVIII в. устраиваются мощные дворцово-парковые водопроводы в Петергофе, Царском Селе, Стрельне. Массовое строительство водопроводов на территории Российской Федерации относится к середине Х1Х-началу XX вв.

В засушливый 1873 г. население Одессы вынуждено было покупать воду у водоносов по чрезмерно высокой цене - 10 российский рубль. за ведро. Пресную воду привозили в Одессу баржами из Херсона. В том же году был введен в строй Днестровский водопровод и напряженность с обеспеченностью водой несколько снизилась.

Первое в Российской Федерации обеззараживание воды хлорированием было выполнено в Нижнем Новгороде в 1918 г. после крупной вспышки брюшного тифа. Эпидемия пошла на убыль, а хлорирование зарекомендовало себя как надежный способ обеззараживания.

История водопровода Москвы

В начале XIX в. Водоснабжение Москвы было далеко не совершенно Многие москвичи по старинке брали воду из колодца. В 1830 г. в городе насчитывалось 4813 небольших колодцев, но во многих из них вода была непригодна для питья. Кроме того, пользовались водой из Москва-реки. Эта вода развозилась по домам водовозами, а также; продавалась в мелочных лавках, где она «часто портилась в гнилых и вонючих кадках». Для хозяйственных нужд воду брали из многочисленных прудов: в Москве было 32 городских пруда и 277 обывательских. На рис. 2.16 представлена фотография поливочной бочки, развозившей воду в Москве в конце XIX в.

Москвичи пользовались также водой Мытищинского водоснабжения, сооружение которого было начато в 1781 г. и закончено 28 октября 1804 г. Мытищинские ключи, из которых водопровод получал воду, находились в 22 верстах к северу от города. Они давали первоначально до 156 куб. Англиских Фунтов стерлингов воды в сутки. При населении города в 280 тысяч это составляло в сутки 20 бутылок на человека. Если принять во внимание наличие в Москве значительного количества рогатого скота и лошадей то станет ясно, что Мытищинский водопровод не мог полностью удовлетворить потребность в воде. От ключей Сокольничей рощи был проведен выложенный кирпичом подземный канал - Сокольнический водопровод. Он шел под Камер-коллежским валом, минуя Каланчевское поле, огибал Сухаревскую башню у Сретенки и шел дальше по направлению реки Неглинной до Трубной площади, отсюда по чугунной трубе - до Кузнецкого моста и вливался в Неглинный канал. Самотецкий и Неглинный каналы были сделаны открытыми, на них были устроены спуски и съезды для стирки белья и поения лошадей.

После 1919 г. Кузнецкий мост был уничтожен, а Самотецкий и Неглинный каналы покрыты сводами. Воду из водоснабжения раздавали в двух местах: на «Трубе» (теперь Трубная площадь) и там, где позднее был устроен Сандуновский фонтан (впоследствии Сандуновскиебани). Воду Самотецкого и Неглинного каналов черпали из выложенных диким камнем водоемов, а в некоторых местах на протяжении канала были устроены водоналивные колодцы. Так как этой воды не хватало, было начато строительство новых сооружений. По проекту, утвержденному в 1826 г., близ Сокольничей рощи, у села Алексеевского, было построено водоподъемное здание, откуда вода двумя паровыми машинами перекачивалась в резервуар емкостью 7 тыс. ведер, устроенный на втором этаже Сухаревской башни. Затем вода по чугунным трубам шла к пяти водоразборным колонкам - «фонтанам»: напротив Шереметьевской больницы (ныне Институт скорой помощи имени Склифосовского) и на Никольской площади (оба эти фонтана были открыты в 1830 г.); на Петровской площади, против театра (открыт в 1834 г.); на Воскресенской площади, против кремлевского сада; на Варварской площади, близ Воспитательного дома. Каждый фонтан давал по 40 тыс. ведер в сутки. От Шереметьевского фонтана вода была проведена в публичные Сандуновские бани, от Петровского - в резервуар у «Тюремной ямы», от Никольского - в бани на Театральной площади, в доме купца Челышова. По этому проекту водопровод должен был снабжать водой жителей девяти частей города: Городской, Тверской, Мясницкой, Пречистенской, Арбатской, Сретенской, Яузской, Басманной и Мещанской, т. е. районов, заселенных преимущественно привилегированными классами московского союза. С жителей этих частей был установлен особый сбор - 0,025% от стоимости дома.

Непосредственно в здание вода была проведена лишь в Кремлевском дворце, Воспитательном доме, городской тюрьме, городских рядах, общественных банях и государственных театрах. Остальное население пользовалось водоразборными колонками.

В 1850 г. были начаты работы по устройству двух водопроводов из Москва-реки. Первый - Москворецкий, у Бабьегородской плотины - поднимал 34 тыс. ведер к фонтанам на площадях Арбатской и Тверской (позднее они были уничтожены), у сада 4-й гимназии (бывший дом Пашкова) и на Трубной площади, а также к двум водоразборным колодцам - у Пречистенских и Петровских ворот. Второй водопровод - Замоскворецкий, у Краснохолмского моста - поднимал 100 тыс. ведер к фонтанам на площадях Зацепской, Серпуховской, Калужской, Полянской и на Пятницкой улице.

Однако и этого водопровода было недостаточно, тем более, что вода по трубам шла грязная, мутная, да и трубы в зимние месяцы замерзали.

По закону 1850 г., расходы на переустройство водоснабжения покрывались 1%-ным сбором с оценочной суммы всего недвижимости Москвы; сверх того взималось по 6% со всей вносимой суммы сбора собственно на содержание водопроводов.

В 181 1 г. отчет оберполицмейстера зарегистрировал 41 торговую баню и 1 197 домовых. Во время пожара 1812г. почти половина торговых и треть домовых бань сгорели. Вероятно, не все домовые бани были восстановлены, так как изменился состав посетителей бань: в торговых банях появились дворянские отделения.

Состояние московских бань, как и многих других бытовых учреждений, наглядно показало, что в Москве первой половины XIX в. было еще много черт старого феодального города.

Во второй половине XIX в., как и раньше, водоснабжение Москвы находилось в ведении Главного управления путей сообщения и публичных зданий. Важнейшим сооружением был по-прежнему Мытищинский водопровод, перестроенный в 1853-1858 гг. инженером А. И. Дельвигом: вместо 300 тыс. ведер (3700 куб. м) в сутки он стал давать 500 тыс. ведер (6250 куб. м).

В Москве действовал также водопровод Рождественского монастыря, небольшой мощности.

Кирпичные галереи Сокольнического водоснабжения были полуразрушены, москворецкая вода была сильно загрязнена, и кроме того, зимой вода часто замерзала в трубах. Рождественский водопровод питал лишь два фонтана, Бабьегородский - четыре фонтана и два водоразборных колодца, Краснохолмский - пять фонтанов и Мытищинский - 25 фонтанов и два водоразборных колодца.

В Мытищах бассейны и водопроводные трубы были сделаны из чугуна. Мытищинский водопровод являлся в сущности единственным настоящим водопроводным сооружением, и население стремилось получать воду из него, тем более что она обладала превосходными вкусовыми качествами. Но значительная часть населения брала воду из фонтанов и водоразборных колодцев. Много воды забиралось не непосредственно потребителями, а водовозами, развозившими ее по домам. Некоторые промышленные предприятия имели свои артезианские скважины и простые колодцы, большинство же пользовалось загрязненной водой Москва-реки и Яузы, поскольку воды Мытищинского водоснабжения не хватало.

Население широко пользовалось водой из колодцев во дворах своих домов, из речек и прудов.

Законом от 19 августа 1858 г. были утверждены «Правила для водопровода частных домов в Москве и из общественных водопроводов», которые разрешали присоединение к водопроводной сети учреждений, предприятий и домов частных лиц с проводкой соединительных труб за их счет и оплатой: для «заведений» - по 20 копеек за «годовое ведро», для частных домов - по 1/6% с оценочной стоимости домовладения. Но за три года после этого разрешения к водоснабжению были присоединены только 32 «заведения» и 20 домовладений, так как подвод воды стоил дорого, а водовозы вполне удовлетворяли спрос населения.

В 1870 г. Водоснабжение и водопроводы были переданы из Главного управления путей сообщения в ведение Городской думы. Ввиду быстрого роста населения столицы и, главным образом, благодаря увеличению спроса на воду со стороны промышленности, вопрос о дальнейшем улучшении водопровода приобрел особую остроту. Начался новый период в истории Мытищинского водоснабжения - его расширение. Дополнительно были построены Ходынский водопровод на 130 тыс. ведер в сутки (1871 г.) и Андреевский - на 50 тыс. ведер (1882 г.), оба впоследствии заброшенные.

Мытищинский водопровод имел сложную историю. Как только был решен вопрос о передаче водопровода Городской думе, городской голова В. А. Черкасский обратился к известному тогда специалисту по водопроводному делу саксонскому инженеру Геноху с предложением дать свои соображения по улучшению водопровода Москвы. Естественно было, конечно, обратиться к А. И. Дельвигу, но здесь сказалось недоверие к русским инженерным силам. Генох, ознакомившись с Мытищинскими источниками, дал заключение, что из них можно получать по 9,3 млн. ведер в сутки. Городская управа решила произвести дополнительные гидрогеологические исследования в Мытищах, что и было выполнено в 1877-1878 гг. Н. П. Зиминым, который пришел к такому же заключению.

Однако в 1880 г. был вызван новый «варяг» - немецкий инженер Зальбах, который потребовал дополнительных гидрогеологических изысканий. Их опять произвел инженер Зимин под руководством геолога, профессора Московского университета Траутшольда. На основании этих исследований Зальбах заключил, что в Мытищах можно получать по 10 млн. ведер в сутки. В 1882 г. результаты проведенных изысканий были переданы Городской управой на заключение в отделение «Русскоготехнического федерации», которое образовало комиссию под председательством А. И. Дельвига с участием специалистов-геологов, лично не заинтересованных в выводах. Комиссия, не производя новых исследований, а лишь проанализировав имевшиеся данные, отвергла выводы Геноха, Зимина и Зальбаха и признала возможным получать в Мытищах только 1,5 млн. ведер в сутки. Городская дума решила произвести расширение Мытищинского водоснабжения на эту мощность, но опять-таки стала искать для строительства иностранных концессионеров.

Энергия нового городского головы Н. А. Алексеева и его заинтересованное отношение к русским техническим силам дали делу другой оборот. В 1885 г. русским инженерам Шухову, Кнорре и Лембке было поручено произвести новые изыскания в бассейне Яузы, куда входят Мытищинские ключи, и составить проект устройства нового, расширенного Мытищинского водоснабжения. Такие исследования, проведенные в 1887-1888 гг., подтвердили, что из Мытищинских источников можно взять 1,5 млн. ведер в сутки. Решено было расширить водопровод на эту мощность, не прибегая к онцессионерам. Строителями были назначены русские инженеры Н. П. Зимин, К. Г. Дункер и А. П. Забаев, руководил постройкой городской голова Н. А. Алексеев, а общий надзор за строительством водоснабжения был возложен на специальную правительственную комиссию во главе с крупным инженером И. И. Рербергом. В 1892 г. новый водопровод вступил в строй. Вместо Сухаревой были построены водонапорные башни у Крестовской заставы.

Вода в них поступала из Алексеевской промежуточной станции, из башен - непосредственно в городскую сеть и самотеком распределялась по городу. Протяженность городской водопроводной сети составляла 110 км. В 1896 г. Затрата воды из водоснабжения превысил его проектную мощность, а в перспективе потребность в воде возрастала в связи с устройством канализации. Был поднят вопрос об фирмы водопровода из более мощного источника - Москва-реки. В то же время началось более интенсивное использование Мытищинских ключей. В 1899-1901 гг. было осуществлено расширение водоснабжения до мощности 3,5 млн. ведер, правда, за счет некоторого ухудшения качества воды. Вопрос об устройстве большого Москворецкого водоснабжения с забором воды выше города, где она не загрязнена, был поднят в 1895 г. В ноябре 1898 г. Городская дума утвердила основные положения по устройству этого водоснабжения, и вскоре приступили к его строительству (Рублевская станция).

Ассенизация и канализация города

В газете «Русская летопись», издававшейся видным городским буржуа: Н. П. Щепкиным, в 1871 г. была помещена такая характеристика санитарного состояния центральной части города, называвшейся Городской частью. «С какой стороны ни подойдешь к ней, страшное зловоние встречает вас на самом пороге. Идем по запаху. Вот Красная площадь и на ней единственный в Москве монумент освободителям Российской Федерации в 1612 г. Вокруг него настоящая зараза от текущих по сторонам вонючих потоков. Около памятника будки, на манер парижских писсуаров; к ним и подойти противно. Ручьи текут вниз по горе около самых лавок с фруктами». В глубине города «в грязи и вони городские трактиры... А... рядом... отхожие места...». С внутренних дворов «нередко целые ручьи вонючих нечистот текут прямо на улицы». Если таково было благоустройство центральных частей города, где проживали имущие классы, то что же можно сказать об окраинах Москвы того времени?

Городская дума ограничивала свои заботы о чистоте города лишь очисткой проходов на Хитровом рынке и мест городских гуляний, а также предоставлением участков для свалок, не заботясь об их оборудовании. Площадь свалок, расположенных вблизи рабочих окраин, была недостаточна, что вело к их чрезмерной перегрузке. Вывоз нечистот и мусора входил в обязанности домовладельцев и производился товариществом ассенизаторов, частными предпринимателями, а также пригородными крестьянами.

Впервые в смете издержек Городской думы на 1879 г. появился ничтожный затрата (570 RUB.) на вывоз нечистот и содержание свалок за городом. В дальнейшем расходы по очистке росли, однако даже еще в 1886 г. они не превышали 11 тыс. RUR. К этому времени город уже располагал небольшим ассенизационным обозом. В конце 90-х годов расходы на ассенизацию достигли 250 тыс. Деревянный. В обозе насчитывалось 400 лошадей. Частично продолжалась уборка подрядным способом.

Ввод в действие канализации не повлиял на уменьшение затрат по ассенизации, так как канализация охватила лишь центральную часть города. Для вывоза твердых отбросов из канализированных владений с 1899 г. был организован специальный конный обоз.

Одновременно с появлением в смете издержек на удаление нечистот появился также небольшой издержка на поливку улиц и дорожек в парках. Поливали только центральные улицы, поливка осуществлялась из конных бочек и ручных леек, подметание улиц оставалось на обязанности дворников.

Свалки нечистот были устроены примитивно, и запах от них даже в конце 90-х годов издалека давал о себе знать подъезжавшим к Москве пассажирам Казанской и Курской железных дорог.

С 1875 г. Городская дума начала издавать обязательные постановления по вопросам, относящимся к санитарии. Особенное внимание в этих постановлениях обращалось на ассенизацию: был урегулирован вывоз нечистот частными лицами, определено время вывоза и маршруты обозов; было упорядочено само устройство выгребных ям и отхожих мест.

В 1874 г. отставной штабс-капитан инженер М. А. Попов впервые поднял «опрос об устройстве в Москве канализации для вывода за город сточных вод и об компании их очистки на специальных полях орошения - посредством фильтрации через почву - и использовании для удобрения сельскохозяйственных культур. Попов за собственный счет собрал данные о сложных и почти не исследованных топографических и почвенных условиях Москвы, составил расчеты необходимой мощности всех сооружений, исходя из основательно продуманной перспективы роста численности населения, разработал эскизный проект устройства городской канализационной сети и рассчитал цена всех капитальных работ, а также ежегодные эксплуатационные расходы. Проект предусматривал общесплавную канализацию, т. е. бытовые сточные воды и атмосферные сплавлялись по одной канализационной сети.

Проект Попова был передан Думой в комиссию народного здравоохранения, а затем в технический строительный комитет Министерства внутренних дел. Комитет одобрил проект, но признал, как и сам Попов, необходимость дополнительных топографических данных для составления подробного технического проекта.

В том же 1874 г. Городская управа поручила трем инженерам составить топографический и нивелирный план города (в 1 см - 2,1 м). На эту работу ушло три года, в течение которых решение вопроса о самой канализации не двигалось с места. После составления плана Городская управа представила (в 1879 г.) Думе доклад о необходимости подробных 7 изысканий для проектирования канализации. Дума передала все соображения Управы и материалы Попова в комиссию по водопроводу. Комиссия изучила материал, ознакомилась с состоянием городских канализаций за границей (Лондон и Париж уже несколько лет имели канализацию, и только что ее построил Берлин) и выработала подробную программу исследований. В своем докладе комиссия, не доверяя отечественным инженерам, предлагала выяснить у зарубежных специалистов, на каких условиях они согласились бы принять на себя составление проекта московской канализации. Намеченные комиссией изыскания заняли еще три года. За это время была выяснена плотность населения всех кварталов города, исследована почва, собраны метеорологические данные, установлена глубина промерзания московских грунтов, произведена нивелировочная съемка загородной местности на юго-востоке (на 43 кв. верстах - около 5 тыс. гектаров) для выявления лучших мест под поля орошения. При Петровской сельскохозяйственной академии были устроены экспериментальные поля орошения для опытов по обезвреживанию сточных вод.

В 1878 г. вопросами канализации заинтересовался московский генерал-губернатор князь Долгоруков. Был образован специальный комитет для рассмотрения проекта Попова. Комитет признал, что произведенные исследования в общем подтверждают правильность расчетов Попова, что его проект с климатической и технической точек зрения удовлетворителен, а финансовые подсчеты довольно ясны. Один из гласных Думы предложил пригласить для консультации немецкого инженера Гобрехта, строителя только что пущенной в эксплуатацию берлинской канализации. Гобрехт приехал, рассмотрел материалы, в том числе и проект Попова, и заявил, что проект составлен удовлетворительно. Но, вернувшись в Берлин, он прислал заключение противоположного содержания. Тогда Городская дума предложила самому Гобрехту составить проект канализации для Москвы. Гобрехт согласился, но потребовал значительных дополнительных данных. К концу 1881 г. он представил свой проект общесплавной канализации города. Однако в 1885 г. московский инженер Д. В. Кастальский предложил раздельную систему канализации, Москвы. В 1887 г. вопрос о строительстве раздельной канализации был внесен в Думу, где и получил одобрение. В 1890 г. был составлен проект и в 1893 г. начато строительство. К середине 1898 г. было уложено 262 км труб канализационной сети, была построена главная насосная станция, и 1 августа 1898 г. начался прием сточной воды и ее перекачка на поля орошения.

 Цели водопровода

Питьевые

Хозяйственные

Противопожарные

Производственные

Ирригационные

При подаче воды учитывают её качество, например, к питьевой воде предъявляются требования СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водопровода. Контроль качества." Для доведения качества воды до требуемых норм используют водоподготовку.

 Орошение (ирригация)

Орошение (ирригация) — подвод воды на поля, испытывающие недостаток влаги, и увеличение её запасов в корнеобитаемом слое почвы в целях увеличения плодородия почвы. Орошение является одним из видов мелиорации. Орошение улучшает снабжение корней растений влагой и питательными веществами, снижает температуру приземного слоя воздуха и увеличивает его влажность.

К основным способам орошения относится:

- полив по бороздам водой, подаваемой насосом или из оросительного канала;

- разбрызгиванием воды из специально проложенных труб;

- аэрозольное орошение — орошение мельчайшими каплями воды для регулирования температуры и влажности приземного слоя атмосферы;

- подпочвенное (внутрипочвенное) орошение — орошение земель путем подачи воды непосредственно в корнеобитаемую зону;

- лиманное орошение — глубокое одноразовое весеннее увлажнение почвы водами местного стока.

- дождевание — орошение с использованием самоходных систем кругового или фронтального типа.

 Негативные экологические последствия

Оросительное земледелие вызывает целую цепь негативных экологических последствий. Главными из них являются:

- ирригационная эрозия;

- накопление агроирригационного культурного горизонта почв;

- вторичное засоление грунтов и почв;

- заболачивание грунтов и почв;

- загрязнение поверхностных и подземных вод;

- обмеление рек;

- оседание рельефа местности.

Вторичное засоление — главное последствие орошения земель в условиях аридного климата. Оно связано с подъемом минерализованных грунтовых вод к земной поверхности. Грунтовые воды, содержащие соли, начинают при этом интенсивно испаряться, в результате чего почва насыщается избыточным количеством солей. Острая экологическая проблема орошаемого земледелия — загрязнение поверхностных и грунтовых вод. Это результат полива угодий и использования воды для рассоления почв. Большинство рек, воды которых используются для орошения имеют минерализацию 0,2-0,5 г/л. В настоящее время их минерализация возросла в 10 раз, что привело к росту вторичного засоления. Проблемы засоления почв и вод усугубляются применением минеральных удобрений.

 Источники водопровода

Река

Озеро

Водохранилище

Море (для хозяйственных и питьевых нужд)

Подземные воды

 Системы водопровода

Водопровод

Водозаборные сооружения - инженерные сооружения для отбора воды из подземных и поверхностных источников.

Насосная станция

Водоподготовка - очистка воды с тем, чтобы довести её до требуемого качества, например, до качества питьевой воды, дистиллированной и т.п.

 Водопровод

Водопровод - система непрерывного водопровода потребителей, предназначенная для проведения воды для питья и технических целей из одного места (обыкновенно водозаборных сооружений) в другое - к водопользователю (городские и заводск. помещения) преимущественно по подземным трубам или каналам; в конечном пункте, часто очищенная от механических примесей в системе фильтров, вода собирается на некоторой высоте в так называемых водоподъемных башнях, откуда уже распределяется по городским водопроводным трубам. Объем водозабора определяется водомерными приборами (т.н. Водомерами (водосчетчиками), водомерами (водосчетчиками)). Водонапорной силой водоснабжения пользуются и для гидравлических целей.

 Элементы водоснабжения

Водопроводы бывают внутренние, находящиеся внутри зданий и сооружений, и наружный — прокладываемые вне зданий и сооружений, как правило под землей.

Внутренний водопровод

Внутренний водопровод регламентируют СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий»; ГЭСН 2001-16 газопроводы внутренние:

Водоразборная колонка;

Водомерный узел состоит из водомерных счетчиков (наначе называют расходомер, водомер (водосчетчик)) устанавливается для учета забора воды из системы. Обычно устанавливают в подвальном помещении многоквартирного дома, либо в техническом помещении предприятия;

Трубопроводная арматура: щеколда, кран, клапан, обратный клапан, компенсатор

Гидробак

Санитарный узел

Станция пожаротушения

Станция подкачки для повышения давления в системе.

Трубы

Фитинги,

и прочее (неполный список).

Наружный водопровод

Наружный водопровод (регламентируют СНиП 2.04.02-84 водоснабжение наружные сети и сооружения; СНиП 3.05.04-85* Наружные сети и канализация. Водоснабжение и канализация):

Водозаборные сооружения — инженерное сооружение для забора воды из источника.

Пожарный гидрант на линии пожарного водоснабжения, для тушения пожаров, забора воды пожарными автоцистернами.

Смотровой колодец на линии водоснабжения.

Насосная станция для повышения давления в системе водоснабжения до требуемого.

Водоподготовка — система очистки воды, доведения качества воды до качества питьевой воды.

и прочее (неполный список).

Сети наружного водоснабжения можно разделить на несколько видов по назначению:

- хозяйственно-бытовой для перекачки воды питьевого качества.

- пожарный (или противопожарный) для предотвращения пожаров.

- производственный (или технологический) - для перекачки воды технического назначения: санитарно-техническая цели; охлаждение агрегатов,

 механизмов, машин; различные производственные цели.

- оросительный/поливочный водопровод для орошения/полива сельскохозяйственных или декоративных растений;

- оборотный водопровод также может существовать для снижения (рационализации) затраты воды на предприятии.

- комбинированный водопровод как способ снизить капитальные вложения в водопровод, например, нередко совмещают пожарный и хоз.-бытовой водопроводы в малых населенных пунктах, предприятиях.

Водозаборные сооружения

Водозабо́рные сооруже́ния (также известны как водозаборный узел - ВЗУ) - сооружения для забора воды из источника, состоящие из ряда основных инженерных объектов:

водозаборного устройства со станцией первого подъема (обычно это погружные насосы);

узел учета воды из водомеров (водосчетчиков) - расходомеров;

водоподготовки для доведения качества воды до норм питьевой воды;

резервуара чистой воды (РЧВ);

резервуара пожарного запаса (пожарный резервуар);

насосной станции второго подъема для поддержания давления и подачи воды приобретателю в требуемом объёме;

водонапорной башни (альтернатива насосной станции второго подъема);

станция пожаротушения (пожарные насосы);

дренажная система выполняет отвод вод при аварийном переполнении резервуаров, подтоплении водозаборных сооружений.

контрольно-измерительные приборы и автоматика (сокр. КИПиА или КИПиС) следят за работоспособностью оборудования, регулируют расходы воды, ведут журналы изменений характеристик: уровней, издержки воды, аварийных ситуация и т.п., выполняет автоматическое обслуживание оборудования, например, автоматическая промывка станции водоподготовки. Полный перечень выполняемых автоматически действий зависит от конкретных требований технического задания Заказчика к объекту водозаборного узла;

Большие (перекачивающие свыше 10 000 куб.м/сут) водозаборные сооружения могут иметь собственную инфраструктуру: электрическую подстанцию, газораспределительную подстанцию (ГРП), котельную, диспетчерский пункт с возможностью нести вахту, лабораторию для контроля качества воды и прочее.

Место для размещения водозаборного сооружения, так называемый землеотвод, должно быть согласовано с государственным органом санитарно-эпидемиологического надзора и удовлетворять санитарно-эпидемиологическим (СанПиН) и строительным нормам (СНиПам) и пр.

Классификация водозаборных сооружений

По характеристикам источника водозаборы разделяют на подземные и поверхностные. Подземные источники водопровода, как правило, отличаются более стабильными характеристиками качества воды и относительной защищенностью от загрязнения с поверхности. Поверхностные источники водопровода отличаются высокой производительностью, но требуют постоянного надзора за соблюдением санитарно-технического состояния территории поверхностного источника: озера, реки.

Подземные источники водопровода

Подземные воды, согласно п.5.3. СНиП 2.04.02-84* «водоснабжение. Наружные сети и канализация.», водоприемные сооружения (чаще употребим: подземный источник водопровода) подразделяются на:

Водозаборные скважины (чаще употребим термин: артезианская скважина) для добычи артезианской воды;

Шахтные колодцы для добычи по большей части грунтовых вод;

Горизонтальные водозаборы, которые в свою очередь подразделяются на:

траншейные сооружения используются для сравнительно небольшого водопотребления при малой глубине залегания подземных вод;

галерейные (собственно галереи и штольни), которые применяются для постоянного водопровода относительно крупных водопотребителей, сооружаемые при значительной глубине залегания водоносных горизонтов;

кяризы - примитивно устроенные водозаборные сооружения, применяемые для сельско-хозяйского водопровода и орошения небольших земельных участков в полупустынных районах с невыдержанным залеганием водоносных горизонтов;

Комбинированные водозаборы;

Лучевые водозаборы применяются для более полного захвата подземной воды — комбинация шахтного колодца с горизонтальными буровыми скважинами, заложенными в разные стороны водоносного пласта;

Каптажи родников.

 Поверхностные источники водопровода

Поверхностные источники для водопровода подразделяются на:

Речные - водоотбор из реки;

Водохранилищные - водоотбор из водохранилища;

Озерные - водоотбор из озера;

Морские - водоотбор из моря.

Для поверхностных источников выделяют, следующие виды водозаборных сооружений:

Береговые водозаборные сооружения применяемяется при относительно крутых берегах реки, представляет собой бетонный или железобетонный колодец большого диаметра, вынесенный передней стенкой в реку. Вода поступает в него через отверстия, защищенные решётками, а затем проходит через сетки, осуществляющие грубую механическую очистку воды.

Русловые водозаборные сооружения применяются обычно при пологом береге, имеют оголовок, вынесенный в русло реки. Конструкции оголовков весьма разнообразны. Из оголовка вода подаётся по самотёчным трубам к береговому колодцу; последний часто совмещен с насосной станцией первого подъёма.

Плавучие водозаборные сооружения - это понтон или баржа, на которых устанавливаются насосы, забирающие воду непосредственно из реки. На берег вода подаётся по трубам (с подвижными стыками), уложенным на соединительном мостике.

Ковшовые водозаборные сооружения. Вода поступает из реки сначала в расположенный у берега ковш (искусственный залив), в конце которого размещается собственно В. с. Ковш используется для осаждения наносов, а также для борьбы с ледовыми помехами — шугой и глубинным льдом.

Зона санитарной охраны (ЗСО) источника водопровода

Зоны санитарной охраны (ЗСО) - территория, включающая источник водопровода и/или водопровод, иной объект. ЗСО состоит из поясов, на которых устанавливаются особые режимы хозяйственной деятельности и охраны, например, для артезианских скважин охраны подземных вод от загрязнения.

Зона санитарной охраны (ЗСО) источников водопровода регламентируется СанПиН 2.1.4.1110-02 «2.1.4. ПИТЬЕВАЯ ВОДА И водоснабжение НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ. Зоны санитарной охраны источников водопровода и водопроводов питьевого назначения». ЗСО состоит из 3-х поясов:

первого пояса - зона строгого режима обносится глухим забором, устанавливаются знаки охраны.

второго пояса - зона по бактериологическому загрязнению.

третьего пояса - зона по химическому загрязнению.

Зона санитарной охраны 2-го и 3-го поясов определяется расчетным путём.

Основной целью создания и обеспечения режима в ЗСО является санитарная охрана от загрязнения источников водопровода и водопроводных сооружений, а также территорий, на которых они расположены.

В каждом из трех поясов, а также в пределах санитарно-защитной полосы (СЗП), соответственно их назначению, устанавливается специальный режим и определяется комплекс мероприятий, направленных на предупреждение ухудшения качества воды.

Этапы проектирования

1. Расчет водопотребления

2. Технологическая схема

Технологическая схема водозаборного сооружения представляет схематическое представление работы объекта, т.е. показывает как вода двигается в системе, как очищается, как будет работать система при аварийях и пр.

Технологические схемы сильно зависят от потребностей Заказчика в объёме воды, качестве, уровне автоматики и прочих требований. Хоть принципиально технологические схемы схожи, но трудно найти две одинаковые.

Разработка технологической схемы работы водозаборного узла (водозаборных сооружений) выполняется исходя из технического задания, выданного Заказчиком либо разработанного совместно с Заказчиком;

3. Подбор оборудования

Подбор и согласование перечня оборудования, узлов оборудования;

4. Предпроектная подготовка

Проведение предпроектной подготовки: натурное обследование площадки, согласование выбора участка с гос. органами надзора, инженерно-геологические изыскания;

5. Разработка проектной документации стадия "П"

Разработка проекта водозаборного узла (водозаборных сооружений);

6. Согласование проекта

Согласование и утверждение проекта.

7. Разработка проектной документации стадия "РД"

После прохождения утверждения проекта и выполнения стадии "РД" (рабочая документация), по проекту можно выполянть работы - строить водозаборный узел.

Водонапорная башня

Водонапо́рная башня — сооружение в системе водопровода для регулирования напора и затраты воды в водопроводной сети, создания её запаса и выравнивания графика работы насосных станций.

Водонапорная башня состоит из бака (резервуара) для воды, обычно цилиндрической формы, и опорной конструкции (ствола). Регулирующая роль водонапорной башни заключается в том, что в часы уменьшения водопотребления избыток воды, подаваемой насосной станцией, накапливается в водонапорной башне и расходуется из нее в часы увеличенного водопотребления. Высота водонапорной башни (расстояние от поверхности земли до низа бака) обычно не превышает 25 м, в редких случаях — 30 м; ёмкость бака — от нескольких десятков м³ (для малых водопроводов) до нескольких тысяч м³ (в больших городских и промышленных водопроводах). Опорные конструкции выполняются в основном из стали, железобетона, иногда из кирпича, баки — преимущественно из железобетона и стали. Водонапорные башни оборудуют трубами для подачи и отвода воды, переливными устройствами для предотвращения переполнения бака, а также системой замера уровня воды с телепередачей сигналов в диспетчерский пункт.

Вода качается насосами из-под земли.

Водонапорные башни Рожновского

История цельнометаллических необогреваемых водонапорных башен колонн началась в 1925 году, когда инженер Земсков П.И. на основе проведенных им в зимнее время замеров температуры воды в водонапорных башнях на железнодорожных магистралях Омск – Иркутск пришел к выводу о возможности отказа от их отопления.

В 1936 году инженер Рожновский А.А. предложил конструкцию, метод скоростного монтажа и схему автоматической работы цельнометаллической необогреваемой водонапорной башни для железнодорожного транспорта. В дальнейшем они получили широкое распространение на транспорте в военные и послевоенные годы, когда условия времени требовали изготовление подобных сооружений в заводских условиях, монтажа на месте в течение нескольких суток и, самое главное, отказа от использования дефицитного в то время топлива на их обогрев.

Башни полностью отвечали этим требованиям, и автор за их создание и внедрение был удостоен в 1942 году звания Лауреата Сталинской премии. Башни получили наименование «башни Рожновского», или БР.

Начиная с 1951 года, БР меньшего размера стали осваиваться и в сельском хозяйстве.

В то время башни строились из кирпича, в верхней части размещался металлический бак емкостью 25 M3. Стоили такие башни 60 … 80 тыс. Деревянный. и строились от 6 месяцев до года. Другое дело башня Рожновского. Доставленная с завода в виде блоков модулей, она монтировалась за 2 – 4 дня и стоила около 18 тыс. Деревянный.

Изготовленная опытная политическая партия башен для села была испытана в 15 хозяйствах в течение 1951-53 годов и показала положительные результаты. 21 сентября 1953 года СМ СССР и ЦК КПСС своим постановлением № 2457 обязали «…принять предложение Министерства сельского хозяйства СССР о постановке на производство ветродвигателя с водонапорной башней конструкции Рожновского.

Знакомясь с научными отчетами тех лет, невольно отмечаешь акцент в исследованиях и разработках на экономию металла. Страна быстро залечивала военные раны, вставала из руин, налаживала промышленность, но металла все еще не хватало. Вот и для башен все тем же постановлением было выделено 50 тыс. тонн металла на изготовление в 1954-55 годах 25 тыс. штук баков для башен, имея в виду, что опоры будут изготавливаться на местах из подручного материала: дерева, камня, бетона или устанавливаться на крышах зданий и сооружений (силосных башнях).

В этой ситуации научная мысль была направлена на создание оптимальных по трудозатратам, используемому материалу и материалоемкости опор для баков.

Была предложена и обоснована решетчатая конструкция опор башен дающая максимум экономии металла. Опора под бак емкостью 25 M3 изготавливалась из уголков сваренных «в квадрат». Такая опора весила 593 кг. Далее, вместо металлической трубы-стояка применили асбоцементную трубу на металлических соединениях, вместо кровельной стали на крыше применили толь. Все это снизило затрата металла на 53,4%.

Однако такие конструкции сводили на нет одну из основных функций башни – иметь запас воды, поскольку в опоре из цельного металла можно разместить еще такой же объем воды как и в баке.

С решетчатой конструкцией это не возможно. Поэтому перед разработчиками встала очередная задача: создать цельнометаллическую опору оболочкового типа. При этом издержка металла не должен значительно превышать то количество, которое использовалось для решетчатой конструкции. Предварительные расчеты показали, что допустимая толщина металла стенок опоры для 25 кубового бака равна всего 0,4 … 0,6 мм.

На заводе Ухтомского была изготовлена такая башня высотой 11 м, общей емкостью 35 M3 с толщиной стенок 3 мм. Общий затрата металла составил 1800 кг.

Башня была смонтирована и пущена в эксплуатацию 5 декабря 1954 года в подсобном сельскохозяйственном предприятии санатория Центросоюза на ст. Удельная. Башня обслуживала теплицы, парники, коровник, жилой поселок с двухэтажными зданиями.

Эту дату можно считать днем начала широкого применения водонапорных цельнометаллических необогреваемых башен Рожновского в сельском хозяйстве.

Сегодня пейзаж Российской Федерации и стран Ближнего Зарубежья украшает более 400 тысяч башен Рожновского.

Водохранилище

Водохрани́лище — искусственный водоём, образованный, как правило, в долине реки водоподпорными сооружениями для накопления и хранения воды в целях её использования в народном хозяйстве.

Водохранилища делятся на 2 типа: озёрные и речные. Для водохранилищ озёрного типа (например, Рыбинского) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих водохранилищах связаны больше всего с ветрами. Водохранилища речного (руслового) типа (например, Дубоссарское) имеют вытянутую форму, течения в них, обычно, стоковые; водная масса по своим характеристикам близка к речным водам.

Основными параметрами водохранилища являются объём, площадь зеркала и амплитуда колебания уровней воды в условиях его эксплуатации.

Создание водохранилищ существенно изменяет ландшафт речных долин, а регулирование ими стока преобразует естественный гидрологический режим реки в пределах подпора. Изменения гидрологического режима, вызываемые созданием водохранилищ, происходят также и в нижнем бьефе гидроузлов, иногда на протяжении десятков и даже сотен километров. Особое значение имеет уменьшение половодий, в результате чего ухудшаются условия нереста рыб и произрастания трав на пойменных лугах. Уменьшение скорости течения вызывает выпадение наносов и заиление водохранилищ; изменяется температурный и ледовый режим, в нижнем бьефе образуется не замерзающая всю зиму полынья.

На водохранилищах высота ветровых волн больше, чем на реках (до 3 м и более).

Гидробиологический режим водохранилищ существенно отличается от режима рек: биомасса в водохранилище образуется интенсивнее, меняется видовой состав флоры и фауны.

 Насосная станция

Насосная станция — комплексная система для перекачки жидкостей из одного места в другое, включает в себя здание и оборудование: насосные агрегаты (рабочие и резервные) — насосы, нефтепроводы и вспомогательные устройства, в том числе насосы. Используются в качестве инфраструктуры для нужд водопровода, канализации, на месторождениях черного золота и т. д. Также используются для удаления воды на территориях в низменности, обводненных в результате прорыва воды или наводнения.

 Насосные станции на каналах

Насосные станции часто встречаются в странах с развитой системой каналов. Из-за работы системы шлюзов на канале, уровень воды падает на верхней части канала при каждом прохождении судов через шлюзы. Кроме того, многие шлюзы не герметичны, и вода просачивается из верхней части канала в нижнюю.

Очевидно, что уровень воды в верхней части канала требуется поднять (компенсировать), иначе, в конечном итоге, уровня воды перед шлюзом не хватит для судоходства. Обычно каналам требуется дополнительные объёмы воды, которые поступают путём направления воды из рек и ручьёв в верхнюю часть канала. Однако, при отсутствии таких источников для поддержания уровня используется насосная станция.

Насосные станции в системе водоснабжения и канализации

Наибольшее распространение насосные станции получили в системах водопровода загородных домов, коттеджей, участков. Насосная станция представляет поверхностный насос, соединенный гибкой подводкой с гидроаккумулятором и управляющим насосом реле давления. Поверхностный насос осуществляет забор воды из открытого источника и подачу ее под давлением в гидроаккумулятор. После выключения насоса, водоснабжение потребителей осуществляется за счет воды, запасенной под давлением в гидроаккумуляторе. После того, как давление воды в гидроаккумуляторе упадет до заданного уровня, реле давления включит насос и цикл повторится. В ряде случаев, насосные станции используются для повышения давления воды в системе.

В системе канализации насосные станции (чаще используется термин "Канализационная установка") используются для поднятия сточных вод на возвышение, например, для преодоления холмистой местности на пути газопровода, ведущего к станции очистки сточных вод, а также в случаях, когда помещение находится ниже уровня земли и отвод стоков самотеком невозможен.

Насосные станции на месторождениях

На месторождениях черного золота используются дожимные насосные станции. Данные станции осуществляют поступление черного золота со скважин в товарный парк. Они могут производить только дожим насосами жидкости или, помимо этого, проводить начальную подготовку скважинной продукции (сепарацию воды и черного золота).

 Водоподготовка

Водоподготовка — обработка воды, поступающей из природного водоисточника, для приведения её качества в соответствие с требованиями технологических потребителей. Может производиться на сооружениях или установках водоподготовки для нужд коммунального хозяйства, теплогенерирующих предприятий, транспорта, промышленных предприятиях.

Цели водоподготовки

Водоподготовка заключается в освобождении воды от грубодисперсных и коллоидных примесей и содержащихся в ней солей, тем самым предотвращается отложение накипи, унос солей паром, коррозия металлов, а также загрязнение обрабатываемых материалов при использовании воды в технологических процессах.

Этапы водоподготовки

Водоподготовка включает следующие основные методы обработки:

осветление (удаление из воды коагуляцией, отстаиванием и фильтрованием коллоидальных и суспензированных загрязнений);

умягчение (устранение жёсткости воды осаждением солей кальция и магния, известью и содой или удаление их из воды катионированием);

обессоливание и обескремнивание (ионный обмен или дистилляцией в испарителях);

удаление растворённых газов (термическим или химическим методом) и окислов железа и купрума (фильтрованием).

улучшение органолептических свойств воды (удаление из воды веществ, придающих воде запах (сероводород, хлор), и ряда органических веществ).

Канализация

Канализа́ция — составная часть системы водопровода и водоотведения, предназначенная для удаления твердых и жидких продуктов жизнедеятельности человека, хозяйственно-бытовых и дождевых сточных вод, с целью их очистки от загрязнений, и дальнейшей эксплуатации или репатриации в водоем. Необходимый элемент современного городского хозяйства. Нарушение его работы может ухудшить санитарно-эпидемиологическую ситуацию в городе.

Также канализацией называют любую систему каналов, например, кабельная канализация служит для прокладки под землёй кабелей.

 История канализации

Изобретение канализации, впрочем, как и водоснабжения, сейчас приписывают римлянам. Именно они первыми разработали систему, которая до сих пор не претерпела существенных изменений, если говорить о принципе.

Как известно, в античном Эфесе римские рабы построили огромные общественные туалеты. Продукты естественных нужд стекали в огромную емкость, которую время от времени вычищали. Если мы вспомним, то современный септик является не чем иным, как огромной емкостью, вкопанной в землю. Единственное отличие – современные септики являются герметичными, что исключает заражение подземных вод и земли вокруг.

В Древнем Риме канализационная система была сложным инженерным сооружением. В нем учитывался рельеф местности. Использовались даже насосные станции, чтобы поднимать воду на возвышенности, откуда она потом стекла вниз. Эту систему называли Cloaca Maxima. Канализационные стоки в те времена не очищали, а сливали просто в водоем. Вода и стоки проходили по свинцовым трубам, которые служили достаточно долго.

Позже канализационные системы были построены и в других странах, к примеру, в Египте, Китайской Народной Республике (КНР), Греции и многих других. Кроме того, римляне создали канализацию, к примеру, в Париже. Сейчас в этом городе действует музей канализации. В нем представлены настоящие канализационные машины, а также макеты.

Но вот Римская империя пала под натиском варваров, и началась эпоха Средневековья. На руинах построили новые здания, но уже без канализации. Нечистоты выливали прямо на улицы. Тогда вообще считали, что естественные отправления человека – это нечто постыдное. Ну а чтобы создать снова канализацию, пришлось бы признать, что ходить в туалет – это совершенно нормально. Именно отсутствие канализации привело к целому ряду эпидемий чумы и холеры, унесший тысячи жизней. Вымирали целые города. Дальше игнорировать проблему отсутствия канализации было уже невозможно.

Возможно, европейская цивилизация и вовсе канула бы в лету, но в конце XVII века начался период Просвещения. Холера 1930-го года унесла огромное число жизней, что подстегнуло тогдашних правителей европейских стран взяться за разработку центральной системы канализации. Во многих городах разработанные тогда системы работают до сих пор.

В Российской Федерации прививать культуру пользования туалетом стал Петр I. До этого в некоторых городах уже существовала канализация, но весьма примитивная.

Классификация

По целям и месторасположению систему канализации можно разделить на три больших раздела:

Внутренняя канализация — система сбора стоков внутри зданий и сооружений и доставки их в систему наружной канализации;

Наружняя канализация — система сбора стоков от зданий и сооружений и доставки их к сооружениям очистки либо к месту сброса в водоприёмник;

Система очистки стоков.

По собираемым стокам канализация подразделяется на:

Хозяйственно-бытовую канализацию (обозначение К1);

Ливневую канализацию (обозначение К2);

Производственную канализацию (обозначение К3).

Хозяйственно-бытовая канализация бывает:

Централизованная;

Автономная;

Внутренняя канализация

Внутренняя канализация зданий, как правило, имеет следующие элементы:

Водоприёмные приборы:

Раковины;

Мойки;

Унитазы;

Писсуары;

Трапы;

Душевые поддоны

Водосборные воронки;

Производственное оборудование.

Система газопроводов:

Вентиляционные стояки, выводимые на кровлю или вакуумные клапаны;

Подводки и коллектора — горизонтальные газопроводы;

Стояки — вертикальные нефтепроводы;

Ревизии и прочистки;

Выпуски в наружную канализацию;

Запорная арматура на выпусках;

Звуковая изоляция.

Дополнительные элементы:

Системы подкачки стоков;

Локальные системы очистки.

Наружная канализация

Наружные канализационные сети, как правило, являются самотёчными, прокладываются с уклоном по ходу стоков.

Наружная канализация может быть организована по следующим системам:

Общесплавная — коллекторы принимают и дождевые и хозяйственно-бытовые стоки;

Раздельная — существуют отдельные коллекторы для принятия дождевых и хозяйственно-бытовых стоков;

Полураздельная — сети раздельно собирают дождевые и хозяйственно-бытовые стоки, доставляя их в общесплавной коллектор.

Наружная канализация подразделяется на:

Внутридворовые сети;

Уличные сети;

Коллекторы.

Элементами наружных сетей являются:

Газопроводы;

Колодцы (смотровые, поворотные, перепадные и так далее); Как правило, колодцы снабжены люками c крышками и скобами для спуска в них обслуживающего персонала.

Насосные станции подкачки;

Локальные очистные сооружения;

Выпуски в водоприёмники.

 Материалы

К материалам, применяемым в системах канализации, предъявляются повышенные требования из-за агрессивности среды переносимых стоков. Газопроводы как правило применяют из следующих материалов:

Чугун;

Полиэтилен;

Полипропилен;

ПВХ (поливинилхлорид).

Для коллекторов больших диаметров также применяют:

Железобетон.

Реже используются:

Стеклянные трубы;

Керамические трубы.

Колодцы различного назначения сооружаются из сборного или монолитного железобетона, различных прочных пластмасс.

Источники

Флоринский М. М., Рычагов В. В., Насосы и насосные станции, 3 изд., М., 1967

Абрамов Н. Н., водоснабжение, М., 1967

http://ru.wikipedia.org/

Опубликовано на forexAW.com: Суббота, 9 Январь, 2010 года — 14:26.

Последнее редактирование: Воскресенье, 3 Апрель, 2011 года — 19:10.