Виды систем водоснабжения

Водоснабжение — это подача воды коммунальными службами, коммерческими или общественными организациями, частными или юридическими лицами, как правило, с помощью системы насосов и труб. Общественные системы водоснабжения имеют решающее значение для надлежащего функционирования общества, так как обеспечивают питьевой и технической водой население в городах и поселках. Главные аспекты обслуживания включают непрерывность подачи, качество и давление воды.

Система водоснабжения – это совокупность сооружений, оборудованных устройствами для сбора, подъема, транспортировки, очистки, хранения и распределения питьевой воды, для хозяйственных и производственных целей. Задача систем водоснабжения – обеспечить пользователя водой надлежащего качества и количества. Схемы систем снабжения являются индивидуальными для каждого конкретного случая. Вопросы о том, какие элементы будут входить в них, решаются на этапе составления проектов. Факторами, решающими данные вопросы, являются:

• удаленность от источника водообеспечения;
• способ забора и перекачки;
• назначение водопроводной сети;
• объемы потребления;
• иное.

Системы водообеспечения могут быть автономными и централизованными. Последние используются при большом количестве потребителей, вода для которых поставляется из единой (центральной) системы. Касается как холодного, так и горячего водоснабжения. Централизованные системы включают в себя большое количество оборудования.

Сети автономного водоснабжения используются в частном строительстве, и обустраиваются в непосредственной близости к источнику воды, которая доходит до потребителя с помощью простейшей схемы труб и насосного оборудования. Нагрев воды производится чаще всего бытовыми водонагревателями.

В зависимости от назначения системы водоснабжения делятся на пять видов:

• Сельскохозяйственные – используются для снабжения хозяйств, имеющих деятельность с животно-и растениеводством.
• Хозяйственно-бытовые – поставляют воду для объектов, принадлежащих к категории общественного или коммерческого пользования.
• Производственные – для водоснабжения объектов промышленности и предприятий.
• Противопожарные – оборудуются для тушения огня при пожаре.
• Комбинированные – для выполнения различных целей.

Также системы водоснабжения подразделяются на несколько типов в зависимости от выбора источника:

• Поверхностные – источником для них являются поверхностные воды: озера, реки и даже моря (путем опреснения).
• Подземные – источником являются грунтовые воды.
• Комбинированные – используются как подземные, так и наземные источники.

Источники водоснабжения подбираются в соответствии с ГОСТ 2761-84, в котором даны указания относительно санитарной надежности и защищенности от загрязнений:

• Артезианские воды.
• Безнапорные межпластовые воды неглубокого залегания.
• Грунтовые, включая воды с искусственным и подрусловым наполнением.
• Поверхностные объекты, к которым относятся реки, озера и так далее.

В зависимости от способов подачи системы водоснабжения делятся на:

• Самотечные или гравитационные. Гравитационное распределение предполагает наличие резервуара на возвышении распределительной системы, что создает достаточное давление для распределения воды без перекачки. В случае необходимости перекачивания вода закачивается непосредственно в распределительные трубопроводы или резервуар.
• Принудительные – транспортировка жидкости производится с использованием насосных установок.
• Комбинированные – сети, использующие как принудительный, так и гравитационный способ доставки.

Системы водоснабжения также подразделяются в зависимости от комплексности обслуживания потребителей, и могут быть:

• Объединенными – подача необходимого количества жидкости всем потребителям. Обычно используются для транспортировки питьевой воды. При обеспечении промышленных предприятий могут быть оправданы только в тех случаях, когда производству необходима жидкость высокого качества или в небольших объемах.
• Неполно-разделенными – при необходимости достаточно большого количества жидкости невысокого качества.
• Разделенными – наиболее редко встречающиеся системы водоснабжения, предполагающие технологию прокладки нескольких трубопроводов: для производственных, питьевых или противопожарных нужд.

В зависимости от характеристик применения воды системы делятся на:

• Прямоточные – жидкость используется однократно, после чего отводится либо в канализацию, либо на очистные сооружения. На производственных предприятиях установка прямоточной сети оправдана, если подаваемая жидкость или входит в состав конечной продукции, или сильно ухудшается по качеству после использования.
• Прямоточные с использованием повторно – отработанная жидкость, непригодная к применению на первоначальном объекте, подается на другой объект для повторного использования.
• Оборотные – жидкость применяется для охлаждения чего-либо. Предполагает многократное повторное использование. В некоторых оборотных системах, если это экономически оправдано, устанавливаются очистные сооружения.

В зависимости от метода разводки трубопровода схемы водоснабжения могут быть кольцевыми (замкнутыми) и тупиковыми (разветвленными).

• Тупиковые – применяются при обустройстве маленьких поселков, при диаметре трубопроводов не менее 100 мм., а также в районах, где допускается перерыв подачи воды при аварийных ситуациях. Длина тупиковых частей водоводов не должна превышать 200 метров. Если данное условие невозможно, важно предусмотреть обустройство регулирующей емкости (напор и расход). К положительным моментам тупиковой схемы можно отнести устойчивый гидравлический режим, простоту расчетов и использование минимального количества труб. При этом главным ее недостатком является необходимость отключения воды для всего района или жилого массива в случае повреждения одного из начальных участков.
• Кольцевые – обеспечивают бесперебойную подачу, рекомендуются для обустройства городских сетей и производственных трубопроводов. В случае повреждения водопроводного участка, вода поступает в сеть с других направлений. Кольцевая схема лучше выдерживает гидравлические удары при внезапном прекращении потока воды.

Муниципальная система водоснабжения состоит из следующих основных элементов:

• Источник воды: водохранилища, реки, каналы, грунтовые воды, озера и так далее.
• Водоочистные и очистные сооружения: подбираются в зависимости от источника воды.
• Системы передачи и распределения: очищенная вода транспортируется от источника по магистральным и подземным сетям к конечным пользователям.
• Системы хранения: включают резервуары для воды и водонапорные башни. В небольших системах могут использоваться сосуды под давлением и цистерны.
• Насосные станции: используются для поддержания оптимального давления воды. Считаются дополнительными компонентами системы.
• Аксессуары: включают вспомогательные компоненты, такие как клапаны, линии обслуживания, генераторы, счетчики и другие элементы, необходимые для обеспечения бесперебойной работы сети водоснабжения.

Снабжение водой в частном доме, как говорилось выше, может быть центральным и автономным.

Каждый из способов подачи имеет свои плюсы и минусы. К несомненным плюсам данной системы водоснабжения относят:

• постоянное давление в трубах;
• подача уже очищенного и обеззараженного продукта;
• невысокая стоимость монтажных работ и подключения.

Что касается минусов, то к ним относят следующее:

• необходимость получения разрешений на подключение;
• внесение помесячных оплат;
• зависимость от внешних факторов;
• в некоторых случаях качество подаваемой из центральной сети воды оставляет желать лучшего – в ней часто присутствует большая концентрация хлора и иных элементов.

Автономная система водоснабжения требует немалых затрат, как финансовых, так и физических, еще на этапе строительства: составление плана, бурение скважины или копка колодца, подбор необходимого оборудования, монтаж. При этом автономное снабжение имеет целый ряд положительных факторов:

• проведение и подача воды даже в районах, где отсутствует подключение к централизованным сетям;
• независимость от внешних условий;
• отсутствие необходимости вносить ежемесячную плату;
• возможность самостоятельно контролировать качество воды.

При автономной системе водоснабжения вода может отбираться из нескольких горизонтов:

• классический колодец (шахтный);
• скважина песчаного уровня;
• верховодка или абиссинская скважина;
• артезианская.

Колодец обустраивается в случае расположения водоносного слоя на глубине от 5 до 15 метров. Данный слой является первичным водоносным горизонтом, который образовывается в результате грунтового фильтрования поверхностных вод. К основным преимуществам колодцев можно отнести:

• Независимость от электричества (использование ручного труда или механического насоса).
• Несложное обустройство и небольшие финансовые вложения.
• Срок эксплуатации до 50 лет.

При этом, стоит учитывать, что:

1. Обустройство колодца, в соответствии с нормативными документами, должно проводиться на расстоянии не меньше 200 м от септика – большая проблема для небольших участков. А вот скважина может быть обустроена в любой точке участка, независимо от септика.
2. Несмотря на то, что копка колодца на стандартную глубину (около десяти колец) обойдется дешевле бурения скважины, о высоком качестве водного источника говорить не приходится, так как на данной глубине очень низкая фильтрация. Особенно заметно «качество» водного ресурса в весенний период, когда происходит таяние снегов, использование же воды из скважины требует лишь небольшой доочистки. Кстати, в летнее время шахтный колодец может пересыхать.

Скважинный колодец, бурение которого проводится только до верховодки (около 8 метров). Абиссинская скважина представляет собой узкую, диаметром до 1,5 дюймов, трубу с острым наконечником и фильтрующим элементом на конце. Благодаря острому наконечнику труба скважины опускается на необходимую глубину посредством:

• забивания;
• бурения.

После установки трубы производится монтаж насоса (электрического или механического типа) и обратного клапана. К преимуществам абиссинской скважины относят следующее:

• невысокая цена установки;
• монтаж в течение нескольких часов;
• отсутствие тяжелой и сложной техники, что позволяет проводить работы даже внутри помещения или в стесненных условиях;
• состав воды содержит минимальное количество минеральных веществ;
• герметичность.

К недостаткам относят такие факторы:

• при нерегулярном использовании возможны заливы скважины;
• для подъема водных ресурсов необходимо установить специальное насосное оборудование;
• не рационально использование в большом доме с двумя и более точками водозабора.

Более качественные водные ресурсы можно получить, обустраивая скважину на уровне песчаного слоя, который располагается под суглинкой на глубине от 14 до 40 метров. Суглинистый слой является защитным барьером от проникновения загрязнений в воду с поверхностных участков. Скважина состоит из труб диаметром от 12 до 16 см, на нижнем конце скважины устанавливается перфорированная труба с сетчатым фильтром, которая и осуществляет забор жидкости. Вода поднимается наверх при помощи вибрационного погружного насоса. К плюсам песчаной скважины относят:

• длительный срок эксплуатации – не менее 25 лет;
• высокие показатели продуктивности, позволяющие обеспечивать достаточным количеством воды даже большой дом.

К недостаткам данного водообеспечения причисляют:

• качество воды немного ниже чем у «абиссинской»;
• необходимость дополнительного монтажа фильтров после подъема, при «входе» - в противном случае возможно попадание в систему талых вод и верховодки.

В частном строительстве применяется редко, так как глубина залегания артезианского слоя доходит до 150 и более метров. Скважина бурится до известняковых пород. Качественные показатели воды находятся на самом высоком уровне, при этом, артезианская вода, в соответствии с действующим законодательством, является государственным резервом и для ее добычи необходимо получать специальное разрешение. Некоторые артезианские источники имеют довольно высокий уровень минерализации, что приводит к быстрому выходу из строя насосной техники. Это наиболее дорогостоящий проект.

Итак, исходя из всего вышесказанного, следует отметить, что колодец лучше всего обустраивать на дачном участке с сезонным способом проживания. Если дом эксплуатируется круглогодично, идеальным вариантом будет обустройство скважины, вложения в которую окупаются очень быстро. При этом стоит помнить: чтобы обеспечить бесперебойную работу скважинной системы в случае отключения электричества, требуется установка резервного генератора и энергонезависимого оборудования.

В системе водоснабжения большую роль играет насосное оборудование, обеспечивающее подачу водного ресурса конечному потребителю. В число насосного оборудования входят не только насосы разного типа, но и насосные станции. Выбирая насосное оборудование учитываются такие характеристики, как:

• глубина скважины и минимальный столб подачи воды;
• общий расход жидкости;
• наивысшая точка водопотребления;
• производительность насоса и его номинальный напор.

Наиболее распространенными насосами, используемыми в частных домах для подачи водных ресурсов со скважины, являются насосы погружного типа с производительностью 4 куба в час и напором 60-80 м.

Водоснабжение является сложным многофункциональным процессом, предполагающим бесперебойную работу всех систем и устройств. Правильная организация данного процесса в частном доме зависит от качества проектировочных работ, выбора материалов и оборудования, четкого соблюдения технологий монтажа. Кстати, в последнее время некоторые частные домохозяйства практикуют кооперативную установку скважины и водонапорного оборудования, реализуя план по созданию общего автономного источника для нескольких домов одновременно. Такой проект является весьма дорогостоящим, однако позволяет не зависеть от центральной сети водообеспечения, и оправдывает себя в течение нескольких лет.