Теоретична частина

Практична робота № 1

МуніципальнЕ водопостачання

Мета роботи: вивчення напрямків водокористування в місті та методики розрахунку загальної потреби міста у водопостачанні.

Теоретична частина.

В умовах урбанізації постійно збільшується потреба у воді і постійно збільшуються викиди відпрацьованої води. Цей процес супроводжується постійним погіршенням якості води, якості водних джерел та зменшенням можливостей використання їх для пиття, культурно-побутових та рекре­аційних потреб, для риборозведення, зрошування і навіть для промислових потреб. Тому можливості подальшого розвитку науково-технічного прогресу і покращення умов життя людей залежить від забезпечення достатньою кількістю прісної води.

Проблема загострюється тим, що основні зони спо­живання води не співпадають із зонами її наявності. На одного жителя Землі приходиться 12,9 тис. м³ води на рік. Але розподіл наявних водних ресурсів такий: у високорозвиненій Європі на одного чоловіка припа­дає 4,9 тис. м³ в рік наявної води, в Азії – 6,7, в Австралії – 27,4 тис. м³ в рік. У цілому же за даними ООН сьогодні близько 1,3 млрд. чоловік не забезпечені питною водою ні в кількісному, ні в якісному відно­шенні.

Прісну воду, необхідну для життєдіяльності людини, “випиває” його творіння – сучасна індустріалізація. Наприк­лад, для виготовлення 1 т текстильної тканини необхідно 270 тис. л. води, для одержання 1 кг паперу – 100 кг, для отримання 1 т. капрону – 10 т, 1 кг цементу – 5 л; на бойнях потрібно 500 л чистої води з розрахунку на 1 голову худоби.

У цілому на земній кулі сумарний водозбір на промис­лові потреби становить, за даними ЮНЕСКО, близько 500 км³ за рік. На долю сільського господарства прихо­диться 80 % всієї витрати, на побутові потреби – 120 км³ на рік. В промислове розвинених країнах на одного чоло­віка витрачається 1,2-1,5 тис. м³ води на рік.

Щоб забезпечити питною водою місто з мільйонним населенням і розвиненою промисловістю при кількості річних опадів не менше 1000 мм за рахунок підземних вод, необхідна площа в 750 км². Запаси підземних вод в містах катастрофічне вичерпуються, а водоводи гонять воду в міста за багато сотень кілометрів.

У минулому столітті один житель міста витрачав 30-40 л за добу води, житель сучасного міста витрачає на свої потреби 300 л води на добу. У Києві на одного жителя приходиться близько 300 л води, те ж саме сто­сується Дніпропетровська. У Москві на одного жителя є в наявності 400 л, у Лондоні - 170, у Парижі - 160, у Брюсселі - 85 літрів чистої води на добу.

Для задоволення своїх фізіологічних потреб мешка­нець міста використовує лише 5 % загальної кількості води, яку він споживає: для купання необхідно 37 %, для змиву унітазу - 41%, для приготування їжі - 6, для підтримання чистоти в квартирі - 3, для прання білизни - 4, для зро­шення - 3 і для миття автомашини - 1 %. Решта 5 % використовується для пиття.

Історія водопостачання нараховує кілька тисячоліть. Ще у ранньому Єгипті для відбору підземних вод будувалися глибокі колодязі, обладнані найпростішими механізмами для підйому води, використовувалися гончарні, дерев'яні і навіть металеві (мідні та свинцеві) труби. У Давньому Римі були вже досить великі централізовані системи водопостачання.

Водопостачання - це сукупність заходів із забезпечення водою різних користувачів (населення, промисловості, транспорту тощо). Комплекс інженерних споруд, які здійснюють водопос­тачання, називають системою водопостачання, або водопроводом. Усі сучасні системи водопостачання населених місць є централі­зованими, кожна з яких забезпечує водою велику групу користувачів.

Для водопостачання використовуються природні джерела води: поверхневі - відкриті водойми (річки, озера, водосховища, моря) і підземні (грунтові та артезіанські води). Найбільш придатні для потреб населення - підземні води. Але для постачання водою великих населених пунктів підземних джерел часто виявляється недостатньо, і отримання з них значної кількості води є економічно не вигідним. Тому для водопостачання великих міст і промислових об'єктів використовують переважно поверхневі джерела прісної води.

Витрати води на побутові потреби з кожним роком збільшуються. У 2000 році вони виростуть до 130млн. м³. Річний "раціон" промисловості зараз стано­вить 440 млн. м³ на початок XXI століття він збільшуєть­ся до 600 млн. м³.

У США, найбільш індустріальній країні світу, загальна кількість води, що споживається, у 1950 р. становила 275 млрд. м³ (при кількості населення 200 млн. чоловік), зараз становить приблизно 850 млрд. м³ а в 2000 р. збільшиться до 3 тис. л в рік на одного чоловіка. Запасів води, по підрахункам американських вчених, вистачить до 2050 р. Потім будуть вичерпані підземні води і наступить "водний голод".

У країнах Європи споживання води йде такими ж тем­пами, як і у США, але запаси води тут менші, тому виснаження водних запасів тут очікується раніше. Спожи­вання води промисловістю і населенням, наприклад, Буда­пешту, за останні 25 років зросло у 25 разів. Приблизно 45 % води споживається населенням, 34 % - промислові­стю. Передбачають, що до 2000 р. загальна потужність водозбірних споруд центральних міст досягне 475 млн. м³.

Потреба у воді та вимоги до системи водоочи­щення змінюються не тільки з року в рік і від сезону до сезону, але також і з дня на день і протягом дня. Приклад швидких змін у житловому водокористуванні протягом літа і зими показаний на рис.1. Загальною практикою є визначення коливання у потребах води як частку від середнього добового водопостачання. Статистичний аналіз звітів про витрати води в регіоні дає можливість визначити відносні величини, як то показано у табл.1.

Таблиця 1 – Різниця потреби у воді в різні пори року

Більшість відділів пожежної охорони одержує воду від найбли­жчого пожежного гідранта, пов'язаного з локальною розподільчою системою. Якщо немає ніяких по­жежних насосів, автоцистерн або пересувних насосів, вода подаєть­ся шлангами з найближчого вод­ного джерела. Водопостачальна система розрахована на те, щоб забезпечити: 1) максимальну що­годинну потребу, 2) максимальну щодобову потребу плюс потребу на гасіння вогню з будь-якої групи гідрантів у системі. Ця вимога для пожежегасіння часто є визначаль­ною у встановленні розмірів кана­лу, потужності насоса і місткості резервуара для міст з населенням до 500 тис. мешканців. Обсяг во­допостачання, необхідний для ліквідації вогню або принаймні його обмеження, для окремої групи будинків може бути оцінений за емпіричною формулою:

де F – потрібний для пожежегасіння потік у літрах за хвилину;

С – коефіцієнт, який враховує тип конструкції, наявність автоматичних розприскувачів та розташування будинків: дорівнює 1,5 для дерев'яних конструкцій, 1,0 – для звичайний конструкцій, 0,8 – для конструкцій з негорючих матеріалів та 0,6 – для вогнезахищених конструкцій;

А – загальна площа забудови або площа поверхів, м².

Для житлових районів з будинками на одну чи на дві сім'ї потрібний потік води, який коливається від 1800 (коли відстань між будинками перевищує 30 м) до 9601 л/хв. (коли будинки стоять впритул).

Для типової відстані між будинками у 3-9 метрів необхідним є потік води у межах між 3600-5700 л/хв.

У разі пожежі комунальна водопровідна система має бути спроможною підтримувати необхідний потік води протягом 2-10 годин. Тому має зберігатись потрібний запас води в цистерні, а крім того резервний насос для роботи повинен бути готовим до експлуатації за умови перебою у водопостачанні. Рекомендується забезпечувати тривалість роботи пожежного водопостачання протягом мінімум 2 год при витратах 9600 л/хв. чи до максимальної тривалості у 10 годин для випадків великих пожеж.

Таблиця 2 – Усереднені обсяги використання води в містах

Хід роботи

1. Визначте середні добові (враховуючи пору року), максимальні добові, максимальні погодинні і витрати води на пожежегасіння по місту (л/добу).

2. На основі проведених розрахунків різних видів витрат води обґрунтуйте значення сумарної потужності водопостачальної мережі міста.

Таблиця 3 – Варіанти завдання

Контрольні запитання

1. Дайте характеристику водним об’єктам міста та наведіть основні напрямки їх використання.

2. Поясніть термін “водопостачання”. Опишіть основні види водопостачання міста.

3. Що враховують максимальні добові витрати води?

4. З чого складається загальний баланс водопостачання великого міста?

5. Поясніть коливання у водокористуванні протягом доби, місяця, року.

6. Як забезпечується водою пожежегасіння?

7. Які механізми пов'язують чисельність населення міста з потребою у воді?

Поиск по сайту: