Водоснабжение

Водоснабжéние — подача поверхностных или подземных вод потребителям в требуемом количестве и в соответствии с целевыми показателями качества воды в водных объектах. Инженерные сооружения, предназначенные для решения задач водоснабжения, называют системой водоснабжения, или водопроводом.

Жители (Лалитпура) (Непал) набирают воду.

История

Колодец в деревне провинции (Фарьяб), Афганистан

С древности люди селились там, где есть питьевая вода. Первые колодцы появились в III тысячелетии до н. э. В Древнем Египте уже использовались простейшие механизмы для подъема воды из колодцев, там были изобретены и широко использовались (нории), применяемые для орошения.

(Акведук Валента) в Стамбуле

(Поликрат) в VI веке до н.э. построил на острове Самос водопровод, по которому шла родниковая вода, в его состав входил (тоннель протяжением более 1000 метров). В древнегреческом (Пергаме) был сооружен водопровод из свинцовых труб, в котором было использовалось изобретение механика (Ктезибия). Древние Афины в период их расцвета, когда их население достигло 200 тыс. человек, имели 18 водопроводов, по которым вода шла в город с гор. Но (самая передовая система водоснабжения древности) была создана в Древнем Риме. Первый водопровод для снабжения римской столицы, (Aqua Appia), был открыт в 312 году до н.э. К концу III века н.э. число (водопроводов, снабжавших водой Рим), достигло 11. Остатки обширных сооружений, строившихся римлянами для снабжения водой городов в покоренных провинциях, сохранились у Арля, Авиньона, (Аркёя), Стамбула, Лиона, Майнца, Нима и Трира. Римские водопроводы пересекали большие долины с помощью (акведуков).

Паровая водоподъемная станция в Челси (Лондон), 1752 год

В Средние века большинство древнеримских водопроводов были запущены и развалились. Потребности городов удовлетворялись из колодцев, вырытых внутри городских стен. Первые сведения о создании водопроводов в средневековых городах Европы относятся к XII-XIII векам. Однако их сооружение не поспевало за ростом населения городов, что способствовало эпидемиям. В 1623 году в Париже начал действовать ^[фр.], но основная масса населения города вплоть до начала XIX века пользовалась водой из Сены, куда также сливались нечистоты.

Лишь изобретение паровых машин позволило применить для перекачивания воды (плунжерные), а затем и (центробежные) насосы и перейти к устройству напорных водопроводов. В XIX веке в городах Европы стали сооружаться обширные системы водопроводов и появились (системы очистки воды). На очистных станциях сначала применялось отстаивание с фильтрованием, затем стал применяться метод (коагулирования). В домах горожан стали появляться водоразборные краны, умывальники, души и ванные, но лишь во второй половине XIX века стали строиться водопроводы, которые могли доставлять воду жителям самых верхних этажей. На рубеже XIX и XX веков происходил переход к снабжению городов очищенной и обеззараженной водой из рек и озер. В Европе преобладал метод озонирования воды, в США и России получило наибольшее распространение (хлорирование).

Плунжерный насос водонасосной станции (Германия)

Цели водоснабжения

Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям:

• расход на хозяйственно-питьевые нужды (питье, приготовление пищи, умывание, стирка, поддержание чистоты жилищ, полив огородов, газонов и полей, и т. д.),
• расход на производственные нужды (расход предприятиями промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т. д.),
• расход для пожаротушения.

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 водоснабжения. Контроль качества». Для доведения качества воды до требуемых норм используют (водоподготовку). При проектировании и эксплуатации систем водоснабжения также учитываются принятые нормы расхода воды потребителями.

При ведении боевых действий в засушливой и маловодной местности организация бесперебойного водоснабжения войск становится трудной, но важнейшей задачей, не уступающей по значимости снабжению боеприпасами или топливом.

Источники водоснабжения

Основная статья: (Источники водоснабжения)

Очистка воды с помощью (ультрафильтрации) в (Кульмбахе)

Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в её составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации. Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

• обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;
• обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;
• давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путём простой и дешевой её очистки;
• обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
• обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект. Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:

• поверхностные источники — моря или их отдельные части (заливы, проливы), водотоки (реки, (ручьи), каналы), водоемы (озера, (пруды), водохранилища, обводненные карьеры), болота, природные выходы подземных вод (гейзеры, родники), ледники, (снежники);
• подземные источники — бассейны подземных вод, водоносные горизонты.

Система водоснабжения

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, то есть обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение её качества в недопустимых пределах).

Основные элементы системы водоснабжения

Принципиальная схема водоснабжения: 1 — (источник водоснабжения), 2 — (водоприемное сооружение), 3 — (насосная станция) I подъема, 4 — (очистные сооружения), 5 — резервуар чистой воды, 6 — (насосная станция) II подъема, 7 — (водоводы), 8 — (водонапорная башня), 9 — водораспределяющая сеть

Система водоснабжения (населенного места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, её очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:

• водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,
• водоподъемные сооружения, то есть насосные станции, подающие воду к местам её очистки, хранения или потребления,
• сооружения для очистки воды,
• водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам её потребления,
• башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения.

В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также в зависимости от экономических соображений схема водоснабжения и составляющие её элементы могут меняться весьма сильно. Большое влияние на схему водопровода оказывает принятый (источник водоснабжения): его характер, мощность, качество воды в нем, расстояние от него до снабжаемого водой объекта и т. п. Иногда для одного объекта используется несколько природных источников.

Классификация систем водоснабжения

Системы водоснабжения могут классифицироваться по ряду основных признаков. По назначению:

• системы водоснабжения населенных мест (городов, поселков),
• системы производственного водоснабжения,
• системы сельскохозяйственного водоснабжения,
• системы противопожарного водоснабжения,
• комбинированные системы водоснабжения (хозяйственно-производственные, хозяйственно-противопожарные и т. д.).

По способу подачи воды:

• самотечные (гравитационные),
• с механизированной подачей воды (с помощью насосов),
• зонные (в одни районы самотеком, в другие насосами).

По характеру используемых природных источников :

• получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т. д.),
• получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские и т. д.),
• смешанного типа.

По способу использования воды:

• системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды),
• системы оборотного водоснабжения,
• системы с повторным использованием воды.

Материалы и технологии

(Слесарь-сантехник) с помощью двух переставных клещей затягивает контргайку на стальном газопроводе.

Обвязка (раковины): Пластиковый горячий (красный), холодный (синий) и водоотведения (серый) трубопровод

Системы водоснабжения в Древнем мире для подачи воды использовали силу тяжести и прокладывались из труб (свинец, дерево, бамбук) или каналов (как правило из глины или камня). Выдолбленные деревянные трубы, обёрнутые стальной полосой использовались в качестве сантехнических труб, в частности, водопроводов: в Англии около 500 лет назад, в городах США для распределения воды начали использовать выдолбленные брёвна с конца 1700-х по 1800-е годы. Современные сантехнические трубы изготавливают из меди и пластика, а большинство канализационных труб — из стали, меди, пластика и чугуна.

Современные системы водоснабжения использующие циркуляционные насосы высокого давления и трубы в зданиях изготавливают из стали, латуни, пластика (особым способом скроенного полиэтилена PEX, который используется в 60% многоквартирных и индивидуальных домов) или другого малотоксичного материала. В водопроводных системах США с 1930-х годов из-за токсичности не используется свинец, хотя свинец продолжали использовать в составе припоя в процессе пайки трубопроводов для питьевой воды, пока она не была запрещена в 1986 году. Современные дренажные и канализационные трубопроводы изготавливают из пластика, стали, чугуна или свинца.

См. также

• Горячее водоснабжение
• Водные ресурсы

Примечания

1. Водный кодекс Российской Федерации от 3 июня 2006 г. N 74-ФЗ  (неопр.). Российская газета. Дата обращения: 25 декабря 2011. 19 декабря 2011 года.
2. Водоснабжение — статья из Большой советской энциклопедии. 
3. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ  (неопр.). Дата обращения: 17 ноября 2022. 11 июля 2019 года.
4. Снабжение городов водой // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
5. Водоснабжение // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
6. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.  (неопр.) Дата обращения: 20 мая 2009. 26 января 2010 года.
7. СНиП 2.04.01-85 стр.11 Приложение 3 . Нормы расхода воды потребителями.  (неопр.) firenotes.ru. Дата обращения: 13 июля 2016. 17 августа 2016 года.
8. Прямицын В. Н. «Вода есть! Жизнь продолжается!» Водоснабжение ограниченного контингента советских войск в Афганистане. // (Военно-исторический журнал). — 2019. — № 2. — С. 4—13.
9.  (англ.). cispi.org. Дата обращения: 14 февраля 2015. Архивировано из оригинала 8 февраля 2015 года.
10. Copper Tube Handbook, the Copper Development Association, New York, USA, 2006
11. California’s PEX Battle Continues (англ.). Builderonline.com. Дата обращения: 14 февраля 2015. 16 сентября 2014 года.
12. Macek, MD.; Matte, TD.; Sinks, T.; Malvitz, DM. Blood lead concentrations in children and method of water fluoridation in the United States, 1988-1994. (англ.) // ^[англ.] : journal. — 2006. — January (vol. 114, no. 1). — P. 130—134. — doi:10.1289/ehp.8319. — PMID 16393670. — PMC 1332668.  (англ.)
13. Uniform Plumbing Code, IAPMO  (англ.)
14. International Plumbing Code, ICC  (англ.)
15.  (англ.). plumbingforums.com. Дата обращения: 14 февраля 2015. Архивировано из оригинала 26 февраля 2014 года.

Литература

• Водохозяйственный словарь. — М., 1974
• (Порядин А. Ф.) Водоснабжение в Сибири: (Исторический очерк). — Л.: (Стройиздат), 1983. — 136 с. — Библиогр.: с. 130—133.
• Г. С. Сафаров, (В. Ф. Веклич), А. П. Медведь, И. Д. Юдовский Новая техника в жилищно-коммунальном хозяйстве — Киев : Будівельник, 1988. — 128,[2] с. : ил ; 17 см. — Библиогр.: с. 124—129 (68 назв.). — 3000 экз. — .
• Таненбаум А. С. Снабжение городов и железнодорожных станций водою // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.