ВОДОПРОВОД

ВОДОПРОВОД, система водоснабжения, в к-рой вода доставляется и распределяется по трубам к местам её потребления.

Вода забирается в водопровод (рис. 1) из источника 1 насосной станцией 5 первого подъёма посредством водозахватного сооружения 2 - 3. Насосная станция подаёт воду по водоводу 1-го подъёма 6 на станцию улучшения качества воды 7, состоящую из отстойников, песчаных фильтров и оборудования для дезинфекции (хлоратор) воды и резервуара чистой воды 8. Отсюда вода подаётся насосной станцией 2-го подъёма 9 по водоводу 2-го подъёма 10 в водонапорную башню 11 с уравнительным резервуаром 12 на ней, а затем поступает в распределительную водопроводную сеть 13 - 14 - 15, из к-рой её или разбирают посредством кранов, водоразборных колонок и будок или она поступает во внутренние водопроводные сети жилых домов, предприятий, учреждений и т. д. При питании В. подземными водами (см.) станция по улучшению воды обычно отсутствует. Различают В. с механическим водоподъёмом (рис. 1) и самотёчный, возможный при значительном превышении уровня воды в водоисточнике над поверхностью территории, снабжаемой водой (рис. 2). При недостаточном превышении уровня воды водоисточника над территорией, снабжаемой водой, применяют комбинированные самотёчно-напорные водопроводы.

Водоисточниками для В. могут служить реки, озёра, ключи, пруды, трубчатые и шахтные колодцы, водосборные галереи и трубы, обводнительные и ирригационные каналы. В зависимости от прибрежной глубины реки, озера или пруда, от колебания уровня воды и от климата применяются (кроме указанного на рис. 1) различные водозахватные сооружения, основные типы к-рых приведены ниже. 1) Из реки с крутым берегом захватывают воду с помощью береговой камеры (рис. 3) с решётчатыми окнами (со щелями в 4 см) и внутренними сетками (с ячейками ~ 5 мм). 2) Значительно удалённый от берега оголовок труб выполняют в виде т. н. крибов (рис. 4). 3) Во избежание обледенения входных решёток зимой, а также для осветления очень мутной воды её захватывают из т. н. ковша, к-рый при низких берегах устраивают в берегу (рис. 5) со входом воды с низовой стороны. 4) Воду из оросительных каналов можно забирать всасывающими трубами, а при значительной фильтрации - продольными и поперечными сборными трубами (рис. 6). 5) Неглубоко залегающие подземные воды захватывают шахтными колодцами, помещая их группами (рис. 7), или же забирают галереями, водосборными трубами (см. Каптаж) и кяризами (см.). 6) При ср. и глубоком залегании вод бурят трубчатые колодцы (рис. 8) (см. Колодец), к-рые, при недостаточности притока в 1 колодец, соединяют в группы, собирая воду из них в сборный колодец-резервуар самотёчной трубой (если рабочий уровень воды не глубже 4 м), или самотёчным сифоном (при глубине до 10 м), или же насосами на каждом колодце (при стоянии уровня воды глубже 10 м).

Рис. 1. План водопровода с проходным резервуаром и водопроводной сетью - кольцевой и тупиковой: 1 - водоисточник-река; 2 - самотёчные трубы; 3 - береговой колодец; 4 - всасывающие трубы насосов; 5 - насосная станция 1-го подъёма; 6 - водоводы 1-го подъёма; 7 - станция очистки воды (о - отстойник вертикальный, Ф - песчаный фильтр, х - хлоратор); 8 - резервуар чистой воды; 9 - насосная станция 2-го подъёма; 10 - водоводы 2-го подъёма с колодцами переключения; 11 - водонапорная башня; 12 - уравнительный резервуар на башне; 13 - магистраль; 14 - 15 водопроводная сеть, К - Л - М - Н - О - П - кольцевая водопроводная магистраль Р - С - Т - тупиковая, разветвленная водопроводная магистраль (двойной пунктир); одиночный пунктир - разводящие трубы водопроводной сети

Рис. 2. Самотёчный водопровод: 1 - каптаж ключа; 2 - водовод; 3 - дюкер; 4 - смотровой колодец; 5 - водонапорная башня; б - магистраль водопроводной разводящей сети

Рис. 3. Захват воды береговой камерой: 1 - береговая камера; 2 - насосная станция 1-го подъёма; 3 - водоприёмное окно с решёткой для высоких вод; 4 - водоприёмное окно с решёткой для меженных вод; 5 - сетка: 6 - всасывающая труба насоса; 7 - водовод 1-го подъёма

Рис. 4. Захват озёрной воды крибом; 1 - криб в озере; 2 - береговой колодец; 3 - насосная станция; 4 - верхнее водоприёмное окно; 5 - нижнее водоприёмное окно с решёткой; 6 - самотёчная труба от криба; 7 - всасывающая труба насоса; 8 - водовод 1-го подъёма

Рис. 5. Захват воды из реки ковшом: 1 - водоприёмные трубы для временного захвата воды прямо из реки; 2 - ковш-отстойник; 3 - насосная станция; 4 - всасывающая труба для захвата воды из ковша; 5 - смотровые колодцы для приборов переключения водозабора; 6 - водовод 1-го подъёма

Рис. 6. Захват инфильтрационных вод из канала водосборными трубами: 1 - продольные под каналом водосборные трубы; 2 - самотёчные из водосборов в береговой колодец трубы; 3 - береговой колодец; 4 - всасывающая труба насоса

Трубы. Водоводы 1-го и 2-го подъёма и водопроводные сети строят из различных труб. При рабочем давлении в 10 атм. применяют: 1) трубы чугунные фланцевые на поверхности земли и в зданиях; 2) чугунные асфальтированные раструбные, укладываемые в слабых грунтах с заполнением раструбных стыков смоляной пенькой и зачеканкой свинцом, в хороших же грунтах - пенькой и затем цементом или асбоцементом. При рабочем давлении больше 10 атм. применяют стальные трубы, покрытые асфальтовым лаком, соединяемые либо винтовыми муфтами на сурике или белилах, либо автогенной или электросваркой; при 10 атм. - асбоцементные трубы, соединяемые особыми муфтами; при давлении до 6 атм. - железобетонные трубы; при давлении до 2 атм. - деревянные сверлёные, диам. в 50 - 125 мм, соединяемые коническим стыком на смоляной пеньке; при давлении до 4 атм. - деревянные клёпочные звеновые диам. в 100 - 500 мм. Деревянные трубопроводы дают большую утечку. Трубы чугунные служат до 50 лет, стальные 30 лет, асбоцементные и железобетонные более 30 лет и деревянные 10 - 30 лет.

Рис. 7. Шахтные колодцы со сборным колодцем: А - разрез; Б - план: 1 - шахтные питательные колодцы; 2 - сборный колодец; 3 - сифонная магистраль; 4 - всасывающая труба; 5 - насосная станция

Насосные станции (см.) 1-го подъёма или агрегаты (насосы с двигателями) 1-го подъёма подают воду центробежными или поршневыми насосами, приводимыми в движение двигателями внутреннего сгорания или электромоторами. В качестве движущей силы применяются также ветряные двигатели (см.), но с резервными тепловыми двигателями. Подземная вода подаётся либо сначала в сборные резервуары центробежными и поршневыми насосами и эрлифтами, либо прямо в водонапорные резервуары, или же в водопроводную сеть центробежными насосами. Подъём ключевых вод иногда осуществляется гидравлическими таранами (см. Водоподъёмник). Насосные станции или агрегаты 2-го подъёма подают воду из резервуара чистой воды обычно центробежными насосами в водопроводную сеть или в её проходной напорный резервуар (рис. 1).

Рис. 8. Трубчатый питательный колодец: 1 - задвижка; 2 - кирпичная шахта колодца; 3 - всасывающая труба; 4 - фильтр колодца; б - отстойник фильтра

Рис. 9. Металлическая водонапорная башня системы ниж. Шухова

Выс. всасывания насосами не превышает 5 м. Т. к. насосная станция обычно работает 7 - 15 час. в сутки и вода расходуется неравномерно, то водонапорные резервуары имеют объём от 10 до 30% суточного расхода и, во всяком случае, не менее объёма 3-часового расхода на пожар (27 - 108 м³, в зависимости от размера селения - см. Водоснабжение) и объёма потребления воды на время перерыва работы станции. Для обеспечения достаточного напора в водопроводной сети во все часы суток стальные, железобетонные или деревянные резервуары часто ставят на металлических (рис. 9), кирпичных, бетонных, железобетонных или деревянных башнях. О способах улучшения качества воды см. Улучшение воды.

Рис. 10. Задвижка водопроводной сети: 1 - задвежка; 2-подъёмный винт

Водопроводная разводящая сеть бывает тупиковая или кольцевая (рис. 1). Тупиковая сеть представляет незамкнутую в кольца водопроводную магистраль с тупыми ответвлениями от неё. Кольцевая сеть содержит 1 или неск. кольцевых магистралей с уличными разводящими трубами. Трубы закладываются на 20 см ниже слоя промерзания (2,2 - 3 м), но не менее чем на 1,25 м. Диам. труб сети рассчитывается обычно при скоростях от 0,7 до 1,5 ^м/_сек с тем условием, чтобы скорость воды в трубах при пожаре была не более 2,5 ^м/_сек, что требует для уличных труб наименьшего диам. 75 и даже 100 мм. Скорости менее 0,3 ^м/_сек в магистральных трубах опасны вследствие возможного заиления труб.

Для поддержания нормальной работы водопроводной сети в повышенных местах ставят вантузы для автоматического выпуска воздуха, а в пониженных выпуски. У каждого перехода через препятствия и у ответвлений на сети имеются задвижки (рис. 10), в тупиках - предохранительные клапаны для уменьшения силы гидравлических ударов. Кроме того, на уличных трубах через 80 - 100 м должны стоять гидранты - пожарные краны. Водоразборные колонки (рис. 11) устанавливают не реже чем через 300 м.

Рис. 11. Водоразборная колонка незамерзающая: 1 - чугунная колонка; 2 - рукоятка для открывания клапана с поршнем; 3 - поршень и клапан; 4 - питательная труба; 5 - задвижка на питательной трубе

Давление в самой высокой и наиболее удалённой от башни точке сети низконапорного В. д. б. при хоз. расходе для 2-этажных зданий не менее 12 ж, а при пожаре не менее 7 м. В противопожарном В. (высоконапорном) это давление д. б. 25 м и более.

Ответвления в дома (рис. 12), присоединяемые посредством тройников или седёлок на хомутах, обычно делаются из железных труб с винтовыми муфтами. Диам. труб в домах берётся в зависимости от числа питаемых 12 мм кранов, а именно:

Все задвижки и краны ставят вентильные, чтобы они закрывались медленно, во избежание сильных гидравлических ударов. Потери напора на трение в чугунных и железных трубах рассчитывают б. ч. по формуле:

Для деревянных труб рекомендуется пользоваться формулой:

Рис. 13. Схема водопровода усадьбы фермы: 1 - водозаборные колодцы; 2 - ветронасосная станция; 3 - водовод; 4 - водонапорный резервуар на башне; 5 - распределительный водопроводный колодец; 5, 6, 7, 8, 9 - водопроводная сеть; 5 - 10 - водовод в поселковую водопроводную сеть; 5 - 13 - водовод в полевую водопроводную сеть; 11 - баки на скотном дворе; 12 - автопоилки

В формулах: h - потеря напора на трение в м; n - коэф-т шероховатости, равный: для металлических и асфальтированных труб n - 0,012, для асбоцементных n - 0,011; l - длина трубопровода в м; d - диам. трубы в м; Q - расход воды в ^м³/_сек; v - скорость движения воды по трубе в ^м/_сек.

Потери напора на местные сопротивления принимают в размере 5% потерь на трение. В товарных складах, в противопожарных целях, часто под потолком проводят водопроводную сеть, питающую спринклеры (разбрызгивающие головки), к-рые при нагревании автоматически открываются и выбрасывают воду из сети.

Траншеи для уличных труб роют вручную или экскаваторами (см.) и засыпают вручную или бульдозерами (см. Дорожные машины). При укладке труб траншеи временно закрепляют досками.

После прокладки В. его испытывают по частям на давление, превышающее рабочее давление (за исключением деревянного водопровода) на 5 атм.

Рис. 12. Домовый водопровод: 1 - уличный водопроводный колодец; 2 - домовое ответвление; 3 - нижняя разводящая домовая магистраль

Перед сдачей В. промывают и сеть хлорируют раствором 20 - 30 мг хлора или 80 - 100 мг хлорной извести на 1 л воды, оставляя его на 12 - 24 час., затем вновь тщательно промывают чистой водой.

Приведённое описание относится к В. для водоснабжения населённого пункта. При устройстве В. для группы населённых пунктов в сооружениях В. получают наибольшее развитие водоводы 2-го подъёма и уравнительные резервуары, к-рые необходимы, с одной стороны, для выравнивания расходов водоводов с целью уменьшения их размеров, а с другой - для обеспечения подачи воды в населённый пункт по графику потребления. При групповом водоснабжении обращается особое внимание на надёжность источника водоснабжения. Очистка воды обычно производится вблизи водозаборных устройств, кроме случаев, когда отдельные крупные потребители (орошение, подкормка) могут пользоваться неочищенной водой; в этом случае очистные сооружения целесообразнее разместить у каждого потребителя или у группы их.

В., устраиваемый для водоснабжения спец. с.-х. помещений (напр., в скотных дворах, рис. 13), выполняется в большинстве случаев по след. рациональной схеме: вода из одного или из группы колодцев поднимается ветронасосной установкой в резервуар суточного регулирования, из к-рого самотёком поступает в животноводческие постройки и в населённый пункт. На случай перерыва в работе ветряного двигателя устанавливается к.-л. др. резервный двигатель.

В., устраиваемые для поливки огородов, садов, р-ний в парниках и оранжереях, а также для орошения полей дождеванием и для подкормки с.-х. культур отличаются от рассмотренного тем, что не требуют устройства очистных сооружений; нередко нет также необходимости в устройстве постоянной водопроводной сети.

Источниками водоснабжения в этом случае являются преимущественно реки, пруды, озёра и реже грунтовые воды, т. к. для полива и подкормки требуются большие количества воды.

Литература: Гениев Н. и Абрамов Н., Водоснабжение, М., 1944; Оводов В., Сельскохозяйственное водоснабжение, м.,1939; Справочник по мелиорации и гидротехнике, т. III, M., 1945.