3.9. Участники водохозяйственного комплекса

В ряду функций ВХК на первом месте стоит удовлетворение потребностей в воде населения. Этот вид водопотребления является основным в системе ВХК и реализуется с помощью коммунально-бытового хозяйства.

Водоснабжение городов и населенных пунктов (коммунальное хозяйство как участник ВХК).

Водоснабжение населения чистой питьевой водой – важнейшая задача государства, властей любого города и села. Отсутствие чистой питьевой воды – причина многих болезней, в том числе эпидемий. Почти половина населения Земли ее не имеет. Поэтому еще 80-ые годы объявлялись международным десятилетием питьевого водоснабжения и санитарии. В России приоритет коммунально-бытового водоснабжения закреплен в водном кодексе. Принцип этот заключается в том, что в любых условиях население должно быть обеспечено водой в первую очередь. В водохозяйственной практике в коммунально-бытовом водоснабжении принимают самую высокую обеспеченность – 97% (т.е. перебои с подачей воды допускаются лишь в течение 3-х дней из 100).

Коммунально-бытовое водоснабжение – это вода, потребляемая населением для разных нужд. Оно имеет следующую структуру:

• хозяйственно-питьевое водоснабжение населения – 56%;

• водоснабжение общественных зданий – 17%;

• водоснабжение местной промышленности – 16%;

• пожарные нужды – 3%;

• городские нужды (поливка улиц, зеленых насаждений, фонтаны) – 1%;

• прочие нужды – 7%;

• Итого – 100%.

Хозяйственно-питьевое водоснабжение имеет следующую структуру:

• приготовление пищи и питье – 30%;

• стирка – 10%;

• пользование ваннами – 30%;

• смыв бачков – 30%;

• Итого – 100%.

Житель крупного города на коммунально-бытовые нужды потребляет до 600 л/сут воды и расходует ее следующим образом:

• удовлетворение личных потребностей – 200 л.

• для работы общественных коммунальных предприятий – 100 л.

• для поддержания чистоты в городе – 100 л.

• для предприятий местного значения – 200 л.

• Итого – 600 л.

3.9.1. Особенности коммунально-бытового водоснабжения

Они состоят в следующем:

1. Высокие требования к качеству воды по физико-химическим показателям:

а) физическим свойствам (t0, прозрачность, цветность, запах, привкус);

б) химическим показателям (минерализация, общая жесткость, кислотность, содержание Pb, As, F, Cu и др.)- органические вещества- радиоактивное излучение, нормируются α и β – излучения.

В случае превышения ПДК выявляются источники излучения - бактериальный состав воды. Патогенные микробы и вирусы, а также паразиты, должны отсутствовать.

В нашей стране первый стандарт качества воды был разработан в 1937 г. и был первым в Европе. За прошедшие годы он изменялся несколько раз – в 1953, 1973, 1982, 1996 и 2001 гг.

С выходом каждого нового документа расширяется перечень нормируемых компонентов, а содержания уточняются чаще всего в сторону ужесточения. Изменения требований к качеству воды происходят по мере накопления знаний о влиянии того или иного вещества или их ассоциаций на человеческий организм.

Наилучшим качеством обладают межпластовые артезианские подземные воды, наиболее защищенные от всевозможных загрязнений. Качество грунтовых, неглубокозалегающих вод хуже, но значительно лучше, чем поверхностных вод, которые наименее пригодны для водоснабжения.

Для приведения качества воды в соответствие с санитарно-гигиеническими требованиями воду подвергают специальной обработке (водоподготовке). Ее фильтруют, коагулируют (переводят примеси в осадок), хлорируют, удаляют нежелательные примеси (например, Fe, Mn, Sr, F и др.) или добавляют необходимые (F).

2. Следующая особенность – равномерность потребления воды в течение года и неравномерность в течение суток. При повышении температуры потребление воды возрастает, но сезонные колебания не превышают 15-20%. Суточные более значительны, т.к. более 70% воды потребляется днем. Для учета этих колебаний в расчетах используют коэффициент суточной и часовой неравномерности:

Ксут = Qсут max / Qсреднесут; Ксут ≤ 1,2,

где: Qсут max – максимальное потребление за сутки л/сут (за определенный период) Qсреднесут – среднесуточное потребление за этот же период Кчас = Qmax час / Qсреднечасовое; К2 – до 1,8 – 2,0.

Эти коэффициенты служат для определения воды в любое время года, месяца, недели, в том числе и для определения наибольшего и наименьшего водопотребления, а также для учета колебания водопотребления в течение суток. Эти колебания необходимо учитывать при проектировании систем водоснабжения, в т.ч. водопроводных сооружений. Они должны иметь достаточную производительность для гарантированной подачи воды при максимальном водопотреблении. В этом случае допускается форсированный режим работы всей водопроводящей системы, т.е. ее работа с максимальной нагрузкой.

Норма хозяйственно-питьевого водоснабжения (или удельное водопотребление, т.е. потребление воды одним человеком) зависит от благоустройства жилого фонда, климатических условий, часто – исторических традиций. Большие нормы устанавливаются для южных районов, меньше – для северных. Они зафиксированы в СНиПе 2.04.01-85 “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения”.

Общий расход воды Qм3/сут = qКсутКчасN / 1000,

Где:

q – удельная суточная норма водопотребления, л/сут;

Ксут, Кчас – коэффициенты суточной и часовой неравномерности потребления воды;

N – число потребителей

При равномерном водопотреблении Qср.сут = ∑(qN) / 1000, м3/сут, где q – удельное водопотребление при различной степени благоустройства, л/сут; N- число жителей, живущих в домах с определенной степенью благоустройства.

Для прогнозирования водопотребления в коммунальном хозяйстве, в т.ч. при составлении генпланов городов, используют данные о прогнозе численном населения, повышении уровня благосостояния и удельного водопотребления. Все три показателя поддаются прогнозу: численность населения – на основании статистических данных; удельное водопотребление – по фактическому росту на основании анализа действующих систем водоснабжения. Теоретическая его величина устанавливается на основании медико-гигиенических исследований потребности в воде для комфортного проживания. Уровень благоустройства в настоящее время – один из самых трудно прогнозируемых показателей. Достигнутый уровень, очевидно, останется устойчивым на достаточно длительное время и будет использоваться при прогнозах водопотребления.

Удельные нормы водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды, принимаемые для проектирования систем водоснабжения, приведены в таблице 3 Удельное водопотребление на хозяйственно-бытовые нужды

Таблица 3.

Степень благоустройства зданий	Удельное водопотребление на 1 жителя, л/сут	Коэффициент неравномерности
		Ксут	Кчас
Без водопровода и канализации	30 – северные районы 50 – южные районы	1,33 – 1,20	2,0 – 1,8
Водопровод, канализация (без ванн)	125 - 160	1,12 – 1,13	1,50 – 1,40
Водопровод, канализация с ваннами и газовыми колонками	160 - 230	1,11 – 1,09	1,30 – 1,25
Водопровод, канализация и централизованное горячее водоснабжение	230 - 350	1,09 – 1,09	1,25 – 1,20

Как видно из приведенной таблицы, значения коэффициентов суточной и часовой неравномерности обратно пропорциональны удельному водопотреблению

Распределение воды в течение суток принимают на основании расчетных графиков водопотребления в определенное время суток. При их построении исходят из проектных технических решений, исключающих совпадение по времени максимальных отборов воды на различные нужды.