Зоны водоснабжения. Схемы зонирования сети

ЗОННОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

В ряде случаев характер планировки снабжаемых водой объектов, рельеф местности и различие требований отдельных потребителей к напорам приводят к целесообразности разделения территории объекта на две или несколько высотных зон. Такое разделение единой системы водоснабжения на отдельные системы для каждой группы потребителей называют зонированием системы водоснабжения, а сами системы – зонными.

Зонирование применяется как в промышленных, так и в городских водопроводах.

Зонирование водопроводов промышленных предприятий применяется при большом различии свободных напоров, требуемых отдельными потребителями.

Зонирование систем городских водопроводов обусловливается в основном значительной разностью геодезических отметок территории города (рис. 35. 1) или большой протяженностью сети (рис. 35. 2).

Рисунок35.1 1

Нг

hмакс

Нмакс

Zмакс

Нсв

НС

Zмин

 

 

При этом, в случае создания единой системы водоснабжения города вся вода должна подаваться главной насосной станцией под напором, необходимым для снабжения наиболее высоко расположенного или наиболее удалённого потребителя. Это может привести к возникновению на отдельных участках (особенно в начале сети) давлений, больше допустимых, т.е. больше 60м.

Нсв

Рисунок 35.2

Нг

hмакс

НС

Нмакс

Если в наиболее высоко расположенной (рис.35.1) или самой удаленной точке сети Z_макс должен быть обеспечен свободный напор Н_св, то в ее нижней точке Z_мин свободный напор составит

Н_макс = (Z_макс – Z_мин) + Н_св + h_макс = Н_г + h_макс (35.1.)

где (Z_макс –Z_мин)+ Н_св – геометрическая высота подъема воды;

h_макс – потери напора в сети.

 

Максимальный свободный напор в начале сети также может оказаться значительным и превосходить пределы, которые установлены для водоразборной арматуры на внутренней водопроводной сети зданий.

Таким образом, в случаях превышения допустимого напора необходимо разделять сеть на зоны, чтобы в пределах каждой из них свободный напор не превышал допустимых значений.

Целесообразность зонирования сети может обуславливаться как характером рельефа местности, так и требуемыми напорами и допустимыми давлениями в точках отбора воды отдельными потребителями.

НС-II

Рисунок 35.3

Q1 + Q2

H2

Q2

H1

Зона 1

Зона 1

Зона 2

Зона 2

НС-III

В зависимости от характера взаимного размещения зон различают системы последовательного (рис.35.3) и параллельного зонирования (рис 35.4).

При последовательном зонировании общая водопроводная сеть города делится на две последовательно соединенные сети. Граница между зонами 1 и 2 определяется значением наибольшего допустимого в сети напора Н₁. Головная насосная станция НС-II подает общее количество воды необходимое городу Q₁+Q₂, но под напором Н₁, требуемым для зоны 1. Расход Q₂, необходимый для зоны 2, проходит транзитом через первую зону и поступает в резервуары чистой воды, откуда насосами НС-III забирается и подается под напором Н₂ в зону 2.

При параллельном зонировании сети устраивается общая для обеих зон насосная станция, которая по отдельным водоводам со своими группами насосов подает воду в сеть каждой из зон.

НС-II

Рисунок 35.4

H1

Зона 1

Зона 2

H2

Зона 2

Зона 1

Q1

Q2

Выбор и сравнительная оценка схем.

Основными факторами, влияющими на выбор системы зонирования, являются: форма территории города; рельеф местности; расстояние от источника водоснабжения до города.

В системах параллельного зонирования удорожание идет в основном за счет увеличения строительной стоимости водоводов от головной насосной станции до территории зон, а в системах последовательного зонирования – за счет увеличения затрат на строительство и эксплуатацию дополнительной насосной станции. Поэтому если территория города имеет вытянутую вдоль горизонталей форму (рис.35.4.), то система параллельного зонирования, как правило, более выгодна, т.к. укладка водоводов небольшой длины вызовет меньшие расходы, чем устройство дополнительной насосной станции при последовательном зонировании.

При расположении города поперек горизонталей более выгодным оказывается последовательное зонирование (рис.35.3.).

При сравнении вариантов зонирования следует иметь в виду достоинства и недостатки каждой из двух систем. К преимуществам параллельной системы зонирования могут быть отнесены:

большая надежность водообеспечения потребителей, т к. каждая зона имеет независимое питание от головной насосной станции;

простота и меньшая стоимость эксплуатации, т.к. все насосное оборудование находится в одной головной насосной станции.

Недостатками параллельной системы зонирования являются:

большая длина водоводов по территории каждой зоны, что приводит к увеличению капитальных затрат на их сооружение;

необходимость применения насосов с относительно высокими напорами и использование труб для водоводов высокой прочности.

К недостаткам системы последовательного зонирования относится необходимость устройства дополнительных насосных станций для каждой зоны и, следовательно, увеличения затрат на строительство и эксплуатацию.

Также могут применяться смешанные схемы, включающие параллельную и последовательную схему зонирования.

Окончательный выбор схемы зонирования сети города и оптимального числа зон определяется технико-экономическим расчетом на основании приведенных затрат на строительство и эксплуатацию системы. При этом необходимо учитывать перепад геодезических отметок по территории города, протяженность сети, конфигурацию и этажность застройки.

Следует иметь ввиду, что необходимость зонирования может быть вызвана даже в тех случаях, когда свободный напор в начале сети окажется ниже 60 м. Очевидно, что применение зонирования здесь целесообразно, если удорожание системы водоснабжения, вызванное зонированием, не перекроет экономии затрат на энергию для подачи воды в сеть.