Введение 4
Глава 1 Анализ проблем водоснабжения малых городов с использованием водозаборных сооружений из подземных водоисточников (на примере г. Верхний Уфалей) 7
1.1 Краткие сведения о городе Верхний Уфалей 7
1.2 Анализ городских систем водоснабжения 11
1.3 Причины возникновения данных проблем 13
Глава 2 Анализ возможных технологических решений при выборе дополнительных источников водоснабжения и методы реализации реконструкции городских систем водоснабжения 15
2.2 Методы по уменьшению расходов воды из хозяйственно-питьевого водопровода 15
2.3 Альтернативные источники для получения питьевой воды 18
2.4 Нахождение новых подземных водоисточников 20
2.5 Выбор и разработка и конструкции скважин. Подбор насосного оборудования 24
2.6 Выбор материалов труб для водоснабжения 32
Глава 3 Разработка мероприятий по реконструкции систем водоснабжения, находящихся в длительной эксплуатации 38
3.1 Основные принципы для разработки водопроводных систем 38
3.2 Водопотребление на городские нужды 39
3.3 Водопотребление промышленных предприятий 41
3.4 Расчет расходов воды на противопожарные нужды города, а также на территории предприятия 43
3.5 Расчет расхода воды на полив в городе и на промпредприятии 45
3.6 Расчет водопотребления общественных зданий 46
3.7 График водопотребления 48
3.8 Выбор схемы водопровода 50
3.9 Оборудование для поддержания давления в системе питьевого водоснабжения 51
3.10 Кольцевая схема водоснабжения. Расчет напора и диметра водоводов 52
3.11 Размет узловых отборов в час максимального водопотребления 54
3.12 Теоретический расчет расхода воды в случае пожаротушения 58
3.13 Расчет водоводов 59
3.14 Расчёт регулирующей ёмкости 61
3.15 Определение размеров бака водонапорной башни 63
3.16 Расчет высоты регулирующей емкости 63
3.17 Расчет характеристик насосного оборудования НС-II 65
3.18 Проектирование объема резервуара чистой воды 66
3.19 Мероприятия по реконструкции системы водоснабжения г. Верхний Уфалей 68
Заключение 70
Список используемых источников 71
Актуальность работы. Большая часть водозаборных сооружений, находящихся на территории Российской Федерации, была построена пятьдесят лет назад. С тех пор эти предприятия так и работают без реконструкции. Это привело к тому, что качество воды ухудшается. Более чем 14,7% всей питьевой не соответствует стандартам по химическому показателю, 4,7% воды - по биологическим показателям. На данный момент каждый десятый житель России не получает воду, которая бы отвечала базовым требованиям безопасности. Численность малых городов, с течением времени, возрастает, строится новая инфраструктура, тем самым нуждаясь в дополнительных мощностях систем водоснабжения.
Объект исследования. Городские сети водоснабжения и водозаборные сооружения г. Верхний Уфалей.
Целью работы является разработка мероприятий по реконструкции систем водоснабжения, исчерпавшие свои функциональные возможности.
Для реализации цели поставлены следующие научно-технические задачи:
1) Анализ проблем водоснабжения малых городов с использованием водозаборных сооружений из подземных источников.
2) Анализ возможных технологических решений при выборе дополнительных водозаборных сооружений, а также методов реализации реконструкции городских сетей водоснабжения.
3) Разработка мероприятий по реконструкции систем водоснабжения находящихся в длительной эксплуатации для малых городов,
Методы исследований. Использованы теоретические методы для решения вышеуказанных задач. Рекомендации по реконструкции разработаны согласно СП 31.13330.2012.
Научная новизна заключается в выборе методов реновации при устройстве городских систем водоснабжения г. Верхний Уфалей , снижение потерь в городской сети водоснабжения при помощи автоматизации мониторинга расхода, разделение городской водопроводной сети со степенью очистки согласно СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода» и водопровода, предназначенного для орошения частных секторов г. Верхний Уфалей.
Практическая значимость работы заключается в том, что после проведения модернизации городских систем водоснабжения и проведения реконструкции водозаборных сооружений питьевая вода будет бесперебойно поступать до каждого потребителя, включая жителей высотных зданий. С увеличением суммарного дебета всех водозаборов и минимизации потерь при транспортировке есть потенциал к росту производственных организаций в данном регионе, а также возможность увеличения жилищного фонда города [24].
Личный вклад автора состоит в сборе необходимых материалов для постановки и решения целей и задач. Разносторонний подход к решению вопроса об обеспечении питьевой водой городского населения г. Верхний Уфалей в должном количестве и с необходимым давлением. Разработка рекомендации по устройству городской сети водоснабжения.
На защиту выносятся:
• анализ состояния системы водоснабжения на данный момент;
• обоснование выбора дополнительного водоисточника города;
• рекомендации по уменьшению нагрузки на хозяйственно-питьевой водопровод;
• оценка качества воды до и после модернизации систем водоснабжения города Верхний Уфалей.
Апробация работы:
Основные положения опубликованы в двух работах автора:
1) Факторы, влияющие на преждевременную коррозию элементов системы отопления// В сборнике X Международной научно-практической конференции Организационно-экономические и инновационно-технологические проблемы модернизации экономики России (Посвященной 70-летию Пензенского государственного аграрного университета)
2) Повышение эффективности реагентной водоподготовки. //В сборнике статей Всероссийской научно-практической конференции Природопользование и устойчивое развитие регионов России. - МНИЦ, Пенза, 2021.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общих выводов, списка литературы из 22 наименований. Общий объем работы 74 стр, включая 18 иллюстрации и 8 таблиц.
Для поддержания стабильного водоснабжения малых городов необходимо своевременно блокировать утечки при транспортировке воды и следить за объемом водозабора, произведенного потребителями.
Контролировать утечки необходимо при помощи установки контрольно-измерительных приборов, учитывающих объем воды пройденного за определенный промежуток времени. Также необходимо устранить несанкционированные врезки в водопроводную сеть города [27].
Для поддержания стабильной работы скважинных насосов необходимо контролировать уровень водного столба для исключения всасывания ила или воздуха.
Как показала практика, 90% случаев перебоев воды в Российской Федерации это перебои связанные с отказом оборудования для транспортировки воды, запорной арматуры и прорывы магистральных трубопроводов. Для уменьшения количества таких аварий необходима своевременная замена агрегатов и частей магистральных трубопроводов согласно графика их замены и с окончанием сроков эксплуатации.
Верхний Уфалей находится в регионе со слаборазвитой водной акваторией. Для промышленных предприятий данного региона необходимо использование оборотных систем водоснабжения для уменьшения их водопотребления.
Для полива и орошения в хозяйственном водопроводе частных секторов, также возможно использование технической воды для уменьшения нагрузки на очистительные сооружения.
1. Бобылев, А.В. Гидроэкологический и градостроительный подходы при создании схем территориального планирования муниципальных образований с каскадом водохранилищ / .В.Бобылев, А.В.Малаев, Н.С. Рассказова // Сборник Международной научно-практической конференции «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов»
2. Вдовин Ю.И. Повышение надежности водозаборов из поверхностных источников в зоне мерзлоты // Сб. материалов семинара /МДНТП. - М., 1985.- Повышение эффективности водозаборов из поверхностных и подземных источников. - С. 25-35.
3. Вдовин Ю.И. Теория и практика фильтрующего водоприема для систем водоснабжения. - М.: ВИНИТИ, 1998.
4. Гаврилко, В. Н. Фильтры буровых скважин / В. Н. Гаврилко, В. С. Алексеев. - М.: Недра, 1985. - 334 с.
5. ГОСТ 10428-84. Агрегаты электронасосные центробежные скважинные для воды. Основные параметры и размеры. - М.: Изд-во стандартов, 1989.
6. Дыбин А.В. «Все уверены что РМК» : [Электронный ресурс] : Znak.com // версия печат. публ. URL: https://www.znak.com/2020-03-02/ neizvestnaya_firma_s_kornyami_v_ofshore _kupila_ufaleynikel_chto_govoryat_vlasti.
7. Журба М.Г., Мезенева Е.А., Чудновский С.М. Очистка в водозаборном узле // Метроном, 1996. - №6. - С. 43- 48.
8. Замалеев, З. Х. Основы гидравлики и теплотехники [Электронный ресурс] : учебное пособие / З.Х. Замалеев, В.Н. Посохин, В.М. Чефанов. — Электрон. дан. - Санкт-Петербург : Лань, 2014.- Режим доступа: https://e.lanbook.com.
9. Крестин, Е. А. Задачник по гидравлике с примерами расчетов [Электронный ресурс] : учебное пособие / Е. А. Крестин, И. Е. Крестин. Электрон. дан. — Санкт Петербург : Лань, 2018.— Режим доступа: https:ZZe.lanbook.com/
10. Курганов, А. М. Водозаборные сооружения систем коммунального водоснабжения / А. М. Курганов. - М.: АСВ; СПб.: СПбГАСУ, 1998. - 246 с.
11. Лушкин И.А. Исследование фильтрующего водоприема из источников с обильной водной растительностью: диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.04. - Пенза, 1999. - 204 с
12. Мезенева Е.А. Совершенствование водозаборно-очистных сооружений фильтрующего типа: Автор. дис. канд. техн. наук. - Н.Новгород, 1993.
13. Образовский А.С., Ереснов Н.В., Казанский Е.А., Ереснов В.Н. Водозаборные сооружения для водоснабжения из поверхностных источников. - М.: Стройиздат, 1976. Режим доступа: https:ZZmiemigration.ru/?singlepage=1#3.
14. Павлинова, И. И. Водоснабжение и водоотведение [Электронный ресурс] :учебник и практикум для академического бакалавриата / И. И. Павлинова, В. И. Баженов, И. Г. Губий. - 5-е изд., перераб. и доп. - Москва : Юрайт, 2018. - Режим доступа: http:ZZwww.biblio-online.ru.
15. Патент РФ № 108542, 20.09.2011. Многослойная труба для систем водоснабжения и отопления // Патент России № 108542. 2011. / Шаев Е.Я., Козлов О.В.
...