Водопроводная сеть и сооружения на ней

Водопроводная сеть (распределительная система водопровода) представляет собой подземную систему труб, по которым вода под давлением (не менее 2,5—4 атм при пятиэтажной застройке), создаваемым насосной станцией II подъема, подается в населенный пункт и разводится на его территории. Она состоит из основных водоводов, по которым вода с водопроводной станции поступает в населенный пункт, и разветвленной сети труб, по которым вода подводится к водонапорным резервуарам, внешним водозаборным сооружениям (уличным колонкам, пожарным гидрантам), жилым и общественным зданиям. При этом основной водовод разветвляется на несколько магистральных, которые в свою очередь разветвляются на уличные, дворовые и домовые. Последние соединяются с системой труб внутреннего водопровода жилых и общественных зданий.

По конфигурации водопроводная сеть может быть: 1) кольцевой; 2) тупиковой; 3) смешанной (рис. 28). Тупиковая сеть состоит из отдельных глухих линий, в которые вода поступает с одной стороны. При повреждении такой сети на каком-либо участке прекращается подача воды всем потребителям, которые подключены к линии, расположенной за точкой повреждения в направлении движения воды. В тупиковых концах распределительной сети вода может застаиваться, может появляться осадок, который служит благоприятной средой для размножения микроорганизмов. Тупиковую водопроводную сеть как исключение оборудуют на небольших поселковых и сельских водопроводах.

Наилучшей с гигиенической точки зрения является замкнутая водопроводная сеть, которая состоит из системы смежных замкнутых контуров, или колец. Повреждение на каком-либо участке не приводит к прекращению подачи воды, так как она может поступать по другим линиям.

Распределительная система водопровода должна обеспечить бесперебойную подачу воды во все точки ее потребления и предотвратить загрязнение воды на всем пути ее поступления от главных водопроводных сооружений до потребителей. Для этого водопроводная сеть должна быть водонепроницаемой. Загрязнение воды в водопроводной сети при централизованном водоснабжении вызывают: нарушение герметичности водопроводных труб, значительное снижение давления в водопроводной сети, что приводит к подсасыванию загрязнения в негерметичных участках, и наличие источника загрязнения вблизи участка нарушения герметичности водопроводных труб. Объединять сети хозяйственно-питьевого водопровода с сетями, подающими непитьевую воду (технический водопровод), недопустимо.

Водопроводные трубы изготавливают из чугуна, стали, железобетона, пластмасс и т. п. Трубы из полимерных материалов, а также внутренние антикоррозийные покрытия используют только после их гигиенической оценки и получения разрешения Министерства здравоохранения. Стальные трубы применяют на участках с внутренним давлением свыше 1,5 МПа, при пересечении с железнодорожными путями, автомобильными дорогами, поверхностными водоемами (реки), в местах пересечения хозяйственно-питьевого водопровода с канализацией. Они нуждаются в защите наружной и внутренней поверхностей от коррозии. Диаметр труб хозяйственно-питьевого водопровода в городских населенных пунктах должен быть не менее 100 мм, в сельских — более 75 мм. Герметичного соединения отдельных отрезков труб длиной 5—10 м достигают с помощью фланцев, раструбов или муфт (рис. 29). Фланцевые соединения применяют лишь при открытом (на поверхности земли) прокладывании труб, где они доступны для внешнего осмотра и проверки герметичности.

Прокладыванию водопроводных линий хозяйственно-питьевого водоснабжения должна предшествовать санитарная оценка территории не менее чем на 40 м в обе стороны при расположении водопровода на незастроенной территории и на 10—15 м — на застроенной. Почва, по которой будет проложена трасса водопровода, должна быть незагрязненной. Трассу не следует прокладывать по болотам, свалкам, кладбищам, скотомогильникам, то есть там, где почва загрязнена. Вдоль водопроводов необходимо организовать санитарно-за-щитную полосу (см. с. 129, 130).

Водопроводные трубы должны быть проложены на 0,5 м ниже уровня распространения в почве нулевой температуры (уровня замерзания почвы). При этом в зависимости от климатического района глубина заложения труб колеблется от 3,5 до 1,5 м. В южных регионах для предотвращения перегревания воды в летнее время глубина прокладывания водопроводных труб должна быть такой, чтобы слой почвы над трубой был толщиной не менее 0,5 м.

Водопроводные линии нужно прокладывать на 0,5 м выше канализационных. Если водопроводные трубы прокладываются на одном уровне с параллельно проложенными канализационными линиями, расстояние между ними должно составлять не менее 1,5 м при диаметре водопроводных труб до 200 мм и не менее 3 м — при диаметре свыше 200 мм. При этом необходимо использовать металлические трубы. Металлические водопроводные трубы применяют также в местах их пересечения с канализационными линиями. При этом водопроводные трубы следует прокладывать на 0,5 м выше канализационных. Как исключение в местах пересечения водопроводные трубы можно располагать ниже канализационных. При этом разрешают использовать только стальные водопроводные трубы, дополнительно защитив их специальным металлическим кожухом длиной не менее 5 м в обе стороны от пересечения в глинистых грунтах и не менее 10 м — в грунтах с высокой фильтрационной способностью (например, песчаных). Канализационные трубы на указанном участке должны быть чугунными.

На водоводах и линиях водопроводной сети устанавливают: поворотные затворы (засовы) для выделения ремонтных участков; вантузы — для выпуска воздуха во время работы трубопроводов; клапаны — для выпуска и впуска воздуха при освобождении трубопроводов от воды на время ремонта и последующего заполнения; выпуски — для сбрасывания воды при опорожнении трубопроводов; регуляторы давления, клапаны для защиты от гидравлических ударов, если неожиданно потребуется отключить или включить насосы и т. п. Длина ремонтных участков при прокладывании водопроводов в одну линию не должна превышать 3 км, в две линии и более — 5 км.

Запорную, регулировочную и охранную арматуру устанавливают в смотровых водопроводных колодцах. Смотровые колодцы также оборудуют во всех местах стыков основных, магистральных и уличных водопроводов. Колодцы — это размещенные под землей водонепроницаемые железобетонные шахты. Для спуска в смотровой колодец предусмотрен люк с герметично закрытой крышкой, которую утепляют в холодный период года; в стену вмонтированы чугунные или стальные скобы. Опасность загрязнения воды в водопроводной сети через смотровые колодцы возникает при заполнении шахты водой. Это может произойти в результате поступления воды через негерметичные стенки и дно, ливневых вод через негерметично закрытую крышку или воды из водопроводной сети через негерметичные стыки труб и арматуры. Во время снижения давления в сети вода, которая собралась в смотровом колодце, может подсасываться в трубы.

Водонапорные (запасные) резервуары предназначены для создания запаса воды, который компенсирует возможное несоответствие между подачей воды и ее потреблением в отдельные часы суток. Наполняют резервуары преимущественно ночью, а днем в часы интенсивного водопользования вода из них поступает в сеть, нормализуя давление.

Устанавливают водонапорные резервуары в наиболее высокой точке рельефа на башнях, возвышающихся над наиболее высокими зданиями населенного пункта (рис. 30). Территорию вокруг водонапорных башен ограждают. Резервуары должны быть водонепроницаемы, из железа или железобетона. Для очистки, ремонта и обеззараживания внутренней поверхности резервуара предусмотрены люки с плотно закрытыми и запломбированными крышками. Для воздухообмена резервуаров оборудуют вентиляционные отверстия, закрытые сетками и защищенные от атмосферных осадков. На трубах, подающих и отводящих воду, устанавливают краны для отбора проб воды с целью контроля ее качества до и после резервуара. Водонапорные резервуары нуждаются в периодической (1—2 раза в год) дезинфекции.

На больших водопроводах запасные резервуары — резервуары чистой воды — оборудуют под землей. Из них воду подают в водопроводную сеть насосными станциями III подъема.

Водоразборные колонки. Население берет воду из водораспределительной системы или через домовые вводы и краны внутридомовой водопроводной сети, или через наружные водоразборные сооружения — колонки.

Уличные водоразборные колонки являются наиболее уязвимыми элементами водопровода. Известно немало случаев эпидемических вспышек инфекционных болезней, которые получили название эпидемии "одной колонки".

Существуют разные конструкции колонок, но наиболее распространенные — системы Черкунова и московского типа. Устанавливают их в районах застройки без ввода труб централизованного хозяйственно-питьевого водопровода в сооружения. При этом радиус обслуживания колонки должен быть не более 100 м. В последнее время в городах при централизованном водоснабжении с забором воды из поверхностных водоемов колонки широко применяют для организации бюветного артезианского водоснабжения1.

Водоразборная колонка системы Черкунова (рис. 31) состоит из наземной и подземной частей. Подземная часть (смотровой колодец) имеет вид шахты с водонепроницаемыми железобетонными стенками и дном. Там размещены эжектор (его устанавливают на пути движения воды из водопроводной магистрали во внутреннюю водяную трубку колонки) и сливной бачок с воздушной трубкой. В железобетонном перекрытии шахты расположен герметично закрытый люк. Наземная часть колонки имеет выводную трубку и ручку, которая штангой соединена с клапаном, расположенным перед эжектором на выходе воды из водопроводной магистрали. Вокруг колонки в радиусе 1,5—2 м оборудуют отмостку с наклоном от колонки, под выводной трубой — лоток для отведения воды, пролившейся во время пользования.

При нажатии ручки открывается клапан, и вода из водопроводной магистрали под давлением поднимается по водяной трубе и выливается через выводную трубу колонки. Когда ручку отпускают, клапан закрывается. Поскольку вода, оставшаяся в водяной трубе, в холодный период года замерзает и разрывает трубу, то предусмотрен ее слив в металлический бачок на дне смотрового колодца. При этом воздух из бачка через воздушную трубку поступает в шахту. При повторном нажатии ручки и открывании клапана вода, выходя под давлением через суженное отверстие водопроводной магистрали в водяную трубу, приводит в действие эжектор. Эффект эжекции (подсасывания), который возникает в первые секунды после открытия клапана и длится недолго, подсасывает воду из бачка в водяную трубку. Бачок через воздушную трубу заполняется воздухом из шахты. Таким образом, первые порции воды, поступающие из колонки сразу после нажатия ручки, являются смесью воды из водопроводной сети и сливного бачка. Вследствие подсасывания воды из бачка давление в эжекторе выравнивается, эффект эжекции исчезает, после чего к потребителю поступает вода исключительно из водопроводной сети. Когда ручку отпускают, бачок снова наполняется водой из водяной трубки колонки.

Реальная угроза загрязнения воды в колонке может возникнуть в том случае, если шахта колонки заполнится водой. Пути поступления воды в шахту могут быть различными. Так, атмосферные осадки и поверхностный сток могут проникать в смотровой колодец через неплотное перекрытие или негерметичный люк. При нарушении целости железобетонных стенок и дна шахты вода может поступить из почвы (почвенная влага, которая образуется при фильтрации атмосферных и талых вод), особенно при высоком уровне стояния грунтовых вод. Шахта может быть залита водой, поступившей из водопроводной сети. Это происходит при снижении давления в сети ниже 1 атм. При этом эжектор не срабатывает, подсасывание воды из сливного бачка прекращается, он переполняется, и вода через воздушную трубку начинает поступать в шахту.

Вследствие накопления загрязненной воды в шахте колонки ее уровень может подняться выше верхнего отверстия воздушной трубки. Тогда при пользовании колонкой в момент эффекта эжекции в сливной бачок поступит не воздух, а загрязненная вода из шахты. Во время следующего пользования, когда эжектор сработает, из бачка в водяную трубу будет подсасываться загрязненная вода, и потребитель получит недоброкачественную, эпидемически опасную воду. Вода из шахты колонки может подсасываться и через отверстия, которые нередко образуются в местах соединения бачка с воздушной трубкой и эжектором.

Таким образом, водоразбор из колонки системы Черкунова является безопасным в санитарном отношении лишь в том случае, если смотровой колодец будет сухим.

Водоразборная колонка московского типа (рис. 32) имеет значительные преимущества по сравнению с колонкой Черкунова. У нее вся подземная часть вмонтирована в цельный (с наземной частью) чугунный корпус, что исключает смотровой колодец. В колонках московского типа вода из внутренней водяной трубки сливается в нижнюю часть чугунного корпуса и оттуда подсасывается эжектором во время ее использования.

Дезинфекция водопроводных сооружений является важным санитарным мероприятием, которое проводят в следующих случаях:

а) перед приемкой в эксплуатацию новых водопроводов в целом или от дельных его элементов (резервуары, отдельные участки сети и т. п.);

б) после ремонтно-аварийкых работ на головных водопроводных сооружениях и на распределительной сети;

в) при наличии водных эпидемий и данных (или появлении подозрения) о том, что причиной их возникновения явилось загрязнение водопроводных сооружений (головных или распределительной сети);

г) при опасном в эпидемическом отношении загрязнении, после аварии на водопроводных сооружениях.

Дезинфекция резервуаров и баков может быть достигнута двумя способами — объемным и орошением. При обеззараживании поверхности методом орошения бактерицидный эффект зависит прежде всего от концентрации активного хлора в используемом растворе. При объемном способе — от концентрации раствора активного хлора и длительности контакта.

Перед дезинфекцией воду из резервуаров выпускают через грязевую трубу, оставляя слой высотой 30—40 см. После этого в резервуар спускается рабочий, который щеткой "сгоняет" со дна осадок к выпускному отверстию и удаляет его через грязевой выпуск последними порциями воды. Затем стены резервуара обмывают водой из шланга, присоединенного к внутренней сети водопроводной станции, тщательно протирают сверху вниз щетками на длинных ручках и повторно обильно орошают водой. Далее готовят раствор хлор-содержащего реагента (кальция гнпохлорита или хлорной извести и т. п.) из расчета 200—250 мг активного хлора на 1 л воды. Необходимое количество раствора определяют из расчета 0,3—0,5 л на 1 м: поверхности стен и дна резервуара. Подготовленные соответствующим образом стены и дно резервуара орошают дезинфицирующим раствором из шланга под давлением или протирают поверхности щетками, смоченными в растворе. Через 1—1,5 ч с продезинфицированных поверхностей хлор смывают чистой водопроводной водой, которую удаляют через j-рязсвой выпуск.

Дезинфекция объемным способом рекомендована для резервуаров или напорных баков небольших размеров. После предварительной механической очистки и промывания резервуары наполняют раствором кальция гипохлорита-с концентрацией активного хлора 75—100 мг/л. Продолжительность контакта — от 5 до 6 ч. После этого раствор хлора спускают через грязевую трубу и промывают резервуар.

Дезинфекцию водопроводной сети или ее отдельного участка проводят следующим образом:

1) очищают путем длительной и интенсивной промывки в течение не менее 4—5 ч при возможно большей скорости движения воды в трубах (1,2—1,5 м/с и более);

2) водопроводные трубы заполняют раствором хлорсодержащего реагента с концентрацией активного хлора 75—100 мг/л. Продолжительность контакта — не менее б ч;

3) после окончания дезинфекции водопроводную сеть освобождают от дезинфицирующего раствора путем промывки сети до получения воды с содержанием свободного хлора в пределах 0,3—0,5 мг/л. После этого с разрешения СЭС водопроводную сеть можно эксплуатировать. В следующие дни необходимо усилить бактериологический контроль качества воды для окончательной оценки эффективности дезинфекции.