Узагалі системи водопостачання, в більшості випадків, не відносяться до об'єктів, які повинні забезпечувати стовідсоткову надійність. Тобто дозволяється в певних межах забезпечувати зниження подачі або перерву в подачі води. Це пов'язано з вартістю систем - більш надійні системи відповідно й більш дорогі.
За ступенем надійності водопроводи поділяють на три категорії:
Перша дає змогу знижувати подавання води протягом 3 діб на господарсько-питні потреби не більше ніж на ЗО %, а на виробничі — за аварійним графіком. Перерва в подаванні води допускається не більш як 10 хв. До цієї категорії належать населені пункти, в яких більше 50 тис. жителів.
Друга категорія допускає зниження подавання води на 10 діб, а перерву в подаванні на 6 год. До неї належать населені пункти з кількістю жителів від 5 до 50 тис. жителів.
Третя категорія дає змогу знижувати подавання води на 15 діб, а перерва в подаванні може бути 24 год. До неї належать населені пункти з кількістю жителів менше 5 тис. жителів.
Категорію сільськогосподарський групових водопроводів визначають за населеним пунктом з найбільшою кількістю жителів.
Схемою водопостачання називають взаємне розташування споруд системи водопостачання, яке зображене графічно.
Вплив перелічених умов на вибір схеми буде визначено у ході вивчення подальшого матеріалу. Схеми водопостачання без водоочисних споруд є найбільш доцільними і дешевими. Проте їх можна використовувати при наявності джерела з водою, яка відповідає за якістю вимогам споживача. Звичайно, таким джерелом може бути підземне.
Найчастіше в населених пунктах господарсько-питний водопровід об'єднують з виробничим та протипожежним. Крім того в населеному пункті для водопостачання групи підприємств може передбачатись додатковий виробничий водопровід, який подає воду технічної якості групі підприємств.
4.2 Основні схеми водопостачання
Найпоширенішою для невеликих населених пунктів є схема із забиранням підземної води питної якості (рис. 6). Воду забирають із водоносного пласту за допомогою свердловини і подають у водонапірну башту. Як тільки бак башти наповниться, насос у свердловині автоматично або вручну відключається і вода в башту не надходить. Вода в мережу надходить із башти, яка забезпечує необхідні тиск і витрати. Коли рівень води в баці башти досягне мінімальної позначки, насос у свердловині знову включається і вода наповнює бак. Свердловина і башта звичайно розміщуються безпосередньо біля мережі і в найвищій точці населеного пункту.
Рис.6.Схема водопостачання із забором води питної якості з підземного джерела:
І водозабірна свердловина; 2 - водонапірна башта; 3 - водопровідна мережа; 4 - потрібні вільні напори
Основну схему водопостачання із забиранням води з підземного джерела показано на рис. 7. Воду з підземних водоносних пластів забирають за допомогою декількох свердловин і подають в резервуари чистої води (РЧВ). Станцію очищення води між свердловинами і резервуарами передбачають тільки тоді, коли якість води не задовольняє споживачів (тому її показано штриховою лінією). Найчастіше використовують станції знезалізнення і знезараження води, але можуть бути і станції зм'якшення води, знефторення, опріснення тощо. Резервуари чистої води акумулюють великі об'єми води, які потрібні для регулювання нерівномірності подавання її в мережу та рівномірності подачі в резервуар або навпаки, для забирання води з них на гасіння пожеж та власні потреби водопроводу. З резервуарів воду забирають насосною станцією другого підняття (підйому)- НС-ІІ і подають її під необхідним тиском у водоводи. Водоводи транспортують воду (іноді на велику відстань) у водопровідну мережу, яка безпосередньо розподіляє її між споживачами. Для накопичення об'єму води на 10-хвилинне гасіння пожежі і регулювання нерівномірності споживання води з мережі та рівномірності подавання її в мережу потрібна водонапірна башта. Башту підключають безпосередньо до мережі на початку її, у кінці за ходом води або всередині.
Рис. 7. Схема водопостачання із забиранням води з підземного джерела:
1 - свердловина; 2 - станція очищення води; 3 - резервуари чистої води; 4 -насосна станція другого підняття; 5 - водоводи; 6 - водонапірна башта; 7 - водопровідна мережа; 8 - лінії вільних напорів у споживача
Схема водопостачання із забором води з поверхневого джерела зображена на рис 8 Воду забирають із поверхневого джерела (річки, озера, водосховища, тощо) за допомогою водозабірної споруди, яка забезпечує приймання води найвищої якості й попереднє очищення її від найбільш крупних інгредієнтів. Тип водозабірної споруди приймається в залежності від типу джерела, якості води в ньому, і гідрогеологічних, геологічних, топографічних, судноплавства та інших умов. З водозабірної споруди насосна станція першого підняття (підйому)- НС-І забирає воду і перекачує на очисні споруди, де воду прояснюють, знебарвлюють, знезаражують. Склад споруд призначають у залежності, в першу чергу, від каламутності води джерела, продуктивності очисних споруд. Слід пам'ятати, що вартість будівництва й експлуатації очисних споруд ВОД поверхневих джерел, звичайно, перевищує ці показники для знезалізнення підземних вод. Найчастіше водоочисну станцію розташовують у безпосередній близькості до джерела водопостачання. Очищену воду збирають у резервуарах чистої води, а ш ні використовують ті самі споруди, що й у попередній схемі — насосну станцію другого підняття (підйому), водоводи, водопровідну, водонапірну башту. Функціональне їх призначення та режим і такий самий, як у попередній схемі.
Рис. 8. Схема водопостачання із забиранням води з поверхневого джерела
1 - поверхневе джерело (річка, озеро); 2 - водозабірна споруда; 3 - насосна станція першого підняття; 4 - очисні споруди; 5 - резервуари чистої води; 6 -насосна станція другого підняття; 7 - водоводи; 8 - водонапірна башта; 9 -водопровідна мережа; 10 - лінії вільних напорів у споживача
Нині на півдні України та в інших маловодних регіонах країни використовують групові водопроводи. Найбільш поширеними на Україні є сільськогосподарські групові водопроводи.
Сільськогосподарським груповим міжгосподарським водопроводом називають систему водопостачання, яка забезпечує водою групу сільськогосподарських населених пунктів, колективних та фермерських господарств, розташованих на території, місцеві умови якої потребують будівництва для них загального комплексу водопровідних зовнішньо майданчикових комунікацій і споруд. Такий водопровід може забирати воду як із підземного, так і з поверхневого джерела. Тому до його складу входять споруди, перелічені в описаних вище схемах. Крім того, він доповнений мережею водоводів, довжина яких іноді перевищує сотні кілометрів, водопіднімальними та ємкісними спорудами (рис. 9). Воду за даною схемою забирають із поверхневого джерела, обробляють, як і в попередніх схемах, і за допомогою насосної станції другого підняття подають довгим магістральним водоводом. На деякій відстані від насосної станції другого підняття, де тиск знижується до якогось мінімального значення, встановлюють накопичувальні резервуари і насосну станцію третього підняття. Якщо далі йдуть довгі водоводи, то у вузлах, де ник знижується, встановлюють знову резервуари і насосні станції Четвертого, п'ятого та інших підйомів, інколи їх називають станціями Підкачування. Для підключення водопровідної мережі населених пунктів до водоводів із великим тиском використовують рекупераційний вузол (рис. 10). Воду з магістрального водоводу через гідроелеватор подають розподільним водоводом у водопровідну
Рис.9. Принципова схема сільськогосподарського групового водопроводу:
І-поверхневе джерело; 2-водозабір; 3-насосна станція першого підняття; 4- комплекс споруд (водоочисні споруди, резервуари, насосна станція другого підняття); 5- магістральний водовід; 6- рекупераційний вузол; 7- водонапірна башта; 8- насосна станція третього підйому і резервуари; 9- водоводи; 10- Населені пункти; 11-водопровідна мережа; 12- насосна станція підкачування і резервуари;
Залишки води потрапляють у водонапірну башту, яка працює на перелив, тобто трубопроводом 6 практично у резервуар витікають невеликі витрати (надлишки) води. Одночасно частина води з резервуара всмоктується гідроелеватором.
Таким чином, у системі гідроелеватор — башта — резервуар постійно циркулюють певні витрати води. Під час аварії або пожежі підключається насос, який подає воду безпосередньо в мережу з резервуара.
Рис. 10. Схема рекупераційного вузла:
1-магістральний водовід; 2-рекупераційний (гідроелеваторний) вузол; 3-гідроелеватор; 4 - водовід на населений пункт; 5 - водонапірна башта; 6 - циркуляційний (переливний) трубопровід; 7 - аварійний (пожежний) насос; 8-всмоктувальний трубопровід; 9 - підземний резервуар
Для зменшення собівартості води в сільській місцевості передбачають дуплексні системи водопостачання, в яких на різноманітні потреби використовується вода з різними якісними показниками. На рис. 11 зображено дуплексну систему із забиранням води з підземного слабко мінералізованого джерела. Воду забирають із джерела за допомогою свердловин і подають у резервуар, із якого її забирають різними групами насосів. Господарськими і протипожежними насосами слабко мінералізовану воду подають водоводом в окрему мережу, на якій встановлюють пожежні гідранти і якою забезпечується підведення води в будинки. Цю воду можна використовувати для миття, душів, поливання проїздів тощо. Інша група насосів насосної станції подає воду на установку опріснення, де її якість доводиться до вимог питної води. Опріснену воду збирають у спеціальному резервуарі й насосом подають у водопровідну мережу прісної води. Як правило, на цій мережі передбачають водорозбірні колонки. Процес опріснення дорогий і складний, тому опріснену воду доцільніше використовувати тільки на питні потреби.