Классификация систем водоснабжения: Классификации систем водоснабжения — Студопедия

Разное

Содержание

Классификация систем водоснабжения Состав основных элементов систем водоснабжения

Системой водоснабжения называют комплекс инженерных сооружений, обеспечивающих водой различных потребителей. Системы водоснабже­ния классифицируются по следующим признакам:

по виду обслуживаемого объекта: городские; сельскохозяйственные; промышленные; железнодорожные; комбинированные

по назначению: хозяйственно-питьевые; производственные; противопожарные; поливочные

Если система водоснабжения одновременно выполняет несколько функций, её называют комбинированной. Сельскохозяйственные системы ча­ще всего комбинированные.

по виду источника: с забором воды из поверхностного источника; с забором воды из подземного источника

по способу подачи воды

— механизированные (используются насосы и водоподъёмники)

— самотечные

по способу регулирования воды

— башенные

— безбашенные

по кратности использования воды

— прямоточные (вода используется один раз)

— оборотные (вода используется многократно)

по общему назначению

-централизованные — системы, обеспечивающие водой большие комплексы объектов коммунального и производственного назначения;

-локальные — системы, снабжающие водой отдельные здания или небольшую их группу;



-групповые — системы, снабжающие водой несколько крупных районов, в которые входят промышленные комплексы, с/х предприятия, насе­лённые пункты. Система водоснабжения (населенного места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,

водоподъемные сооружения, то есть насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления,

сооружения для очистки воды,

водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,

башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения.

В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также в зависимости от экономических соображений схема водоснабжения и составляющие ее элементы могут меняться весьма сильно. Большое влияние на схему водопровода оказывает принятый источник водоснабжения: его характер, мощность, качество воды в нем, расстояние от него до снабжаемого водой объекта и т. п. Иногда для одного объекта используется несколько природных источников.


Принципиальная схема водоснабжения: 1 — источник водоснабжения, 2 — водоприемное сооружение, 3 — насосная станция I подъема, 4 — очистные сооружения, 5 — резервуар чистой воды, 6 — насосная станция II подъема, 7 — водоводы, 8 — водонапорная башня, 9 — водораспределяющая сеть

4 Основные схемы сельскохозяйственного водоснабжения и состав водопровод­ных сооружений.

Сельскохозяйственное водоснабжение может осуществляться по не­скольким схемам. Схема водоснабжения, прежде всего, зависит от вида источ­ника. На рисунке 1 показана наиболее полная схема водоснабжения с поверх­ностным источником 1, вода из которого поступает в береговой колодец 2, от­туда насосной станцией первого подъёма 3 перекачивается на очистную водо­проводную станцию 4. Пройдя очистку, вода собирается в резервуаре чистой воды 5, оттуда насосной станцией второго подъёма 6 по водоводу 7 поступает водопотребителю 9. В систему водоснабжения включена водонапорная башня 8.

Рисунок 1

Схема водоснабжения из подземного источника показана на рисунке 2. Вода из колодца 1 насосной станцией первого подъёма 2 перекачивается в резервуар чистой воды 3. Насосная станция второго подъёма 4 подаёт воду по водоводу 5 потребителю 6 и водонапорную башню 7.

Рисунок 2

В сельском хозяйстве часто сооружаются напорные безбашенные сис­темы. Схема показана на рисунке 3.

Рисунок 3

Из подземного источника 1 вода насосом 2 перекачивается в воздушно-водяной котёл 3, откуда за счёт давления сжатого воздуха по водоводу 4 пода­ётся к потребителю 5.

На рисунке представлена схема водопровода с забором воды из род­ника.

Рисунок 4

Родниковая вода, собранная каптажной камерой 1, самотёком поступа­ет через регулирующий резервуар 2 по водоводу 3 к потребителю 4. Подобные схемы водоснабжения применяются в горной местности.

Категории и группы классификации систем водоснабжения

Водопровод или система водоснабжения – это комплекс, в который входят различные инженерные сооружения: непосредственно источник водозабора, насосные установки или станции, трубопроводы, по которым вода движется до потребителей, различного назначения резервуары, в основном накопительного типа, а также станции водоочистки. То есть, это огромный комплекс, который выполняет функции доставки воды. Правда, необходимо отметить, что не все водопроводные сети укомплектованы по такой схеме. Все будет зависеть от условий эксплуатации, имеется в виду местных условий. Поэтому некоторые элементы могут отсутствовать. Итак, что собой представляет классификация систем водоснабжения.

Классификация по принципу обслуживания

Категории водопроводных систем

Существует несколько критериев разделения водопроводных сетей.

  • По типу обслуживания.
  • Как расходуется вода.
  • И по назначению самой системы.

В первую категорию входят водопроводные сети, которые снабжают водой различные населенные пункты или заводы. К примеру, городской водопровод, поселковый, снабжающий водой фабрику или ферму, железнодорожную станцию или автопредприятие. То есть, это достаточно широкий диапазон всевозможных названий. И в зависимости от объема потребляемой воды такие сети могут быть просто огромными или небольшими локальными.

Что касается категории, определяющей назначение водопроводной системы, то тут несколько позиций.

  • Для питьевой воды.
  • Для технической, они еще называются производственными сетями.
  • Для хозяйственных нужд.
  • Противопожарные сети.

Классификация общего типа

Внимание! Существуют объединенные водопроводы, из которых вода может использоваться по разному назначению. К примеру, хозяйственно-питьевые или для производства и тут же для противопожарной системы.

Чаще всего в различных областях жизнедеятельности человека используются именно объединенные комплексы. Во-первых, это упрощает саму систему водопровода. Во-вторых, снижает ее себестоимость как в процессе строительства и монтажа, так и в процессе обслуживания. К примеру, на фабрику пищевых производств нельзя подавать техническую воду, она должна быть только питьевой.

Но виды систем водоснабжения по их назначению разделяются именно так. При этом при сооружении учитываются именно критерии использования водопровода.

  • Хозяйственно-питьевая система обычно обслуживает столовые, прачечные, душевые, уборные и тому подобные заведения.
  • Производственный водопровод обычно строится только для обеспечения водой различные технические объекты. Понятно, что в них входят любые заводы и фабрики, среди мелких потребителей можно назвать автомойки, небольших котельных, в цехах, где производятся стройматериалы и так далее.
  • Понятно, что противопожарные водопроводы обеспечивают водой системы противопожарной безопасности, которые входят в состав инженерных сетей на фабриках и заводах.

Насосные станции с водоподготовкой

Кстати, последние делятся на внутренние системы и наружные. Внутренние – это разводка труб, по которой вода подается во взрывоопасные помещения. Это система открытая, и проводка укладывается по стенам, эстакадам, карнизам и так далее. Внешние – это трубная разводка, которая прокладывается под землей. Она может быть высокого или низкого давления. Высокое давление в них поддерживают специальные насосы, которые устанавливаются на самом предприятии. Низкое городская водопроводная сеть или водонапорная башня.

Внимание! Все вышеперечисленные водопроводные системы должны быть обеспечены так называемым оперативным запасом. Это могут быть емкости разного объема, установленные в разных местах: под землей, на башнях и так далее.

И третья категория – по способу обслуживания потребителей. Сооружаются глобальные водопроводы, которые обслуживают несколько объектов, расположенных на значительных расстояниях друг от друга. Такие сети называют межрайонными или районными. Понятно, что структура таких водопроводов достаточно сложная. И если на пути прокладки труб встречаются участки с разными высотами рельефа, то необходимо позаботиться об поднятие воды на необходимую высоту. Именно на границе таких участков строят так называемые зонные водопроводы. Основная их задача – поднять воду, а значит, на этом месте устанавливаются насосы, которые создают в подающей системе избыточной давление.

Вот такие виды водоснабжения сегодня встречаются. Но необходимо более подробно остановиться на объединенных схемах.

Трубы районного водопровода

Объединенные водопроводы

Понятно, что нередко водопроводная схема объединяет в себе сразу все вышеупомянутые категории. Особенно, если кроме городского или районного водопровода другого источника воды нет. К примеру, завод, у которого водозабор – городской водопровод. То есть, заводская система – это одновременно и хозяйственно-питьевая, и техническая, и противопожарная.

Схема объединенного комплекса состоит из входящей трубы, которая подает воду в резервуар. А для питья и хозяйственных нужд отводится отдельная ветка, которая врезается в подводящую трубу до резервуара. Кстати, на заводах редко используются готовые емкости, обычно под них отводят бассейны закрытого или открытого типа. Это и есть оперативный запас. То есть, если в городской сети по какой-то причине произошел сбой подачи воды, в кранах она течь не будет. А вот в бассейне для производственных нужд она будет содержаться в необходимом количестве. Отсюда же вода будет подаваться и на противопожарную систему, если для этого появится необходимость.

Нередко даже в этих случаях с разветвленной сетью водопровода вода для питья подается из резервуаров. Правда, к качеству воды в них будут предъявляться жесткие требования. За этим обычно следит заводская лаборатория. Как показывает практика, такие резервуары изготавливаются из металла, редко используют бетонные бассейны.

Есть в объединенной категории подвид, который делит внутренний водопровод на несколько групп. В основе разделения лежит принцип расходования запасов воды.

  • Прямоточные. Это самые распространенные сети. В них вода от потребителя после ее использования спускается в канализационную систему. Правда, такой вариант можно назвать малоэкономичным.
  • Последовательно-повторные.
  • Оборотные.

Классификация внутреннего водопровода

Две последние группы, наоборот, являются очень экономичными. В них вода после использования поступает на очистительные сооружения, где очищается и возвращается обратно в технологическую схему. Правда, такую воду нельзя использовать для хозяйственных нужд и питья.

Как видите, классификация систем водоснабжения достаточно широкая. В ней различные схемы, которые в основном делятся по назначению самого водопровода. Но, как уже было сказано выше, редко встречаются отдельные сети, чаще всего это объединение нескольких в одну.

Системы противопожарного водоснабжения: виды и преимущества

Одним из обязательных условий систем, обеспечивающих безопасность промышленных и жилых зданий и сооружений, выступает их постоянная готовность обеспечить оповещение людей, предотвращение возникновения опасных ситуаций, а в случае их возникновения и ликвидацию очагов чрезвычайных ситуаций и бедствий. И если системы оповещения нужны только для оповещения людей об опасности, то системы пожарного водоснабжения должны обеспечить, кроме всего прочего, и работоспособность пожарного оборудования до полного тушения пожара и ликвидации возможных очагов повторного загорания.

Специфика работы таких систем заключается в том, что они должны быть готовы к работе в любых условиях, независимо от времени суток, поры года, температуры окружающего воздуха.

Содержание

Основные источники пожарного водоснабжения
Внутренние и наружные системы пожарного водоснабжения
Необходимые параметры сетей пожарного водоснабжения
Основные модели и типовые проекты объектовых систем пожарного водоснабжения
Построение индивидуальной модели системы пожарного водоснабжения
Обслуживание системы пожарного водопровода

Основные источники пожарного водоснабжения

Для правильного обеспечения пожарной безопасности промышленных предприятий, гражданских объектов и жилой инфраструктуры в обязательном порядке проектируются системы пожарной безопасности с учетом возможной потребности в воде, как основном средстве пожаротушения. Для нормального использования системы важным является вопрос источников водоснабжения, по которым и можно провести первичную классификацию систем пожарного водопровода.

Проще говоря, это классификация источников воды, откуда будет она подаваться для тушения пожара.

Основными источниками забора воды и транспортирования ее к месту тушения пожара будут:

  • Открытые естественные водоемы;
  • Искусственные водные сооружения общего назначения;
  • Специальные водоемы и резервуары, в которых создается запас воды;
  • Пожарный водопровод.

Использование каждого из перечисленных источников имеет свою специфику и особенности, ведь в каждом конкретном случае просчитываются все возможные варианты использования источника как всей системой, так и ее отдельными составляющими, от простой закачки воды в автомобильную цистерну пожарной машины, до подключения к системе централизованного противопожарного водопровода.

Естественные источники воды – водоемы используются в общей схеме пожарной охраны как отдельного объекта, так целых регионов. Реки, озера, водохранилища и даже морские заливы и моря являются практически неиссякаемым источником воды, а значит, система водоснабжения, основанная на использовании естественного источника воды является наиболее удобной для построения системы пожарного водоснабжения. С другой стороны, для реализации на практике водозабор с реки или озера требует наличия многих составляющих – от прокладки водопроводных труб с постройкой насосных станций, до оборудования подъездов автотранспорта для наполнения цистерн. Именно поэтому такие капиталовложения не всегда оправданы и целесообразны.

 Искусственные водные сооружения общего назначения, в число которых входят городские пруды, парковые озера, водохранилища и даже небольшие мелиоративные колодцы используются в основном как резервные источники пожарного водоснабжения. Исключения в этом списке составляют только водоемы с объемом воды свыше 5000 кубических метров. Расчет возможности использования таких источников проводится с учетом сезонного колебания уровня наполнения водоема и возможности забора воды в любых условиях.

Специальные пожарные водоемы и резервуары строятся исходя из необходимости и потребностей предприятий, организаций, отдельных объектов инфраструктуры и жилых кварталов. Резервный подземный водоем или закрытый подземный резервуар оборудуется специально для использования  воды из него только для тушения пожара, и ни в коем случае для других целей. Такие водоемы специально проектируются, как часть системы пожарного водоснабжения со всеми необходимыми атрибутами – насосными станциями, подведенными трубопроводами, подъездными путями.

 

Противопожарный водопровод являет собой систему специально проложенных трубопроводов высокого давления со специально оборудованными точками доступа и забора воды, оборудованными для подключения технических средств пожаротушения. Пожарный водопровод высокого давления, соединенный с системой общего водопровода, в городских условиях сегодня выступает основным средством водоснабжения для ликвидации пожаров.

Внутренние и наружные системы пожарного водоснабжения

Проектирование и постройка промышленных объектов, офисных и жилых зданий не обходится без включения в проект систем внутреннего и наружного пожаротушения. В большинстве случаев все многоэтажные постройки в обязательном порядке оснащаются внутренними пожарными водопроводами, находящимися внутри здания, а наружные системы пожаротушения устанавливаются за пределами зданий.

По сути, внутренние системы пожаротушения предназначены для оперативного реагирования на очаги возгорания и локализацию пожаров нутрии здания. Внутренние сети в зданиях, так же как и обычный водопровод соединяются с наружными системами водопровода высокого давления и являются его продолжением только внутри здания.

Внешние системы пожарного водоснабжения размещаются, как правило, в специализированных подземных кессонах и открываются при помощи специального оборудования для тушения пожара снаружи здания или на открытой территории. Внешние системы могут иметь в своем составе – насосные станции забора воды с открытых источников и резервуаров, фильтровальные станции, наземные и подземные водопроводы и колодцы для установки пожарных гидрантов.

Использование и внутренних и наружных систем водоснабжения обусловлено важностью объекта, на котором размещается система. Если для многоэтажных домов предусмотрена внутренняя система пожарного водопровода с кранами и гидрантами на каждом этаже, через каждые 20 метров, то наружный водопровод может быть спроектирован таким образом, чтобы обеспечить подачу воды с одного гидранта на 2-3 подъезда многоквартирного дома со стороны улицы и со стороны внутреннего дворика.

 Необходимые параметры сетей пожарного водоснабжения

Проектирование и построение водопроводных систем, используемых для тушения пожаров в обязательном порядке, осуществляется с учетом возможного источника возгорания и наибольшего объема площади пожара как при одном источнике возгорания, так и при нескольких очагах горения.

В связи с этим используются нормативные показатели потребности воды для тушения пожаров разной интенсивности, плотности и объема:

  • Водопровод в жилых домах и объектах социальной инфраструктуры рассчитываются исходя из пропускной способности – 5 литров воды в секунду на одну точку подключения;
  • Напор для бытовых противопожарных сетей должен быть не менее 10 метров столба воды;
  • Гарантированный резерв воды должен быть 250 и более литров воды на одно домостроение;
  • Объем запаса воды для тушения нескольких объектов, например, дачного или коттеджного поселка – не менее 5000 кубометров.

Для проектирования наружных систем водоснабжения систем тушения пожара на промышленных предприятиях, складах или открытых стоянках хранения техники, должно быть, не менее:

  • Пропускная способность водовода в зависимости от категории пожароопасности объекта – 60–240 литров в секунду;
  • Складские помещения и контейнерные площадки – 10-20 литров в секунду;
  • Стоянки автомобильной техники, мастерские по ремонту автомобильной техники и гаражные боксы – 20-50 литров в секунду.

При выборе источника водоснабжения таких систем обязательно учитывается объем запасов воды, а именно потребность в постоянном напоре воды для непрерывной работы в течение 1 часа для обычных объектов, и 2,5 часа для объектов повышенной опасности.

Основные модели и типовые проекты объектовых систем пожарного водоснабжения

Специфические, а порой и уникальные строительно-архитектурные решения производственных зданий, комплексов и жилых домов требуют такого же нетрадиционного подхода к решению вопросов составления системы пожарного водоснабжения, каждого отдельного объекта.

Вместе с тем, несмотря на уникальность и особенность объектов пожарного водоснабжения существуют типовые решения комплектации пожарного водопровода, в которых предусматриваются основная, вспомогательная и резервная система обеспечения водой.

К основной системе водоснабжения могут быть отнесены:

  • Источник водоснабжения;
  • Насосная станция;
  • Водонапорная башня;
  • Водопровод;
  • Внутренней системы пожаротушения;
  • Сеть гидрантов.

К вспомогательным системам могут быть отнесены:

  • Временные водопроводы и магистрали;
  • Технологические водопроводы предприятий;
  • Системы городского водоканала.

К резервным относятся:

  • Мобильные насосные станции;
  • Резервные водоемы;
  • Цистерны с водой;
  • Естественные источники воды.

Проектирование пожарного водоснабжения отдельного объекта инфраструктуры, со строительством отдельной водонапорной башни не всегда рационально, и оправдано, но использование обычной водонапорной башни в качестве основного объема для воды вполне оправдано. Водопроводная башня, как часть системы обычного водопровода располагает большой объем воды на достаточной высоте, это дает возможность создать большой напор воды и обеспечить подъем ее на нужную высоту.

Питание водонапорной башни может осуществляться при помощи насосных станций, поднимающих воду с водоносного горизонта до высоты верхнего резервуара. Насосные станции могут работать и напрямую, подавая воду в трубы  водопровода, но при этом объем воды должен быть максимальным, чтобы не пострадал водопровод.

Водопроводная система, состоящая из подземных трубопроводов, коллекторных колодцев, ответвлений и кессонных устройств является самым дорогостоящим элементом любой системы пожарного водопровода. Проектирование, отрывка траншей, прокладка трубопроводов, утепление труб и установка гидрантов с учетом местных условий является самой дорогостоящей составляющей системы водопровода. На поверхности о наличии объектов пожарного водопровода могут свидетельствовать установленные пожарные гидранты или люки канализации с клеймом «ПК» или «ПГ» и указателями – табличками на стенах зданий.

            Для внутренних систем пожаротушения водопроводные гидранты оборудуются уже подсоединенными к специальным разъемам пожарных рукавов с пожарным стволом. Такие пожарные гидранты имеют прямоточный шаровой кран или вентиль, высокого давления.

Построение индивидуальной модели системы пожарного водоснабжения

Для отдельных объектов инфраструктуры, например, для нефтехранилищ, химических заводов, портовых сооружений и аэровокзальных комплексов проектируются специфические водопроводные системы для пожаротушения. В состав таких объектов включается не только стандартный водопровод с гидрантом.

В них могут быть включены:

  • Резервные пожарные водоемы,
  • станции прямого напора;
  • фильтровальные станции;
  • системы автоматического пожаротушения.
  • Подземные хранилища воды и наземные резервуары;
  • Железнодорожные цистерны.

Обслуживание системы пожарного водопровода

Использование водопроводной системы пожаротушения по прямому назначению требует, чтобы все элементы системы были не только на месте, но и были технически исправны. Как и любая система безопасности, пожарный водопровод должен проходить своевременное обслуживание и ремонт.

 В практическом плане, обслуживание не является чем-то особенно сложным просто в определенное регламентом время проверяется все узлы и детали на наличие протечек, комплектность и на непродолжительное время включается каждый кран и гидрант. Выявленные неисправности и недостатки, должны быть устранены в максимально короткие сроки.

система водоснабжения — это… Что такое система водоснабжения?



система водоснабжения

3.1.16 система водоснабжения: Инженерные системы здания, потребляющие тепло на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Смотри также родственные термины:

3.22 система водоснабжения закрытая : Система оборотного водоснабжения, в которой отвод сточных вод в водные объекты полностью исключается.

3.23 система водоснабжения охлаждающая оборотная : Система водоснабжения с многократным использованием воды для отвода тепла от оборудования энергоблока АС.

Примечание — Различают открытые и закрытые охлаждающие оборотные системы:

— в закрытых системах нагретая вода охлаждается в таких сооружениях, как радиаторные (сухие) градирни, не вступая при этом в контакт с атмосферным воздухом;

— в открытых системах нагретая вода охлаждается в таких сооружениях, как мокрые градирни, брызгальные бассейны и водоемы-охладители, вступая при этом в контакт с атмосферным воздухом.

3.24 система водоснабжения прямоточная : Система водоснабжения с однократным использованием воды и отводом ее из системы охлаждения.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации.
academic.ru.
2015.

  • система водоподготовки (бассейна)
  • система водоснабжения закрытая

Смотреть что такое «система водоснабжения» в других словарях:

  • система водоснабжения — Комплекс взаимосвязанных инженерных устройств и сооружений, обеспечивающих потребителей водой в требуемом количестве и заданного качества. Система водоснабжения включает в себя устройства и сооружения для забора воды из источника водоснабжения,… …   Справочник технического переводчика

  • Система водоснабжения — – инженерные системы здания, потребляющие тепло на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. [СТО НОСТРОЙ 2.15.3 2011] Рубрика термина: Водонапорное оборудование Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ — судовая система, предназначенная для подачи и перекачки на корабле питьевой, береговой и забортной (морской) воды. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • система водоснабжения — Процесс забора воды из источника, ее очистки и подачи к месту потребления и комплекс сооружений, обеспечивающих это. Syn.: водоснабжение …   Словарь по географии

  • СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ — комплекс сооружений, включающий водозаборы, насосные станции, очистные сооружения, водопроводную сеть и резервуары для обеспечения водой определённого качества различных потребителей (Болгарский язык; Български) водоснабдителна система (Чешский… …   Строительный словарь

  • система водоснабжения зонная — Система водоснабжения, разделённая на зоны с разными напорами в сети из за различия местных топографических условий [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики водоснабжение и канализация в целом EN… …   Справочник технического переводчика

  • система водоснабжения самотечная — Система водоснабжения, в которой водозабор расположен выше объекта водопотребления и вода подаётся к объекту самотёком [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики водоснабжение и канализация в целом… …   Справочник технического переводчика

  • СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЗОННАЯ — система водоснабжения, разделённая на зоны с разными напорами в сети из за различия местных топографических условий (Болгарский язык; Български) зонална водоснабдителна система (Чешский язык; Čeština) pásmová vodárenská soustava (Немецкий язык;… …   Строительный словарь

  • СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ САМОТЁЧНАЯ — система водоснабжения, в которой водозабор расположен выше объекта водопотребления и вода подаётся к объекту самотёком (Болгарский язык; Български) гравитационна водоснабдителна система (Чешский язык; Čeština) gravitační vodovod (Немецкий язык;… …   Строительный словарь

  • Система водоснабжения здания — Система водоснабжения (водоснабжение): инженерные системы здания, обеспечивающие подачу потребителям холодной и горячей воды. .. Источник: СП 73.13330.2012. Свод правил. Внутренние санитарно технические системы зданий. Актуализированная редакция… …   Официальная терминология

Источники водоснабжения — это… Что такое Источники водоснабжения?

Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации.

Требования к источнику водоснабжения

Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

  • обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;
  • обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;
  • давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;
  • обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
  • обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект.

Классификация источников водоснабжения

Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к трем основным группам:

  • поверхностные источники;
  • подземные источники;
  • искусственные источники.

Поверхностные источники

К поверхностным источникам водоснабжения относятся:

  • моря или их отдельные части (заливы, проливы),
  • водотоки (реки, ручьи, каналы),
  • водоемы (озера, пруды, водохранилища, обводненные карьеры),
  • болота,
  • природные выходы подземных вод (гейзеры, родники),
  • ледники и снежники.

Характерными качествами речной воды являются относительно большая мутность (особенно в период паводков), высокое содержание органических веществ, бактерий, часто значительная цветность. Наряду с этим речная вода характеризуется обычно относительно малым содержанием минеральных солей и, в частности, относительно небольшой жесткостью.

Вода озер обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ (то есть малой мутностью или, иначе, большой прозрачностью), кроме прибрежной зоны, где мутность воды увеличивается в результате волнения. Степень минерализации озерной воды весьма различна.

Поверхностные источники характеризуются значительными колебаниями качества воды и количества загрязнений в отдельные периоды года. Качество воды рек и озер в большой степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения ее поверхностными стоками и сточными водами городов и промышленных предприятий.

Сезонные колебания качества речной воды нередко бывают весьма резкими. В период паводка сильно возрастает мутность и бактериальная загрязненность воды, но обычно снижается ее жесткость.

Подземные источники

К подземным источникам относятся:

Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (то есть весьма прозрачны) и обычно бесцветны.

Артезианские воды, перекрытые сверху водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с поверхности земли загрязненных стоков и обладают поэтому высокими санитарными качествами. Такими же качествами часто обладают и родниковые воды.

Наряду с этими положительными качествами подземные воды часто сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами (повышенная жесткость, наличие неприятного привкуса, содержание веществ, вредно влияющих на организм человека).

Искусственные источники

К искусственным источникам водоснабжения можно отнести промышленные опреснительные установки, например, используемые в Израиле, Арабских Эмиратах или в г. Актау (Казахстан) на Мангистауском атомно-энергетическом комбинате.

Влияние человека на источники водоснабжения

При современной степени развития хозяйственной деятельности людей она оказывает существенное влияние на состояние источников водоснабжения как в отношении их дебита, так и в отношении качества воды.

Природные воды используются комплексно, то есть не только для водоснабжения, но и для многих других целей: орошения, гидроэнергетики, водного транспорта, лесосплава и др. При этом может осуществляться отбор воды из источника (водоснабжение, орошение) или только использование водоема без отбора воды (водный транспорт, лесосплав). Таким образом, можно различать водопотребителей и водопользователей.

Рациональное решение вопросов использования водных ресурсов и обеспечения интересов всех видов водопотребителей и водопользователей возможно только при условии их рассмотрения как комплексных водохозяйственных проблем.

В результате проведения мероприятий по регулированию стока рек в настоящее время очень часто приходится использовать в качестве природных источников водоснабжения искусственно созданные водохранилища.

Изменение естественного гидрологического режима рек при устройстве плотин и водохранилищ в значительной мере сказывается на качестве речной воды и на сезонных колебаниях ее качества.

Существенным видом влияния хозяйственной деятельности людей на природные водоемы является сброс в них сточных вод городов и промышленных предприятий, а также смыв с сельскохозяйственных полей удобрений, ядохимикатов, пестицидов и т. п.

Количество сточных вод, сбрасываемых в водоемы, с каждым годом увеличивается и приводит к сильному их загрязнению и ухудшению качеств воды (особенно санитарных качеств).

В силу сложившейся обстановки в настоящее время многие реки в населенных и промышленно развитых районах уже в значительной степени загрязнены производственными стоками. Основными «загрязнителями» воды являются предприятия нефтеперерабатывающей, бумажно-целлюлозной, металлургической и ряда отраслей химической промышленности.

См. также

Виды водопроводов. Классификация водопровода по давлению — Мегаобучалка

Конспект

 

по пожарно-технической подготовке

 

 

Тема № 10 :

 

Противопожарное водоснабжение.

 

 

Учебные вопросы:

1.Виды водопроводов. Классификация водопровода по давлению.

2.Методика проверки водопроводов на водоотдачу.

3.Устройство пожарного гидранта и требования по эксплуатации в зимнее и летнее время.

4.Требования, предъявляемые при приеме в эксплуатацию новых источников противопожарного водоснабжения.

5.Проверки противопожарного водоснабжения.

 

Литература, использованная при подготовке темы:

 

· А.А.Качалов и др. Противопожарное водоснабжение. М., Стройиздат, 1985

· А.Ф.Иванов и др. Пожарная техника в двух частях. 1 Пожарно-техническое оборудование. М., Стройиздат, 1988

· М.Г.Шувалов Основы пожарного дела. М., Стройиздат, 1997

· Приказ УГПС ГУВД Санкт-Петербурга и Ленинградской области от 06.09.95 года №240 “О введении в действие Инструкции по учету и надзору за противопожарным водоснабжением в г.Санкт-Петербурге”.

· Приказ УГПС ГУВД Санкт-Петербурга и Ленинградской области от 06.02.98 года №44 “О внесении изменений и дополнений в приказ УГПС от 06.09.95 № 240 “О введении в действие Инструкции по учету и надзору за противопожарным водоснабжением в г.Санкт-Петербурге”.

Конспект составил

Начальник 63-ПЧ 3-ОПО УГПС ГУВД

Санкт-Петербурга и Лен.области

майор внутренней службы

 

А.О.Шевченко

 

“_____”_______________ 1999 года

Изложение материала

Противопожарное водоснабжение — это совокупность мероприятий по обеспечению водой различных потребителей для тушения пожара. Проблема противопожарного водоснабжения одна из основных в области пожарного дела.

 

 

Виды водопроводов. Классификация водопровода по давлению.

 

По наз­начению водопроводы разделяются на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные. В за­висимости от напора различают противопожарные водо­проводы высокого и низкого давления. В противопожарном водопроводе высокого давления в течение 5 мин после сообщения о пожаре создают напор, необходимый для тушения пожара в самом высоком здании без при­менения пожарных машин. Для этого в зданиях насос­ных станций или в других отдельных помещениях уста­навливают стационарные пожарные насосы.

В водопроводах низкого давления во время пожара для создания требуемого напора используют пожарные насосы, которые подключают к пожарным гидрантам с помощью всасывающих рукавов.

В водопроводах высокого давления вода к месту пожара подается по рукавным линиям непосредственно от гидрантов под напором от стационарных пожарных насосов, установленных в насосной станции.

 

Все сооружения водопровода проектируют так, чтобы во время эксплуатации они пропускали расчетный рас­ход воды для пожарных нужд при максимальном рас­ходе воды на хозяйственно-питьевые и производствен­ные нужды. Кроме того, в резервуарах чистой воды и водонапорных башнях предусматривают неприкосно­венный запас воды для тушения пожаров, а в насосных станциях второго подъема устанавливают пожарные насосы.

Насосно-рукавные системы, которые собирают при тушении пожаров, также являются элементарными про­тивопожарными водопроводами высокого давления, состоящими из источника водоснабжения, водоприем­ника (всасывающей сетки), всасывающей линии, объе­диненной насосной станции первого и второго подъема (пожарного насоса), водопроводов (магистральных ру­кавных линий), водопроводной сети (рабочих рукавных линий).

 

Водонапорные башни предназначены для регулиро­вания напора и расхода в водопроводной сети. Их уста­навливают в начале, середине и в конце водопроводной сети. Водонапорная башня состоит из опоры (ствола), бака и шатра-устройства, предохраняющего бак от ох­лаждения и замерзания в нем воды. Высоту башни опре­деляют гидравлическим расчетом с учетом рельефа местности. Обычно высота башни 15…40 м.

Вместимость бака зависит от размера водопровода, его назначения и может колебаться в широких преде­лах: от нескольких кубометров на маломощных водопро­водах до десятков тысяч кубометров на крупных город­ских и промышленных водопроводах. Размер регули­рующей емкости определяют в зависимости от графиков водопотребления и работы насосных станций. Кроме того, включают неприкосновенный пожарный запас для тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров в течение 10 мин. Бак оборудуют нагнетатель­ной, разборной, переливной и грязевой трубами. Часто нагнетательную и разборную трубы объединяют.

Разновидностью водонапорных башен являются водонапорные резервуары, которые предназначены не только для регулирования напора и расхода в водопро­водной сети, но и для хранения противопожарного за­паса воды для тушения пожаров в течение 3 ч. Резер­вуары располагают на возвышенных местах.

Водонапорные резервуары и башни включают в водопроводную сеть последовательно и параллельно. При последовательном включении через них проходит вся вода от насосных станций. В этом случае нагнета­тельную и разборную трубы не объединяют, и они ра­ботают раздельно. При минимальном водопотреблении излишки воды накапливают в резервуаре или в баке, а при максимальном этот запас направляют в водопро­водную сеть.

При параллельном включении в водопроводную сеть в резервуары и баки поступает излишек воды (при минимальном водопотреблении), а при максимальном водопотреблении его направляют в сеть. В данном слу­чае нагнетательный и разводящий трубопроводы могут быть объединенными. Для контроля уровня воды в баках и резервуарах предусматривают измерительные устройства.

По виду обслуживаемого объекта системы водоснабжения подразделяются на городские, поселковые, а также промышленные, сельскохозяй­ственные, железнодорожные и др.

По виду используемых природных ис­точников различают водопроводы, забирающие воду из поверхностных источников (рек, водохранилищ, озер, морей) и подземных (артезианских, родниковых). Имеются также водопроводы смешанного питания.

По способу подачи воды водопроводы бы­вают напорные с механической подачей воды насосами и самотечные (гравитационные), которые устраивают в горных районах при расположении водоисточника на высоте, обеспечивающей естественную подачу воды потребителям.

По назначению системы водоснабжения делят на хозяйственно-питьевые, удовлетворяющие нужды населения; производственные, снабжаю­щие водой технологические процессы производства; противопожарные и объединенные. Последние устраивают, как правило, в населенных пунктах. Из этих же водопроводов вода подается и на промышленные предприятия, если они потребляют незначительное количество воды или по условиям технологического процесса производства требуется вода питьевого качества.

При больших расходах воды предприятия могут иметь самостоятельные системы водоснабжения, обес­печивающие их хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды. В этом случае обычно сооружают хозяйственно-противопожарный и произ­водственный водопроводы. Совмещение пожарного во­допровода с хозяйственным, а не с производственным объясняется тем, что производственная водопроводная сеть обычно бывает менее разветвленной и не охваты­вает всех объемов предприятия. Кроме того, для неко­торых технологических процессов производства вода должна подаваться под строго определенным напором, который при тушении пожара будет изменяться. А это может привести либо к увеличению расхода воды, что экономически нецелесообразно, либо к аварии произ­водственных аппаратов. Самостоятельный противопо­жарный водопровод устраивают обычно на наиболее пожароопасных объектах—предприятиях нефтехими­ческой и нефтеперерабатывающей промышленности, складах нефти и нефтепродуктов, лесобиржах, храни­лищах сжиженных газов и др.

Системы водоснабжения могут обслуживать как один объект, например город или промышленное пред­приятие, так и несколько объектов. В последнем слу­чае эти системы называют групповыми. Если система водоснабжения обслуживает одно здание или небольшую группу компактно расположенных зданий из близлежащего источника, то ее называют местной системой. Для питания водой под требуемым напо­ром различных участков территории населенного пункта, имеющей значительную разницу в отметках, устраивают зонное водоснабжение. Система водоснабжения, обслуживающая несколько крупных водопотребителей, расположенных на определенной территории, называется районной.

 

Водопроводная сеть служит для надежного и беспе­ребойного транспортирования воды к потребителям в требуемых количествах под напором, достаточным для подачи воды к самой отдаленной и высокорасположенной точке водоразбора, а также для тушения пожаров.

Водопроводные сети разделяются на кольцевые и тупиковые. В кольцевых водопроводных сетях в отличие от тупиковых можно выключать аварийные участки трубопроводов без прекращения подачи воды в после­дующие участки, кроме того, в них меньше сила гидрав­лического удара. В то же время общая протяженность, а следовательно, и стоимость кольцевых сетей значи­тельно выше, чем тупиковых сетей. В связи с этим коль­цевые сети применяют обычно в городских и производ­ственных водопроводах, а тупиковые — для снабжения небольших поселков, животноводческих ферм и т. д.

Чтобы вода в трубах зимой не замерзала, их прокла­дывают ниже глубины промерзания грунта. Например, для средней полосы нашей страны глубину заложения водопроводных сетей принимают 2,5…3 м. В районах вечной мерзлоты водопроводные линии прокладывают в утепленных туннелях или открыто по поверхности в сопровождении горячего спутника. Надежным спосо­бом борьбы против замерзания воды в этих условиях является предварительный подогрев воды с обязатель­ной циркуляцией ее на всех участках.

Прежде чем построить водопроводную сеть, ее рас­считывают: определяют диаметр труб и потери напора при заданном расходе воды. Во всех случаях сеть про­веряют на подачу пожарного расхода при максималь­ном водоразборе на хозяйственно-питьевые и производ­ственные нужды. При этом учитывают, что во время по­жара минимальное давление в наиболее удаленной и высокорасположенной точке водопроводной сети долж­но быть не менее 0,1 МПа (1 кгс/см2), а скорость дви­жения воды по трубам может достигать 2,5 м/с.

 

1. Введение

1. Введение



1,1
Основы сбора воды: история и перспективы
1.2 Определения
и классификация
1.3
Основные категории систем сбора воды для растениеводства
1.4 Обзор основных
Системы WH



1.1.1 Исторические перспективы
1.1.2 Последние события
1.1.3 Будущие направления


По мере увеличения нагрузки на землю все больше и больше маргинальных территорий в мире используются для сельского хозяйства. Большая часть этой земли расположена в засушливых или полузасушливых поясах, где дожди идут нерегулярно, и большая часть драгоценной воды вскоре теряется в виде поверхностных стоков. Недавние засухи высветили риски для людей и домашнего скота, которые возникают, когда дожди прекращаются или заканчиваются.

Хотя ирригация может быть наиболее очевидным ответом на засуху, она оказалась дорогостоящей и может принести пользу лишь немногим счастливчикам.В настоящее время растет интерес к недорогой альтернативе, обычно называемой «сбор воды».

Сбор воды — это сбор стока для производственных целей. Вместо того, чтобы оставлять сток, вызывающий эрозию, его собирают и используют. В полузасушливых районах, подверженных засухе, где это уже практикуется, сбор воды является непосредственно продуктивной формой сохранения почвы и воды. С помощью этого метода можно значительно повысить как урожайность, так и надежность производства.

Сбор воды (WH) можно рассматривать как рудиментарную форму орошения. Разница в том, что с WH фермер (или чаще агро-скотовод) не может контролировать сроки. Сток можно собирать только во время дождя. В регионах, где посевы полностью богарные, например, сокращение сезонных осадков на 50% может привести к полному неурожаю. Если, однако, имеющийся дождь может быть сконцентрирован на меньшей площади, разумные урожаи все равно будут получены.Конечно, в год сильной засухи может не быть стока для сбора, но эффективная система сбора воды улучшит рост растений в большинстве лет.

Рисунок 1 Принцип сбора воды

1.1.1 Исторические перспективы

Различные формы сбора воды (WH) традиционно использовались на протяжении веков. Некоторые из самых ранних видов сельского хозяйства на Ближнем Востоке основывались на таких методах, как отведение потока «вади» (поток воды из обычно сухих водотоков) на сельскохозяйственные поля.В пустыне Негев в Израиле были обнаружены системы WH, возраст которых составляет 4000 или более лет (Evanari et al. 1971). Эти схемы предусматривали очистку склонов холмов от растительности для увеличения стока, который затем направлялся на поля на равнинах.

Половодное земледелие практикуется в пустынных районах Аризоны и на северо-западе Нью-Мексико, по крайней мере, на протяжении последних 1000 лет (Zaunderer and Hutchinson 1988). Индейцы хопи на плато Колорадо возделывают поля, расположенные в устье эфемерных ручьев.Там, где потоки расходятся, эти поля называются «Акчин». Пейси и Куллис (1986) описывают методы микрозахвата для выращивания деревьев, использовавшиеся на юге Туниса и обнаруженные путешественниками в девятнадцатом веке. В системе «Хадин» в Индии паводковые воды собираются за земляными насыпями, и зерновые культуры затем высаживаются в остаточную влагу, когда вода проникает.

Важность традиционных небольших систем WH в странах Африки к югу от Сахары только начинает осознаваться (Critchley and Reij 1989).Простые каменные линии используются, например, в некоторых странах Западной Африки, особенно в Буркина-Фасо, а системы земляных насыпей встречаются в Восточном Судане и Центральных пастбищах Сомали.

1.1.2 Последние разработки

Растущее осознание потенциала сбора воды для повышения урожайности возросло в 1970-х и 1980-х годах, когда широко распространенные засухи в Африке оставили за собой неурожаи. Стимулом послужила хорошо задокументированная работа по WH в пустыне Негев в Израиле (Evanari et al. 1971).

Однако большая часть опыта, накопленного в таких странах, как Израиль, США и Австралия, имеет ограниченное значение для бедных ресурсами районов полузасушливых регионов Африки и Азии. В Израиле основное внимание в исследованиях уделяется гидрологическим аспектам микрозубцов для фруктовых деревьев, таких как миндаль и фисташки. В США и Австралии методы водоснабжения в основном применяются для водоснабжения домашних хозяйств и домашнего скота, и исследования направлены на повышение урожайности стока с обработанных водосборных поверхностей.

В течение последнего десятилетия в Африке к югу от Сахары был запущен ряд проектов WH. Их цель заключалась в борьбе с последствиями засухи путем улучшения производства растений (обычно однолетних продовольственных культур), а в некоторых районах — восстановления заброшенных и деградированных земель (Critchley and Reij 1989). Однако немногим из проектов удалось объединить техническую эффективность с низкой стоимостью и приемлемостью для местных фермеров или животноводов. Частично это происходит из-за отсутствия технических «ноу-хау», но также часто из-за выбора несоответствующего подхода с учетом преобладающих социально-экономических условий.

1.1.3 Будущие направления

Соответствующие системы в идеале должны развиваться на основе опыта традиционных методов — там, где они существуют. Они также должны основываться на уроках, извлеченных из недостатков предыдущих проектов. Прежде всего необходимо, чтобы системы ценились сообществами, в которых они внедряются. Без участия и поддержки населения проекты вряд ли будут успешными.

Технология сбора воды особенно актуальна для полузасушливых и засушливых районов, где проблемы деградации окружающей среды, засухи и демографического давления наиболее очевидны.Это важный компонент пакета мер для этих проблемных зон, и нет сомнений в том, что внедрение методов WH будет расширяться.

Рисунок 2 Классификация методов сбора воды

Примечания:

* Системы водоснабжения (например, прудовая вода), используемые для различных целей, в основном бытовая и животноводческая вода, а также некоторое дополнительное орошение.

** Термин «сельское хозяйство» (как в «Выращивание стока») используется в самом широком смысле — включая деревья, агролесоводство, восстановление пастбищ и т. Д.

Сбор воды в самом широком смысле будет определяться как

«Сбор стока для продуктивного использования».

Стоки могут собираться с крыш и наземных поверхностей, а также из непостоянных или кратковременных водотоков.

Методы сбора воды, при которых собираются стоки с крыш или поверхностей земли, подпадают под термин:

ДОЖДЕВЫЕ УБОРЫ

, а все системы, которые собирают стоки из водотоков, сгруппированы под термином:

УБОРЫ НАВОДНЫХ ВОД

Известен широкий спектр методов сбора воды для самых разных применений.Производственные виды использования включают обеспечение хозяйственно-бытовой и животноводческой воды, концентрацию стока для сельскохозяйственных культур, производство кормов и деревьев и, реже, водоснабжение рыбных и утиных прудов.

В контексте данного руководства конечным использованием является растениеводство, в том числе корма и деревья.

Классификация методов сбора воды так же разнообразна, как и терминология (Reij et al. 1988). Разные авторы используют разные имена и часто расходятся во мнениях относительно определений.

В настоящее руководство не входит введение новых терминов, но вместо этого было сочтено целесообразным использовать терминологию, установленную в контексте «Исследования сбора воды к югу от Сахары», проведенного Всемирным банком в 1986–1989 годы. Общая и практическая классификация представлена ​​на рисунке 2.


1.3.1 Микрочастицы
(сбор дождевой воды)
1.3.2
Внешние водосборные системы (сбор дождевой воды)
1.3.3
Паводковое земледелие (сбор паводковых вод)


Методы сбора воды, описанные в этом руководстве, подразделяются на три основные категории, основные характеристики которых резюмированы следующим образом:

1.3.1 Микрозадвижки (сбор дождевой воды)

(иногда называемая «внутрипромысловая система отлова»)

Основные характеристики:

— наземный сток, собранный с небольшой длины водосбора
— длина водосбора обычно от 1 до 30 метров
— сток хранится в почвенном профиле
— соотношение водосбора: обрабатываемая площадь обычно от 1: 1 до 3: 1
— обычно нет возможности для перелива
— рост растений даже

Типичные примеры:

Микроуловители Negarim (для деревьев)
Контурные насыпи (для деревьев)
Контурные гребни (для сельскохозяйственных культур)
Полукруглые насыпи (для пастбищ и кормов)

1.3.2 Внешние водосборные системы (сбор дождевой воды)

(Техника отлова на длинных склонах)

Основные характеристики:

— собранный поверхностный сток или ручей
— сток хранится в почвенном профиле
— водосбор обычно 30-200 метров длиной
— соотношение водосбора: обрабатываемая площадь обычно от 2: 1 до 10: 1
— обеспечение перелива избыточной воды
— неравномерный рост растений, если земля не выровнена

Рисунок 3 Система микрозащиты: микрозадержатель Negarim для деревьев

Типичные примеры:

Трапециевидные насадки (для сельскохозяйственных культур)
Контурные насадки для камней (для сельскохозяйственных культур)

Рисунок 4 Внешняя водосборная система: трапециевидные насыпи для сельскохозяйственных культур (Источник: Critchley and Reij, 1989)

1.3.3 Половодное земледелие (сбор паводковых вод)

(часто называемый «разбрызгивание воды», а иногда «орошение проливом»)

Основные характеристики:

— турбулентный поток в русле, собранный либо (а) путем отвода, либо (б) путем распространения в русле русла / дне долины

— сток сохраняется в почвенном профиле

— длина водосбора (может достигать нескольких километров)

— соотношение водосбор: посевная площадь более 10: 1

— обеспечение перелива избыточной воды

Типичные примеры:

Проницаемые каменные дамбы (для сельскохозяйственных культур)
Насосы для разбрасывания воды (для сельскохозяйственных культур)

Рис. 5 Системы разведения паводковых вод: (a) распространение в русле канала; (б) отводная система

Обзор основных систем сбора воды, которые подробно описаны в Разделе 5, приведен в Таблице 1.Это резюме будет полезно в качестве краткого справочника.

Восемь методов, представленных и объясненных в руководстве, являются не единственными известными системами сбора воды, но они действительно представляют собой основной набор методов для различных ситуаций и производственных целей. В ряде случаев описанная здесь система является наиболее типичным примером техники, для которой существует ряд вариаций, например, трапециевидные насадки.

Таблица 1 — Сводная таблица основных методов WH

Классификация

Основное применение

Описание

Где возможно

Ограничения

микрочастиц negarim

Техника микрозащиты (водосбор на коротком склоне)

деревья и трава

Замкнутая сетка ромбовидной формы или V-образной формы с открытыми концами, образованная небольшими земляными гребнями, с ямами для инфильтрации

Для посадки деревьев на неровной земле или на небольшом количестве деревьев

Трудно механизировать, поэтому ограничивается мелкими масштабами.Непросто выращивать между рядами деревьев

контурные насадки

микроводосбор (водосбор на коротком склоне) техника

деревья и трава

Земляные насыпи по контуру на расстоянии 5-10 метров друг от друга с уклоном борозды и шпалами

Для крупномасштабной посадки деревьев, особенно механизированной

Не подходит для неровной местности

полукруглые насадки

микроводосбор (водосбор на коротком склоне) техника

Глава 2 — Соленые воды как ресурсы

Глава 2 — Соленые воды как ресурсы



Качественные характеристики
соленых вод
Источники и
наличие соленых вод



Определения
и индексы параметров солености
Классификация физиологического раствора
Waters


Химические и физические характеристики оросительных вод подробно обсуждаются Айерсом и Весткотом (FAO 1985).Следовательно, в данной публикации даны только краткие описания терминологии, единиц измерения и основных параметров. Параметры релевантности в данном случае ограничиваются теми, которые преимущественно прямо или косвенно влияют на производство сельскохозяйственных культур. Предельные значения параметров качества значительно различаются в зависимости от условий использования. Сточные воды и промышленные стоки не учитываются, поскольку основное внимание в настоящих рекомендациях уделяется орошению дренажными водами и умеренно солеными природными водами различных типов.Сокращенная классификация вод с точки зрения солености дана для облегчения идентификации видов соленых вод, включенных в сферу применения настоящих руководящих принципов.

Определения и индексы параметров солености

Используемый здесь термин «соленость» относится к общей растворенной концентрации основных неорганических ионов (т.е. Na,
Ca, Mg, K, HCO 3 , SO 4 и Cl) в ирригационных, дренажных и грунтовых водах. Индивидуальные концентрации этих катионов и анионов в единице объема воды могут быть выражены на основе химического эквивалента, ммоль c / л, или на основе массы, мг / л.Общая концентрация соли (то есть соленость) затем выражается либо в виде суммы катионов или анионов в ммоль c / л, либо в виде суммы катионов плюс анионы в мг / л. Для удобства анализа практическим показателем солености является электропроводность (ЕС), выражаемая в децисименах на метр (дСм / м). Приблизительное соотношение (поскольку оно также зависит от конкретного ионного состава) между ЕС и общей концентрацией соли составляет 1 dS / m = 10 ммоль c / l = 700 мг / л.Значения электропроводности всегда выражаются при стандартной температуре 25 ° C, чтобы можно было сравнить показания, снятые в различных климатических условиях. При всех своих очевидных недостатках этот обычай использования ЭК в качестве индекса солености подчеркивает идею о том, что в качестве хорошего первого приближения растения реагируют в первую очередь на общую концентрацию солей, а не на концентрации или пропорции отдельных солевых составляющих.

Подобное использование ЭК для выражения засоленности почвы появилось, где основным параметром является общая концентрация соли, или ЭК, почвенного раствора.Однако ни содержание воды в почве, ни состав почвенного раствора не постоянны во времени. По этой причине засоление почвы не является легко определяемым однозначным параметром. В попытке стандартизировать измерения и установить разумный эталон для целей сравнения, «засоленность почвы» обычно выражается в терминах электрической проводимости экстракта насыщенной пасты (EC e ; в дСм / м), полученной с использованием образец почвы.

Помимо общей концентрации соли, натрий и pH могут отрицательно влиять на свойства почвы для орошения и возделывания сельскохозяйственных культур.При высоких уровнях натрия по отношению к двухвалентным катионам в почвенном растворе глинистые минералы в почвах имеют тенденцию к набуханию и диспергированию, а агрегаты имеют тенденцию к гашению, особенно в условиях низкой общей концентрации соли и высокого pH. Будь то гашение, набухание или дисперсия глины, проницаемость почвы снижается, и в таких условиях поверхность становится более покрытой коркой и уплотняется. Таким образом, способность почвы пропускать воду может быть серьезно снижена из-за чрезмерного содержания натрия (термин, используемый здесь для обозначения комбинированного вредного воздействия высокого натрия и pH, а также низкой концентрации электролита на физические свойства почвы).Поскольку высокая общая концентрация соли имеет тенденцию повышать стабильность почвы в отношении агрегации и проницаемости, различают засоленные почвы и натриевые почвы. Что касается натриевой активности, то это отношение адсорбированного обменного натрия к катионообменной емкости (часто выражаемое как процент обменного натрия, ESP), а не абсолютное количество обменного натрия, которое имеет значение вместе с общей концентрацией соли инфильтрирующая и просачивающаяся вода и pH почвы.Поскольку ESP и коэффициент адсорбции натрия насыщенного экстракта , где концентрации растворенных веществ находятся в ммоль ( c / л) настолько тесно связаны, SAR обычно используется в качестве замены ESP и как показатель натриевой опасности почв. и воды.

Определенные ионы в соленой воде могут быть особенно токсичными для растений, если присутствуют в чрезмерных концентрациях или пропорциях. Особое беспокойство вызывают натрий (Na), хлорид (Cl) и бор (B). Хотя это не часто является токсичным для растений, некоторые растворенные вещества, которые иногда (хотя и не часто) обнаруживаются в природных соленых водах, могут накапливаться в частях растений на уровнях, которые могут быть токсичными для потребителей, если их диета в значительной степени ограничивается этой пищей.К таким элементам относятся селен (Se), мышьяк (As) и молибден (Mo). Стандарты для таких специфических токсичных веществ в воде обычно даются с точки зрения их индивидуальных концентраций (FAO 1985).

Классификация соленых вод

Поскольку пригодность соленой воды для орошения настолько зависит от условий использования, включая урожай, климат, почву, метод ирригации и методы управления, классификации качества воды не рекомендуется для оценки пригодности воды для орошения.Тем не менее, с целью определения уровней солености воды, для которых предназначены эти рекомендации, полезно дать схему классификации.

Такая классификация приведена в таблице 1 с точки зрения общей концентрации соли, которая является основным фактором качества, обычно ограничивающим использование соленых вод для растениеводства. Как видно на Рисунке 1, только очень устойчивые культуры (вряд ли какие-либо традиционные культуры) могут быть успешно выращены с водой, которая превышает примерно 10 dS / m в EC.Немногие общепринятые оросительные воды превышают около 2 дСм / м3 в ЕС. Многие дренажные воды, включая неглубокие подземные воды под орошаемыми землями, попадают в диапазон 2-10 дСм / м в ЕС. Такие воды имеются в большом количестве на многих развитых орошаемых землях и имеют хороший потенциал для выращивания отдельных сельскохозяйственных культур, хотя они часто не используются в этом отношении и чаще сбрасываются в поверхностные воды более высокого качества или в сбросы отходов. Основное внимание в данном руководстве уделяется использованию такой соленой воды.Повторное использование дренажных вод второго поколения для орошения также иногда возможно и полезно, особенно в целях уменьшения объема дренажа при подготовке к окончательному удалению или очистке. Такие воды обычно имеют ЕС в диапазоне 10-25 дСм / м. Таким образом, они тоже рассматриваются в этих руководящих принципах, хотя и в гораздо меньшей степени, потому что «культуры», которые можно выращивать с их помощью, нетипичны, и гораздо меньше опыта, на котором можно основывать рекомендации по управлению и разрабатывать руководящие принципы.Очень соленая вода (25-45 дСм / м в ЕС) и рассол (> 45 дСм / м в ЕС) выходят за рамки настоящего руководства, и поэтому их использование для растениеводства здесь не обсуждается.

ТАБЛИЦА 1 Классификация соленых вод

Класс воды

Электропроводность дСм / м

Концентрация соли мг / л

Тип воды

Незасоленный

<0.7

<500

Питьевая и оросительная вода

Слабосоленый

0,7 — 2

500-1500

Вода для полива

Умеренно соленый

2–10

1500-7000

Первичные дренажные и подземные воды

Сильно засоленный

10-25

7000-15 000

Вторичные дренажные и подземные воды

Очень сильно засолено

25–45

1 5 000-35 000

Очень соленые грунтовые воды

Рассол

> 45

> 45 000

Морская вода

Рисунок 1 : Взаимосвязь между EC e (на основе экстракта насыщения), EC iw и фракцией выщелачивания при обычном управлении орошением (после Rhoades 1982)

В практическом сельском хозяйстве обычным источником соленой воды являются грунтовые воды.Засоление грунтовых вод может быть техногенным или естественным.

Во многих районах соленые и пресные подземные воды находятся в непосредственной близости. Когда пресные грунтовые воды откачиваются из водоносных горизонтов, которые гидравлически связаны с морской водой, изменение градиентов в результате откачки может привести к потоку соленой воды из моря в сторону колодца. Это называется вторжением морской воды.

Upconing — еще один механизм, из-за которого грунтовые воды могут стать солоноватыми. Upconing относится к ситуации, когда колодец, расположенный достаточно близко к соленой воде, лежащей под пресной водой, закачивается со скоростью, достаточной для того, чтобы соленая вода втягивалась в колодец в виде конуса или насыпи формы вверх.Было подсчитано, что в США более двух третей континентальной территории находятся под солеными грунтовыми водами, которые могут нарушить запасы пресной воды в результате подъема воды.

Есть также естественные причины засоления. Многие исследователи отметили, что вода в осадочных толщах становится все более соленой с увеличением глубины. В общем, отмеченная последовательность представляет собой воду, богатую сульфатами, у поверхности, соленую бикарбонатную воду на промежуточном уровне и более концентрированную хлоридную воду на больших глубинах (Craig 1980).Существует несколько механизмов, с помощью которых вода, задержанная в осадочных породах, может превращаться в соленую воду. Один из них — раствор отложений и горных пород.

В прибрежных регионах поверхностные источники воды могут стать солеными из-за приливного воздействия моря. По мере того как прилив приближается к прибрежной зоне, морская вода перемещается в ручьи и дренажные каналы и перемещается вглубь суши. Эта миграция морской воды вверх по течению значительно изменяет качество воды в затронутых потоках и дренажных каналах.Это явление также наблюдается во время засухи.

Еще одним важным источником соленой воды являются дренажные стоки (включая подземные воды) с орошаемых земель. Дренажные воды, которые когда-то считались сточными водами, теперь используются во многих странах для орошения. Уровни солености различаются, но часто уровни солей выше, чем у обычных источников воды для первичного орошения. Повторное использование дренажных стоков важно, когда подача поливной воды хорошего качества ограничена, а также является эффективным средством уменьшения загрязнения воды.

Об использовании соленых дренажных вод в Египте сообщил Абу-Зейд (1988). Около 2,3 млрд. М 3 3 дренажных сточных вод ежегодно сбрасываются в Средиземное море путем возврата в реку Нил в Верхнем Египте; 12 млрд. М 3 3 сбрасываются непосредственно в море и северные озера; От 2 до 3 миллиардов метров 3 используются для орошения около 405 000 га земель. Около 75 процентов дренажных вод, сбрасываемых в море, имеют соленость менее 3000 мг / л.Политика правительства Египта заключается в использовании дренажных вод непосредственно для орошения, если их соленость составляет менее 700 мг / л; смешать 1: 1 с нильской водой (от 180 до 250 мг / л), если концентрация от 700 до 1500; или 1: 2 или 1: 3 с водой Нила, если ее концентрация составляет от 1500 до 3000 мг / л; и избегать повторного использования, если соленость дренажной воды превышает 3000 мг / л. Потенциальные недостатки такого смешивания обсуждаются позже.

Дренажные воды используются для растениеводства на многих фермах Калифорнии, США.Например, соленая подземная дренажная вода смешивается с водой из канала Дельта-Мендота в районе Бродвью-Уотер в Калифорнии для образования смешанной воды с соленостью, эквивалентной 3,2 дСм / м, и с 1956 года используется для выращивания различных культур. Со временем структура посевов в этом районе изменилась, так как качество воды снизилось. В настоящее время выращиваются в основном хлопок, ячмень и люцерна. Типичные значения солености и возможности использования в качестве ирригационных и дренажных вод из основных орошаемых территорий США описаны Роудсом (1977).

Об использовании солоноватоводных грунтовых вод сообщают из Туниса, Индии и Израиля. De-Malach et al. (1978) утверждают, что в центральном Негеве в Израиле сахарную свеклу выращивают с использованием соленых грунтовых вод с ЕС = 4,4 дСм / м при дождевании.

Гупта (1990) всесторонне рассмотрел вопрос использования соленой воды в Индии. Он сообщил, что уровень солености реки Ганг в Индии очень низкий, а средняя общая концентрация растворенной соли составляет менее 200 мг / л.Однако есть определенные участки или участки вдоль речной системы, где уровень солености увеличивается из-за гидрологической, а также антропогенной деятельности. В дельтовом районе реки Ганг в Западной Бенгалии, который подвержен влиянию приливов, соленость воды может превышать среднюю соленость реки более чем в 10 раз.

В Пенджабе, штат Махараштра, воды канала, как сообщается, хорошего качества со значениями ЕС часто менее 0,5 дСм / м. С другой стороны, дренажные воды, как сообщается, имеют высокую соленость.Прасад (1967) сообщил, что в дренажных водах Уннао Техсил в Уттар-Прадеше средняя ЭК составляет 2 дСм / м. Гупта (1990) провел исследование качества подземных вод в Раджастане и оценил процент скважин, которые относятся к разным классам солености. Результаты представлены в таблице 2.

ТАБЛИЦА 2 Процентное распределение подземных вод Раджастана в различных классах ЕС

Диапазон EC dS / м

11 аридных районов (2817) 1

7 полузасушливых районов (4000) 1

8 влажных районов (2614) 1

<0.75

10

23

41

0,75–2,25

29

48

49

2,25-5,00

27

19

8

5,00-10,0

20

8

2

10.0-15,0

9

2

> 15,0

5

1 Количество образцов


Классификация вод штата Мэн, мониторинг и отчетность, качество земли и воды, Департамент охраны окружающей среды штата Мэн

Цель классификации

В штате Мэн система классификации воды существует с 1950-х годов.Эта система классификации устанавливает цели по качеству воды для государства. Система классификации используется, чтобы направлять государство в управлении своими поверхностными водами, защищать качество этих вод для их предполагаемых целей управления, а если стандарты не достигаются, направлять государство на повышение качества для достижения этих целей. Стандарты классификации устанавливают целевые виды использования, соответствующие характеристики этих видов использования и критерии, необходимые для защиты видов использования, а также устанавливают особые условия для определенных видов деятельности, таких как сброс сточных вод.

Хотя желательно, чтобы фактическое качество воды соответствовало стандартам в любой предлагаемой классификации, присвоение классификации может и должно выполняться там, где есть разумные основания ожидать более высоких видов использования и повышения качества. Повышение уровня классификации желательно там, где существует социальная или экологическая необходимость для достижения более высоких стандартов, и где существуют технологические и финансовые возможности для достижения этих более высоких стандартов в разумные сроки. После того, как присвоение классификации выполнено, а использование и критерии достигнуты, эта цель защищена положениями о предотвращении деградации статута о качестве воды (38 M.Р.С. §464 (4) (F)). Таким образом, закон предоставляет государству механизм для постоянного продвижения вперед в улучшении и защите качества воды. Понижение классификации происходит нечасто и ограничивается ситуациями, когда существующие условия не позволяют достичь более высокого класса.

Классы качества воды

В штате есть четыре класса для пресноводных рек (AA, A, B, C), три класса для морских и устьевых вод (SA, SB, SC) и один класс для озер и прудов (GPA).Тщательное сравнение стандартов покажет, что на самом деле нет большой разницы между использованием или качеством различных классов. Все они соответствуют минимальным стандартам пригодности для плавания и рыбной ловли, установленным Федеральным законом о чистой воде. Большинство из них поддерживают один и тот же набор назначенных видов использования с некоторыми небольшими вариациями в описании.

Систему классификации следует рассматривать как иерархию рисков, более чем одного вида использования или качества, причем риск — это возможность разрушения экосистемы и потери возможности использования из-за природных или антропогенных событий.Можно ожидать, что экосистемы, которые более естественны по своей структуре и функциям, будут более устойчивыми к новому стрессу и покажут более быстрое восстановление. Классы AA, GPA и SA сопряжены с небольшим риском, так как такие действия, как сброс и захоронение отходов, запрещены. Ожидания достижения естественных условий высоки, и деградация маловероятна. Воды класса А допускают создание водохранилищ и очень ограниченные сбросы, поэтому риск деградации, хотя и довольно мал, все же увеличивается, поскольку есть небольшое вмешательство человека в поддержание экосистемы.Классы B и SB имеют меньше ограничений на деятельность, но по-прежнему поддерживают высокие критерии качества воды. Наконец, классы C и SC имеют наименьшие ограничения по использованию и самые низкие (но не низкие) критерии качества воды. Воды классов C и SC по-прежнему хорошего качества, но предел погрешности до того, как в этих водах может произойти существенная деградация в случае возникновения дополнительного стресса (такого как разлив или засуха), является наименьшим.

Стандарты и классификация. Реклассификация вод штата регулируется 38 M.R.S. §§ 464 (2), 464 (2-A) и 464 (3). Этот статут требует, чтобы Департамент охраны окружающей среды проводил исследования качества воды, а Совет по охране окружающей среды проводил слушания и предлагал изменения в систему классификации воды на рассмотрение Законодательного собрания для окончательного утверждения. Это нужно проводить время от времени, но не реже одного раза в три года. В 2019 году Департамент завершил инициативу по переклассификации; пожалуйста, смотрите здесь для получения дополнительной информации.

Ссылки в приведенном ниже списке для конкретных разделов в законе о классификации ведут к базе данных нормативных разделов, поддерживаемой ревизором законодательных актов штата Мэн. База данных обычно обновляется через несколько месяцев после окончания сеанса. Всегда читайте заявление об отказе от ответственности на сайте Reviser, чтобы определить, когда в последний раз обновлялись уставы в Интернете.

    • 464 Классификация вод штата Мэн
    • 465 Стандарты классификации пресных поверхностных вод
    • 465-А Нормы классификации озер и прудов
    • 465-Б Стандарты классификации устьевых и морских вод
    • 465-С Нормы классификации грунтовых вод
    • 466 Определения
    • 467 Классификация бассейнов крупных рек
    • 468 Классификация малых дренажей
    • 469 Классификация эстуарных и морских вод
    • 470 Классификация грунтовых вод

Связанные страницы:

Стандарты качества воды штата Мэн

Инициатива по переклассификации качества воды

Комплексные отчеты о мониторинге и оценке качества воды

Отчеты об общей максимальной суточной нагрузке (TMDL), утвержденные U.S. Агентство по охране окружающей среды;

Контакт:

Susanne Meidel (207) 441-3612

типов систем HVAC | IntechOpen

1. Введение

Система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) предназначена для удовлетворения экологических требований, касающихся комфорта пассажиров и технологического процесса.

Системы HVAC больше используются в различных типах зданий, таких как промышленные, коммерческие, жилые и институциональные здания.Основная задача системы HVAC — удовлетворение теплового комфорта жителей путем регулирования и изменения условий наружного воздуха в соответствии с желаемыми условиями в жилых зданиях [1]. В зависимости от внешних условий наружный воздух втягивается в здания и нагревается или охлаждается перед тем, как он распределяется по жилым помещениям, затем он выбрасывается в окружающий воздух или повторно используется в системе. Выбор систем HVAC в данном здании будет зависеть от климата, возраста здания, индивидуальных предпочтений владельца здания и проектировщика проекта, бюджета проекта, архитектурного дизайна зданий [1] .

Системы HVAC можно классифицировать по необходимым процессам и процессу распределения [2]. Необходимые процессы включают процесс нагрева, процесс охлаждения и процесс вентиляции. Могут быть добавлены другие процессы, такие как процесс увлажнения и осушения. Этот процесс может быть достигнут с помощью подходящего оборудования HVAC, такого как системы отопления, системы кондиционирования воздуха, вентиляторы и осушители. Системы HVAC нуждаются в распределительной системе для подачи необходимого количества воздуха в желаемых условиях окружающей среды.Система распределения в основном различается в зависимости от типа хладагента и способа доставки, например оборудования для обработки воздуха, фанкойлов, воздуховодов и водопроводных труб.

2. Выбор системы HVAC

Выбор системы зависит от трех основных факторов, включая конфигурацию здания, климатические условия и желание владельца [2]. Инженер-проектировщик отвечает за рассмотрение различных систем и рекомендацию более чем одной системы для достижения цели и удовлетворения потребностей владельца здания.Можно рассмотреть некоторые критерии, такие как изменение климата (например, температура, влажность и давление в помещении), емкость здания, требования к пространству, стоимость, например капитальные затраты, эксплуатационные расходы и затраты на обслуживание, анализ жизненного цикла, а также надежность и гибкость.

Однако выбор системы имеет некоторые ограничения, которые необходимо определить. Эти ограничения включают доступную мощность в соответствии со стандартами, конфигурацию здания, доступное пространство, строительный бюджет, доступный источник коммунальных услуг, отопление и охлаждение здания.

3. Основные компоненты системы HVAC

Основные компоненты или оборудование системы HVAC, которая подает кондиционированный воздух для обеспечения теплового комфорта помещения и людей и достижения качества воздуха в помещении, перечислены ниже [3]:

  1. Приточная камера смешанного воздуха и регулировка наружного воздуха

  2. Воздушный фильтр

  3. Приточный вентилятор

  4. Вытяжные или разгрузочные вентиляторы и выпускное отверстие для воздуха

  5. Забор наружного воздуха

  6. Воздуховоды


    03 устройств

  7. Система рециркуляции воздуха

  8. Змеевики нагрева и охлаждения

  9. Автономный блок нагрева или охлаждения

  10. Градирня

  11. Котел

  12. Управляющий чиллер

  13. Оборудование для увлажнения и осушения

4.Классификация систем HVAC

Основная классификация систем HVAC — центральная система и децентрализованная или локальная система. Типы системы зависят от адресации к месту расположения основного оборудования, которое должно быть централизовано как кондиционирование всего здания в целом или децентрализовано как отдельное кондиционирование определенной зоны как части здания. Следовательно, система распределения воздуха и воды должна быть спроектирована на основе классификации системы и расположения основного оборудования. Критерии, упомянутые выше, также должны применяться при выборе между двумя системами.В таблице 1 показано сравнение центральной и локальной систем по критериям выбора [3, 4].

Критерии Центральная система Децентрализованная система
Требования к температуре, влажности и давлению в помещении Выполнение любых или всех проектных параметров Выполнение конструкции параметры
Требования к мощности
Резервирование Резервное оборудование предназначено для поиска и устранения неисправностей Нет резервного или резервного оборудования
Особые требования
  • Оборудование с кондиционированием площадь, прилегающая к зданию или удаленная от него

  • Установка вторичного оборудования для распределения воздуха и воды, требующего дополнительных затрат

Первоначальные затраты
Эксплуатационные расходы
Стоимость обслуживания Доступ к аппаратной для обслуживания и сохранения оборудования в отличном состоянии, что экономит расходы на обслуживание Доступ к оборудованию, которое должно быть размещено в подвале или жилом помещении.Однако установка крыши затруднена из-за плохой погоды
Надежность Центральное системное оборудование может быть привлекательным преимуществом, учитывая его длительный срок службы Надежное оборудование, хотя расчетный срок службы оборудования может быть меньше
Гибкость Выбор резервного оборудования для обеспечения альтернативного источника отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или резервного питания Размещено во многих местах для большей гибкости

Таблица 1.

Сравнение центральной и местной систем HVAC.

5. Системные требования HVAC

Четыре требования являются базовыми для любых систем HVAC [4]. Им требуется основное оборудование, необходимое пространство, распределение воздуха и трубопроводы, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1.

Горизонтальное иерархическое представление требований к системе HVAC.

Первичное оборудование включает отопительное оборудование, такое как паровые котлы и водогрейные котлы для обогрева зданий или помещений, оборудование для подачи воздуха в виде комплектного оборудования для подачи кондиционированного вентиляционного воздуха с помощью центробежных вентиляторов, осевых вентиляторов, пробковых или нагнетательных вентиляторов, а также холодильное оборудование, которое доставляет в космос охлажденный или кондиционированный воздух.Он включает в себя охлаждающие змеевики на основе воды из чиллеров или хладагентов из процесса охлаждения.

Необходимое пространство необходимо для создания центральной или местной системы HVAC. Для этого требуются следующие пять помещений:

  1. Помещения с оборудованием: поскольку общие требования к механическому и электрическому пространству составляют от 4 до 9% от общей площади здания. Предпочтительно располагаться в центре здания, чтобы уменьшить протяженность и размеры длинных каналов, труб и каналов, упростить компоновку шахт и централизованное обслуживание и эксплуатацию.

  2. Объекты ОВКВ: отопительное и холодильное оборудование требует многих помещений для выполнения своих основных задач по обогреву и охлаждению здания. Для отопительного оборудования требуются котельные, насосы, теплообменники, оборудование для снижения давления, управляющие воздушные компрессоры и прочее оборудование, а для холодильного оборудования требуются чиллеры или градирни для больших зданий, водяные насосы конденсаторов, теплообменники, кондиционирование воздуха. оборудование, управляющие воздушные компрессоры и прочее оборудование.При проектировании аппаратных помещений для размещения обеих частей оборудования следует учитывать размер и вес оборудования, установку и техническое обслуживание оборудования, а также применимые нормативы, касающиеся критериев воздуха для горения и вентиляции.

  3. В вентиляторных помещениях есть вентиляторное оборудование HVAC и другое разное оборудование. Помещения должны учитывать размер установки и снятия валов и змеевиков вентиляторов, замены и обслуживания. Размер вентиляторов зависит от требуемой скорости воздушного потока для кондиционирования здания и может быть централизованным или локализованным в зависимости от доступности, местоположения и стоимости.Желательно иметь свободный доступ к наружному воздуху.

  4. Вертикальный вал: обеспечивает пространство для распределения воздуха и водяных и паровых труб. Распределение воздуха включает воздуховоды для приточного, вытяжного и возвратного воздуха. Распределение труб включает подачу горячей воды, охлажденной воды, воды в конденсатор и пар, а также возврат конденсатора. Вертикальная шахта включает другие механические и электрические распределительные устройства для обслуживания всего здания, включая водопроводные трубы, противопожарные трубы и электрические каналы / туалеты.

  5. Доступ к оборудованию: аппаратная должна позволять перемещение большого и тяжелого оборудования во время установки, замены и обслуживания.

Распределение воздуха предполагает наличие воздуховодов, которые доставляют кондиционированный воздух в нужную зону напрямую, бесшумно и экономично. Распределение воздуха включает в себя воздухораспределительные устройства, такие как решетки и диффузоры, для подачи приточного воздуха в помещение с низкой скоростью; оконечные устройства с приводом от вентилятора, в которых используется встроенный вентилятор для подачи воздуха в помещение; оконечные устройства с переменным расходом воздуха, которые доставляют в помещение переменное количество воздуха; оконечные устройства всасывания воздуха, которые контролируют первичный воздух, нагнетают возвратный воздух и распределяют смешанный воздух в помещении; и оконечные устройства для впуска воздуха-воды, которые содержат катушку в воздушном потоке.Все воздуховоды и трубопроводы должны быть изолированы, чтобы предотвратить потери тепла и сэкономить энергию здания. Также рекомендуется, чтобы в зданиях было достаточно места на потолке для размещения воздуховодов в подвесном потолке и плите перекрытия, а также чтобы их можно было использовать в качестве приточной камеры для возвратного воздуха, чтобы уменьшить количество обратных воздуховодов.

Система трубопроводов используется для прямой, бесшумной и доступной подачи хладагента, горячей воды, охлажденной воды, пара, газа и конденсата к оборудованию HVAC и от него. Системы трубопроводов можно разделить на две части: трубопровод в центральном аппаратном помещении завода и трубопровод подачи.Трубопроводы HVAC могут быть изолированы или не изолированы в соответствии с существующими нормативными требованиями.

6. Центральные системы HVAC

Центральная система HVAC может обслуживать одну или несколько тепловых зон, а ее основное оборудование расположено за пределами обслуживаемой зоны (зон) в подходящем центральном месте внутри, наверху или рядом с здание [4, 5]. Центральные системы должны кондиционировать зоны с их эквивалентной тепловой нагрузкой. Центральные системы HVAC будут иметь несколько контрольных точек, таких как термостаты для каждой зоны.Среда, используемая в системе управления для обеспечения тепловой энергии, подклассифицирует центральную систему HVAC, как показано на Рисунке 2.

Рисунок 2.

Горизонтальное иерархическое представление основных типов центральных систем HVAC.

Средой передачи тепловой энергии может быть воздух, вода или и то, и другое, которые представляют собой воздушные системы, воздушно-водяные системы, водные системы. Кроме того, центральные системы включают тепловые насосы с водяным источником и панели отопления и охлаждения. Все эти подсистемы обсуждаются ниже.Центральная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха имеет комбинированные устройства в вентиляционной установке, как показано на рисунке 3, которая содержит вентиляторы приточного и возвратного воздуха, увлажнитель, змеевик повторного нагрева, змеевик охлаждения, змеевик предварительного нагрева, смесительную камеру, фильтр и наружный воздух.

Рисунок 3.

Расположение оборудования для центральной системы HVAC.

6.1. Воздушные системы

Средой передачи тепловой энергии через системы подачи в здание является воздух. Полновоздушные системы можно подразделить на одну зону и многозонную, скорость воздушного потока для каждой зоны — постоянный объем воздуха и переменный объем воздуха, конечный повторный нагрев и двойной воздуховод [5].

6.1.1. Одиночная зона

Одиночная зона системы состоит из вентиляционной установки, источника тепла и источника охлаждения, распределительных воздуховодов и соответствующих устройств подачи. Приточно-вытяжные агрегаты могут быть полностью интегрированы там, где имеются источники тепла и охлаждения, или раздельными, если источник тепла и холода отделены. Интегрированный блок, как правило, представляет собой установку на крыше и соединен с воздуховодом для доставки кондиционированного воздуха в несколько помещений с одной и той же тепловой зоной. Основным преимуществом однозонных систем является простота конструкции и обслуживания, а также низкая первоначальная стоимость по сравнению с другими системами.Однако основным его недостатком является обслуживание одной тепловой зоны при неправильном применении.

В однозонной системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха одно устройство управления, такое как термостат, расположенное в зоне, управляет работой системы, как показано на рисунке 4. Управление может быть либо плавным, либо двухпозиционным, чтобы соответствовать необходимой тепловой нагрузке. единой зоны. Это может быть достигнуто путем регулировки мощности источника нагрева и охлаждения в собранном блоке.

Рисунок 4.

Воздушная система ОВКВ для одной зоны.

Хотя несколько зданий могут быть одной тепловой зоной, одна зона может использоваться в нескольких приложениях. Односемейные жилые дома можно рассматривать как системы с одной зоной, в то время как другие типы жилых домов могут включать различную тепловую энергию в зависимости от занятости и структуры здания. Движение людей влияет на тепловую нагрузку здания, что приводит к разделению здания на несколько отдельных зон для обеспечения требуемых условий окружающей среды. Это можно наблюдать в больших жилых домах, где две (или более) системы с одной зоной могут использоваться для обеспечения теплового зонирования.В малоэтажных квартирах каждый квартирный блок может быть оборудован отдельной однозонной системой. Многие большие одноэтажные здания, такие как супермаркеты, магазины уцененных товаров, могут быть эффективно кондиционированы с помощью серии систем с одной зоной. Большие офисные здания иногда обуславливаются серией отдельных систем с одной зоной.

6.1.2. Многозонный

В многозонной системе с полным воздухом для каждой зоны в здании предусмотрены отдельные воздуховоды. Холодный воздух и горячий (или возвратный) воздух смешиваются в приточно-вытяжной установке для достижения тепловых требований каждой зоны.В определенной зоне есть кондиционированный воздух, который не может быть смешан с воздухом других зон, и для всех нескольких зон с различными тепловыми требованиями требуются отдельные приточные каналы, как показано на Рисунке 5. Многозонная система кондиционирования воздуха состоит из кондиционера с параллельные пути потока через охлаждающие змеевики и нагревательные змеевики и внутренние смесительные заслонки. Рекомендуется, чтобы одна многозонная зона обслуживала максимум 12 зон из-за физических ограничений на соединения воздуховодов и размер заслонки. Если требуется больше зон, можно использовать дополнительные кондиционеры.Преимущество многозонной системы состоит в том, чтобы адекватно кондиционировать несколько зон без потерь энергии, связанных с конечной системой повторного нагрева. Однако утечка между палубами кондиционера может снизить энергоэффективность. Главный недостаток — необходимость в нескольких приточных воздуховодах для обслуживания нескольких зон.

Рисунок 5.

Воздушная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для нескольких зон.

6.1.3. Терминальный повторный нагрев

Терминальная система повторного нагрева — это многозонная система, которая учитывает адаптацию однозонной системы, как показано на рисунке 6.Это может быть выполнено путем добавления нагревательного оборудования, такого как змеевик с горячей водой или электрический змеевик, к выходу за потоком приточного воздуха от вентиляционных установок около каждой зоны. Каждая зона контролируется термостатом для регулировки тепловой мощности нагревательного оборудования в соответствии с тепловыми условиями. Приточный воздух от приточно-вытяжных установок охлаждается до самой низкой точки охлаждения, а конечный подогрев добавляет требуемую тепловую нагрузку. Преимущество терминального повторного нагрева заключается в гибкости и его можно устанавливать или снимать с учетом изменений зон, что обеспечивает лучший контроль тепловых условий в нескольких зонах.Однако конструкция терминала повторного нагрева не является энергосберегающей системой, потому что значительное количество чрезвычайно охлаждающего воздуха не требуется регулярно в зонах, что можно рассматривать как ненужную энергию. Поэтому энергетические нормы и стандарты регулируют использование систем повторного нагрева.

Рисунок 6.

Одноканальная система с оконечными устройствами повторного нагрева и байпасными блоками.

6.1.4. Двойной воздуховод

Двойная воздуховодная система представляет собой модификацию многозонной концепции с терминальным управлением.Центральная приточно-вытяжная установка обеспечивает два кондиционированных воздушных потока, таких как холодная палуба и горячая палуба, как показано на Рисунке 7. Эти воздушные потоки распределяются по всей площади, обслуживаемой приточно-вытяжной установкой, в отдельных и параллельных каналах. Каждая зона имеет клеммную смесительную коробку, управляемую зонным термостатом для регулировки температуры приточного воздуха путем смешивания приточного холодного и горячего воздуха. Этот тип системы сведет к минимуму недостатки предыдущих систем и станет более гибким за счет использования терминального управления.

Рисунок 7.

Двухканальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

6.1.5. Переменный объем воздуха

В некоторых помещениях требуется другой поток приточного воздуха из-за изменений тепловых нагрузок. Таким образом, воздушная система с переменным объемом воздуха (VAV) является подходящим решением для достижения теплового комфорта. Предыдущие четыре типа воздушных систем представляют собой системы постоянного объема. Система VAV состоит из центрального кондиционера, который обеспечивает подачу воздуха к клеммной коробке управления VAV, расположенной в каждой зоне, для регулировки объема приточного воздуха, как показано на рисунке 8.Температура приточного воздуха в каждой зоне регулируется путем изменения расхода приточного воздуха. Основным недостатком является то, что контролируемая скорость воздушного потока может отрицательно влиять на другие соседние зоны с другой или аналогичной скоростью воздушного потока и температурой. Кроме того, в условиях частичной нагрузки в зданиях может потребоваться низкая скорость воздушного потока, что снижает мощность вентилятора, что приводит к экономии энергии. Это также может снизить скорость вентиляции, что может быть проблематичным для системы HVAC и повлиять на качество воздуха внутри здания.

Рис. 8.

Воздушные системы HVAC с оконечными устройствами VAV.

6.2. Водяные системы

В полностью водяных системах нагретая и охлажденная вода распределяется из центральной системы в кондиционируемые помещения [4, 5]. Этот тип системы относительно невелик по сравнению с другими типами, поскольку в качестве распределительных емкостей используются трубы, а вода имеет более высокую теплоемкость и плотность, чем воздух, поэтому для передачи тепла требуется меньший объем. Системы водяного отопления включают в себя несколько устройств подачи, таких как напольные радиаторы, радиаторы плинтуса, модульные обогреватели и конвекторы.Однако системы, полностью использующие только водяное охлаждение, необычны, например, подвесные балки, установленные в потолке. Основным типом, который используется в зданиях для кондиционирования всего пространства, является фанкойл.

6.2.1. Фанкойлы

Фанкойлы — это довольно маленькие устройства, используемые для нагрева и охлаждения змеевиков, циркуляционного вентилятора и соответствующей системы управления, как показано на Рисунке 9. Блок может быть установлен вертикально или горизонтально. Фанкойл может быть размещен в комнате или открыт для людей, поэтому очень важно иметь соответствующую отделку и стиль.В центральных системах фанкойлы подключаются к бойлерам для нагрева и к чиллерам для охлаждения кондиционируемого помещения. Требуемая температура зоны определяется термостатом, который регулирует поток воды к фанкойлам. Кроме того, пассажиры могут регулировать фанкойлы, регулируя жалюзи приточного воздуха для достижения желаемой температуры. Основным недостатком фанкойлов является вентиляция воздуха, и его можно решить только в том случае, если фанкойлы подключены к наружному воздуху.Еще один недостаток — уровень шума, особенно в критических местах.

Рисунок 9.

Водная система: фанкойлы.

6.3. Системы «воздух-вода»

Системы «воздух-вода» представлены как гибридная система, объединяющая в себе преимущества воздушно-водяных систем [5]. Объем комбинированного уменьшается, и производится наружная вентиляция для правильного кондиционирования желаемой зоны. Водяная среда отвечает за передачу тепловой нагрузки в здании на 80–90% за счет нагрева и охлаждения воды, тогда как воздушная среда обрабатывает остальное.Есть два основных типа: фанкойлы и индукционные.

6.3.1. Фанкойлы

Фанкойлы для систем воздух-вода аналогичны водяным системам, за исключением того, что приточный воздух и кондиционированная вода подаются в желаемую зону от центрального кондиционера и центральных систем водоснабжения ( например, бойлеры или чиллеры). Вентиляционный воздух можно отдельно подавать в пространство или подключать к фанкойлам. Основными типами систем фанкойлов являются двух- или четырехтрубные системы, как показано на рисунке 10.

Рис. 10.

Система HVAC «воздух-вода» с использованием фанкойлов с конфигурацией из 4 труб.

6.3.2. Индукционные блоки

Индукционные блоки внешне похожи на фанкойлы, но отличаются внутренне. Индукционный блок индуцирует воздушный поток в помещении через шкаф, используя высокоскоростной воздушный поток от центрального кондиционера, который заменяет принудительную конвекцию вентилятора в фанкойле индукционным эффектом или эффектом плавучести индукционного блока, так как показано на рисунке 11.Это может быть выполнено путем смешивания первичного воздуха из центрального блока и вторичного воздуха из комнаты для получения подходящего и кондиционированного воздуха в комнате / зоне.

Рис. 11.

Система ОВКВ воздух-вода с использованием индукционных блоков.

6.4. Водяные тепловые насосы

Водяные тепловые насосы используются для значительной экономии энергии в больших зданиях в экстремально холодную погоду [6]. В здании с различными зонами можно управлять несколькими отдельными тепловыми насосами, поскольку каждый тепловой насос может управляться в соответствии с контролем зоны.Контур централизованной циркуляции воды может использоваться как источник тепла и радиатор для тепловых насосов. Следовательно, тепловые насосы могут выступать в качестве основного источника отопления и охлаждения. Главный недостаток — отсутствие вентиляции, как у водопроводных систем, как у фанкойлов. В процессе отопления бойлер или солнечные коллекторы будут использоваться для подачи тепла в циркуляционную воду, а градирня используется для отвода тепла, собираемого тепловыми насосами, в атмосферу. В этой системе не используются чиллеры или какие-либо холодильные системы.Если в здании требуется процесс нагрева для зон и процесса охлаждения для других зон одновременно, тепловой насос будет перераспределять тепло от одной части к другой без необходимости в работе котла или градирни,

6.5. Панели отопления и охлаждения

Панели отопления и охлаждения устанавливаются на полах, стенах или потолках, где они могут быть источником отопления и охлаждения [7]. Их также можно назвать лучистыми панелями. Этот тип системы может быть сконструирован в виде трубок или трубок, расположенных внутри поверхности, где охлаждающая или нагревающая среда циркулирует в трубках для охлаждения или нагрева поверхности.Трубки контактируют с прилегающей большой площадью поверхности для достижения желаемой температуры поверхности для процесса охлаждения и нагрева. Процесс теплопередачи происходит в основном за счет режима излучения между людьми и излучающими панелями и в режиме естественной конвекции между воздухом и панелями. Для излучающих панелей пола рекомендуется ограничение температуры в диапазоне 66–84 ° F для достижения теплового комфорта для пассажиров (стандарт ASHRAE 55). Теплые потолочные или стеновые панели можно использовать для охлаждения и обогрева.Температура поверхности должна быть выше температуры точки росы по воздуху, чтобы избежать конденсации на поверхности во время процесса охлаждения. Кроме того, максимальная температура поверхности составляет 140 ° F для уровней потолка на высоте 10 футов и 180 ° F для уровней потолка на высоте 18 футов. Эта температура рекомендуется, чтобы избежать чрезмерного нагрева над головами людей.

Установка таких систем часто обходится дороже по сравнению с другими типами, упомянутыми выше, но они могут быть полезными и имеют более низкие эксплуатационные расходы, главным образом из-за ограничения температуры поверхности.Управляющий сигнал подается на термостат каждой зоны, чтобы управлять температурой среды для кондиционирования пространства. Используемая среда может представлять собой хладагент или воду, смешивающуюся с ингибированным гликолем (антифриз) вместо простой воды, чтобы предотвратить обледенение внутри трубок для процесса охлаждения. Главное преимущество — отсутствие необходимости в пространстве, всего несколько дюймов для установки панелей и отсутствие скапливания грязи в стандартном потолке или воздуховодах. Существует множество дизайнов для производства привлекательных панелей.

7. Местные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Некоторые здания могут иметь несколько зон или большую единую зону, для чего требуются центральные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, чтобы обслуживать и обеспечивать потребности в тепле [4, 5]. Однако в другом здании может быть одна зона, для которой требуется оборудование, расположенное внутри самой зоны, например, небольшие дома и жилые квартиры. Этот тип системы считается локальными системами HVAC, поскольку каждое оборудование обслуживает свою зону без пересечения границ с другими соседними зонами (например, с использованием кондиционера для охлаждения спальни или использования электрического обогревателя для гостиной).Следовательно, для одной зоны требуется только одна точка управления, подключенная к термостату, чтобы активировать локальную систему HVAC. В некоторых зданиях есть несколько локальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в качестве надлежащего оборудования, обслуживающего определенные отдельные зоны и контролируемого посредством одноточечного управления желаемой зоной. Однако эти локальные системы не подключены и не интегрированы с центральными системами, но по-прежнему являются частью больших систем HVAC, охватывающих все здание. Существует много типов локальных систем HVAC, как показано на рисунке 12.

Рисунок 12.

Горизонтальное иерархическое представление основных типов локальных систем HVAC.

7.1. Местные системы отопления

Для одной зоны потребуется полный, единый пакет системы отопления, который включает источник тепла и систему распределения. Некоторые примеры включают переносные электрические обогреватели, электрические резистивные радиаторы для плинтусов, камины и дровяные печи, а также инфракрасные обогреватели [8].

7.2. Местные системы охлаждения

Местные системы охлаждения могут включать активные системы, такие как системы кондиционирования воздуха, которые обеспечивают охлаждение, правильное распределение воздуха внутри зоны и контроль увлажнения, и естественные системы, такие как конвективное охлаждение в открытом окне, испарительное охлаждение в фонтанах [5 , 6].

7.3. Местные системы вентиляции

Местные системы вентиляции могут быть принудительными с использованием таких устройств, как оконный вентилятор, для обеспечения движения воздуха между наружным помещением и отдельной зоной без изменения теплового окружения зоны. Другими системами, используемыми для вентиляции, являются устройства для циркуляции воздуха, такие как настольные или лопастные вентиляторы, для повышения теплового комфорта в помещении, позволяя передавать тепло обычным способом [5, 6].

7.4. Локальные системы кондиционирования воздуха

Локальная система кондиционирования воздуха — это полный комплект, который может содержать источник охлаждения и нагрева, циркуляционный вентилятор, фильтр и устройства управления.Ниже перечислены три основных типа [5, 6].

7.4.1. Оконный кондиционер

Эта система представляет собой комплектное устройство, состоящее из парокомпрессионного холодильного цикла, который содержит компрессор, конденсатор, расширительный клапан и испаритель, а также вентилятор, фильтр, систему управления и корпус. Оконные кондиционеры могут быть установлены в оконных или оконных проемах в стенах зданий и оконных проемах без воздуховодов и эффективно распределять охлаждающий или нагревающий воздух внутри кондиционируемого помещения.Кондиционер содержит испаритель и конденсатор, где конденсатор расположен за пределами помещения, а испаритель находится внутри помещения, однако он обслуживает всю отдельную зону с учетом тепловых требований. Процесс нагрева может быть достигнут путем добавления катушки электрического сопротивления в систему кондиционирования воздуха или реверсирования цикла охлаждения для работы в качестве теплового насоса. Многие элементы дизайна созданы для обеспечения эстетической ценности и повышения качества и отклика.

7.4.2. Кондиционер унитарный

По оснащению аналогичен оконным кондиционерам, но предназначен для коммерческих зданий.Он устанавливается на внешней стене здания и обычно располагается около пересечения пола со стеной, как показано на Рисунке 13. Каждая отдельная зона будет содержать один унитарный кондиционер, как и в каждой комнате для гостей во многих отелях.

Рисунок 13.

Кондиционер комплектный.

7.4.3. Комплектный крышный кондиционер

Состоит из парокомпрессионного холодильного цикла; источник тепла, такой как тепловой насос и электрическое сопротивление; обработчик воздуха, такой как заслонки, фильтр и вентилятор; и устройства управления, как показано на рисунке 14.Эта система может быть подключена к воздуховодам и обслуживать крупногабаритную отдельную зону, которую не обслуживают унитарные или оконные кондиционеры.

Рис. 14.

Компактный крышный кондиционер.

7.5. Сплит-системы

Сплит-системы содержат два центральных устройства [5, 6]: конденсатор, расположенный снаружи, и испаритель, расположенный в помещении. Два устройства соединены трубопроводом для линий хладагента и проводки. Эта система решает некоторые проблемы малогабаритных однозонных систем, так как расположение и установка оконных, унитарных или крышных кондиционеров может повлиять на эстетическую ценность и архитектурный дизайн здания.Сплит-системы могут содержать один конденсатор и подключаться к нескольким испарительным установкам для обслуживания нескольких зон, насколько это возможно, при одинаковых условиях или различных условиях окружающей среды.

8. Выводы

В этой главе представлены типы систем HVAC. К системам HVAC предъявляются несколько требований, включая основное оборудование, такое как отопительное оборудование, охлаждающее оборудование и оборудование для доставки; требуемое пространство, такое как помещения HVAC, аппаратная и вертикальная шахта; распределение воздуха; и трубопровод.Типы систем HVAC можно разделить на центральные системы HVAC и локальные системы HVAC. Эта классификация зависит от типов зон и расположения оборудования HVAC. Центральные системы HVAC могут обслуживать несколько или отдельные зоны и располагаться вдали от здания, где требуются распределительные устройства. Их также можно подразделить на воздушные системы HVAC, воздушно-водяные системы, водные системы, тепловые насосы с водным источником и панельные системы отопления и охлаждения. Местные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в основном размещаются внутри или рядом с жилыми помещениями и обслуживают одну единственную зону.Они состоят из местных систем отопления, местных систем кондиционирования, местных систем вентиляции и сплит-систем.

Стандарты и классификации качества воды

Стандарты качества воды являются основой программ по охране государственных вод. Стандарты устанавливают максимально допустимые уровни химических загрязнителей и используются в качестве нормативных целей для получения разрешений, соблюдения, правоприменения, а также мониторинга и оценки качества вод штата. Воды классифицируются по наилучшему использованию (рыбная ловля, источник питьевой воды и т. Д.).) и стандарты (и нормативные значения) установлены для защиты этих видов использования.

Программа стандартов качества воды — это программа штата с федеральным надзором (Агентство по охране окружающей среды США). Многолетняя программа стандартов качества воды в Нью-Йорке появилась еще до принятия федерального закона о чистой воде и защищает как поверхностные, так и подземные воды.

Агентство по охране окружающей среды США определяет стандарт качества воды, включающий критерии, обозначенные (наилучшие) способы использования воды и политику предотвращения разложения.

Информацию о Программе стандартов качества воды штата Нью-Йорк можно найти в нормативных актах штата, в частности в Кодексах, правилах и положениях, раздел 6 (6 NYCRR) и руководящих документах, содержащихся в Серии технических и операционных руководств Отдела водных ресурсов (TOGS).Свяжитесь со Скоттом Стоунером по адресу [email protected], начальником Секции стандартов и аналитической поддержки.

Стандарты и критерии

DEC устанавливает стандарты качества воды и другие критерии для многих конкретных веществ. Эти стандарты могут быть описательными (например, «нет в количествах, которые повлияют на …») или числовыми (например, «0,001 мкг / л»), и их можно найти в Положении 6 штата Нью-Йорк NYCRR Part 703. (ссылка находится на веб-сайте DEC) В отсутствие установленных стандартов качества воды числовые ориентировочные значения выводятся и компилируются в Руководстве Отдела водных ресурсов (TOGS 1.1.1 [PDF]). Стандарты окружающей среды и рекомендуемые значения поддерживаются техническими документами, называемыми «Информационные бюллетени», которые также доступны по запросу.

Нормы стандартов качества воды (6 NYCRR Parts 700-706) в настоящее время пересматриваются. Критерии питательных веществ также разрабатываются.

Классификация и переклассификация водных ресурсов

Всем водам в штате Нью-Йорк присвоена буквенная классификация, обозначающая их наилучшее использование. Буквенные классы, такие как A, B, C и D, относятся к пресным поверхностным водам, а SA, SB, SC, I и SD — к соленым (морским) поверхностным водам.Лучшее применение: источник питьевой воды, плавание, катание на лодках, рыбалка и ловля моллюсков. Буквенные классификации и их наилучшее использование описаны в правиле 6 NYCRR, часть 701. (покидает веб-сайт DEC) Классификация отдельных водоемов поверхностных вод содержится в правиле 6 NYCRR, глава X (части 800–941).

Поверхностные воды штата реклассифицируются в процессе формального нормотворчества. Запросы на реклассификацию можно сделать, отправив в DEC заполненную форму запроса на переклассификацию воды (PDF) по адресу, указанному в форме, или с помощью кнопки «Электронная почта» вверху формы.

Наилучшее использование подземных вод класса GA (все пресные подземные воды в штате Нью-Йорк относятся к классу GA) и поверхностных вод классов A, A-Special, AA и AA-Special являются источником питьевого водоснабжения. Стандарты и нормативные значения типа «Здоровье (источник воды)» установлены для этих вод с целью защиты их использования. Отдельные стандарты на питьевую воду обнародованы Департаментом здравоохранения штата Нью-Йорк (NYS DOH).

Некоторые воды водосборных бассейнов озера Шамплейн и реки Св. Лаврентия в настоящее время рассматриваются на предмет реклассификации.

Антиразложение

Нью-Йорк проводит в масштабе штата политику противодействия деградации, изложенную в Меморандуме об организации и представительстве от 9 сентября 1985 г. № 85-40 (PDF). Для системы Великих озер эта политика штата дополняется руководством по реализации в TOGS 1.3.9 (PDF)

Другие ресурсы

Стандарты и рекомендуемые значения других типов, включая здоровье (потребление рыбы), водные (хронические), водные (острые), дикие животные и эстетические.Дополнительная информация представлена ​​во введении в TOGS 1.1.1 (PDF).

Стандарты качества воды и процедуры установления стандартов приведены в 6 NYCRR, глава X, части 700-706.

Несколько серий технических и операционных руководств (TOGS) имеют отношение к стандартам качества воды:

  • TOGS 1.1.3 (PDF) — Процедуры для получения стандартов для конкретных участков и руководящих значений для защиты водных организмов.
  • TOGS 1.1.4 (PDF) — Процедуры для определения коэффициентов биоаккумуляции.
  • TOGS 1.1.5 (PDF) — Процедуры для определения стандартов качества окружающей воды и нормативных значений для защиты дикой природы.
  • TOGS 1.1.6 (PDF) — Руководство по интерпретации стандарта морского растворенного кислорода (DO).

Подробнее о стандартах и ​​классификации качества воды:

Система классификации параметров недоходного управления водными ресурсами в водораспределительных сетях

Недоходная вода (NRW) в водораспределительной сети — это потери воды из-за незарегистрированного санкционированного потребления, очевидных и реальных потерь по сравнению с общим объемом ввода системы.Недоходная вода является важным параметром для приоритизации планирования мероприятий по улучшению водораспределительной сети, и необходимо определить влияющие параметры. Система классификации факторов была разработана на основе факторов, предложенных крупными учреждениями и исследователями, чтобы предложить эффективную систему классификации NRW в водораспределительной сети. Используемые классификации факторов включают физические, эксплуатационные и социально-экономические факторы, которые могут повлиять на NRW. При классификации параметров водопровода требуются соответствующие стандарты.В этом исследовании были предложены три критерия для создания независимых факторов. Первый относится к свойствам параметра. Один определяет, какие параметры, относящиеся к водопроводной сети, больше подходят для физических, эксплуатационных или социально-экономических факторов, и классифицирует их по одному из этих трех параметров. Во-вторых, каждый рассматривает доступность данных и характеристики данных с учетом объема зоны покрытия. В-третьих, должна существовать возможность количественного определения данных выбранных параметров.Необходимо проверить, являются ли собранные данные численно достоверными и могут ли они использоваться в качестве стандарта для оценки или сравнения между регионами. Количественная часть качественных данных в управлении NRW важна и должна использоваться в соответствии с разумными стандартами. В этом исследовании может использоваться больше факторов в зависимости от выбранных, и было обнаружено, что прогноз NRW, отражающий региональные характеристики, возможен.

1. Введение

Изменение климата и рост населения привели к большой потребности в воде для бытовых, промышленных и сельскохозяйственных целей.Водораспределительные сети со временем изнашиваются, и это обычно приводит к таким трудностям, как снижение мощности гидравлических сооружений, увеличение объема потерь воды, сбои в обслуживании и снижение качества воды. Кроме того, продолжающийся рост потребления воды потребителями создает дополнительные проблемы, такие как низкое давление в трубопроводной сети. Миграция в городские районы и стремительный рост населения в развивающихся странах привели к жизненно важной потребности в строительстве адекватных систем водоснабжения для распределения воды среди жителей [1–4].

В начале 1990-х не существовало стандартного термина для выражения и оценки потерь воды в системе водоснабжения. Международная водная ассоциация (IWA) осознала эту проблему и учредила Целевую группу по потерям воды (WLTF). WLTF изучил передовой международный опыт и разработал стандартизированную терминологию для недоходной воды (NRW) [5, 6].

Недоходная вода (NRW) — одна из основных проблем, с которыми сегодня сталкиваются предприятия водоснабжения, особенно в районах с острой нехваткой воды [7, 8].NRW включает в себя физические (утечки в трубах) и коммерческие потери (неучтенная вода с счетчиками, неограниченное использование в общественных местах, незаконные подключения, ошибка счетчика и вода, за которую не взимается плата) [9, 10]. IWA предложил показатели эффективности [11–14]. Кроме того, было предложено избегать использования процентного показателя при сравнении производительности, особенно в целевых областях, где есть большие различия в потреблении на подключение услуги [15, 16].

На основе анализа влияния повреждения труб на общую распределительную сеть труб при определении приоритетов для улучшения водопровода [17], план систематической замены и восстановления был разработан для технического обслуживания городских гидроузлов [18].Несмотря на то, что проекты по улучшению старых гидротехнических сооружений постоянно реализуются, трудно избежать экономических потерь и улучшить работу системы за счет улучшения оценки и предотвращения аварий старых труб, которые зависят от суждений, основанных на эмпирическом опыте [19].

Следовательно, необходимы углубленное изучение и анализ факторов, влияющих на утечки, при принятии решений для определения приоритетности технического обслуживания систем распределения воды, а также для определения физических и эксплуатационных факторов, влияющих на NRW с такими параметрами, как утечки, гидравлическое давление, качество воды, и объем водопотребления [8].Чтобы уменьшить NRW, были проведены исследования по анализу трубопроводных сетей, повышению надежности, диагностике технологии трубопроводных сетей и оценке износа труб, чтобы обеспечить оптимальную систему распределения воды [20–22].

Анализ утечек возможен путем изучения каждого фактора, влияющего на систему распределения воды. Однако водопроводная сеть в большом городе сложна и включает в себя различные параметры. Для оценки объема утечки выбираются основные параметры сети водоснабжения, соответствующие региональным характеристикам, и модель расчета NRW, разработанная статистическими методами, будет играть важную роль в эксплуатации и управлении сетью водоснабжения [4].

Индекс NRW водораспределительной системы должен быть подтвержден посредством взаимосвязи с характеристиками измеряемой площади района и количественной оценки влияния связанных параметров. Например, в районах с сильно изношенными трубопроводными сетями NRW можно считать высоким из-за множества утечек, но их размер не определяется количественно. Если корреляция между региональными характеристиками и NRW не будет должным образом идентифицирована, управление NRW может оказаться нереалистичным и неэкономичным, даже если его соотношение является высоким из-за местной специфики [4].

Корейский NRW считается показателем эффективности управления водораспределительными системами операторов водопроводных станций и муниципалитетов. Это может быть экономическая целесообразность проекта, пригодность оперативного управления и эффективность инвестиций. Высокая NRW с точки зрения экономической значимости означает, что коэффициент извлечения по сравнению с производственной стоимостью невысок [23].

Таким образом, сокращение NRW необходимо для поддержания стабильной финансовой работы предприятия водоснабжения.В оперативном управлении низкий коэффициент NRW указывает на надлежащее управление в системах распределения воды; высокий NRW обычно означает проблемы в оперативном управлении объектом (неизмеренные количества с использованием счетчиков воды, утечки и незаконное использование).

Кроме того, инвестиции и расширение объектов водоснабжения требуют огромного бюджета и определения соответствующих ограничений, с которыми можно ожидать. Сложно принять решение о том, что делать в первую очередь при улучшении объектов и операций, сравнивая и анализируя нехватку подаваемой воды с объемом потерянной водопроводной воды.В этом случае ожидается, что NRW будет продвигать проект, определяя, следует ли улучшить или расширить работу объекта водоснабжения. Существующий метод NRW основан на данных наблюдений. Управление утечкой затруднено; таким образом, анализ влияющих параметров может вычислить NRW.

В этом исследовании была предложена система классификации управления NRW с использованием результатов опроса исследователей и международных организаций посредством анализа основных параметров систем распределения воды.Это исследование определило параметры для управления NRW в системах распределения воды. Основное содержание исследования сводится к следующему.

Сначала был проведен обзор литературы с использованием данных отечественных и зарубежных исследователей. Были рассмотрены взаимосвязь параметров в системе водоснабжения и NRW, статистический подход и исследования ИНС.

Во-вторых, было проведено исследование параметров, относящихся к системам распределения воды. Физические, эксплуатационные и социально-экономические факторы систем распределения воды были идентифицированы и затем классифицированы с использованием подробных характеристик для применения в управлении NRW.

В-третьих, был разработан процесс классификации параметров с соответствующей стандартизацией, позволяющий избежать дублирования характеристик каждого параметра.

Система классификации факторов представлена ​​с использованием вышеупомянутых трех шагов. Таблица классификации факторов была создана с учетом дополнительной количественной оценки, чтобы ее можно было использовать для управления и оценки NRW.

2. Определение NRW в системах распределения воды

NRW — это вода, которая была произведена и «потеряна» до того, как достигнет потребителя.Потери могут быть реальными (например, из-за утечек, иногда также называемых физическими потерями) или очевидными потерями (например, из-за краж или неточностей в измерениях) [24–26]. NRW соответствует потерям воды из-за утечек, коммерческих проблем и потребления без выставления счетов, таких как отсутствие точности счетчика воды или ошибки в клиентских базах данных. В (1) — объем воды, произведенной в единицу времени, и — объем воды, выставленной счету в единицу времени [1]:

Определение NRW описывается как разница между объемом воды, поступающей в водопроводную сеть. и объем, выставленный клиентам.NRW состоит из трех следующих компонентов [1].

Физические потери, состоящие из утечек из всех частей распределительной сети и перелива в резервуарах хранения объекта. Они могут быть вызваны плохой эксплуатацией и техническим обслуживанием, отсутствием активного предотвращения утечек и низким качеством подземных активов. Коммерческие убытки вызваны недоучетом счетчиков воды, ошибками в обработке данных и хищениями воды в различных формах.

Нефактурированное и санкционированное потребление включает воду, используемую для производственных целей или тушения пожаров, которая предоставляется бесплатно отдельным группам потребителей.NRW измеряется различными индикаторами, и практически все они имеют недостатки. Обычно используется показатель NRW, определяемый как процент предоставленной воды.

IWA рекомендует использовать альтернативные индексы, такие как потери воды на стык и на основную длину и индексы утечки инфраструктуры [11–13, 24–27]. Последний является сложным показателем, поскольку он также измеряет давление в прямом доступе к памяти водораспределительной сети.

Сбор данных о давлении на стыке для коммунального предприятия является сложным, поскольку измеренное давление может сильно варьироваться в пределах водопроводной системы водоснабжения.Таким образом, он полезен в качестве индекса при улучшении производительности системы, но не может быть легко использован для оценки сетевых потерь между коммунальными предприятиями, так как усреднение такого индекса для коммунального предприятия может не предоставить полезные данные, за исключением отражения основной проблемы [28].

Поскольку параметры водного баланса в Корее и их определения отличаются от параметров IWA, они были перегруппированы, как показано в Таблице 1 [14, 15, 29]. Учет и недоучет были пересчитаны, а оставшаяся сумма перерасчета была добавлена ​​к неэффективной воде, которая была сочтена эквивалентной реальным потерям водного баланса IWA.Кража воды и незаконные подключения — очевидные потери NRW.

8 без учета потребления разрешенное потребление

8 Неточности при измерении

236

236 / или распределительная сеть


Объем ввода в систему Авторизованное потребление Счет за санкционированное потребление Счет за потребление по счетчику (включая экспортированную воду) Доходная вода 29

Неучтенное потребление по счетчику Неразчетное потребление воды
Неучтенное без учета потребления
Потери воды Видимые потери Несанкционированное потребление
Фактические потери
Утечки и переливы в резервуарах для хранения коммунальных услуг
Утечки в сервисных соединениях с счетчиками потребителей

Из-за различных определений и недостатка хорошо задокументированных процедур для нескольких параметров (например,g., общественное использование, официальное использование поставщиком и измерение при регистрации), выбранные данные могут быть неточными. Среднее давление и расположение водомеров были оценены с использованием ограниченных выборок, что могло вызвать разброс данных [29].

Это исследование было сосредоточено на физических и эксплуатационных параметрах, связанных с системами распределения воды. Учитывались физические параметры, и измеренные данные, такие как количество утечек, также использовались для управления NRW. Компоненты водного баланса в системах распределения воды показаны в Таблице 1, как это представлено IWA [14, 15, 29].

Объединенный водный баланс в сети может быть рассчитан с использованием реальных измеренных данных, но сделать это в реальной системе распределения воды может быть затруднительно из-за неконструированной районной измеряемой площади (DMA) и ошибок проектирования в системе распределения воды. Кроме того, периодическое управление является важным элементом в системах распределения воды, включая выявление протекающих труб, управление гидравлическим давлением и правильную работу насоса.

Поскольку Корея имеет подробный стандарт для своего объема воды, необходим расчет NRW с использованием более разнообразных параметров.При обычном расчете NRW учет физических параметров необходим больше, чем социально-экономических. Если физические параметры используются только для расчета NRW, это могло бы снизить экономические затраты на измерение NRW и помочь в выборе обслуживания прямых доступов к памяти в системах распределения воды.

3. Разработка системы классификации параметров
3.1. Предыдущее исследование классификации параметров в системах распределения воды

В предыдущем исследовании основных параметров управления NRW Shinde et al.предложил надежные индикаторы для гидротехнических сооружений и устойчивого управления в системах водоснабжения [7]. Показатели эффективности (ИП) и поддающиеся количественной оценке данные (отражающие эксплуатационные показатели в водораспределительной сети) использовались в качестве показателей, связанных с показателями, используемыми в управлении NRW.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *