История развития водоснабжения и современные виды инженерных сетей

Водоснабжением называют системы подачи подземных или поверхностных вод на соответствующие объекты. Для их организации применяют инженерные сооружения и водопроводные сети.

В настоящее время системы водоснабжения значительно отличаются от тех, которыми пользовались ранее. Для подачи воды используются современные полиэтиленовые трубы, качественная трубопроводная арматура. Поступающая к потребителям вода используется ими в разных целях, но среди прочих выделяют хозяйственно-питьевые нужды, производственные надобности и системы пожаротушения.

Первая категория подразумевает обустройство систем холодного и горячего водоснабжения, которые обслуживают преимущественно жилой сектор. Вторая предусматривает расход воды для предприятий, транспорта, сельского хозяйства.

Водоснабжение учитывает качество подаваемой воды, которое определяется требованиями нормативно-технической документации. Например, питьевая вода должна соответствовать гигиеническим требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. Чтобы привести подаваемую воду в соответствие с нормативами, применяют системы водоподготовки.

В зависимости от типа системы водоснабжения выбирается и природный источник воды, параметры которого во многом влияют на входящие в состав системы сооружения, стоимость их строительства и обслуживания.

Основные требования к источнику воды заключаются в том, что он должен бесперебойно поставлять необходимое количество в зависимости от объема потребления и требований качества, не вредя при этом окружающей среде и экологии.

Природные источники воды бывают поверхностными или подземными. Выбор источника учитывает все вышеуказанные требования и основывается на рентабельности и целесообразности.

Водоснабжение организовано в систему, которая вне зависимости от назначения состоит из нескольких ведущих элементов. К ним относятся водозаборные сооружения, принимающие воду из естественных источников, насосные станции (которые иначе называют водоподъемными сооружениями), транспортирующие воду потребителям или в места очистки и хранения. Кроме того, в систему водоснабжения могут входить также очистные сооружения, водопроводные сети и вся трубопроводная арматура, водонапорные башни и резервуары. Подача воды в систему может осуществляться с помощью насосов или самотеком. В этих случаях говорят о напорных или безнапорных сетях. Бывают также смешанные типы подачи, когда одни районы обеспечиваются водой с помощью напорных систем, а другие – с помощью самотечных. Используемая вода может применяться однократно – в этом случае система называется прямоточным водоснабжением. Имеются также системы оборотного водоснабжения и те, что используют воду повторно, очищая ее и вновь возвращая в цикл.

Первые системы подачи воды в России возникли еще в IX-XII веках. Об этом свидетельствуют найденные во время раскопок на территории Великого Новгорода старинные водопроводные системы. В то время водоснабжение подразделялось на самотечную водопроводную сеть и каналы для водостока и дренажа. К XV веку самотечными водопроводами из деревянных труб обеспечивались некоторые промыслы.

Старинные водопроводные системы – самотечные с деревянными трубами - были обнаружены также и в других городах Древней Руси. Для регулирования тока воды применялись деревянные задвижки – старейшая арматура.

Водопровод в Москве появился в конце XV века, когда по указанию Ивана Грозного от Москвы-реки по дубовой трубе вода стала подаваться в колодец, которым могли пользоваться горожане. При строительстве кирпичного Кремля в 1492 году были проложены водопроводные трубы. А первый напорный водопровод появился в России в XVII веке.

Из Москвы-реки вода текла по деревянным трубам в расположенный внизу Свибловой башни колодец. Из него с помощью подъемника на конной тяге воду поднимали в бак, расположенный наверху башни, откуда свинцовые трубы распределяли ее по местам потребления – во дворцы, царские бани, поварни, оранжереи.

В эпоху царствования Петра I водоснабжение в России стало развиваться. Все царские дворцы были оборудованы водопроводами. В это же время стали применяться как свинцовые, так и медные трубы. Однако городской водопровод, которым могли пользоваться не только высшие особы, но и другие горожане, впервые появился в России только в начале XIX века. От подмосковной деревни Мытищи вода самотеком подавалась в Москву по водопроводу длиной 16 км. Позднее этот водопровод был реконструирован и стал подавать воду в 106 домов и 91 здание промышленного и казенного назначения.

К началу XX века централизованным водоснабжением в России было охвачено около 20 % городов, преимущественно промышленных и фабрично-заводских, причем вода подавалась в основном не в дома, а на предприятия.

В 1910 году более 149 городов России получили централизованные водопроводные сети. Вода в них поступала из природных источников – рек, подземных родников, артезианских и грунтовых колодцев - с использованием насосов.

В то время мощности водопроводов были невелики и составляли около 120 литров в сутки на каждого потребителя. Потребителями в основном были жители центральных городских районов, в то время как окраины по-прежнему обходились привозной водой из рек или иных источников.

Первая мировая война, революция и Гражданская война вновь обострили проблему водоснабжения. Данный вопрос стал решаться в 1920-е годы – строительством новых и восстановлением старых систем. Постепенно строились водопроводы на Дальнем Востоке, в Сибири. К 1930 году Москва сумела выйти по потреблению водопроводной воды на уровень 1913 года. Один житель из 42 % всех городских домов, обеспеченных водопроводом, мог расходовать до 128 литров. Однако в дальнейшем водоснабжение стало обязательным пунктом генерального плана развития для каждого советского города.

В 1930-е годы по всей стране велось строительство инженерных водопроводных сетей, кроме того, впервые стали строиться очистные станции для воды из поверхностных источников.

Очистка производилась двухступенчатым способом – вода отстаивалась и фильтровалась, после чего подавалась потребителям.

На смену самотечным сетям стали приходить напорные водопроводы. Некоторые трубопроводы стали применять новые виды трубопроводной арматуры – краны, вентили, задвижки.

В довоенное время водоснабжение решало комплекс задач, которые состояли не только в обустройстве водопроводных сетей жилого и промышленного назначения.

Большое внимание уделялось развитию пожарного водоснабжения, созданию канализационных систем, отводу сточных вод, ливневой канализации. Воду стали транспортировать на значительные расстояния, создавая водопроводы не на один город, а на несколько населенных пунктов. Постепенно увеличивалась мощность водопроводов, которая к 1940 году выросла почти в 5 раз.

Великая Отечественная война и связанная с боевыми действиями эвакуация промышленных предприятий в отдаленные районы привела к необходимости срочно строить промышленные сети водоснабжения – водозаборы, насосные станции. Водопроводные трубы и водоводы прокладывали без заглублений, распространение получили системы временных водопроводов, которые строились для эвакуированных заводов.

После войны началась работа по восстановлению разрушенных систем. Нередко водопроводные сети строились по временным схемам, а сточные воды не очищались.

В 1950-е годы индустриальные методы строительства и переход на массовую застройку вызвали необходимость обустройства водопроводных сетей для подачи питьевой воды в дома и квартиры, а также строительства канализации. В это время шла масштабная прокладка водопроводов и канализационных трубопроводов.

С 1960-х годов процессы строительства стали механизироваться, начала применяться новая спецтехника, а также арматура для трубопроводов, шаровые краны. Начали строить железобетонные водоводы с цементно-песчаным покрытием. Новшеством в отрасли стали водоканалы – комплексы эксплуатационных организаций, которые обеспечивали деятельность всей системы водоснабжения – от источника воды до ее подачи. Водоканалы также организовывали ликвидацию аварий на водопроводных сетях.

До 1980-х годов в СССР наблюдалось развитие водоснабжения и канализации. Водоочистные сооружения имели мощность до 100 тысяч кубометров в сутки. Очистными сооружениями обустраивались малые города и поселки.

В это же время был утвержден ГОСТ 2874,73 «Вода питьевая» – основной норматив качества для подаваемой водопроводной воды.

Централизованные системы водоснабжения к 1980 году были у 1000 городов СССР. Однако полностью удовлетворяли потребности населения не более 10 % соответственно оснащенных централизованных систем.

К 1990-м годам практически все города и большая часть поселков были обеспечены централизованным водоснабжением. Водопотребление возросло до 330 литров в сутки на человека. Для обеспечения населения использовались природные пресные ресурсы из числа надземных и подземных источников и налаженная система коммунального водоснабжения.

После перехода страны на рыночную экономику состояние коммунального хозяйства ухудшилось. На это в значительной степени повлиял износ трубопроводов, входящих в систему водоснабжения. Насосы также требовали замены. Плохое состояние, в котором находились водопроводные сети и трубопроводная арматура, приводило к частым авариям и прорывам, а также к утечкам. Однако постепенный экономический рост способствует тому, чтобы в настоящее время система водоснабжения восстанавливалась.

Сегодня в населенных пунктах России сформировавшаяся в советское время система ЖКХ преобразуется в соответствии с новыми экономическими веяниями. Переход от государственного управления и финансирования коммунальной сферы в область самоокупаемости к независимым ТСЖ оказывает положительное влияние на состояние водопроводов. Сети водоснабжения сегодня являются разветвленными системами, которые подают воду через водоразборные устройства потребителям.

Внедряются новые материалы и технологии, позволяющие экономить водные ресурсы и улучшающие качество обслуживания всех потребителей воды.

Повсеместно устаревшие стальные и чугунные трубопроводы меняются на полиэтиленовые трубы. Для контроля расхода устанавливаются водосчетчики ХВС и ГВС, которыми предполагается снабдить каждого потребителя.

Ведется постоянная работа по обеспечению водой жилого сектора и промышленных предприятий.

Поскольку важнейшим вопросом в настоящее время является экономия воды, большое внимание уделяется новым технологиям водоочистки, для чего модернизируются очистные сооружения.

Развиваются сети оборотного и повторного водоснабжения, особенно актуальные для промышленных предприятий, расходующих много воды. Для качественного водоснабжения применяются современное оборудование и арматура, не требующая обустройства колодцев или рытья траншей, – шаровые краны в подземном исполнении, различные виды задвижек, выполненных из новых материалов.

Разрабатываются новые системы ливневой канализации, которые предполагают отвод с асфальтированных территорий и других площадок с твердым покрытием стоков во избежание затопления с очисткой поверхностных стоков от нефтепродуктов, тяжелых металлов и других взвешенных веществ. Кроме того, ливневые очистные сооружения применяются для биологической очистки бытовых и поверхностных сточных вод.

Еще одно направление деятельности современных служб водоснабжения – дренажные системы, которые предназначаются для осушения территорий и отвода воды из грунта.