Книги по строительству и ремонту

Водоснабжение

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Среди многих отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных мест и развития промышленности, водоснабжение занимает большое и почетное место.

Водоснабжение представляет собой комплекс мероприятий по обеспечению водой различных ее потребителей.

Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемических заболеваний (передаваемых через воду). Подача достаточного количества воды в населенное место позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде требуются громадные ее количества, измеряемые в миллионах кубических метров в сутки. Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требуют тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях.

Производственные процессы на предприятиях большинства отраслей промышленности также сопровождаются расходованием воды. При этом предприятия некоторых отраслей промышленности и энергохозяйства потребляют количество воды, нередко значительно превосходящее коммунальное водопотребление крупных городов. Некоторые промышленные предприятия предъявляют к качеству потребляемой воды специфические требования, иногда весьма высокие. От количества и качества используемой воды и организации водоснабжения промышленного предприятия в значительной мере зависят качество и себестоимость выпускаемой продукции. Таким образом, правильная организация водоснабжения промышленных предприятий имеет большое экономическое значение.

Комплекс сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, т. е. получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям, называется системой водоснабжения, или водопроводом.

Следует отметить, что кроме обеспечения водой населения и промышленности, осуществляемого системами водоснабжения, огромное народнохозяйственное значение имеет обеспечение водой сельского хозяйства для искусственного орошения земель в целях успешного выращивания сельскохозяйственных культур и получения высоких урожаев. В ряде районов такое искусственное орошение (ирригация) крайне необходимо и широко используется. Ирригация вследствие огромных объемов потребляемой воды и специфических методов ее использования представляет собой самостоятельную область водного хозяйства.

Однако в настоящее время в связи с общим ростом объемов потребляемой воды и недостаточностью в ряде районов местных природных источников воды все чаще возникает необходимость комплексного решения водохозяйственных проблем для наиболее рационального и экономичного обеспечения водой всех водопользователей и  водопотребителей данного района.  В нашей   стране   комплексное решение проблем водного хозяйства широко используется при планировании развития народного хозяйства. Кроме вопросов водоснабжения и орошения, комплексные водохозяйственные проблемы довольно часто охватывают вопросы гидроэнергетики и водного транспорта, так как без этого не могут быть разумно использованы крупные природные источники воды.

Первые сведения, которые мы имеем об искусственных сооружениях для добывания воды (колодцах), относятся к третьему тысячелетию до н. э. В Древнем Египте уже имелись простейшие механизмы для подъема воды из колодцев — наподобие наших «журавлей». Вавилоняне владели способом подъема воды на довольно значительную высоту при помощи различных приспособлений с использованием блоков и норий. В водопроводах Египта и Вавилона для распределения воды из резервуаров применялись трубы гончарные, деревянные, а также металлические (свинцовые и медные). В Древнем Китае для водоснабжения использовались весьма глубокие колодцы, из которых воду доставали ведрами при помощи воротов или блоков.

В период расцвета Древней Греции и Рима существовали уже большие централизованные системы водоснабжения. Рим императорской эпохи имел несколько водопроводов. Вода подавалась к городу самотеком по каналам. При пересечении долин или оврагов каналы прокладывались по специальным мостам — акведукам. Акведуки, сохранившиеся частично до наших дней, представляют собой интереснейшие образцы древнего инженерного искусства (В.1). В городе вода подводилась к центральным резервуарам,   откуда   подавалась   по трубам к общественным баням и купальням, к дворцам и домам богатых граждан, а также к общественным фонтанам и бассейнам, которыми пользовалось население. Следует, однако, отметить, что население получало через общественные фонтаны лишь небольшую часть общего количества воды, подававшейся в город; большая часть ее шла для императорского дворца и домов патрициев и около 25% шло в общественные бани и купальни.

После падения рабовладельческой Римской империи в эпоху Средневековья вопросам санитарной техники уделялось весьма мало внимания.

Начальные сведения об устройстве централизованных городских водопроводов в Европе относятся к XII в. В конце XII в. построен первый самотечный водопровод в Париже. В XIII в. начинается централизованное водоснабжение Лондона. К началу XV в. относятся сведения об устройстве водопроводов в немецких городах.

Зарождение и развитие капиталистической мануфактуры вызвало некоторое развитие и водопроводной техники Промышленная революция XVIII в обусловила строительство фабрично-заводских водопроводов В то же время сброс промышленных сточных вод в открытые водоемы привел к их сильному загрязнению и поставил вопрос об изыскании источников чистой воды

Применение паровых насосов позволило значительно увеличить дальность транспортирования воды

Так постепенно создавались централизованные системы водоснабжения городов и промышленных предприятий.

Из древних водопроводных устройств, которые применяли народы населявшие современную территорию СССР, в маловодных районах Средней Азии частично сохранились до нашего времени своеобразные сооружения для сбора грунтовых вод — кяризы (подземные галереи), в Крыму найдены вырубленные в скалах многочисленные цистерны для сбора атмосферных вод, в Новгороде на территории княжеской резиденции (Ярославова дворища) при раскопках обнаружен самотечный водопровод из деревянных труб, время постройки которого отнесено к концу XI — началу XII в

Имеются сведения о самотечном водопроводе из гончарных труб, построенном в Грузии в начале XIII в

В XII—XIV вв в ряде русских городов были построены водопроводы для крепостей  В XV в   был сооружен самотечный родниковый водопровод для Московского Кремля. В 1631 г. в Кремле был построен водопровод, который подавал воду при помощи «водовзводной машины» в водонапорную башню. Для транспортирования воды от водонапорной башни к местам потребления использовались свинцовые трубы.

В 1718 г. по приказу Петра I был сооружен водопроводный капал для Летнего сада в Петербурге. В 1721 г. сооружаются знаменитые Петергофские фонтаны, которые по своим масштабам и совершенству водопроводной техники превосходят даже столь прославленные Версальские фонтаны.

При Петре I начато также сооружение родникового водопровода в Царском Селе (ныне г. Пушкин), законченного в 1749 г. Для того же Царского Села был построен крупный для того времени (длиной более 15 км) речной водопровод из р. Таицы.

В 1804 г. заканчивается сооружение первого московского городского водопровода, который подавал в город самотеком грунтовую воду из села Б. Мытищи на расстояние около 16 км. До наших дней сохранился акведук мытищинского самотечного водопровода, построенный у села Ростокино для перехода долины р. Яузы.

Мытищинский водопровод в дальнейшем перестраивался и модернизировался; были построены насосные станции, самотечные водоводы заменены напорными. В 1898 г. были построены (около существующего ныне Рижского вокзала) Крестовские водонапорные башни (В.2); они имели стальные баки емкостью по 1875 м3 каждый, расположенные на высоте 30 м над поверхностью земли.

Сооружались водопроводы и в других русских городах. В течение XIX в. в России были построены еще 64 городских водопровода. В 1900 г начал строиться и с 1902 г. вступил в действие первый москворецкий водопровод с приемом воды у дер. Рублево. Однако вплоть до Великой Октябрьской социалистической революции строительство водопроводов в России развивалось медленно. До 1914 г. были построены водопроводы всего в 215 городах. При этом большая часть этих водопроводов находилась в неудовлетворительном состоянии; норма расхода воды на одного жителя была ничтожной; надлежащей очистки воды не производилось; число домовых вводов было незначительно, и большая часть воды отпускалась населению через уличные водоразборы.

Значительное число городских водопроводов принадлежало частным лицам или компаниям, которые использовали водопроводы как средство наживы, мало заботясь об удобствах и здоровье населения. Такую же эксплуататорскую политику в городском хозяйстве проводили в царской России и органы городского управления.

Городское хозяйство, не поддерживаемое и не ремонтируемое в течение первой мировой войны, пришло за это время в еще большее запустение.

Великая Октябрьская социалистическая революция коренным образом изменила это нетерпимое положение.

С первых же лет Советской власти партия большевиков и Советское правительство проявили исключительную заботу об улучшении санитарного состояния населенных мест и охране здоровья трудящихся. Принятая на VIII съезде ВКП(б) в марте 1919 г. программа партии ставила одной из ближайших задач создание санитарного законодательства и проведение мероприятий по оздоровлению населенных мест и охране водоемов.

 В годы борьбы молодого Советского государства с иностранными интервентами многие города и их коммунальное хозяйство подверглись значительным разрушениям. После окончания гражданской войны я разгрома интервентов Советская власть приступила к восстановлению хозяйства страны и в первую очередь промышленности и сельского хозяйства.

За первые десять лет Советской власти в основном было закончено восстановление городского хозяйства, включая водопроводное, проведено установление охранных зон источников водоснабжения, построены новые водопроводы в 74 городах.

За годы первой и второй пятилеток была проведена коренная реконструкция ряда существующих водопроводов и построено более 100 новых городских водопроводов. Удельное водопотребление, т. е. количество воды, расходуемой на одного жителя, возросло в среднем более чем в 4 раза, несмотря на огромный рост численности городского населения.

Новый этап в развитии водопровода Москвы начался с постановления СНК СССР и ЦК ВКП(б) от 10 августа 1935 г. «О генеральном плане реконструкции г. Москвы». План реконструкции нашей столицы установил пути и масштабы развития московского водопровода для приема волжской воды.

После постройки канала имени Москвы, пуска Восточной (В.З) и Северной (В.4 и В.5) водопроводных станций, а также реконструкции москворецкого водопровода Москва стала обладательницей одного из самых крупных и технически совершенных городских водопроводов суточной производительностью около 4 млн. м3.

В настоящее время осуществлено расширение московского водопровода путем строительства Западной водопроводной станции и дальнейшего регулирования стока р. Москвы. Рассматривается также вопрос об использовании новых удаленных источников для водоснабжения столицы — регулирование стока и передача в город воды из р. Вазузы и других, а также строительство водопроводного канала Ока — Москва.

В годы Великой Отечественной войны все народное хозяйство страны было подчинено нуждам фронта. Водопроводное хозяйство многих промышленных предприятий и населенных мест должно было обеспечивать бесперебойную подачу воды на нужды заводов оборонного значения и на борьбу с пожарами в условиях налетов вражеской авиации, бомбардировок и обстрелов. Советское водопроводное хозяйство успешно справилось с возложенной на него задачей.

После разгрома гитлеровской Германии перед страной встала задача быстрейшего восстановления народного хозяйства.

Восстановление и развитие промышленности требовали соответствующих масштабов водопроводного и канализационного строительства. В области коммунального водоснабжения послевоенный пятилетний план поставил задачу восстановления водопроводов во всех городах, подвергшихся немецкой оккупации, а также дальнейшего расширения существующих и строительства   ряда   новых   городских водопроводов.

Выполнение грандиозной задачи индустриализации нашей страны потребовало строительства крупнейших и весьма сложных водопровод-ьых систем для новых промышленных предприятий и целых промышленных районов.

Было осуществлено строительство громадных районных систем водоснабжения Донбасса, Криворожья, ряда промышленных районов Сибири и Урала.

В настоящее время в Целинном крае уже построено и строится несколько районных систем водоснабжения; каждая из них охватывает площадь в несколько миллионов гектаров, имеет протяженность водоводов и сетей по нескольку тысяч километров и снабжает водой десятки населенных мест и колхозов. В ближайшие годы предстоит строительство еще ряда подобных систем.

Особенно быстрое развитие районные системы водоснабжения получат в условиях современного этапа экономического развития СССР.

 В Отчетном докладе ЦК КПСС XXIV съезду КПСС Л. И. Брежнев отметил: «Самоотверженным трудом советских людей построено развитое социалистическое общество». Построение развитого социалистического общества позволило нашей стране приступить к практическому решению великой задачи, поставленной программой КПСС, ее последними съездами — к созданию материально-технической базы коммунизма. Создание материально-технической базы коммунизма является сложной задачей, требующей высоких темпов развития всех отраслей народного хозяйства и в том числе водоснабжения.

Проблема развития водоснабжения тесно связана с решением главной задачи девятого пятилетнего плана — улучшения жилищных условий советского народа, создания здоровых условий труда и отдыха. На решение этой главной задачи направлены постановления партии и правительства о мерах по дальнейшему улучшению охраны природы и рациональному использованию природных ресурсов.

Бурный рост городского и промышленного строительства за последние годы, увеличение объемов используемой воды, а также объемов сбрасываемых сточных вод привели к необходимости пересмотра и со-рершенствования порядка использования природных водоемов для нужд народного хозяйства и охраны их от загрязнения.

В декабре 1970 г. Верховный Совет СССР принял закон об утверждении «Основ водного законодательства Союза ССР и союзных республик» и введении их в действие с 1 сентября 1971 г. Этот исторический документ подтверждает государственную собственность на воду и устанавливает порядок предоставления права использования природных водоемов, права и обязанности водопользователей, порядок и условия сброса в природные водоемы сточных вод, меры по охране водоемов от загрязнения и систему контроля за эксплуатацией природных водоемов.

В законе предусмотрен своевременный и полный учет вопросов охраны водных ресурсов от загрязнения и истощения при размещении, проектировании, строительстве и эксплуатации всех предприятий и сооружений.

Закон подчеркивает необходимость первоочередного удовлетворения питьевых и бытовых нужд населения.

В законе даны все основные положения и указания, обеспечивающие рациональное и экономное использование природных источников воды, меры по их защите, а также предусмотрена ответственность за нарушение водного законодательства.

Строгое соблюдение этого закона позволит успешно решить в нашей стране одну из важнейших задач современности — обеспечить человечество на далекую перспективу доброкачественной водой.

В своей речи на XXIV съезде КПСС Л. И. Брежнев сказал: «Советский народ, достойно завершив восьмую пятилетку, сделал новый крупный шаг вперед в создании материально-технической базы коммунизма, в укреплении могущества страны и повышении благосостояния народа»1.

В принятых XXIV съездом Директивах по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971 —1975 гг. намечено дальнейшее развитие жилищно-коммунального строительства и, в частности, водоснабжения населенных мест.

За пятилетку должны быть построены 700 водопроводов в городах и рабочих поселках.

Намеченные Директивами масштабы развития таких отраслей промышленности, как нефтеперерабатывающая, угольная, металлургическая, целлюлозно-бумажная, а также теплоэнергетики повлекут необходимость проектирования и строительства крупных систем промышленного водоснабжения. При этом в целях рационального использования природных источников воды и защиты их от загрязнения производственными сточными водами должны получить широкое развитие системы оборотного водоснабжения и повторного использования воды.

Таким образом, жизнь ставит перед специалистами в области водоснабжения новые большие и важные задачи.

За годы Советской власти водоснабжение превратилось в важную отрасль народного хозяйства. Советская водопроводная техника сделала большие успехи: наши ученые, инженеры, конструкторы и изобретатели создали советские системы, конструкции, оборудование, приборы, методы расчета водопроводных сооружений и имеют приоритет в установлении многих современных методов проектирования и расчета водопроводных сооружений, а также в создании новых конструкций сооружений.

Много труда на разработку научных основ и инженерных вопросов водопроводной техники в свое время положили известные русские ученые и инженеры: Н. Е. Жуковский, В. Е. Тимонов, К. М. Игнатов, Н. К. Чижов, И. И. Черепашинский, Н. П. Зимин.

Советские ученые создали единую комплексную дисциплину «Водоснабжение», включающую все многообразные отрасли современной технической науки о добывании, очистке, транспортировании и распределении воды. Над созданием этой дисциплины и над решением основных вопросов водопроводного дела много работали А. А. Сурин, Н. Н. Гениев, Н. А. Кашкаров, М. Г. Мельников, Н. Г. Малишевский, В. Г. Лобачев, С. X. Азерьер, М. Т. Турчинович и др.

В высших учебных заведениях дореволюционной России инженеров по водоснабжению специально не готовили. Вопросами водоснабжения занимались инженеры путей сообщения, гражданские инженеры и частично инженеры-механики и технологи. В настоящее время в наших советских вузах существуют отдельные факультеты и специальности, готовящие инженеров по водоснабжению и канализации. Они получают всестороннее образование по вопросам проектирования, строительства и эксплуатации различных водопроводных сооружений. Это позволяет им не только успешно справляться с теми сложными и большими задачами, которые выдвигают рост и развитие нашего народного хозяйства, но и работать над дальнейшим углублением и развитием советской технической науки в своей области.

Новые задачи, которые ставятся перед специалистами по водоснабжению, должны быть решены с использованием всех достижений научно-технического прогресса наиболее рационально и наиболее экономично.