2.4. Нормы и режимы водопотребления
Нормой водопотребления называется количество воды, расходуемой на определенные нужды в единицу времени или на единицу продукции.
Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления и нормы водопотребления для промпредприятий различны.
Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления для населенных пунктов зависят от численности жителей, этажности зданий, степени их благоустройства, климатических условий и др., определяются согласно СНиП 2-31-74, табл. 11.2 и лежат в пределах 125…350 л/сут.
Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления для работников промпредприятий устанавливаются согласно СНиП 2-31-74 табл. 11.2 и лежат в пределах до 500 л/смену.
Нормы потребления воды для производственных нужд устанавливаются для единицы выпускаемой продукции с учетом принятой технологии (для структурных подразделений ОАО «АК «Транснефть» — на 1000 т перекачиваемой нефти).
Нормы потребления воды для тушения пожаров в населенных пунктах регламентируются СНиП 2-31-74 табл. 11.3, зависят от числа жителей, этажности застройки и лежат в пределах 10…1000 л/с.
Нормы потребления воды для тушения пожаров на промпредприятиях определяются согласно СНиП 2-31-74 табл. 11.4, зависят от степени огнестойкости зданий, их объема, категории производства по пожарной опасности и лежат в пределах от 10…40 л/с на один пожар. Расчетная продолжительность пожара – 3 ч., время тушения пожара автоматическими системами – 15 мин. Израсходованный запас воды должен быть восстановлен в течение 96 часов. Инерционность стационарных систем пожаротушения не более 3 мин.
Потребность в воде на пожаротушение нефтепроводов и технологических резервуаров в норму водопотребления на производственные нужды не включается, а учитывается при проектировании водоснабжения.
Гидравлические испытания резервуаров на герметичность осуществляются путем налива в них воды до высоты, предусмотренной проектом, по формуле:
, м 3 , (2.1)
где dp — диаметр резервуара;
H – высота налива воды;
n – количество резервуаров.
Расход воды на гидравлические испытания нефтепровода (замена участка трубопровода или ремонт) определяется по формуле:
, м 3 , (2.2)
где dт— диаметр трубы;
Lт – длина участка трубопровода.
Нормативы водопотребления для нефтеперекачивающих станций, нефтебаз, линейно-производственных служб и других структурных подразделений «АК «Транснефть» необходимы для:
— установления лимитов отпуска воды и сброса сточных вод;
— разработки водохозяйственных балансов на уровне предприятий;
— разработки расчетов ПДС вредных веществ, поступающих со сточными водами в водные объекты;
— получения лицензий на право пользования недрами (подземные воды) и водопользование (поверхностные водные объекты);
— использования при проектировании систем водоснабжения и канализации предприятий;
— контроля за использованием воды и сброса сточных вод на предприятии;
— планирования водопотребления и водоотведения;
— составления схем комплексного использования водных ресурсов;
— составления прогнозов водопотребления и водоотведения.
Потребление воды в населенных пунктах и бытовых помещениях промпредприятий неравномерно и зависит от времени года, дней недели и времени суток.
Отношение максимального суточного расхода к среднему суточному расходу называют коэффициентом суточной неравномерности:
. (2.3)
Для промпредприятий, в целях упрощения расчетов, коэффициент суточной неравномерности для хозяйственно-питьевого водопотребления принимают равным единице, т.е. считают водопотребление равномерным.
Неравномерность потребления воды для производственных нужд зависит от технологии производства и количества выпускаемой продукции.
В течение суток потребление воды для хозяйственно-питьевых нужд неравномерно, ночью оно меньше, чем днем. Для упрощения расчетов считается, что в течение часа потребление воды остается неизменным. Отношение часового расхода в часы максимального потребления к среднему часовому расходу называется коэффициентом часовой неравномерности водопотребления:
. (2.4)
Коэффициент часовой неравномерности водопотребления для населенных пунктов зависит от нормы водопотребления.
Коэффициент часовой неравномерности хозяйственно-питьевого водопотребления промпредприятий принимается равным 2,5…3,0.
Коэффициент часовой неравномерности для потребления на технологические нужды промпредприятий зависит от принятой технологии производства.
Режим потребления по часам суток принято представлять в виде графиков или таблиц.
Для контроля за количеством потребляемой воды предприятиям устанавливаются лимиты водопотребления – предельно допустимые объемы изъятия водных ресурсов.
Лимиты водопотребления перекачивающих станций, нефтебаз и линейно-производственных сооружений устанавливается по формуле:
, (2.5)
где Кн – коэффициент неравномерности потребления воды, учитывающий изменение потребления по сезонам года и дням недели, согласно СНиП 2.04.2-84, 
,
;
Qисх – норма потребления воды на единицу перекачиваемой нефти или нефтепродукта;
Qпв – расход воды на нужды прочих потребителей, находящихся на балансе предприятия.
Измерение расходов воды производится на каждом водозаборе и выпуске сточных вод, а также в системе оборотного водоснабжения и в точках передачи вод другим пользователям.
Плата за водопользование поверхностными и подземными источниками воды осуществляется в соответствии с законодательством Российской Федерации «О недрах». На основании Федерального закона «О плате за пользование водными объектами» при заборе или сбросе воды сверх лимита, а также при пользовании водными объектами без лицензии ставки увеличиваются в пять раз.
Уровень использования водных ресурсов в производстве определяется следующими показателями:
— процентом оборотной воды в общем объеме водопотребления;
— процентом безвозвратного потребления и потерь исходной воды;
— процентом водоотведения от объема потребляемой исходной воды.
Водный объект или его участок считается загрязненным, если в месте водопользования не соблюдаются нормы качества поверхностных вод или их природный состав и свойства. Для оценки загрязненности воды вредными веществами используются нормы качества воды — ПДК, ориентировочно допустимые уровни – ОДУ и ориентировочно безопасные уровни – ОБУВ, установленные нормативными документами федерального уровня и СанП и Н2.1.4.559-96; 2.1.4.544-96.
Каков режим водопотребления в здании
I. Холодное водоснабжение
1. Бесперебойное круглосуточное холодное водоснабжение в течение года
допустимая продолжительность перерыва подачи холодной воды:
8 часов (суммарно) в течение 1 месяца, 4 часа единовременно, при аварии в централизованных сетях инженерно-технического обеспечения холодного водоснабжения — в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации о техническом регулировании, установленными для наружных водопроводных сетей и сооружений (СНиП 2.04.02-84*)
за каждый час превышения допустимой продолжительности перерыва подачи холодной воды, исчисленной суммарно за расчетный период, в котором произошло превышение, размер платы за коммунальную услугу за такой расчетный период снижается на 0,15 процента размера платы, определенного за такой расчетный период в соответствии с приложением N 2 к Правилам предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов, утвержденным Постановлением Правительства Российской Федерации от 6 мая 2011 г. N 354 (далее — Правила), с учетом положений раздела IX Правил
2. Постоянное соответствие состава и свойств холодной воды требованиям законодательства Российской Федерации о техническом регулировании (СанПиН 2.1.4.1074-01)
отклонение состава и свойств холодной воды от требований законодательства Российской Федерации о техническом регулировании не допускается
при несоответствии состава и свойств холодной воды требованиям законодательства Российской Федерации о техническом регулировании размер платы за коммунальную услугу, определенный за расчетный период в соответствии с приложением N 2 к Правилам, снижается на размер платы, исчисленный суммарно за каждый день предоставления коммунальной услуги ненадлежащего качества (независимо от показаний приборов учета) в соответствии с пунктом 101 Правил
3. Давление в системе холодного водоснабжения в точке водоразбора :
в многоквартирных домах и жилых домах — от 0,03 МПа (0,3 кгс/кв. см) до 0,6 МПа (6 кгс/кв. см);
у водоразборных колонок — не менее 0,1 МПа (1 кгс/кв. см)
отклонение давления не допускается
за каждый час подачи холодной воды суммарно в течение расчетного периода, в котором произошло отклонение давления:
при давлении, отличающемся от установленного до 25 процентов, размер платы за коммунальную услугу за указанный расчетный период снижается на 0,1 процента размера платы, определенного за такой расчетный период в соответствии с приложением N 2 к Правилам;
при давлении, отличающемся от установленного более чем на 25 процентов, размер платы за коммунальную услугу, определенный за расчетный период в соответствии с приложением N 2 к Правилам, снижается на размер платы, исчисленный суммарно за каждый день предоставления коммунальной услуги ненадлежащего качества (независимо от показаний приборов учета) в соответствии с пунктом 101 Правил
НОРМЫ И РЕЖИМЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ
При проектировании системы водоснабжения любого объекта необходимо знать, сколько требуется воды и какого качества, а также режим ее потребления.
Объем водопотребления — количество воды, потребляемое за определенный промежуток времени (час, сутки, сезон, год). При его определении учитываются все категории возможных потребителей и их требования к количеству и качеству подаваемой воды.
Расчетное число водопотребителей в населенных пунктах устанавливают с учетом перспективы их развития в течение 10. 15 лет. В случае когда система водоснабжения строится поэтапно, необходимо знать число водопотребителей на конец каждой очереди (этапа) строительства.
Число водопотребителей, занятых в сельскохозяйственном производстве, может изменяться в зависимости от времени года (сезона). В связи с этим возникает необходимость иметь сведения о сезонном составе водопотребителей.
При проектировании объекта водоснабжения сельскохозяйственного назначения должны учитываться следующие основные потребители воды:
- • население (хозяйственно-питьевые нужды);
- • коммунальные предприятия (больницы, столовые, прачечные, бани ит.д.);
- • производственный комплекс (животноводческие комплексы, птицефермы, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, ремонтные мастерские, машины, тракторы и т.д.). Основным нормативным документом для проектирования систем
водоснабжения являются строительные нормы и правила СНиП 2.04.02- 84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».
Расчетные среднесуточные расходы воды каждым видом потребителя определяются по установленным СНиП нормам водопотребления (удельное водопотребление), т.е. количество воды, расходуемое потребителями в сутки. Различают нормы хозяйственно-питьевого и противопожарного водопотребления. Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления включают расходы воды на питьевые, бытовые, коммунальные и производственные нужды. Нормы противопожарного водопотребления предусматривают расходы воды на тушение пожаров и зависят от численности населения, размеров населенного пункта и характера его застройки. В системах сельскохозяйственного водоснабжения противопожарные расходы обычно суммируются с хозяйственно-питьевыми и строится одна система хозяйственнопожарного водопровода.
Удельное суточное водопотреблен ие в населенных пунктах зависит от степени благоустройства жилой застройки (табл. 5.1).
Нормы расхода воды животными и птицей зависят от условий их содержания и оборудования животноводческих и птицеводческих помещений. Кроме поения животных и птиц в эти нормы входят расходы воды на мойку помещений, охлаждение молока, приготовление кормов и т.д. (табл. 5.2). При механизированном удалении навоза расход воды увеличивается на 4. 10 л в зависимости от способа удаления.
Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в жилых домах
Степень благоустройства жилой застройки
Среднесуточное водо- потребление на одного жителя за год, л/сут.
внутренним водопроводом и канализацией без ванн
ваннами и местными водонагревателями
ваннами и централизованным горячим водоснабжением
- 125.. .160
- 160.. . 230
- 230.. .350
Здания, не оборудованные водопроводом и канализацией (водопользование из водозаборных уличных колонок)
Нормы расхода воды для животных и птиц
Нормы водопотребления на одну голову, л/сут.
Молодняк КРС в возрасте до 2 лет
Телята в возрасте до шести месяцев
рабочие, верховые, рысистые и некормящие матки
племенные и кормящие матки
Жеребята в возрасте до 1,5 года
Молодняк овец в возрасте до 1 года
Молодняк свиней старше четырех месяцев и свиньи на откорме
Нормы расхода воды на обслуживание машин и оборудования применяются в соответствии с нормами технологического проектирования соответствующих предприятий и комплексов. При отсутствии данных проектов допускаются нормы расхода, приведенные в табл. 5.3.
Нормы потребления воды для работы и обслуживания машин и оборудования
Операции, машины и механизмы
Норма расхода воды
Мойка (на одну единицу техники): тракторов, комбайнов грузовых автомобилей легковых автомобилей
250 л/сут. 500 л/сут. 300 л/сут.
тракторов, комбайнов (в расчете на 736 Вт)
грузовых автомобилей (в расчете на 1 т грузоподъемности)
легковых автомобилей (в расчете на 1 т грузоподъемности)
1 л/сут. 10 л/сут. 10 л/сут.
Ремонт (на одну единицу техники): тракторов автомобилей
1500 л/сут. 700 л/сут.
Обслуживание одного рабочего места в мастерских: механической слесарной столярной кузнечной
35 л/сут. 80 л/сут. 20 л/сут. 40 л/сут.
Обслуживание двигателей внутреннего сгорания (в расчете на 736 Вт): охлаждение без оборота воды охлаждение с оборотом воды работающие на керосине
- 15.. . 30 л/ч 2,25. 4,5 л/ч
- 30.. . 60 л/ч
Работа парового котла
(в расчете на 10 м 2 поверхности нагрева)
Нормы водопотребления тепличных хозяйств и расхода воды на полив улиц и зеленых насаждений приведены в табл. 5.4 и 5.5.
Нормы водопотребления тепличных хозяйств
Объект потребления воды Норма водопотребления, л/м 2
грунтовые зимние и весенние 15 стеллажные зимние 6 Парники:
технический обогрев 6 биологический обогрев 6 утепленный грунт 6
Нормы расхода воды на полив улиц и зеленых насаждений_
Норма расхода воды, л/м 2
Полив городских зеленых насаждений
Полив газонов и цветников
Полив усовершенствованных покрытий тротуаров, проездов,
вручную (из шланга)
Полив посадок на приусадебных участках (за 1 сут.):
Суммируя среднесуточные расходы воды по отдельным видам потребителей, получают средний суточный расход воды объекта водоснабжения (Qcp сут), характеризующий водопотребление:
где qN — среднесуточная норма водопотребления на одного потребителя, л/сут.; N. — количество потребителей.
Режим водопотребления — распределение требуемого объема водопотребления во времени, который следует рассматривать как случайный процесс, формируемый под влиянием большого числа различных факторов. Поэтому для получения точного и экономически обоснованного проектного решения системы водоснабжения необходимо знать расчетные графики потребления воды.
Режим водопотребления в течение года изменяется в зависимости от природно-климатических, социально-экономических и производственных условий. В начальный период эксплуатации водопровода среднесуточное, а следовательно, и годовое водопотребление значительно меньше расчетного. С каждым годом водопотребление возрастает по мере изменения демографической ситуации, благосостояния населения, благоустройства территорий и т.п.
Сезонные колебания водопотребления обусловлены агроклиматическими факторами, сменой видов сельскохозяйственных работ, состава и количества потребителей и т.д. Так, например, на животноводческих фермах в зимний период водопотребление, как правило, стабильное, так как относительно постоянны условия содержания животных (рацион питания, распорядок дня, температура воздуха в помещении). В летний лагерный период из-за переменных погодных условий и непостоянства влажности кормов меняются условия содержания животных, а следовательно, и потребление воды.
Помимо сезонных изменений водопотребления в течение всего года наблюдаются колебания суточных расходов воды, которые могут значительно отклоняться от среднегодового значения. Неравномерное потребление воды в течение суток зависит от погодных условий, режима трудовой деятельности населения и его социально-демографического состава, степени санитарно-технического благоустройства, чередования рабочих и нерабочих дней, показа популярных телевизионных и спортивных программ и многих других случайных факторов, не поддающихся прогнозу.
Если рассматривать часовые расходы, то в ночные часы расход воды минимальный, а днем в некоторые часы достигает максимального значения.
В течение каждого часа водопотребление также колеблется, однако в расчетах наружных водопроводных сетей эти изменения расходов воды не учитывают, полагая часовое потребление воды постоянным.
Изменения суточных и часовых расходов воды изучают путем наблюдений с последующей статистической обработкой. По данным наблюдений строятся суточные графики почасового распределения среднесуточного расхода, на которых часовые расходы выражаются в процентах от суточного объема водопотребления.
На производственных объектах (промышленных предприятиях, животноводческих комплексах и др.) графики часовых расходов воды строят по известным нормам водопотребления на отдельные операции с учетом сроков их выполнения.
Для получения графиков часового водопотребления проводят наблюдения за потреблением воды в ряде населенных пунктов, численность населения которых, климатические условия, санитарно-техническое благоустройство районов жилой застройки, демографический состав и т.д. близки между собой.
Прогноз режима водопотребления необходим для определения регулирующих объемов воды в напорно-регулирующих резервуарах (водонапорных башнях), задания наилучшего режима работы насосно-силового оборудования, затрат энергии на транспортирование воды, оптимального распределения нагрузок между источниками питания, выбора соответствующего оборудования и т.д.
Разработать графики, полностью отражающие все водопотребление рассматриваемого объекта, очень сложно и трудоемко, а порой и практически невозможно, поэтому на практике пользуются приближенными графиками, степень приближения которых в основном зависит от требований проектирования и эксплуатации.
Для обеспечения надежной работы системы водоснабжения и всех ее отдельных сооружений в качестве основного расчетного параметра принимается максимальный суточный расход воды QmaxcyT— Отклонение максимального суточного расхода от среднесуточного, принятого за норму, характеризуется максимальным коэффициентом суточной неравномерности &тахсут. В расчетах систем водоснабжения используется также минимальный расчетный суточный расход, для чего вводится минимальный коэффициент неравномерности &mincyT, показывающий, во сколько раз расчетный минимальный суточный расход меньше среднесуточного.
Эти коэффициенты учитывают уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам и дням. Их значения приводятся в СНиП: к = 1,1. 1,3; к . = 0,7. 0,9. Для сельских населенных пунктов
рекомендуется принимать ?maxcyr= 1,3; *mincvT = 0,7.
Расчетные суточные расходы воды (м 3 /сут.) с учетом коэффициентов суточной неравномерности определяются по формулам
Расчет сооружений, подающих круглосуточно воду с равномерным (зарегулированным) расходом (водозаборы, насосные станции I подъема, очистные сооружения, водоводы), производится по среднечасовому расходу в сутки максимального водопотребления:
Для сооружений, подающих незарегулированные расходы воды (насосные станции II подъема, водопроводные сети, водонапорные башни), рассчитываются с учетом колебаний в течение суток часовых расходов:
где кттц, &minq — коэффициенты часовой неравномерности, значения которых приводятся в нормах проектирования. Условно принимается, что максимальный часовой расход Qmax4 бывает в сутки наибольшего водопотребления, а минимальный — Qmin ч — в сутки наименьшего водопотребления.
Согласно СНиП коэффициенты часовой неравномерности для населенных пунктов определяются по следующим формулам:
где а — коэффициент, учитывающий особенности местных условий (режим работы предприятий, степень благоустройства зданий и т.д.), атах = 1,2..Л,4; amin = 0,4. 0,6; р — коэффициент, учитывающий количество жителей в населенном пункте.
С ростом населения неравномерность водопотребления уменьшается. Значения коэффициентов В и В в зависимости от числа жи- тел ей приведено в табл. 5.6.
Значения коэффициентов Ртах и Pmin
Число жителей, тыс. человек
Максимальный часовой расход (?тахч можно также определить и непосредственно по графику почасового распределения среднесуточного расхода (рис. 5.5).
Расчетные расходы в часы максимального и минимального водопотребления, выраженные в литрах в секунду (л/с):
Рис. 5.5. График почасового распределения среднесуточного расхода: а — график водопотребления; б — график подачи (работы насосной станции); в — среднечасовой расход за сутки