Меню Рубрики

Анализ потребления воды в сельском хозяйстве

Водопотребление жилищно-коммунального сектора в расчёте на 1 чел., м 3 /год в 2010 году по данным Евростата

Использование воды на хозяйственно-питьевые нужды в России в 1995–2012 гг., млн м 3 по данным Статистических материалов Российского водного реестра

Водопотребле́ние – использование водных ресурсов для удовлетворения потребностей населения, коммунально-бытового сектора, промышленности и сельского хозяйства, обязательно предполагающее забор воды из водных объектов. В узком смысле под водопотреблением понимается потребление воды из систем водоснабжения Федеральный закон от 03.06.2006 № 74-ФЗ «Водный кодекс Российской Федерации». .

Выделяют две основные категории водопотребления:

  1. хозяйственно-питьевое и коммунальное – потребление воды для удовлетворения питьевых, бытовых и поливомоечных нужд;
  2. производственное или техническое – потребление воды для технологических нужд промышленного, энергетического и транспортного секторов, противопожарных нужд и т. д. По типам различают возвратное или оборотное водопотребление, заключающееся в многократном использовании воды, и безвозвратное водопотребление, при котором вода используется однократно.

История организованного водопотребления насчитывает несколько тысяч лет – период существования развитых человеческих цивилизаций. Первые сооружения для централизованного водоснабжения и водопотребления населения появились около 3300 до н. э. на территории современного Ирана. Позднее инженерные сети водоснабжения появились в Египте, Иерусалиме, а также в Древнем Риме, где водоснабжением было обеспечено 2 млн жителей и подавалось около 1 млн. м 3 воды/сут, или примерно 500 л/сут на человека. В России первые системы водоснабжения, построенные в XVII в. в Москве и Киеве, снабжали лишь отдельные сооружения – Московский Кремль и Киевскую духовную семинарию. Однако уже в XX в. системы централизованного водоснабжения имелись на территории 215 крупных и больших городов России. Тем не менее, эти инженерные системы не могли обеспечить полноценного водоснабжения, и объём водопотребления в большинстве городов составляла 20–50 л/сут на человека. Лишь в Москве и Санкт-Петербурге этот показатель достигал 100–150 л/сут. Величина удельного суточного водопотребления на душу населения в современном мире колеблется от 30–80 л/чел. в сельской местности до 200–600 л/чел. в городах, в 20–250 раз превосходя первичные физиологические потребности человека, составляющие

С начала XX в., в связи с многократным приростом численности населения и ростом уровня жизни благодаря техническому, экономическому и социальному прогрессу, величина мирового водопотребления стала резко возрастать. В 1900–1950 гг. водопотребление населения планеты возросло в три раза, а с 1950 по 2000 гг. – уже в семь раз. На сегодняшний день динамика роста водопотребления такова, что каждые 8–10 лет мировая потребность в воде возрастает вдвое.

Величина водопотребления населения определяется рядом факторов, в том числе численностью населения, уровнем развития и состоянием жилищно-коммунального хозяйства, культуры водопотребления, климатическими условиями расположения объекта. Величина производственного водопотребления в свою очередь, зависит от структуры и мощности промышленного предприятия, технических особенностей и характеристик используемых технологий.

В целом, водопотребление страны определяется общим уровнем её развития – в развитых странах на долю сельского хозяйства приходится до 50% водопотребления, на долю промышленности – до 40%, на долю коммунально-бытовых нужд – около 10%. Однако в среднем по миру величина водопотребления сельским хозяйством достигает 70–80%, а в развивающихся странах и больше.

По данным на 2012 г. в России основная часть извлекаемой воды (60,2%) используется в промышленности; 15,8% – в сельском хозяйстве и для хозяйственно-питьевых нужд, в т. ч. на орошение – 13,7%. Оставшаяся часть – 10,3% на иные нужды. В 2011 г. суммарный водозабор из природных водных объектов вырос по сравнению с 2010 г. на 1,5% и составил 77640,85 млн м 3 , что составило

Подразумевает потребление воды на приготовление пищи, мытьё посуды, на питьевые нужды, в гигиенических целях, на стирку и влажную уборку. Основная трата воды в быту приходится на работу туалета (35%) и процедуры личной гигиены (принятие ванны, душа и умывание) – 32%. На стирку уходит 12% воды, на мытьё посуды – 10%, на питьё и приготовление пищи – 3%, а на прочие расходы, включая уход за домашними животными и поливку цветов – 8%. Всемирной организацией здравоохранения установлена норма расхода воды – 450 л/сут на душу населения. Однако среднесуточное водопотребление в странах Евросоюза, благодаря высокому уровню бытовой культуры населения и высокой стоимости услуг водоснабжения, значительно ниже этой нормы. Так, в Великобритании – 140 л, в Германии – 130 л, в США чуть больше – около 200 л/сут на человека.

Анализ данных Евростата свидетельствует о том, что в конце первого десятилетия XXI в. максимальная величина водопотребления из централизованных сетей водоснабжения в странах Евросоюза менялась по странам от 76 до 31 м 3 /чел. в год. Этот расчёт осуществлен исходя из общей численности населения конкретных стран. При оценках на основе городского населения приведённые цифры будут более высокими.

В Российской Федерации объём коммунального водопотребления за последние 20 лет неуклонно снижается. В 2012 г. в целом по всей стране они составляли 47–49 м 3 /год, или 129–134 л/сут. на одного человека, а по городам – 64–66 м 3 /год, или 175–181 л/сут. на одного горожанина.

На 2012 г. 67,7% населения Российской Федерации были обеспечены централизованным водоснабжением, остальные 32,3% – нецентрализованным водоснабжением или привозной водой. Водопотребление из централизованных систем водоснабжения имеет тенденцию к ежегодному снижению на 4–6%. Доля подземных вод в общем балансе хозяйственно-питьевого водоснабжения составляет

45%, что намного ниже, чем в большинстве европейских стран, хотя подземные воды, вследствие лучшей защищённости подземных источников от загрязнения, можно с большей эффективностью использовать для коммунального водоснабжения. Более 60% городов и посёлков городского типа удовлетворяют потребности в питьевой воде, используя подземные воды, около 20% из них имеют смешанные источники водоснабжения. В сельской местности доля подземных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении достигает 80%.

Не существует ни одного технологического процесса, который обходился бы совсем без воды. Так, для выплавки одной тонны чугуна и перевода его в сталь и прокат расходуется 50 150 м 3 воды, для производства одной тонны меди – 500 м 3 , для получения одной тонны синтетического каучука и химических волокон – от 2 до 5 тыс. м 3 воды. Наиболее водоёмкими отраслями являются теплоэнергетика, чёрная и цветная металлургия, машиностроение, нефтехимическая, химическая и целлюлозно-бумажная промышленность. Подавляющее число производств использует только пресную воду; новейшим отраслям промышленности (производству полупроводников, атомной техники, полимерных материалов и др.) необходима вода особой чистоты. Расход воды на промышленные нужды суммарно по миру увеличился более чем в 60 раз, достигнув в 2000 г. 1900 км 3 , то время как в 1900 г. потреблялось всего 30 км 3 , в 1950 г. – 190 км 3 , в 1970 г. – 510 км 3 .

В России, как и в большинстве европейских стран, самым водоёмким сектором экономики является промышленность, на долю которой приходится более половины общего объёма суммарного забора воды из природных источников. В совокупности современные промышленные предприятия и тепловые электростанции России расходуют такое количество воды, которое сопоставимо с суммарным годовым стоком Енисея и Лены.

Удельная величина водопотребления на производственные нужды во всех отраслях экономики РФ снизилась с 71 % в 1970 г. до 53 % в середине 1990-х гг. Однако по мере восстановления промышленного комплекса этот показатель стал расти, достигнув 60,2 % к 2012 г.

Стабилизация водопотребления промышленностью связана с активным введением в эксплуатацию мощностей оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, а также общей мировой тенденцией к внедрению водосберегающих технологий. При оборотном потреблении, когда отработанная вода после очистки снова используется в производстве, расход воды резко сокращается, например, тепловая станция при прямоточном водопотреблении расходует 1,5 км 3 /год, при оборотном – 0,12 км 3 /год, т. е. в 13 раз меньше. Тем не менее, использование воды в системах оборотного водоснабжения недостаточно: в России вода осуществляет 3–4 оборота, в то время как в США – 7–8 оборотов.

С семидесятых годов прошлого века значительно изменилась величина водопотребления на нужды орошения и обводнения в России. В начале 1970-х гг. доля использования воды на эти нужды составляла 15% суммарного водопотребления, в начале 1980-х гг. – 23%. В дальнейшем с внедрением водосберегающих технологий, а позднее из-за резкого снижения площади поливаемых (с 4,8 до 2,5 млн. га) и орошаемых (с 6,2 до 4,3 млн. га) земель этот показатель снизился к 2012 г. до 13,2%

В развитых странах происходит переход на водосберегающие технологии и в сельском хозяйстве, так называемому капельному орошению.

источник

Классификация систем водоснабжения.

Мансурова Л.И.

Раздел 1. Водоснабжение малых населённых пунктов

Тема 1.1. Водоснабжение малых населённых пунктов.

1. Классификация систем водоснабжения по назначению.

2. Классификация систем водоснабжения по территориальному признаку.

3. Классификация систем водоснабжения по способу подачи воды.

4.Классификация систем водоснабжения по виду использования природных источников.

Системы водоснабжения классифицируются по следующим признакам:

l по назначению:

1) коммунальные (городов, поселков)

2) производственные (металлургических заводов, хим. комбинатов, тепловых эл. станций и т.д.),

3) сельскохозяйственные (колхозов, совхозов, животноводческих ферм, молочных заводов, теплиц, пастбищ, полевых станов и т.п.),

l по территориальному признаку — локальные и групповые (или районные) водопроводы

l по способу подачи воды — водопроводы самотечные (гравитационные) и с механической подачей воды (с помощью насосов)

l повиду использования природных источников

1) водопроводы, использующие воду из поверхностных источников,

2) — из подземных источников.

Сельскохозяйственное водоснабжение отличается от коммунального и производственного рассредоточенностью водопотребителей и сезонной цикличностью сельскохозяйственного производства. Водопотребители вынуждены перемещаться по всей территории землепользования. В результате, увеличиваются расстояния для передачи воды и затрудняется эксплуатация водоводов.

Производство и обработка с/х продукции связаны с особенностями растениеводства и животноводства. Сельскохозяйственные работы цикличны, что влечет за собой неравномерность водопотребления, следовательно, неравномерную загрузку систем водоснабжения по сезонам года. В связи с этим увеличивается объем регулирующих емкостей и ухудшаются технико-экономические показатели систем. Все эти факторы существенно влияют на выбор схем сельскохозяйственного водоснабжения, типов и конструкций сооружений, гидромашин и аппаратов и их взаимное расположение.

Рассредоточенность с/х объектов обусловливает устройство систем водоснабжения с различной степенью централизации:

  1. децентрализованные — снабжает водой каждый хозяйственный или производственный центр обособленно вне зависимости от других объектов. На каждом объекте предусматривается локальный водопровод, а для небольших водопотребителей — местные устройства водоснабжения.
  2. централизованные — снабжает водой все сельхоз. объекты по единому водопроводу. При этом водозаборные сооружения, очистные и водоводы рассчитываются на подачу воды всем потребителям, находящимся на территории действия системы.
  3. комбинированные— снабжает водой отдельные группы водопотребителей централизованно с помощью групповых водопроводов, другие объекты — имеют локальное водоснабжение.

Централизованные системы водоснабжения, подающие воду в населенные пункты и сельскохозяйственные объекты в пределах поселка, района, области, называются групповыми сельскохозяйственными водопроводами.

Групповые водопроводы экономичнее отдельных водопроводов, т.к. удешевляют потребляемую воду (эксплуатируется одним эксплуатационным управлением, работа узлов регулируется из одной диспетчерской и т.д.)

В зависимости от района обслуживания групповые сельскохозяйственные водопроводы делят на:

— хозяйственные (сельские, поселковые),

В систему сельскохозяйственного водоснабжения включают

  1. водоприемные сооружения,
  2. насосные станции, создающие необходимый напор для передачи воды на очистные сооружения,
  3. сооружения по улучшению качества воды
  4. резервуары и водонапорные башни, являющиеся запасными и регулирующими емкостями
  5. водоводы и водораспределительные сети, предназначенные для передачи воды к местам ее распределения и потребления.

Т.К. водопотребители в сельских населенных пунктах рассредоточены и плотность застройки низкая, воду транспортируют на большие расстояния, поэтому стоимость коммуникаций составляет 70% всей стоимости сооружений водоснабжения.

В сельскохозяйственном водоснабжении используют следующие способы передачи воды:

— передвижными транспортными средствами.

Но чаще используют наиболее совершенный и экономичный способ — по трубам.

Преимущество этого способа:

— подача воды под необходимым напором непосредственно потребителям,

— отсутствие нагревания или замерзания воды.

Контрольные вопросы:

1. Классификация систем водоснабжения по назначению.

2. Классификация систем водоснабжения по территориальному признаку.

3. Классификация систем водоснабжения по способу подачи воды.

4.Классификация систем водоснабжения по виду использования природных источников.

1. Нормы водопотребления в сельском хозяйстве.

3. Определение расчетных расходов воды для системы водоснабжения малых

В сельском хозяйстве вода используется для:

  1. хозяйственно-питьевых нужд,
  2. Коммунальных нужд (котельные, столовые и т.д.),
  3. производственных целей(МТС, мастерские по ремонту с/хоз. техники, тепличное хозяйство и т.д.),
  4. для водопоя скота,
  5. для орошения.

Суммарное водопотребление устанавливается по числу потребителей:

люди + животные + машины + полив + производственные нужды.

Расчетное число водопотребителей в сельских населенных пунктах и хозяйственных центрах устанавливают с учетом перспективы на 10-15 лет.

Строительство водопроводных сетей в сельских населенных пунктах ведется сразу или по очередям.

Причем, число водопотребителей в отдельных хозяйственных центрах (пастбища, фермы, полевые станы) может изменяться по сезонам, поэтому необходимо знать состав водопотребителей в каждом сезоне.

Основной документ для определения водопотребления — перспективный организационно-хозяйственный план развития сельского хозяйства.

Общественные учреждения (больницы, интернаты и т.д.) обычно обслуживают в сельской местности жителей нескольких населенных пунктов и это тоже надо учитывать.

Нормы расхода воды животными зависят от условий их содержания и оборудования животноводческих помещений (таблица среднесуточных норм водопотребления (на поение, приготовление кормов и т.д.) на 1 голову скота в л/сут. на животноводческих фермах — стр. 68, Николадзе).

При механизированном удалении навоза расход воды на 1 голову скота увеличивают на 4 -10л в зависимости от способа удаления.

На пастбищах нормы водопотребления животными меньше, чем при стойловом содержании, т.к. отсутствует расход воды на приготовление корма и уборку помещений.

Нормы расхода воды машинами зависят от их типа, конструкции и мощности.

Для подсчета расхода воды на предприятии пользуются нормами водопотребления (м³) на единицу продукции:

  1. молочный завод на 1 т молока — 10-15 м³,
  2. сыроваренный или маслодельный завод на1 т продукции — 35- 40 м³,
  3. консервный завод на 1т овощей — 10-15 м³,
  4. мясокомбинат на 1т живой массы скота — 6-10 м³,
  5. хлебопекарня на выпечку 1т хлеба — 1,7 м³.

Расчетную продолжительность пожара при определении запаса воды, необходимого для его тушения, следует принимать равной 3 час.

Дата добавления: 2014-01-06 ; Просмотров: 2246 ; Нарушение авторских прав? ;

Читайте также:  Анализ на качество воды питьевой воды

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

На главную Информация Статьи Вода в сельском хозяйстве

В большинстве стран, одной из ведущих отраслей всегда являлось народное хозяйство. Даже в тех государствах, где значительную долю народного хозяйства занимает легкая и тяжелая промышленность или машиностроение, сельскому хозяйству уделяется немало внимания, так как эта отрасль в буквальном смысле кормит население страны. Касаемо России можно отметить, что так исторически сложилось, что наша страна считается почти аграрной державой, тем более, что половина населения России проживает в сельской местности. Бурное развитие сельского хозяйства и благоустройство сельских поселений привели к тому, что на первое место вышел вопрос водоснабжения агропромышленного комплекса и населения сельских районов. Наверное нет такой отрасли народного хозяйства, где вода требовалась в таком количестве, как в сельском хозяйстве. Ежедневно, даже небольшое поселение требует огромные объемы воды, которая идет на обеспечение хозяйственных нужд проживающих в селе людей, а также на животноводческие и птицефермы, на полив полей и теплиц, на предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции и другие нужды. Специалисты по системам водоснабжения давно выделили в отдельную категорию такое понятие как сельскохозяйственное водоснабжение, основой которого являются оросительные каналы и традиционные для сельской местности точки водозабора — колодцы, бурение скважины на воду и добыча, родники и водохранилища.

Как и при проектировании и внедрении любой системы водоснабжение, системы сельскохозяйственного водообеспечения разрабатываются согласно строительным и иным нормам, принятым на территории Российской Федерации. Также, особое внимание уделяется выбору насосного оборудования, станций водоснабжения и фильтров очистки воды. Сегодня, сельскохозяйственное водоснабжения по своему назначению условно разделено на пять основных групп.

  1. Системы полива сельскохозяйственных угодий (полей).
  2. Системы водоснабжения пастбищ.
  3. Системы водоснабжения животноводческих комплексов и птицеферм.
  4. Системы водоснабжения населенных пунктов.
  5. Системы водоснабжения ремонт-технических станций.

Подача воды для бытовых нужд жителей сельских районов, парка автомобильной и сельскохозяйственной техники, ремонтных и иных мастерских, для полива полей и теплиц, предприятий сельскохозяйственного комплекса и комплексов автоматического пожаротушения производится с помощью стандартных насосных станций. В качестве источников воды принято использовать подземные воды, однако, если количество воды в них не удовлетворяет в полной мере потребности указанных категорий потребителей, то возможен водозабор из наземных естественных или искусственных водных резервуаров: реки, озера, ставки и водохранилища. Если качество воды в подземных источниках соответствует ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая», то традиционная система водоснабжения выглядит, как несколько шахтных колодцев или артезианских скважин, оборудованных погружными, реже поверхностными, насосами для подъема воды. Обязательным компонентом такой системы является оборудование водоподготовки, а в некоторых случаях, также используют насосы второго подъема (подкачки) и промежуточные резервуары для хранения воды, так называемые водонапорные башни. При этом, подкачивающее насосное оборудование выбирают таким образом, чтобы оно было в состоянии обеспечить нормальную подачу воду в период пиковых нагрузок на сеть водоснабжения, например при тушении пожара или резком падении давления в системе ввиду объективных причин — засуха, сброс воды из водохранилищ и т. п.

После оборудования точек водозабора и установки насосного оборудования необходимой мощности и систем коллективной фильтрации воды, производят монтаж инженерных коммуникаций и запорной арматуры для подачи воды в культурно-бытовые и административные здания, многоэтажные жилые дома, больницы, дошкольные и учебные заведения, а также бытовые помещения предприятий сельского хозяйства. Водоснабжение частных домовладений осуществляется через колонки, но в последнее время от этой практики отходят, подводя к каждому жилому дому отдельную ветку для подачи воды. Также, практически в каждом сельском населенном пункте, на подворьях можно встретить колодец, являющийся дополнительным источником воды. Что касается поверхностных источников водоснабжения сельских регионов, то в подавляющем числе случаев для подачи качественной воды из них необходима установка мощных водоочистных сооружений. Сегодня, наиболее популярными такими система являются установки для осветления безреагентным способом на медленных фильтрах, которые позволяют добиться необходимого качества воды при относительно небольших затратах. Также, в сельской местности достаточно распространены фильтры обезжелезиватели и другие системы, снижающие концентрацию микроэлементов и механических примесей в воде. Поскольку водоснабжение сельских регионов по-прежнему довольно дорогостоящее предприятие, ввиду значительной удаленности мест забора воды, то специалисты рекомендуют организовывать ее подачу сразу на несколько предприятий сельскохозяйственного комплекса и другие нужды посредством единого водовода и одной или нескольких насосных и очистных станций.

До сих пор большой проблемой является водоснабжение современных животноводческих комплексов, где помимо нужд производства, вода необходима для поддержания в «боевой готовности» систем автоматического пожаротушения. Сегодня, для расчета необходимого количества воды на подобных сельскохозяйственных предприятиях существуют определенные нормы, которые зависят от количества голов животных и возможного тушения пожара в течении трех часов.

Расход кубических метров воды в сутки:

  • животноводческая ферма по производству свинины на 108 тысяч голов — 3000 кубометров;
  • животноводческая ферма по производству говядины на 10 тысяч голов — 600 кубометров;
  • комплекс по производству молока на 1200 голов — 380 кубометров.

Как правило, в традиционную схему снабжения водой животноводческой фермы входят: точка водозабора с насосной установкой (станцией); очистное оборудование; промежуточный резервуар для хранения воды (водонапорная башня); разводящие сети с запорной арматурой. В качестве примера можно привести систему водоснабжения небольшой животноводческой фермы на 400 голов крупного рогатого скота (молочные коровы), где забор воды осуществляется из шахтного колодца погружными электрическими насосами БЦП или ЭЦВ. Для качественного снабжения водой такой фермы требуется водонапорный промежуточный бак, емкость которого должна составлять 12-15% от суточного объема, необходимого для нормального обеспечения комплекса — это водонапорная башня с баком на 25 кубических метров. Колодцы, камеры для погружных насосов, водонапорные промежуточные емкости, трассы для трубопроводов и их смотровые колодцы, как правило, выполнены из железобетона. Сама водопроводная сеть, в том числе вводы в ферму и подсобные помещения комплекса, смонтирована их чугунных, стальных, полиэтиленовых или асбестоцементных труб. Современное насосное оборудование позволяет обеспечивать водой животноводческие комплексы без применения водонапорных башен. В этом случае, на точку водозабора и промежуточный резервуар для воды устанавливаются мощные насосные установки, способные работать в круглосуточном режиме практически без участия человека. Необходимое давление и расход воды в них регулируется автоматически.

источник

По объему потребления воды сельское хозяйство значительно превосходит все другие отрасли народного хозяйства РФ. Использование водных ресурсов в сельском хозяйстве распределяется следующим образом, %: 90,5 – орошение, обводнение; 5,3 – сельское водоснабжение; 4,2 – производственные нужды села; 0,1 – хозяйственно-питьевые нужды.

Водопользование в сельском хозяйстве включает орошение, водоснабжение и обводнение земель. В водохозяйственный комплекс входят также системы осушения переувлажненных и заболоченных угодий, сооружения сброса дренажных вод (после промывки засоленных земель) и другие коллекторно-дренажные сооружения.

Продуктивность земельных угодий в значительной мере зависит от их влагообеспечения. Поэтому важнейшей задачей сельскохозяйственного водопользования в деле обеспечения высокой продуктивности сельскохозяйственных культур является поддержание влажности почвы в необходимых пределах на протяжении всего вегетационного периода.

Орошение и обводнение. Регулирование естественной влажности почвы осуществляется в результате реализации мелиоративных мероприятий. Главной задачей мелиорации земель является обеспечение устойчивости и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, повышение производительности труда и рост доходов предприятий. Мелиорация позволяет вовлекать в сельскохозяйственный оборот малопродуктивные и ранее неиспользованные земли, преобразуя их в высокопроизводительные сельскохозяйственные угодья.

Мелиорация – совокупность организационно-хозяйственных и технических мероприятий по коренному улучшению земель с неблагоприятными водными и воздушными режимами, подвергшихся физическому действию ветра или воды. Внедрение мелиорации обеспечивает устойчивость урожаев и способствует рациональному и комплексному использованию водных и земельных ресурсов.

В отличие от агротехнических мероприятий (вспашка, боронование, борьба с сорняками и др.), действие которых, как правило, продолжается не более года и в течение этого времени окупается прибавкой урожая, действие мелиоративных мероприятий рассчитано на долгие годы. Построенная оросительная система в корне изменяет условия произрастания сельскохозяйственных культур на орошаемой территории, и ее действие продолжается десятилетия, пока узлы и сооружения находятся в исправном состоянии.

Ирригация земель основана на использовании поверхностных или подземных вод, а также сточных вод промышленных и коммунальных объектов.

Оросительные мелиорации включают комплекс мероприятий по искусственному увлажнению почвы, осушительные – по удалению из почвы избытка влаги. Двойное регулирование влажности обеспечивает и искусственное увлажнение почвы, и удаление из нее избытка влаги.

Опреснительные мелиорации обеспечивают удаление из почвы избытка солей, вредных для сельскохозяйственных культур. Противоэрозийные мелиорации предотвращают потери сельскохозяйственных угодий вследствие водной или ветровой эрозии.

Мелиоративные мероприятия, применяемые для улучшения земельных угодий, подразделяют на несколько видов:

• гидротехнические – оросительные, обводнительные или дренажные системы, плотины, водозаборные устройства, каналы;

• агротехнические – специальная обработка почвы (мелиоративная вспашка, профилирование, плантаж, а также применение правильных севооборотов, сроков и норм полива);

• химические – внесение в почву органических и минеральных удобрений, химических веществ (извести, гипса и др.), ядохимикатов;

• лесотехнические – полезащитные лесополосы и противо-эрозионные лесонасаждения, облесение и закрепление песков, оврагов, горных склонов и берегов рек, а также улучшение лесных угодий;

• рекультивационные – восстановление профиля и плодородия почв территорий, использованных ранее под карьеры, рудники, горные выработки, и возвращение их в сельское хозяйство;

• культурно-технические – удаление леса и кустарников, корчевка пней, удаление камней, планировка (выравнивание) поверхности и др.

Системы орошения (ирригации) содержат следующие элементы: сеть каналов различных порядков, насосные станции, сооружения на каналах, а также оградительные дамбы, дороги, линии связи и противоэрозионные гидротехнические сооружения.

Оросительные системы по времени действия или периодичности работы могут быть регулярными и разового действия. К первым относят самотечное, механическое и смешанное орошение, ко вторым – паводковое и лиманное.

В состав сооружений регулярного действия с поверхностным способом орошения входят: источник орошения, головное водозаборное сооружение, магистральный канал и каналы второго, третьего и других порядков, оросительные борозды, водосборные каналы и сооружения на них. Выбор варианта решения и компоновка элементов системы производится с учетом природных условий на основе технико-экономического анализа, учитывающего методы производства работ и условия эксплуатации систем.

Оросительная система проектируется по следующей схеме (рис. 8): магистральный, или главный, самотечный канал, прокладываемый по наивысшим отметкам местности так, чтобы уровни в нем могли господствовать над всей орошаемой площадью, а вода могла самотеком поступать в каналы низших порядков; распределительный канал, проводимый по максимальному уклону местности и обслуживающий отдельные поля севооборота; оросители – временные земельные каналы, распределяющие воду через нарезные оросительные борозды внутри полей севооборота; водосборные каналы (или закрытые дрены) для удаления излишней воды.

К сооружениям оросительной сети относятся: головной шлюз-регулятор открытого либо закрытого типа, подпорные или перегораживающие сооружения, сбросные (концевые) шлюзы.

Рис. 8. Схема оросительной системы:

А – зона самотечного орошения; Б – зона машинного орошения; 1 – река; 2 – головное сооружение; 3 – холостая часть магистрального канала; 4 – насосная станция; 5 – напорный трубопровод; 6 – открытый бассейн; 7 – ветвь магистрального канала; 8 – межхозяйственное распределение; 9 – рабочая часть магистрального канала; 10 – дюкер; 11 – водо-отводящие каналы; 12 – ГЭС; 13 – внутрихозяйственные распределители; 14 – сбросной канал.

Осушение проводится на избыточно увлажненных землях сельскохозяйственных угодий и представляет собой комплекс мероприятий по искусственному удалению части поверхностных и подземных вод и понижению уровней грунтовых вод. Наиболее широко развито горизонтальное осушение земель.

При осушении сеть открытых каналов неглубокого заложения или закрытых дрен и труб собирает воду с осушаемой территории и отводит ее самотеком в водоприемник (рис. 9).

Рис. 9. Схема осушительной системы:

1 – водоприемник; 2 – магистральный канал; 3 – открытый коллектор; 4 – открытые осушители; 5 – нагорно-ловчий канал; 6 – полевая дорога; 7 – труба переезда; 8 – устьевое сооружение; 9 – закрытые дрены; 10 – закрытый коллектор; 11 – смотровой колодец

В состав осушительных систем входят: оградительные устройства: дамбы, нагорные и ловчие канавы, предупреждающие поступление поверхностных и грунтовых вод на осушаемую площадь; регулирующие сооружения – каналы из открытой сети (осушители и собиратели) и дрены – на закрытой, понижающие уровень грунтовых вод до проектной отметки; проводящие сооружения: открытые коллекторы, магистральный канал или трубопроводы (при закрытой сети), принимающие воду от оградительных устройств и регулирующих сооружений и отводящие ее к водоприемнику.

Водоприемники обычно располагаются в балках, оврагах и руслах реки.

В систематическом орошении нуждаются 64 % пашни, около половины всех сенокосов и свыше 90 % пастбищ. Среднегодовой объем воды, расходуемой в России на орошение, составляет 909 км3/год.

Для успешного произрастания каждое растение должно получать определенное количество воды, тепла, света и элементов питания. Регулирование количества тепла и света пока практически не достигнуто современной агротехникой, и задача земледелия состоит в регулировании водного и питательного режимов растений путем современных поливов и внесения удобрений. Урожаи на орошаемых землях выше и лучшего качества, чем на неорошаемых.

Количество воды, потребляемое за вегетационный период, определяется формулой

где Т – транспирация (потребление воды данным видом растения), м3/га; ε – удельная транспирация (водопотребление), м3/ц; У – урожай культуры, ц/га.

Числовое значение ε зависит от вида культуры, климатических факторов, типа почв, урожайности. Например, значения ε для пшеницы – 40. 180 м3/ц; кукурузы – 60. 150 м3/ц; сахарной свеклы – 5. 30 м3/ц; риса – 70 м3/ц. Увеличение подачи воды приводит к повышению урожайности до известного предела, после которого наблюдается обратное явление.

Количество воды, которое необходимо подать на орошаемую территорию за весь вегетационный период, называют оросительной нормой. Оросительная норма соответствует разности между оптимальным водопотреблением возделываемых культур и естественным увлажнением почвы и зависит от природных условий района орошения.

Оросительная норма определяется выражением

где О – осадки; И – испарение; ∆Q запасы воды в почве, ∆Q = Qн + Qк + Qв; здесь Qн подпитка напорными подземными водами; Qк подпитка капиллярным передвижением воды; Qв подпитка за счет конденсации водяных паров.

Оросительные нормы сельскохозяйственных культур приведены в табл. 8.

Оросительные нормы сельскохозяйственных культур, м3/га

Овощные культуры, кормовые травы

Читайте также:  Анализ на глюкозу пить воду

Нормы орошения для одних и тех же культур возрастают по мере продвижения на юг в 2. 2,5 раза. Например, в пригородах Санкт-Петербурга для полива овощей требуется 1. 2 тыс. м3/га, а на юге для тех же целей – 2,5. 5,5 м3/га.

Оросительные нормы (без учета потерь испарения, фильтрации) составляют, тыс. м3/га: для сахарной свеклы – 2,5. 6; зерновых – 1,3. 3,5; многолетних трав – 2. 8; риса – 8. 15.

На практике забор воды на орошение существенно превышает оросительную норму, так как при транспортировке воды часть ее теряется на фильтрацию, испарение, утечки. С учетом этих потерь оросительная норма должна быть увеличена с учетом вышеперечисленных факторов.

Показатель эффективности работы ирригационной системы равен

где q1 и q2 расходы воды, поступающей на поля и взятой из источника орошения. Для систем, в которых не предусмотрена защита от потерь воды, kн = 0,5. 0,55, с облицованными каналами kн = 0,7. 0,8, а с закрытыми трубопроводами kн = 0,90. 0,95.

Оросительная норма делится на несколько поливов для обеспечения необходимого увлажнения пахотного горизонта (активного слоя) почвы. Поэтому оросительную норму подразделяют на несколько поливных норм, объем которых зависит от водно-физических характеристик почвы, особенностей орошаемой культуры и способа полива.

Число поливов и их сроки зависят от орошаемой культуры, способа орошения и природных условий. Так, для сахарной свеклы необходимо 4. 10 поливов, а для кукурузы – 5. 8, продолжительность каждого полива 5. 10 дней.

Орошение сточными водами. Для удовлетворения потребностей населения и сельского производства в условиях дефицита природной воды можно использовать хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды после предварительного их обезвреживания.

Использование сточных вод в земледелии позволяет увлажнить и удобрить почву, а следовательно, поднять продуктивность сельского хозяйства. Применяют сточные воды для орошения после соответствующей обработки, позволяющей сократить содержание в них патогенных бактерий, вирусов и яиц гельминтов. При орошении происходит почвенная очистка сточных вод, эффективность которой зависит от вида грунтов, характера рельефа местности, уровня грунтовьгх вод, количества атмосферных осадков, продолжительности вегетационного периода и т.п. Для орошения могут быть использованы также стоки пищевой промышленности: сахарных, крахмальных, дрожжевых, пивоваренных заводов.

Земледельческие поля орошения (ЗПО) – это специализированная мелиоративная система для приема предварительно очищенных сточных вод, используемых для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий, а также доочистки стоков в естественных условиях.

Устройство ЗПО возможно при следующих почвенно-климатических условиях: хорошая фильтрационная способность грунтов – песков, супесей, легких суглинков, чернозема; спокойный, или слабовыраженный, рельеф местности с уклоном до 0,02. 0,03; уровень грунтовых вод на глубине более 1,5 м от поверхности земли; длительный вегетационный период развития растений и небольшое количество осадков (около 200. 300 мм).

Использование сточных вод в ЗПО позволяет:

– обеспечить разрушение органических веществ в стоках путем минерализации или гумификации;

– освободить стоки от патогенных бактерий, вирусов и яиц гельминтов путем их поглощения и дальнейшего отмирания под влиянием естественных факторов самоочищения в фильтрующем слое почвы;

– предотвратить накопление химических веществ в почве до предела, определяющего ухудшение процессов самоочищения почв и снижающих урожайность;

– устранить загрязнение грунтовых вод химическими веществами и патогенными бактериями; предупредить загрязнение почвенного и атмосферного воздуха.

Все это достигается правильным подбором гидравлической нагрузки стоков на почву.

Наилучший вариант структурной схемы ЗПО определяют следующие факторы:

– природные условия (климат, рельеф, гидрогеология, почва, водный баланс и т. п.);

– хозяйственная деятельность (состояние и перспектива развития сельского хозяйства, наличие рабочей силы и опыта орошения и т. п.);

– характеристика сточных вод (объем, состав, режим подачи, влияние сброса сточных вод на водные объекты и т.п.);

– сведения о комплексном использовании водных ресурсов (состав водопользования, объемы водопотребления и водоотведения, прогнозы качества воды, наличие регистрационных и санитарных зон, заинтересованность водопользователей в совместном использовании сточных вод).

– для приема стоков и орошения в течение всего года (почвогрунты с высоким коэффициентом фильтрации);

– для приема и аккумулирования стоков с орошением только в вегетационный период;

– для приема стоков и орошения только в вегетационный период.

На практике применяют различные схемы ЗПО и их сочетания. При этом компоновка сооружений системы орошения должна отвечать требованиям комплексного использования водных ресурсов при наименьших приведенных затратах.

Параметры, определяющие эффективность работы сооружений ЗПО, рассчитывают в зависимости от режима их работы по удельной нагрузке, которая изменяется от 3 до 30 м3/га·сут, что соответствует оросительным нормам 2. 10 тыс. м3/га.

Санитарные нормы РФ регламентируют возможность возделывания на ЗПО технических, кормовых культур, а также древесно-кустарниковых насаждений.

Введение в севообороты многолетних трав, организация культурных пастбищ позволяют равномерно использовать стоки в течение года, увеличивать саморегулирующую способность и плодородие почвы. Запрещается использовать в ЗПО стоки промышленных предприятий по переработке сырья животного происхождения, инфекционных больниц, боен, ветеринарных лечебниц.

На ЗПО рекомендуются определенные циклы орошения. Например, на пастбищах межполевые периоды составляют 8. 14 дней; перед уборкой – 15. 30 дней; перед выпасом скота – 20 дней. Для ЗПО предпочтительнее почвенное и поверхностное орошение из дождевальных машин.

При устройстве и эксплуатации ЗПО необходимо выполнять требования по охране природы и соблюдать санитарно-гигиенические правила. ЗПО располагают в местах, удаленных более чем на 2 км от берегов водоема рыбохозяйственного назначения (для ценных рыб ширина зоны может быть увеличена). При отведении дренажных вод регламентируется ПДК биогенных веществ, удобрений и ядохимикатов. Условия санитарной безопасности соблюдаются в процессе орошения и водоотведения коллекторно-дренажных стоков.

Орошение теплыми водами. Теплые воды используют для орошения полей, создания требуемого температурного режима в теплицах, а также для обогрева зданий животноводческих комплексов. Вода из водохранилищ – охладителей энергетических объектов – забирается из верхних слоев (температура их на 8. 15 °С выше температуры природных слоев). Теплые воды имеют заметное положительное влияние на урожайность при их подаче в весенний и осенний периоды. Орошение теплыми водами интенсифицирует микробиологические процессы в почве.

Внедрение новых высокопроизводительных машин, механизмов и поливной техники, высокоэффективных способов орошения с использованием систем автоматики и телеуправления позволит значительно повысить эффективность сельского хозяйства в зонах с неблагоприятным климатом.

Существуют различные способы полива земель: поверхностный (самотечный), дождевание и подпочвенное орошение.

Пути повышения эффективности орошения. Одна из важнейших проблем орошаемого земледелия – экономия воды, борьба с ее непроизводительными расходами и потерями. Нерациональный расход воды нередко происходит из-за несовершенства ирригационных систем, построенных без водорегулирующих устройств и водоизмерительных приборов, без коллекторно-дренажной сети. Такие оросительные системы подлежат реконструкции для рационализации структуры посевов и оросительных норм, а также снижения всех видов потерь воды.

В первую очередь необходимо снижение потерь воды на испарение и фильтрацию во время транспортировки ее от источников к орошаемым площадям и во время полива. Для этого переходят от каналов в земляном русле к каналам, облицованным водонепроницаемыми материалами, и к закрытой оросительной сети. Экономию воды может дать распространение подпочвенных аэрозольных и капельных способов орошения, а также внедрение рациональных поливных норм и составление тщательно увязанных графиков полива с учетом агротехнических планов водопользования и обработки почвы.

При дождевании и поверхностных способах полива нередко наблюдаются разрушение и смыв почвы на орошаемой территории, т. е. ирригационная эрозия. Для предотвращения этого явления рекомендуется проводить предполивное рыхление. В засушливых районах одной из важнейших проблем является борьба с вторичным засолением земель. При больших нормах полива происходит подъем уровня засоленных грунтовых вод, влагоиспарение и образование соли. Такое засоление называют вторичным. При содержании солей в почве свыше 0,3 % массы сухой почвы начинается угнетение растений.

источник

Основные отличия сельскохозяйственного водоснабжения от бытового и промышленного видов. Физические и химические свойства воды, анализ ее бактериологической зараженности. Методы очистки воды: отстаивание, фильтрация, хлорирование, бактерицидное облучение.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сельскохозяйственное водоснабжение. Система водоснабжения, ее структура и классификация

Требования, предъявляемые к качеству воды

Качество воды и способы его улучшения

Сельскохозяйственное водоснабжение. Система водоснабжения, ее структура и классификация

Сельскохозяйственное водоснабжение — это отрасль водного хозяйства, в задачи которого входит удовлетворение бытовых и производственных потребностей в воде объектов сельского хозяйства.

Основные отличия сельскохозяйственного от бытового и промышленного водоснабжения заключается в рассредоточенности потребителей и сезонной цикличности сельскохозяйственного производства. Вода в сельском хозяйстве расходуется на хозяйственно-питьевые нужды населением, коммунальными предприятиями (школа, торговый центр), животноводческими фермами и комплексами, предприятиями по первичной переработке сельскохозяйственной продукции, производственными зданиями и т.д. Таким образом, можно сказать, что вода расходуется потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям:

1. Расход воды на хозяйственно-питьевые (бытовые) нужды населения. Сюда входят все расходы воды, связанные с бытом людей: питье, приготовление пищи, умывание, стирка, поддержание чистоты жилищ и т.п. К этой же категории могут быть отнесены все расходы воды, необходимые для обеспечения благоустройства поселка: полив улиц, зеленых насаждений и т.п.

2. Расход воды для производственных (технических) целей на предприятиях промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т.п. К ним относятся парообразование, охлаждение, конденсация пара, изготовление различных фабрикатов, промывка продукции и т.д.

3. Расход воды для пожаротушения.

Специфической особенностью сельскохозяйственного водоснабжения является то, что сельскохозяйственное производство ведется на обширных территориях, что обуславливает рассредоточенность населенных пунктов и различных водопотребителей по площади землепользования. Кроме того, водопотребители (люди, животные, машины), выполняя производственные операции (вспашка, уборка, пастьба животных), перемещаются по территории. Все это увеличивает дальность транспортировки воды, усложняет системы водоснабжения и затрудняет их эксплуатацию.

Системой водоснабжения называется комплекс сооружений для получения воды из природных источников, ее очистки, транспортировки и подачи потребителям. Системы водоснабжения состоят из следующих видов водопроводных сооружений:

— водозаборных сооружений, с помощью которых осуществляется забор воды из природных источников;

— насосных станций, поднимающих воду из водозабора и подающих ее в водопроводную сеть или водонапорную башню;

— очистных сооружений, осуществляющих очистку природной воды в соответствии с требованиями потребителя;

— водопроводной сети, транспортирующей воду к потребителям;

— регулирующих и запасных емкостей для хранения воды.

Водопроводом называют централизованную систему водоснабжения, в которой подача и распределение воды осуществляются по трубам

Системы водоснабжения могут быть классифицированы по ряду основных признаков. По назначению, например, различают системы водоснабжения (водопроводы) населенных пунктов и системы производственного водоснабжения (производственные водопроводы). В свою очередь, производственные водопроводы разделяют по отраслям промышленности (водопроводы тепловых электростанций, водопроводы металлургических заводов и т. д.); и системы сельскохозяйственного водоснабжения.

Все системы водоснабжения можно классифицировать по следующим характерным признакам:

— виду использования природных источников:

· системы водоснабжения, получающие воду из поверхностных источников (реки, озера и моря);

· системы водоснабжения, получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские, грунтовые воды);

· самотечные системы (гравитационные);

· с механической подачей воды (с помощью насосов)

Растениеводство и животноводство тесно связано с непрерывно изменяющимся производственным фактором, которым обуславливается циклическое чередование сельскохозяйственных работ. Эти обстоятельства приводят к неравномерной нагрузке систем водоснабжения, влияют на технико-экономические показатели

При обслуживании одной системой водоснабжения ряда объектов устраивают, как было сказано, групповые или районные системы водоснабжения. В пределах одного объекта в соответствии с объединением различных функций устраивают водопроводы хозяйственно-питьевые, хозяйственно-противопожарные и хозяйственно-производственные.

Требования, предъявляемые к качеству воды

Требования к качеству воды, используемой для водоснабжения, различны и зависят от того, для каких целей она расходуется. Оценка качества воды в источнике водоснабжения, предназначенном для хозяйственно-питьевых целей, осуществляется исходя из положений, указанных в ГОСТ 276.1-57 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения (Правила выбора и оценки качества)». Согласно этому ГОСТ в первую очередь нужно отдавать предпочтение артезианским водам; при отсутствии таких вод следует ориентироваться на другие источники в следующем порядке: межпластовые безнапорные воды, грунтовые воды, воды открытых водоемов (водохранилища, реки, озера, каналы). Животноводческий комплекс или ферма должны быть обеспечены водой питьевого качества в соответствии с ГОСТ 2874-73. При невозможности подачи воды питьевого качества на все нужды фермы (в районах с дефицитом пресной воды), допускается применять минерализованную воду. Такая вода может быть использована для поения животных, приготовления кормов, уборки помещений, а также мытья животных.

При мембранных методах опреснения (электродиализ и гиперфильтрация) требуемые уровни минерализации легко могут быть достигнуты, однако при этом солевой состав воды ограничивается в основном натрием и хлоридами, что, по-видимому, не может компенсировать (в физиологическом отношении) разнообразия ионного состава подземных вод. В связи с этим должна быть предусмотрена возможность применения дополнительных приемов, которые могут улучшить качество опресненной воды.

В воде выбранного источника хозяйственно-питьевого водоснабжения содержание сухого остатка не должно превышать 1000 мг/л, сульфатов — 500 мг/л, хлоридов — 350 мг/л, общая жесткость не выше 7 мг-экв/л. Вода должна быть прохладной, освежающей; запах и привкус при температуре 20°С не должны быть более 3 баллов. В подземных источниках водоснабжения допускается использование воды с содержанием железа (суммарного) до 1 мг/л. Присутствие в воде подземных источников, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, искусственных радиоактивных веществ не допускается.

Если вода источника водоснабжения не отвечает санитарным требованиям, то перед подачей в сеть ее необходимо улучшить до соответствующих норм. Однако организовать улучшение качества воды при эксплуатации скважины очень сложно, особенно на небольших водопроводах. Для работы очистной станции даже при проведении одного только обеззараживания воды простым хлорированием требуются постоянный квалифицированный персонал и дефицитные реагенты. Таким образом, следует стремиться проектировать разведочно-эксплуатационные скважины с расчетом получения воды, которая по своим качествам уже отвечает требованиям ГОСТ.

Рекомендуемая температура воды для поения животных 5-15° С. Теплая вода плохо утоляет жажду у животных. Слишком холодная вода уменьшает продуктивность скота и вызывает необходимость повышенного расходования кормов.

Качество воды и способы его улучшения

сельскохозяйственный водоснабжение очистка фильтрация

В зависимости от назначения, к качеству воды предъявляют различные требования. Качество воды, используемой для хозяйственно-питьевых нужд, определяется стандартом (СанПиН 2.1.4.559-96); для производственных — специфическими требованиями производства. Качество воды характеризуется её физическими, химическими и бактериологическими свойствами.

Читайте также:  Анализ на гепатит в воду выпила

Основные физические свойства воды:

Мутность: зависит от содержания в воде взвешенных веществ в мг/л. Количество взвеси в воде определяют весовым способом или мутномерами. Принцип действия мутномера основан на способности взвесей поглощать и отражать лучи света, а световой поток измеряют фотоэлементом. По мутности воды подразделяются на следующие классы:

· маломутные: до 50 мг/л взвесей;

· среднемутные: от 50 до 250 мг/л;

· мутные: от 250 до 2500 мг/л;

· высокомутные: более 2500 мг/л.

Стандарт на питьевую воду допускает мутность до 1,5 мг/л.

Прозрачность (способность воды пропускать лучи света): зависит от мутности примерно в обратной пропорциональности. Она определяется путём просматривания через слой воды, налитой в стеклянный цилиндр, стандартный шрифт или чёрный крест с толщиной линий 1 мм на белом фоне. Прозрачность выражается в сантиметрах, через которые читается шрифт или различаются линии креста.

Стандарт допускает прозрачность более 30 см по шрифту и более 300 см по кресту. Примерное соотношение между прозрачностью и мутностью следующее:

Прозрачность по кресту, см

Цветность: обусловлена наличием в воде гуминовых веществ. Цветность определяют путём сравнения цвета исследуемой воды с искусственно подкрашенными эталонами. В качестве эталона краски берут водные растворы стойких, не выцветающих солей платины и кобальта. Цветность выражается в градусах платинокобальтовой шкалы, разделённой на 500°.

Вкус и запах: зависят от растворённых в воде газов, минеральных солей и органических примесей. Определяют вкус и цвет при температуре 20°С по пятибалльной системе. Слабый вкус и запах не поддающийся обнаружению потребителем воды оценивается в 1 балл. Далее с появлением вкуса и запаха число баллов увеличивается.

Стандарт допускает 2 балла для бытовых нужд и 3 балла для производственных целей в сельскохозяйственном водоснабжении.

Основные химические свойства:

Сухой остаток: характеризует общее содержание растворённых в воде химических веществ. Его определяют путём выпаривания предварительно профильтрованной воды.

Стандарт допускает 1 ООО мг/л.

Жёсткость воды: обусловлена наличием в ней растворённых солей кальция и магния. Жёсткость выражается в мг-экв/л — это содержание в миллиграммах элементов кальция и магния в 1 литре воды, разделённое на их эквивалентную массу.

Стандарт допускает 7 мг-экв/л.

— Активная реакция воды (водородный показатель рН): характеризует кислотность или щёлочность воды, по нему судят об агрессивности водной среды.

Стандарт допускает рН = 6,5 — 7,5.

Баланс химических элементов очень важен для потребителя. Из-за избытка или недостатка тех или иных включений в воде, могут проявляться те или иные последствия, как положительные, так и отрицательные. Рассмотрим основные их виды. Фтор. Избыток его в воде может вызвать заболевание и разрушение эмали зубов, а недостаток — кариес. Стандарт допускает 0,7 — 1,5 мг/л. Йод. Элемент содержится в воде обычно в небольших количествах, а иногда вообще отсутствует. Его отсутствие или малое содержание в воде может вызвать заболевание щитовидной железы. Стандарт допускает 0,0001 мг/л. Соединения азота: аммиак, соли азотистой кислоты (нитриты) и азотной кислоты (нитраты) чаще всего образуются в воде при разложении белковых и других органических веществ. Стандарт допускает 10 мг/л.

Бактериологическая заражённость воды характеризуется общим числом бактерий, содержащихся в 1 мл воды, а также содержанием в 1 л воды кишечных палочек (коли-бактерий). Большинство бактерий, встречающихся в природной воде, безвредно для человека. Тем не менее, в воде также могут находиться и болезнетворные (патогенные) бактерии и микроорганизмы, вызывающие инфекционные заболевания, такие как холера, дизентерия, туляремия, брюшной тиф и др. Патогенные бактерии появляются в воде главным образом при попадании в неё экскрементов человека и животных. При бактериологических анализах определяют содержание в воде кишечных палочек, постоянно живущих в кишечнике человека и животных. Кишечная палочка сама по себе не является болезнетворной бактерией, но обнаружение её в воде свидетельствует о загрязнении её фекальными водами, а, следовательно, и о возможности попадания болезнетворных бактерий.

Пробы воды для бактериологического анализа берут в чистую стерильную посуду и доставляют в бактериологическую лабораторию немедленно (не позднее чем через 12 часов). При анализах воды определяют общее число бактерий в 1 мл воды; число кишечных палочек в 1 л воды (такой показатель называется коли-индекс); объём воды в мл, в котором содержится одна кишечная палочка (такой показатель называется коли-титр).

Стандарт по бактериологической загрязнённости воды допускает общее количество бактерий в 1 мл — 100, коли-индекс — 3 и коли-титр — 300.

Если качество воды не соответствует вышеуказанным стандартам, то она подвергается очистке.

Очистка воды заключается в её осветлении, обесцвечивании, дезодорации (устранении запахов и привкусов) и обеззараживании. Воду осветляют, то есть устраняют её мутность, удаляя из неё взвешенные вещества и коллоиды. Осветление воды включает в себя два процесса:

— отстаивание: осаждение из неё взвешенных веществ;

— фильтрование: пропуск её через слой фильтрующего материала.

Отстаивание воды производится в специальных бассейнах — отстойниках, фильтрование — на фильтрах. Отстойники (горизонтальные, вертикальные) — сооружения, предназначенные для осаждения под силой тяжести в основном крупных по размеру и массе частиц, находящихся в воде во взвешенном состоянии. Время отстаивания воды зависит от крупности содержащихся в ней взвешенных частиц. Чем меньше частицы, тем больше времени требуется для их осаждения. Для интенсификации процесса очищения применяют коагулирование взвесей. Коагуляцией называется процесс укрупнения, агрегации коллоидных и тонкодиспергированных примесей воды, происходящий вследствие взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения. Процесс коагуляции завершается образованием видимых невооруженным глазом агрегатов — хлопьев. Различают коагуляцию в свободном объеме (в камерах хлопьеобразования) и контактную коагуляцию, протекающую в толще зернистой загрузки или в массе взвешенного осадка. Если говорить подробнее, то процесс происходит при помощи добавления в воду химических веществ — коагулянтов. Последние, распадаясь на катионы и анионы, нейтрализуют отрицательно заряженные частички взвесей, что позволяет им слипнуться в более крупные объёмы и быстрее выпасть в осадок. В то же время коагулянты, вступая в реакцию с растворёнными в воде солями, образуют хлопья, которые собирают частицы взвесей и увлекают их в осадок.

Самым распространённым коагулянтом в России является сернокислый алюминий (химическая формула Al2(S04)3), или как его ещё называют — глинозём. В среднем для осветления 1 л воды требуется 40 — 150 мг глинозёма, в зависимости от качества природной воды.

После осаждения взвесей вода поступает на фильтр, где, проходя через слой фильтрующего материала, она освобождается от не успевших выпасть в осадок взвесей и где завершается процесс полного осветления воды.

Для фильтрования воды на водопроводных очистных станциях устраивают водоочистные фильтры. Фильтрация — это следующий после коагуляции и отстаивания процесс для освобождения воды от взвешенных веществ, оставшихся после первых этапов очистки. Сущность фильтрации заключается в пропуске воды через мелкопористый материал (с зернистой загрузкой), на поверхности, в верхнем слое (или в толще) которого задерживаются взвешенные частицы. Фильтр — ёмкость, в которую загружают слой зернистого фильтрующего материала (песка, дробленого антрацита, керамзита, мраморной крошки и др.). Поданная на фильтр вода проходит через фильтрующий слой, оставляя в нём взвеси, собирается дренажным устройством и отводится в резервуар чистой воды. Фильтрующая среда постепенно загрязняется задержанными ей взвесями и требует периодической очистки или промывки водой.

Интенсивность процесса фильтрации измеряется количеством воды в кубических метрах, прошедшей за 1 час через 1 м 2 площади фильтра. Следовательно, величина, характеризующая интенсивность фильтрации, имеет размерность скорости (м 3 /час·м 2 = м/час), поэтому её принято называть скоростью фильтрации.

По скорости фильтрации все фильтры можно разделить на такие типы:

— медленные, в которых VФ от 0,1 до 0,5 м/час;

— скорые, в которых VФ от 5 до 50 м/час.

Медленные фильтры впервые начали применяться в Англии в 1829 г. В этих фильтрах осветление воды достигают в основном за счёт плёночного фильтрования. Мелкозернистая фильтрующая загрузка, имея мелкие поры, вначале задерживает на своей поверхности наиболее крупные частицы. Последние, заклиниваясь в порах, сужают их сечение, благодаря чему начинает задерживаться более мелкая взвесь. Этот процесс быстро прогрессирует, в порах задерживаются всё более и более мелкие частицы, а затем коллоиды и даже бактерии. Так на поверхности фильтра образуется фильтрующая плёнка с очень мелкими порами. После этого качество профильтрованной воды становится очень высоким. Задержанные плёнкой бактерии и органические вещества обусловливают возникновение в ней биологических процессов, включая развитие низших организмов, поглощающих бактерий. В результате биологических процессов большинство (до 99%) бактерий, находящихся в воде, задерживается плёнкой и погибает. Созревшую фильтрующую плёнку медленных фильтров называют биологической. Для созревания биологической плёнки медленного фильтра необходимо 2-3 суток. Очистка медленного фильтра заключается в снятии верхнего слоя (3-5 см) фильтрующего материала вместе с биологической плёнкой и промывки всего слоя фильтрующего материала. Работает фильтр циклично. Период его работы между двумя чистками называют фильтроциклом. Фильтроцикл медленного фильтра составляет 40 — 60 суток. Но самое главное, воду на медленных фильтрах можно очищать, не применяя реагенты.

Скорые фильтры появились в 1884 году и почти вытеснили медленные, так как, имея большую производительность, требовали меньшей площади и были экономичнее в эксплуатации. В этих фильтрах осветление воды достигается в основном за счёт объёмного фильтрования. В них применяют относительно крупнозернистую фильтрующую загрузку, обладающую повышенной грязеёмкостью. Биологическая плёнка на скорых фильтрах не успевает образовываться, так как их фильтроцикл длится всего 8-12 часов. На скорые фильтры подают воду, предварительно обработанную реагентами. Многие бактерии — возбудители опасных инфекционных заболеваний могут распространяться через воду. В результате отстаивания и фильтрования из воды удаляется до 95% бактерий. Для уничтожения оставшихся микроорганизмов — воду обеззараживают. С этой целью используют жидкий хлор, гипохлорит натрия, полученные электролитическим путём озон, двуокись хлора и бактерицидное облучение.

Хлорирование. Хлорирование является наиболее распространённым методом обеззараживания воды. Для хлорирования используют хлорную известь или газообразный хлор. Обычно применяют двойное хлорирование, добавляя хлор перед отстаиванием и после фильтрации.

Хлор доставляют на станцию в сжиженном виде в баллонах. Из них хлор переливают в промежуточный баллон, где он переходит в газообразное состояние. Газ поступает в хлоратор. Здесь он растворяется в водопроводной воде, образуя хлорную воду, которая вводится в трубопровод, транспортирующий воду, предназначенную для хлорирования.

Озонирование. Озонирование заключается в окислении бактерий атомарным кислородом, образующимся при распаде озона. Озон одновременно уменьшает цветность, вкусы и запахи воды. Озон в виде озоно-воздушной смеси получают в электрических озонаторах из кислорода воздуха. Перемешивание озоно-воздушной смеси с водой происходит в специальных колоннах и резервуарах с помощью механических мешалок, эжекторов-смесителей и других приспособлений.

Бактерицидное облучение. Способ очистки воды, который осуществляется с использованием ультрафиолетовых лучей, под действием которых находящиеся в воде бактерии погибают. Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей объясняется возникающими при облучении фотохимическими процессами в веществе бактерий. Источником ультрафиолетовых лучей служат электрические кварцевые ртутные или аргоно-ртутные лампы. Эти лампы располагаются в специальных камерах, через которые пропускается вода.

В случае организации централизованной подачи питьевой воды и небольшие объекты (поселки, пансионаты, дома отдыха и т.д.) при использовании в качестве источника водоснабжения поверхностных водоемов для очистки воды могут применяться компактные сооружения небольшой производительности. Примером такой установки служит компактные «Струя», производительность которой ранжируется от 25 до 800 м 3 /сут. В её состав входят: трубчатый отстойник, фильтр с зернистой загрузкой, оборудование для приготовления и дозирования реагентов и бак для промывной воды.

Определение расходов на участках водопроводной сети. Среднесуточный расход воды на объекте. Расчет емкости напорного бака, выбор водонапорной башни и насоса. Потребление воды в зависимости от времени суток. Часовая неравномерность водопотребления.

контрольная работа [30,8 K], добавлен 15.03.2015

Проект и расчет системы водоснабжения сельскохозяйственного объекта в д. Гончаровка. Оценка потребностей в воде различных потребителей. Сущность и гидравлический расчет параметров сети водоснабжения. Схема и основные принципы установки водяного насоса.

курсовая работа [84,3 K], добавлен 16.09.2010

Санитарно-топографическое исследование водоисточника. Определение окисляемости, жесткости и химического состава воды; методы ее очистки и обеззараживания. Изучение способов санитарно-гигиенической оценки силоса и корнеклубнеплодов, зерна и комбикорма.

методичка [55,0 K], добавлен 21.05.2012

Водоснабжение животноводческих предприятий. Устройство и расчет водопойного пункта, ориентировочные размеры корыт, емкость водонапорных башен. Насосно-силовое оборудование на пастбищах. Системы обеззараживания и очистки воды. Режимы поения животных.

презентация [7,2 M], добавлен 20.11.2014

Анализ сущности и видов сельскохозяйственных мелиораций. Сточные воды: понятие, классификация, методы и способы очистки. Деление сточных вод по агромелиоративным показателям. Схема очистки сточных вод животноводческих комплексов крупного рогатого скота.

курсовая работа [73,9 K], добавлен 11.06.2010

Выбор места под плотину. Постоянный объем воды в пруду. Определение потерь воды из пруда на испарение и фильтрацию. Расчет сечения водоподводящего канала. Перенос плана плотины на местность. Дождевальные устройства, используемые в лесном хозяйстве.

курсовая работа [197,9 K], добавлен 12.10.2014

Существующие способы снабжения водой ферм. Технологический расчет и выбор оборудования. Графики потребления воды. Расчет водопроводимости, энергетический расчет. Ветеринарные требования и техника безопасности. Схема механизированного водоснабжения.

курсовая работа [2,9 M], добавлен 24.04.2013

Вода в природе: классификация, загрязнение, очистка, обеззараживание и гигиенические требования. Виды систем водоснабжения: паспортизация, санитарная охрана источников, государственный контроль. Роль воды в организме животных; устройство и режим поения.

курсовая работа [60,3 K], добавлен 05.01.2011

Основные расчетные физические характеристики: плотность грунта и минеральной части грунта, естественная влажность. Определение удельного веса сухого грунта, коэффициента пористости и водонасыщения грунта. Плотность грунта, облегченного весом воды.

презентация [119,7 K], добавлен 10.12.2013

Формы воды в почве и степень ее доступности для растений. Предупредительные меры борьбы с сорняками. Обработка почв, подверженных ветровой эрозии. Характеристика яровых зерновых культур как предшественников. Фосфорные удобрения, их свойства и применение.

контрольная работа [21,9 K], добавлен 19.10.2010

источник