Полное меню
ПРИЛОЖЕНИЕ
2
|
Внутренний диаметр трубопровода, мм |
Нормы естественной убыли воды при подаче по напорным трубопроводам в килограммах на 1 км ВС за час |
|||
стальных |
чугунных |
асбестоцементных |
железобетонных |
|
100 |
16,8 |
42 |
- |
- |
125 |
21 |
54 |
- |
- |
150 |
25,2 |
63 |
- |
- |
200 |
33,6 |
84 |
118,8 |
120 |
250 |
42 |
93 |
133,2 |
132 |
300 |
51 |
102 |
145,2 |
144 |
350 |
54 |
108 |
157,2 |
156 |
400 |
60 |
117 |
168 |
168 |
450 |
63 |
126 |
177,6 |
180 |
500 |
66 |
132 |
188,4 |
192 |
600 |
72 |
144 |
- |
204 |
700 |
78 |
153 |
- |
222 |
800 |
81 |
162 |
- |
234 |
900 |
87 |
174 |
- |
252 |
1000 |
90 |
180 |
- |
264 |
1100 |
93 |
- |
- |
276 |
1200 |
99 |
- |
- |
288 |
1400 |
105 |
- |
- |
300 |
1600 |
111 |
- |
- |
312 |
1800 |
117 |
- |
- |
372 |
2000 |
126 |
- |
|
414 |
Примечание.
Для чугунных трубопроводов со стыковыми соединениями на резиновых уплотнителях норму естественной убыли воды следует принимать с коэффициентом 0,7.
Для трубопроводов из ПВД и ПНД со сварными соединениями и трубопроводов из ПВХ с клеевыми соединениями норму естественной убыли воды следует принимать как для стальных трубопроводов, определяя этот расход интерполяцией по величине внутреннего диаметра.
Для трубопроводов из ПВХ с соединениями на резиновых манжетах норму естественной убыли воды следует принимать как для чугунных трубопроводов с такими же соединениями, эквивалентных по величине наружного диаметра, определяя этот расход интерполяцией.
2.2. Нормы естественной убыли воды при хранении в РЧВ, размещенных на ВС, принимаются 0,125 кг на 1 м2 смоченной поверхности РЧВ в час (см. п. 7.33 СНиП 3.05.04-85*).
2.3. Естественную убыль на испарение при хранении в РЧВ учитывать не следует.
2.4. Нормы естественной убыли воды на ветровой и капельный унос при эксплуатации фонтанов принимаются 20 кг на 1 м3 воды, находящейся в оборотной системе фонтана в течение часа.
2.5. Нормы естественной убыли воды на испарение при эксплуатации фонтанов принимаются в зависимости от среднемесячной температуры наружного воздуха по табл. 2.
Нормы естественной убыли воды на испарение при эксплуатации фонтанов в килограммах на 1 м3 воды, находящейся в оборотной системе фонтана в течение часа
Температура воздуха, °С |
0 |
10 |
20 |
30 |
Норма, кг/м3ч |
1 |
1,2 |
1,4 |
1,5 |
Примечание. При промежуточных значениях среднемесячной температуры наружного воздуха норма естественной убыли воды на испарение определяется интерполяцией.
3.1. Естественная убыль при транспортировке воды для передачи абонентам определяется по формуле:
(1)
где:
li - протяженность i-го участка ВС постоянного диаметра и материала, км;
ni - норма естественной убыли, кг/км ч, определяемая по табл. 1;
t - продолжительность расчетного периода, ч;
N - количество участков ВС постоянного диаметра и материала.
3.2. Естественная убыль воды при хранении в РЧВ, размещенных на ВС, определяется по формуле:
(2)
где:
Fi - площадь смоченной поверхности i-го РЧВ. Площадь смоченной поверхности определяется при наполнении резервуара до половины рабочей глубины;
0,125 - норма естественной убыли воды при хранении в РЧВ, кг/м2 ч, см. п. 2.2;
t - продолжительность работы i-го РЧВ за расчетный период, ч;
N - количество РЧВ.
3.3. Естественная убыль воды на ветровой и капельный унос при эксплуатации фонтанов определяется по формуле:
(3)
где:
Qi - объем воды в оборотной системе фонтана, м3;
qИсп - норма естественной убыли на ветровой и капельный унос, кг/м3 ч, см. п. 2.4;
t - продолжительность работы i-го фонтана за расчетный период, ч;
N - количество фонтанов.
3.4. Естественная убыль воды на испарение при эксплуатации фонтанов определяется по формуле:
(4)
где:
Qi - объем воды в оборотной системе фонтана, м3;
qИсп - норма естественной убыли на испарение, кг/м3 ч, см. табл. 2;
t - продолжительность работы i-го фонтана за расчетный период, ч;
N - количество фонтанов.
Для изучения состояния водопроводной сети, режима ее работы и выявления скрытых утечек воды проводятся следующие виды обследований и измерений на водопроводной сети, результаты которых используются при оценке объемов скрытых утечек (приложение 4):
- измерение расходов и напоров на определенных участках сети;
- телевизионный контроль внутреннего состояния трубопроводов;
- проведение манометрической съемки водопроводной сети;
- определение повреждений на водопроводной сети.
1. Телевизионный контроль
Проводится с целью выявления внутреннего состояния трубопроводов, составления паспортов (дефектных карточек) технического состояния водопроводных сетей, определения качества выполнения строительно-монтажных работ при прокладке новых и реконструированных трубопроводов.
2. Манометрическая съемка водопроводной сети
Манометрическая съемка проводится с целью выявления участков с повышенным сопротивлением, определения напоров у потребителей и оптимизации режима работы водопроводной сети. Манометрическая съемка позволяет также обнаружить нарушения и сбои в работе водопроводной сети, вызванные, например, авариями на сети. Для проведения съемки в диктующих контрольных точках сети устанавливаются манометры, показания которых фиксируются одновременно в определенное время суток и заносятся в компьютер. Первичные манометры могут быть снабжены накопителями информации, которые позволяют непрерывно записывать и анализировать первичные данные в течение заданного срока (до 10 дней).
3. Определение мест повреждений на водопроводной сети
Производится путем фиксирования места возникновения акустических сигналов, которые возникают при истечении воды при повреждении напорных трубопроводов (свищ, расстыковка, трещина и др.). Применяются акустические и электронно-акустические способы определения мест повреждений напорных трубопроводов:
- способ акустического поточечного прослушивания с поверхности земли трассы водопровода. Прослушивание трассы проводится через каждые 1-3 м с помощью геомикрофонов. Результаты измерений заносятся в память прибора, по которым и определяется место повреждения;
- корреляционный способ поиска скрытых повреждений заключается в том, что акустические сигналы, наведенные повреждением трубопровода, преобразуются в электрические сигналы и передаются в усилитель прибора-коррелятора. На корреляционный блок подаются радиосигналы от двух усилителей (излучателей), расположенных в начале и конце исследуемого участка. Коррелятор производит обработку поступающих данных и вычисляет расстояние от места утечки до ближайшего излучателя по формуле:
где:
D - длина исследуемого участка;
V - скорость распространения звука в воде;
Dt - разница во времени распространения звука от места утечки до каждого излучателя;
- электронно-акустический способ с датчиками шума (например, Permalog и др.).
Электронно-акустический способ позволяет определять возможные утечки на водопроводных сетях большой протяженности. Комплект приборов состоит из датчиков (регистраторов) и приемника. Датчики фиксируют место появления и интенсивность шума на водопроводной сети. Чувствительность регистратора, исходя из уровня чувствительности, не превышает 250 м, в связи с этим для обследования района необходимо расставлять систему датчиков, распределяя их согласно топологии водопроводной сети. Приемник сигналов устанавливается в автомобиле, служит для автоматического считывания показаний с ближайших датчиков посредством радиосвязи. Точное место утечки впоследствии определяют с помощью акустического коррелятора. Таким образом, за малый промежуток времени можно обследовать большие участки водопроводных сетей.
В процессе регистрации датчиком фиксируется интенсивность шума (рис. 1), а также количество записей (N) для каждой интенсивности шума.
Рис. 1
Пример 2-часового периода регистрации интенсивности шума водопроводной сети
Результаты измерений преобразуются в виде интегрированного графика - профиля шума (рис. 2). По основным параметрам графика - величине интенсивности шума (I) и ширине полосы шума (Sp) - определяется значимость утечки.
Рис. 2
Профиль шума с основными характеристиками
Полученные результаты измерений заносятся в банк данных для последующего анализа и проведения работ по ликвидации повреждений напорных трубопроводов.
Для определения объемов скрытых утечек применяются:
- расчетно-аналитический метод (приложение 1);
- инструментально-статистические (экспериментальные) методы;
- комплексный метод, объединяющий предыдущие методы.
К инструментально-статистическим (экспериментальным) методам определения объемов скрытых утечек на водопроводной сети относятся:
- метод, основанный на экспериментальном определении суммарной площади отверстий трубопровода;
- зональный метод измерений объемов скрытых утечек без отключения потребителей ("открытый");
- зональный метод измерений объемов скрытых утечек с отключением потребителей ("закрытый");
- метод, основанный на результатах непрерывного измерения расходов и напоров воды с выделением периода ночных расходов.
1. Метод, основанный на экспериментальном определении суммарной площади отверстий трубопровода
Суммарную площадь отверстий на исследуемом участке трубопровода можно определить путем замера их площади при раскопках скрытых течей, обнаруженных при обследовании сети корреляционными приборами (см. приложение 3), либо по результатам телевизионного обследования внутреннего состояния трубопроводов. Объемы скрытых утечек трубопровода в этом случае определяются следующим образом:
или
где: qут - объем скрытых утечек на исследуемом участке трубопровода;
Sw - суммарная площадь живого сечения всех обнаруженных отверстий на участке;
m - коэффициент, равный 0,6;
H - средний напор воды в трубопроводе на обследованном участке;
t - время, ч.
2. Зональный метод измерений объемов скрытых утечек без отключения потребителей ("открытый")
Зональные методы измерений объемов скрытых утечек требуют предварительного изучения работы выбранных участков водопроводной сети в следующей последовательности:
- производится расчет объемов водопотребления отдельных зон водоснабжения на водопроводной сети (с населением от 30000 до 300000 человек). Для малых населенных пунктов размеры зон определяются из условия, что их общее количество должно быть не менее 3 при примерно равной численности населения в каждой зоне;
- определяется объем неучтенных расходов и потерь воды расчетно-аналитическим методом как разность подачи воды в зону и ее потребление абонентами;
- на основе предварительных расчетов для дальнейшего проведения работ по измерению утечек выбираются зоны водоснабжения с относительно высоким уровнем дисбаланса между подачей и реализацией воды;
- внутри намеченных зон водоснабжения выбирается ряд участков зональных измерений (УЗИ) с населением от 3000 до 10000 человек.
При выборе участка для организации зональных измерений учитываются следующие факторы:
- наличие на участке достаточного количества исправных приборов учета для измерения водопотребления;
- относительно высокая удельная аварийность на сетях и вводах в дома;
- минимальное количество задвижек, которые необходимо закрыть для изолирования зоны.
Участок зональных измерений на время производства замеров изолируется от остальной части водопроводной сети закрытием задвижек. Вода может поступать в зону сети через один или несколько питающих вводов, оборудованных расходомерами. Схема применения зонального метода измерений объемов скрытых утечек без отключения потребителей показана на рис. 1.
Рис.1
Зональный метод измерения скрытых утечек на водопроводной сети без отключения
потребителей (открытый)
Работы выполняются в следующей последовательности.
1. Составляется схема участка зональных измерений, на которой в масштабе 1:500 или 1:2000 наносятся водопроводные сети, гидранты, запорная арматура, измерительные камеры и потребители.
2. Заполняется паспорт участка зональных измерений, включающий:
- сведения о потребителях (степень благоустройства, вид системы горячего водоснабжения, этажность домов, количество жителей в домах);
- описание водопроводной сети (ведомость водопроводных труб с указанием материала, диаметра и года прокладки и итоговой общей протяженности труб в пределах зоны измерений).
3. Проводятся обследование и подготовка сети, включающие:
- выявление и устранение всех видимых утечек;
- пробную изоляцию измерительной зоны и проверку отсутствия притока в нее воды через отключающую арматуру с ремонтом или заменой негерметичных задвижек;
- проверку пригодности узлов учета потребления воды у всех абонентов, входящих в зону измерений, для выполнения измерений.
4. Оборудуется измерительная камера на питающем вводе участка зональных измерений (одна или несколько).
5. Выполняется измерение притока воды в зону измерений.
6. Выполняются одновременно измерения потребления воды у всех входящих в зону абонентов. При необходимости используется оборудование для автоматического считывания показаний.
7. Проводится обработка результатов - определение расхода воды в единицу времени и удельного расхода (на 1 км сетей участка зональных измерений).
8. Объем скрытых утечек определяется как разность показаний расходомеров, установленных на питающих вводах зоны, и расходомеров, установленных на абонентских вводах, за один и тот же промежуток времени.
9. По мере накопления данных, полученных в различных районах города, отличающихся состоянием и параметрами трубопроводов, строятся регрессионные зависимости, позволяющие определить удельную величину скрытой утечки в зависимости от года прокладки, материала и диаметра труб, а также от интенсивности проведения работ по ремонту сети.
3. Зональный метод измерений объемов скрытых утечек с отключением потребителей ("закрытый")
Отличается от предыдущего метода тем, что на период измерений от сети отключаются все потребители воды в выбранной "закрытой" зоне. Обычно измерения производятся в ночное время, когда могут быть закрыты задвижки на домовых вводах. Величина скрытых утечек определяется по показаниям расходомеров, установленных на питающих вводах зоны.
Определение величины скрытых утечек в зоне измерений с отключением потребителей является наиболее точным. Недостатком метода являются его трудоемкость и временные неудобства для потребителей.
Работы по составлению схемы и паспорта зоны измерений, подготовки сети к проведению измерений выполняются в той же последовательности (п.п. 1-9), что и предыдущим способом, за исключением п. 6.
Дополнительно проводятся работы по отключению абонентов. Эти работы следует, по возможности, выполнять в ночное время с минимальными неудобствами для потребителей, их оповещением и всеми установленными согласованиями на выполнение временного отключения.
Для экспериментальной оценки влияния интенсивности проведения ремонтов сети на величину скрытых утечек в выбранных зонах проводятся повторные измерения. Результаты этих измерений могут быть использованы в дальнейшем для планирования объемов первоочередных работ по ремонту сетей, приводящих к существенному снижению утечек воды. Характер зависимости между интенсивностью проведения ремонтов сети и величиной скрытых утечек представлен на рис. 2.
Рис. 2
Общий вид зависимости величины утечек от доли капитально отремонтированных
водопроводных сетей: 1 - частота появления утечек, % от общей подачи;
2 - интенсивность восстановления сети, % от общей протяженности сети
4. Определение объемов скрытых утечек на основании измерений ночных расходов
Метод допускается к применению для измерения расходов воды, поступающей в отдельные районы города, предприятия, домовладения. Метод основывается на разработках НИИ КВОВ и опыте отечественных и зарубежных предприятий ВКХ.
4.1. Оборудование и измерения
Для применения метода определения скрытых утечек на основании замеров ночных расходов водосчетчики, установленные на повысительных насосных станциях, водопроводных вводах на предприятия, в отдельные здания, следует дополнительно укомплектовать узлом импульсного выхода, соединенного с приборами накопления информации. Они предназначены для сбора, обработки, хранения и передачи на компьютер данных, полученных со счетчиков с узлом импульсного выхода. Электронная структура прибора устроена на базе микропроцессора, который для каждого полученного потока импульсов рассчитывает мгновенный расход и сохраняет его в хронологической последовательности.
Определение расхода воды в заданных параметрах производится автоматически пересчетом по формуле:
где: n - количество импульсов за установленный период времени;
P - значимость (вес) импульса, задается при установке прибора;
T - количество входных оптических считываний;
N - частота считываний и обработки входной информации оптических или других импульсов (по паспорту прибора, например, для приборов "CURCA", "DEBIDOS" частота считываний составляет 31,25 мс).
В ходе измерений определяются:
- среднечасовые расходы воды в течение всего периода измерений (не менее 7 суток);
- минимальные и максимальные часовые расходы воды за период измерений;
- количество потребленной воды за каждый промежуток времени определения расхода;
- мгновенные минимальные и максимальные расходы потребляемой воды за определенный промежуток времени. Параллельно выполняются измерения напора на сети (в точках измерения расхода). Примеры замеров приведены на рис. 3.
Рис.
3
Часовой график подачи воды по дням недели (с мгновенным минимальным и
максимальным расходом) на повысительной насосной станции
4.2. Определение утечек в зданиях
На основании замеров ночных расходов допускается определять утечки в жилых, общественных и производственных зданиях при отсутствии ночного водопотребления.
Величина потерь (утечек) воды qут определяется по минимальному (мгновенному) ночному расходу воды и данным о напорах в дневное и ночное время, по формуле:
где: qноч - минимальный (мгновенный) ночной расход воды, м3/ч;
K - эмпирический коэффициент, равный 0,85;
Hэф.дн - эффективный напор в дневное время;
Hэф.н - эффективный напор в ночное время (с 1 до 5 ч).
Для жилых домов вычисляется удельная величина ночного расхода и утечки на одного жителя qж.ноч и qж.ут. По мере накопления информации устанавливаются статистически достоверные показатели qж.ноч и qж.ут для групп жилых домов, отличающихся степенью благоустройства, плотностью заселения квартир, формой собственности и другими факторами, определяемыми с учетом местных условий (см. приложение 5*).
Пример результатов измерений расходов и напоров данным способом на вводе в здание показан на рис. 4.
Рис.
4
Пример результатов измерений расходов и напора на вводе в здание
4.3. Определение скрытых утечек в отдельных районах (зонах водоснабжения)
Работы выполняются в следующей последовательности:
- выбирается изолированный район города (зона водоснабжения), общая подача в которых известна и определяется приборами с записью мгновенных показаний;
- на основе периода измерений не менее 7 суток определяется мгновенный ночной расход зоны водоснабжения qз.ноч;
- определяются общие ночные утечки в жилых домах:
(2)
где: Nж - количество жителей в зоне водоснабжения.
Величина qж.ноч устанавливается по статистически достоверной выборке домов (см. п. 4.2), принятой для системы коммунального водоснабжения;
- на основе замеров или обработки статистических данных о водопотреблении находятся ночные расходы прочих абонентов, сумма qпа.ноч;
- скрытая утечка в ночное время рассчитывается на основании равенства:
(3)
- суточная скрытая утечка определяется по формуле (1), в которой вместо ночной утечки здания qут.ноч используется скрытая утечка в ночное время по всей зоне водоснабжения сумма qут.ноч;
- на основе скрытой суточной утечки и протяженности трубопроводов в зоне водоснабжения рассчитывается удельная скрытая утечка на 1 км водопроводной сети.
5. Комплексный способ определения величины скрытых утечек
Комплексный способ подразумевает, как правило, поэтапное проведение изучения и оценки величин скрытых утечек.
Вначале производится оценка величин неучтенных расходов и утечек воды расчетно-аналитическим способом. На основе проведенного анализа выбираются наиболее неблагоприятные участки водопроводной сети, имеющие наибольшие объемы утечек. На них проводятся подготовительные работы по обнаружению и ликвидации наиболее крупных утечек. Затем в этой зоне производится экспериментальное измерение величины скрытых утечек, применяется открытый или закрытый способ УЗИ.
Накапливаются и обрабатываются данные о ночных расходах воды, насосные станции оборудуются расходомерами с накопителями мгновенных расходов. Выполняется определение объемов скрытых утечек на основании определения ночных расходов в зонах водоснабжения.
Все измерения периодически повторяются. Мониторинг на основании ночных расходов в зонах водоснабжения, обслуживаемых повысительными станциями, может выполняться непрерывно.
Комплексный метод является наиболее точным, так как позволяет продублировать определение изучаемых показателей разными способами и уменьшить ошибки в оценке показателей.
1. Цель и задачи работы:
- Определение фактических объемов неучтенных расходов в системе подачи и распределения воды Санкт-Петербурга;
- Определение фактических объемов потерь воды в системе подачи и распределения воды Санкт-Петербурга;
- Определение фактического уровня водопотребления в жилищном фонде Санкт- Петербурга;
- Оценка удельного водопотребления в жилищном фонде Санкт-Петербурга;
- Оценка неучтенных расходов и потерь воды в системе подачи и распределения воды Санкт-Петербурга;
- Разработка проектов норм потерь и неучтенных расходов воды в системе подачи и распределения воды Санкт-Петербурга и рациональных норм водопотребления в жилищном фонде;
- Разработка мероприятий по сокращению потерь водопроводной воды.
2. Краткая характеристика водопотребления Санкт-Петербурга
Общая протяженность водопроводной сети города - 6216 км.
Данные об изменениях среднесуточного водопотребления Санкт-Петербурга по годам (в период 1995-2003 гг.) и годовых коэффициентов неравномерности приведены на рис. 1, 2.
Рис. 1.
Изменение среднесуточного водопотребления Санкт-Петербурга за период
1995-2003 гг.
Рис. 2.
Распределение коэффициентов месячной
неравномерности водопотребления Санкт-Петербурга
Характеристика водопроводной сети Санкт-Петербурга по возрасту показана на рис. 3.
Рис. 3.
Характеристика водопроводных сетей Санкт-Петербурга по годам ввода в
эксплуатацию
Характер повреждений при авариях на водопроводной сети показан на рис. 4.
Рис. 4.
Классификация аварий на водопроводных сетях (по характеру повреждений)
3. Изучение и оценка фактических объемов неучтенных расходов и потерь воды в системе подачи и распределения воды Санкт-Петербурга
3.1. Общие объемы неучтенных расходов и потерь воды
Для изучения и оценки объемов неучтенных расходов и потерь воды, в том числе скрытых утечек, были применены расчетно-аналитический и экспериментальные методы. Общий объем неучтенных расходов и потерь воды определялся сравнением данных о подаче воды водопроводными станциями и объемов реализованной воды. Для получения данных о величинах утечек в системе подачи и распределения водопроводной воды были проведены комплексные исследования подачи и потребления воды методом зональных измерений. Изучалось также водопотребление в жилом фонде, в домах по всем районам города, в том числе по домовладениям, входящим в зоны измерений на наружной водопроводной сети.
Анализ полученных данных показал наличие четкой взаимосвязи между объемом потерь воды и числом аварий на водопроводной сети (рис. 5).
Рис. 5.
Изменение объема потерь воды и аварий на водопроводной распределительной сети
Санкт-Петербурга
Тесная связь получена также между объемом потерь воды в сети и потоком отказов, определяемым как годовое количество аварий, отнесенное к общей протяженности сети (рис. 6).
Рис. 6.
Зависимость объема потерь воды от потока отказов на
водопроводной сети Санкт-Петербурга (--------доверительный интервал при P=0,95).
Статистическая обработка этих данных позволила получить зависимость между величиной удельных объемов потерь воды qпот и потоком отказов l на водопроводной сети Санкт-Петербурга в виде уравнения (1):
qпот = -4,04+20,71l, (1)
где: qпот - величина удельных объемов потерь воды, м3/час×км,
l - поток отказов на сети, число аварий/км×год.
Примерно в таком же виде была получена зависимость для водопроводных сетей Москвы [25]:
qпот = 17,5l (2)
3.2. Определение объема скрытых утечек
Для получения данных о величинах скрытых утечек в системе подачи и распределения водопроводной воды были проведены комплексные исследования подачи и потребления воды методом зональных измерений (УЗИ) открытым (УЗИ-4) и закрытым (УЗИ-5) способами. Зональные измерения проводились на Васильевском острове Санкт-Петербурга, а также в других районах, в том числе в Сестрорецке. Исследования на Васильевском острове были выполнены работниками ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" совместно с датской кампанией "Крюгер инж. Консалт" [4]. Методика проведения исследований дана в приложении 4.
Для проведения исследований были выбраны следующие участки зональных измерений (УЗИ):
УЗИ-4 - включал жилые дома застройки 50-х и 60-х годов высотой до 9 этажей. Население - 5510 человек, длина сети - 2,66 км.
УЗИ-5 - включал жилые дома застройки 70-х годов высотой до 16 этажей. Население - 7140 человек, длина сети - 1,96 км.
Предварительно на этих участках были проведены следующие подготовительные работы:
- Подготовка участков, проверка задвижек на плотность закрытия и замена обнаруженных ненадежных задвижек;
- Устройство узлов измерения подачи воды через подающую трубу на участок измерений;
- Изучение водопотребления на выбранных участках по показаниям водомеров (у абонентов).
Участки зональных измерений были отделены от водопроводной сети города посредством закрытия задвижек так, чтобы каждый участок снабжался водой через одну питающую линию (рис. 7, 8). До измерения утечек участки были перекрыты задвижками, и плотность закрытия задвижек была проверена с помощью стетоскопов.
Рис. 7.
Схема зоны измерений скрытых утечек воды (УЗИ-4)
Рис. 8.
Схема зоны измерений скрытых утечек воды (УЗИ-5)
На питающей линии устанавливался расходомер вставляемого типа с накопителем данных для записи суточных вариаций подачи воды на участок.
Одновременно записывалось давление на входе УЗИ с помощью регистратора давления с накопителем данных.
В зоне УЗИ-4 исследования уровня утечек проводились без отключения водопотребителей, т.е. "открытым" способом. Схема зоны измерений дана на рис. 7.
В зоне УЗИ-5 исследования проводились "закрытым" способом, водопотребители на период измерений расходов отключались путем перекрытия задвижек на домовых вводах. Зона включала участок площадью 17 га. Водоснабжение до 8 этажей включительно осуществлялось от низконапорной сети, остальные этажи снабжались от высоконапорной сети. Измерительная зона охватывала только низконапорную сеть.
Схема зоны измерений приведена на рис. 8. Для каждого УЗИ была проведена пошаговая проверка участков трубопроводов на утечки. Пошаговая проверка проводилась в ночное время (обычно с 2-х часов). Задвижки закрывались последовательно в порядке, указанном на рис. 7, 8. Интервал между закрытием задвижек составлял 10-20 минут. Через 15 минут после закрытия последней задвижки для пошаговой проверки они открываются снова. Время закрытия и открытия задвижек фиксировалось. По этим данным рассчитывался уровень утечек для каждого участка труб, ограниченного задвижками, определены критические трубы с относительно высоким уровнем утечек.
Измерения проводились с помощью следующего измерительного оборудования: расходомеры механического типа "Квадрина" (2 шт.), расходомеры электромагнитного типа "Аквапроб", (2 шт.), накладные ультразвуковые расходомеры "Флюксус" (2 шт.), 14 регистраторов давления. Комплект оборудования также включал накопители данных для всех измерительных приборов.
При проведении измерений открытым способом - без отключения водопотребителей - (УЗИ-4) одновременно проводилось изучение водопотребления на выбранных участках по показаниям водомеров у абонентов.
Результаты измерений по участкам выбранных зон приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1.
Сводные данные по водопотреблению
Зона |
Кол-во домовых вводов |
Процент центрального горячего водоснабжения |
Среднее потребление, л/чел. сутки |
Среднее ночное потребление, л/чел. час |
УЗИ-4 |
32 |
0 |
244 |
5,9 |
УЗИ-5 |
14 |
100 |
198 |
4,7 |
Таблица 2.
Результаты измерения утечек
Показатели |
Ед.изм. |
УЗИ-4 |
УЗИ-5 |
Население |
Чел. |
5510 |
7140 |
Длина сети |
Км |
2660 |
1960 |
Удельное ночное потребление |
л/чел·час |
5,9 |
4,7 |
Общее ночное потребление |
л/с |
9,03 |
- |
Измеренная ночная подача воды |
л/с |
9,93 |
|
Уровень утечек на УЗИ |
л/с |
0,9 |
0,8 |
Удельная величина утечек |
м3/час·км |
1,22 |
1,47 |
Удельная величина утечек |
м3/сутки·км |
29,2 |
35,3 |
Полученные величины утечек на распределительной водопроводной сети составляли 29,2-35,3 м3/сутки на 1 км сети, или 5,8-7,06% (в среднем 6,43%) от общего водопотребления.
После проведения этих измерений на участке УЗИ-5 было выполнено обследование сети акустическими логгерами, выявлены и устранены скрытые утечки с выполнением капитального ремонта около 200 м трубопроводов, т.е. 10% наиболее изношенных участков трубопроводов. Затем в этой же зоне были проведены повторные измерения величины утечек. Результаты этих измерений приведены в табл. 3.
Таблица 3.
Результаты повторных измерений в зоне УЗИ-5 после проведения ремонтных работ
Дата измерений |
Величина скрытой утечки |
|||
м3/ч |
м3/сут на км |
л/сут на чел |
м3/ч на ввод |
|
2003 г. |
0,48 |
5,88 |
2,82 |
0,03 |
Как показывали результаты измерений, выявление скрытых утечек и проведение капитального ремонта по их устранению (примерно 10% трубопроводов) позволило сократить объем утечек воды на 83%. Достигнутый в результате этого уровень скрытых утечек - 5,88 м3/сут.км соответствует европейскому уровню утечек на коммунальных водопроводных сетях (5-10 м3/сут на км). Таким образом, для условий г. С-Петербурга можно считать перспективным объем проведения капитального ремонта 10% трубопроводов водопроводных сетей, что приблизит их состояние по величине утечек к европейскому уровню.
4. Обобщающая оценка неучтенных расходов и потерь воды в СПиРВ Санкт-Петербурга
Сводные результаты оценки неучтенных расходов и потерь воды в СПиРВ Санкт-Петербурга, полученные на основании изучения и анализа данных за 2001 год, приведены в табл. 4.
Сводные результаты оценки неучтенных расходов и потерь воды в СПиРВ Санкт-Петербурга (2001 год)
Неучтенные расходы и потери воды |
|
Всего |
18,43% |
Полезные неучтенные расходы |
4,63-10,63% |
В том числе: |
|
- Промывка сетей и тупиков |
0,109% |
- Собственные нужды водопроводных п/станций |
0,0037% |
- Чистка резервуаров п/станций |
0,035% |
- Технологические нужды |
0,007% |
- Спецтранс |
0,044% |
- Реализовано абонентами без договора |
0,394% |
- Тушение пожаров |
0,0166% |
- Проверка пожарных гидрантов |
0,092% |
- Погрешность приборов учета водопроводных станций |
2,1% |
- Погрешность приборов учета у абонентов |
0,68% |
- Выявленные несанкционированные присоединения |
0,017% |
- Несоответствие фактического водопотребления и данных, |
3,01-9,01% |
представленных для выписки счета |
|
Потери и утечки воды |
7,8-13,8% |
В том числе: |
|
- Скрытые утечки |
6-12% |
- Утечки при авариях и повреждениях |
0,87% |
- Утечки через водоразборные колонки |
0,464% |
- Утечки через уплотнения арматуры |
0,32% |
- Потери воды за счет естественной убыли |
0,12% |
Как видно из табл. 4, общий объем неучтенных расходов и потерь воды в 2001 году по СПиРВ Санкт-Петербурга составлял 18,43% от среднесуточной подачи воды в сеть города.
В 2001 году было отремонтировано и реконструировано 0,6% водопроводных сетей от общей их длины.
В табл. 5 приведены данные оценки неучтенных расходов и потерь воды в СПиРВ Санкт-Петербурга за 2002 год. В отличие от предыдущего периода, в 2002 году увеличился объем ремонтных работ на водопроводной сети. Всего в 2002 г. было отремонтировано и реконструировано 1,13% трубопроводов от общей длины водопроводных сетей города. Одновременно были проведены работы по улучшению гидравлического режима работы СПиРВ города, в частности, регулирование числа оборотов насосов, ликвидация причин гидравлических ударов, снижение напоров в сети в ночное время и др.
Сводные результаты оценки неучтенных расходов и потерь воды в СПиРВ Санкт-Петербурга (2002 г.)
Неучтенные расходы и потери воды |
|
Всего |
16,2% |
Полезные неучтенные расходы |
3,93-8,43% |
В том числе: |
|
- Промывка сетей и тупиков |
0,08% |
- Собственные нужды водопроводных п/станций |
0,0038% |
- Чистка резервуаров п/станций |
0,018% |
- Технологические нужды |
0,003% |
- Спецтранс |
0,041% |
- Реализовано абонентами без договора |
0,009% |
- Тушение пожаров |
0,012% |
- Проверка пожарных гидрантов |
0,009% |
- Погрешность приборов учета водопроводных станций |
1,955% |
- Погрешность приборов учета у абонентов |
0,736% |
- Выявленные несанкционированные присоединения |
0,069% |
- Несоответствие фактического водопотребления и данных, представленных для выписки счета |
1-5,55% |
Потери и утечки воды |
7,715-11,715% |
В том числе: |
|
- Скрытые утечки |
6-10% |
- Утечки при авариях и повреждениях |
0,911% |
- Утечки через водоразборные колонки |
0,478% |
- Утечки через уплотнения арматуры |
0,326% |
- Потери воды за счет естественной убыли |
0,12% |
Как видно из данных табл. 4 и 5, объем неучтенных расходов и потерь воды в СПиРВ Санкт-Петербурга за период с 2001 по 2002 г. сократился с 18,43% до 16,2%, вследствие увеличения объема работ по реконструкции и капитальному ремонту сети (с 0,6% до 1,13% от общей длины сети) и работ по улучшению гидравлического режима сети города.
Следует обратить внимание на то, что значительную часть неучтенных расходов составляла неодновременность снятия показаний водосчетчиков на водопроводных станциях и у абонентов, несоответствие фактического водопотребления и данных, представленных для выписки счета. Это положение приводит к вариациям разности в объемах подаваемой в сеть воды и объемах потребленной по отчетным показателям.
Иллюстрацией несоответствия между зафиксированной подачей и потреблением (по счетам) водопроводной воды в СПиРВ Санкт-Петербурга может служить рис. 9.
Рис. 9.
Колебания (по месяцам года) общей подачи, реализации, неучтенных расходов и
потерь воды в распределительной водопроводной сети
5. Определение фактического уровня водопотребления в жилищном фонде Санкт-Петербурга
5.1 Объекты исследований
В качестве объектов исследования водопотребления в жилом фонде были выбраны следующие характерные для Санкт-Петербурга категории зданий (по степени благоустройства):
- с централизованным горячим водоснабжением;
- с местными (квартальными) котельными;
- с местными (квартирными) водонагревателями;
- здания повышенной этажности с зонной системой водоснабжения.
5.2. Проведение обследований и измерений
Методика проведения исследований режима водопотребления, потерь и утечек воды приведена в приложении 4.
Форма данных по выбранным объектам приведена в табл. 6 .
Таблица 6
Форма данных по домовладениям
Адрес |
Кол-во водопроводных вводов |
Кол-во этажей |
Кол-во квартир |
Число жителей |
Степень благоустройства (ЦГВ, МК, МВН) |
Зонирование |
|
Отдельных |
Коммунальных |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Форма представления данных измерений расходов и напоров для их последующей обработки дается ниже (табл. 7)
Таблица 7
Форма данных измерений расходов и напоров по объектам
Адрес, степень благоустройства |
Расходы воды |
Удельные расходы |
Плотность заселения квартир, чел/кв |
Доля отдельных квартир |
Нэф.мин |
Нэф.мах |
Нэф.мин/Нэф.мах |
|||
Суточный м/сут |
Ночной м/ч |
Суточный л/чел. сут |
Ночной л/чел. сут |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Колебания значений, указанных в табл. 7 показателей, составляли:
- для домов с централизованным горячим водоснабжением ЦГВ и местными котельными (МК):
- Удельный суточный расход холодной воды qуд - 94,6¸504,8 л/чел.сут,
- Плотность заселения квартир Пл - 2,1¸3,8 чел/кв,
- Доля отдельных квартир, Док - 0,6¸0,98,
- Удельный ночной расход (утечки), qн.ут - 0¸7,4 л/чел.час,
- Соотношение Нэф.мин/Нэф.мах - 0,61¸0,85,
где
Нэф.мин = (Нмин-Нзд2) Нэф.мах = (Нмах-Нзд2)
- для домов с местными газовыми водонагревателями (МВН):
- Удельный суточный расход воды qуд - 205,6¸515,7 л/чел.сут,
- Плотность заселения квартир Пл - 2,2¸5,7 чел/кв,
- Доля отдельных квартир Док - 0,43¸0,97,
- Удельный ночной расход (утечки) qн.ут - 0,36¸11,8 л/чел.час,
- Соотношение Нэф.мин/Нэф.мах - 0,66¸0,85.
5.3. Обработка результатов измерений расходов и напоров и оценка объемов утечек воды в жилом фонде
Гистограммы распределения значений qуд для домов с централизованным горячим водоснабжением (по холодной воде) показаны на рис. 10
Рис. 10.
Гистограмма величин qуд для домов с централизованным горячим водоснабжением
Статистическая обработка результатов измерений позволила получить следующие расчетные зависимости между указанными выше переменными:
- Для домов с централизованным горячим водоснабжением (ЦГВ):
qуд = 27,03qн.ут-48,68Пл-149,5Док+540,8Hэф.мин/Hэф.мах
R2 = 0,972; R = 0,945;
- Для домов с местными газовыми водонагревателями (МВН):
qуд = 22,4qн.ут-51,7Пл-18,7Док+558,4Hэф.мин/Hэф.мах
R2 = 0,99; R = 0,995;
Фактическая величина потерь (утечек) воды qут с учетом колебаний напоров определяется на основании данных о ночных расходах воды qноч.ут и напорах в дневное и ночное время, по формуле (3):
(3)
где: qноч.ут - минимальный (мгновенный) ночной расход воды, м3/сут;
K - эмпирический коэффициент, равный 0,85;
Hэф.дн - эффективный напор в дневное время;
Hэф.н - эффективный напор в ночное время.
Для ориентировочных расчетов зависимости между средними значениями величин qуд, qн.ут и qут для домов с ЦГВ получены в виде следующих уравнений (4-6):
qуд = 61·qу.ут, м3/сутки (4)
qн.ут = 0,016·qуд, м3/час (5)
qут = 19,8·qн.ут (6)
Средние показатели величин qуд, qн.ут и qут для домов с различной степенью благоустройства приведены в табл. 8.
Таблица 8
Средние показатели величин qуд и qут
Степень благоустройства домовладений |
Средние показатели величин |
||
qуд, л/чел.сут |
qн.ут, л/чел. час |
qут, л/чел.сут |
|
ЦГВ |
356,6* (в т.ч. холодная вода - 214) |
5,22 (в т.ч. холодная вода - 3,13) |
103,3(28,9%) (в т.ч. холодная вода - 62) |
МВН |
400 |
7,42 |
146,9 (36,7%) |
Зонное водоснабжение (дома повышенной этажности) |
408 (в т.ч. холодная вода - 230) |
6,7 (в т.ч. холодная вода - 5,15) |
132,7(32,5%) (в т.ч. холодная вода - 102) |
* - удельное потребление горячей воды получено расчетом
Таким образом, средние показатели утечек воды в жилом фонде составляют:
- Для домов с ЦГВ - 28,9% от общего водопотребления
- Для домов с МГВ - 36,7% от общего водопотребления
В качестве примера эффективности проведения ремонта внутренней водопроводной сети (ремонт и замена неисправной водоразборной арматуры и труб) в жилом фонде ниже (табл. 9 и 10) приведены данные, полученные при изучении водопотребления в серийном доме жилой застройки. Техническое состояние водоразборной арматуры в этом доме характеризовалось данными, приведенными в табл. 9.
Таблица 9.
Техническое состояние водоразборной арматуры в доме № 302
Показатели |
Дом № 302 |
|
Количество |
% |
|
Всего квартир в доме |
80 |
100% |
Проверенных квартир |
56 |
70% |
Неисправных смесителей |
33 |
29% |
Неисправных регуляторов сливных бачков |
30 |
54% |
Неисправных вентилей |
36 |
64% |
Удельное водопотребление (холодная вода) в доме № 302 до и после ремонта водоразборной арматуры
Показатели |
До ремонта |
После ремонта |
Снижение % |
Среднее удельное потребление, л/чел в сут |
345 |
218 |
36,8% |
Ночное удельное потребление, л/челчас |
9,1 |
3,0 |
67% |
Результаты измерений водопотребления в этом доме до и после ремонта и замены водопроводной арматуры представлены в табл. 10.
Как видно из табл. 10, ремонт и замена водоразборной арматуры в 70% квартир позволила сократить удельное водопотребление на 36,8%, а утечки (ночные расходы) - на 67%.
Для уточнения указанных данных и получения нормативов эксплуатационных (рациональных) величин удельного водопотребления в жилом фонде следует предусмотреть широкое проведение ремонтных работ (ремонт и замена неисправной водоразборной арматуры) в жилом фонде. Эти мероприятия, в первую очередь, следует провести в тех домовладениях, где выявлены наибольшие величины утечек воды.
Порядок проведения и эффективность поэтапной адресной программы по ликвидации утечек воды в жилом фонде иллюстрируется рис. 11.
Рис. 11.
Эффективность поэтапного сокращения уровня утечек воды в жилом фонде
На первом этапе проводятся ремонтные работы в 10% зданий жилого фонда, там, где обнаружены наибольшие величины удельного водопотребления и где вероятны наиболее высокие потери и утечки воды. Сокращение объема утечек в этих зданиях до среднего уровня утечек, позволяет сократить водопотребление в жилом фонде города на 10%, снизить среднюю величину удельного водопотребления с 356,6 до 321 л/чел. сут. Второй этап ремонтных работ проводится в группе зданий, где выявлены следующие по значимости величины удельного водопотребления (8% зданий жилого фонда). Это позволит снизить водопотребление в жилом фонде города на 15,6% (от первоначального) и сократить среднюю величину удельного водопотребления до 301 л/чел. сут.
Последующее проведение третьего и четвертого этапов ремонтных работ (рис. 11) позволит сократить водопотребление в жилом фонде города до 20,5% (от первоначального) и снизить среднюю величину удельного водопотребления до 283,6 л/чел.сут.
6. Мероприятия по устранению потерь, утечек и непроизводительных затрат воды
Среди первоочередных мер должно предусматриваться:
борьба с утечками и нерациональным использованием воды;
- совершенствование методов и оборудования для дефектоскопии и диагностики водопроводной сети;
- устранение в кратчайшие сроки аварий и повреждений, изучение их причин с целью предупреждения появления в будущем;
- своевременное и качественное проведение текущего и капитального ремонтов;
- модернизация оборудования водопроводных и насосных станций и др.
- С этой целью должны быть проведены следующие работы:
- внедрение новых, более обоснованных принципов нормирования водопотребления, в частности, введение временных, а затем и постоянных рациональных норм водопотребления населением (РНВН);
- применение новых методов и средств диагностики и дефектоскопии трубопроводов;
- паспортизация и составление математической модели водопроводной сети;
- применение труб из некорродирующих материалов, а также труб с внутренним антикоррозионным покрытием;
- применение новых методов ремонта и эксплуатации наружных и внутренних систем водоснабжения;
- применение более совершенной водопроводной арматуры и оборудования;
- автоматическое управление работой системы подачи и распределения водопроводной воды;
- снижение подачи воды и напоров в сети в ночное время суток;
- завершение создания системы полного учета воды при ее производстве, транспортировке и потреблении, составление общего баланса по потреблению питьевой воды населением;
- наращивание темпов реконструкции распределительных трубопроводов;
- полное обеспечение водопроводных станций и подстанций необходимыми для бесперебойного водоснабжения объемами резервуаров чистой воды;
- реконструкция насосных станций, оборудование всех насосных станций регуляторами частоты вращения электродвигателей, что позволит повысить надежность работы системы водоснабжения, уменьшить количество повреждений, сократить непроизводительные расходы воды и уменьшить расходы электроэнергии, совершенствование диспетчеризации и автоматизации управления всеми элементами системы водоснабжения города;
- оптимизация работы насосных станций и системы подачи и распределения воды;
- расширение объемов проведения ремонта внутренних систем водоснабжения (ремонт и замена неисправной водоразборной арматуры и труб) в жилом фонде, в первую очередь в тех домовладениях, где выявлены наибольшие величины утечек воды;
- применение во внутридомовых водопроводных сетях новой, водосберегающей арматуры, регуляторов напоров, квартирных водосчетчиков. Наладка систем горячего водоснабжения, обеспечение циркуляции воды.
1 Правила пользования системами коммунального водоснабжения и канализации РФ. Утверждены постановлением Правительства РФ № 167 от 12.02.1999.
2. Инструкция по оценке и нормированию неучтенных расходов воды в системах коммунального водоснабжения. Утверждена Постановлением Госстроя РФ от 31.03.2000 г. № 23.
3. Кожинов И.В., Добровольский Р.Г. Устранение потерь воды при эксплуатации систем водоснабжения, М. Стройиздат, 1988.
4. Исследования по обнаружению утечек на Васильевском острове. Отчет ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга", 1999.
5. Оценка уровня утечек, неучтенных расходов питьевой воды и разработка эксплуатационных норм водопотребления для жилищного фонда г. Н. Новгорода. Отчет. НИИ КВОВ, М.2000.
6. Водоснабжение Санкт-Петербурга // Под редакцией Ф.В. Кармазинова. Изд. "Новый мир". СПб, 2003.
7. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М., Госкомсанэпиднадзор России, 2001.
8. Инструкция по составлению статистической отчетности о работе водопровода (отдельной водопроводной сети, форма NQ 1 - водопровод). Утверждено постановлением Госкомстата России от 7 сентября 1993 г.
9. Кармазинов Ф.В. Передовые технологии в водопроводно-канализационном хозяйстве Санкт-Петербурга //Журн. "Водоснабжение и санитарная техника", № 1,1997.
10. Феофанов Ю.А. Повышение надежности систем водоснабжения городов (на примере Санкт-Петербурга). Российская архитектурно-строительная энциклопедия, т.6. М., 2000.
11. Феофанов Ю.А. Проблемы и задачи в сфере обеспечения населения питьевой водой// "Вода и экология", № 1, 2001.
12. Рекомендации по установлению эксплуатационных норм водопотребления населением. М., ОНТИ АКХ, 1981.
13. Рекомендации по экспериментальной оценке эффективности технических решений, направленных на сокращение расходов воды в жилых зданиях. ОНТИ АКХ, М., 1987.
14. Рекомендации по выявлению и использованию резервов и снижению расходов электроэнергии в действующих системах водоснабжения. Утверждено МЖКХ РСФСР 25 декабря 1975 г., М., ОНТИ АКХ, 1976.
15. СНиП 3.05.04-85. Наружные сети водоснабжения и канализации.
16. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
17. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий.
18. Территориальные строительные нормы "Реконструкция и застройка исторически сложившихся районов Санкт-Петербурга" ВСН-2000. СПб, 2000.
19. Шевелев Ф.А., Орлов Г.А. Водоснабжение больших городов зарубежных стран. М., Стройиздат, 1987.
20. Курганов A.M., Лебедев А.Ю., Лебедев Ю.Н. Определение мест повреждений водопроводных сетей акустическими средствами с учетом топологии// Докл. 60-ой научн. конф. СПбГАСУ СПб, 2003.
21. Зайдель А.Н. Погрешности измерения физических величин. - Л. Наука, 1985.
22. Зажигаев Л.С., Кишьян А.А., Романиков Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. - М. Атомиздат, 1978
23. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. - М. Высшая школа, 1978.
24. General Report 4. Recent techniques in leak detection// Papers of IWSA 17-th Congress. 1988.
25. "Разработка нормативной документации по расчету объема нереализованной воды в системах централизованного питьевого водоснабжения и промводопровода г.Москвы". ГУП "Институт МосводоканалНИИпроект". Отчет о НИР, М., 1998.
Текст документа соответствует источнику.
Расположен в: |
---|
Источник информации: https://internet-law.ru/stroyka/text/46843/
На эту страницу сайта можно сделать ссылку:
На правах рекламы:
© Антон Серго, 1998-2024.
|
Разработка сайта |
|