- степень экологического воздействия объекта определяется по отношению к готовому техническому проекту, а не наоборот;
- не предусматривается перспектива последующей реконструкции и ликвидации объекта [10; С.244].
Все это приводит к нерациональному расходованию финансовых средств и низкой надежности работы объектов водохозяйственного строительства. Принятая в настоящее время методика определения предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты по бассейновому принципу может обеспечить значительную экономию финансовых ресурсов в условиях рыночной экономики при создании необходимой юридической базы и достаточного финансирования водоохранных мероприятий при условии рационального распределения финансовых ресурсов между водопользователями. «При выборе рационального варианта проектирования или реконструкции системы водоотведения населенного пункта необходимо рассматривать в совокупности экономические и экологические характеристики системы водоотведения и водного объекта. Особый интерес при этом представляет полураздельная система водоотведения, которую можно рассматривать как общий случай всех систем водоотведения» [4; C.15].
Полураздельная система водоотведения обоснованно считается самой лучшей с санитарно-гигиенической точки зрения. Внедрение этой системы водоотведения до последнего времени сдерживалось недостаточно правильной экономической оценкой: ее необоснованно считали слишком дорогостоящей.
Необходимость разработки методики проектирования бытовой сети водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод обосновывается тем, что основной объем инвестиций и эксплуатационных затрат в системах водоотведения - затраты на строительство и эксплуатацию сетей водоотведения. Известно, что безотказность работы трубопроводов районной сети водоотведения колеблется в очень широком диапазоне (Кармазинов ФВ., Тазетдинов Г.М., Ильин Ю.А., Игнатчик В.С., Игнатчик С.Ю), а это экономически чрезвычайно нерационально, так как безотказность работы сети определяется в основном безотказностью работы наименее надежного объекта сети.
При обслуживании сооружений систем водоотведения, особенно трубопроводов, велики эксплуатационные затраты, значительная часть которых (около 80%) - расходы на прочистку труб, причем эта работа, как правило, связана с большим объемом ручного труда, трудно, поддающегося механизации. В связи с этим наряду с механизацией подобной работы необходимо путем совершенствования проектирования водоотводящих сетей добиваться уменьшения вероятности образования засорений и улучшения условий самоочищения трубопроводов систем водоотведения. В процессе эксплуатации бытовых сетей водоотведения расход сточных вод непрерывно меняется. Между тем расчет сетей водоотведения по существующей методике производится по расчетному расходу сточных вод, который принимается постоянным. В этом случае при любом отклонении фактического расхода от расчетного нарушаются требования СНиП 2.04.03-85 по скорости V > Кнез для транспортирования взвешенных веществ или наполнению h'd < (h/d)max. Иначе говоря, если запроектировать сеть водоотведения по существующей методике, она никогда в течение всего периода эксплуатации не будет работать в соответствии с требованиями СНиП по скорости и наполнению одновременно [7; C.126].
В связи с этим имеется необходимость разработки и применения новых методологических принципов проектирования самотечных бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расходов сточных вод, позволяющих обеспечивать требования СНиП в течение расчетного времени их эксплуатации. Необходимая степень водооборота на промышленном предприятии и, соответственно, требуемая степень очистки сточных вод на местных очистных сооружениях взаимосвязаны и определяются минимумом затрат на реализацию всего комплекса мероприятий с учетом стоимости потребления свежей воды и отведения сточных вод, а также требованиями, предъявляемыми к качеству очищенных стоков, используемых в системе оборотного водоснабжения.
При сбросе стоков в городскую сеть водоотведения или в водный объект необходимо также учитывать требования, установленные местными органами Водоканала, или предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в воде водных объектов.
Для водопользователя необходимая степень водооборота и выбор рационального приемника сточных вод должны определяться соответствующими технико-экономическими расчетами. Методологические принципы такого расчета требуют совершенствования.
Несмотря на то, что вопросами разработки научных основ совершенствования нормативной и методологической базы в области водоотведения занимались многие исследователи, проблема ее несоответствия современным условиям не только не уменьшилась, а обострилась. Произошло это в основном потому, что за последние 10-15 лет нормативные и методологические документы создавались без достаточного научного обоснования; водоохранные требования, как правило, ужесточались без подтверждения необходимым финансированием. При этом общее финансирование водоохранных мероприятий за указанный период постоянно снижалось.
Системы водоснабжения — это комплекс взаимосвязанных инженерных сооружений, обеспечивающих прием воды из природного источника (водозаборные сооружения), транспортировку ее (водоводы), доведение до требуемых кондиций (очистные сооружения), подачу (насосные станции) и распределение по объекту (магистральные и распределительные сети), а также бесперебойный отбор требуемого количества воды с заданным напором в нужном режиме.
Системы водоснабжения различают:
· по видам объектов водоснабжения — системы водоснабжения городов;
· системы водоснабжения поселков и сельских населенных пунктов;
· системы водоснабжения производственных (включая сельскохозяйственные) объектов.
По охвату снабжаемых объектов — системы водоснабжения групповые (районные), охватывающие группу объектов; системы водоснабжения одного объекта.
Режим водопотребления предприятиямискладывается из режимов потребления соответствующих групп потребителей. Режим расходования воды на технологические нужды зависит от технологии производства и, как правило, задается технологами. Режим потребления воды на хозяйственно-питьевые нужды работающих определяют посменно.
В соответствии со СНиП 2.04.02—84 выбор системы водоснабжения и ее схемы следует производить на основании сопоставления возможных вариантов ее осуществления с учетом требуемых расходов воды на различных этапах их развития, источников водоснабжения, требований к напорам, качеству воды и обеспеченности ее подачи. Сравнение вариантов должно выполняться по приведенным затратам, руб.:
П = ЕнК + С,
где Ен = 0,12...0,15 — отраслевой нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; К — капитальные вложения, руб.; С — годовые эксплуатационные затраты, руб.
Сравниваемые варианты систем водоснабжения должны удовлетворять минимальным требованиям потребителей. Разница в производственном эффекте должна учитываться в приведенных затратах. В приведенные затраты могут не включаться затраты по элементам и сооружениям, одинаковым в сравниваемых вариантах. Выбирают вариант, имеющий минимальные значения приведенных затрат.
Существуют различные методы описания процессов водопотребления в течение суток. В современной практике проектирования данные о режиме водопотребления представляют в табличной, интегральной, аналитической или графической форме. Во всех случаях для этого используют коэффициенты часовой неравномерности водопотребления: максимальный, по сути своей являющийся отношением максимального часового расхода воды к среднему часовому в сутки максимального водопотребления,
Системы водоснабжения по степени обеспеченности подачи воды подразделяют на три категории (СНиП 2.04.02—84):
1. Допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30 % расчетного расхода и на производственные нужды — до предела, устанавливаемого аварийным графиком работы предприятий; длительность снижения подачи не должна превышать 3 суток. Перерыв в подаче воды или подача ниже указанного предела допускается на время выключения поврежденных и включения резервных элементов системы (оборудования, арматуры, сооружений, трубопроводов и т. д.), но не более чем на 10 мин;
2. Величина допускаемого снижения подачи воды та же, что и I категории; длительность снижения подачи не должна превышать 10 суток. Перерыв в подаче воды или подача ниже указанного предела допускается на время выключения поврежденных и включения резервных элементов или проведения ремонта, но не более чем на 6 ч;
3. Величина допускаемого снижения подачи воды та же, что и при I категории; длительность снижения подачи не должна превышать 15 суток. Перерыв в подаче воды или подача ниже указанного предела допускается на время проведения ремонта, ноне более чем на 24 ч.
Объединенные хозяйственно-питьевые и производственные водопроводы населенных пунктов при числе жителей в них более 50 тыс. человек следует относить к I категории; от 5 до 50 тыс. человек — ко II категории; менее 5 тыс. человек — к III категории.
Элементы систем водоснабжения II категории, повреждения которых могут нарушить подачу воды на пожаротушение, должны относиться к I категории.
При расчете систем водоснабжения необходимо учитывать не только изменения расходования воды потребителями по дням в течение года, но и изменения, происходящие в отдельные периоды суток.
Водопотребление жителями населенных пунктов является не случайным процессом изменения расходов воды во времени, причем особенностью этого водопотребления является то, что не сама система водоснабжения удовлетворяет случайный спрос потребителей на воду, а потребители сами через эту систему удовлетворяют (или пытаются удовлетворить) свою потребность в воде. Оперативно и с требуемой степенью точности прогнозировать случайный процесс водопотребления в течение суток в настоящее время не представляется возможным. Поэтому распределение расходов воды по часам суток производится на основании расчетных графиков водопотребления, которые могут быть получены путем изучения и анализа действительных графиков водопотребления населенных пунктов. Для вновь проектируемых систем используют аналоги графиков водопотребления тех городов, которые в наибольшей мере близки (по численности населения, санитарно-техническому благоустройству зданий, климатическим условиям, социальной инфраструктуре и другим факторам) проектируемому населенному пункту. Для наиболее точного отображения реального режима водопотребления желательно иметь, возможно, большее число графиков водопотребления аналогичных объектов за возможно более длительные сроки. Каждый из графиков, зарегистрированный в ходе наблюдений, является лишь одной из возможных реализаций случайного процесса.