Системы и сооружения водоснабжения

УДК 628
ББК 38.761
А65

Рецензенты:
доктор технических наук, профессор А.П. Свинцов, 
профессор департамента строительства Инженерной академии 
Российского университета дружбы народов;  
кандидат технических наук Р.В. Ефремов, 
доцент кафедры водоснабжения и водоотведения НИУ МГСУ

Андрианов, А.П.

А65   Системы и сооружения водоснабжения [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / 
А.П. Андрианов, Ж.М. Говорова ; Министерство науки и высшего образования Российской 
Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный 
университет, кафедра водоснабжения и водоотведения. — Электрон. дан. и прогр. (1,0 Мб). — 
Москва : Издательство МИСИ – МГСУ, 2020. — Режим доступа: http://lib.mgsu.ru/. — Загл. с титул. 
экрана.

ISBN 978-5-7264-2207-7 (сетевое)
ISBN 978-5-7264-2206-0 (локальное)

В учебно-методическом пособии приведены указания к практическим занятиям и выполнению 
курсовой работы (проекта), рассмотрены вопросы проектирования и расчета водозаборных и водопроводных 
очистных сооружений.

Для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство.

Учебное электронное издание

© Национальный исследовательский
Московский государственный
строительный университет, 2020

Редактор, корректор М.Л. Манзюк
Компьютерная верстка А.Г. Сиволобовой
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного 

Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2013, Adobe InDesign CS6, ПО Adobe Acrobat.

Подписано к использованию 18.05.2020. Объем данных 1,0 Мб. 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 

«Национальный исследовательский  
Московский государственный строительный университет» 
129337, Москва, Ярославское ш., 26.

Издательство МИСИ – МГСУ.  
Тел. (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ..............................................................................................................................................5
1.1. Исходные данные для курсового проектирования .................................................................................5
1.2. Содержание курсовой работы и проекта  ................................................................................................5
2. СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ .........................................................................................6
3. ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ......................................................................................................................7
3.1. Водозаборные сооружения подземных вод .............................................................................................7
3.2. Водозаборы поверхностных источников ...............................................................................................10
4. СТАНЦИИ ВОДОПОДГОТОВКИ.
МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД ................................................................. 11
4.1. Показатели качества воды ....................................................................................................................... 11
4.2. Выбор технологии и состава сооружений для очистки природной воды ..........................................13
5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД .....................................................15
5.1. Обработка воды коагулянтами и флокулянтами ...................................................................................15
5.2. Осветление природных вод .....................................................................................................................21
5.3. Удаление из воды органических примесей ...........................................................................................33
5.4. Очистка подземных вод ..........................................................................................................................35
5.5. Умягчение и опреснение воды................................................................................................................43
5.6. Обработка промывных вод и осадков станций водоподготовки .........................................................48
6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДООЧИСТНЫХ КОМПЛЕКСОВ .......................................49
ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ И К ЗАЩИТЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ...............................49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .........................................................................................................................................................51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК  .....................................................................................................................51
ПРИЛОЖЕНИЯ .........................................................................................................................................................52

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Программа дисциплины «Системы и сооружения водоснабжения» для углубления и закрепления 

теоретических знаний, формирования умений и профессиональных навыков обучающихся в области 
современных методов, технологий, сооружений и оборудования для хозяйственно-питьевого и 
технического водоснабжения предусматривает практические занятия и выполнение курсовой работы 
и проекта. 

Указанные виды учебной работы охватывают основные разделы дисциплины «Системы и со-

оружения водоснабжения»: система водоснабжения и ее элементы, наружные водопроводные сети 
и сооружения на них, водозаборные сооружения, станции водоподготовки, методы анализа и оценка 
качества природных вод, физико-химические процессы очистки природных вод, сооружения и оборудование 
для очистки природных вод, проектирование и эксплуатация водоочистных комплексов.

В зависимости от тематики курсовой работы проектирование водозаборно-очистного комплекса 

включает в себя расчет водозаборных сооружений, разработку технологических схем станций подготовки 
питьевой воды и компоновки сооружений и оборудования, расчет водоподготовительного 
оборудования.

Выполнение курсового проекта ставит своей целью знакомство обучающихся с современными 

технологиями обработки природной воды, формирование практических навыков по их внедрению 
при строительстве и реконструкции очистных сооружений систем водоснабжения, а также формирование 
навыков формулирования целей и постановки задач при проведении обзора и анализа литературы 
по заданной тематике.

1.1. Исходные данные для курсового проектирования

Исходными данными в зависимости от назначаемой преподавателем темы из следующего переч-

ня: «Проектирование водозаборно-очистных сооружений», «Проектирование станции водоподготовки», «
Проектирование водозаборных сооружений» являются:

полезная производительность водозаборно-очистных сооружений;
данные по водоисточнику (расходы и уровни воды, наличие шуги, лесосплава, судоходства и т.п.);
показатели качества исходной (природной) воды: мутность, цветность, перманганатная окисля-

емость, запах, рН, жесткость, щелочность, солесодержание, железо, фтор, фитопланктон, температура 
и др.;

отметка земли в месте расположения сооружений, ситуационный план;
дополнительные данные.

1.2. Содержание курсовой работы и проекта 

Курсовая работа включает пояснительную записку (30–40 стр.) и 1 чертеж формата A1. 
В пояснительной записке приводятся:
анализ условий строительства;
анализ исходных данных по водоисточнику;
для водозаборных сооружений: обоснование выбора расположения, типа и компоновки водоза-

борных сооружений, расчет основных сооружений, подбор насосов и определение режима их работы 
при различных уровнях воды в поверхностном источнике, расчет количества скважин, выбор способа 
бурения скважин на воду, подбор фильтра и его расчет;

для станции водоподготовки: анализ качества исходной воды, обоснование выбора схемы водо-

подготовки, сооружений и реагентов, расчет основных сооружений и реагентного хозяйства станции 
водоподготовки [1, 2].

На чертеже показываются:
для водозаборных сооружений — планы и разрезы водозаборного сооружения, продольный про-

филь водозаборного сооружения руслового типа или геолого-технический разрез скважины;

для станции водоподготовки — генплан станции водоподготовки.
Курсовой проект включает пояснительную записку (30–40 стр.), снабженную графиками, принци-

пиальными схемами, рисунками конструкций сооружений и пр. Библиографический список должен 
включать учебники, монографии, а также научно-технические статьи по тематике курсового проекта.

В состав курсового проекта входит проведение краткого обзора научно-технической литерату-

ры по выбранной тематике, указанной в рабочей программе дисциплины, описание теоретических 
основ процесса, критический анализ методов, конструкций с указанием их области применения, 
преимуществ и недостатков, отечественный и зарубежный опыт применении методов (сооружений, 
установок и т.д.) с указанием производительности станций, их местоположения и эффективности 
работы, обоснование выбранного метода (сооружение) и принцип расчета (подбора) сооружения 
(установки).

2. СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Система водоснабжения — комплекс взаимосвязанных устройств и сооружений, обеспечивающих 

потребителей водой в требуемом количестве и заданного качества. Система водоснабжения включает 
в себя устройства и сооружения для забора воды из источника водоснабжения, ее транспортировки, 
обработки, хранения, регулирования подачи и распределения между потребителями [3, 4].

Схема водоснабжения — последовательное расположение сооружений от источника до потреби-

теля, взаимное расположение их относительно друг друга.

Системы водоснабжения должны проектироваться в соответствии с требованиями [2] по проек-

тированию наружных сетей и сооружений водоснабжения, а также других нормативно-технических 
рекомендаций и требований, предъявляемых к воде потребителями. При этом необходимо учитывать 
местные условия, многообразие которых приводит к тому, что система водоснабжения любого 
объекта по-своему уникальна и неповторима.

Все многообразие встречающихся на практике систем водоснабжения классифицируется по сле-

дующим основным признакам:

по назначению: хозяйственно-питьевые, противопожарные, производственные, сельскохозяй-

ственные. Перечисленные типы систем могут быть как самостоятельными, так и объединенными. 
Объединяют системы в том случае, если требования, предъявляемые к качеству воды, одинаковые 
или это выгодно экономически;

по характеру используемых природных источников: системы, получающие воду из поверхност-

ных источников (реки, озера, водохранилища, моря, океаны); системы, забирающие воду из подземных 
источников (артезианские, грунтовые); системы смешанного питания (при использовании 
различных видов водоисточников);

по территориальному признаку: локальные (одного объекта) или местные, групповые или район-

ные, обслуживающие группу объектов, внеплощадочные, внутриплощадочные;

по способам подачи воды: самотечные (гравитационные), напорные (с механической подачей 

воды с помощью насосов), комбинированные;

по кратности использования потребляемой воды (для предприятий): прямоточные (однократное 

использование), с последовательным использованием воды (двух-трехкратное), оборотные (многократное 
использование воды, осуществляемое по замкнутой, полузамкнутой схеме или со сбросом 
части воды — продувкой), комбинированные;

по видам обслуживаемых объектов: городские, поселковые, промышленные, сельскохозяйствен-

ные, железнодорожные и т.д.;

по способу доставки и распределения воды: централизованные, децентрализованные, комбини-

рованные.

Системы водоснабжения в населенных пунктах предусматривают, как правило, централизован-

ными. При этом в зависимости от местных условий и экономической целесообразности они могут 
быть раздельными — с собственными источниками водоснабжения для каждой из зон (селитебной 
или производственной) — или объединенными — с общим источником водоснабжения для обеих 
зон.

Технико-экономическое обоснование выбранного варианта системы и схемы водоснабжения 

следует производить по чистому дисконтному доходу и внутригодовой норме доходности или приведенным 
затратам с согласованными сроками окупаемости на основании проектных решений с использованием 
укрупненных показателей стоимости строительства сетей и сооружений водопровода 
и рыночными ценами на годовые издержки [4]. 

3. ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

3.1. Водозаборные сооружения подземных вод

Подземными называют воды, находящиеся в толще земной коры во всех физических состояниях 

(парообразном, жидком и твердом, а также в виде свободной, капиллярной, пленочной и гигроскопической 
влаги). Для водоснабжения используется свободная вода, заполняющая поры и трещины 
горных пород и передвигающаяся под действием силы тяжести. В районах вечной мерзлоты не исключено 
использование воды в твердом состоянии. 

Условия формирования и залегания различных категорий подземных вод зависят от водоупоров 

и кровли водоносных пластов и их мощности, состава и свойств водовмещающих пород, специфики 
формирования водоносных горизонтов, особенностей источников их питания и других факторов.

По условиям залегания подземные воды могут быть разделены на верховодку, грунтовые и ар-

тезианские. Подземные воды бывают напорными, при которых статический уровень воды в пробуренной 
скважине устанавливается выше кровли водоносного пласта, и безнапорными, при которых 
статический уровень воды устанавливается ниже границы кровли водоносного пласта, прикрывающей 
водовмещающую породу. 

Выбор типа сооружений для забора подземных вод зависит от глубины и условий залегания во-

доносных пластов, их мощности и способности водоотдачи. Сооружения, применяемые в практике 
водоснабжения для забора подземных вод, подразделяются на трубчатые колодцы (скважины), шахтные 
колодцы, горизонтальные водосборы, лучевые водозаборы, каптированные родники [4, п. 8.2]. 

В качестве исходной величины принимают необходимый расчетный суточный расход насосов 

первого подъема, назначаемый с учетом расхода воды на собственные нужды водозабора и очистной 
станции по совмещенному графику работы очистной станции или почасовому графику водопотребления 
объекта водоснабжения и проектируемому графику работы скважинных насосов в течение 
суток.

Дебит (расход) одной скважины во многом зависит от принимаемой величины допустимого по-

нижения статического уровня воды в ней. Допустимое понижение уровня подземных вод в любой 
точке водоносного горизонта в сложных гидрогеологических условиях (неоднородность водовме-
щающих пород, особые условия подпитки, возможное истощение и т.д.) должно определяться моделированием. 


Одним из самых важных элементов скважины является фильтр, предотвращающий вынос водо-

носной породы в эксплуатационную колонну и предохраняющий водоприемную часть ствола от 
разрушения. Фильтр состоит из рабочей (водоприемной) части, надфильтровой трубы и отстойника. 
Каркасы фильтров изготавливают из стальных труб с антикоррозионным покрытием или других 
высокопрочных материалов, стойких к коррозии и нетоксичных по отношению к воде. На практике 
применяют щелевые, дырчатые, проволочные, сетчатые, гравийные и блочные фильтры.

Для подбора насосов, размещаемых в эксплуатационных колоннах, необходимо предварительно 

определить высоту водоподъема и производительность насоса, а затем сопоставить последнюю с 
потенциально возможной водоотдачей водоносного пласта. Производительность насоса одиночной 
скважины должна обеспечивать расход воды не только на хозяйственно-питьевые и технические 
нужды водопотребителей, но и собственные нужды водозаборных сооружений, водопроводной 
очистной станции и насосных станций. 

Сборные водоводы предназначены для транспортирования воды от подземных водозаборных со-

оружений до сборных емкостей или непосредственно до внутриплощадочных сетей водоснабжения. 
По гидравлическому режиму работы сборные водоводы разделяют на сифонные, напорные, 
самотечно-напорные и самотечные. Схемы сборных водоводов в плане бывают преимущественно 
тупиковыми или кольцевыми. Выбор схемы сборного водовода производится с учетом взаимного 
расположения водозаборов и сборной емкости, а также с учетом экономических соображений.

Пример. Выполнить расчет водозаборного сооружения из подземного водоисточника — артези-

анских напорных вод. Исходные данные для расчета: расход воды — 23949,84 м3/сут (997,91 м3/ч; 
277,2 л/с); отметка уровня земли — 159,7 м; отметка статического горизонта воды — 149,7 м; мощность 
водоносного горизонта — 34 м; состав водоносного слоя — песок мелкозернистый; пониже-

ние воды в скважине — 20 м; коэффициент фильтрации — 10 м/сут; удельный дебит — 4,5 м3/ч на 
пог. м; скважина совершенная. Принята безреагентная технология очистки воды на биореакторе со 
струйной вакуумной эжекцией и фильтре с плавающей загрузкой. Отметка, на которую необходимо 
подать воду из скважины (отметка земли + высота подачи воды в биореактор), — 165,25 м.

На первом этапе выполняем расчет водозаборных скважин. Определяем дебит совершенной 

скважины 
.
ч скв
Q

0 
 
20 4,5
90  
3
ч.скв
ф
м /ч,
Q
S q
=
=
⋅
=

где Sф — понижение уровня воды в скважине, м; q0 — удельный дебит скважины, м3/ч на пог. м.

Общее количество рабочих скважин N тогда составит

.

997,1
 
12  
,
90

ч

ч скв
шт.
Q
N
Q
=
=
=

где Qч — часовой расход воды, м3/ч.

В соответствии с [2, п. 8.12] принимаем две резервные скважины. Всего 14 скважин. 
Проектируемые скважины следует располагать так, чтобы расстояние между ними было мини-

мальным, учитывая их возможное взаимодействие. Величиной, определяющей допустимое расстояние 
между скважинами, является радиус их влияния. 

Исходя из данных предварительных откачек радиус влияния R, м, определяем по формуле

10
10 20
10
632  
ф
м,
R
S
K
=
=
⋅
⋅
=
 

где Sф — понижение воды в скважине, м; K — коэффициент фильтрации, м/сут. 

С целью исключения взаимодействия скважин рекомендуемое расстояние между ними L при-

нимаем

2
2 632
1264  м,
L
R
=
=
⋅
=

где R — радиус влияния, м.

Одним из основных элементов скважины являются фильтры (если требуется). Фильтры водяных 

скважин должны обеспечивать приток расчетного количества воды со скоростями, не превышающими 
допустимые. Кроме того, они должны задерживать глинистые, пылеватые и песчаные частицы из 
водоносного горизонта, не корродировать и не ухудшать качество воды за счет увеличения содержания 
железа или других компонентов разрушения материала фильтра.

Для конкретных условий принимаем трубчатый фильтр с гравийной обсыпкой. Трубчатый фильтр 

представляет собой каркас из обсадных труб с круглой перфорацией, обтянутый проволочной обмоткой 
и обсыпанный гравием толщиной не менее 50 мм. Такие фильтры позволяют осуществлять 
водозабор в мелкозернистых песках с преобладающими размерами частиц 0,1…0,25 мм (более 50 % 
по массе).

Определяем скорость воды на входе в фильтр Vф, м/ч:

2
2

50
50
1000
(
/
)
1000 10(0,25 / 2,5)
4,17,
24
24

ф
K d
D
V
⋅
=
=
=

где d50 — диаметр частиц водоносного слоя, мм; D50 — диаметр частиц гравия, равный 
50
10
.
d

Диаметр фильтра Dф определяем по формуле

90,0
0,216  
3,14
3,14 10,609 3 4,17

ч.скв
фраб
зв
ф
м,
Q
D
l
n V
=
=
=
⋅
⋅ ⋅

где nзв — количество звеньев, шт.; lраб — рабочая длина звена фильтра, м;

0,2
11
0,191
0,2
10,609  
раб
зв
муфт
м,
l
l
l
=
−
−
=
−
−
=

где lзв — длина звена, м; lмуфт — длина муфты, м.

Так как расчетное значение Dф. расч = 216 мм, то принимаем ближайший по сортаменту диаметр 

фильтра скважины Dф = 219 мм. 

Находим диаметр каркаса фильтра Dк. расч:

2
2
219
2 50
2 0,5
118  
,
к.расч
скв
обс
пр
мм
D
D
=
− δ
− δ
=
−
⋅
−
⋅
=

где δобс — толщина обсыпки, равная 50 мм; δпр — толщина проволочной обмотки, равная 0,5 мм.

Принимаем диаметр каркаса фильтра Dк. факт = 114 мм. Тогда боковая площадь поверхности звена 

Fб. зв составляет

2
3,14
3,14 0,114 10,609
3,79 
.
б.зв
к.факт раб
м
F
D
l
=
=
⋅
⋅
=

Диаметр отверстия принимаем равным 
50
3D , что составляет 0,0075 м. Площадь одного отвер-

стия будет равна f0 = 0,0000442 м2. Скважность фильтра принимаем равной 0,25, тогда площадь всех 
отверстий звена F будет определяться по формуле

0,25 3,79
0,949
б.зв
F
pF
=
=
⋅
=
 м2,

где p — скважность фильтра.

Количество отверстий в фильтре n определяем по формуле

0

0,949 3
64503
0,0000442

зв
Fn
n
f

⋅
=
=
=
 шт.

Расстояние между центрами отверстий в горизонтальном ряду равно 14 мм, количество отвер-

стий в горизонтальном ряду — 25 шт. Число горизонтальных рядов на один погонный метр трубы 
составляет 861 шт., а расстояние между осями горизонтальных рядов равно 12 мм. Фактическая 
толщина обсыпки равна 52 мм. Шаг проволочной обмотки — 2,5 мм.

Основными расчетными параметрами конструкции ствола скважины являются диаметры, длины 

и количество колонн обсадных труб, которыми укрепляют стенки скважины. 

Конструкция скважины зависит от способа бурения. При ударно-канатном бурении ствол сква-

жины обычно состоит из обсадных колонн труб — эксплуатационной и направляющей, между которыми 
располагаются технические колонны труб. 

Внутренний диаметр эксплуатационной колонны обуславливается конструктивными диаме-

трами фильтра или насоса (большим из них). По внутреннему диаметру подбираем диаметр эксплуатационной 
колонны Dф = Dэ.к = 219 мм. Длину эксплуатационной колонны принимаем равной 
глубине скважины Lэ.к = 52,2 м. Диаметр технической колонны должен быть больше диаметра эксплуатационной 
колонны не менее чем на 20 мм. Принимаем диаметр технической колонны равным  
Dт.к = 245 мм и длину, равную Lт.к = 40 м. Диаметр направляющей колонны равен Dн.к = 289 мм,  
а длина составляет Lн.к = 15 м.

Конструкция скважины ударно-канатного бурения вычерчивается в вертикальном масштабе на 

проектно-геологическом разрезе.

В большинстве случаев артезианские несамоизливающиеся скважины оборудуют погруженным 

электронасосом, опускаемым под динамический уровень воды. Для выбора марки насоса определяем 
его подачу и полный напор.

Производительность насоса одиночной скважины определяем исходя из Qч и N. Она составляет 

Qн = 83,159 м3/ч.

Требуемый напор насоса, расположенного в эксплуатационной колонне, определяем по формуле (1) 

 
B
,
BH
w
c
l
d
H
h
S
h
h
=
−
+
+ ∆
+
+
∑
  
(1)

где В = 165,25 м (по исходным данным); ВН — отметка верха насоса, который располагается на глубине 
не менее 2 м под динамическим уровнем воды (ДУВ); hw — потери напора в водоподъемной 
трубе, м.

2
149,7
20
2
127,7 .
ф
ВН
СУВ
м
S
=
−
−
=
−
−
=

Величину hw находим на основе гидравлического расчета. Для приближенного расчета рекомен-

дуется принимать hw = 2…4 м.

lh
∑
— сумма потерь по длине водоводов от скважины до станции, составляет 25,3 м.

Гидравлический расчет водоводов сведен в табл. 1.

Таблица 1

Гидравлический расчет водоводов от скважин

Участок
Расход, м3/ч
Диаметр, мм
Длина, м
Потери, м

1–2
83,159
175
1890
14,739

2–3
249,477
350
1260
1,858

3–4
415,795
350
1260
4,887

4–5
498,954
400
600
1,746

5–6
498,954
400
714,3
2,079

∑
5724,3
25,3

cS
∆
 — дополнительное понижение, обусловленное степенью и характером вскрытия водоносно-

го пласта, принимаем равным 1 м; hd — потери давления при обтекании электродвигателя, принимаем 
равными 1,5 м.

165,25 127,7
2
1
25,3 1,5
67,36
H =
−
+
+ +
+
=
 м.

Подбираем насос фирмы Grundfos марки SP 77-6.
Санитарная охрана источников питьевого водоснабжения осуществляется путем организации на 

водосборных бассейнах зон санитарной охраны.

Зона санитарной охраны включает в себя три пояса. 
Первый пояс охватывает территорию, на которой располагаются скважины и связанные с ними 

насосные станции. Граница первого пояса зоны санитарной охраны подземного источника устанавливается 
при использовании защищенных подземных вод на расстоянии не менее 30 м от крайних 
скважин водозабора или на расстоянии не менее 50 м от крайних скважин при использовании недостаточно 
защищенных подземных вод. 

Второй пояс представляет собой территорию, для которой вводятся определенные ограничения 

ее использования с тем, чтобы предотвратить возможность загрязнения эксплуатируемого водоносного 
пласта. Граница второго пояса определяется гидродинамическими расчетами исходя из условий, 
что микробное загрязнение, поступающее в водоносный пласт за пределами второго пояса, не 
достигает водозабора с потоком подземных вод к водозабору за период времени от 100 до 400 сут., в 
зависимости от климатических условий и защищенности водоносного горизонта. 

Граница третьего пояса предназначена для защиты водоносного горизонта от химических загрязне-

ний и определяется также гидродинамическими расчетами, исходя из того, что время движения химического 
загрязнения к водозабору должно быть больше срока эксплуатации водозабора на 25–50 лет.

3.2. Водозаборы поверхностных источников

Водозаборами называют комплекс гидротехнических сооружений, служащих для забора воды из 

источника водоснабжения, ее предварительной очистки от грубодисперсных примесей и крупных 
наносов и подачи под необходимым напором и в нужном количестве на водопроводные очистные 
сооружения.

Водозаборные сооружения (водозаборы) предназначены для забора расчетного расхода воды из 

открытых водоисточников, защиты системы водоснабжения от попадания в нее с водой сора, наносов, 
льда, водорослей, рыб. Их рассчитывают на эксплуатацию в обычных и редко повторяющихся 
чрезвычайных условиях. По степени обеспеченности подачи воды они подразделяются на три категории 
в зависимости от требований к обеспечению подачи воды потребителям [2, п. 7]. 

По технологии забора воды из водоисточника различают береговой и русловой водозаборы, от-

личающиеся между собой расположением места забора воды относительно берега. Водозаборы могут 
быть совмещенными с насосными станциями первого подъема или раздельными. Условия забора 
воды различают на легкие, средние, тяжелые, очень тяжелые. Условия забора устанавливаются по 
наиболее тяжелому виду затруднений в работе водозаборных сооружений в зависимости от устойчивости 
берегов и ложа источника, русловых и шуголедовых режимов, засоренности по показателям.

При выборе места водозабора учитывают следующие требования: 
– место водозабора должно выбираться на устойчивом участке реки, обладающем достаточными 

расходами и глубиной, расположенном возможно ближе к объектам водоснабжения; 

– у места водозабора должны быть спокойные и благоприятные топографические формы берега 

русла без крутых косогоров, заливаемых пойм, изрезанности оврагами и т.п.; 

– выбираемый участок русла не должен располагаться на перекате, иметь резких местных суже-

ний, перепадов, быстрин, островов и кос; 

– не допускается размещать водоприемники в пределах зон движения судов, плотов, в зоне от-

ложения и движения донных наносов, в местах зимовья и нереста рыб, на участке возможного разрушения 
берега, скопления плавника и водорослей, а также возникновения шугозажоров и заторов. 

При выборе схемы водозабора одновременно подбирают тип насосов (горизонтальные или вер-

тикальные) и решают вопрос устройства совмещенного или раздельного с насосной станцией водоприемного 
сооружения. Если принятый тип и схема водозабора не соответствуют необходимой 
степени надежности забора воды, то в проекте предусматриваются мероприятия для ее повышения.

4. СТАНЦИИ ВОДОПОДГОТОВКИ.  

МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД

4.1. Показатели качества воды

Состав природных вод, концентрации и физико-химические свойства содержащихся в них при-

месей являются основополагающими при оценке пригодности воды для использования ее различными 
категориями потребителей. 

По целевому назначению воду классифицируют как используемую для: хозяйственно-питьевых 

целей, пищевой промышленности, орошения полей, сельскохозяйственных нужд, паросилового хозяйства, 
охлаждения производственного оборудования, технологических целей предприятий, заводнения 
нефтяных пластов и др.

Природные воды классифицируют [2, 4] по отдельным физико-химическим показателям (табл. 2), 

химическому составу растворенных примесей.

Широко известна классификация примесей воды на основании фазово-дисперсного состояния 

водных систем. Широкий спектр разнообразных по физической, химической и биологической характеристике 
примесей, имеющихся в природных водах, объединен в четыре обобщающие группы 
(табл. 3). Первые две из них относятся к гетерогенным системам, представленным в воде взвесями, 
коллоидами, эмульсиями и пенами, признаком которых является существование поверхностей раздела. 
Третья и четвертая группы относятся к гомогенным системам — веществам, образующим с 
водой молекулярные и ионные растворы. Чем меньше размер частиц дисперсной фазы в дисперсионной 
среде, тем больше величина их удельной межфазной поверхности и тем сильнее влияние 
поверхностных явлений на свойства системы.

Известны классификации взвешенных веществ, присутствующих в природной воде, по гидрав-

лической крупности и размеру растворенных частиц. 

Основными показателями, определяющими пригодность воды для разных категорий водопотре-

бителей, являются состав и концентрация содержащихся в ней примесей. Гигиенические требования 
к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения и правила контроля качества 
воды, производимой и подаваемой системами питьевого водоснабжения населенных мест в России, 
устанавливаются по [5–7]. В мировой практике используются нормативы Всемирной организации 
здравоохранения и развитых государств с высоким научно-техническим потенциалом: США, Франции, 
Германии и др. 

Таблица 2

Классификация природных вод

Наименование  

показателей
Типы природных вод
Значение

Поверхностные воды

Мутность, мг/л

Маломутные
До 50

Средней мутности
50…250

Мутные
250…1500

Высокомутные
Свыше 1500

Цветность, град. ПКШ

Малоцветные
До 35

Средней цветности
35…120

Высокой цветности
Свыше 120

Подземные воды

Степень 
минерализации, г/л

Пресные
До 1

Солоноватые
1…3

Засоленные
3…10

Соленые
10…50

рН

Щелочные
11…14

Слабощелочные
8…10

Нейтральные
7

Слабокислые
4…6

Кислые
1…3

Жесткость общая,  
мг-экв/л

Очень мягкие
До 1,5

Мягкие
1,5…3

Умеренно жесткие
3…6

Жесткие
6…9

Очень жесткие
Свыше 9

Железо и марганец, 
мг/л

Группа А
Fe, Mn — в минеральной форме,

Що > 2 ммоль/л

Группа Б
Fe, Mn — в минеральной форме,

Що < 2 ммоль/л

Группа В
Fe, Mn — в органической форме

Таблица 3

Классификация примесей по их фазово-дисперсному состоянию

Группа
Характер примесей
Размер

частиц, см

Структурные

системы

I. Взвеси
Суспензии, эмульсии, 

микроорганизмы, планктон
10–2…10–5
Гетерогенные

II. Коллоидные 
растворы

Коллоиды, высокомолекулярные 

соединения, вирусы
10–5…10–6
Гетерогенные

III. Молекулярные 
растворы

Газы, растворимые в воде, 

органические вещества, 

придающие запах и привкус

10–6…10–7
Гомогенные

IV. Ионные растворы
Соли, кислоты, основания
10–7…10–8
Гомогенные

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна 

по химическому составу и иметь удовлетворительные органолептические свойства. Безопасность 
воды определяется ее соответствием нормативам по показателям, представленным в табл. 4.

Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется также ее соответствием нор-

мативам по содержанию вредных и химических веществ, образующихся в воде в процессе ее обработки (
табл. 5).