Насосные станции современных систем В. оборудуются, как правило, центробежными насосами с электрическим приводом, а также регулирующей, предохранительной и контрольно-измерительной аппаратурой. Многие насосные станции имеют телеуправление и полностью автоматизированы.
Очистные сооружения обрабатывают природную воду с целью придания ей качеств, соответствующих требованиям потребителей (см. Водоочистка ). Очищенная вода подаётся к объекту по водоводам и разводится по его территории водопроводной сетью. К уличной сети присоединяются домовые ответвления, по которым вода вводится в здания. Внутри зданий устраивается сеть внутреннего водопровода, подводящая воду к точкам её разбора через различные водоразборные устройства (краны). В благоустроенных жилых домах и в некоторых общественных зданиях устраиваются также системы, снабжающие потребителей горячей водой (см. Горячее водоснабжение ). В производственных зданиях вода подводится к различным технологическим агрегатам, машинам, аппаратам, котлам и т.д. Разбор воды осуществляется частично и из наружной (уличной) сети через водоразборные колонки (краны). Подача воды для тушения пожаров осуществляется из наружных пожарных гидрантов , располагаемых на уличной сети. Внутренние пожарные краны устанавливаются в общественных и производственных зданиях, а также в жилых домах выше 11 этажей.
Для промышленных предприятий (в определённых условиях) применяют так называемые оборотные системы В. ( рис. 2 ), а также системы с последовательным использованием воды. Оборотные системы служат для предотвращения нерационального использования природных вод и их загрязнения. В таких системах воду после надлежащей обработки (охлаждения или осветления) снова подают потребителям. Для охлаждения воды в оборотных системах применяются градирни , бассейны брызгальные , охладительные пруды. При этом из источника подаётся вода только для восполнения её потерь при охлаждении и безвозвратных её расходов в производстве. Таким образом, количество воды, забираемой из источника, при оборотной системе значительно меньше, чем при обычной прямоточной системе. Это позволяет иногда использовать природный источник, который при прямоточной системе был бы недостаточным для данного потребителя. Системы с последовательным использованием воды применяют в тех случаях, когда вода, сбрасываемая одним производственным потребителем, может употребляться другим. Это также уменьшает количество воды, которое надо забирать из источника В.
Вследствие значительного роста водопотребления в населённых местах (в результате роста числа жителей, а также при наличии всех видов благоустройства) и промышленности в некоторых районах местные природные источники оказываются недостаточными для удовлетворения потребностей в воде. В такие районы вода подаётся из удалённых источников. Так, одним из источников В. Москвы является р. Волга, из которой вода поступает по каналу на расстояние 128 км; в центральные районы Донбасса вода подводится каналом и водоводами на расстояние 130 км.
Санитарный надзор. Качество подаваемой населению воды (на всём пути её транспортирования от водопроводной станции до потребителя) подвергается строгому санитарному контролю. Санитарный надзор, осуществляемый районными и городскими санэпидстанциями, распространяется на все системы хозяйственно-питьевого В. населённых мест и другие системы, подающие воду питьевого качества. Органами Государственного санитарного надзора в СССР утверждено «Положение о проектировании зон санитарной охраны централизованного водоснабжения и водных источников», обязательное для всех организаций, проектирующих и строящих системы В., и для всех водопроводных предприятий. На территории, входящей в зону санитарной охраны, устанавливается режим, обеспечивающий надёжную защиту источника В. от загрязнения и сохранение требуемых качеств воды. Проект зон санитарной охраны составляет неотъемлемую часть каждого проекта В., без которой он не может быть утвержден.
История В. насчитывает несколько тысячелетий. Ещё в Древнем Египте для получения подземных вод строились весьма глубокие колодцы, оборудованные простейшими механизмами для подъёма воды, использовались гончарные, деревянные и даже металлические (медные и свинцовые) трубы. В античном Риме имелись уже довольно крупные централизованные системы В.; сохранились акведуки , служившие для перехода самотёчных водопроводных каналов через овраги и долины. При раскопках в Новгороде был обнаружен водопровод из деревянных труб, время постройки которого относится к концу 11 - началу 12 вв. Имеются сведения о самотёчном водопроводе из гончарных труб, построенном в Грузии в 13 в. В 15 в. был сооружен родниковый водопровод для Московского Кремля. В 1-й половине 18 в. были построены водопроводные сооружения в Петербурге, Петергофе, Царском Селе. В 1804 закончено сооружение первого московского (мытищинского) водопровода, а в 1861 - петербургского городского водопровода. В 1902 вступил в действие новый водопровод Москвы с приёмом воды из Москвы-реки у деревни Рублёво. Всего в дореволюционной России централизованные системы В. имелись в 215 городах (около 20% общего их числа). За годы Советской власти В. получило большое развитие как по числу водопроводов и протяжённости водопроводных линий, так и по количеству воды, подаваемой населению и другим потребителям. К 1968 в СССР число городов, имеющих централизованное В., составляло 1600, а рабочих посёлков - 2520, протяжённость водопроводных линий выросла в 34 раза, а общее количество подаваемой в городские водопроводы воды - приблизительно в 40 раз.
Лит.:Фальковский Н. И., История водоснабжения в России, М. - Л., 1947; Конюшков А. М., Водоснабжение предприятий тяжелой промышленности, М., 1950; Покровский В. Н., Водоснабжение тепловых электростанций, М. - Л., 1950; Оводов В. С., Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение, 2 изд., М., 1960; Руководство по коммунальной гигиене, т. 2, М., 1962; Абрамов Н. Н., Водоснабжение, М., 1967.
Н. Н. Абрамов.
Рис. 1. Общая схема водоснабжения: 1 - водоприёмное сооружение; 2 - насосная станция 1-го подъёма; 3 - водоочистные сооружения; 4 - резервуар чистой воды; 5 - насосная станция 2-го подъёма; 6 - водоводы; 7 - водопроводная сеть; 8 - водонапорная башня.
Рис. 2. Схема оборотного водоснабжения: А - промышленное предприятие; Б - охлаждающее устройство; В - циркуляционная насосная станция; Г - водоприёмник: Д - насосная станция; 1 - отвод нагретой воды; 2 - подача охлажденной воды; 3 - подача «свежей» воды от источника.
«Водоснабжение и санитарная техника»
«Водоснабже'ние и санита'рная те'хника»,ежемесячный научно-технический и производственный журнал, орган Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства. Издаётся в Москве. Основан в 1925 (в 1925-42 назывался «Санитарная техника»). Освещает вопросы научной разработки, проектирования и сооружения систем водоснабжения, канализации, водоподготовки, очистки стоков, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Тираж (1971) 19,9 тыс. экз.
Водоспуск
Водоспу'ск, водоспускное сооружение, напорное гидротехническое сооружение с отверстиями, служащее для опорожнения водохранилища, промыва донных насосов, а также для пропуска эксплуатационных расходов воды в нижний бьеф . В. обычно располагается в теле бетонной плотины (трубчатый В.), а в плотинах из земли и камня - в основании плотины или в обход её, в массиве берега (тоннельный В.). Для регулирования количества пропускаемой воды В. оборудуется затворами (см. Гидротехнический затвор ). В период строительства гидроузла иногда через отверстия В. пропускают воды реки (см. также Водосброс ).
Водостойкость полимерных материалов
Водосто'йкость полиме'рных материа'лов.Контакт полимера с водой обычно приводит к набуханию полимера, в результате чего может измениться форма изделия и понизиться его прочность, диэлектрические свойства и т.д. Водопоглощение может привести также к распаду химических связей в молекуле полимера; этот процесс с заметной скоростью протекает лишь при повышенных температурах и преимущественно в случае полимеров, получаемых методом поликонденсации .
В. п. м. оценивают по изменению при контакте с водой диэлектрических показателей, степени набухания (водопоглощения) или одного из физико-механических показателей материала. В большинстве случаев В. п. м. характеризуют водопоглощением - количеством воды, которое поглощает материал за 24 чпребывания в воде при комнатной температуре. Водопоглощение выражают в процентах от массы образца или массой поглощённой воды, отнесённой к единице поверхности образца, например в г/дм 2, кг/м 2. Ниже приведены величины водопоглощения некоторых полимеров:
Полиэтилен высокой плотности . . . . . . . . 0,2 г/дм 2
Пенополистирол . . . . . . 3 г/дм 2
Полистирол блочный не поглощает
Винипласт . . . . .. . . . .0,4-0,6%
Стеклотекстолит . . . . 0,3-1,0%
Аминопласты . . . . . .0,45-0,7%
В. п. м. зависит от химической природы полимера, его структуры, степени отверждения (вулканизации), способа переработки, толщины и пористости изделия, состава материала. Для повышения В. п. м. готовые изделия подвергают термической обработке или наносят на них водостойкие покрытия. Водостойкость слоистых пластиков повышают, применяя аппретированные наполнители.
Лит.:Пик И. Ш., Прессовочные, литьевые и поделочные пластические массы, М., 1964; Молчанов Ю. М., Физические и механические свойства полиэтилена, Полипропилена и полиизобутилена. Справочник, Рига, 1966.
Водостолбовой двигатель
Водостолбово'й дви'гатель,объёмный гидравлический двигатель , преобразующий энергию потока жидкости в механическую энергию ведомого звена (вала, штока), которое производит работу либо непосредственно, либо через передаточный механизм. В. д. применяется, например, в гидравлических передачах для перемещения рабочих органов машин, поворота затвора в системах трубопроводов для перекачки жидкостей, подъёма щитов в гидротехнических сооружениях и пр.
Водоструйный насос
Водостру'йный насо'с,струйный вакуумный насос , в котором в качестве рабочей жидкости для образования струи применяется вода.
Водотрубный котёл
Водотру'бный котёл, паровой котёл , поверхность нагрева которого состоит из стальных труб, омываемых снаружи газообразными продуктами сгорания топлива (дымовыми газами). Внутри труб, объединённых барабанами и коллекторами в единую систему, движутся вода и пароводяная смесь. Вертикально-водотрубные котлы паропроизводительностью от 2,5 до 640 т/чнаряду с прямоточными котлами паропроизводительностью от 250 до 2500 т/ч,выпускаемые промышленностью СССР, применяются в различных котельных установках . Горизонтально-водотрубные котлы сняты с производства (см. также Котлоагрегат ).
Лит.см. при ст. Паровой котёл .
С. С. Филимонов.
Водоупорные горные породы
Водоупо'рные го'рные поро'ды,водонепроницаемые горные породы, горные породы, практически не пропускающие воду (глины, лишённые трещин магматические породы, мёрзлые породы).
Водохозяйственный баланс
Водохозя'йственный бала'нс,соотношение между приходом и расходом воды на какой-либо части земной поверхности за определённое время с учётом хозяйственной деятельности человека. В. б. составляется для бассейна внутренних морей (например, Каспийского), рек или их частей на годы различной водности и на наиболее напряжённые месяцы маловодных лет. Приходная часть баланса: сток поверхностных и подземных вод, образуемый атмосферными осадками, возвратные воды из канализационных систем, воды, фильтрующиеся с орошаемых полей, а также перебрасываемые из других бассейнов. Расходная часть: испарение с поверхности, воды, забираемые на производственные нужды ( орошение , промышленное водоснабжение), для бытового водоснабжения и перебрасываемые в другие бассейны. В. б. даёт представление о водообеспеченности бассейна и при отрицательном балансе - о необходимости мероприятий по покрытию водного дефицита. Примером отрицательного В. б. может служить баланс бассейна Каспийского моря: с 1929 по 1945 приходная часть его была на 49 км 3меньше средней многолетней, что вызвало резкое (на 2,5 м) понижение уровня Каспийского моря по сравнению с уровнем, наблюдавшимся в течение последних 100 лет.
Г. Г. Гангардт.
Водохранилище
Водохрани'лище,искусственный водоём, образованный, как правило, в долине реки водоподпорными сооружениями для накопления и хранения воды в целях её использования в народном хозяйстве. Для всех В. характерны: возрастание глубин по направлению к плотине, исключая те из них, в состав которых вошли глубокие озёра; весьма замедленные по сравнению с рекой водообмен и скорости течения; неустойчивость летней термической и газовой стратификации и некоторые другие особенности гидрологического режима.
В. создаются для перераспределения стока рек во времени, а совместно с каналами и другими водопроводящими сооружениями - и по территории. Они являются основой разностороннего использования водных ресурсов . Необходимость создания В. обусловлена большой неравномерностью в распределении стока рек в течение года, значительной изменчивостью годового стока и неравномерным распределением его по территории. Различают В. суточного, недельного, сезонного (или годичного) и многолетнего регулирования. Объём водной массы В., а следовательно, и площадь зеркала, глубина и прочее подвержены сезонным изменениям в связи с неравномерностью естественного притока воды и её потреблением для нужд народного хозяйства. В. создаются самых разных размеров: по площади от нескольких десятков гадо нескольких тысяч км 2, по объёму от сотен тысяч м 3до сотен км 3(см. таблицу). По данным Института водных проблем АН СССР, суммарная полная ёмкость эксплуатируемых и строящихся В. на 1 января 1971 составляла около 5000 км 3 .Суммарная полезная ёмкость В. земного шара составляла в начале 60-х гг. 20 в. 2050 км 3, в том числе 755 км 3приходилось на Америку, 525 км 3- на Азию, 460 км 3- на Африку, 280 км 3- на Европу и 30 км 3- на Австралию (по подсчётам М. А. Фортунатова).
На В. различают: нормальный подпорный уровень (или горизонт) (НПУ, или НПГ) - высший подпорный уровень, который плотина может поддерживать в течение длительного времени при обеспечении нормальной эксплуатации всех сооружений; форсированный подпорный уровень (ФПУ) - высший подпорный уровень, который можно поддерживать недолгое время в период пропуска паводка, обеспечивая сохранность сооружений; уровень мёртвого объёма (УМО) - минимальный уровень, допустимый в условиях нормальной эксплуатации (см. рис. ).
Создание В. существенно изменяет ландшафт речных долин, а регулирование ими стока преобразует естественный гидрологический режим реки в пределах подпора. Изменения гидрологического режима, вызываемые созданием В., происходят также и в нижнем бьефе гидроузлов, иногда на протяжении десятков и даже сотен км. Особое значение имеет уменьшение половодий, в результате чего ухудшаются условия нереста рыб и произрастания трав на пойменных лугах. Уменьшение скорости течения вызывает выпадение наносов и заиление В.; изменяется температурный и ледовый режим, в нижнем бьефе образуется не замерзающая всю зиму полынья (иногда длиной в десятки км). На В. высота ветровых волн больше, чем на реках (до 3 ми более). Гидробиологический режим В. существенно отличается от режима рек: биомасса в В. образуется интенсивнее, меняется видовой состав флоры и фауны. На ряде В. в первые годы их эксплуатации появлялись плавающие торфяные острова площадью от нескольких м 2до сотен га.
Крупнейшие водохранилища мира.
| Водохранилище | Река | Страна | Полный объём, км 3 | Площадь вод- ного зерка- ла, км 2 |
| Братское . . . . . . . . . . . . | Ангара | СССР | 169,3 | 5470 |
| Кариба . . . . . . . . . . . . . | Замбези | Замбия, ЮР 3 | 160,4 | 4450 |
| Наср . . . . . . . . . . . . . . . | Нил | ОАР, Судан | 157,0 | 5120 |
| Вольта . . . . . . . . . . . . . | Вольта | Гана | 148,0 | 8480 |
| Маникуаган-5 . . . . . . . . | Маникуаган | Канада | 142,0 | 1940 |
| Красноярское . . . . . . . | Енисей | СССР | 73,3 | 2000 |
| Портидж-Маунтин . . . . | Пис-Ривер | Канада | 70,1 | 1760 |
| Оуэн-Фолс 1 . . . . . . . . . | Виктория-Нил | Уганда 4 | 68,0 5 | - |
| Вади-Тартар . . . . . . . . . | Тигр | Ирак | 67,0 | 2000 |
| Саньмынься . . . . . . . . . | Хуанхэ | КНР | 65,0 | 3500 |
| Куйбышевское . . . . . . . | Волга | СССР | 58,0 | 6448 |
| Бухтарминское . . . . . . | Иртыш | СССР | 53,0 | 5500 |
| Иркутское 2 . . . . . . . . . . | Ангара | СССР | 48,5 | - |
| Оз. Мид . . . . . . . . . . . . | Колорадо | США | 36,7 | 631 |
| Глен-Каньон . . . . . . . . . | Колорадо | США | 33,3 | 646 |
| Волгоградское . . . . . . . | Волга | СССР | 31,5 | 3117 |
1В подпоре оз. Виктория. 2В подпоре оз. Байкал. 3Южная Родезия. 4Также Кения и Танзания. 5По проекту 204,8 км 3.
В зависимости от конфигурации, интенсивности водообмена, а следовательно, гидрологического режима, В. делятся на 2 типа: озёрные и речные. Для В. озёрного типа (например, Рыбинского) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих В. связаны больше всего с ветрами. В. речного типа (Дубоссарское и др.) имеют меньшие размеры, течения в них носят гравитационный характер, водная масса по своим характеристикам близка речным водам.
Создание В. вносит ряд изменений в природу и хозяйство территории: затопляются, подтопляются и размываются прибрежные земли, на которых располагались естественные и культурные угодья, населённые пункты, промышленные предприятия, пути сообщения; изменяются сложившиеся экономические, транспортные и другие связи, санитарно-гигиеническая обстановка, условия рыбного промысла. Влияние В. на климат возрастает с увеличением их водной массы. Крупные В. оказывают более или менее заметное влияние на климат в сравнительно узкой прибрежной полосе шириной 3-10 км. Здесь отмечаются более плавный ход температуры, менее резкие суточные и годовые колебания её, повышенная влажность воздуха.
Во 2-й половине 20 в. в некоторых районах с развитой промышленностью и сельское хозяйством стал ощущаться острый недостаток воды; это касалось не только районов, характеризующихся малым и неравномерным стоком, но и тех, где ранее (пока была слабо развита промышленность) естественный сток был достаточным. Радикальным, а во многих случаях и единственным способом устранения или смягчения неравномерностей распределения стока рек является сооружение В. Большинство В. создаётся в интересах нескольких отраслей хозяйства, т. е. для комплексного использования.
В СССР эксплуатируется и находится в стадии подготовки около 1000 В. объёмом более 1 млн. м 3каждое, в том числе 150 В. объёмом свыше 100 млн. м 3каждое. В СССР В. необходимы для орошения и обводнения земель (большинство водохранилищ в южных районах: Кайраккумское, Чардаринское, Мингечаурское, Токтогульское и др.), для водоснабжения городов и промышленных предприятий (Иваньковское, Можайское, Ириклинское, Магнитогорское, Краснооскольское и др.), для гидроэнергетики (Братское, Красноярское и многие др.). В. Волжско-Камского и Днепровского каскадов наряду с регулированием стока в интересах гидроэнергетики улучшают условия орошения земель, судоходства, лесосплава, борьбы с наводнениями, организации отдыха населения и т.п. На Дальнем Востоке, на Кавказе, в Карпатах и других районах В. имеют большое значение для борьбы с наводнениями (Зейское, Мингечаурское и др.). Состав и значение отдельных участков водохозяйственного комплекса изменяются не только по территории страны, но и во времени в связи с развитием хозяйства и гидротехнического строительства.
За рубежом наибольшее количество водохранилищ имеется в США, Индии, Бразилии, Испании, Мексике, Канаде, Австралии, Японии. В США свыше 1500 В. объёмом свыше 6 млн. м 3каждое, из них 468 В. объёмом свыше 100 млн. м 3. В странах, испытывающих недостаток в воде, В. создаются для улучшения водоснабжения и полива земель. В горных районах многих стран большое число В. образовано плотинами ГЭС.
При образовании В. в верхних и нижних бьефах гидроузлов осуществляются: инженерная защита территорий, на которых находятся важные объекты и ценные с.-х. угодья (обвалование, дренаж, берегоукрепительные работы и т.п.); земельнохозяйственное устройство землепользователей в новых условиях; переселение жителей; перенос, переустройство, новое строительство или снос строений и сооружений и т.п.; лесосводка, перенос археологических и других памятников.
А. Б. Авакян.
Санитарно-гигиенические мероприятия. При подготовке ложа В. с затапливаемых территорий вывозят отбросы и отходы предприятий или дезинфицируют их на месте, перепахивают и т.д.; проводят лесоочистку; переносят места захоронения людей и скотомогильники. Санитарные органы контролируют перенос населённых пунктов из зоны затопления и выбор места их будущего размещения. Основные мероприятия по санитарной охране в период эксплуатации В. включают контроль за размещением на побережье В. городов и промышленных объектов, регулированием спуска в В. сточных вод, оборудованием плавающих по В. судов специальными устройствами для сбора сточных вод и нечистот с последующим сбросом их в береговые канализационные устройства. В связи с возможным изменением эпидемиологической обстановки в зоне В. санитарные органы проводят профилактику малярии, туляремии и других заболеваний. Санитарные требования при строительстве В. регламентируют «Санитарные правила по подготовке ложа водохранилища к затоплению и их санитарной охране» (1957).
И. А. Кибальчич.
Лит.:Крицкий С. Н., Менкель М. Ф., Водохозяйственные расчеты, Л., 1952; Богатырев В. В., Инженерная защита в зонах водохранилищ крупных гидроэлектростанций, М. - Л., 1958; Гришин М. М., Гидротехнические сооружения, М., 1968; Фортунатов М. А., Проблема сооружения водохранилищ и предварительные итоги их учета в различных частях света. Материалы 1 научно-технического совещания по изучению Куйбышевского водохранилища, в. 1, Куйбышев, 1963; Кибальчич И. А., Санитарные вопросы гидростроительства, М., 1965; Румянцев А. М., Регулирование использования водных ресурсов водохранилищ, М. - Л., 1966; Гидроэнергетические ресурсы, М., 1967 (Энергетические ресурсы СССР); Авакян А. Б., Шарапов В. А., Водохранилища гидроэлектростанций СССР, М. - Л., 1968; Роль водохранилищ в изменении природных условий, М., 1968; Калинин Г. П., Проблемы глобальной гидрологии, Л., 1968.
Характерные уровни и объемы водохранилища.
Водская пятина
Во'дская пяти'на,один из административно-территориальных районов Новгородской земли; см. Пятины .
Воды околоплодные
Во'ды околопло'дные,жидкость, окружающая плод высших позвоночных животных (в том числе человека) при его развитии в материнском организме; заполняет полость плодного пузыря, образованного плодными оболочками. Русский учёный К. Н. Виноградов установил (1871), что В. о. являются продуктом секреторной деятельности амниона . В. о. - светлая прозрачная жидкость, содержащая белок, жир, сахар, хлористый натрий, мочевину, гормоны и радиоактивные вещества, которые способствуют выработке энергии для быстрого роста и развития плода. Количество В. о. зависит от срока беременности и колеблется от 300 млв её начале до 1,5 лк концу.
В. о. препятствуют соприкосновению и сращению кожи плода и амниона, обеспечивают возможность активных движений плода, необходимых для его развития, предохраняют пуповину и детское место от давления со стороны крупных частей плода, влияют на положение плода и расположение его частей, защищают плод от внешних травм, содействуют раскрытию маточного зева во время родового акта, растяжимости матки и нормальному течению