ГидроСервис - лицензирование, бурение скважин, проектирование ВЗУ, водоподготовка в России
Водозаборный узел с системой водоподготовки и гидроаккумулятором

Водозаборный узел (ВЗУ):
что это такое, из чего состоит и как работает

Водозаборный узел (ВЗУ) – это комплекс сооружений и оборудования, который обеспечивает забор подземной воды и её подачу потребителям, а при необходимости – водоподготовку и накопление. Разбираем, из чего состоит ВЗУ, какую роль выполняют скважины, насосные станции, резервуары чистой воды, система водоподготовки и автоматика, а также как работает весь комплекс от подъёма воды из скважины до подачи в водопроводную сеть.

Что такое водозаборный узел (ВЗУ)

Водозаборный узел (ВЗУ) – это комплекс сооружений и инженерного оборудования, который обеспечивает забор воды из источника и её подачу потребителям, а при необходимости – водоподготовку и накопление. Для предприятия ВЗУ является основой автономной системы водоснабжения и связывает источник воды с внутренней или наружной водопроводной сетью объекта.

Если водоснабжение организовано из подземных источников, работа ВЗУ начинается со скважины или группы скважин. Вода поднимается на поверхность насосным оборудованием, при необходимости проходит водоподготовку, накапливается в резервуарах и далее подаётся в распределительную сеть. Конкретная схема зависит от производительности водозабора, качества исходной воды, режима водопотребления и требований к системе водоснабжения объекта.

Поэтому ВЗУ нельзя рассматривать только как скважину, насосную станцию или отдельное здание. Это единая технологическая система, в которой источник водоснабжения, насосное оборудование, резервуары, водоподготовка, трубопроводы и автоматика работают совместно и обеспечивают стабильное водоснабжение объекта.

Станция обезжелезивания и комплексной очистки воды в составе водозаборного узла
Станция обезжелезивания и комплексной очистки воды – один из возможных элементов системы водоподготовки в составе ВЗУ

Для чего нужен водозаборный узел

Основная задача ВЗУ – не просто поднять воду из скважины, а обеспечить объект необходимым количеством воды требуемого качества и с заданными параметрами подачи. Водопотребление предприятия меняется в течение суток: возникают часы максимального расхода, периоды минимального потребления, одновременно могут работать несколько производственных или хозяйственно-бытовых потребителей.

Водозаборный узел позволяет объединить отдельные этапы водоснабжения в одну систему: получить воду из источника, при необходимости очистить её, создать запас и обеспечить требуемое давление в сети. Насосное оборудование, а при наличии автоматизации – система управления, должны обеспечивать работу ВЗУ при изменении расхода воды.

Именно поэтому состав ВЗУ для небольшого объекта и крупного предприятия может существенно различаться. В одном случае достаточно одной скважины и относительно простой схемы подачи воды, в другом требуется группа скважин, резервуары чистой воды, отдельная станция водоподготовки, насосная станция второго подъёма и автоматизированная система управления.

Бабурин Владимир Владимирович – главный инженер, руководитель проектов ГидроСервис

При подборе оборудования ВЗУ важно учитывать не только параметры каждого отдельного агрегата, но и его влияние на работу всей системы. Производительность скважин, объём резервуаров, водоподготовка и насосные станции должны быть согласованы между собой и рассчитаны под фактическое водопотребление объекта. Ошибка в подборе одного из элементов может изменить режим работы всего водозаборного узла.

ВЗУ и скважина – не одно и то же

Скважина является источником подземной воды и одним из элементов водозабора. ВЗУ решает более широкую задачу – обеспечивает работу всей системы от подъёма воды до её передачи потребителю. Поэтому даже наличие пробуренной промышленной скважины ещё не означает, что на объекте создан полноценный водозаборный узел.

Например, для промышленного объекта после скважины может потребоваться насосное оборудование, трубная обвязка, система водоподготовки, накопительные резервуары, насосы второго подъёма, контрольно-измерительные приборы и автоматика. Все эти элементы подбираются и объединяются в единую технологическую схему с учётом характеристик источника и расчётного водопотребления.

Далее разберём эту схему подробнее: из каких основных элементов состоит ВЗУ и какую функцию выполняет каждый из них.

Из чего состоит водозаборный узел

Состав водозаборного узла зависит от источника воды, требуемой производительности, качества исходной воды и режима работы объекта. В развитой схеме промышленного ВЗУ могут последовательно работать водозаборные скважины, насосы первого подъёма, система водоподготовки, резервуары чистой воды, насосная станция второго подъёма и автоматика.

При этом не каждый объект обязательно включает весь набор оборудования. На небольшом водозаборе часть функций может быть объединена, а на крупном предприятии отдельные элементы превращаются в самостоятельные сооружения с резервным оборудованием, несколькими технологическими линиями и системой диспетчеризации.

Поэтому ВЗУ проектируют как единую технологическую цепочку. Производительность скважин должна соответствовать потребности объекта, водоподготовка – качеству исходной воды, объём резервуаров – режиму потребления, а насосные станции – требуемому расходу и давлению в водопроводной сети.

Водозаборный узел с системой водоподготовки и гидроаккумулятором
Оборудование ВЗУ объединяется в единую систему водоснабжения объекта

Основные элементы водозаборного узла

  • Водозаборные скважины: служат источником подземной воды. ВЗУ может работать от одной или нескольких эксплуатационных скважин, количество которых определяют по требуемому водопотреблению, фактическому дебиту и условиям резервирования.
  • Насосы первого подъёма: при подземном водозаборе погружные скважинные насосы поднимают воду из водоносного горизонта и подают её на следующие этапы технологической схемы – непосредственно в сеть, на водоподготовку или в накопительные резервуары.
  • Система водоподготовки: применяется, если качество исходной воды не соответствует требованиям потребителя. Состав оборудования подбирают по результатам анализа воды и назначению водоснабжения – хозяйственно-питьевому, техническому или технологическому.
  • Резервуары чистой воды (РЧВ): создают запас подготовленной воды и позволяют разделить неравномерный режим водопотребления объекта и работу скважин с водоподготовкой. В зависимости от схемы в резервуарах также предусматриваются необходимые эксплуатационные и другие расчётные запасы воды.
  • Насосная станция второго подъёма: забирает воду из РЧВ и подаёт её потребителям, поддерживая требуемый расход и давление во внутренней или наружной водопроводной сети.
  • Трубопроводы и запорная арматура: соединяют отдельные элементы ВЗУ и позволяют распределять потоки воды, отключать оборудование для обслуживания и управлять различными режимами работы системы.
  • Автоматика и контрольно-измерительные приборы: контролируют давление, расход, уровни воды и состояние оборудования, управляют насосами и обеспечивают защиту системы при возникновении аварийных режимов.

Скважины и первый подъём – начало технологической цепочки

Для подземного водозабора исходной точкой являются одна или несколько эксплуатационных скважин. Их задача – обеспечить требуемый объём воды, а насосы первого подъёма должны поднимать её с учётом динамического уровня, производительности скважины и гидравлического сопротивления последующей системы.

Если одной скважины недостаточно, создаётся группа водозаборных скважин. При этом учитывают не только дебит каждой из них, но и взаимное влияние скважин при одновременной работе. Поэтому количество, производительность и режим эксплуатации скважин нельзя определять независимо от общей схемы ВЗУ.

Водоподготовка и РЧВ связывают источник с потребителем

Поднятая из скважины вода не всегда может сразу подаваться потребителю. При повышенном содержании железа, марганца, солей жёсткости или других показателях между первым подъёмом и дальнейшей подачей предусматривается система водоподготовки. Её состав определяется фактическим анализом исходной воды и требованиями к воде на выходе.

После подготовки вода может поступать в резервуары чистой воды (РЧВ). Они позволяют аккумулировать запас и сглаживать разницу между относительно равномерной работой источника и изменяющимся потреблением объекта. Благодаря этому скважинным насосам и оборудованию водоподготовки не приходится полностью повторять каждый кратковременный пик расхода.

Насосная станция второго подъёма с группой центробежных насосов
Насосная станция второго подъёма обеспечивает требуемый расход и давление воды в сети

Состав ВЗУ всегда рассчитывается под конкретный объект

Универсального набора оборудования для любого водозабора не существует. Небольшому объекту может быть достаточно одной скважины, насосного оборудования и сравнительно простой автоматики. Для крупного промышленного предприятия могут потребоваться несколько скважин, несколько линий водоподготовки, РЧВ, отдельная насосная станция второго подъёма и резервирование основных агрегатов.

Поэтому оборудование ВЗУ подбирают не по принципу «что обычно ставят», а исходя из расчётного водопотребления, фактической производительности источника, качества воды, режима работы объекта и требуемого давления у потребителя. От этих параметров зависит и принцип работы всей системы, который разберём в следующем разделе.

Хотите узнать стоимость ВЗУ для Вашего объекта? Рассчитать стоимость ВЗУ .

Как работает водозаборный узел

Принцип работы развитого водозаборного комплекса можно представить как последовательную технологическую цепочку: забор подземной воды > первый подъём > водоподготовка > накопление в РЧВ > второй подъём > подача потребителю. Конкретная схема ВЗУ может быть проще и не включать отдельные этапы, но задача остаётся одной – обеспечить объект необходимым количеством воды требуемого качества и поддерживать заданные параметры водоснабжения.

Работа отдельных элементов ВЗУ связана между собой. Скважинные насосы подают исходную воду, система водоподготовки доводит её показатели до требуемых значений, резервуары создают необходимый запас, а насосная станция второго подъёма обеспечивает требуемый расход и давление в сети.

При наличии системы автоматизации ВЗУ может работать без постоянного ручного управления. Датчики и автоматика контролируют уровни воды, давление, расход и состояние оборудования, включают и отключают насосы в зависимости от текущего режима работы и передают информацию об аварийных состояниях.

Путь воды от скважины до потребителя

  • Забор воды из скважины: подземная вода поступает в эксплуатационную скважину из водоносного горизонта. Если водозабор состоит из нескольких скважин, они могут работать одновременно, поочерёдно или подключаться в зависимости от текущей потребности объекта.
  • Первый подъём: погружной скважинный насос поднимает воду на поверхность и направляет её по трубопроводу на следующий технологический этап. Режим работы насоса выбирают с учётом характеристик скважины и расчётной производительности водозабора.
  • Водоподготовка: если исходная вода требует очистки, она проходит через предусмотренную проектом систему водоподготовки. Технологическая схема зависит от состава воды и требований к её качеству у конкретного потребителя.
  • Накопление воды: подготовленная вода поступает в резервуары чистой воды. РЧВ создают необходимый запас и позволяют разделить режим работы источника и фактическое потребление воды объектом.
  • Второй подъём: насосная станция забирает воду из РЧВ и создаёт давление, необходимое для её транспортировки по водопроводной сети. При изменении расхода количество работающих насосов или их производительность может автоматически изменяться.
  • Подача потребителю: вода с заданными параметрами поступает во внутренние или наружные сети объекта – на хозяйственно-питьевые, производственные, технологические и другие предусмотренные проектом нужды.
Узел водоподготовки с корпусными фильтрами и гидроаккумулятором
Узел водоподготовки с корпусными фильтрами и гидроаккумулятором для очистки воды и поддержания параметров системы водоснабжения

Зачем нужен РЧВ между водозабором и потребителем

Потребление воды на предприятии редко остаётся постоянным в течение суток. Утром или во время производственной смены расход может резко увеличиваться, а ночью – снижаться. При этом заставлять скважины и систему водоподготовки полностью повторять каждый такой скачок не всегда рационально.

Резервуар чистой воды разделяет эти два режима. Скважины и водоподготовка наполняют резервуар в предусмотренном проектом режиме, а насосная станция второго подъёма забирает из него столько воды, сколько в данный момент требуется потребителю.

Кроме выравнивания неравномерности водопотребления, РЧВ создаёт необходимый запас воды. Требуемый объём резервуаров определяют расчётом с учётом назначения объекта, режима его работы, производительности водозабора и предусмотренных проектом запасов.

Что происходит при изменении расхода воды

Если потребление увеличивается, система должна сохранить требуемые параметры водоснабжения. Например, насосная станция второго подъёма может увеличить производительность работающего насоса или подключить дополнительный агрегат. Когда расход снижается, лишние насосы отключаются, а производительность системы уменьшается.

Аналогичная логика применяется и к другим элементам ВЗУ. По уровням воды в резервуарах автоматика может управлять наполнением РЧВ, а на водозаборе – запускать и останавливать скважинные насосы в пределах предусмотренного режима эксплуатации.

Таким образом, правильно спроектированный ВЗУ работает не как набор независимо включаемых насосов, а как взаимосвязанная система, которая реагирует на фактическое водопотребление объекта и поддерживает необходимые параметры водоснабжения.

Не каждый ВЗУ работает по одной и той же схеме

Описанная цепочка характерна для развитого водозаборного комплекса, но отдельные элементы могут отсутствовать или работать иначе. Например, если качество воды соответствует требованиям потребителя, сложная система водоподготовки может не потребоваться. На другом объекте вода после первого подъёма может подаваться по иной технологической схеме без классической связки «водоподготовка – РЧВ – второй подъём».

Поэтому принцип работы конкретного водозаборного узла определяется источником водоснабжения, производительностью, качеством исходной воды, режимом водопотребления и требованиями объекта. Именно эти различия формируют разные типы ВЗУ, которые рассмотрим далее.

Какими бывают водозаборные узлы

Водозаборные узлы различаются прежде всего по источнику водоснабжения, производительности, назначению воды и технологической схеме. Для одного объекта достаточно компактного ВЗУ с одной скважиной, для другого требуется несколько эксплуатационных и резервных скважин, водоподготовка, резервуары чистой воды и отдельная насосная станция второго подъёма.

Поэтому само название «ВЗУ» не определяет конкретный набор оборудования. Под ним может пониматься как сравнительно простой водозабор для небольшого предприятия, так и крупный комплекс, обеспечивающий водой промышленную площадку, жилой объект или населённый пункт.

По источнику воды: подземные и поверхностные водозаборы

По типу источника водоснабжения водозаборы можно разделить на подземные и поверхностные. В первом случае вода забирается из водоносного горизонта через скважины, во втором – из реки, озера, водохранилища или другого поверхностного водного объекта.

В этой статье мы рассматриваем прежде всего ВЗУ на базе подземных водозаборных скважин. Именно такая схема широко применяется для автономного водоснабжения предприятий, производственных площадок, складских и логистических комплексов, объектов ЖКХ и других потребителей, которым требуется собственный источник воды.

Поверхностный водозабор устроен иначе: в его состав входят сооружения для приёма воды непосредственно из водного объекта, а требования к водоподготовке и технологической схеме существенно зависят от качества поверхностной воды.

По количеству скважин: от одной скважины до группового водозабора

Если потребность объекта сравнительно небольшая и производительности водоносного горизонта достаточно, основу ВЗУ может составлять одна эксплуатационная скважина. В зависимости от требований к надёжности водоснабжения проектом может предусматриваться дополнительная резервная скважина.

При большом водопотреблении создаётся групповой водозабор из нескольких скважин. В этом случае важно определить не только производительность каждой скважины, но и их совместную работу. При одновременной эксплуатации скважины могут влиять друг на друга за счёт формирования и взаимодействия депрессионных воронок.

Поэтому нельзя просто взять дебит одной скважины и умножить его на необходимое количество. Схему группового водозабора рассчитывают с учётом гидрогеологических условий, расстояний между скважинами, допустимого понижения уровня и требуемого суммарного водоотбора.

Бабурин Владимир Владимирович – главный инженер, руководитель проектов ГидроСервис

Количество скважин и состав оборудования ВЗУ нельзя определять только по требуемому суточному расходу воды. Нужно учитывать возможности водоносного горизонта, режим водопотребления, качество исходной воды и требования к надёжности. Поэтому два объекта с одинаковым расходом могут получить совершенно разные технологические схемы водозабора.

По технологической схеме: простые и комплексные ВЗУ

На относительно простом объекте вода из скважины после первого подъёма может подаваться непосредственно в систему водоснабжения или проходить минимально необходимую подготовку. Такая схема содержит меньше оборудования и применяется там, где это позволяют качество исходной воды, режим потребления и требования к водоснабжению.

Комплексный ВЗУ представляет собой более развитую систему. В неё могут входить несколько скважин, станция первого подъёма, многоступенчатая водоподготовка, РЧВ, насосная станция второго подъёма, системы электроснабжения, автоматики и диспетчеризации.

Усложнение схемы само по себе не является преимуществом. Задача проектирования – предусмотреть именно тот состав сооружений и оборудования, который необходим конкретному объекту, без неоправданного усложнения системы и одновременно без потери требуемой надёжности.

По назначению: питьевое, производственное и комплексное водоснабжение

Назначение воды напрямую влияет на устройство ВЗУ. Если вода используется для хозяйственно-питьевого водоснабжения, технологическая схема должна обеспечивать требуемое качество воды и необходимые санитарные условия эксплуатации водозабора.

На промышленном предприятии вода может использоваться для технологических процессов, охлаждения оборудования, приготовления растворов, мойки и других производственных нужд. Требования к её качеству в таком случае определяются конкретной технологией производства.

На практике один водозабор может обеспечивать сразу несколько категорий потребителей. Тогда при проектировании необходимо учитывать разные расходы, требования к качеству воды и режимы водопотребления, а при необходимости разделять потоки на отдельных этапах технологической схемы.

Как выбрать схему ВЗУ для конкретного объекта

Тип водозаборного узла не выбирают по одному признаку – например, только по требуемому расходу воды. Сначала определяют потребность объекта, назначение воды и режим водопотребления, изучают источник и гидрогеологические условия, оценивают качество исходной воды и требования к надёжности водоснабжения.

Уже на основании этих данных определяют количество скважин, их расчётную производительность, необходимость резервирования, состав водоподготовки, наличие и объём РЧВ, параметры насосных станций и степень автоматизации.

Именно поэтому два ВЗУ с одинаковым суточным водопотреблением могут существенно различаться по устройству и составу оборудования. Конкретная технологическая схема формируется на этапе разработки проекта ВЗУ.

Проектирование и строительство ВЗУ

Проектирование водозаборного узла начинается с определения потребности объекта в воде и исходных параметров будущего водозабора. Необходимо понимать требуемый суточный и часовой расход, назначение воды, количество и характеристики скважин, качество исходной воды, режим работы объекта и требования к надёжности водоснабжения.

На основании этих данных формируется технологическая схема ВЗУ: определяется количество скважин, производительность насосов первого подъёма, необходимость водоподготовки, объём резервуаров чистой воды, параметры насосной станции второго подъёма, состав автоматики, инженерных сетей и других элементов системы.

Поэтому проект ВЗУ – это не просто схема размещения оборудования. Он должен связать источник воды, расчётное водопотребление, водоподготовку, накопление и подачу воды потребителю в единую работающую систему. Ошибка на этапе проектирования может повлиять не на один отдельный агрегат, а на работу всего водозаборного узла.

С чего начинается проектирование ВЗУ

На первом этапе собираются исходные данные по объекту. Чем точнее определены фактические и перспективные потребности предприятия, тем точнее можно рассчитать производительность оборудования и избежать как недостаточной мощности ВЗУ, так и неоправданного запаса.

  • Водопотребление: рассчитываются средние и максимальные расходы воды, учитываются режим работы объекта, количество потребителей, технологические процессы и перспективное увеличение нагрузки.
  • Источник водоснабжения: учитываются количество скважин, их глубина, дебит, динамические и статические уровни, конструкция и допустимый режим эксплуатации.
  • Качество исходной воды: результаты анализа определяют необходимость водоподготовки и состав оборудования для доведения воды до требуемых показателей.
  • Условия площадки: учитываются расположение скважин, существующие коммуникации, точки подключения, рельеф, доступная площадь и возможность размещения зданий и сооружений ВЗУ.
  • Требования к водоснабжению: определяются необходимый напор, резервирование оборудования, запас воды, режим работы насосов и требования к автоматизации системы.

Что определяет проект ВЗУ

После сбора исходных данных выполняются гидравлические и технологические расчёты. Проектировщик определяет, каким образом вода будет проходить весь путь от скважины до конечного потребителя и какие параметры необходимо обеспечить на каждом участке системы.

В проекте определяется расположение основных сооружений и оборудования, прокладываются трубопроводы и инженерные сети, рассчитываются насосные станции, резервуары, система водоподготовки, электроснабжение, автоматика и узлы учёта.

Если ВЗУ включает несколько скважин, проект должен учитывать их совместную работу. Если предусмотрены РЧВ, рассчитывается режим их наполнения и расходования воды. Для насосной станции второго подъёма определяются требуемые расход и напор с учётом режима работы потребителей. Все элементы рассчитываются как части одной технологической системы, а не как независимое оборудование.

Монтаж напорного узла и оборудования в помещении ВЗУ
Монтаж напорного узла и инженерного оборудования в помещении ВЗУ

От проекта к строительству ВЗУ

После разработки необходимых проектных решений начинается строительство ВЗУ. Состав работ зависит от принятой технологической схемы: на одном объекте необходимо построить отдельное здание станции, на другом оборудование размещается в существующем помещении или в модульном исполнении.

На площадке выполняются строительные работы, прокладываются наружные и внутренние инженерные сети, обустраиваются скважины, устанавливаются резервуары, насосное и технологическое оборудование. Затем выполняются трубная обвязка, электромонтаж и подключение систем управления.

Важно, чтобы строительство велось по проекту, а изменения оборудования или технологической схемы в процессе монтажа оценивались с точки зрения работы всего ВЗУ. Замена одного насоса, диаметра трубопровода или ёмкости может изменить гидравлический режим системы и повлиять на работу других её элементов.

Монтаж и пусконаладка оборудования

После завершения основных строительно-монтажных работ оборудование необходимо не просто включить, а настроить на расчётные режимы. Проверяется работа скважинных насосов, водоподготовки, РЧВ, насосной станции второго подъёма, запорной арматуры, измерительных приборов и систем управления.

Во время пусконаладочных работ проверяются давления и расходы на различных участках, уровни воды в резервуарах, алгоритмы включения и отключения насосов, работа защит и взаимодействие отдельных элементов ВЗУ между собой.

В результате заказчик должен получить не просто смонтированный набор оборудования, а настроенную систему водоснабжения, работающую в предусмотренных проектом режимах. Для современных объектов часть процессов может контролироваться автоматически. Возможности автоматизации ВЗУ разберём подробнее в следующем разделе.

Нужен расчёт ВЗУ под параметры Вашего объекта? Рассчитать стоимость .

Автоматизация и диспетчеризация ВЗУ

Автоматизация и диспетчеризация ВЗУ позволяют управлять оборудованием водозаборного узла по заданным алгоритмам и контролировать его работу без постоянного ручного включения и отключения насосов. Система получает данные от датчиков, поддерживает необходимые параметры водоснабжения и реагирует на предусмотренные проектом аварийные ситуации.

Особенно важна автоматизация для ВЗУ с несколькими скважинами, резервуарами чистой воды, водоподготовкой и насосной станцией второго подъёма. Все эти элементы должны работать согласованно: скважины обеспечивают подачу исходной воды, водоподготовка доводит её качество до требуемых показателей, РЧВ создают запас, а насосы второго подъёма подают воду потребителям с необходимым расходом и давлением.

Состав системы управления определяется технологической схемой конкретного водозабора. Чем больше оборудования и взаимосвязанных процессов входит в ВЗУ, тем больше параметров необходимо контролировать и учитывать в алгоритмах его работы.

Автоматизация и диспетчеризация – в чём разница

Эти понятия связаны между собой, но решают разные задачи. Автоматизация отвечает за работу самого оборудования. Контроллер получает информацию от датчиков и по заданному алгоритму управляет насосами, частотными преобразователями, электроприводами и другим оборудованием ВЗУ.

Диспетчеризация отвечает за контроль ВЗУ со стороны персонала. Информация о состоянии оборудования и технологических параметрах передаётся на рабочее место оператора или диспетчерский пункт. В зависимости от проекта персонал может видеть текущие показатели, получать аварийные сообщения, просматривать состояние оборудования и контролировать работу водозабора удалённо.

Таким образом, автоматика позволяет ВЗУ самостоятельно выполнять предусмотренные алгоритмы, а диспетчеризация даёт персоналу возможность видеть состояние системы и своевременно реагировать на отклонения.

Монтаж узла водоснабжения с гидроаккумулятором в составе ВЗУ
Монтаж инженерного узла водоснабжения: оборудование ВЗУ объединяется в единую систему, работу которой контролирует автоматика

Что контролирует автоматика ВЗУ

Набор контролируемых параметров зависит от состава конкретного водозаборного узла. Для крупного ВЗУ система управления может одновременно получать информацию от скважин, резервуаров, насосных станций, водоподготовки и другого технологического оборудования.

  • Уровень воды: контролируется наполнение РЧВ и других ёмкостей, чтобы своевременно запускать или останавливать подачу воды и не допускать переполнения или критического снижения уровня.
  • Давление: датчики позволяют контролировать давление в трубопроводах, а частотное регулирование насосов – поддерживать требуемые параметры подачи при изменении водопотребления.
  • Расход воды: система получает данные о текущем объёме подачи и позволяет контролировать работу отдельных скважин и водозабора в целом.
  • Работа насосов: контролируются включение и отключение, состояние рабочих и резервных агрегатов, аварийные сигналы и наработка оборудования.
  • Аварийные состояния: система может фиксировать сухой ход, перегрузку оборудования, критические значения давления или уровня и другие предусмотренные проектом отклонения.

Как автоматика управляет водозабором

Рассмотрим типовую схему ВЗУ со скважинами, резервуарами чистой воды и насосной станцией второго подъёма. Когда уровень воды в РЧВ снижается до установленного значения, система даёт команду на подачу воды из скважин. После достижения заданного верхнего уровня насосы первого подъёма отключаются.

Одновременно насосная станция второго подъёма работает в зависимости от текущего водопотребления. При увеличении расхода система должна обеспечить необходимую подачу и давление, а при снижении водоразбора производительность насосного оборудования может уменьшаться. Для регулирования применяются частотные преобразователи, позволяющие изменять производительность насосов без постоянной работы только в режиме включения и отключения.

Если один из рабочих насосов выходит из строя, при предусмотренной проектом схеме резервирования автоматика может вывести его из работы и включить резервный агрегат. Это особенно важно для объектов, где перерыв в водоснабжении способен остановить технологический процесс или оставить без воды большое количество потребителей.

Что даёт диспетчеризация ВЗУ

Диспетчеризация позволяет собрать информацию о работе водозаборного узла в одном месте. Оператору не требуется обходить каждую скважину, резервуар или насосную станцию, чтобы определить текущее состояние системы.

На диспетчерский пункт могут передаваться данные о давлении, расходе, уровнях воды, состоянии насосов и аварийных сигналах. Для распределённых водозаборов это особенно важно: несколько скважин могут находиться на удалении друг от друга, но информация об их работе собирается в единой системе.

При необходимости параметры работы архивируются. Это позволяет анализировать режимы водопотребления, наработку оборудования и возникавшие аварийные события. В результате диспетчеризация становится не только способом удалённого наблюдения, но и инструментом контроля эксплуатации всего водозаборного узла.

Нужна автоматизация существующего или проектируемого ВЗУ? Узнать подробнее об автоматизации ВЗУ .

Основные ошибки при создании ВЗУ

Ошибки при создании водозаборного узла часто возникают ещё до начала строительства. Причиной может стать неверно определённое водопотребление, проектирование отдельных элементов без учёта всей технологической схемы или подбор оборудования с неподходящими характеристиками. В результате уже построенный ВЗУ может не обеспечивать требуемый расход и давление, нестабильно работать при изменении нагрузки или требовать последующей переделки.

Поэтому важно рассматривать скважины, водоподготовку, резервуары, насосные станции, трубопроводы и автоматику как взаимосвязанные части одной системы. Изменение параметров одного элемента может повлиять на гидравлический режим, производительность и работу остальных частей водозаборного узла.

Что чаще всего делают неправильно

  • Неправильно определяют водопотребление. Если ВЗУ рассчитывается только по среднему расходу без учёта максимальных часовых нагрузок, режима работы предприятия и перспективного увеличения потребления, фактической производительности системы может оказаться недостаточно в периоды максимального водоразбора.
  • Подбирают оборудование по отдельности. Скважинные насосы, РЧВ, водоподготовка и насосная станция второго подъёма не должны рассчитываться независимо друг от друга. Их производительность и режимы работы необходимо согласовать в рамках общей технологической схемы ВЗУ.
  • Не учитывают фактические характеристики скважин. Производительность водозабора нельзя определять только по требуемому расходу предприятия. Необходимо учитывать дебит скважин, динамический уровень, допустимое понижение и возможности эксплуатируемого водоносного горизонта.
  • Ошибаются с объёмом резервуаров. РЧВ рассчитывают с учётом режима поступления и потребления воды, производительности предыдущих и последующих ступеней системы и предусмотренных проектом запасов. Произвольно выбранная ёмкость может оказаться недостаточной либо, наоборот, неоправданно большой.
  • Не учитывают качество исходной воды. Состав системы водоподготовки должен определяться по результатам анализа воды и требованиям к её дальнейшему использованию. Универсальной схемы очистки, одинаково подходящей для всех скважин и объектов, не существует.
  • Не предусматривают резервирование критичного оборудования. Для объектов, где остановка водоснабжения недопустима, необходимо заранее определить, какие насосы и другие элементы должны иметь резерв и по какому алгоритму система будет работать при отказе одного из агрегатов.
  • Недооценивают автоматизацию. Сложный ВЗУ с несколькими скважинами, резервуарами и насосными группами трудно эффективно эксплуатировать только в ручном режиме. Автоматика должна обеспечивать согласованную работу оборудования, поддержание заданных параметров и предусмотренные проектом защиты.

Почему важно проектировать ВЗУ как единую систему

Типичная проблема возникает, когда отдельные части водозабора создаются последовательно без единого расчёта: сначала бурят скважину, затем выбирают насос, позднее добавляют водоподготовку и резервуар, а после этого пытаются подобрать насосную станцию под уже существующую систему.

Каждый отдельный элемент при этом может быть технически исправен, но их совместная работа окажется нерасчётной. Например, производительность скважины и водоподготовки может не соответствовать режиму наполнения РЧВ, а насосная станция второго подъёма – фактическому диапазону водоразбора и требуемому давлению в сети.

Поэтому правильная последовательность обратная: сначала определяются потребность объекта в воде, характеристики источника и режим водоснабжения, затем рассчитывается общая технологическая схема, и только после этого подбираются конкретные сооружения и оборудование.

Что предусмотреть до начала строительства

До выхода на площадку должны быть увязаны основные параметры будущего ВЗУ: производительность скважин, расчётное водопотребление, схема водоподготовки, объём резервуаров, параметры насосных станций, диаметры основных трубопроводов, электроснабжение и алгоритмы автоматического управления.

Такой подход позволяет ещё на этапе разработки проекта ВЗУ выявить несоответствия между отдельными элементами и скорректировать решения до закупки оборудования и начала строительно-монтажных работ.

Исправлять расчётную или технологическую ошибку на стадии проектирования значительно проще, чем после строительства ВЗУ, когда уже проложены трубопроводы, установлены насосы, резервуары и другое технологическое оборудование.

Водозаборный узел на реальном объекте

На крупных объектах водозаборный узел нельзя проектировать как набор отдельных скважин, насосов и резервуаров. Сначала необходимо определить потребность объекта в воде, возможности водоносного горизонта и допустимый режим эксплуатации водозабора, а затем на основании этих данных формировать общую технологическую схему.

Показательный пример из практики «ГидроСервис» – создание водозабора для складского комплекса «Ин Парк – Казань». Расчётная потребность объекта составляла около 5000 м³ воды в сутки. Для такого расхода требовалось определить не только производительность отдельных скважин, но и то, как они будут влиять друг на друга при одновременной эксплуатации.

Буровая установка УРБ-2А2 и трубы на площадке строительства водозабора
Буровая установка УРБ-2А2 и подготовленные трубы на площадке строительства скважин подземного водозабора

Задача: создать водозабор производительностью около 5000 м³/сут

При большом водопотреблении нельзя просто разделить требуемый расход на предполагаемый дебит одной скважины и получить их необходимое количество. Производительность водозабора зависит от гидрогеологических условий участка, возможностей водоносного горизонта, расстояния между скважинами и их взаимного влияния при совместной работе.

Поэтому на первом этапе необходимо было получить фактические данные непосредственно на участке будущего водозабора и уже по результатам исследований определить дальнейшую схему размещения и эксплуатации скважин.

Сначала пробурили две разведочно-эксплуатационные скважины

На первом этапе специалисты «ГидроСервис» пробурили две разведочно-эксплуатационные скважины. После завершения бурения были проведены опытно-фильтрационные работы (ОФР), необходимые для определения фактических гидрогеологических параметров и оценки возможностей водоносного горизонта.

Отдельной задачей стала оценка взаимовлияния скважин, расположенных примерно в 30 метрах друг от друга. При одновременной работе нескольких скважин вокруг каждой формируется область понижения уровня подземных вод. Если эти области пересекаются, работа одной скважины начинает влиять на уровень и производительность соседней.

По результатам ОФР специалисты рассчитали это взаимовлияние и оценили воронку депрессии. Таким образом, дальнейшая схема водозабора определялась уже не по предварительным предположениям, а по фактическим данным, полученным на объекте.

По результатам исследований пробурили ещё пять скважин

Данные двух первых скважин позволили определить, как организовать водозабор для обеспечения расчётной потребности комплекса и при этом учитывать взаимное влияние скважин. После анализа результатов были определены параметры дальнейшего строительства водозабора.

На следующем этапе пробурили ещё пять эксплуатационных скважин. В результате водозабор комплекса сформировали из семи скважин: двух первоначальных разведочно-эксплуатационных и пяти последующих эксплуатационных.

Такой подход позволяет рассматривать скважины не как независимые источники воды, а как единую систему подземного водозабора, режим работы которой должен обеспечивать требуемую производительность объекта с учётом возможностей водоносного горизонта.

Бабурин Владимир – главный инженер, руководитель проектов ГидроСервис

Количество скважин для крупного водозабора нельзя определять только расчётным делением требуемого расхода на дебит одной скважины. Нужно понимать, как скважины будут влиять друг на друга при совместной работе. Поэтому на объекте сначала пробурили две разведочно-эксплуатационные скважины, провели ОФР и оценили воронку депрессии, а уже по фактическим данным определили дальнейшую схему водозабора.

Результат: водозабор из семи скважин

  • Расчётная потребность объекта – около 5000 м³/сут. Водозабор создавался под фактическую потребность крупного складского комплекса.
  • Первые 2 скважины – разведочно-эксплуатационные. Они позволили получить исходные данные непосредственно на участке будущего водозабора.
  • Проведены ОФР и оценено взаимовлияние скважин. Расчёты учитывали работу скважин, расположенных примерно в 30 м друг от друга.
  • Дополнительно пробурены 5 эксплуатационных скважин. Их строительство выполнялось уже с учётом информации, полученной на первом этапе.
  • Всего водозабор включает 7 скважин, работающих в составе общей системы водоснабжения объекта.

Что показывает этот проект

Кейс «Ин Парк – Казань» хорошо показывает, почему создание крупного водозабора начинается не с выбора оборудования и не с определения количества скважин. Сначала необходимо определить потребность объекта и получить данные о реальных возможностях источника, после чего рассчитать схему работы всей системы.

Именно поэтому создание водозаборного узла под ключ нельзя сводить только к бурению нескольких скважин. Это взаимосвязанная система, в которой параметры источников, режим водоотбора, насосное оборудование, резервирование, водоподготовка и другие элементы должны быть рассчитаны под конкретный объект.

Другие реализованные проекты «ГидроСервис» можно посмотреть в разделе наши работы.

Предоставим полный пакет документов
Колл-центр на связи с 9:00 до 19:00

Частые вопросы о водозаборных узлах

Водозаборный узел (ВЗУ) объединяет источник воды, насосное оборудование и другие элементы, необходимые для водоснабжения объекта. Состав и схема ВЗУ зависят от водопотребления, характеристик источника, требований к качеству воды и режиму её подачи. Здесь собрали ответы на основные вопросы, которые возникают при проектировании и эксплуатации водозаборных узлов.

Водозаборный узел – это комплекс сооружений и оборудования для забора воды из источника и её подачи потребителю с требуемыми параметрами, а при необходимости – для водоподготовки и накопления воды. В зависимости от объекта ВЗУ может включать одну или несколько скважин, насосное оборудование, трубопроводы, резервуары чистой воды, водоподготовку, насосную станцию второго подъёма, контрольно-измерительные приборы и автоматику.

Уже получили КП в другом месте? Сравните с расчётом от единого подрядчика!
Присылайте КП от другой компании – наши специалисты за 30 минут подготовят выгодный встречный счёт для полного цикла: лицензирование, бурение, ВЗУ, водоподготовка. Без скрытых платежей, с фиксацией сроков и гарантией прохождения госэкспертизы.
Загрузите файл .pdf, .docx или .xlsx до 5 МБ
Бабурин Владимир Главный инженер,
руководитель проектов «ГидроСервис»
Бабурин Владимир, главный инженер и руководитель проектов «ГидроСервис», эксперт по строительству водозаборных узлов

Похожие статьи о водозаборных узлах и водоснабжении

Создание водозаборного узла связано с проектированием, бурением скважин, подбором насосного оборудования, водоподготовкой и автоматизацией. В этих статьях разбираем устройство и эксплуатацию систем водоснабжения, основные этапы реализации проектов, требования к оборудованию и типовые инженерные решения для предприятий и других юридических лиц.

Лицензия на скважину для юрлиц 2026: пошаговая инструкция

Лицензия на скважину для юридических лиц: документы, сроки, требования 2026

Полное руководство по лицензированию скважин для юридических лиц в 2026 году: актуальные требования законодательства, полный список документов, сроки оформления и стоимость. Узнайте, как избежать отказа и штрафов до 800 000 ₽.

Штрафы за скважину без лицензии: разбор 7.3 КоАП и что делать при проверке

Штраф за скважину без лицензии до 1 000 000 ₽. Проверка Роспотребнадзора и Минприроды

Штраф за скважину без лицензии по ст. 7.3 КоАП РФ: для юрлиц от 800 000 до 1 000 000 ₽. Разбираем, как проходят проверки Минприроды и Роспотребнадзора, что делать при визите инспектора и как успеть оформить лицензию в срочном порядке. Кейсы из практики и советы экспертов.

Лицензии ВР, ВЭ и ВП: чем отличаются и когда выдаются

Лицензии ВР, ВЭ и ВП: таблица типов, сроки оформления, сценарии выбора

Чем отличаются лицензии ВР, ВЭ и ВП на недропользование. Таблица типов, сроки оформления (30–60 дней), сценарии выбора: скважина есть или нет, техническая или питьевая вода. Кейс: перевод ВП в ВЭ для коттеджного посёлка «Истра Дом».

Бурение промышленных скважин: технологии, расчёт дебета

Промышленное бурение скважин на воду: технологии и оборудование

Современные технологии бурения промышленных скважин для юридических лиц: роторное, шнековое, колонковое бурение. Методы расчёта дебета, выбор конструкции скважины под требуемый объем водопотребления. Гарантированное соответствие проектной документации.

Системы водоснабжения: полный цикл работ

Полный цикл водоснабжения предприятий под ключ: от гидрогеологического заключения и лицензии на добычу подземных вод до монтажа ВЗУ, станций первого подъёма и систем водоподготовки. «ГидроСервис» обеспечивает законное недропользование без штрафов и остановки работы для юридических лиц по всем регионам России.

Предоставим полный пакет документов
Колл-центр на связи с 9:00 до 19:00
ГидроСервис: водоснабжение под ключ

Центральный офис
г. Москва, 17-й проезд Марьиной рощи,
д. 4, корп. 1, эт. 7, оф. 717

8 (800) 533-86-03 +7 (499) 648-68-50

Пн–Пт: с 9:00 до 19:00