CC BY
347
SUMMARY
V.S. Nestyak, A.P. Shevchenko, A.V. Evchenko, S.P. Guryev
The influence of the tillage and seeding on productivity of galega
The solution of the problem to eliminate the deficit of proteins in feed, due to the cultivation of high-protein crops - galega is offered. Because of the unstable regional seed protein crops such as clover and alfalfa it's need to research and introduction into production of new fodder crops, allowing to obtain high yields of seeds, green and dry fodder. One such crop is galega, less common plant for subtaiga area, has the ability to provide two full mowing with a total productivity 40-50 kg/ha of fodder units and 8-10 kg/ha of crude protein. Seeds of galega ripen in late July, and the maximum amount that can be obtained from 1 ha is up to 6-7 centners. Schemes of preparing the ground for sowing and planting methods, allowing increasing the productivity of galega, are offered. The data are obtained in the study of the influence of tillage and sowing on yield of seeds and green mass of galega on gray forest soils of Western Siberia subtaiga zone. It was revealed that the last view of the high weight of shoots and roots, as well as the productivity of seeds and green mass plantings provide galega conducted by rolling milling with subsoil-Broadcast method. Milling has provided favorable agro physical soil properties and the subsoil-Broadcast method provided an optimum nutrition area for plants.
Keywords: galega, yield, seeds, green mass, plowing, cultivation, milling, sowing method.
Nestyak Vyacheslav Stepanovich, Dr. Eng. Sci., Senior Scientist, Siberian Scientific Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture, ph. 8 (383) 348-12-09, e-mail: [email protected]; Shevchenko Anatoliy Pavlovich, Cand. Eng. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, e-mail: adm_ [email protected]; Evchenko Anatoliy Viktorovich, Cand. Eng. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, ph. 8 (38171) 2-86-25; Guryev Sergey Petrovich, Chief Engineer, Experimental Production Farm named after Frunze.
УДК 628.1(571.13)
А.М. Геселько, И.Г. Ушакова
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ В СУРОВЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ СИБИРИ
Представлены результаты проектирования систем водоснабжения и водоотведения в суровых климатических условиях Крайнего Севера на примере микрорайона в г. Лабытнанги. Проектирование, строительство и эксплуатация систем водоснабжения и обводнения в районах Крайнего Севера имеет особенности по сравнению с аналогичными инженерными системами других климатических зон. Сооружение инженерных коммуникаций и станций очистки воды значительно отстает от промышленного и жилищного строительства в осваиваемых районах Крайнего Севера. В предлагаемых проектных разработках учтены опыт эксплуатации, современные конструктивные решения, технологии и факторы, определяющие особые требования к устройству и эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения на Севере. Для транспортировки воды предложено применение как традиционной теплоизоляции, так и прокладка трубопроводов с теплоспутниками. Хозяйственно-питьевое водоснабжение жилых домов запроектировано осуществлять от наружного разводящего водопровода с подключением в ТК (тепловых камерах) с вводами водопровода в каждый блок секции. В помещениях тепловых узлов предусмотрены установки водомерных узлов на вводе водопровода и для очистки и обеззараживания воды. Система наружной канализации запроектирована из стальных бесшовных горячедеформированных труб с внутренним полимерным покрытием с тепловой изоляцией из пенополиуретана с греющим кабелем и защитной оболочкой из полиэтилена. Опорожнение систем отопления и водоснабжения в проекте предусмотрено через трапы, установленные в помещениях узла управления и водомерного узла. Сброс сточных вод будет осуществляться в проектируемый канализационный колодец, а затем в существующую канализационную сеть и далее на установку очистки сточных вод. Технические решения, предложенные в работе, соответствуют требованиям экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных и других норм, действующих на территории РФ.
© Геселько А.М., Ушакова И.Г., 2015
Ключевые слова: проектирование, строительство, эксплуатация, Крайний Север, водоснабжение, водоот-ведение, расчетные расходы воды, технические решения.
Введение
Проектирование, строительство и эксплуатация систем водоснабжения и обводнения в районах Крайнего Севера имеют особенности по сравнению с аналогичными инженерными системами других климатических зон [1-5].
Лабытнанги является центром ямальской геологоразведки, отправной точкой уникальной железной дороги Обская - Бованенково. В Ямало-Ненецком национальном округе, к которому относится город Лабытнанги, сложилась тяжелая ситуация с обеспечением населения качественной питьевой водой. Территория округа по охвату вечной мерзлотой относится к зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород. Подземные воды, используемые для питьевых целей, даже при отсутствии техногенного загрязнения, имеют неблагоприятные химико-гигиенические характеристики, что негативно влияет на здоровье населения. Следует также отметить относительно слабую гидрохимическую и гидрогеологическую изученность данного региона [6].
Сооружение инженерных коммуникаций и станций очистки воды значительно отстает от промышленного и жилищного строительства в осваиваемых районах Крайнего Севера. Большинство населенных пунктов, оборудованных системами теплоснабжения и водопровода, не имеют централизованной системы канализации.
Объекты и методы
Мировой опыт проектирования и строительства инженерных систем водоснабжения и водоотведения в условиях многолетней мерзлоты говорит о необходимости соблюдения комплексных мероприятий по защите трубопроводных систем от замерзания и разрушения [7].
Изучению вопросов строительства в районах распространения вечномерзлых грунтов уделяется большое внимание [8, 9], так как строительство в таких условиях - сложный и дорогостоящий процесс, а эксплуатация построенных объектов требует большой затраты сил и средств.
Системы водоснабжения и водоотведения являются важными составляющими, обеспечивающими бесперебойность работы промышленных предприятий и создание для населения бытовых условий, отвечающих современным требованиям. Водонесущие трубопроводы -основные элементы этих систем, определяющие их надежность и экономичность. Строительство и эксплуатация водоводов на Севере имеют отличительные свойства, связанные с наличием вечномерзлых грунтов и сурового климата, а также дополнительными мероприятиями по предотвращению их перемерзания [7].
Особенностью северных регионов является глубинное промерзание почв и грунтов -вечная мерзлота, поэтому условия строительства в этих районах сложные. В такой обстановке при транспортировке воды применяют не только традиционную теплоизоляцию, но и прокладку трубопроводов с теплоспутниками [8, 9]. Характерны для верхнего сезонно-мерзлого слоя и деградирующей вечной мерзлоты - пучение и просадки грунтов, образование наледей, каверн, провалов, выветривание, образование морозобойных трещин и др.
Действующие в настоящее время нормативные документы по проектированию, строительству и эксплуатации инженерных коммуникаций в районах распространения вечномерз-лых грунтов составлены на основе отечественного и зарубежного опыта [8, 9]. Все виды трубопроводов, в том числе и канализационных, проложенных в вечной мерзлоте, должны быть защищены от замерзания в них жидкости, а также от просадок, происходящих в результате возможного оттаивания вечномерзлого грунта в основании трубопроводов.
Отдельные аспекты водоснабжения на вечномерзлых грунтах в условиях Севера освещены в работах отечественных ученых М.М. Андрияшева, И.И. Алешкина, Ю.А. Александрова, Г.В. Алексеевой, Н.В. Богдасарова, А.В. Гинзбурга, B.C. Дикаревского, В.Д. Дмитриева, А.М. Курганова, А.Ф. Порядина, Н.Ф. Федорова, М.Ю. Юдина, С.В. Яковлева и многих других [2, 7].
В работах этих ученых рассмотрены особенности проектирования, конструирования и расчета водозаборных сооружений, работы насосных станций, совершенствования способов прокладки водоводов и водопроводных сетей, предложены методики теплотехнических и гидравлических расчетов трубопроводных систем, проведения организационных мероприятий, повышающих надежность эксплуатации систем водоснабжения.
Тепловые режимы работы самотечных канализационных сетей и напорных трубопроводов отличаются, а подземная прокладка является основном типом устройства канализационных трубопроводов.
А.В. Гинзбургом [7] выполнен анализ результатов проектирования и эксплуатации трубопроводных систем водоснабжения и водоотведения, построенных в сложных климатических условиях многолетне-мерзлых грунтов. Строительство и эксплуатация инженерных коммуникаций в условиях Крайнего Севера требует соблюдения комплекса мер по их защите от замерзания и разрушения. По результатам анализа многочисленных аварий на магистральных водоводах, связанных с разрывом труб и нарушением стыков, им предложена система управления гидравлическим и тепловым режимом водоводов.
Результаты исследований
В предлагаемых проектных разработках учтены опыт эксплуатации, современные конструктивные решения, технологии и факторы, определяющие особые требования к устройству и эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения на Севере.
Большинство зданий в новых микрорайонах г. Лабытнанги - трехэтажные с проветриваемыми подпольями и чердаком, оборудованными внутренними сетями холодного водопровода, канализации. Водоснабжение этих жилых зданий будет обеспечиваться от существующего городского водопровода, снабжающего микрорайоны требуемым напором воды.
Расчетные расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды (населения, жилого дома и т.д.) определены в соответствии со СНиП 2.04.02-84*, СНиП 2.04.01-85*, СП 31.13330.2012, СП 30.13330.2012 [10, 11].
Система наружного водопровода предусмотрена из стальных электросварных прямо-шовных труб [12] в самостоятельной пенополиуретановой изоляции толщиной 50 мм, а затем в общей изоляции толщиной 100 мм с теплоспутником в канале.
Хозяйственно-питьевое водоснабжение жилых домов запроектировано осуществлять от наружного разводящего водопровода с подключением в ТК (тепловых камерах) с вводами водопровода в каждую блок-секцию. В помещениях тепловых узлов предусмотрены установки водомерных узлов на вводе водопровода и для очистки и обеззараживания воды (рис. 1).
Для обеспечения объектов горячей водой предусмотрена установка электроводонагревателей в помещениях санузлов.
Поквартирная разводка холодного и горячего водоснабжения запроектирована из полипропиленовых труб PPRC PN 20 d = 20 мм [13]. Монтаж и приемка санитарно-технических устройств выполняется в соответствии с СП 40-102-2000 [14]. В местах прохода через строительные конструкции полипропиленовые трубы прокладываются в гильзах. Зазор между трубой и гильзой тщательно уплотняется негорючим материалом, допускающим перемещение трубопровода вдоль его продольной оси.
В санитарных узлах предусмотрено после счетчика подключение внутриквартирного пожарного крана «ПК-Б» на трубопроводе холодной воды.
+2Л00 025
Рис. 1. Пример теплового узла с расположением в нем водомерного узла, установки водоподготовки и трапа для опорожнения систем водоснабжения и отопления
Магистральные трубопроводы холодного водоснабжения из стальных водогазопровод-ных оцинкованных обыкновенных труб (d = 20-50 мм) в изоляции от конденсата прокладывают под потолком первого этажа. Изоляция от конденсата труб d = 20-40 мм выполняется теплоизоляционными шнурами из минеральной ваты в чулке из металлической проволоки, толщина изоляции - 30 мм. Трубы d = 50 мм изолируют минераловатными плитами на синтетическом связующем по ГОСТ 9573-2012 [15] толщиной 50 мм. Гидроизоляционный слой -рубероид.
Стояки холодного водопровода предусмотрены из стальных водогазопроводных оцинкованных обыкновенных труб d = 25 мм в изоляции «Термафлекс ФРЗ» толщиной 13 мм.
Стальные электросварные трубы холодного водоснабжения [12] прокладывают в проветриваемом подполье в самостоятельной пенополиуретановой изоляции толщиной 50 мм, а затем в общей изоляции слоем 100 мм с теплоспутником в канале.
Расчетные расходы хозяйственно-бытовых стоков определены в соответствии со СП 30.13330.2012 [10]. Хозяйственно-бытовые стоки от санитарно-технических приборов жилых домов отводят самотеком в проектируемую дворовую канализацию d = 159 мм через проектируемые или существующие канализационные колодцы (рис. 2).
К-3
Труйа 0159\ 10.0 д ППЧ изоляции д полиэтиленовой ооолочке с греющим кабелем
Тройник 159x8.0-159x8.0 ГОСТ 17376-2001
Фланец стальной глухой 0150 ГОСТ 12815-80'
Заглушка 0150 ГОСТ 17379-2001
Существующая труйа 0150
Рис. 2. Пример подключения канализации зданий к дворовой канализации через существующий канализационный колодец
Система наружной канализации запроектирована из стальных бесшовных горячеде-формированных труб d = 159x10,0 мм [16, 17] с внутренним полимерным покрытием с тепловой изоляцией из пенополиуретана с греющим кабелем и защитной оболочкой из полиэтилена. Основание под трубы принято из песка (рис. 3).
Присыпка для
Засыпка сухим непучинистым грунтом с уплотнением
Песок, заменяющий грунт 5 оснобании трубопровода
Рис. 3. Основание под трубы
Канализационные колодцы на сети приняты диаметром 1500 мм из сборного железобетона на сульфатостойких портландцементах с устройством гидроизоляции. В канализационных колодцах с учетом суровых климатических условий следует установить вторые утепляющие деревянные крышки с прокладыванием над ней утеплителя из минеральной ваты.
Внутренняя канализационная сеть выше отметки 0,00 запроектирована из полипропиленовых труб d = 50 и 110 мм [18]. На чердаке предусмотрена защита канализационных труб от конденсата утеплителем. Места прохода стояков через перекрытия должны быть заделаны цементным раствором на всю толщину перекрытия. Участок стояка выше перекрытия на 810 см (до горизонтального отвода трубопровода) защищается цементным раствором толщиной 2-3 см. Перед заделкой стояка раствором трубы обматывают рулонным гидроизоляционным материалом без зазора. На стояках под каждым перекрытием предусмотрена установка противопожарных манжет [19] со вспученным огнезащитным составом, препятствующим распространению пожара по этажам (рис. 4).
Ст .К 1-21
Рис. 4. Пример установки противопожарных манжет между этажами
Опорожнение систем отопления и водоснабжения в проекте предусмотрено через трапы, установленные в помещениях узла управления и водомерного узла (рис. 1).
75
В вентилируемом подполье канализационная сеть и выпуск канализационных труб запроектированы из стальных электросварных труб d = 159 х 10,0 мм и d = 108 х 5,5 мм с внутренним полимерным покрытием и в пенополиуретановой изоляции с греющим кабелем заводского изготовления [16, 17]. Выпуск канализационных труб предусмотрен в канале (рис. 5).
в ППУ изоляции с греюцим кавелем (заводского изготовления)
Рис. 5. Пример канального выпуска канализационных труб
Сброс сточных вод будет осуществляться в проектируемый канализационный колодец, а затем в существующую канализационную сеть и далее на установку очистки сточных вод.
Стояки систем холодного водоснабжения и канализации должны быть зашиты в короба из несгораемого материала [19], а в местах установки арматуры и ревизий предусмотрены дверки.
Заключение
Технические решения, принятые в работе и отраженные на чертежах, соответствуют требованиям экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных и других норм, действующих на территории РФ, обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта при соблюдении предусмотренных мероприятий [1, 2, 7-9].
Список литературы
1. Журба М.Г. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений : учебное пособие / М.Г. Журба, Л.И. Соколова, Ж.М. Говорова. - Т. 1. Системы водоснабжения. Водозаборные сооружения. - М. : Изд-во АСВ, 2004. С. 62-69.
2. Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод : учеб. для вузов / С.В. Яковлев, Ю.В. Воронов. -М. : АСВ, 2004. - С. 678-692.
3. Геселько А.М. Водоснабжение и водоотведение микрорайона «Полет» / А.М. Геселько, И.П. Соболева // V Евразийский эконом. форум молодежи «Eurasia Green» : материалы Междунар. конкурса науч.-исследоват. проектов мол. ученых и студентов. - Екатеринбург, 2014. С. 59-60.
4. Ушакова И.Г. Анализ и разработка инженерных систем водоснабжения и водоотведения / И.Г. Ушакова, Г.А. Горелкина, Ю.В. Корчевская // Информ. листок: № 55-035-12 ГРНТИ 70.19.17, подписано в печать 25.09.2012. - Омский центр научно-технической информации. - Омск, 2012. - 4 с.
5. Разработка оптимальных схем водоснабжения и водоотведения с учетом состояния водных ресурсов региона / И.Г. Ушакова, [и др.] // Проблемы и перспективы мелиорации и водного хозяйства Западной Сибири в современных социально-экономических условиях : материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию факультета ВХС ОмГАУ (Омск, 2-3 декабря 2004 г.) - Омск : Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2004. - С. 41-42.
6. Бешенцев В.А. Гидрохимия пресных подземных вод Ямало-Ненецкого автономного округа : автореф. дис. ... на соискание ученой степени канд. геол.-минерал. наук ; 04.00.06 / Бешенцев Владимир Анатольевич. -Екатеринбург, 2000. - 21 с.
7. Гинзбург А.В. Повышение эффективности работы систем водоснабжения и водоотведения в сложных природных условиях : автореф. дис. ... на соискание ученой степени канд. техн. наук ; 05.23.04 / Гинзбург Александр Владимирович. - М., 2005. - 22 с.
8. Пособие по проектированию сетей водоснабжения и канализации в сложных инженерно-геологических условиях (к СНиП 2.04.02-84 и 2.04.03-85). - М. : Союзводоканалпроект, 1990. - 56 с.
9. СН 510-78. Инструкция по проектированию сетей водоснабжения и канализации для районов распространения вечномерзлых грунтов. - М. : Стройиздат, 1979. - 15 с.
10. СП 30.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85*). Внутренний водопровод и канализация зданий. - М. : Минрегион России, 2012. - 60 с.
11. СП 31.13330.2012. (Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*). Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М. : Минрегион России, 2012. - 135 с.
12. ГОСТ 10704-91. Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент. - М. : Госстандарт, 1992.
13. СП 40-101-96. Свод правил по проектированию и монтажу трубопроводов из полипропилена «РАНДОМ СОПОЛИМЕР». - М. : Минстрой России, ГУП ЦПП, 1997. - 37 с.
14. СП 40-102-2000. (Актуализированная редакция СНиП 3.05.01-85*). Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. - М. : Госстрой России, 2001. - 35 с.
15. ГОСТ 9573-2012 (МКС 91.100.60). Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные. Технические условия.
16. ГОСТ 8732-78*. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. - М. : Госстандарт, 1993.
17. ГОСТ 8731-87. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент. - М. : Госстандарт,
1988.
18. ТУ 2248-041-00284581-00. Канализационные полипропиленовые и полиэтиленовые трубы и фасонные изделия. - М. ;, 1998. - 40 с.
19. СП 8.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности. - М. : Минрегион России, 2009. - 16 с.
Геселько Анна Михайловна, магистрант, Омский ГАУ, e-mail: [email protected]; Ушакова Ирина Григорьевна, кандидат географ. наук, доцент, Омский ГАУ, тел. 8 (3812) 65-36-63, e-mail: [email protected].
SUMMARY
A.M. Geselko, I.G. Ushakova
Designing of waterworks and sewerage systems to be used under severe climatic conditions of Siberia
Some results of designing of waterworks and sewerage systems to be used under severe climatic conditions of High North on the example of a residential area in the town of Labytnangi. Designing, construction and exploitation of waterworks and sewerage systems in High North regions have their peculiarities in comparison with the similar systems in different climatic zones. Construction of engineering works and water purification stations in High North regions is developed worse than industrial and residential construction. In the project design suggested operation experience, modern construction techniques, technologies and factors that determine peculiar requirements to configuration and operation of waterworks and sewerage systems in High North regions are taken into account. The use of both traditional heat insulation and heat tracer pipeline laying has been recommended for water transportation. Drinking and household water supply pipes of the residential houses due to the project should be connected to water supply network within thermal chambers with inputs in every block section. Inside the heating units installation of water metering units as well as water purification and disinfection units is provided. The outdoor sewerage system due to the project should be constructed of steel weldless hot-deformed tubes having inner polymeric coating with poly-urethane foam heat insulation, heating cable and polyethylene protective covering. Heating and water supply systems discharging due to the project should be done with the use of drains installed in the control and water meter units room. Sewage will be discharged into a projected sewage well and then into a sewerage system and ultimately into a waste-water treatment unit. Engineering solutions suggested in the article comply with ecological, sanitary and hygienic, fire preventing and other standards which are in force on the territory of the Russian Federation.
Keywords: designing, construction, exploitation, High North, water supply, sewerage, design water discharge, engineering solutions.
Geselko Anna Mihaylovna, Undergraduate, Omsk SAU, e-mail: [email protected]; Ushakova Irina Grigo-revna, Cand. Geogr. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, ph. 8 (3812) 65-36-63, e-mail: [email protected].
