ЭКОЛОГИЯ / 2 – Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон

К.т.н. Игнатьев В.М.

Южно-Российский государственный технический университет, Россия

ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ ВОДОСНАБЖЕНИЯГОРОДА

Экологически безопасное обеспечение населения кондиционной питьевой водой можно организовать, используя для этой цели ограниченный объем воды из существующей централизованной системы водоснабжения. Для производства кондиционной питьевой воды используются технологические операции по корректировке ее качественных показателей. К этим операциям относятся: обеззараживание, консервация, обогащение фтором, йодом и витаминами. Данные операции проводятся после первичного хлорирования воды и осуществляются на специальной установке получения кондиционной питьевой воды. Такой подход использования воды как полупродукта позволяет снизить ее использование на 30 – 40 % от себестоимости в «кране» [1].

Большая часть полученной на установке (установках) кондиционной питьевой воды должна направляться предприятиям социальной сферы, пищевой индустрии и на «разлив» в водораздаточные пункты коллективного пользования (галереи разлива). Меньшая часть кондиционной питьевой водой после установки идет на бутылирование и/или пакетирование.

Таким образом, за счет такой коммерческой политики обеспечение населения кондиционной питьевой водой общая надежность системы водоснабжения населения города качественной питьевой водой повышается.

Схема для оценки надежности снабжения населения города питьевой водой приведена на рис.1.

Рис.1

Блок R₁ является вероятностью отказа водовода, R₂ – вероятность отказа разводящих водопроводных сетей, R₃ – вероятностью отказа при снабжении населения расфасованной питьевой водой, R₄ – вероятностью срыва снабжения питьевой водой социальной службой.

Общая надежность системы водоснабжения города [2], приведенная на рис.1, рассчитывается по формуле N_обш = (1 - R₁) × (1 - R₂× R₃× R₄). (1)

Используя формулу (1), можем получить формулу вероятности отказа системы водоснабжения R_обш = 1- N_обш. (2)

Для оценки надежности снабжения водой жителей города Новочеркасска используем следующие расчетные исходные данные:

- по данным МУП «Горводоканал» за 2012 г. время устранения аварии на водоводе равно ~ 24-30 ч., а на разводящих водопроводных сетях ~ 12 ч.;

- R₁ = 30 × 10 / 8760 = 30 / 876 = 0,041; R₂ = 600 × 12 / 8760 = 720 /876 = 0,82;

- R₃ = R₁ , т. к. производство фасованной кондиционной воды определяется только надежностью работы водовода. R₃ = 0,041;

- R₄ » 0,5×R₁ = 0,02. Будем считать, что R₄ £ R₁ или R₄ » 0,5×R₁, где 0,5 надежность доставки воды транспортом. Значение R₄ взято ориентировочно.

Общая надежность системы водоснабжения города, рассчитанная по формуле (1), равна N_обш = ( (1 - 0,041)(1 – 0,82×0,041×0,02)= 0,958. Вероятность отказа системы водоснабжения, рассчитанная по формуле (2), равна

R_обш = 1- N_обш = 1 – 0,958 = 0,042.

В настоящее время, при отсутствии снабжения населения расфасованной питьевой водой и социальных услуг по доставке кондиционной воды (отсутствие блоков R₃ и R₄) общая надежность снабжения питьевой водой равна

N_обш = (1 - R₁) × (1 - R₂) = (1 - 0,041)(1 – 0,82) = 0,173.

Вероятность срыва водоснабжения равна 0,827.

Таким образом, создание параллельных каналов коммерческого снабжения населения кондиционной питьевой водой (каналы R₃ и R₄) значительно повышает общую надежность системы водоснабжения населения малых и средних городов, районов больших городов и населённых пунктов.

Повышение надежности системы за счет увеличения надежности функционирования блока R₂ потребует ~ 16,46 млн. руб./год приведенных затрат

Z = С + К_восст × К_о = 1,55 + 0,36 × 41,4 = 16,46 млн. руб./г.,

где С – эксплуатационные затраты на устранение аварий разводящих сетей города (по данным МУП «Горводоканал» С » 1,55 млн. руб./г.); К_о – затраты на замену изношенных водоразводящих городских сетей; при 80 % износе около 180 км сетей требует замены (стоимость замены составляет 230-250 тыс. руб./км – данные МУП «Горводоканал»); К_восст = , коэффициент восстановления капитала; r – ставка сравнения (r = 0,3); Т – длительность жизненного цикла.

Приведенные затраты на реализацию политики коммерческого обеспечения населения кондиционной водой равны 14,45 - 16,2 млн. руб./г. (при различных её вариантах). В тоже время, при сравнимых значениях приведенных затрат при реализации вышеуказанной политики возможно получение чистого дохода в размере 3,3 – 3,7 млн. руб./г.

Литература:

1. Москаленко А.П., Игнатьев В.М., Москаленко С.А. Надежность обеспечения населения питьевой водой как индикатор устойчивого развития экономики города // Изв. вузов. Сев. - Кавк. регион. Техн. науки. 2003. – №1. – С.73-75.

2. ГОСТ 27.002-83. Надежность в технике. Термины и определения.