Водогін

Водогі́н^[1] або водопрові́д^[2] — сукупність споруд, що охоплює: водозабір, водопровідні насосні станції, станцію очищення води або водопідготовки, водопровідну мережу і вмістища для забезпечення споживачів водою певної якості^[2].

Водоводи до гідроелектростанції.

Місцевий водогін. Кримські гори.

Запит «Водопровід» перенаправляє сюди; див. також інші значення.

Інакше — водогін це технічна споруда для постачання води. Система водопостачання може бути улаштована як трубопровід, або як відкритий канал.

Основи

Водопроводи для постачання питної води є важливою складовою цивілізації. Забезпечення чистою питною водою може зменшити ризик захворювань через погану гігієну. Окрім водопостачання, важлива також діяльна система каналізації, а на водно-болотних угіддях — дренаж. Зрошення, також має неабияке значення для сільського господарства у багатьох місцевостях. Відкритий водогін — це канал або арик. На рівнинній місцевості водогони можуть бути побудовані як рови; у гірській місцевості потрібні більш розлогі будівельні заходи: штучні рови, водні тунелі та акведуки (мости для води). У цих випадках їх навмисно називають водогонами. У сучасному водопостачанні в промислово розвинених країнах, відкриті споруди мають лише невелике значення; переважно використовуються напірні тунелі та напірні труби. Однак у сільському господарстві субтропічних країн, поширеними є складні системи каналів для зрошення полів (особливо для вирощування рису). З появою водогону — криниці, які часто були єдиним джерелом питної води, втратили своє значення. Такі-ж криниці раніше також слугували й для пожежогасіння, однак найбільшим сховищем води для пожежогасіння, зазвичай був пожежний ставок. Із застосуванням води з водогону, гасіння пожежі можна було проводити набагато швидше та з меншими зусиллями, ніж забираючи її з гідрантів. У значній частині Африки, Азії, Південної Америки та навіть деяких країн Східної Європи, зокрема Україні, криниці досі (станом на 2025 рік) є єдиним способом водопостачання.

Унаслідок повномасштабної війни в Україні, водопровідна інфраструктура зазнала значних руйнувань: пошкоджено десятки тисяч кілометрів мереж, а мільйони людей, особливо в прифронтових регіонах, втратили доступ до безпечної питної води. Відновлення систем водопостачання потребує багаторічних зусиль і значних інвестицій. За даними ЮНІСЕФ, вже станом на 2023 рік, понад 6 мільйонів людей в Україні мали обмежений доступ до питної води, через пошкодження інфраструктури бомбардуваннями.

Історія

Ольвія водопровідні труби. Миколаївський краєзнавчий музей.

Найдавніші записи про водопровідні споруди датуються часами єгипетського фараона Рамзеса II, приблизно 1300 р. до н. е. Античне місто-держава Ольвія на Миколаївщині, під час свого розквіту (300 років до нашої ери) мала муровані водосховища та водогін з керамічних труб які стикувалися між собою, там діяла і каналізація. Римляни також були відомі своїми розлогими акведуками. Водопровід під тиском вже існував у Пергамоні. Турфанська водна система в Китаї також дуже давня. Місто інків Мачу-Пікчу постачалося водою мурованими каналами. Ще за княжих часів у Києві, воду з джерел на київських горах подавали дерев’яними жолобами-рищаками самопливом до Подолу — це був спрощений, але цілком придатний спосіб постачання питної води, що використовував природні нерівності на місцевості. У Середньовіччі застосовувалися дерев'яні водопроводи, які називалися трубами або трубками. Труба, виготовлена ​​з тонких, просвердлених вздовж осі стовбурів дерев довжиною кілька метрів, яка постачала воду до хатини на Зеленому озері в Штирії, була замінена пластиковою трубою лише приблизно 1990 року.^[3]

Взагалі, у минулому, підземні води (також звані колодязною водою) або дощову воду для споживання чи з іншою метою, зазвичай набирали з криниці чи вмістища за допомогою черпака. Поверхнева вода також часто застосовувалася в господарстві.

У 17 сторіччі почали використовувати перші водяні насоси, які відкачували неглибокі підземні води. Спочатку вони з'явилися переважно в міських районах, де поверхневі води були недоступні або дуже забруднені. Як міські чи сільські насоси, вони призначалися для громадського використання та як місце зустрічі мешканців. За допомогою таких насосів також прали. Пивоварні іноді мали власні насоси. Хоча якість води з насосів інколи була прийнятною, доступ до них часто був незручним.^[4]

Труби питної води в будівлях

У нових будівлях сьогодні (2025), зазвичай встановлюються труби для питної води, які можуть витримувати тиск щонайменше шість бар. Тиск подачі зазвичай становить 4 бари, через це редуктор тиску встановлюється на 3 бари, щоб уникнути надмірного навантаження на труби. Вода, що передається підземними трубами, зазвичай має температуру нижче 10°C протягом зимових місяців і дуже низьке бактеріальне навантаження. Влітку температура води в підземних трубах може перевищувати 20°C. Однак усередині будівель вода в трубах нагрівається дужче, і швидкість росту бактерій збільшується. Цього можна уникнути лише шляхом підтримання температури води в трубопроводі гарячої води вище 55°C за допомогою циркуляції. Щоб обмежити ріст бактерій у трубах гарячої води без циркуляції, вони повинні мати найменш можливий поперечний переріз (об'єм нециркулюючої води між генератором гарячої води та найвіддаленішою точкою розбору, не повинен перевищувати трьох літрів). Труби холодної води слід прокладати так, щоб вони не нагрівалися від сусідніх труб гарячої води. Зокрема, труби, що є частиною системи циркуляції гарячої води, можуть нагрівати сусідні труби холодної води приблизно до температури гарячої води, якщо холодна вода не подається протягом кількох годин (наприклад, вночі). Це можна виправити, проклавши їх окремо або забезпечивши дуже хорошу теплоізоляцію для труб холодної та гарячої води. Об'єм холодної води в системі труб також слід підтримувати низьким, використовуючи труби з малим номінальним діаметром.

Сучасні водопровідні системи в будівлях по суті складаються з:

• Приєднання до будинку з водозабірним краном та первинним запірним клапаном,

• Водоміра та фільтра питної води,

• Різних трубопроводів у будинку, зокрема це труби, фітинги, клапани та крани,

• За потреби, опор для труб, якщо труба прокладається вільно поза стінами будинку.

Використовувані матеріали

З початку тисячоліття, у водопровідних системах переважно застосовуються пластикові та неіржавні сталеві труби, які з'єднуються за допомогою різних типів вставних або прес-фітингів. Вироби, позначені як "DVGW", випробовуються на використання в системах питного водопостачання (проте складові для газових установок, також отримують позначення DVGW; їх зазвичай можна розпізнати за жовтим маркуванням). Тривалий застій питної води в трубах, що не сертифіковані за DIN-DVGW та у фітингах, може призвести до забруднення води важкими металами, що виділяються з металевого сплаву. Тож після кількох годин застою в трубі, воду треба сточувати хоча-б кілька секунд, перш ніж використовувати для пиття або приготування їжі. Її можна негайно застосовувати як побутову воду, тобто для миття, змивання або поливу квітів.

Свинець

Свинцеві труби, наприклад заборонені у Швейцарії з 1914 року^[5], у Німеччині з 1973 року та в Австрії з 1983 року, але деякі існуючі свинцеві труби все ще присутні в наявних трубопроводах. Викид свинцю у воду може спричинити ризики для здоров'я. Для прикладу, свинцеві труби в Німеччині мають бути замінені до 12 січня 2026 року, хоча цей термін може бути продовжений у виняткових випадках.^[6] Залежно від складу питної води, всередині труби утворюється покриття, яке запобігає виділенню свинцю. Деякі латунні сплави, що використовуються у виробництві кранів, містять невелику кількість свинцю, оскільки це полегшує їхню обробку. Тож, якщо воду залишають у кранах на ніч, вона поглинає невелику кількість свинцю, яка за певних обставин може перевищувати допустиму норму. Колись свинець також містив припій, який використовувався для з'єднання капілярних фітингів у мідних трубах.

Оцинкована сталь

Оцинковані сталеві труби використовувалися у водопроводі, опаленні та системах кондиціонування повітря. Поширеними були міцні різьбові труби середнього та важкого навантаження відповідно до DIN EN 10255. Вони прикручуються до фітингів з ковкого чавуну за допомогою трубної різьби та доступні розміром до 6 дюймів. Однак для труб діаметром більше 2 дюймів, перевага надається фланцевим з'єднанням. Залежно від складу мінералів у воді в поєднанні з киснем, на цинковому шарі труб зазвичай утворюється захисний оксидний шар або шар карбонату цинку.^[7] Якщо воду нагрівати до температури вище 60 °C, оксидний шар може стати хімічно нестабільним, що призводить до корозії цинкового шару, а потім і сталі. Через це, оцинковані труби більше не використовуються для гарячого водопостачання та циркуляційних труб.^[8] При рівні нітратів >15 мг/л та карбонатній твердості 15–18 °KH у водопровідних трубах, отриманих способом гарячого цинкування, як наслідок корозії, може утворюватися піскоподібний білий цинковий наліт, сполука з формулою Zn5(OH)6·(CO3)2. Нітрати також можуть спричиняти утворення часткових корозійних елементів між різними шарами цинку.^[7] На відміну від більшості інших матеріалів, що використовуються, оцинковані труби схильні до звапніння навіть за помірної твердості води, знову ж таки залежно від її складу. Труби гарячого водопостачання також особливо страждають від відкладів вапняного нальоту, оскільки їхній початковий поперечний переріз, іноді може зменшитися до невеликого отвору протягом кількох років. Утворення вапняного нальоту часто помітне в аераторах кранів, де збираються дрібні шматочки вапняного нальоту, що переносяться проточною водою. Тонкостінні оцинковані прецизійні сталеві труби, також використовуються в системах опалення, які монтажники називають «трубами з вуглецевої сталі» та їх можна відрізнити від труб з неіржавної прецизійної сталі, які також часто використовуються для питної води, лише за дещо іншим виглядом їхньої сріблястої поверхні. Однак оцинковані прецизійні сталеві труби, можна застосовувати лише в системах опалення та для деяких газових установок, оскільки тонкий цинковий шар всередині труби може швидко руйнуватися питною водою. Крім того, влітку на зовнішньому боці труб холодної води утворюється конденсат, що призводить до зовнішньої іржі, якщо вони не покриті або не забезпечені паронепроникною оболонкою. Труби та фітинги з вуглецевої сталі, можна розпізнати за їхнім, зазвичай червоним маркуванням, тоді як сталеві труби для систем питної води мають синє або зелене позначення. Сталеві труби з чорним маркуванням, зазвичай також виготовляються з неіржавної сталі. Однак у цих випадках важливо перевірити маркування матеріалу, щоб дізнатися, чи підходить сталь для використання з питною водою.

Неіржавна сталь

Неіржавна сталь, тобто сталь, легована нікелем та понад 10,5% хрому, значною мірою захищена від корозії міцно прилеглим оксидним шаром і може використовуватися не лише для питної води, але й для постачання багатьох інших рідин. Сьогодні труби з неіржавної сталі встановлюються майже винятково за допомогою прес-фітингів. Єдиною вадою труб з неіржавної сталі, є їхня висока ціна.

Мідь

Мідні водопровідні труби можна використовувати без побоювань. Як і у випадку з оцинкованими трубами, всередині них, зазвичай утворюється захисний оксидний шар. Використовувані труби виготовляють з безкисневої міді (Cu-DHP, номер матеріалу CW024A) з вмістом міді та срібла щонайменше 99,90% та від 0,015 до 0,040% фосфору згідно з DIN EN 1057. Водночас для прикладу, майже в 10% домогосподарств, що постачаються водою в Німеччині, використання мідних труб не рекомендується через склад води. Згідно з DIN 50930, частина 6, мідні труби можна застосовувати, якщо в паспортах даних аналізу постачальника води зазначено, що значення pH вище 7,4 або значення pH перебуває в межах від 7,0 до 7,4, а значення TOC менше 1,5 мг/л (що відповідає надзвичайно чистій воді). В іншому випадку може виникнути точкова корозія. Якщо місцевий водоканал не дає чітких настанов щодо застосування мідних труб, слід звернутися до виробника мідних труб та фітингів, за оцінкою значень наданих водоканалом.^[9] Через зростання витрат на робочу силу, сьогодні (2020-і) перевагу надають методам з'єднання, що заощаджують час, з використанням прес-фітингів з міді та бронзи. Зазвичай, мідні труби з'єднувалися капілярними паяними фітингами з міді, бронзи та латуні. Використання труб для питної води діаметром до 28 мм, не дозволяється.

Латунь та збройова бронза

Латунь і збройова бронза використовуються як матеріали для виготовлення фітингів та клапанів. Латунь схильна до корозійного розтріскування під напруженням, що може виникнути у разі взаємодії навантаженої частини з агресивним середовищем, наприклад, водою. Тому напруження, що виникають під час виробництва, повинні бути зняті тепловою обробкою, а твердість матеріалу повинна залишатися нижчою за певне допустиме значення.^[10]

Полімери

З 1990-х років пластикові труби також все частіше використовуються у побутовому водопроводі. Тоді як поліетиленові труби вже застосовувалися під землею, труби з ПВХ-Х з клеєними гільзами спочатку набули значного поширення в побутовому водопроводі. Під торговими марками TC Quickpipe (сірого кольору) і Friatherm (жовтого кольору) вони використовувалися із зовнішніми діаметрами 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75 і 90 мм.^[11] Оскільки постійно підвищена температура води може призвести до протікання в клейових з'єднаннях через кілька років, труби з ХПВХ в даний час переважно застосовуються тільки для трубопроводів холодної води, наприклад, для будівництва басейнів.

Через можливість пошкодження труб гарячої води, в даний час переважно використовуються багатошарові композитні труби, що складаються з внутрішньої водопровідної пластикової труби, тонкого проміжного алюмінієвого шару і захисного пластикового шару.^[12] Композитні труби легко гнуться як за допомогою технічних пристроїв, так і без них, і не повертаються у вихідний стан після вигину. З'єднання труб здійснюються за допомогою прес-фітингів або насувних муфт. Також використовуються поліпропіленові (ПП) труби зі звареними розтрубними з'єднаннями.^[13]

Полімерні труби виготовляються з:^[14]

• Полібутилену (ПБ), DIN 16968, DIN 16969, DVGW W 544 – зварні з'єднання, затискні з'єднання (DIN 16831, DVGW W 534)

• Поліетилену, здебільшого, високої щільності (ПЕВП) або зшитого поліетилену (ПЕХ), DIN 16892, DIN 16893, DVGW W 544 – зварні з'єднання, затискні з'єднання, DVGW W 534
• Поліпропілену (ПП-Г), блок-кополімеру ПП (ПП-Б), статистичного кополімеру ПП (ПП-Р), DIN 8077, DIN 8078, DVGW W 544 – з'єднання у спосіб розтрубного зварювання нагрівальним елементом (DIN 16962, DVGW W 53.
• Полівінілхлориду, як непластифікований жорсткий ПВХ (PVC-U) для труб холодного водопостачання або як більш термостійкий матеріал. Постхлорований ПВХ (PVC-C), DIN 8079, DIN 8080, DVGW W 544 – Клейова сполука (DIN 16832, DVGW W 534).

• Композитні труби з внутрішнім і зовнішнім шарами з PE-RT, PE-MDX, ​​PE-X, PE-HD (тільки зовнішній шар), PB (PB 125; DIN 16831-5) або PP (PP-R 80, PP-H 100м; рідше використовуються також ПВХ-Х (DIN 16832-2), ПВДФ (ISO 10931-1, -2), термостійкий ПОМ (ISO 9988-1), ППСУ, ПСУ, термостійкий ПЕТ (DIN 16779-1) або термостійкий армований поліамід (GF-PA) хомутові з'єднання та штекерні з'єднання (DVGW W 542, DVGW W 534).

Після монтажу треба провести випробування під тиском відповідно до методу випробувань DIN EN 806-4 (A, B або C: метал, пластик, змішана установка або композитний матеріал) або пам'яткою ZVSHK «Випробування на герметичність».^[15]

Переваги пластикових труб:

• Легка вага
• Стійкість до корозії та різних хімічних речовин
• Гладенька внутрішня поверхня знижує утворення вапняного нальоту ізолює від тепла та електрики.

Вади полімерних труб:

• Теплове розширення: пластикові труби під час нагрівання розширюються до десяти разів більше, ніж, наприклад, мідні труби, що треба враховувати під час монтажу трубопроводів гарячого водопостачання та опалення.
• Термін служби пластикових труб скорочується із підвищенням температури води. Деякі матеріали придатні лише для температури до 50°C (DVGW W 542).
• Пластмаси розрізняються також за стійкістю до розчинників та агресивних речовин. Агресивні засоби, що чистять і знезаражують, також можуть справляти руйнівну дію на полімери.

Різновиди

Електромеханічна засувка на водогоні

• Груповий водогін — водопровід, що подає воду споживачам кількох населених пунктів.
• Магістральний водогін — водопровід, до якого приєднуються розподільні водоводи.
• Водогін шахтний (англ. mine water pipeline; нім. unterirdische Wasserleitung) — система трубопроводів, котрі забезпечують подавання води для пилопридушення, локалізації і гасіння підземних пожеж (див. пожежі рудникові). Трубопроводи встановлюють, як правило, об'єднаними, і вся система складає пожежно-зрошувальний водогін, який повинен бути постійно заповнений водою під тиском. Шахтні водопроводи можуть бути тупиковими або кільцевими. Мережа шахтних водогонів в підземних виробках складається з магістральних і дільничних ліній (діаметр не менше 100 мм). Шахтні водогони обладнується пожежними кранами, тиск води у яких під час гасіння пожежі повинен бути 0,6-1,5 МПа, а в бремсберґах і схилах — не більше 2 МПа.
• Господарсько-пожежний водогін — використовується найчастіше в офісних будівлях з обов'язковою установкою електромеханічної засувки, яка керується автоматично та вручну. У звичайних умовах, засувку закрито, і вода до споживачів офісу, поступає крізь обхід (байпас) та водомір, а у разі пожежі, засувка відчиняється і вода, повністю поступає до пожежних кранів.

---

Аварією на водопровідній мережі вважається пошкодження трубопроводу, споруди чи обладнання мережі, що викликає повне або часткове (більше 30 відсотків розрахункового обсягу) припинення подавання води окремим споживачам або групі абонентів.^[16]

Див. також

• Акведук
• Каналізація — система, тісно пов'язана з експлуатацією водогонів.
• Труба
• Трубопровід
• Полімерні труби
• Питна вода
• Водопровідна вода
• Перший київський водопровід