Источники водоснабжения – ГОСТ 2761-84 Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора (с Изменением N 1), ГОСТ от 27 ноября 1984 года №2761-84

Источники водоснабжения — это… Что такое Источники водоснабжения?

Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации.

Требования к источнику водоснабжения

Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

• обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;
• обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;
• давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;
• обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
• обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект.

Классификация источников водоснабжения

Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к трем основным группам:

• поверхностные источники;
• подземные источники;
• искусственные источники.

Поверхностные источники

К поверхностным источникам водоснабжения относятся:

• моря или их отдельные части (заливы, проливы),
• водотоки (реки, ручьи, каналы),
• водоемы (озера, пруды, водохранилища, обводненные карьеры),
• болота,
• природные выходы подземных вод (гейзеры, родники),
• ледники и снежники.

Характерными качествами речной воды являются относительно большая мутность (особенно в период паводков), высокое содержание органических веществ, бактерий, часто значительная цветность. Наряду с этим речная вода характеризуется обычно относительно малым содержанием минеральных солей и, в частности, относительно небольшой жесткостью.

Вода озер обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ (то есть малой мутностью или, иначе, большой прозрачностью), кроме прибрежной зоны, где мутность воды увеличивается в результате волнения. Степень минерализации озерной воды весьма различна.

Поверхностные источники характеризуются значительными колебаниями качества воды и количества загрязнений в отдельные периоды года. Качество воды рек и озер в большой степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения ее поверхностными стоками и сточными водами городов и промышленных предприятий.

Сезонные колебания качества речной воды нередко бывают весьма резкими. В период паводка сильно возрастает мутность и бактериальная загрязненность воды, но обычно снижается ее жесткость.

Подземные источники

К подземным источникам относятся:

Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (то есть весьма прозрачны) и обычно бесцветны.

Артезианские воды, перекрытые сверху водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с поверхности земли загрязненных стоков и обладают поэтому высокими санитарными качествами. Такими же качествами часто обладают и родниковые воды.

Наряду с этими положительными качествами подземные воды часто сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами (повышенная жесткость, наличие неприятного привкуса, содержание веществ, вредно влияющих на организм человека).

Искусственные источники

К искусственным источникам водоснабжения можно отнести промышленные опреснительные установки, например, используемые в Израиле, Арабских Эмиратах или в г. Актау (Казахстан) на Мангистауском атомно-энергетическом комбинате.

Влияние человека на источники водоснабжения

При современной степени развития хозяйственной деятельности людей она оказывает существенное влияние на состояние источников водоснабжения как в отношении их дебита, так и в отношении качества воды.

Природные воды используются комплексно, то есть не только для водоснабжения, но и для многих других целей: орошения, гидроэнергетики, водного транспорта, лесосплава и др. При этом может осуществляться отбор воды из источника (водоснабжение, орошение) или только использование водоема без отбора воды (водный транспорт, лесосплав). Таким образом, можно различать водопотребителей и водопользователей.

Рациональное решение вопросов использования водных ресурсов и обеспечения интересов всех видов водопотребителей и водопользователей возможно только при условии их рассмотрения как комплексных водохозяйственных проблем.

В результате проведения мероприятий по регулированию стока рек в настоящее время очень часто приходится использовать в качестве природных источников водоснабжения искусственно созданные водохранилища.

Изменение естественного гидрологического режима рек при устройстве плотин и водохранилищ в значительной мере сказывается на качестве речной воды и на сезонных колебаниях ее качества.

Существенным видом влияния хозяйственной деятельности людей на природные водоемы является сброс в них сточных вод городов и промышленных предприятий, а также смыв с сельскохозяйственных полей удобрений, ядохимикатов, пестицидов и т. п.

Количество сточных вод, сбрасываемых в водоемы, с каждым годом увеличивается и приводит к сильному их загрязнению и ухудшению качеств воды (особенно санитарных качеств).

В силу сложившейся обстановки в настоящее время многие реки в населенных и промышленно развитых районах уже в значительной степени загрязнены производственными стоками. Основными «загрязнителями» воды являются предприятия нефтеперерабатывающей, бумажно-целлюлозной, металлургической и ряда отраслей химической промышленности.

См. также

Какие существуют источники водоснабжения и в чем их особенности

Рассмотрены все источники водоснабжения, как природного происхождения (артезианские, грунтовые воды, реки, родники и озера), так и искусственного типа (водохранилища, каналы). Описаны подземные и поверхностные воды, их особенности и отличия.

Источником питьевого водоснабжения называется объект, содержащий воду, которая отвечает всем нормативным гигиеническим требованиям и используется для системы питьевого водоснабжения с соответствующей предварительной подготовкой. Источники водоснабжения, в частности питьевого, должны гарантировать безопасность воды: отсутствие химических веществ в опасных концентрациях, возбудителей инфекционных болезней и радиоактивных элементов. Вода должна обладать благоприятными органолептическими свойствами и должна иметь полноценный минеральный состав. Все воды, которые используются для хозяйственно-питьевого назначения, бывают поверхностные и подземные. (См. также: Монтаж систем водоснабжения)

Природный источник водоснабжения

Подземные воды

Воды, которые находятся в почве, а так же в геологических породах коры планеты в любом физическом состоянии, называются подземными. Они образуются после процесса фильтрации воды из открытых водоемов (озер и рек) через русло. В зависимости от строения горных пород, сквозь которые течет вода, будет зависеть скорость ее движения. Все горные породы по отношению к воде делятся на водоупорные и водонепроницаемые породы.

Водонепроницаемые:

• Гравий;
• Песок;
• Супесок;
• Галечник;
• Известняк;
• Трещиноватый мел.

Протекание подземных вод

Водоупорные:

• Гранит;
• Известняк;
• Глина;
• Плотный песчаник.

В водонепроницаемых слоях вода бежит по законам тяжести. Пласты водоупорных и водонепроницаемых слоев чередуются между собой. Глубина залегания таких вод – от 12 до 16 км.

Схема залегания подземных вод:

1 — водоупорный слой;
2 —грунтовые воды;
3 —межпластовые воды без напора;
4 — горизонт межпластовой напорной воды;
5 — колодец грунтовой воды;
6 — скважина, берущая межпластовую безнапорную воду;
7 — скважина, берущая межпластовые напорные (артезианские) воды.

Подземные источники питьевого водоснабжения – это грунтовые воды, межпластовые воды (безнапорные и напорные), верховодка, инфильтрационные  береговые воды и родники. Рассмотрим каждый вид питьевой воды. (См. также: Водоснабжение коттеджа)

Грунтовые воды

В геологической толще пород, на первом водоупорном пласте (если считать от поверхности) располагаются безнапорные воды, которые называются грунтовыми. В колодце они находятся на уровне с подземными водами. Грунтовая вода движется по направлению уклона водоупорного подстилающего слоя. Чаще всего такая вода пригодна для питьевого водоснабжения и в природных условиях не загрязнена. Но загрязнение грунтовых вод может произойти от почвы: чем ближе к поверхности залегает вода, тем больше вероятность ее загрязнения из расположенных над ней хозяйственных объектов и населенных пунктов.

Верховодка

Верховодкой называется некое скопление воды на поверхности слабопроницаемых или водоупорных пород, которые включены в толщу водопроницаемого слоя. Так же как и грунтовая вода, находясь вблизи от поверхности, верховодка может загрязняться и стать непригодной для питьевого водоснабжения.

Артезианская вода

Артезианские воды

Очень важные подземные источники водоснабжения  — межпластовые безнапорные, а также напорные воды. Отличием межпластовых вод от других видов является очень глубокое залегание, которое препятствует питанию этих вод поверхностными водами. Артезианская вода (межпластовая напорная) залегает под несколькими водоупорными слоями и изливается на поверхность во время возникновения избыточного гидростатического давления. (См. также: Водоснабжение предприятия)

Артезианские водоносные слои (еще их называют горизонтами или пластами) из глубины своего залегания изливаются на поверхность, где питаются осадками из атмосферы. Если вода из вышележащего горизонта (грунтовых вод) попадет в артезианские воды, то качество артезианской воды ухудшится. Загрязнение так же может произойти от промоины в ложе русла, сквозь заброшенные колодца и скважины, при разработке карьеров и так далее.

Родники

Родником называется естественный выход подземной воды на поверхность. Этот источник образуется после падения рельефа местности, в то время, когда водоносный слой разрезается каким-то оврагом. Такой родник называется нисходящим. Восходящий родник возникает в результате прорыва напорной воды сквозь породы, которые его перекрывали. Вода из родников всегда прохладная и имеет постоянный состав минеральных веществ. Кроме того, родниковая вода отличается своей бактериологической чистотой.

Родник

Инфильтрационные воды

Этот тип воды образуется в результате процесса фильтрации открытых водоемов сквозь подземный слой прилегающей территории. Если берег водоема имеет проницаемые фильтрующие породы, то можно построить водозаборные колодцы. Если инфильтрационная вода смешается с водой из открытых водоемов, то ее качество ухудшится. (См. также: Открытая система водоснабжения)

Поверхностное водоснабжение

Поверхностные источники водоснабжения – это реки, озера, водохранилища, пруды и каналы. Поверхностные воды могут постоянно или временно находиться на поверхности. Рассмотрим каждый источник в отдельности.

Реки

Это поток воды значительных размеров, протекающий в естественном русле и пополняющийся от подземного или поверхностного стока своего же водосборного бассейна. Реки бывают горными и равнинными. Первый тип реки характеризуется большой скоростью воды и узкими долинами, в то время как равнинные реки имеют медленное течение и широкие долины. Если сравнивать реки по протяженности, то самыми малыми считаются реки, длиной  менее 10 км, а самыми большими – 500 километровые и выше.

Озера

Озером называется природная впадина, заполненная солеными или пресными водами. Озера бывают бессточные и сточные (с ручьем или рекой, вытекающей из него). Пресные озера получаются в результате впадающих в него рек. Если стоки, впадающие в озеро, загрязнены, то качество озерной воды будет плохим даже на значительном расстоянии. (См. также: Водоснабжение дома)

Озеро в Техасе (необычное тем, что оно и подземное и наземное одновременно)

Водохранилища

Помимо естественных существуют и искусственные виды источников водоснабжения. Искусственный водоем с замедленным обменом воды и измененным уровневым режимом (с помощью гидротехнических сооружений) в накопительных целях называется водохранилищем. Чаще всего этот искусственный водоем имеет объем больше одного миллиона кубических метров воды, которую можно назвать практически стоячей. Создается водохранилище в основном в русле какой-то реки способом сооружения плотины, выемки грунта или перемычки. Хранилища воды создаются рядом с потребителями – городами, населенными пунктами, предприятиями.

Водохранилище Ледибауэр

Вода в водохранилищах накапливается за счет речного постоянного потока или с помощью талых и дождевых вод. В зависимости от состава речной воды, дождевых и талых, а так же грунтовых вод и будет зависеть минеральный состав воды в водохранилище. Так как вода постепенно испаряется, то концентрация минеральных солей в оставшейся воде увеличивается. Так же для таких водоемов характерно неравномерное распределение солей на разной глубине (послойное распределение).

Вода с меньшим количеством минералов находится на поверхности, в то время как более насыщена солями вода опускает вниз. В результате разрастания водорослей в водохранилищах происходит летнее цветение воды (она станет зеленой или сине-зеленой). Когда водоросли отмирают, вода насыщается остатками разложения органических веществ, появляется сероводород и снижается содержание кислорода в воде, что вызывает мор рыбы.

Зоны санитарной охраны

Начало зоны санитарной охраны

Территории, включающие в себя источники водоснабжения и водопроводы, состоящие из поясов с особыми режимами хозяйственной деятельности  — это зоны санитарной охраны источников водоснабжения. Ими могут быть артезианские скважины или какие-либо другие подземные воды, охраняемые от загрязнений.

Зона санитарной охраны

Источники водоснабжения

Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при проектировании системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а, следовательно, стоимость и строительства и эксплуатации.

Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

1. обеспечивать получение из него   необходимых   количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;

2. обеспечивать бесперебойность   снабжения   водой потребителей;

3. давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;

4. обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;

5. обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект.

Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным  группам:

1. поверхностные источники – реки (в естественном состоянии или зарегулированные) и озера;

2. подземные источники – грунтовые и артезианские воды   и родники.

По своему дебиту средние и крупные реки могут удовлетворить потребности в воде большинства обычных объектов водоснабжения.

При выборе реки в качестве источника водоснабжения необходимо учитывать сезонные колебания ее расхода с тем, чтобы возможность получения требуемых количеств воды была обеспечена и в период наименьшего расхода воды в реке. Совершенно очевидно, что водоснабжение не может быть основано на реках, периодически пересыхающих или полностью промерзающих в зимнее время (без устройства на них соответствующих водохранилищ).

Характерными качествами речной воды являются относительно большая мутность (особенно в период паводков), высокое содержание органических веществ, бактерий, часто значительная цветность. Наряду с этим речная вода характеризуется обычно относительно малым содержанием минеральных солей и, в частности, относительно небольшой жесткостью.

Вода озер обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ (т. е. малой мутностью или, иначе, большой прозрачностью), кроме прибрежной зоны, где мутность воды увеличивается в результате волнения. Степень минерализации озерной воды различна.

Поверхностные источники характеризуются значительными колебаниями качества воды и количества загрязнений в отдельные периоды года.

Качество воды рек и озер в большой степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения ее поверхностными стоками и сточными водами городов и промышленных предприятий.

Сезонные колебания качества речной воды нередко бывают весьма резкими. В период паводка, как указывалось, сильно возрастает мутность и бактериальная загрязненность воды, но обычно снижается ее жесткость.

Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (прозрачны)  и обычно бесцветны.

Артезианские воды, перекрытые сверху водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с поверхности земли загрязненных стоков и обладают, поэтому высокими санитарными качествами. Такими же качествами часто обладают и родниковые воды.

Наряду с этими положительными качествами подземные воды часто сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами (повышенная жесткость, наличие неприятного привкуса, содержание веществ, вредно влияющих на организм человека).

Сравнивая основные показатели качества воды природных источников с основными требованиями к качеству воды главных групп потребителей, можно сделать вывод, что для водоснабжения населенных мест наиболее подходящим источником являются подземные (особенно артезианские и родниковые)  воды, если они не сильно минерализованы.

Как сказано, окончательный выбор источника водоснабжения для данного объекта производится в зависимости не только от качества воды в нем, но также от его мощности, удаленности от объекта, стоимости подачи и очистки воды.

Для крупных населенных мест дебит подземных источников весьма часто оказывается недостаточным. В этих случаях, несмотря на отрицательные качества поверхностных вод, приходится использовать их, производя соответствующую очистку.

Практика показывает, что водоснабжение большинства малых и значительной части, средних по размерам населенных мест основано на использовании подземных источников.

Для водоснабжения большинства крупных городов приходится полностью или в значительной степени пользоваться поверхностными водами (с соответствующей их очисткой).

Что касается промышленных предприятий, то наиболее крупные потребители воды могут использовать воду поверхностных источников без всякой ее очистки (или с весьма примитивной очисткой). В то же время для большинства производственных потребителей не допускается использование воды с большой жесткостью. В связи с этим для крупных промышленных потребителей, как по качеству, так и по мощности наиболее подходящим источником оказываются поверхностные воды.

Следует отметить, что в настоящее время водоснабжение некоторых крупных промышленных предприятий основано на использовании морской воды. Морская вода, содержащая, как известно, большое количество минеральных солей, обладает относительно невысокой карбонатной жесткостью. Такая вода может быть с успехом применена в производственном водоснабжении для охлаждения.

Выбор источников водоснабжения

Выбор источников централизованного водоснабжения должен осуществляться в соответствии с ГОСТ 2761—84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические и технические требования и правила выбора». В качестве основного критерия указывается их санитарная надежность, т.е. защищенность от загрязнений. В соответствии с этим критерием в первую очередь следует использовать:

1. межпластовые напорные (артезианские) воды, как наиболее надежно защищенные с поверхности. Только в случае их отсутствия или недостаточности запасов рекомендуется переходить к другим источникам в порядке снижения их санитарной надежности;

2. межпластовые безнапорные воды;

3. грунтовые воды, в том числе искусственно наполняемые и подрусловые;

4. поверхностные водоемы (реки, водохранилища, озера, каналы).

Грунтовыми водами называются подземные воды, скапливающиеся на первом от поверхности водоупорном слое. Они не защищены с поверхности, вследствие чего легко подвергаются разного рода загрязнениям, и отличаются разнообразием и непостоянством состава. В зависимости от наличия или отсутствия источников загрязнения санитарное состояние фунтовых вод может быть разным. Если фунтовые воды не загрязнены и степень их минерализации не превышает допустимых уровней, то они вполне пригодны для питьевого водоснабжения. При наличии массивного загрязнения почвы населенного места и близком залегании фунтовых вод к поверхности велика опасность их массивного загрязнения и заражения. Грунтовые воды используют главным образом в сельской местности.

Межпластовые воды залегают между двумя водоупорными пластами. Они изолированы от атмосферных осадков и поверхностных фунтовых вод водонепроницаемой кровлей, в силу чего обладают наибольшей санитарной надежностью. Как правило, межпластовые воды имеют низкое бактериальное загрязнение и относительно постоянный химический состав. Их недостатком часто является высокое содержание солей и в ряде случаев повышенное содержание аммиака, сероводорода и ряда минеральных веществ (фтора, бора, брома, стронция и др.). В зависимости от условий залегания межпластовые воды могут быть напорными и безнапорными.

Напорные межпластовые воды называются артезианскими. Они отличаются наибольшей глубиной залегания и наивысшей санитарной надежностью. Вследствие защищенности от загрязнения и постоянства состава при выборе водоисточника межпластовые подземные воды выбирают в первую очередь. Почти всегда межпластовые воды соответствуют нормативам на качество питьевой поды и могут использоваться для питьевых целей без предварительной обработки. Добывают межпластовые воды через буровые скважины.

Однако из-за недостаточности запасов подземных вод в практике водоснабжения весьма часто используют поверхностные водоисточники (реки, водохранилища, озера, каналы), которые подвергаются загрязнению за счет спуска хозяйственных, фекальных и промышленных сточных вод, судоходства, лесосплава, массового купания и т.д.

Отличиями качества поверхностных водоисточников является более низкий по сравнению с подземными уровень минерализации, большее количество взвешенных веществ, высокая цветность и высокий уровень микробного загрязнения. Вода этих источников не отвечает тем высоким требованиям, которые предъявляют к питьевой воде, поэтому перед подачей в водопроводную сеть ее необходимо подвергать очистке и обеззараживанию. Однако в связи с тем что возможности обработки воды ограничены, ГОСТ 2761—84 определяет требования, которым должна соответствовать вода источников питьевого водоснабжения до начала обработки на водопроводных станциях. Вода источников должна обладать такими свойствами, которые могут быть в должной мере изменены современными способами очистки.

Минеральный состав воды пресноводных подземных и поверхностных источников водоснабжения должен соответствовать следующим требованиям:

• сухой остаток не более 1 000 мг/л (по согласованию с органами санэпиднадзора допускается до 1500 мг/л;

• концентрация хлоридов не более 350 мг/л;

• концентрация сульфатов не более 500 мг/л;

• общая жесткость не более 7 мг-экв./л (по согласованию с органами санэпиднадзора допускается до 10 мг-экв./л).

При выборе источника водоснабжения важное значение имеет выяснение степени его загрязнения. Так, содержание органических веществ определяется по показателям окисляемости, биологической потребности воды в кислороде (БПК), показателям нитрификации (табл. 1.10).

В источнике водоснабжения нормируется также предельное бактериологическое загрязнение, поскольку хорошие бактериологические показатели в обработанной воде при обычных способах водоподготовки могут быть получены, только когда бактериальное загрязнение воды до очистки и обеззараживания не превышает определенных пределов.

Концентрация химических веществ, которые могут попадать в воду в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового или иного загрязнения, не должна превышать установленных на них ПДК (СанПиН 2.1.4.1074-01).

При обнаружении в воде источников водоснабжения химических веществ, относящихся к I и II классам опасности с одинаковым лимитирующим показателем вредности, сумма отношений концентраций каждого из веществ в воде к ПДК не должна превышать единицу (см. формулу (1.1)). Помимо этого, вода водоисточников должна также соответствовать нормам радиационной безопасности.

По результатам всех выполненных анализов определяют пригодность выбранного водного объекта для использования в качестве источника питьевого водоснабжения и его класс.

В зависимости от качества воды водные объекты, пригодные для использования в виде источников питьевого водоснабжения (поверхностные и подземные), делят на три класса (табл. 1.11).

Для каждого класса источников ГОСТ 2167—84 определены методы обработки, которые необходимо применять для доведения их воды до питьевого качества (в соответствии требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01).

При наличии нескольких источников и равной возможности обеспечения требуемого качества и количества воды выбор должен осуществляться путем технико-экономического сравнения вариантов схем обработки воды с учетом санитарной надежности водоисточников.

Источник водоснабжения и водозаборные сооружения водопровода должны быть защищены от загрязнения путем организации зоны санитарной охраны. Из имеющихся источников водоснабжения выбирают лишь те, которым можно организовать зоны санитарной охраны и соблюдать соответствующий режим в пределах ее поясов.

Таблица 1.10. Показатели степени загрязненности воды

* В зависимости от климатического района.

Таблица 1.11. Методы обработки воды в зависимости от ее класса

Источники водоснабжения — Википедия

Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в её составе тех или иных сооружений, а, следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации.

Требования к источнику водоснабжения

Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

• обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учётом роста водопотребления на перспективу развития объекта;
• обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;
• давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путём простой и дешевой её очистки;
• обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
• обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект.

Классификация источников водоснабжения

Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к трем основным группам:

• поверхностные источники;
• подземные источники;
• искусственные источники.

Поверхностные источники

К поверхностным источникам водоснабжения относятся:

• моря или их отдельные части (заливы, проливы),
• водотоки (реки, ручьи, каналы),
• водоемы (озера, пруды, водохранилища, обводненные карьеры),
• болота,
• природные выходы подземных вод (гейзеры, родники),
• ледники и снежники.

Характерными качествами речной воды являются относительно большая мутность (особенно в период паводков), высокое содержание органических веществ, бактерий, часто значительная цветность. Наряду с этим речная вода характеризуется обычно относительно малым содержанием минеральных солей и, в частности, относительно небольшой жесткостью.

Вода озёр обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ (то есть малой мутностью или, иначе, большой прозрачностью), кроме прибрежной зоны, где мутность воды увеличивается в результате волнения. Степень минерализации озерной воды весьма различна.

Поверхностные источники характеризуются значительными колебаниями качества воды и количества загрязнений в отдельные периоды года. Качество воды рек и озёр в большой степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения её поверхностными стоками и сточными водами городов и промышленных предприятий.

Сезонные колебания качества речной воды нередко бывают весьма резкими. В период паводка сильно возрастает мутность и бактериальная загрязнённость воды, но обычно снижается её жесткость.

Подземные источники

К подземным источникам относятся:

Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (то есть весьма прозрачны) и обычно бесцветны.

Артезианские воды, перекрытые сверху водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с поверхности земли загрязнённых стоков и обладают поэтому высокими санитарными качествами. Такими же качествами часто обладают и родниковые воды.

Наряду с этими положительными качествами подземные воды часто сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами (повышенная жесткость, наличие неприятного привкуса, содержание веществ, вредно влияющих на организм человека).

Искусственные источники

К искусственным источникам водоснабжения можно отнести промышленные опреснительные установки, например, используемые в Израиле, Арабских Эмиратах или в г. Актау (Казахстан) на Мангистауском атомно-энергетическом комбинате.

Влияние человека на источники водоснабжения

При современной степени развития хозяйственной деятельности людей она оказывает существенное влияние на состояние источников водоснабжения как в отношении их дебита, так и в отношении качества воды.

Природные воды используются комплексно, то есть не только для водоснабжения, но и для многих других целей: орошения, гидроэнергетики, водного транспорта, лесосплава и др. При этом может осуществляться отбор воды из источника (водоснабжение, орошение) или только использование водоема без отбора воды (водный транспорт, лесосплав). Таким образом, можно различать водопотребителей и водопользователей.

Рациональное решение вопросов использования водных ресурсов и обеспечения интересов всех видов водопотребителей и водопользователей возможно только при условии их рассмотрения как комплексных водохозяйственных проблем.

В результате проведения мероприятий по регулированию стока рек в настоящее время очень часто приходится использовать в качестве природных источников водоснабжения искусственно созданные водохранилища.

Изменение естественного гидрологического режима рек при устройстве плотин и водохранилищ в значительной мере сказывается на качестве речной воды и на сезонных колебаниях её качества.

Существенным видом влияния хозяйственной деятельности людей на природные водоемы является сброс в них сточных вод городов и промышленных предприятий, а также смыв с сельскохозяйственных полей удобрений, ядохимикатов, пестицидов и т. п.

Количество сточных вод, сбрасываемых в водоемы, с каждым годом увеличивается и приводит к сильному их загрязнению и ухудшению качеств воды (особенно санитарных качеств).

В силу сложившейся обстановки в настоящее время многие реки в населённых и промышленно развитых районах уже в значительной степени загрязнены производственными стоками. Основными загрязнителями воды являются предприятия нефтеперерабатывающей, бумажно-целлюлозной, металлургической и ряда отраслей химической промышленности.

См. также

Лекция 8 источники водоснабжения подземные источники водоснабжения

Подземные воды образуются вследствие просачивания в землю атмосферных и поверхностных вод. Подземные воды могут быть безнапорными и напорными (артезианскими).

Безнапорные воды заполняют водоносные горизонты не полностью и имеют свободную поверхность. Безнапорные подземные воды первого от поверхности горизонта (слой, вскрытый колодцем К1) называются грунтовыми. Грунтовые воды характеризуются повышенной загрязненностью, поэтому при использовании для целей водоснабжения их в большинстве случаев подвергают очистке.

Напорные (артезианские) воды заполняют водоносные горизонты полностью. Артезианские воды, как правило, характеризуются высоким качеством и в большинстве случаев могут использоваться для хозяйственно-питьевых целей без очистки.

В колодце, вскрывающем напорный водоносный горизонт, вода поднимается до пьезометрической линии. Если пьезометрическая линия проходит выше поверхности земли, наблюдается, излив воды из колодца. Такие колодцы называют самоизливающимися. Уровень воды, устанавливающийся в колодце при отсутствии водоразбора, называют статическим. Статический уровень безнапорных вод совпадает с уровнем

подземных вод, а напорных вод – с пьезометрической линией.

При откачке воды из колодца уровень ее снижается, причем тем больше, чем интенсивнее откачка. Такой уровень называется динамическим.

Уровни воды и пьезометрические линии, устанавливающиеся вокруг колодцев при откачке из них воды, называют кривыми депрессии. Область, ограниченную кривыми депрессии, называют депрессионной воронкой.

Безнапорные и напорные воды могут выходить на дневную поверхность (родники). Выход безнапорных вод называют нисходящим ключом, а выход напорных вод — восходящим ключом. Ключевая вода отличается высоким качеством и также может использоваться для целей водоснабжения без очистки.

Поверхностные источники водоснабжения

К поверхностным источникам водоснабжения относятся реки, водохранилища и озера. Для промышленных целей может использоваться и морская вода. При отсутствии в приморских районах пресной воды морская вода после опреснения может использоваться и для хозяйственно- питьевых целей. Однако это должно быть обосновано технико- экономическими соображениями.

Зоны санитарной охраны

Санитарные зоны устраиваются с целью предотвращения умышленного или безнадзорного загрязнения, отравления или заражения воды. Санитарная зона — это специально выделенная территория в районе источника водоснабжения или водонапорных сооружений, на которых должен соблюдаться особый режим.

Зоны санитарной охраны состоят из трех поясов:

1. Зона строгого режима;

2. Зона ограничения;

3. Зона наблюдений.

Поверхностный водозабор

Граница 1 пояса – зона строгого режима. По течению реки – 100м, против течения 200 – 250м, от водозабора в сторону берега – 100м; если река шириной менее 100м, то берется вся ширина реки + 50 м к противоположному берегу. При ширине более 100м берется полоса не менее 100м. граница 1 пояса фиксируется установкой: по земле с забором высотой 2,5м обтягивается колючей проволокой, высаживаются зеленые насаждения.

На поверхности реки зона фиксируется с помощью сигнальных огней, маяков или устройства буев.

Запрещается в 1 поясе: катание на лодках, ловля рыбы, новое строительство, размещение жилья.

Граница 2 пояса против течения определяется из расчета скорости реки и время протекания от границы пояса до водозабора. Это время берется 5 суток.

По течению берется 250м.

Боковые границы по рельефу для равнинных рельефов от 500 – 1000м.

Граница 3 пояса принимается верх и вниз по 2-му поясу по рельефу не более 3 – 5 км.

Запрещается во втором поясе: вырубка леса, строительство промышленных предприятий, устройство кладбищ.

ПОДЗЕМНЫЙ ВОДОЗАБОР

Для подземных источников (скважин, шахт) граница 1 пояса назначается в пределах 30 – 50м. Граница 2 пояса определяется расчетом, учитывающим время продвижения микроорганизмов воды от 100 – 400 суток с учетом местных условий.

ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЯХ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Сооружения для приема подземных вод могут быть подразделены на четыре вида:

1) трубчатые колодцы;

2) шахтные колодцы;

3) горизонтальные водозаборы;

4) каптажные камеры.

ТРУБЧАТЫЕ КОЛОДЦЫ

Трубчатые колодцы устраивают путем бурения в земле скважин, стенки которых крепят обсадными стальными трубами. По мере заглубления колодца диаметр обсадных труб уменьшают. В результате колодец приобретает телескопическую форму. Концентрические зазоры между отдельными обсадными трубами заделывают (тампонируют) цементным раствором. В скальных грунтах стенки скважин обсадными трубами не крепят.

Над верхом трубчатого колодца делают кирпичную, бетонную или железобетонную камеру. В нижней части колодца устанавливают фильтр, состоящий из надфильтровой, водоприемной и отстойной частей. Трубчатые колодцы можно оборудовать фильтрами следующих типов: дырчатыми, щелевыми, сетчатыми, проволочными, гравийными.

виды, назначение, охрана :: BusinessMan.ru

Инфраструктурное обеспечение жизни современного общества невозможно представить без воды. Это доступный и в то же время жизненно необходимый ресурс, который используется в разных сферах. Бытовое использование воды знакомо каждому, однако ее применение в промышленности и других хозяйственных отраслях также имеет огромное значение. Для каждого сегмента потребления используются определенные источники водоснабжения, к которым предъявляются соответствующие требования. На обеспечение поставок ресурса работают целые сети гидротехнических коммуникаций, также нуждающиеся в поддержке и регулярном обновлении. Особенно это касается систем, обслуживающих частные жилые сектора, к которым подается питьевая вода.

Что представляет собой источник водоснабжения?

Чаще всего под такими источниками понимаются природные ресурсы в виде поверхностных, грунтовых и межпластовых вод. Это могут быть реки, водохранилища, глубокие артезианские каналы и другие объекты. Каждый источник имеет свое происхождение, отличается составом, качественными характеристиками с точки зрения потребления и санитарной надежностью. Комплекс этих свойств и дает ответ на вопрос о том, можно ли использовать данную воду для определенных целей. Также характеристики определяют сферу, где конкретные источники водоснабжения могут использоваться. Например, те же артезианские воды отличаются благоприятными санитарными качествами, что делает их пригодными для бытового использования. Сугубо на хозяйственные нужды принято расходовать ресурсы от поверхностных источников, поскольку они наименее пригодны для приготовления пищи из-за подверженности загрязнениям. Впрочем, существуют и специальные системы для очистки подобных вод с подключением средств обеззараживания.

Назначение источников водоснабжения

Вода требуется разным потребителям, и все они разделяются на три категории в зависимости от характера своих нужд. Наиболее распространенным назначением систем водоснабжения является обеспечение хозяйственно-питьевых целей. Пожалуй, с этой категорией знаком каждый человек. В данном случае источники водоснабжения применяются для приготовления еды, уборочных и гигиенических мероприятий, полива огородов и т. д. Вторая группа представляет обширную сферу, в которой обеспечиваются производственные нужды. Это могут быть и промышленные объекты, и транспортная инфраструктура, и энергетический комплекс, а также сельскохозяйственные угодья. Особое место в списке потребителей занимают и системы пожаротушения, в которых вода применяется для борьбы с пламенем.

Признаки источника водоснабжения

В обычном понимании таким источником может быть любой объект природного или искусственного происхождения, который дает воду. Но это не совсем так, поскольку для использования такого объекта в качестве снабжающей коммуникации должны соблюдаться особые требования. В первую очередь на водозаборные сооружения должно поступать достаточное количество ресурса, необходимого для нужд конкретного потребителя. Более того, в некоторых случаях источниками признаются лишь те объекты, которые потенциально способны обеспечить и превышение норм снабжения в перспективе. Также источник должен предполагать бесперебойность и стабильность обеспечения своих потребителей. Во многом это зависит от технической реализации коммуникационной системы подачи воды, но и сам отбор должен осуществляться без риска незапланированных задержек.

Поверхностные источники водоснабжения

Это обширная группа, которая включает реки, озера, гейзеры, ледники и другие природные объекты, которые могут выступать источниками воды. Как правило, представители данной категории используются в хозяйственных и производственных нуждах. Такое применение обусловливают характеристики жидкого ресурса. В частности, вода рек отличается мутностью, цветностью и низким содержанием минеральных солей. Эти свойства не позволяют в полной мере использовать данный источник в качестве поставщика питьевой воды. Но при минимальной степени загрязненности водозаборные сооружения могут предусматривать первичную очистку. Таким образом, расширяется диапазон направлений потребления, в которых может использоваться вода. Но бывают и исключения – например, гейзеры и родники нередко применяются в качестве поставщиков чистой воды. Разумеется, если конкретная точка забора получает ресурс, обладающий приемлемыми характеристиками.

Подземные источники

Вода, добытая в подземных бассейнах, как правило, отличается благоприятными свойствами в санитарном отношении. О чистоте такого ресурса можно судить даже по внешнему виду – обычно это кристальная жидкость без наличия инородных частиц. Но для использования таких источников должна устраиваться специальная скважина на воду с применением насосного оборудования. К примеру, артезианские установки позволяют осуществлять поставки с глубины порядка 150 м. Такое погружение заборных систем обусловлено тем, что нижние пласты защищаются водонепроницаемыми породами, не позволяя чистой воде смешиваться с загрязненными стоками. Поэтому на выходе потребитель получает чистую и минерализованную жидкость, соответствующую санитарным нормативам.

Также в пределах частного домовладения скважина на воду обеспечивает и независимость от центральной магистрали. К слову, в эту же категорию источников иногда включают родниковые воды, которые происходят из глубин земли. Но по способу добычи такие объекты все же стоит относить к поверхностным.

Искусственные источники

Это сооружения, выполняющие опреснительные функции, а также водохранилища и водоемы. Во всех случаях для содержания объектов подобного типа используются гидротехнические системы, регулирующие процессы накопления и обновления воды. Наиболее распространенным способом создания таких сооружений является устройство плотин и перемычек в руслах рек. В дальнейшем конструкции могут обеспечивать водоснабжение дома или производственного объекта. Обычно такие хранилища и возводятся недалеко от городов и предприятий, которые становятся непосредственными потребителями ресурса. Возможности регуляции и очистки позволяют на выходе обеспечивать относительно чистый продукт, пригодный для разных целей.

Атмосферные осадки как источник водоснабжения

Выпадение дождевых и снеговых осадков тоже может рассматриваться как ресурс для обеспечения технических и хозяйственных нужд. Такая вода отличается довольно низким уровнем минерализации, что позволяет относить ее к дистиллированной жидкости. При необходимости осадки могут использоваться и для питья, но только непродолжительное время. Все-таки питьевое водоснабжение должно стимулировать обменные процессы в организме, а в атмосферных осадках наблюдается дефицит полезных химических элементов. Но и этим не ограничиваются недостатки данного ресурса. Как отмечалось выше, полноценный источник должен характеризоваться постоянством снабжения. В данном же случае непостоянство выпадения дождя и снега не позволяет планировать работу водосборников.

Санитарная охрана источников водоснабжения

В процессе эксплуатации объекта, обеспечивающего снабжение чистой водой, важны поддержание и контроль гигиенических свойств жидкости. Достигается это не только изначальным выбором подходящего способа отбора ресурса, но и посредством специальной охраны конкретной территории. Таким образом, формируется санитарная зона, которая может распространяться не только на источники водоснабжения, но также и на коммуникационные сети в виде трубопроводов. Обычно такая охрана действует в комплексах водоснабжения, которые имеют особые режимы хозяйственной эксплуатации.

В зависимости от гидрогеологических условий местности, в которой находится охраняемый источник, предусматриваются защитные пояса с разными функциями. Например, санитарная зона, действующая в месте расположения артезианских скважин, формируется поясами, которые охраняют воды от загрязнений.

Заключение

Гидротехнические системы новых поколений дают возможность эффективно, быстро и с минимальными затратами осуществлять транспортировку воды от источника к потребителю. В процессе такого снабжения нередко выполняется и целый комплекс очистительных мероприятий. Это позволяет реализовать качественное водоснабжение дома с выполнением санитарно-гигиенических норм. Однако далеко не всегда искусственные средства могут наделить воду необходимыми характеристиками. Особенно в этом смысле малоперспективны поверхностные источники. И дело не только в загрязненности речных или грунтовых вод, а в том, что такой ресурс лишен необходимого набора положительных элементов, требуемых для питания организма. Поэтому вопросы выбора систем водоснабжения для тех или иных нужд все еще зависят от первичного источника.