ИСТОЧНИКИ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Источниками воды для систем хозяйственно-питьевого водоснабжения могут быть поверхностные водные объек­ты (реки, озера, водохранилища) и запасы подземных вод (грунтовые, межпластовые напорные и безнапорные).

Удельный вес использования тех и других водоисточников в различных странах и регионах значительно колеблется. Главная причина этого — наличие или отсутствие запасов подземных вод, так как вопросы разведки и добычи подземной воды в настоящее время технически достаточ­но совершенны.

Важнейшие гигиенические характеристики источника водоснабжения – качество воды (обуславливается подверженностью влияния природных и техногенных факторов) и степень санитарной надежности источника (устойчивость к влиянию указанных факторов), а также водообильность (соотношение с потребностями в воде) и доступность источника.

Санитарная надежность источника централизованного питьевого водоснабжения – способность источника сохранять постоянство качества воды и достаточность дебита для обеспечения проектируемой или эксплуатируемой системы централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Водотоки – каналы судоходного или ирригационного назначения.

Источники питьевого водоснабжения с учетом санитарной надежности выбирают в следующем порядке : межпластовые напорные, межпластовые безнапорные, грунтовые воды, искусственно пополняемые водоемы, подрусловые, поверхностные (реки, водохранилища, озера, каналы.)

Область распространения стандарта на источники питьевого водоснабжения: источники с пресной водой для централизованного водоснабжения, источники с солоноватой водой для централизованного водоснабжения.

В компетенцию только органов санэпиднадзора при организации питьевого водоснабжения входит: определение мест отбора проб для анализа, определение перечня контролируемых показателей качества воды, составление заключения о качестве воды источника.

Воды первого от поверхности земли постоянно существующего водоносного горизонта называются грунтовыми. Воды. залегающие между двумя водоупорными слоями, называются межпластовые.

Употребление питьевой воды с повышенной концентрацией фтора приводит к возникновению пятнистости эмали зубов; нитратов – метгемоглобинемии; стронция – хондродистрофии.

Воды подземных источников водоснабжения надежно защищены от загрязнения. Пресные подземные воды, пригодные для питьевого водоснабжения, залегают на глубине 250-300 м. По условиям залегания различают верховод­ку, грунтовые и межпластовые воды, значительно отлича­ющиеся друг от друга по гигиеническим характеристикам. Причиной появления верховодки служит наличие под почвой отложений, создающих местный водоупор. Скапливающиеся на этом водоупоре атмосфер­ные воды и образуют верховодку. Вследствие поверхно­стного залегания, отсутствия водоупорной кровли и мало­го объема верховодка легко загрязняется; как правило, в санитарном отношении она ненадежна и не может считать­ся хорошим источником водоснабжения.

Грунтовые воды – воды первого от поверхности земли постоянно существующего водоносного горизонта.Не имеют защиты от поверхностного загрязнения в виде водоупорных слоев, у них непостоянный режим – зависит от гидрометеорологических факторов – частоты выпадения и обилия осадков ( сезонные колебания уровня стояния, дебита, химического и бактериального состава грунтовых вод). Запас грунтовых вод пополняется за счет инфильтрации атмосферных осадков, воды рек и водохранилищ в периоды высокого уровня или реже – из более глубоких горизонтов. Дебит грунтовых вод невелик и наряду с непостоянством состава ограничивает их применение для централизованного водоснабжения. Грунтовые воды используются чаще при организации колодезного (нецентрализованного) водоснабжения.

Межпластовые подземные воды – в водоносном слое между двумя водоупорными слоями в зависимости от условий залегания — напорные и безнапорные. В каждом межпластовом водоносном горизонте различают: область питания (где горизонт выходит на поверхность), область напора, область разгрузки, где вода изливается в виде ключей на поверхность земли

или дно реки, озера.

Рис. 2. Залегание подземных вод (схема).

I — водоупорные слои; 2—горизонт грунтовых вод; 3—горизонт межпластовых безнапорных вод; 4—горизонт межпластовых напорных вод; 5—колодец, пита­ющийся грунтовой водой; 6—скважина, питающаяся межпластовой безнапорной водой; 7—скважина, питающаяся межпластовой напорной (артезианской) водой

Межпластовые воды добывают через буровые скважины. Качество воды скважииы определяется ее расстоянием от границы области питания и характера (мощности и монолитности) водоупорной кровли водоносного горизонта, на который она пробурена.

Состав межпластовых вод тем лучше, чем дальше стоит место водозабора (скважина) от области питания или разгрузки, чем лучше защищена от проникновения вышележащих вод.

В подземных водах найдено около 70 химических элементов. Основной принцип организации централизованного водоснабжения из подземных источников – это сохранение исходного качества воды. Артезианские воды характеризуются: постоянством солевого состава, благоприятными органолептическими свойствами, отсутствием растворенного кислорода, низким бактериальным загрязнением. Однако, в подземных источниках могут встречаться повышенные концентрации отдельных химических соединений (железо, фтор, марганец, соли жесткости – сульфаты, карбонаты и бикарбонаты магния и кальция или суммарный сухой остаток, реже встречаются – бор, селен, стронций, бериллий). Постоянство солевого состава – важный признак санитарной надежности водоносного горизонта. В межпластовых водах нет растворенного кислорода, но есть микробиологические процессы. Там есть серобактерии, которые окисляют сероводород и серу до серной кислоты; есть железобактерии, образующие соединения с железом и марганцем, которые частично растворяются в воде; есть бактерии, которые способны восстанавливать нитраты с образованием азота и аммиака. Если имеется гидравлическая связь с поверхностным водным объектом, близость зоны питания источника к водозабору, эксплуатация горизонта грунтовых вод, то в этих случаях необходимо учитывать микробиологическое загрязнение воды.

Наряду с естественными на формирование состава подземных вод оказывают большое влияние и искусствен­ные факторы. При нерациональной эксплуатации горизон­та, отборе воды, превышающем его водообильность, возможно поступление воды из других, выше- и нижелекащих горизонтов, сопровождающееся изменением мине­рализации. В некоторых случаях возможно и бактериаль­ное загрязнение воды.

Питьевое водоснабжение и его источники: откуда берётся вода для водопровода

Водохранилище – наземный источник пресной воды

Источники хозяйственно-питьевого водоснабжения – это природные воды, которые могут быть как поверхностными, так и подземными. Для того чтобы иметь возможность обеспечить потребителя «эликсиром жизни», необходимо устроить водозабор — таким термином принято называть любые гидротехнические сооружения, основной задачей которых является забор и подача воды.

Сложность их конструкции зависит от варианта источника, а так же объёма расхода подключаемой к нему водопроводной сети. Опираясь на видео в этой статье, мы расскажем о том, какие виды источников питьевого водоснабжения существуют, как осуществляется их резервирование и обустройство, контроль состояния воды, и представим много другой, не менее интересной информации.

Особенности и виды источников

Для нужд человека, а так же для большинства производств, нужна пресная вода. Основными её источниками, используемыми для обеспечения крупных населённых пунктов, являются поверхностные водоёмы естественного или искусственного происхождения.

Поверхностные источники

Крупные водотоки: каналы и реки, как источник питьевого водоснабжения используют чаще всего. Обеспечение водой населённых пунктов, может так же осуществляться из водоёмов: озёр, прудов.

Водозаборная станция на реке

• В некоторых случаях, в качестве источников могут служить и моря с пресной водой, которых в мире не так и много. Для сведения: самым пресным морем на земле считается Балтийское море.
• Выбор источника осуществляется на основании ряда изысканий: биологических, гидрогеологических, химических, ихтиологических — и, конечно же, санитарных исследований.
• Для обеспечения водой промышленных предприятий, в первую очередь рассматривается возможность использования в их технологической цепочке сточных вод, прошедших многоступенчатую очистку.

Обратите внимание! Во многих городах, источники питьевого водоснабжения – это наливные, то есть искусственно созданные водохранилища, которые с помощью подводящих каналов подпитываются из естественных водоёмов. И вообще, в системах водоснабжения могут быть одновременно использованы несколько разных источников, имеющих неодинаковые гидрологические характеристики.

Подземный родник, питающий реку

• В нашей стране, источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и по сей день классифицируются по стандарту 2761, разработанному в 1984 году.
• Согласно ему, производя оценку использования полного ресурса того или иного источника, баланс расхода воды следует учитывать с прогнозом на два ближайших десятилетия. Причём прогноз даётся не только касательно запаса воды, но и вероятности возможного ухудшения её качества относительно первоначальных характеристик.
• Причины загрязнения источников питьевого водоснабжения могут быть самыми разными. Здесь и поступление сточных вод, и перемещение отложений на дне водоёма, и неустойчивость берегов, и поверхностные наносы.

Рассматривается вероятность пересыхания или перемерзания источника, а так же возможность схода лавин и селей, что нередко становится причиной возникновения проблем водоснабжения, источником которого является горный водоток. На фото, представленном выше, вы видите, сколько грязи несёт с собой селевый поток.

На равнинных водотоках досконально анализируются особенности их вскрытия и половодья в весенний период, изучается температура воды в каждом месяце. Так же отслеживается интенсивность развития на той или иной глубине различных видов речных водорослей, которые объединяют одним термином: фитопланктон.

Состояние источников питьевого водоснабжения может ухудшаться из-за интенсивного развития фитопланктона

Проблема цветения воды присуща только равнинным водотокам, и чаще всего тем, в которых вода застаивается. То есть, к проблемам приводит недостаточный расход воды. В этом случае, должно предусматриваться сезонное или многолетнее регулирование оттока естественным способом, либо может принудительно осуществляться переброска вод из другого источника.

Обратите внимание! Принудительное увеличение расхода воды в источнике, как правило, влечёт за собой немалые расходы, или вовсе может оказаться затруднительным. В такой ситуации, объёмы обеспечения потребителя водой согласовываются с санэпидемслужбами и органами водного хозяйства региона.

За неимением поверхностного источника с нормальным запасом воды, или плохим её качеством, в качестве источника для питьевого водопровода могут использоваться и подземные воды. Дальнейшая инструкция даст вам о них полное представление.

Подземная вода

По закону, подземная вода должна использоваться только для питьевого водоснабжения. То есть, качественная вода, добываемая из-под земли, не может применяться, к примеру, для нужд промышленности.

• Разрешение на её добычу для нужд производств или полива может быть выдано соответствующими органами — но только в тех регионах, где нормального поверхностного источника нет, но имеются достаточные запасы воды под землёй.
• Для подачи в питьевую и производственную систему водоснабжения, могут быть так же использованы геотермальные и минерализованные воды — но используют их только при их соответствующей обработке.
• Оценка ресурсов вод, залегающих под землёй, осуществляется на основании разведочных данных и гидрогеологических исследований.

Разведка бурением – единственный способ точно узнать, как залегает вода

Когда капитальные вложения, затраченные на обустройство водозаборного сооружения, превышают 500 000 рублей, запас добываемой воды относят к полезным ископаемым. В этом случае, источник должен быть утверждён соответствующей территориальной либо государственной комиссией.

Более подробно о подземном залегании вод питьевого качества, вы узнаете далее.

Варианты подземных источников

Сложность конструкции подземного водозабора зависит от его разновидности, глубины залегания и объёма поднимаемой на поверхность воды. Примерное представление о структуре залегания водоносных горизонтов под землёй, даст приведённая ниже схема.

Как видите, здесь несколько уровней. Мы постараемся кратко охарактеризовать каждый из них.

Подземные воды, как источник питьевого водоснабжения: устройство водозаборов на разных уровнях

Верховодка

Ближе всего к поверхности располагается верховодка. Она представляет собой очаги скопления атмосферных вод, просачивающихся в грунт после дождя и таяния снегов.

В основном, накопления образуются там, где верхние слои почвы представляют собой рыхлый грунт:

• Обычно эта вода имеет небольшой и нестабильный объём, и чаще всего бывает достаточно грязная. Так что рассматривать всерьёз верховодку, как источник для водоснабжения дома, а тем более населённого пункта – даже маленького, не стоит.
• В лучшем случае, этой водой можно поливать огород. Однако и тут есть «подводные камни»: колодец, питающийся из такого источника, летом нередко пересыхает.
• Хотя, есть и приятные исключения, когда и вода чистая, и её объёма вполне хватает на нужды частного дома. Залегает верховодка на глубине до 10 м, что позволяет поднимать воду на поверхность поверхностными самовсасывающими насосами.

Обратите внимание! Чаще всего, на такой глубине предусматривают трубчатый (абиссинский) колодец, который вполне можно пробурить своими руками. Во всяком случае, по трудоёмкости и финансовым затратам, он обходится дешевле колодца шахтного.

Абиссинский колодец (мини-скважина) – может быть устроен в непосредственной близости с домом, или даже под ним

Вода грунтовая

Иногда грунтовые воды находят себе путь на поверхность, и образуют родники. Нередко именно они являются источником питьевой воды для небольших селений. В этом случае людям не требуется прилагать никаких усилий для добычи воды, а остаётся сделать каптаж источника, и брать из него воду столько, сколько даёт природа.

Родник обычно является общим достоянием – если только он не бьёт у кого-то в огороде. Чаще всего, для того, чтобы добыть себе воду в индивидуальное пользование, человеку приходится затратить энное количество сил, средств и времени.

• Более стабильным источником для добычи воды в бытовых масштабах, является бассейн грунтовых вод, который отделяется от верховодки плотными слоями грунта. Иногда они залегают достаточно близко к поверхности, и практически сливаются с верховодкой.
• Грунтовые воды значительно уступают по качеству воде межпластовой, которая располагается гораздо глубже. Хотя, их состав целиком зависит от санитарного состояния слоя грунта, через который вода просачивается с поверхности.
• Да и вообще, в местностях, не имеющих экологических проблем, не то что грунтовая вода, но даже и верховодка может быть вполне чистой. Для устройства сельского водоснабжения грунтовые воды ещё могут использоваться, а вот для централизованного обеспечения водой крупных городов – никогда.

Зеркало бассейна с грунтовыми водами может находиться и в пяти, и в тридцати метрах от поверхности земли. На этой отметке устраивают либо шахтный колодец, либо уже бурят полноценную скважину.

Вода межпластовая

В пределах глубины от 30 до 50 м, как правило, залегают песчаные водоносные горизонты. Копать колодец на такую глубину уже нерентабельно, поэтому начиная от этого уровня и дальше, бурят только скважины (см. Бурение скважин на воду: технология выполнения работ).

Песчаных горизонтов может быть как один, так и несколько. Только из первого от поверхности можно брать воду, без каких бы то ни было согласований. На добычу воды из всех последующих уровней требуется разрешение.

Добыча воды из скважины на песке

• Наиболее глубоко залегают известковые водоносные породы, которые называют артезианскими. Вода в них самая чистая – если не считать повышенного содержания железа.
• Когда из такой скважины осуществляется водоснабжение населённого пункта, для очистки воды строят станцию обезжелезивания. При индивидуальной добыче артезианской воды, в точке раздачи может быть установлен бытовой фильтр для очистки воды от железа (см. Вода из скважины пахнет железом – что делать, нужно ли её очищать). Что касается микроорганизмов, то в артезианской воде они практически полностью отсутствуют.
• Грунтовые воды бывают напорными только в низине — ведь зеркало подземной воды повторяет по форме поверхностный рельеф. А вот межпластовые воды практически всегда напорные, так как на них воздействует давление пластов.
• Из-за него, при вскрытии водоносного горизонта, из-под земли может ударить фонтан высотой с 5-этажный дом. Правда, через несколько часов он иссякает, так как подвергается уравновешивающему воздействию давления атмосферного.

Подъём воды из скважины или колодца, глубина которого превышает 10 м, осуществляют с помощью погружных насосов. Дебита артезианской скважины хватает, как правило, для обеспечения водой небольшого населённого пункта.

Однако никто не запрещает пробурить такую скважину в единоличное пользование и физическому лицу. Главное, получить все необходимые разрешения, и соблюдать требования закона, касающиеся эксплуатации такого водозабора.

Как резервируют источники

О резервировании источников питьевого водоснабжения, говорится в 703 постановлении, и в данной главе мы рассмотрим его основные положения этого документа.

Для чего это нужно

Первый вопрос, на который можно найти ответ в этом постановлении: «Кто осуществляет резервирование источников питьевого водоснабжения?». Отвечаем: этот вопрос находится в компетенции органов госвласти субъектов РФ.

Для чего, и где резервируют источники:

• Основная цель такова: обеспечение питьевой водой населения городов, снабжаемых исключительно из поверхностных источников, которые практически не защищены от загрязнения.
• Резервными, обычно являются подземные источники с подтверждёнными разведкой запасами воды, и с качеством, определяющимся заключением санитарно-эпидемиологических служб. Их до времени консервируют, и вскрывают в случае возникновения форс-мажорной ситуации или стихийного бедствия.
• Список поселений, для которых и производится резервирование скважин, составляется органами госвласти в регионе, и согласовывается с Министерством РФ по гражданской обороне и ЧС.

В чрезвычайной ситуации вода тоже будет

Формирование этого списка осуществляется в зависимости от состояния функционирующих в настоящее время систем водоснабжения; их подверженности загрязнению в случае ЧС; запасов воды под землёй, и требуемого объёма, который мог бы обеспечить население города согласно нормам.

Порядок резервирования

Для определения места нахождения и возможностей подземных источников, которые можно было бы зарезервировать, власти субъектов РФ направляют запрос в Федеральное агентство (ФА) по недропользованию.

• К нему должен быть приложен документ, в котором отражаются следующие данные: перечень населённых пунктов, которые предполагается подключить к резервному источнику; объёмы питьевой воды по каждому из них; расстояние от источника до каждого из городов.
• ФА по недропользованию, в 60-дневный срок обязан рассмотреть запрос, и выдать по нему заключение. В нём должна содержаться информация по наличию в данном регионе разведанных водных источников подземного происхождения, пригодных для хозяйственно-бытовых нужд, а так же должно быть указано точное место их расположения.
• Если окажется, что на указанной территории такого водного объекта нет, то орган госвласти соответствующего субъекта может обратиться с заявкой на разведку и оценку запасов вод в данном районе.

Проектная документация на резервную скважину

При получении таких данных, власти субъекта РФ принимают решение об осуществлении резервирования данного водного объекта, заказывают проект, предусматривают сроки строительства скважины и водозаборных сооружений, после чего направляют его на утверждение в ФА по недропользованию. Таким образом, резервирование источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, можно считать завершённым.