Источники водоснабжения

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.

Протекание подземных вод

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.

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.

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

Централизованное водоснабжение — это. Определение, подача воды населению

Обеспечение потребностей населения в горячей и холодной воде является одной из ключевых задач жилищно-коммунального хозяйства. Несмотря на развитие частного инжиниринга, магистральные сети по-прежнему остаются если не единственным, то ключевым источником воды. На сегодняшний день централизованное водоснабжение – это сложный инфраструктурный комплекс трубопроводов, а также заборных и распределительных станций. При этом каждый функциональный узел совершенствуется из года в год, обретая все новые технико-эксплуатационные возможности.

Определение централизованной системы водоснабжения

В первую очередь следует развести общие понятия, так или иначе связанные с инфраструктурой и механизмами обеспечения населения водой. К примеру, непосредственно система водоснабжения представляет собой комплекс функциональных узлов, связанных с подготовкой, обработкой, распределением и доставкой целевого ресурса. Водоотведение – напротив, обеспечивает процессы приемки уже отработанной воды, выводя стоки в канализационные и дренажные каналы. В свою очередь, централизованное водоснабжение – это полный комплекс инженерных сооружений и коммуникаций, задействованных в операциях забора, подготовки и отведения воды в рамках конкретного населенного пункта. При разработке системы обеспечения водой населения учитываются следующие требования:

• Бесперебойность поступления ресурса в достаточном объеме и в соответствии с гигиеническими нормативами.
• Достаточность мощности напора при подаче воды.
• Обеспечение возможностей для полноценного распределения и регуляции потоков.

Иными словами, все потребители обслуживаемого населенного пункта должны получать воду оптимального качества в установленном объеме и в круглосуточном режиме. Перерывы могут носить только аварийный или технологический характер.

Основные компоненты системы

Условно все составные части инфраструктуры центрального водоснабжения можно разделить на два типа: природные и технические (искусственные). К первым относятся источники воды и объекты естественного дренажа стоков, а вторые компоненты можно представить таким образом:

• Головные функциональные сооружения. Это объекты, участвующие в обработке, перекачивании, приемке и подготовке воды. Например, централизованное питьевое водоснабжение в обязательном порядке включает отстойники, фильтрационные и очистительные станции.
• Коммуникационные сети. Это преимущественно резервуары и водопроводы, благодаря которым осуществляется забор, транспортировка, распределение и подача воды к целевым потребителям.

Обе группы сооружений тесно взаимодействуют друг с другом, обеспечивая слаженную работу гидрологических магистралей.

Источники водоснабжения

Структура водоснабжения определяется многими факторами, но главным можно назвать источник воды. Имеют значение его характеристики – мощность, расположение, качественный состав и т. д. Чаще водозабор осуществляется из поверхностных источников, к которым относятся реки, озера, водоемы, а также искусственные резервуары. Поверхностные источники делят на береговые, русловые и ковшевые. Этот тип в итоге определяет конфигурацию подключения линий трубопровода к месту забора. Нередко используются и подземные источники для централизованного водоснабжения – это артезианские скважины, грунтовые воды, верховодка и другие гидрологические системы, находящиеся в верхнем слое земной коры. В обоих случаях предъявляются одинаковые требования к месту водозабора. Участок должен обеспечивать должное качество ресурса, постоянство его пополнения и защищенность от загрязнений в процессе перекачивания.

Отличия горячего от холодного централизованного водоснабжения

Согласно требованиям СНиП, населенные пункты РФ должны обеспечиваться и горячей, и холодной водой с поддержкой одинакового качества ресурса. Разница между этими контурами доставки будет заключаться в отдельных нормативных требованиях. Так, для холодного водоснабжения применяются следующие нормативы:

• Должно обеспечиваться круглосуточное бесперебойное снабжение в течение года. Продолжительность перерывов подачи холодной воды составляет не более 8 ч в суммарном объеме на месяц (не считая аварийных отключений).
• Состав должен соответствовать нормам СанПин.

Для горячего централизованного водоснабжения применяются в целом схожие требования, но с некоторыми дополнениями. Например, при аварии на тупиковой магистрали единовременное отключение воды может длиться не больше 24 ч. Отклонения в температурных показателях могут составлять не более 3-5°С в зависимости от времени суток.

Плюсы и минусы централизованного водопровода

К преимуществам использования магистральных сетей подачи воды можно отнести стабильность, защищенность от внешних загрязнений и минимум работ по техобслуживанию контуров доставки ресурса. Если же говорить о недостатках, то вода централизованного водоснабжения требует финансового содержания в отличие от автономных источников наподобие той же артезианской скважины на участке. Также могут возникнуть проблемы при снабжении частного дома с большим количеством точек потребления. Использование воды для бытовых и хозяйственных нужд в комплексном виде может сказаться, в частности, на колебании напора.

Заключение

Организация работы централизованного водопровода может производиться по-разному. Сегодня все чаще используется система, при которой в единую сеть объединяется несколько магистральных стояков, обслуживающих отдельные районы. Это позволяет оптимизировать затраты на обеспечение работы насосного оборудования и станций очистки. В то же время централизованное водоснабжение – это в определенной степени и система частного обслуживания. Домашняя сантехническая инфраструктура вполне может участвовать в более тонкой подготовке магистральной воды перед потреблением и также предусматривать механизмы переработки стоков на выходе. Другое дело, что в каждом случае конкретный набор элементов обслуживания ресурса меняется в зависимости от технических возможностей и персональных требований к воде.