Источники водоснабжения: виды, назначение, охрана

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.

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.