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

Санитарная охрана источников водоснабжения – гарантия качества питьевой воды

Знак на границе охраняемой зоны

Питьевое и хозяйственное водоснабжение жилых домов и общественных зданий может осуществляться как от местных (индивидуальных), так и от централизованных систем. Качество подаваемой ими воды должно соответствовать требованиям СанПин – источники водоснабжения согласно этому документу должны быть обеспечены защитой от загрязнений, для чего вокруг них создаются зоны санитарной охраны.

Виды источников водоснабжения и правила их выбора

В городах и крупных населенных пунктах вода в жилые дома обычно подается по централизованной системе из общего источника. Это может быть как открытый водоем, так и система скважин. А загородные дома чаще имеют индивидуальные источники водоснабжения – скважины или колодцы.

Согласно СанПиН источники питьевого водоснабжения должны соответствовать определенным требованиям по расположению относительно источников возможного загрязнения.

Нецентрализованные источники

В качестве индивидуального источника обычно используются подземные воды, тип которых определяется глубиной их залегания.

• Верховодка – образуется неглубоко от поверхности земли и состоит из воды от атмосферных осадков, просочившейся в почву. Это самый незащищенный от загрязнений и, к тому же, нестабильный источник воды. Инструкция не рекомендует использовать её в качестве питьевой.

Схема расположения верховодки

• Грунтовые воды находятся ниже, в первом водоносном горизонте непосредственно над водоупорным пластом. За счет естественной фильтрации они гораздо чище верховодки, но могут содержать в себе вредные примеси. Их использование разрешается при постоянном контроле качества воды и её очистке. Грунтовую воду получают из колодцев и песчаных скважин, которые можно соорудить своими руками, поэтому это очень распространенный источник воды в частных хозяйствах.
• Межпластовые воды – самые чистые с точки зрения санитарных требований. Залегают они между двумя водонепроницаемыми пластами, поэтому никакие загрязнения с поверхности земли в них не попадают. Именно им и следует отдавать предпочтение при выборе источника питьевой воды.

Схема расположения грунтовых и межпластовых вод

Как гласят санитарные правила источники нецентрализованного водоснабжения должны располагаться на незагрязненном участке выше по течению грунтовых вод.

Они должны быть удалены минимум на 50 метров от таких источников загрязнения, как:

• Выгребные ямы;
• Уборные;
• Скотные дворы;
• Склады ядохимикатов и удобрений;
• Канализационные сети;
• Кладбища и скотомогильники.

При несоблюдении санитарных норм вода в источнике может быть опасной для здоровья

Обратите внимание. Ещё одно немаловажное требование СанПиН – источники нецентрализованного водоснабжения и прилегающая к ним территория должны содержаться в чистоте. Вблизи них нельзя стирать белье или устраивать водопой для животных.

Эти правила распространяются на источники водоснабжения как общественного, так и индивидуального назначения.

Централизованные поверхностные источники

Для водозаборов из таких поверхностных источников, как реки, озера и водохранилища в обязательном порядке устанавливаются три пояса санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения.

Первый пояс называют поясом строгого режима. Это участок примыкающей к водозабору акватории не менее чем на 200 метров вверх и на 100 метров вниз по течению воды. На нем размещаются сам водозабор и основные головные сооружения водопровода.

На границе первого пояса выставляется военизированная охрана, обеспечивающая недопуск на территорию посторонних лиц. Проживание, строительство и любая другая хозяйственная деятельность в этой зоне строго запрещены.

Границы первого пояса определяются исходя из вида поверхностного источника.

• Если это небольшой водоем, пояс строгого режима распространяется на противоположный от водозабора берег полосой до 150-200 метров;
• Если ширина водоема не достигает 100 метров, в первый пояс включается вся акватория с 50 метрами противоположного берега;
• Если она более 100 метров, то граница устанавливается до фарватера;
• Если забор воды производится из водоема без течения (озеро, водохранилище), пояс строгого режима охватывает береговую полосу и акваторию в радиусе не менее 100 метров от водозабора.

Для справки. Первый пояс санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения на акватории водоема отмечается бакенами.

Бакен на границе охранной зоны

Второй пояс – это пояс ограничений, на территории которого недопустимо (или разрешено на специальных условиях) строительство, размещение объектов промышленности и сельского хозяйства. А также ограничено массовое купание и сброс сточных вод.

Места для отдыха и купания в водоохраной зоне должны контролироваться

Вверх по течению граница второго пояса определяется расстоянием, необходимым для самоочистки поступающих в водоем загрязнений. Устанавливается это расстояние в зависимости от скорости течения и времени, требующемся для самоликвидации бактериальных загрязнений.

В летнее время для процесса самоочистки обычно хватает трех дней, а в зимнее оно увеличивается до пяти. Поэтому для установления верхней границы второго пояса учитывают пробег воды не менее, чем за 5 суток.

• Для средних рек с быстрым течением это расстояние составляет 30-60 км;
• Для крупных 20-30 км.

Нижняя граница пояса ограничений определяется с учетом обратного ветрового течения и находится на расстоянии не менее 250 метров от водозабора.

В третий пояс (пояс наблюдения) включаются все населенные пункты, питающиеся от данного источника воды.

Схема границ ЗСО для поверхностного источника

Централизованные подземные источники

Даже водонепроницаемые породы не всегда являются надежной защитой подземных источников от загрязнений. Поэтому мероприятия по санитарной охране источников водоснабжения подземного типа тоже необходимы.

Причинами загрязнения подземных вод могут стать:

• Возникновение зоны пониженного давления вокруг скважины при интенсивном заборе из неё воды. В этом случае создается подсос грунтовых вод из выше расположенных пластов.
• Проникновение поверхностных загрязнений в зону забора воды.

Обратите внимание. Так как скорость фильтрации через грунт составляет не более 10 см в сутки, то внешние загрязнения «добираются» до водозабора скважины довольно долго.

Как и в случае с поверхностными источниками, вокруг подземных тоже устанавливается три зоны санитарной охраны.

• Первая зона – это территория, на которой размещаются сами скважины, а также насосные станции, оборудование для очистки и обработки воды, головные водопроводные сооружения;
• Границы второй зоны определяются в зависимости от характера грунта, вида и мощности скважины. Для грунтовых вод эта зона устанавливается площадью в один гектар и радиусом 50 метров. Для межпластовых – площадью в 0,25 гектара и радиусом 30 метров.

Зоны санитарной охраны скважины

Требования СанПиН к источникам водоснабжения

Чтобы получить право на эксплуатацию водозабора, его владельцы обязаны получить санитарно-эпидемиологическое заключение на источник водоснабжения.

Согласно пункту 3.8 ГОСТ 2761-84 это заключение выдается на основании акта санитарно-эпидемиологического обследования, который должен содержать следующие данные:

• Об объекте водоснабжения;
• О санитарной характеристике источника водоснабжения, намечаемого к использованию;
• О мероприятиях, направленных на организацию зон санитарной охраны;
• О качестве воды в источнике, в том числе прогноз состояния воды на расчетный период;
• О мерах по обработке воды из источника, с целью доведения её качества до требований ГОСТ.

Так выглядит санитарное заключение на источник водоснабжения

Основными регламентирующими документами, определяющими требования к источникам водоснабжения и качеству воды, являются:

• СанПиН 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников питьевого водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения»;

• СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения»;

• СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод»;

• СП 2.1.5.1059-01 «Гигиенические требования к охране подземных вод».

Для справки. В эти правила, утверждаемые Министерством здравоохранения РФ, могут вноситься корректировки и изменения. Упор в них делается на эпидемическую и радиационную безопасность, благоприятные органолептические свойства и безвредность по химическому составу.

Требования к качеству питьевой воды

На сегодняшний день приняты следующие нормативы качества питьевой воды по органолептическим показателям:

• Привкус и запах – не более 2-3 баллов;
• Мутность – не более 1,5-2 мг/л (по каолину) или 2,6-3,5 ЕМФ (единица мутности по формазину);
• Цветность – не более 300.

Содержание в воде токсических химических веществ любой природы не должно быть выше предельно допустимых значений, определенных для каждого вещества.

Микробиологическая безопасность воды определяется следующими показателями:

• Общее микробное число (ОМЧ) не должно превышать 100 микробов на 1 мл;
• Общие копиформные бактерии должны отсутствовать в пробе объемом 100 мл:
• Копифаги и термотолерантные копиформные бактерии также должны отсутствовать в 100 мл воды.

Санитарные требования к источникам водоснабжения учитывают постоянное загрязнение открытых водоемов из разных источников. А также их способность к самоочищению, благодаря которой значительного ухудшения качества воды не происходит.

Как же происходит это самоочищение?

• Взвешенные вещества, микроорганизмы, яйца гельминтов частично осаждаются;
• Сточные воды разбавляются большим объемом речной воды;
• Органические вещества, растворенные в воде, минерализуются благодаря жизнедеятельности микроорганизмов, населяющих природные водоемы;
• Биохимическое окисление приводит к образованию карбонатов, нитратов и сульфатов. Необходимый для этого процесса растворенный в воде кислород поступает из атмосферы за счет диффузии.

Основные факторы самоочищения поверхностных водоемов

Заключение

Узнать о том, как разрабатывается проект зон санитарной охраны, вы можете из видео в этой статье. Это начальный этап оформления документов на право эксплуатации поверхностного или подземного источника воды.

В дальнейшем его владелец обязан выполнять мероприятия по санитарной охране источников водоснабжения, и регулярно контролировать качество воды.