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

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.