ИСТОЧНИКИ ВОДЫ: СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Три четверти поверхности планеты Земля занимают водные объекты – океаны, моря, озера, реки, болота и ледники, представляя собой гидросферу – водную оболочку Земли. К сожалению, большинство их составляют соленые воды, тогда как использоваться может только пресная вода, которой на планете всего около 2,5%. Россия, особенно ее северные и восточные районы, весьма богата питьевой водой, в то время как в ряде районов мира питьевая вода продается. Питьевую воду, наряду с нефтью и газом, можно считать важнейшим природным богатством России.
На планете непрерывно происходит круговорот воды – испарение, формирование и выпадение осадков, просачивание воды через почву. Круговорот воды имеет большое гигиеническое значение. В процессе круговорота воды происходит очищение воды от загрязнений, вода насыщается химическими элементами, переносится на большие расстояния, формируется микроклимат и погода местности. В процессе круговорота воды формируются водоисточники. Виды водоисточников: подземные, поверхностные и атмосферные.
Подземные водоисточникив зависимости от водоносного горизонта подразделяются на почвенные, грунтовые и межпластовые воды (рис. 1).
Почвенные воды (верховодка)– это влага, содержащаяся в почве. Для питья непригодны вследствие сильного загрязненения.
Грунтовые воды – фильтруются вглубь почвы и располагаются на первом от поверхности земли водоупорном слое почвы.Обычно плохо очищены, имеют разнообразный и непостоянныйсостав, для питья непригодны, хотя, к сожалению, в сельской местности часто с этой целью используются.
Межпластовые воды – занимают самые глубокие водоносные горизонты между водонепроницаемыми пластами, делятся на напорные и безнапорные. Безнапорные межпластовые водыназываются так потому, что занимают водоносный слой не полностью и находятся не под давлением или напором. Напорные межпластовые воды (артезианские) занимают водоносный слой полностью, поэтому находятся в нем под давлением и, в случае выхода на поверхность изливаются в виде фонтана, иногда имеют выход на поверхность по горизонту в виде родников. Межпластовые воды – самые чистые среди водоисточников, в виду естественного очищения воды в процессе просачивания через почву, и поэтому наиболее предпочтительные в качестве источника питьевой воды для человека, особенно напорные.
Гигиеническая характеристика межпластовых подземных вод: ü они обычно обладают хорошими органолептическими свойствами и характеризуются почти полным отсутствием бактерий; ü имеют постоянный состав и качество, что является их огромным преимуществом; ü богаты микроэлементами и естественными радионуклидами, в связи с чем могут обладать как лечебным, так и токсичным действием; ü к сожалению, широкое использование подземных вод в качестве водоисточника ограничено их недостаточным количеством (дебитом). Поверхностные водоисточники– это реки, озера, водохранилища и ледники. Гигиеническая характеристика поверхностных вод: это воды обычно мало минерализованы, неблагоприятны в органолептическом отношении, загрязнены. Качество воды в них не постоянно, что требует постоянного контроля. Эти воды опасны в эпидемическом и токсическом отношении. Однако, несмотря на перечисленные недостатки, чаще всего и используются в качестве водоисточников вследствие их значительного объема или дебита. Атмосферные воды – дождевые и талые. Вследствие их малого количества (дебита) в качестве источника используются в маловодных засушливых районах пустынь и Крайнего Севера. Гигиеническая характеристика атмосферных водзависит от качества воздуха и экологического состояния района, где происходило их формирование. Сформированныенад экологически благополучными территориями имеют хорошие органолептические свойства, малую минерализацию, обычно эти воды мягкие и в эпидемиологическом отношении безопасные. В современном мире экологически благополучных территорий почти не осталось, поэтому атмосферные воды имеют непостоянные состав и свойства, что может проявляться в виде «химических» дождей и «черного» снега. Источник Преимущество и недостатки поверхностных и подземных водоисточниковПриродные источники делятся на 2 основные группы: К поверхностным источникам относят: -водотоки — реки, каналы -водоемы – озера, водохранилища, пруды, моря Достоинства поверхностных источников заключаются в следующем: -можно забирать много воды -доступность , небольшие затраты на подачу воды -минимальное содержание солей и низкая жесткость -загрязнены(в особенности бактериально) -колебание температур и качества по периодам года -не защищены при чрезвычайных ситуациях и экологических катастрофах Подземные воды по сравнению с поверхностными источниками имеют ряд существенных преимуществ: -высокая степень чистоты , в том числе бактериальной -постоянство температур и других показателей и поэтому наилучшим образом отвечают требованиям технологии многих промышленных производств -защищенность от факторов массового поражения -затраты на подъем воды -глубокое залегание (труднодоступность) -содержат железо, соли, имеют повышенную жесткость Подземные воды обычно надежнее в санитарном отношении и являются наиболее приемлемыми источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения Во избежание обмерзания внут-риводным льдом стержни решеток выполняют из гидрофобных материалов (каучук, эбонит, дерево) или покрывают ими металлические стержни решеток. Для борьбы с оледенением решеток и их закупоркой шугой во время шугохода применяют электрообогрев, подвод теплой воды или сжатого воздуха, обратную промывку и т. п. Электрический ток при электрообогреве пропускается непосредственно по стержням или по проложенным в полых стержнях проводникам. Напряжение подаваемого тока 50—150 В. Сетки. Для более глубокой механической очистки воды в водоприемниках насосных станций систем промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения устанавливают сетки. Материал проволоки для полотна сетки должен быть антикоррозионным (нержавеющая сталь, оцинкованная сталь, бронза, капрон и т. п.). Сетки, выполненные из углеродистой стали, обычно в течение одного года эксплуатации приходят в полную негодность. Размер ячеек сеток должен назначаться в каждом отдельном случае в зависимости от степени загрязнения воды в источнике и от требований производства, обслуживаемого данной насосной станцией. Эти же условия принимаются в расчет при выборе типа сетки — съемной или вращающейся. Плоские съемные сетки чрезвычайно просты по устройству и в очень незначительной степени увеличивают размер сооружения. Каждая секция представляет собой металлическую раму нз угловой стали, на которой крепятся проволочные полотнища. Полотно сеток делается двойным: мелкое рабочее с ячейками размером от 2X2 до 5X5 мм из тонкой проволоки и крупное — 20X20 мм и более для придания рабочему полотну необходимой прочности. Основным недостатком съемных сеток является то, что в процессе работы насосной станции их приходится сравнительно часто вынимать для очистки. Помимо усложнения условий эксплуатации это обстоятельство уменьшает необходимую надежность работы всей системы. 2.С наступлением морозов при малых скоростях движения воды, поверхностный слой вод охлаждается и образуется ледяной покров. При больших скоростях движения воды образование ледяного покрова затруднено. В этом случае ледовому покрову предшествует осенний ледоход, сопровождающийся образованием донного (глубинного) льда. Он образуется в результате переохлаждения воды. При быстром течении переохлажденная вода находится в состоянии турбулентного движения, что приводят к интенсивному теплообмену между поверхностными и придонными слоями. При соприкосновении переохлажденного слоя воды с твердой поверхностью дна реки образуется донный лед, который может достигать толщины 1,5 м. Образованию донного льда предшествует появление шуги, которая может занимать почти все сечение реки, а это в свою очередь затрудняет работу водозаборных сооружений. Эффективным мероприятием по борьбе с шугой является сброс отработавшей воды в водоприемник, обогрев водоприемных решеток паром, замена металлических решеток деревянными. Общая технологическая схема водозаборов имеет два характерных типа: береговой и русловой. Они отличаются расположением места забора воды относительно берега и могут выполняться как по раздельной, так и по совмещенной схеме. Русловые водозаборы устраивают при отсутствии достаточных глубин, при загрязненности воды или слабых грунтах у берега, высокой температуре воды в этом месте. Схема руслового водозабора раздельного типа независимо от вида водоема включает: затопленный водоприемник с решетками, сифонные или самотечные трубы, береговой сточный колодец, насосную станцию первого подъема, камеры переключений. Вода через водоприемник по всасывающему водоводу поступает в приемный колодец. Скорость воды в самотечных линиях принимают равной 1-1,5 м/сек. На всасывающих линиях диаметром до 500 мм устанавливают приемные клапаны, при диаметрах свыше 500 мм — вакуумнасосы. Скорость движения воды во всасывающих трубах принимается равной 1,2 -1,7 м/сек. Источник Источники водоснабжения (поверхностные, подземные)Требования к источнику водоснабжения Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям: · обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта; · обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей; · давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки; · обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств; · обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему. Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект. Классификация источников водоснабжения Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам: Поверхностные источники К поверхностным источникам водоснабжения относятся: · моря или их отдельные части (заливы, проливы), · водотоки (реки, ручьи, каналы), · водоемы (озера, пруды, водохранилища, обводненные карьеры), · природные выходы подземных вод (гейзеры, родники), · ледники и снежники. Характерными качествами речной воды являются относительно большая мутность (особенно в период паводков), высокое содержание органических веществ, бактерий, часто значительная цветность. Наряду с этим речная вода характеризуется обычно относительно малым содержанием минеральных солей и, в частности, относительно небольшой жесткостью. Вода озер обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ (т. е. малой мутностью или, иначе, большой прозрачностью), кроме прибрежной зоны, где мутность воды увеличивается в результате волнения. Степень минерализации озерной воды весьма различна. Поверхностные источники характеризуются значительными колебаниями качества воды и количества загрязнений в отдельные периоды года. Качество воды рек и озер в большой степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения ее поверхностными стоками и сточными водами городов и промышленных предприятий. Сезонные колебания качества речной воды нередко бывают весьма резкими. В период паводка сильно возрастает мутность и бактериальная загрязненность воды, но обычно снижается ее жесткость. Подземные источники К подземным источникам относятся: · бассейны подземных вод, Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (т. е. весьма прозрачны) и обычно бесцветны. Артезианские воды, перекрытые сверху водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с поверхности земли загрязненных стоков и обладают поэтому высокими санитарными качествами. Такими же качествами часто обладают и родниковые воды. Наряду с этими положительными качествами подземные воды часто сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами (повышенная жесткость, наличие неприятного привкуса, содержание веществ, вредно влияющих на организм человека). Влияние человека на источники водоснабжения При современной степени развития хозяйственной деятельности людей она оказывает существенное влияние на состояние источников водоснабжения как в отношении их дебита, так и в отношении качества воды. Природные воды используются комплексно, т. е. не только для водоснабжения, но и для многих других целей: орошения, гидроэнергетики, водного транспорта, лесосплава и др. При этом может осуществляться отбор воды из источника (водоснабжение, орошение) или только использование водоема без отбора воды (водный транспорт, лесосплав). Таким образом, можно различать водопотребителей и водопользователей. Рациональное решение вопросов использования водных ресурсов и обеспечения интересов всех видов водопотребителей и водопользователей возможно только при условии их рассмотрения как комплексных водохозяйственных проблем. В результате проведения мероприятий по регулированию стока рек в настоящее время очень часто приходится использовать в качестве природных источников водоснабжения искусственно созданные водохранилища. Изменение естественного гидрологического режима рек при устройстве плотин и водохранилищ в значительной мере сказывается на качестве речной воды и на сезонных колебаниях ее качества. Существенным видом влияния хозяйственной деятельности людей на природные водоемы является сброс в них сточных вод городов и промышленных предприятий, а также смыв с сельскохозяйственных полей удобрений, ядохимикатов, пестицидов и т. п. Количество сточных вод, сбрасываемых в водоемы, с каждым годом увеличивается и приводит к сильному их загрязнению и ухудшению качеств воды (особенно санитарных качеств). В силу сложившейся обстановки в настоящее время многие реки в населенных и промышленно развитых районах уже в значительной степени загрязнены производственными стоками. Основными «загрязнителями» воды являются предприятия нефтеперерабатывающей, бумажно-целлюлозной, металлургической и ряда отраслей химической промышленности. Зоны санитарной охраны Зоны санитарной охраны (ЗСО) — территория, включающая источник водоснабжения и/или водопровод, иной объект. ЗСО состоит из поясов, на которых устанавливаются особые режимы хозяйственной деятельности и охраны, например, для артезианских скважин охраны подземных вод от загрязнения. Поясы ЗСО ЗСО организуются в составе трёх поясов: Первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения водозаборных сооружений, площадок всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение — защита места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения. Первый пояс ЗСО скважин представляет собой окружность радиусом 30-50 м, центр которой находится в точке расположения источника водоснабжения. Если таких источников несколько (несколько скважин), то следует выделять несколько окружностей с центром в каждой из скважин. Размер пояса строго режима охраны может быть сокращен государственным органом санитарно-эпидемиологического надзора. Второй пояс (пояса ограничений или зона микробного загрязнения) определяется гидродинамическим расчётным путём и включает территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения. Второй пояс учитывает время продвижения микробного загрязнения воды до водозабора, принимаемое в зависимости от климатических районов и защищенности подземных вод от 100 до 400 сут. — времени, в течение которого загрязнение произошедшее на поверхности за пределами второго пояса достигнет водоносного горизонта. Третий пояс (зона химического загрязнения) определяется гидродинамическими расчётами, исходя из условия, что если за её пределами в водоносный горизонт поступают стабильные химические загрязнения, то они окажутся вне области питания водозабора или достигнут её не ранее истечения расчётного срока эксплуатации. Минимальный расчётный срок эксплуатации скважины — 25 лет. Обычно для расчётов используют 10 000 суток, что приблизительно на 10 % больше, чем 25 лет, то есть 9125 суток. Цель организации ЗСО Основной целью создания и обеспечения режима в ЗСО является санитарная охрана от загрязнения источников водоснабжения и водопроводных сооружений, а также территорий, на которых они расположены. В каждом из трех поясов, а также в пределах санитарно-защитной полосы (СЗП), соответственно их назначению, устанавливается специальный режим и определяется комплекс мероприятий, направленных на предупреждение ухудшения качества воды. Расчёт ЗСО Расчёт поясов зависит от конкретного источника водоснабжения, гидрогеологических условий площадки, на которой расположено водозаборное сооружение. Расчёты зон ЗСО выполняют специализированные организации. В данном разделе специально не приводится никаких формул для расчёта. Источник  Цены на продукты питания, энергию, топливо, а также  В России мы можем собирать дождевую воду наиболее эффективно |
