Тел.: 066 135-28-45
067 500-75-10
mail: info@yur-aqua.com
Источники водоснабжения
Печать E-mail

Основные гигиенические требования к источникам питьевого водоснабжения заключаются в том, что качество питьевой воды в природном состоянии или после обработки должно гарантировать защиту от опасности передачи возбудителей инфекционных заболеваний, присутствия химических и радиоактивных веществ в концентрациях, вредных для здоровья. Также необходимо, что вода должна иметь благоприятные органолептические свойства и быть физиологически полноценной по минеральному составу. Требования к источникам воды для систем хозяйственно-питьевого водоснабжения изложены в ГОСТе 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения».

Воды, которые могут быть источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения, подразделяются на подземные и поверхностные.

Воды подземные — воды, находящиеся в почве и геологических породах земной коры в любых физических состояниях.

Подземные воды образуются в результате фильтрации атмосферных осадков через почвенный покров или в результате фильтрации воды открытых водоемов (в основном рек и озер) через их русло. В дальнейшем движение воды и накопление ее в подземных слоях зависит от строения горных пород, через которые она протекает. По отношению к воде все горные породы подразделяются на водопроницаемые (песок, супесок, гравий, галечник, трещиноватые мел и известняк), через которые вода передвигается в силу законов тяжести, капиллярности, и водоупорные (слои гранита, плотного песчаника, известняка и глины). Пласты водопроницаемых и водоупорных слоев чередуются (рис. 5). Подземные воды залегают до глубины 12-16 км.

Схема залегания подземных вод:
1 — водоупорные слои;
2 — горизонт грунтовых вод;
3 — горизонт межпластовых безнапорных вод;
4 — горизонт межпластовых напорных вод;
5 — колодец, питающийся грунтовой водой;
6 — скважина, питающаяся межпластовой безнапорной водой;
7 — скважина, питающаяся межпластовой напорной (артезианской) водой

К подземным водам, используемым в качестве источников питьевого водоснабжения, относятся грунтовые воды, верховодка, межпластовые безнапорные и напорные (артезианские) воды, родники и береговые инфильтрационные воды.

Грунтовые воды — это безнапорные воды, образующиеся в толще геологических пород на первом от поверхности водоупорном пласте. В колодце они устанавливаются на том уровне, что и подземные воды. Грунтовые воды движутся в направлении уклона подстилающего их водоупорного слоя.

В естественных природных условиях грунтовые воды не загрязнены и обычно пригодны для питьевого водоснабжения. Однако они могут загрязняться с поверхности почвы. Чем массивнее загрязнение почвы населенного пункта или территории объекта хозяйственной деятельности и чем ближе к поверхности залегает вода, тем реальнее становится опасность ее загрязнения и заражения.

Верховодка — скопление воды на ограниченной поверхности водоупорных или слабопроницаемых пород, включенных в виде лин зы в толщу водопроницаемого слоя. Находясь близко к поверхности, верховодка может легко загрязняться и наименее пригодна ка источник водоснабжения.

Межпластовые безнапорные и напорные (артезианские) воды - воды, залегающие между водоупорными слоями.

Отличительная особенность межпластовых вод — отсутствие питания с поверхности непосредственно над ними по причине их залегания ниже одного или нескольких слоев водоупорных пород. Воды, изливающиеся на поверхность при избыточном гидростатическом давлении, называют артезианскими от латинского слова Artesium (происходит от названия французской провинции Артуа, где эти воды использовались с 1126 г.).

Водоносные артезианские слои (пласты, горизонты) постепенно из глубины выклиниваются на поверхность и здесь питаются атмосферными осадками, проделывающими под землей путь в десятки и сотни километров.

Ухудшение качества артезианских вод может наступить в результате поступления загрязненных вод из вышележащего горизонта (в частности грунтовых вод), затекания вдоль стенок скважины, через заброшенные колодцы, при разработке карьеров, фильтрации речной воды через промоины («окна») в водоупорном ложе русла, загрязнения через устье скважины.

Родник (ключ, источник) — естественный выход подземных вод на земную поверхность. Источник образуется при падении рельефа, если водоносный слой разрезается оврагом (нисходящий родник), или при прорыве напорной воды вверх сквозь истончившиеся перекрывающие породы (восходящий, или равнинный, родник). Вода родников в случае происхождения из артезианских водных горизонтов прохладная на вкус, отличается постоянством свойств и состава, а также бактериологической чистотой.

Береговые инфилыпрационные воды — воды, образующиеся в результате фильтрации воды из открытых водоемов через подземные слои прилегающих к берегам территорий. Если берега сложены из проницаемых фильтрующих пород, возможно устройство береговых колодцев для забора воды. Ухудшение качества инфильтрационных вод возможно при загрязнении воды открытых водоемов.

Поверхностными называются воды, постоянно или временно находящиеся на земной поверхности.

К поверхностным, используемым в качестве источников питьевого водоснабжения, относятся воды рек, озер, водохранилищ, прудов и каналов.

Река — водоток значительных размеров, текущий в естественном Русле и питающийся за счет поверхностного и подземного стока своего водосборного бассейна.

Реки подразделяются на горные — с быстрым течением и узкими долинами — и равнинные — с относительно медленным течением и широкими долинами. По протяженности реки делятся на самые малые — менее 10-25 км, малые — 26-100 км, средние — 101-500 км, большие — более 501 км.

Реки характеризуются водообильностью, которая выражается в расходе воды — количестве (м3), протекающем через живое сечение реки в секунду. Средний расход Днепра — 400 м3, Северского Донца — 20 м3. Постоянной величиной для характеристики мощности реки принят модуль стока. Это количество воды, стекающее в секунду с 1 км2 площади водосбора реки, выраженное в литрах.

Реки — важное звено круговорота воды на Земле. Суммарный годовой сток рек в Мировой океан по разным данным составляет от 36 400 до 42 000 км3.

Реки служат источниками питьевой и технической (промышленной) воды, естественными (природными) транспортными путями, рекреационными объектами, местом обитания рыб и других пресноводных животных, существования водной растительности, для санитарных целей, полива полей, производства электроэнергии.

Реки резко меняют свой режим по временам года. Это особенно заметно при вскрытии ледяного покрова и поступлении в реки талых снеговых вод. В весенний период за 3-4 недели через живое сечение реки протекает около 70% годового стока.

Помимо колебаний, возникающих вследствие смены времени года, состав воды в реке меняется на отдельных участках, а иногда и на значительном протяжении в результате использования ее для различных хозяйственных, технических и промышленных целей: спуска хозяйственно-бытовых, ливневых и промышленных сточных вод, эксплуатации водного транспорта, рыболовного промысла, массового купания, водопоя скота, удобрения сельскохозяйственных площадей на склонах берегов. Наиболее существенна в загрязнении реки роль сточных вод, которые могут вызывать резкое изменение химических и физических свойств и состава воды и создавать опасность заражения возбудителями заболеваний.

Воды озер, водохранилищ, прудов и каналов могут загрязняться таким же образом, как и воды рек.

Озеро — естественная впадина суши, заполненная пресными или солеными водами. Различают сточные (с вытекающей рекой или ручьем) и бессточные озера.

Пресные озера формируются в основном за счет стока впадающих в него рек. В донных отложениях (ил) содержится значительное количество органических веществ. Загрязненные стоки, поступая в озеро, при отсутствии выраженного течения могут ухудшать качество его воды на значительном расстоянии.

Водохранилище — искусственный водоем с замедленным водообменом, уровневый режим которого изменен и регулируется гидротехническими сооружениями в целях накопления и последующего использования воды. Это водоем площадью более 1 км2 и объемом более 1 000 000 м3 с практически стоячей водой, искусственно созданный в русле реки или в понижении земной поверхности путем устройства плотины, перемычки, выемки грунта и т.д. Водохранилища создают с целью сосредоточения воды вблизи потребителей и используют для различных водохозяйственных и рекреационных целей.

Такие водоемы задерживают и накапливают огромные запасы воды за счет постоянного (речного) стока, а также стока дождевых и талых вод.

В водохранилищах химический состав воды и его колебания отражают разнообразие состава речных, талых, дождевых и грунтовых вод, участвующих в образовании водоема. Для водохранилищ в связи с испарением воды с поверхности характерно постепенное повышение концентраций минеральных солей. Кроме того, в водоемах наблюдается стратификация — неравномерное послойное распределение растворимых солей на различных глубинах. Менее минерализованная вода остается на поверхности в связи с меньшим удельным весом.

Для водохранилища характерно летнее цветение воды в результате бурного разрастания водорослей, в основном сине-зеленых, за счет поступления избыточного количества биогенных веществ. Цветение вод — это массовое развитие фитопланктона, вызывающее изменение окраски воды. Последующее массовое отмирание водорослей приводит к обогащению воды разлагающимися органическими веществами, появлению сероводорода, снижению содержания растворенного кислорода и замору рыбы.

Пруд — искусственный водоем площадью менее 1 км2, выкопанный или созданный путем перекрытия постоянного или временного водотока плотиной. Вода пруда пополняется за счет поверхностного стока или подземными водами. Пруды используются для рекреации, полива, водопоя скота и рыболовства.

Канал — искусственно созданное русло (нередко с безнапорным движением воды), связывающее два и более водных объектов (реки, озера, водохранилища) или отводящее воду в определенном направлении.

Различают каналы: водопроводные, судоходные, энергетические, оросительные, обводнительные (увеличивающие водность смежного объекта), осушительные, лесоплавильные, рыбоводные и др. Некоторые крупные каналы: Северский Донец-Донбасс, Днепр-Кривой Рог построены для водоснабжения населенных мест. Доступ к этим каналам и иное их использование запрещены, вдоль канала прокладывается инспекторская магистраль. Расход воды в каналах обычно составляет 20-40 мЗ/с — на уровне рек средней мощности, но способность их к самоочищению ниже, чем в реках. Серьезной проблемой является цветение воды в кянялях.

Удельный вес воды, используемой в организации питьевого водоснабжения из различных водных источников, в каждой стране различен и зависит от многих местных факторов. Например, согласно опубликованным данным, в США 38% воды, используемой для пBго водоснабжения, добывается из подземных, а 62% — из поверBых источников.

Гигиенические требования к источникам водоснабжения

Одним из наиболее важных вопросов гигиены питьевой воды является правильный выбор водоисточника. При осуществлении выбора источника учитывают качество его воды, водообильность (количество воды) в сравнении с предполагаемыми потребностям в воде, прогноз санитарного состояния, возможность организации зон санитарной охраны (ЗСО). Кроме того, решение вопроса использования подземных вод осуществляют с учетом глубины залегания водоносных слоев, надежности их защиты водоупорным слоями, наличия источников загрязнения водоносных горизонтов При рассмотрении вопроса использования поверхностных вод обращают внимание на санитарное состояние водосборных площадей, наличие источников промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнения.

ГОСТ 2761-84 определяет гигиенические и технические требования к составу воды пресноводных поверхностных и подземных источников водоснабжения. Так, сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л (по согласованию с санитарно-эпидемиологической службой не более 1500 мг/л), концентрации сульфатов и хлоридов — не более 500 мг/л и 350 мг/л соответственно, общая жесткость — не более 7 мг-экв/л (по согласованию с СЭС не более 10 мг-экв/л).

В зависимости от качества воды и требуемой степени обработки для доведения ее до норм качества питьевой воды, водные объекты пригодные в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, разделены на три класса. Показатели качества воды источников водоснабжения каждого из классов изложены в ГОСТе 2761-84 и специальных руководствах.

Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения с учетом их санитарной надежности выбирают в следующем порядке: межпластовые напорные воды, межпластовые безнапорные воды, грунтовые воды и затем уже поверхностные воды (реки, водохранилища, озера, каналы. Таким образом, согласно требованиям санитарного законодательства, рекомендациям гигиенистов и эпидемиологов, при выборе источника питьевого водоснабжения следует отдавать предпочтение надежно защищенным от внешнего (поверхностного) загрязнения межпластовым водам. И только при отсутствии или невозможности их использования рекомендуется переходить к другим источникам воды. В регионах с неблагоприятной экологической обстановкой в условиях значительного загрязнения водоемов и почвы вредными примесями, где наиболее велика опасность проникновения в воду вредных техногенных веществ, следует использовать надежно защищенные от внешнего поверхностного загрязнения межпластовые воды.

Возможность использования пригодных для питьевого водоснабжения подземных вод повсеместно рассматривается и при недостаточных их запасах. В этом случае восполнение дефицита потребности воды следует производить за счет менее надежных в санитарном отношении водоисточников. Выбор источника водоснабжения при наличии нескольких источников и равной возможности обеспечения требуемого качества и количества воды должен осуществляться путем технико-экономического сравнения вариантов схем обработки воды с учетом санитарной надежности источников.

Из имеющихся источников водоснабжения выбирают лишь те, Для которых возможна организация зон санитарной охраны и соблюдение соответствующего режима в пределах ее поясов.

Зона санитарной охраны (ЗСО) — это территория, на которой устанавливается специальный режим и проводятся мероприятия по охране подземных и поверхностных источников водоснабжения, водозаборов и водопроводных очистных сооружений.

Различают два, а по данным Е.Г. Гончарука и др., три пояса ЗСО. Первый пояс (зона строго режима) включает территорию и акваторию размещения водозаборов и площадок головных сооружений водопровода. Эта зона устанавливается с целью недопущения загрязнения воды в месте водозабора и на этапах водоподготовки на головных очистных сооружениях водопровода. Второй и третий пояса ЗСО (ограничений и наблюдений) охватывают территорию, с которой в связи с природными условиями или в результате промышленного, бытового и другого использования может быть связано ухудшение качества воды в месте ее водозабора из источника. С этой целью проводится комплекс мер с учетом санитарных условий, особенностей источников водоснабжения и возможного их загрязнения.

В связи с дефицитом воды в настоящее время в некоторых регионах Украины, особенно в Донбассе, осуществляется поиск так называемых альтернативных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. В качестве таких источников предлагается использовать воды шахтных водоотливных комплексов или водозаборов подземных вод в границах или зонах влияния техногенных водных бассейнов ликвидированных угольных шахт.

Согласно точному определению, дренажные шахтные воды — это подземные воды, которые дренируются горными выработками действующих и ликвидированных шахт и откачиваются на поверхность с помощью водоотливов с целью осушения месторождений полезных ископаемых, поддержания уровня затопления горных выработок, обеспечения гидробезопасности действующих шахт и экологической безопасности территорий.

Отношение к использованию шахтных вод как источникам хозяйственно-питьевого водоснабжения у различных специалистов неодинаковое. В то время как работники инженерного и экономического профиля положительно оценивают возможность применения шахтных вод для этих целей, врачи-гигиенисты подходят к решению данного вопроса очень осторожно, выдвигая на первый план необходимость защиты здоровья населения.

В последние годы в Луганской и Донецкой областях лаборатории санитарно-эпидемиологической службы (СЭС), водоснабжающих и научно-исследовательских организаций проводят исследования и изучают качество шахтных вод остановленных шахт с целью решения вопроса о возможности их использования для организации хозяйственно-питьевого водоснабжения. Полученные данные предполагается использовать для подготовки важных теоретических выводов и практических решений по данной проблеме.

В настоящее время изданы методические указания «Використання шахтних вод для господарсько-питного водопостачання».