Источники водоснабжения: виды, назначение, охрана

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.

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.

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.

Водонепроницаемые:

• Гравий;

Песок;

Супесок;

Галечник;

Известняк;

Трещиноватый мел.

Протекание подземных вод

Водоупорные:

• Гранит;

Известняк;

Глина;

Плотный песчаник.

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

Поверхностные источники водоснабжения

К поверхностным источникам водоснабжения относятся, любые воды, залегающие выше поверхности земли, а именно: реки, озера, болота, пруды, моря, океаны, каналы и т.д. Из них более-менее пригодной для использования является вода рек и озер, которая содержит незначительное количество минеральный веществ, а следовательно, обладает небольшой жесткостью.

Но помимо положительных факторов у таких поверхностных источников есть и отрицательные. Так, в ней содержатся различные органические соединения и бактерии. И кроме этого, она цветет, хотя и гораздо меньше, чем пруды или болота.

Что касается непосредственно речной воды, то она обладает большой мутностью. Особенно, высокая концентрация взвешенных частиц наблюдается в быстрых реках и в период весеннего паводка. Вода же озер более прозрачна, чем речная, а следовательно обладает меньшей мутностью. Правда, это только вдали от берега.

В целом поверхностные источники уступают подземным по двум причинам. Во-первых, они ничем не защищены от различного рода загрязнений: поверхностных стоков, промышленных и городских сбросов. Во-вторых, уровень и качество воды в поверхностных источниках сильно зависит от количества атмосферных осадков.

Требования к источникам водоснабжения городов

Артезианский источник водоснабжения

Выбирая источники для хозяйственных и питьевых нужд, и водозаборные сооружения, приоритетом должна быть их санитарная надежность.

Снижение санитарной надежности источников воды, условно можно распределить в такой последовательности:

• Артезианские.
• Безнапорные межпластовые.
• Грунтовые.
• Поверхностные источники.

Чтобы определить, в каком состоянии находится водоснабжение, источники сети и сооружения, необходимо учитывать:

Результаты санитарно-эпидемиологического обследования, которое включает:

1. Заболеваемость населения в черте города, для которого используется источник.
2. Наличие эпизоотий.
3. Цели использования населением воды.
4. Чрезвычайные ситуации из-за источников загрязнения почвы.

Санитарно-топографическое исследование, в которое входят:

1. Рельеф местности.
2. Строение и состав почвы.
3. Вид растительности.
4. Размещение промышленных предприятий.
5. Способы удаления твердых и жидких отходов и места для них.

Гигиена или оценка качества воды, включающая:

1. Органолептическую оценку.
2. Определение показателей, указывающих на загрязнение воды органическими веществами.
3. Наличие токсических и вредных элементов.
4. Бактериологическое исследование.

Объем и дебит водоисточника. При этом:

1. Количество воды в колодцах, которое измеряется перемножением площади сечения сруба и высоты столба жидкости в нем.
2. В прудах и озерах объем воды равен произведению длины, ширины и средней глубины водоема.
3. Дебит или производительность водоисточника измеряется объемом воды, получаемым за единицу времени.

Общие положения

Замечание 1

Выбор источника водоснабжения основывается на следующих критериях:

• для подземных источников – характеристика санитарного состояния территорий, на которых будут размещены водозаборные сооружения;
• для поверхностных источников водоснабжения — характеристика санитарного состояния источника выше и ниже водозабора и места водозабора;
• оценка качества воды данного источника водоснабжения;
• прогноз санитарного состояния, определение степени санитарной и природной надежности.

Органы государственной санитарно-эпидемиологической службы устанавливают пригодность источника водозабора для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Оценка пригодности источника и места водозабора учитывает следующие факторы:

• характеристика населенного пункта;
• схема проекта централизованного водоснабжения;
• ситуационный план с обозначением места водозабора;
• данные о качестве воды обследуемого источника;
• указание с расчетом на перспективу суточного уровня водопотребления.

Для поверхностных и подземных источников воды дается оценка пригодности водозабора:

• при подземном источнике воды: гидрогеологическая характеристика водоносного горизонта, характер перекрывающих его слоев, зону питания, степень проницаемости слоев, потенциальные и существующие источники загрязнения;
• использование поверхностных водоемов: средние и минимальные расходы воды, гидрологические данные, соответствие расходов воды предполагаемому водозабору, наличие бытовых, промышленных, сельскохозяйственных объектов, их перспективное развитие, санитарная характеристика бассейна.

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 централизованного водоснабжения, дождевая и талая снеговая вода могут рассматриваться только в тех областях, где нет открытых водоемов, а добыча подземных вод сопряжена с большими трудностями и высокими расходами. Но и там, из-за непостоянства дебита (периодичности выпадения и количества осадков) невозможно гарантировать регулярную подачу воды потребителям.

Кроме того, для организации сбора атмосферной воды необходимо сооружать водосборники с большой горизонтальной поверхностью. Поэтому дождевые воды, которые являются основными источниками водоснабжения в данных регионах, чаще всего собираются индивидуально каждым домохозяйством.

Сбор дождевой воды с крыши по водостоку

Качество воды

Собираемая из атмосферных осадков вода по своему составу близка к дистиллированной, так как содержит очень мало минеральных веществ и растворенных солей.

К достоинствам такого состава можно отнести:

• Образование малого количества накипи при нагревании;
• В мягкой воде хорошо растворяется и пенится мыло.

Но эти качества высоко ценятся только при использовании воды в хозяйственных и технических целях: для полива, стирки и мытья посуды своими руками, заполнения систем отопления и т.д.

Для питья же такая вода без специальной обработки мало пригодна по следующим причинам:

• Низкая минерализация воды при её длительном употреблении вызывает желудочно-кишечные расстройства и нарушения обмена веществ в организме;
• Гигиеническая степень её чистоты оставляет желать лучшего. В ней могут присутствовать различные загрязнения, начиная от земляной и вулканической пыли и вредных химических элементов, и заканчивая микроорганизмами.

Так называемые красные или кровавые дожди – следствие высокого содержания в атмосфере вулканической пыли

Степень загрязненности дождевой воды зависит от следующих факторов:

• Состояния атмосферы и степени загрязненности воздуха (в том числе и выбросами от различных производств);
• Направления и силы ветра;
• Частоты и длительности выпадения осадков;
• Состояния резервуаров для хранения воды и водосборников;
• Материала кровли, с которой стекает вода и т.д.

Фото водосборной системы с кровли

Поэтому атмосферную воду используют для питья только после очистки и обеззараживания. Если это централизованный источник водоснабжения, в качестве обеззараживания применяют метод хлорирования. А в индивидуальных хозяйствах её просто кипятят перед употреблением.

Кипячение – самый доступный способ обеззараживания воды

Если атмосферные осадки – это единственно возможные виды источников водоснабжения, и их потребление является частым и регулярным, то, во избежание проблем со здоровьем у людей, в воду обязательно добавляют минеральные соли, специально выпускаемые промышленностью для этой цели.

Качественный состав добавок определяется на основе анализа проб воды

Способы и технологии добычи

Собирают атмосферную воду самым примитивным способом: устраивают водостоки по периметру кровель и других горизонтальных и наклонных поверхностей. По желобу или трубе она стекает в резервуар – наземный или подземный.

Дальнейшее устройство источников водоснабжения зависит от цели использования воды:

1. Это может быть обычная бочка, вода из которой забирается ведром, вытекает через кран в нижней части или выкачивается насосом.

Бочка для сбора дождевой воды

• 1 – водосточная труба от водосборника на крыше;
• 2 – емкость для сбора;
• 3 – сетчатый фильтр;
• 4 – переливная трубка для отвода лишней воды;
• 5 – решетка ливневой канализации;
• 6 – кран.

2. Если же осадки используются как основной или резервный источник водоснабжения дома (см. Водоснабжение частного дома: выбор источника и организация подачи воды), то монтируют систему с большим подземным резервуаром и насосом для подачи воды в систему под напором.

Система водоснабжения из подземного резервуара

• 1 – кровля;
• 2 – водосточная система;
• 3 – фильтр грубой очистки;
• 4 – подземный резервуар;
• 5 – отвод лишней воды;
• 6 – канализационная труба;
• 7 – насос;
• 8 – домовая водопроводная система;
• 9 – вывод на поливочный кран.

Основные элементы систем водоснабжения

Система водоснабжения состоит из водоприемных, водоподъемных,
очистных, водонапорных и регулирующих сооружении, магистральных водоводов и
распределительных сетей, установок энергоснабжения, автоматизации,
телемеханизации и связи. В зависимости от требований к водопроводу и его
назначения некоторые из приведенных выше сооружении могут отсутствовать.

Конфигурация системы
водоснабжения в каждом отдельном случае зависит от очень многих факторов:
производительности, типа источника водоснабжения, требований к качеству воды,
назначения водопровода, климатических условий, местных условий и так далее.

К системам, подающим воду на хозяйственно-питьевые нужды, предъявляются следующие требования:

•  обеспечение подачи расчетных расходов воды под
  необходимым напором и с требуемым качеством при минимальных затратах на
  строительство и эксплуатацию водопроводных сооружений;
• работа системы водоснабжения должна быть надежной,
  эксплуатация ее простой и с максимальным использованием механизации и
  автоматизации. Наиболее распространенная схема водоснабжения населенного пункта
  представлена на рис. 1.1.

Рис.1.1. Схема водоснабжения населенного пункта с промышленным предприятием. 1. Поверхностный водоем (река, озеро, водохранилище, пруд и т.д.), используемый в качестве источника водоснабжения; 2. Водозаборное сооружение, предназначенное для забора воды из водоёма; 3. Насосная станция первого подъёма (НС-1), перекачивает воду из водоёма на сооружения очистки воды; 4. Водоводы транспортировки воды водоема от НС-1 на очистные сооружения; 5. Сооружения по подготовке воды питьевого качества; 6. Резервуары чистой воды (РЧВ). Предназначены для хранения регулируемого объема воды, противопожарного запаса и технологического объема воды на собственные нужды очистных сооружений;7. Насосная станция второго подъёма (НС-2). Предназначена для перекачки питьевой воды от очистных сооружений в распределительную сеть населенного пункта. 8. Водоводы транспортировки воды от НС-2 в распределительную сеть населенного пункта; 9. Граница селитебной зоны населенного пункта; 10. Кольцевая распределительная водопроводная сеть населенного пункта — предназначена для равномерного распределения воды по площади населенного города. 11. Водонапорная башня — предназначена для хранения регулируемого объема воды при различиях в подаче НС-2 и водопотреблении населенным пунктом; 12. Узловые колодцы кольцевой сети, где размещена запорная арматура. 13. Промышленное предприятие; 14. Трубопровод для подачи технической воды на промышленное предприятие; 15. Водозабор технической воды.

При заборе воды из подземного источника водоснабжения конфигурация водопровода имеет несколько иной вид (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Схема водопровода при заборе воды из подземного источника водоснабжения. 16. Водозаборные скважины; 17. Сборный коллектор. Остальные обозначения те же, что на рис. 1.1.

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.

Подземные источники

К ним относятся родники, имеющие выход на поверхность земли, а также искусственные сооружения – колодцы и скважины, достигающие водоносных слоев. Эти слои находятся на разных уровнях и пропитывают рыхлые породы, располагающиеся между водоупорными слоями. К водоупорным породам относятся глина, известняк, камень.

Разновидности подземных вод

Качество воды

Просачиваясь через рыхлые породы, вода растворяет содержащиеся в них минеральные соли, и очищается от взвешенных частиц. Благодаря чему, подземные воды, как источник водоснабжения, отличаются наибольшей чистотой и высокой степенью минерализации.

Сравнительная оценка источников водоснабжения позволяет утверждать, что подземные источники обладают самым постоянным составом воды. Но этот параметр во многом зависит от глубины, на котором залегает водоносный слой.

• В ближайшем к поверхности земли водоносном слое (верховодке), содержится ещё много механических и бактериальных примесей, количество которых повышается при выпадении осадков и таянии снегов. Поэтому пить такую воду без фильтрации и обеззараживания инструкция не рекомендует.
• Безнапорные межпластовые воды из средних слоев, характеризуются незначительным количеством примесей и микроорганизмов, а так же средней степенью минерализации. Как правило, их можно использовать для любых нужд, в том числе и для питья, без предварительной обработки. Но желательно убедиться в том, что патогенных бактерий в воде нет, сдав пробы на анализ.
• Глубинные подземные воды, как источник для водоснабжения небольших  и средних населенных пунктов – наиболее распространены, так как обладают самым постоянным дебитом, и позволяют планировать водопотребление. Болезнетворных микроорганизмов в них нет, взвешенных примесей так же очень немного. Но степень минерализации очень высокая, поэтому воду приходится очищать от растворенных в ней солей.

Способы добычи

Схема водоснабжения из подземных источников зависит от глубины их залегания:

• Для добычи верховодки, достаточно выкопать колодец и снабдить его поверхностным или погружным колодезным насосом.
• При глубине залегания слоя 20-30 м, также можно соорудить колодец, но проще пробурить скважину. В этом случае, поднять воду на поверхность можно только с помощью погружного насоса или же поверхностного, оснащенного выносным эжектором.
• Для добычи артезианских вод бурятся скважины «на известняк», оборудованные мощными глубинными насосами.

Так же, как и в случае с открытыми водоемами, должно строго соблюдаться расстояние от источника водоснабжения, до источника возможного загрязнения воды. Это могут быть выгребные ямы, канализационные колодцы, автомобильные трассы, животноводческие фермы, склады хранения химикатов и т.п.

Качество воды

Что касается гигиенических требований к источникам воды, то следует отметить, что существуют определенные стандарты, которым должна соответствовать вода в них. Если стандарты качества ниже, необходимо будет рассмотреть системы водопочистки.

Качество воды в источниках водоснабжения, должно соответствовать СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания

Как упоминалось выше, самая чистая вода находится в межслойных слоях. А главное требование к девелоперам и операторам проектов — не снижать его качество на стадии добычи и транспортировки. Понятно, что самая грязная вода добывается из поверхностных источников.

Следует отметить, что технологии лечения постоянно совершенствуются. Но на каждом этапе времени используются те, которые имеют технологическое и экономическое обоснование.

Например, существуют технологии, с помощью которых даже самая грязная вода может быть доведена до максимально чистого уровня. Но такие технологии стоят дорого, что не окупит затраты на их приобретение и внедрение.

Источники водоснабжения

Источник водоснабжения во многом
определяет всю схему водопровода. Он должен удовлетворять следующим требованиям:

• обеспечить необходимый расход воды с учетом перспективы;
• обеспечивать бесперебойность подачи воды;
• затраты на очистку воды должны быть сведены к минимуму;
• минимальные затраты на транспортировку воды потребителям;
• мощность источника должна быть такой, чтобы при заборе
  воды не нарушалось экологическое равновесие.

Различают две группы источников
водоснабжения:

• поверхностные (реки, озера, водохранилища,
  пруды, моря);
• подземные (грунтовые, подземные, артезианские
  воды, родники). 

Окончательный выбор источника
водоснабжения зависит от качества воды, мощности источника, удаленности от объекта
— потребителя воды, стоимости перекачки и очистки воды. Часто водопроводная
сеть города питается от нескольких источников водоснабжения. В настоящее время необходимо
учитывать влияние хозяйственной деятельности человека на источник
водоснабжения: внесение в почву удобрений, ядохимикатов, наличие тяжелых
металлов, воздействие мощных промышленных потребителей воды и так далее.

Необходимо предусматривать альтернативные источники снабжения населения питьевой водой на случай крупной аварии на водопроводе. Например, доставка цистернами, продажа через торговую сеть бутилированной воды.

Гигиенические требования

Что касается гигиенических требований к источникам водоснабжения, то необходимо отметить, что существуют определенные нормативы, которым вода в них должна соответствовать. Если по нормам качества она ниже, то нужно будет продумывать системы очистки воды.

Как уже было сказано выше, самая чистая вода находится в межпластовых слоях. И основное требование к разработчикам проекта и к эксплуатационникам – это не понизить ее качество на стадии забора и транспортировки. Понятно, что самые грязные воды добываются из поверхностных источников водоснабжения. Необходимо отметить, что технологии очистки все время усовершенствуются. Но на каждом этапе времени используются те из них, которые имеют технологическое и экономическое обоснование. К примеру, существуют технологии, с помощью которых даже самую грязную воду можно довести до максимально чистой. Но стоят такие технологии дорого, что не будет окупать расходы на ее приобретение и реализацию.

Надежность источников водоснабжения

Специалисты обращают внимание на те показатели, которые даже при тщательной очистке не изменяются. Если мутность воды можно устранить комплексом фильтров, концентрацию железа можно понизить обезжелезиванием, сероводород убирается методом аэрации, а фтор дефторирование, то понизить жесткость воды или провести ее опреснение – это большие затраты в финансовом эквиваленте, которые упираются в сложные технологические процессы, требующие расхода значительной энергии

Поэтому, проводя анализ воды для систем водоснабжения, особенно хозяйственно-питьевой, необходимо строго придерживаться нормативов. К примеру, сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л, концентрация сульфатов не должна превышать 500 мг/л, хлоридов 350 мг/л, оптимальная жесткость – до 7 мг-экв/л

Очень большое внимание сегодня уделяется радиационной безопасности воды

Открытые водоемы

Открытые пресные водоемы (реки, озера, ручьи, пруды) чаще всего выбираются в качестве централизованного источника водоснабжения для крупных населенных пунктов благодаря относительно стабильному дебиту, достаточному количеству воды и её составу.

Качество воды

Вода из открытых источников обладает средней степенью минерализации, что позволяет использовать её как для хозяйственных, так и для питьевых нужд. Но значительная степень её загрязнения требует предварительной очистки и обработки воды. А это затрудняет её использование в индивидуальных хозяйствах.

Главными источниками загрязнения являются:

• Пыль из воздуха, оседающая на воду;
• Продукты жизнедеятельности водных обитателей, а также людей и животных;
• Стоки с поверхности земли;
• Стоки, сбрасываемые в водоем различными предприятиями.

Стоки из городской ливневой канализации

Для уменьшения загрязнения открытых и подземных источников, разработаны зоны санитарной охраны – ЗСО источников водоснабжения. Согласно ним, точки водозабора и сброса сточных вод должны находиться на определенном удалении друг от друга.

Степень загрязненности и минерализации вод в открытых водоемах колеблется значительно меньше в зависимости от внешних факторов, чем атмосферная вода.

• После выпадения осадков степень минерализации снижается, а загрязненность возрастает из-за увеличения стоков с поверхности земли.
• И наоборот: когда осадков долго нет, или они незначительные, в результате испарения воды, её впитывания в почву и отбора, минерализация возрастает, а загрязненность снижается благодаря процессам самоочищения.

Добыча и очистка

Чтобы доставить воду от источника до потребителя, используется целая система инженерных сооружений.

Схема водоснабжения из открытого водоема

• 1 – поверхностный источник водоснабжения города;
• 2 – береговой водозаборный колодец;
• 3 – насосная станция первого подъема;
• 4 – станция очистки воды;
• 5 – резервуар для очищенной воды;
• 6 – насосная станция второго подъема;
• 7 – водопровод;
• 8 – водонапорная башня;
• 9 – подача потребителям.

Как видите, перед подачей потребителю вода проходит стадию очистки и обеззараживания на очистных сооружениях. Методы обработки зависят от того, каково состояние источников водоснабжения и содержащейся в них воды.

Самые распространенные из них:

• Отстаивание. Заключается в замедлении или остановке водного потока для того, чтобы содержащиеся в нем взвешенные частицы выпали в осадок.
• Коагуляция. В воду добавляют раствор сернокислого алюминия или другого коагулянта, который вступает в реакцию с растворенными в ней солями, образуя нерастворимые соединения. Они притягивают к себе мельчайшие частицы механических примесей, с которыми имеют противоположные по знаку электрические заряды. Постепенно укрупняясь, загрязнения быстро оседают на дно резервуара, а при фильтрации лучше задерживаются фильтрами.

Очистные сооружения

Фильтрация. Проект источников водоснабжения и водоочистки может включать в себя скорые или медленные фильтры. Первые представляют собой слой чистого песка толщиной 1,5-2 м, засыпанный на слой гравия, лежащего на решетчатом основании.

Вода через него проходит достаточно быстро, не успевая полностью очиститься от взвешенных частиц и микроорганизмов. Поэтому перед фильтрацией её подвергают коагуляции.

Медленные фильтры устроены так же, но на их поверхности из-за очень медленного тока воды образуется биопланктон – пористая биологическая пленка из растительных и животных организмов. Она задерживает любые загрязнения и микроорганизмы без предварительной обработки воды, обеспечивая очень высокую степень очистки.

В качестве обеззараживания водопроводной воды из открытых источников, чаще всего применяется хлорирование. Если вода из водоемов используется в индивидуальном порядке, её очищают и обеззараживают с помощью специальных комплексных установок, в состав которых могут входить самые разные агрегаты.

Например:

Если отвечать на вопрос, что является основным источником водоснабжения в мире, то это будут именно открытые водоемы. Только они способны обеспечить в полной мере потребности больших городов.

Но они же больше других зависят от внешних факторов, ведущих к их загрязнению. Достаточно вспомнить такие экологические катастрофы, в результате которых вода для питьевых целей становилась непригодной:

• Взрыв на Чернобыльской АЭС;
• Разлив фенола в г.Уфа;
• Выброс канализационных стоков в г. Орел.

Поэтому данные типы источников водоснабжения должны находиться под особой охраной, а качество воды в них постоянно мониториться.

Поверхностные водоемы

Наземные воды (открытые водоемы) делятся на:

• естественные (озера, пруды, реки);
• искусственные (каналы, водохранилища).

Их образование происходит в основном за счет атмосферных, ливневых, талых вод, поверхностного стока, за счет питания подземными водами.

Открытые водоемы характеризуются:

• большой водной поверхностью,
• активными процессами самоочищения,
• непостоянством бактериологического и химического состава, который меняется в зависимости от атмосферных осадков и сезона года;
• значительным количеством коллоидных и взвешенных частиц,
• небольшим содержанием солей.

Реки – естественные стоки ледников, озер, родников, болот. Характеризуются низкой прозрачностью, большим количеством взвешенных частиц, большой обсемененностью микроорганизмами.

Пруды и озера – котлованы, пополняющиеся водой за счет родников и атмосферных осадков. Для питьевых целей менее пригодны, так как подвержены значительному загрязнению и обладают слабой способностью самоочищаться. Небезопасны в эпидемиологическом отношении.

Искусственные водохранилища создают в результате сооружения плотин. Как правило, имеют комплексное значение: водоснабжение, энергетическое, промышленное и др. Качество воды зависит от состава грунтовых, талых, речных вод, участвующих в их образовании.

Водная растительность и животный мир – организмы, чувствительные к изменяющимся условиям жизни в водоемах. Их называют сапробными организмами. Выделяют четыре зоны сапробности, каждой из которых соответствует свои степень загрязненности, условия жизни, содержание в воде органических веществ, кислорода, наличие растительных и животных форм (рисунок 1):

• полисапробная,
• альфа-мезосапробная,
• бета-мезосапробная,
• олигосапробная.

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.

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.