Водоснабжение — подача поверхностных или подземных вод водопотребителям в требуемом количестве и в соответствии с целевыми показателями качества воды в водных объектах. Инженерные сооружения, предназначенные для решения задач водоснабжения, называют системой водоснабжения, или водопроводом.
Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям:
- Расход на хозяйственно-питьевые нужды (питье, приготовление пищи, умывание, стирка, поддержание чистоты жилищ, полив огородов, газонов и полей, и т. д.);
- Расход на производственные нужды (расход предприятиями промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т. д.);
- Расход для пожаротушения.
Источники водоснабжения
Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации. Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект. Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:
Поверхностные источники
- Моря или их отдельные части (заливы, проливы);
- Водотоки (реки, ручьи, каналы);
- Водоемы (озера, пруды, водохранилища, карьеры);
- Болота;
- Природные выходы подземных вод (гейзеры, родники);
- Ледники (снежники).
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.
Подземные источники
- Бассейны подземных вод;
- Водоносные горизонты.
Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (то есть весьма прозрачны) и обычно бесцветны. Подземные источники водоснабжения отличаются более стабильными характеристиками качества воды и относительной защищенностью от загрязнения с поверхности. Поверхностные источники водоснабжения отличаются высокой производительностью, но требуют постоянного надзора за соблюдением санитарно-технического состояния территории поверхностного источника: озера, реки.
Учитывая особенности размещения сельских населенных пунктов и производственных объектов, различают водоснабжение централизованное, когда все точки потребления воды снабжаются из одного водоисточника (водопровода), и децентрализованное (автономное), когда каждая точка потребления воды (или несколько таких точек) обслуживается из отдельных водоисточников.
Централизованное водоснабжение дома
Современный водопровод может использовать воду открытых водоемов и подземных водоисточников. Водопровод из открытых водоемов состоит из следующих частей. Весь этот комплекс сооружений до водопроводной сети носит название головных сооружений. Схема водопровода с забором воды из реки:
Вокруг резервуара чистой воды (РЧВ) устанавливается зона строгого режима — зона санитарной охраны, согласно п.10.17 СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение наружные сети и сооружения».
Преимущества централизованного водоснабжения
- При использовании такого способа, отпадает необходимость устройства колодца или бурения скважины на участке, обслуживание водопровода (напор воды, состояние труб, качество воды) будет полностью за «Водоканалом», не ограниченный расход воды, также при отключении электроэнергии подача воды не прекратиться, нет необходимости сооружения накопительных емкостей и установки гидроаккумулятора.
Источник воды – поверхностный источник, река или озеро
К поверхностным источникам относятся реки, озера, искусственные водохранилища, пруды. Общими свойствами воды поверхностных источников являются низкая минерализация, большое количество взвешенных веществ, высокий уровень микробного загрязнения, колебание расхода воды в зависимости от времени года и метеорологических условий.
Кислотно-щелочной баланс большинства поверхностных источников находится в диапазоне рН 6,5-8,5. Часто отмечается интенсивное техногенное загрязнение их в результате сброса промышленных, хозяйственно-бытовых сточных вод, судоходства, лесосплава, массового купания и других причин. Добавляется также чрезмерное развитие микроскопических одноклеточных водорослей – так называемое цветение, способное в значительной мере ухудшить органолептические свойства воды и придать ей аллергенные свойства. Отмеченные особенности состава и свойств воды поверхностных источников не позволяют использовать ее для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения в природном виде и вызывают необходимость предварительной обработки с целью улучшения органолептических свойств и обеззараживания.
В открытых водоемах уже в силу естественных особенностей их режима свойства воды не могут отличаться постоянством. Ледяной покров, дожди и паводки неизбежно вызывают изменения как количества, так и качества воды.
После вскрытия реки под влиянием талых вод снижается минерализация и окисляемость воды и одновременно увеличивается количество бактерий, от которых ранее реку охранял ледяной покров. В июне, с уменьшением расхода воды, в реке концентрация солей возрастает, а развитие органической жизни на берегах реки и использование ее населением приводят к резкому увеличению количества бактерий. Помимо таких неизбежных колебаний химического состава, возникающих вследствие смены времен года, состав воды в реке меняется на отдельных участках. Иногда химический состав водоема на значительном протяжении различен в результате использования его для разнообразных хозяйственных, технических и промышленных целей.
Химический состав воды зависит от спуска городских и промышленных сточных вод, пароходных пристаней, от рыболовного промысла, массовых купаний, удобрения сельскохозяйственных площадей на склонах берегов. Наиболее существенна в этом отношении роль сточных вод, которые могут при неупорядоченном выпуске вызывать резкую денатурацию физических и химических свойств и состава воды и создавать опасность заражения.
Озера весьма разнообразны по размерам, глубине, режиму стока и составу воды. Пресные озера формируются в основном за счет стока впадающих в них рек, и состав воды близок к составу речной воды. В озерах осаждение взвеси происходит с большой полнотой. В донных отложениях (ил) содержится значительное количество органических веществ и идут энергичные биохимические процессы.
В мелких озерах взмучивание ила может сказаться на всей толще воды. Наибольшие достоинства как источник водоснабжения имеют большие и глубокие озера. На глубине 10 м и более вода отличается высокой чистотой в бактериальном отношении, а ее температура и химический состав колеблются в узких пределах.
Санитарные условия водоснабжения из таких озер благоприятнее, чем из рек, режим которых меняется по временам года. Вместе с тем загрязненные стоки, поступая в озеро, могут при отсутствии выраженного течения оказывать влияние на значительном расстоянии. Место для забора воды, расстояние от берега, глубина должны выбираться с учетом этого обстоятельства.
Искусственные водохранилища возникли в связи со строительством гидроэлектростанций, развитием промышленности, созданием новых и ростом старых городов и рабочих поселков. Чтобы создать запасы воды и сосредоточить их вблизи потребителей, на многих реках были построены плотины, задерживающие и накапливающие огромные запасы воды за счет как постоянного стока, так и стока дождевых и талых вод.
Химический состав воды водохранилищ и его колебания отражают разнообразие состава речных, талых, дождевых и грунтовых вод, участвующих в образовании водохранилища.
Характерной особенностью их режима является постепенное повышение концентрации минеральных солей. Происходит это в основном в связи с испарением воды с поверхности водохранилища. Чем больше отношение площади водохранилища к массе воды, тем сильнее выражена в нем минерализация воды.
Специалистами нашего центра наработан богатейший опыт в области работы с поверхностными источниками и подготовки воды практически для любых отраслей промышленности, ЖКХ и теплоэнергетики. Эффективность предлагаемых решений отработана на десятках объектов с самыми различными отраслевыми требованиями к качеству очищенной воды.
Поверхностные и подземные водоисточники для нецентрализованного водоснабжения частного дома
Нецентрализованное водоснабжение, называемое также децентрализованным или местным водоснабжением, отличается от централизованной системы водоснабжения отсутствием организованной сети трубопроводов, используемой для подачи и распределения воды между несколькими точками водоразбора. Децентрализованная система водоснабжения осуществляет автономное обеспечение водой локального потребителя непосредственно из водоисточника и не зависит от поставок воды из централизованной магистрали, даже если она проходит где-то неподалеку.
Принцип работы системы нецентрализованного водоснабжения
- источника воды;
- системы забора и подачи воды;
- фильтров грубой и тонкой очистки;
- сантехнических приборов внутри дома.
Для нецентрализованного водоснабжения частных домов характерны следующие классификационные признаки:
- По категории применения воды – расходы на хозяйственно-питьевые нужды: >
- питье и приготовление пищи;
- купание и стирка;
- поддержание чистоты в жилище.
- По способу подачи воды – механизированная подача погружными и поверхностными насосами.
- По способу использования влаги – прямоточное водоснабжение с однократным использованием воды.
- По типу водоисточников: >
- природные поверхностные источники – реки, озера, водохранилища;
- природные подземные источники – родники, колодцы, скважины.
Требования к водоисточнику системы автономного водообеспечения
Выбор источников водоснабжения для автономного обеспечения влагой частной загородной застройки является ответственной задачей, так как в зависимости от вида водоисточника в состав системы водообеспечения включаются разнообразные технические средства и сооружения, влияющие на стоимость её строительства, оснащения и эксплуатации. Нецентрализованные источники водоснабжения для частных домов должны отвечать следующим требованиям:
- обеспечивать бесперебойность снабжения водой с учетом потребностей пользователей;
- вода нецентрализованного водоснабжения из водоисточника должна быть такого качества, которое максимально соответствует нуждам пользователей, либо позволяет получить требуемое качество путем технологически простой и дешевой очистки;
- обеспечивать подачу воды к дому с минимальными затратами;
- обладать достаточной мощностью, чтобы отборы воды из него не нарушали сложившуюся экологическую систему.
Требования к воде для хозяйственно-питьевых нужд
Вода, используемая в автономных системах для хозяйственно-питьевых нужд жильцов частного дома, должна отвечать следующим санитарно-гигиеническим требованиям:
- быть прозрачной, без каких-либо намеков на муть;
- быть невредной для человеческого здоровья, не содержать побочные примеси;
- не иметь запаха и какого-либо привкуса;
- не содержать болезнетворных микроорганизмов и бактерий.
Практически всеми этими качествами обладает вода из подземных источников, которую можно подавать пользователям без очистки. Однако вода подземных водоисточников обладает значительной жесткостью и нуждается в умягчении – удаления излишних количеств растворенных солей.
Классификация источников водоснабжения для частного дома
По своему естественному происхождению источники водоснабжения дома являются природными водоисточниками.
Дополнительная информация. С развитием современных технологий градостроительства в ряде стран (Казахстан, Израиль, Арабские Эмираты и др.) для водоснабжения используются искусственные источники воды, созданные на базе промышленных опреснительных установок.
Природные источники нецентрализованного водоснабжения индивидуальных построек подразделяются на два типа:
- Пресноводные поверхностные источники водоснабжения, к которым относятся:>
- водоемы, представленные озерами, прудами, водохранилищами, обводненными карьерами, природными выходами подземных вод (родников и гейзеров);
- водотоки, представляющие собой реки, ручьи, каналы.
- Для поверхностных источников характерны сезонные колебания качества влаги, ухудшение которого вызывается загрязнениями в период паводков, интенсивных дождей и таяния снегов.
- Подземные источники водоснабжения, к которым относятся:
- водоносные горизонты, представленные водонепроницаемыми пластами, между которыми скапливаются подземные воды;
- бассейны подземных вод, состоящие из водоносных и слабопроницаемых пластов и характеризующиеся сложившимся балансом питания/разгрузки подземных вод.
Это важно! Подземные воды не содержат взвешенных частиц, прозрачны и бесцветны.
Использование поверхностных источников
Поверхностные источники широко используются в хозяйственно-питьевом централизованном водоснабжении крупных городов благодаря следующим обстоятельствам:
- огромные запасы влаги, превосходящие объемы доступных подземных водоисточников;
- практически постоянный дебит воды;
- доступность воды для забора в системы водоснабжения;
- средняя степень минерализации.
Однако открытым водоемам присуще постоянное загрязнение пылью из окружающего воздуха, сточными водами от населенных пунктов и водосбросами промышленных предприятий. В речной и озерной воде в больших количествах содержатся минеральные и органические примеси (песчинки, глина, ил, органика растительного и животного происхождения).
Чтобы влага поверхностных источников соответствовала санитарно-гигиеническим требованиям для питьевой воды, необходимо проводить ее специальную предварительную обработку – фильтрацию, очистку и обеззараживание. В случае централизованного водоснабжения обустраиваются дорогостоящие системы водоочистки с выделением охранной зоны водозабора (для рек охранная зона составляет 100м и 200 м по течению и против него соответственно). Затраты на подобные мероприятия для индивидуальных пользователей превышают расходы по бурению артезианской скважины. Поэтому нецентрализованное водоснабжение дома из открытого водоема или автономное водоснабжение дома из реки используется для хозяйственных нужд и поливов.
Использование подземных источников
Захват подземных вод осуществляется с помощью специально оборудованных водозаборных сооружений – колодцев и скважин. С позиций обеспечения качества подземной влаги и ее защищенности от внешних загрязнений артезианские воды обладают наиболее высокими санитарно-гигиеническими качествами. Они безопасны по эпидемическим критериям, безвредны по химсоставу, благоприятны по органолептическим свойствам. Влагу из артезианских скважин население употребляет без предварительной очистки.