Характеристика
Чаще всего под источниками водоснабжения, подразумеваются природные ресурсы в виде поверхности, земли и прослоев, атмосферы. Это могут быть реки, водохранилища, глубокие артезианские воды и другие объекты.
Каждый источник имеет свое происхождение, отличается составом, качественными характеристиками с точки зрения потребления и санитарной надежности. Комплекс этих свойств дает ответ на вопрос, можно ли использовать данную воду для определенных целей.
Характеристики также определяют объем, в котором могут быть использованы конкретные источники воды. Например, артезианская вода сама по себе отличается благоприятными санитарными свойствами, которые делают ее пригодной для бытового использования.
Ресурсы поверхностных источников воды обычно используются для бытовых целей, так как они наименее пригодны для приготовления пищи из-за их уязвимости к загрязнению. Однако существуют специальные системы очистки таких вод с подключением дезинфицирующих средств.
Классификация
Типы источников водоснабжения:
Атмосферные воды : дождь, снег, лёд.
Поверхностные воды: моря, реки, водохранилища, озера, ручьи и т.д.
Подземные воды: Верховодные, грунтовые, межпластовые напорные (артезианские и ненапорные.
Поверхностные источники водоснабжения
Природные источники поверхностных вод включают в себя:
- Моря, их заливы и проливы;
- Водотоки (реки, каналы, ручьи);
- Водные объекты (озера, пруды, болота);
- Естественный отток грунтовых вод на поверхность (гейзеры, родники, фонтаны);
- Снежные поля и ледники.
Поверхностные источники водоснабжения имеют большую площадь водной поверхности. Доступную для организации различных природных и антропогенных процессов, и большую пропускную способность годового стока.
Эти факторы определяют приоритет поверхностных водных объектов. При выборе источника водоснабжения для крупных промышленных центров и населенных пунктов с большим населением.
Главной характеристикой водохранилищ является большой объем воды. Это открытые водоемы, где процветает биологическая жизнь. У них свое преимущество — это самоочищение воды.
Но есть и недостаток — это загрязнение всеми видами химических и бактериологических процессов. Наиболее загрязненными источниками водоснабжения являются поверхностные воды.
Лучшими источниками поверхностного водоснабжения являются реки. Чаще всего они используются для городского водоснабжения.
Для большинства рек основными источниками водоснабжения являются дождь, снег и ледниковая вода. В сухое время года и в период замерзания грунтовые воды являются источником водоснабжения рек.
Реки, как правило, имеют несколько источников снабжения с преобладанием одного или двух из них, варьирующихся в зависимости от времени года.
Озера и пруды используются для небольших поселений. Искусственные водохранилища используются как сложная конструкция для всех видов водопроводных сетей.
Следует отметить, что санитарно-гигиенические характеристики поверхностного источника водоснабжения не являются постоянными. Все дело в том, что бактериальный и химический состав воды часто меняется, особенно в сезон дождей или таяния снега.
Например, летом во многих водоемах происходит цветение воды, что значительно ухудшает качество воды из-за продуктов распада флоры и фауны.
Особенности
Реки и водохранилища, построенные на них с этой целью, чаще всего используются для организации централизованного, промышленного или бытового водоснабжения.
Характерными показателями качества речной воды являются высокая цветность и мутность (особенно в период половодья). Высокое содержание природных органических веществ (гуминовой и фульвовой кислот. Растительной и животной органики), обильная микрофлора.
В то же время речная вода характеризуется низкой минерализацией и низкой карбонатной жесткостью, что является одним из безусловных требований в системах промышленного водоснабжения.
Озерная вода характеризуется крайне низким содержанием взвешенных веществ, т.е. озерные воды, особенно образующиеся в горных районах, имеют низкую мутность и цвет. Степень солености воды в озерах весьма различна.
Поверхностные водные источники характеризуются значительными сезонными колебаниями показателей качества воды и количества загрязняющих веществ в них.
В осенне-весенний период, и особенно во время паводков, показатели мутности и цветности резко возрастают. Эпидемиологические показатели значительно ухудшаются, а общая твердость, наоборот, снижается.
Качество речной воды в значительной степени зависит от интенсивности атмосферного стока, таяния снега, поверхностного стока с сельскохозяйственных угодий и мест скота, городского и ливневого стока, а также неочищенных или неочищенных промышленных сточных вод.
Поверхностные источники водоснабжения, из-за их доступности более подвержены загрязнению, чем грунтовые воды.
Характер и степень загрязнения определяются количественным и качественным составом неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод.
Сбросами из ирригационных систем, наличием рыболовецких хозяйств, рыболовецких предприятий и мест массового купания.
Наиболее частыми загрязнителями из поверхностных источников являются различные органические и неорганические соединения, патогены кишечника, простейшие и яйца гельминтов.
Среди химических веществ в речных водах чаще всего встречаются фенолы, нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, хлорорганические и другие пестициды, алифатические амины, ароматические углеводороды и соли тяжелых металлов.
В орошаемых сельскохозяйственных районах оросительные каналы могут использоваться в качестве источников воды, вода которых небезопасна по эпидемическим показателям и содержит огромное количество пестицидов. Невозможно использовать такую воду без предварительной обработки.
Использование поверхностных источников
Поверхностные источники воды широко используются в централизованном бытовом и питьевом водоснабжении крупных городов в связи со следующими обстоятельствами:
- огромные запасы влаги, превышающие объем имеющихся подземных источников;
- почти постоянный поток воды;
- наличие воды для забора в системах водоснабжения;
- средняя степень минерализации.
Однако открытые водоемы постоянно загрязняются пылью из окружающего воздуха, сточными водами из населенных пунктов и сточными водами промышленных предприятий.
Вода в реках и озерах содержит минеральные и органические примеси (зерна песка, глины, ила, органические вещества растительного и животного происхождения) в больших количествах.
Для того чтобы поверхностные воды соответствовали санитарно-гигиеническим требованиям к питьевой воде, необходима специальная предварительная обработка — фильтрация, очистка и дезинфекция.
В случае централизованного водоснабжения реализуются дорогостоящие системы водоподготовки с выделением охранной зоны водозабора (для рек охранная зона составляет 100 м и 200 м соответственно выше и ниже по течению).
Стоимость таких мер для отдельных пользователей превышает стоимость бурения артезианской скважины. Поэтому для бытовых нужд и орошения используется нецентрализованная подача воды в дом из открытого водохранилища или самостоятельная подача воды в дом из реки.
Подземные источники водоснабжения
Верховодка
это скопление жидкости на поверхности водоупорных или слабопроницаемых пород, которые лежат ближе к поверхности земли и не имеют постоянного распределения.
Они образуются в результате инфильтрации атмосферных и поверхностных вод, захваченных непроницаемыми или слабопроницаемыми швами и линзами, а также конденсации водяного пара в горных породах.
Для них характерна сезонность существования: в периоды засухи они часто исчезают, а в периоды дождей и интенсивного таяния снега вновь появляются.
Подвержены резким колебаниям в зависимости от гидрометеорологических условий (количество атмосферных осадков, влажность воздуха, температура и т.д.). Кроме того, вода, временно появляющаяся в болотных образованиях торфяников, также называется верховодкой.
Верховодка, как правило, пресная вода, с низким уровнем минерализации, но часто загрязненная органическими веществами, содержит большое количество железа и кремниевой кислоты. В целом, не может служить хорошим источником водоснабжения.
Однако, при необходимости, принимаются меры по искусственному сохранению высокого уровня воды: установка прудов; отвод воды из рек, обеспечение постоянной подачи воды в эксплуатируемые скважины; посадка растительности, замедление таяния снега; создание резервуаров для хранения воды и т.д.
В пустынных районах, с помощью канав в глинистых районах — такыров, атмосферная вода отводится на смежные участки песков, где создается линза грунтовых вод, представляющая собой определенный запас пресной воды.
Грунтовые воды
это первый постоянный уровень воды с поверхности земли. Они образуются, в первую очередь, в результате инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков и воды из рек, озер, водохранилищ и ирригационных каналов;.
В некоторых местах запасы подземных вод заполняются подъемом воды из более глубоких горизонтов (например, воды из артезианских бассейнов), а также конденсацией водяного пара.
Как правило, грунтовые воды не накладываются на непроницаемые сверху породы, и они не заполняют водопроницаемый слой до полной емкости, поэтому поверхность грунтовых вод свободно стекает, не находясь под давлением.
В некоторых районах, где имеется локальный противофильтрационный слой, грунтовые воды получают местное давление (величина последнего определяется расположением уровня грунтовых вод в прилегающих районах без противофильтрационного слоя). Когда скважина или ствол достигает уровня грунтовых вод, он фиксируется на той глубине, на которой он был обнаружен.
Зоны пополнения и распределения подземных вод совпадают. Следовательно, условия формирования и режим грунтовых вод имеют характеристики, отличающие их от более глубоких артезианских вод: грунтовые воды чувствительны ко всем атмосферным изменениям.
В зависимости от количества осадков поверхность грунтовых вод подвержена сезонным колебаниям: в сухой сезон она уменьшается, во влажный — увеличивается; изменяется также скорость течения, химический состав и температура грунтовых вод.
В непосредственной близости от рек и водохранилищ изменение уровня, скорости течения и химического состава подземных вод определяется характером их гидравлической связи с поверхностными водами и режимом поверхностных вод.
Различия в условиях формирования подземных вод обуславливают зональность их географического распределения, что тесно связано с зональностью климата, почвенного и растительного покрова.
В лесных, лесостепных и степных районах распространены свежие (или слабо минерализованные) грунтовые воды; в сухих степях, полупустынях и низинных пустынях преобладают соленые грунтовые воды, среди которых пресная вода встречается только в отдельных районах.
Подземные источники водоснабжения,, в силу их относительно легкой доступности, имеют большое значение для народного хозяйства как источник водоснабжения промышленных предприятий, городов, поселков, сел в сельской местности и т.д.
Артезианские
Артезианские межпластовые-это подземные воды, заключенные между водоупорными слоями в водоносных пластах под гидравлическим давлением, образующие артезианские бассейны.
После того, как скважина или шурф проходит через непроницаемый слой породы, пока артезианские резервуары не будут готовы, уровень воды поднимается внутри скважины или шурфа над крышей водоносного горизонта.
Иногда вода бьет из земли с большим давлением, образуя фонтаны. Источники артезианского типа чаще всего встречаются на глубинах от 100 до 1000 метров.
В связи с глубиной залегания, эти воды не подвержены воздействию человеческой деятельности в виде загрязнения отходами. На состав источников также не влияют дожди и наводнения.
Вода насыщена солями различных металлов, составляющих землю. Обычно это соли кальция, железа, магния и марганца.
Артезианская вода ценна как источник питьевой воды. Она нуждается в меньшем количестве фильтрации, чем грунтовые воды. В нем меньше бактерий и вирусов. У него низкая концентрация примесей.
Атмосферные осадки как источник водоснабжения
Дождь и снегопад также могут рассматриваться в качестве ресурса для технических и бытовых нужд. Эта вода имеет довольно низкий уровень солености, что делает ее дистиллированной. При необходимости для питья можно также использовать осадки, но только в течение короткого периода времени.
Еще несколько десятилетий назад сбор дождевой воды для различных целей был очень распространен. Но за последние несколько десятилетий использование дождевой воды значительно сократилось. Исключение составляют засушливые регионы.
Однако использование дождевой воды для питья создает определенные риски, к которым особенно восприимчивы пожилые люди, дети и люди с ослабленным иммунитетом. Химическое и бактериальное загрязнение дождевой воды почти всегда присутствует, в той или иной степени.
Дождевая вода позволяет пополнять запасы воды и использовать ее для орошения приусадебных участков.
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.
Требования к источникам водоснабжения
Специалисты обращают внимание на те показатели, которые не меняются даже при бережном обращении. В то время как мутность может быть удалена фильтрами. Концентрация железа может быть снижена путем обезжелезивания.
Сероводород может быть удален путем аэрации и фторидного обессоливания. Что снижает жесткость воды или обессоливания это большие расходы в финансовом плане, которые связаны со сложными технологическими процессами, требующими значительных расходов и энергопотребления.
Поэтому при анализе воды для систем водоснабжения, особенно для питьевой воды, необходимо строго придерживаться стандартов.
Например, сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л, концентрация сульфатов не должна превышать 500 мг/л, хлорида — 350 мг/л, оптимальная твердость — до 7 мг-экв/л. Сегодня большое внимание уделяется радиоактивной безопасности воды.
Обратите внимание: поскольку грунтовые и поверхностные воды имеют разную степень защиты, у каждого из них есть свои требования. Правда, различия незначительны, но они существуют.
