3.11. Охрана подземных вод от истощения и загрязнения

Сохранение высокого качества и запасов подземных вод может быть обес­печено прежде всего путем разработки и организации щадящих режимов экс­плуатации подземных водоносных горизонтов. Соблюдение этих режимов возможно на основе надежной системы контроля как за количественными показателями объемов подземных вод, так и, в особенности, за изменением их состава на уровне макро- и микроэлементов. Наблюдения за составом подземных вод на уровне микроэлементов позволяет не только зафиксиро­вать ухудшение их качества, но и своевременно внести коррективы в режим эксплуатации водозаборов. В результате изучения и систематизации матери­ала по составу артезианских вод появляется возможность объективного опре­деления допустимых уровней эксплуатации этих вод, при котором гарантиру­ется приемлемое качество на длительную перспективу.

Другим направлением охраны подземных вод от загрязнения является локализация, ликвидация и предотвращение появления новых техногенных

Раздел 3. Водная среда города 145

и сточников загрязнения водоносных горизонтов. Это касается накопителей жидких и твердых отходов, канализационных систем и очистных сооруже­ний, нефтепроводов и хранилищ нефтепродуктов.

Существующие тенденции расширения техногенного воздействия на всю глубину зоны активного водообмена ведут к быстрому сокращению объема кондиционных для питьевых целей подземных вод. Поэтому необходимо офаничить использование кондиционных подземных вод на непитьевые нужды и отделить собственно питьевое водоснабжение из подземных источников от остального хозяйственно-бытового и промышленного водоснабжения.

3.12. Методы пополнения запасов подземных вод

Увеличение отдачи подземных водоносных горизонтов может быть до­стигнуто за счет искусственного пополнения запасов подземных вод.

Искусственное пополнение запасов подземных вод — это комплекс ин­женерных мероприятий, направленных на увеличение питания подземных вод, увеличение или сохранение эксплуатационных ресурсов водоносного го­ризонта или месторождения подземных вод, а также на улучшение или со­хранение качества получаемой воды. В ряде случаев таким способом удается продлить срок работы существующих водозаборов.

Основным источником восполнения запасов подземных вод является речной сток. Другими источниками могут служить воды временных водото­ков, ливневые и талые воды, воды шахтного водоотлива, вертикальных и горизонтальных дренажей при условии, если они удовлетворяют существую­щим требованиям к качеству воды.

Существуют два основных метода искусственного пополнения — распре­деление и нагнетание — с различными модификациями. Метод распределения используется для пополнения запасов подземных вод безнапорных горизон­тов в условиях, когда зона аэрации сложена хорошо проницаемыми отложе­ниями или же залегающий с поверхности слабопроницаемый слой суглинков или глин имеет мощность не более 4 м. В этих случаях инфильтрационные сооружения называются открытыми. Метод нагнетания применяется для за­качки воды в напорные водоносные горизонты или же в условиях, когда с поверхности земли залегают мощные (более 10 м) слои слабопроницаемых пород. Метод распределения может выполняться различными способами: устройством инфильтрационных бассейнов, каналов, траншей, котлованов; затоплением участков естественной поверхности или специально подготов­ленных (например, устройством борозд) площадок; расчисткой русл посто­янных и временных водотоков с целью усиления инфильтрации из реки (рус­ловой метод). При толщине слабопроницаемого покровного слоя 5—20 м ис­пользуются многочисленные засыпаемые гравием фильтрующие колодцы диаметром 1 и более метров. Метод нагнетания предусматривает применение нагнетающих скважин и галерей, в которые воды подаются под давлением -так называемые закрытые инфильтрационные сооружения. Своеобразным способом искусственного пополнения можно считать усиление питания экс­плуатируемого водоносного горизонта смежными, залегающими выше или

146 Экология города

н иже эксплуатируемого, путем бурения и оборудования скважин, соединяю­щих питающий и пополняемый водоносные горизонты при условии, что на­поры в питающих горизонтах выше.

Отрицательным фактором, влияющим на снижение производительности инфильтрационных сооружений во времени, является кольматация фильтру­ющих поверхностей взвешенными в воде частицами. Кроме взвесей, суще­ственными факторами кольматации могут быть бактериологическое заиле­ние, связанные газы, воздух, повышенное содержание железа и т.д. Вслед­ствие этого инфильтрационные сооружения приходится периодически чистить от 3—4 раз в год до одного раза в несколько лет, чаще 1—2 раза в год. Полный период работы между двумя расчистками называется фильтроциклом.

В отдельных случаях с целью получения осветленной воды для техничес­кого водоснабжения могут устраиваться скважинные, галерейные и лучевые водозаборы вблизи водоемов. В случае разделения городских систем водо­снабжения на питьевой и хозяйственно-технический водопроводы, что в бли­жайшем будущем представляется вполне реальным, подобные водозаборы, размещенные в пригородах (скажем, на входе рек в город) могли бы постав­лять воду непитьевого назначения и составили бы серьезную конкуренцию поверхностным источникам. Преимущество их состоит в более высоком ка­честве воды: отсутствии взвешенных частиц, водорослей, меньшем бактери­альном загрязнении, что упрощает и удешевляет водоподготовку. Такие ин­фильтрационные сооружения можно разместить ближе к потребителю и сни­зить тем самым затраты на транспортировку воды. Кроме того, такой способ водоснабжения практически не зависит от климатического фактора и имеет большую защищенность источника водоснабжения, по сравнению с откры­тыми водоемами.