Лекция №2

Тема: Общие вопросы и подходы к водоснабжению.

1. Краткая характеристика водных ресурсов Украины.

2. Водные объекты городов и их использование.

3. Зоны санитарной охраны водосборов.

4. Водопользование и водоотведение.

Вода выполняет три функции:

1. Является важным минеральным сырьём и главным ресурсом потребления.

2. Является основным компонентом всех механизмов в экосистеме.

3. Является основной составной частью всех ЖО.

Запасы водных ресурсов превращаются в сплошную оболочку Земли, достигующие толщины 2,5 км.

Ежегодно происходит испарение с поверхности планеты и исходя из понятия «плёнки» высота испаряющего слоя достигает 100 см.

Благодаря круговороту запасы воды постоянно обновляются. Период обновления вод различный:

• Мировой океан 2 млн. лет

• Подземные воды 1 год

• Речные – 12 суток

• Пары атмосферы 9 суток

В Украине запасы воды достигают 15 млрд. м³ из которых пригодны к использованию – 7.

На Украине насчитывается 22 тыс. рек. В среднем речной сток составляет 80 млрд. м³, в засушливые годы 50.

Неравномерно распределены в Украине. В Юго-западном экономическом районе сосредоточено 70% запасов и там проживает 40% населения, 30% приходится на Донецко-Приднепровский и Южные экономические районы, где проживает 60%. Поэтому в Восточной Украине и Крыму ощущается острый дефицит воды. Для снабжения этих районов введены каналы: Северский Донецк-Донбасс, Северо-Крымский.

Водоснабжение (ВС) от слова снабдить (водой), дать что-то нужное.

Снабжение – совокупность мероприятий по удовлетворению материального потребления населения или каких-то организаций.

ВС – комплекс мероприятий по удовлетворению водой.

Издавна реки, озёра служили источником ВС. Вместе с тем они использовались для сбора отходов жизнедеятельности людей, домашнего скота, что приводило их к загрязнению и невозможности использования в качестве питательных источников. Особенно это касалось тех населённых пунктов, которые располагались вниз по течению. Реки были и остаются разносчиками возбудителей инфекционных заболеваний.

Основным источником ВС является речной сток.

Сток – перемещение воды атмосферных осадков с некоторой поверхности (поверхностный сток) из некоторого объёма – толщины земной коры (в том числе подземный сток) или совокупно с некоторых территорий (бассейна). Сначала в ручьи и реки, затем в океан или замкнутые континентальные водоёмы, откуда вода продолжает свой оборот иными путями.

Сток – количество воды стекающей с данного участка суши (водосбора) за определённое время (сутки, месяц, год).

Сток выражают:

1. Средним расходом воды

2. Слоем стока или

3. Объёмом

4. Модулем стока

5. Коэффициентом стока доли, единицы.

Водосток – это круговорот воды, а стоки – это сточные воды.

В Украине в Донецкой области насчитывается 240 малых рек, протяжённостью 5410 км и 5 больших 100 км: Волчья, Кальмиус, Миус, Крымка, Казенный торец.

Поскольку многие реки Донецкой области формируются не за счёт естественного стока, а за счёт сточных вод, также карьерных вод, шахтных и промышленных, то для регулирования местного водостока создано 152 водохранилища, объёмом 891 млн. м³ из них 10 являются питьевыми.

Дефицит воды в Донецкой области на питьевые, с/х цели составляет 500 млн. м³.

К водным объектам расположенным в городской черте относятся поверхностные водные объекты: водотоки, водоёмы, моря и подземные воды.

Территория сток с которой формирует водный объект называется водосборной площадью.

Водотоки – реки, каналы, ручьи.

Реки подразделяются на:

• Малые

• Средние

• Большие

Согласно общей площади вода сбора: до 2000 км²

2000-50000

>50000

Водоёмы: озёра, водохранилища, пруды.

Классифицируются по размеру на четыре категории. Критериями являются площади поверхности , объём и максимальная глубина .

• Малые до 10

• Средние 10-100

• Большие 100-1000

• Очень большие >1000

Моря подразделяются на: окраинные, внутренние и территориальные.

Устьевая область реки впадающая в море безрукавным руслом называется эстуарием или лиманом. Классифицируется по преобладающему гидрогеологическому режиму: стоковые, приливно-отливные, сгонно-нагонные и по колебаниям уровня:

• Малые до 0,5 м

• Средние 0,5-1,0

• Большие >1 м

Подземные воды подразделяются на водоносные горизонты и комплексы образования в подземелье, бассейны и места рождения. Подземные воды изливающиеся на поверхность называются родниками или источниками. По функциональному назначению городские воды делятся на: природные, природно-рекреационные, рекреационные для купания, декоративные, технические (отстойники). Принадлежность определяется местоположением в городе, происхождением (природные или искусственные), степенью проточности, водообменном и качественным составом.

В пределах городской черты водные объекты служат градоформирующим фактором.

Ориентируются и развиваются жилые кварталы, улицы.

Городские водоёмы и водотоки обладают эстетической значимостью. Используются для создания рекреационных комплексов, а при наличии судоходных рек и каналов, в пределах города расположены порты. Если раньше населённые пункты «прижимались» к рекам, а водораздельные пространства оставались нетронутыми, то водоразделы превращаются, либо в жилую, либо в промышленную зоны. При этом изменяется водосборная площадь, вырубленные леса, засыпались малые ручьи, спрямлялись русла больших и средних.

Несоблюдение гидрологического баланса в условиях города становится причиной подтопления, а неорганизованные застройки прибрежных территорий сужали пойму реки. Часть рек попадали под застройку полностью или частично уходили в подземные коллекторы. Забор воды из поверхностных водных объектов осуществляется только для технического снабжения поливки городских территорий и пожаротушения.

Для обеспечения централизованного ВС города используют водообъект отвечающий нормам и требованиям источников хозяйственно-питьевого ВС и находятся на экологически-благополучных территориях.

С целью обеспечения надёжной СЭ обстановки вокруг поверхностных источников водоснабжения и водопроводных сооружений устанавливают зоны санитарной охраны.

ЗСО – район водозабора или другого источника водоснабжения, где устанавливают особый режим охраны вод от загрязненных ХВ, заражённых организмами.

ЗСО делится на 3 пояса:

1. Строго режима с ограждением и запрещением строительства. Границы для водотоков вверх не менее 200 м от водозабора, вниз не менее 100 м от водозабора. По прилегающему к водозабору берегу не менее 100 м от уреза воды летне-осенней межени. И 50 м по противоположному берегу при ширине реки менее 100 м. Для водоёмов ширина зоны устанавливается: не менее 100 м по акватории.

Второй и третий пояса – пояса режима ограничений (сохранение существующей растительности, дополнительной посадкой лесов, особенным санитарным режимом), где отдельные формы природользования допускают ограниченное строительство. Границы второго пояса определены вверх, временем протекания не менее 3 ч до водозабора. Нижняя граница – не <250 м. Боковые от 500 до 1000 в зависимости от рельефа. Для водоёмов во всех направлениях не менее 3 км от водозабора, не менее 500 м от уреза воды по прилегающему берегу. Границы третьего пояса вверх по течению совпадают с границами второго. Боковые проходят по водоразделу, но не менее 3-5 км от водотока или водоёма. В пределах второго и третьего поясов принимаются меры по предупреждению загрязнения.

Территория первого пояса должна быть спланирована для отвода поверхностных вод за её пределы. Должна быть озеленена, ограждена.

На акваториях ограждается буями или другими знаками.

Все виды хозяйственной деятельности запрещены, кроме размещения определённых зданий. Территория охраняема, и доступ посторонних лиц запрещен.

Санитарные мероприятия должны выполняться:

1. В пределах первого пояса владельцами

2. Второй, третий пояс, владельцами оказывается отрицательное влияние на качество.

СЭН осуществляется органами и учреждениями СЭС.

Лекция №3

Тема: Основы водоснабжения (ВС)

1. Общая характеристика ВС

2. Классификация систем ВС

3. Нормы и режим водопотребления

4. Природные источники ВС и требования к ним

5. Требования к качеству воды источников ВС

ВС

Водопотребление Водоотведение

(Водопровод) (канализация)

ВС – обеспечение водой различных водопотребителей для удовлетворения хозяйственно-питьевых, технических и противопожарных нужд.

Все отрасли народного хозяйства делятся на: водопотребителей и водопользователей.

Водопотребители

1. Используют извлеченную воду из источников для производства какого-либо типа продукции, а также для жизнеобеспечения населения.

2. Возврат использованной воды в меньшем количестве другого качества и в другое место.

Например, берем воду из Северского Донца и возвращаем не сразу, в другом количестве. Жидкая часть исходной воды растворится.

Когда идёт пожаротушение вода не возвращается, часть испаряется.

Водопользователи

1. Не извлекают воду из источников, а используют её как среду.

Например: рыбное хозяйство, водный транспорт.

2. Источники являются источниками энергии (альтернативная).

Т.о комплекс инженерных сооружений и мероприятий, обеспечивает получение воды из природных источников, её очистку, транспортирование и подачу потребителям, называется системой ВС и называется водопроводом.

На все виды существуют нормативные показатели расхода водопроводной воды и в зависимости от её использования нормативы по качеству.

В коммунальном хозяйстве потребление воды жителями населённых пунктов характеризуется удельным суточным потреблением на одного жителя

а) физиологические потребности – 200 л или 0,2 м³/сут. чел.

б) для работы коммунального хозяйства (хозяйственно-питьевые нужды) - 0,1 м³/сут. чел.

в) поддержание чистоты в городе - 0,1 м³/сут. чел.

г) нужды промышленности 0,1-0,2

а+б+в+г=0,5-0,6 м³/сут. чел.

Миллионный город исчисляется в млн м³/сут. чел.

Пример, в Киеве был парализован город от воды!

Водопроводная вода загрязняется в процессе использования, такая вода называется сточной – содержатся органические загрязнители. Сточные воды содержат вредные минеральные примеси после полива сельскохозяйственных угодий, содержатся токсические примеси и различные вредные соединения, в том числе и ионы тяжёлых металлов.

Комплекс инженерных сооружений и мероприятий, обеспечивает сбор сточных вод за пределы населенного пункта и промышленных предприятий, включающих очистку и обеззараживание называется канализацией.

Канализация делится на: вывозная и сплавная.

Суть вывозной заключается в том, что сточные воды сливаются в определённые ёмкости (выгребы) в которых отбросы периодически вывозятся гужевым или автомобильным транспортом на специально отведённые площадки земли на ассенизационные поля.

Компост – ассенизационная яма.

Сплавная – представляет собой сеть, где подземные трубопроводы удаляются самотёком, в зависимости от качественно-количественных показателей сточных вод удаление происходит:

1. Непосредственная перекачка в водоёмы, иногда происходит удаление взвесей.

2. Через очистные сооружения, где происходит очистка и обеззараживание, и в зависимости от качества сброс происходит в водоёмы или в водопроводную сеть.

Например, канализационные сооружения были в Египте, Индии.

В Европе не предусматривалась очистка, и происходил сбор, был нарушен бактериологический и гидрологический режим.

Преимущество сплавной канализации заключается в том, что наличие трубопроводов позволяет опустить их ниже уровня поверхности, используя мосты и такие образом, создавая санитарно-гигиенические условия для нормального существования жителей населённого пункта. Плюс к этому освобождается свободная площадь и населённый пункт может возрастать, что ценно для городов.

Структура системы ВС состоит из:

1. Водоприёмные сооружения

2. Водоподъёмные сооружения

3. Очистные сооружения

4. Накопительные (башни и резервуары, регулированные напоры и расходы)

5. Сеть трубопроводов, предназначенная для транспортировки воды от сооружения к сооружению.

Для целей ВС используют две основные группы:

• Поверхностные (реки, озёра, хранилища)

• Подземные (грунтовые, артезианские, родники)

Система ВС города – это сложный комплекс сооружений и технологического процесса для бесперебойного обеспечения потребителей водой требуемого качества и объёма.

Обычно в городах системы ВС являются совместными для живой и промышленной зоны. В отдельных случаях на крупных предприятиях существует собственная система водного хозяйства с полным циклом технологическим от забора воды до её очистки обезвреживания, обеззараживания и утилизации твёрдой фазы.

Выбор схемы ВС определяется типом источника:

1 - приёмное устройство

2 - насосная станция 1 подъёма

3 - очистные сооружения

4 - резервуары чистой воды

5 - насосная станция 2 подъёма

6 - водовод

7 - водонапорная башня

8 - распределитель

В зависимости от природных условий, требований водопотребления или исходя из экономических соображений, насосные станции первого подъёма могут быть совмещены с водоприёмным сооружением или объединены в одном здании с насосным сооружением второго подъёма.

Насосы второго подъёма могут быть объединены в одном блоке с водоочистными сооружениями и резервуарами чистой воды (блок 3,4 и насос).

Вторая схема, когда источники подземные:

Выпадает блок очистных сооружений

Родник – то, что может выходить на поверхность.

2 года назад были обследованы рудники в Днепропетровске.

Состояние сооружений зависит от:

1. Вида источника

2. Качества воды

3. Требований потребителя к качеству воды

Станцией второго подъёма из резервуаров подаётся в населённый пункт, и имеют водопроводную сеть.

Использованные сточные воды подаются на городские очистные сооружения.

Атмосферные воды отводятся дождевой сетью, проходят очистку от взвешенных веществ и нефтепроводом на сооружения, и также сбрасываются в биологические пруды или приёмник водоёма.

Промышленные предприятия потребляют как питьевую воду, так и техническую.

Техническая вода используется в водооборотных системах.

Современные схемы ВП предусматривает возможность подачи на технические нужды промышленных предприятий очищенной воды из биопрудов.