Глава 2. Водоснабжение городов

2.1. Рациональное использование водных ресурсов

Водоснабжение основано на использовании природного сы­рья — воды.

Рациональное использование природных водных ресурсов и охрана окружающей среды были и остаются одной из важнейших задач.

Правовое регулирование водопользования для питьевых и быто­вых нужд основывается на двух принципах: общедоступность питье­вой воды для всех граждан и приоритет использования воды для питья и бытовых нужд. При этом состав и свойства воды должны отвечать определенным требованиям.

Для всех водопользователей установлен единый порядок сброса сточных вод в водоемы. «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» устанавливают предельно допусти­мые концентрации (ПДК) вредных веществ, влияющих на качество воды водоемов. Действуют и «Правила санитарной охраны при­брежных вод морей». Для очистки акватории моря, например, от нефти, требуется оборудование портов и портовых пунктов специ­альными механизмами и судами, осуществляющими сбор нефти и последующую утилизацию нефтяных остатков.

Установлено, что человечество в день потребляет 7 млрд. т во­ды. При этом ее основными потребителями являются промышлен­ный и сельскохозяйственный комплексы. Поэтому рациональное использование воды, в первую очередь, означает упорядочение объемов потребля­емой воды непосредственно на предприятиях. Большое внимание должно уделяться созданию систем повторного и оборотного водо­снабжения на промышленных предприятиях и разработке бессточ­ных схем канализации. Важным является разработка новых тех­нологий с целью сокращения водоемких процессов производства и исключения из технологических процессов канцерогенных ве­ществ. Не менее важной с экономической точки зрения является интенсификация уже известных методов очистки сточных вод, более широкое использование способов доочистки биологически очищен­ных стоков, а также создание новых эффективных очистных комп­лексов.

Водохозяйственные балансы и прогнозы, составленные во всех промышленно развитых странах, показали, что спрос на воду на­много превышает предложение. Запасы пресной воды на Земле уменьшаются катастрофически и по прогнозам ЮНЕСКО к 2100 г. человечество будет испытывать настоящий водяной голод. Поэтому многие страны мира включились в проведение исследований, напра­вленных на уточнение данных о своих водных ресурсах, на решение проблемы искусственного производства пресной воды и на создание экономически выгодных способов и методов опреснения вод Миро­вого океана.

2.2. Характеристика природных источников водоснабжения и требования, предъявляемые к ним

Выбор источника водоснабжения является одной из наиболее ответственных задач при проектировании любой системы водоснаб­жения. Источник водоснабжения определяет:

характер системы водоснабжения;

технологическую схему водоснабжения и состав сооружений, входящих в нее;

экологическую стабильность объекта водоснабжения;

строительную и эксплуатационную стоимость системы водосна­бжения.

Практически все используемые для целей водоснабжения при­родные источники могут быть отнесены к двум группам:

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

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабже­ния для каждого данного объекта требует тщательного анализа водных ресурсов района, в котором он расположен. При выборе реки в качестве источника водоснабжения необходимо учитывать сезонные колебания ее расхода. Периодически пересыхающие или промерзающие реки не могут быть использованы в качестве источ­ника водоснабжения. Однако по своему дебиту средние, крупные реки и водохранилища могут удовлетворить потребность в воде большинства городов. Интенсивное же использование подземных вод в качестве источников водоснабжения приводит к осушению поверхности земной коры и возникновению тектонических подви­жек грунтов.

Поверхностные источники характеризуются значительными ко­лебаниями качества воды и количества загрязнений в разные пери­оды года.

Вода рек и водохранилищ обладает значительной мутностью, высоким содержанием органических веществ (особенно в период паводков), значительной цветностью. Кроме того, в речной воде содержится значительное количество бактерий, включая патогенные (болезнет­ворные), количество которых измеряют коли-титром (тот наимень­ший объем воды, в котором еще содержится кишечная палочка) или коли-индексом, числом кишечных палочек, содержащихся в 1 л во­ды. Вода озер отличается малым содержанием взвешенных веществ, малой мутностью, значительной минерализацией, цветностью. Подземные воды, как правило, прозрачны и бесцветны. Артезианс­кие воды, перекрытые сверху водонепроницаемыми породами, за­щищены от поступления проникающих с земли стоков. Они облада­ют высокими санитарными качествами (т. е. не требуют глубокой очистки). Однако подземные воды имеют повышенную жесткость, часто содержат много железа и фтора, что требует использования специальных установок по их удалению.

Сопоставляя основные показатели качества воды природных источников с требованиями, предъявляемыми к качеству воды глав­ных групп потребителей, можно сделать вывод, что для целей водоснабжения населенных мест наиболее подходящими яв­ляются подземные воды. Однако, принимая во внимание, что для крупных населенных мест дебит подземных вод часто оказывается недостаточным, водоснабжение большинства крупных городов пол­ностью или в значительной степени базируется на использовании поверхностных вод.

Источник водоснабжения должен отвечать следующим основ­ным требованиям: обеспечивать бесперебойное поступление требуемого количества и качества воды с учетом роста потребности в водоснабжении; обладать достаточной мощностью (отбор воды не нарушает экологическое состояние жизнедеятельности водоема); находиться на кратчайшем расстоянии от объекта водоснабже­ния.