Характеристика источников водоснабжения с точки зрения качества воды и удобства добычи

X
X
Чтобы попасть в дом, вода проделывает длинный путь

Чтобы попасть в дом, вода проделывает длинный путь

Основной источник воды на Земле – мировой океан. Но если говорить о пресной воде, пригодной для питья и бытовых нужд, то её не так много, всего около 3% от общего количества.

И получать её можно из трех природных источников: открытых водоемов, атмосферных осадков и подземных запасов. В этой статье будет дана классификация источников водоснабжения по качеству поставляемой ими воды и способам её добычи.

Атмосферные осадки

Как источник централизованного водоснабжения, дождевая и талая снеговая вода могут рассматриваться только в тех областях, где нет открытых водоемов, а добыча подземных вод сопряжена с большими трудностями и высокими расходами. Но и там, из-за непостоянства дебита (периодичности выпадения и количества осадков) невозможно гарантировать регулярную подачу воды потребителям.

Кроме того, для организации сбора атмосферной воды необходимо сооружать водосборники с большой горизонтальной поверхностью. Поэтому дождевые воды, которые являются основными источниками водоснабжения в данных регионах, чаще всего собираются индивидуально каждым домохозяйством.

Сбор дождевой воды с крыши по водостоку

Сбор дождевой воды с крыши по водостоку

Качество воды

Собираемая из атмосферных осадков вода по своему составу близка к дистиллированной, так как содержит очень мало минеральных веществ и растворенных солей.

К достоинствам такого состава можно отнести:

  • Образование малого количества накипи при нагревании;
  • В мягкой воде хорошо растворяется и пенится мыло.

Но эти качества высоко ценятся только при использовании воды в хозяйственных и технических целях: для полива, стирки и мытья посуды своими руками, заполнения систем отопления и т.д.

Для питья же такая вода без специальной обработки мало пригодна по следующим причинам:

  • Низкая минерализация воды при её длительном употреблении вызывает желудочно-кишечные расстройства и нарушения обмена веществ в организме;
  • Гигиеническая степень её чистоты оставляет желать лучшего. В ней могут присутствовать различные загрязнения, начиная от земляной и вулканической пыли и вредных химических элементов, и заканчивая микроорганизмами.
Так называемые красные или кровавые дожди – следствие высокого содержания в атмосфере вулканической пыли

Так называемые красные или кровавые дожди – следствие высокого содержания в атмосфере вулканической пыли

Для справки. Самыми грязными являются первые порции атмосферных осадков, которые в процессе выпадения постепенно становятся чище.

Степень загрязненности дождевой воды зависит от следующих факторов:

  • Состояния атмосферы и степени загрязненности воздуха (в том числе и выбросами от различных производств);
  • Направления и силы ветра;
  • Частоты и длительности выпадения осадков;
  • Состояния резервуаров для хранения воды и водосборников;
  • Материала кровли, с которой стекает вода и т.д.
Фото водосборной системы с кровли

Фото водосборной системы с кровли

Поэтому атмосферную воду используют для питья только после очистки и обеззараживания. Если это централизованный источник водоснабжения, в качестве обеззараживания применяют метод хлорирования. А в индивидуальных хозяйствах её просто кипятят перед употреблением.

Кипячение – самый доступный способ обеззараживания воды

Кипячение – самый доступный способ обеззараживания воды

Если атмосферные осадки – это единственно возможные виды источников водоснабжения, и их потребление является частым и регулярным, то, во избежание проблем со здоровьем у людей, в воду обязательно добавляют минеральные соли, специально выпускаемые промышленностью для этой цели.

Качественный состав добавок определяется на основе анализа проб воды

Качественный состав добавок определяется на основе анализа проб воды

Способы и технологии добычи

Собирают атмосферную воду самым примитивным способом: устраивают водостоки по периметру кровель и других горизонтальных и наклонных поверхностей. По желобу или трубе она стекает в резервуар – наземный или подземный.

Дальнейшее устройство источников водоснабжения зависит от цели использования воды:

  1. Это может быть обычная бочка, вода из которой забирается ведром, вытекает через кран в нижней части или выкачивается насосом.
Бочка для сбора дождевой воды

Бочка для сбора дождевой воды

  • 1 – водосточная труба от водосборника на крыше;
  • 2 – емкость для сбора;
  • 3 – сетчатый фильтр;
  • 4 – переливная трубка для отвода лишней воды;
  • 5 – решетка ливневой канализации;
  • 6 – кран.
  1. Если же осадки используются как основной или резервный источник водоснабжения дома (см. Водоснабжение частного дома: выбор источника и организация подачи воды), то монтируют систему с большим подземным резервуаром и насосом для подачи воды в систему под напором.
Система водоснабжения из подземного резервуара

Система водоснабжения из подземного резервуара

  • 1 – кровля;
  • 2 – водосточная система;
  • 3 – фильтр грубой очистки;
  • 4 – подземный резервуар;
  • 5 – отвод лишней воды;
  • 6 – канализационная труба;
  • 7 – насос;
  • 8 – домовая водопроводная система;
  • 9 – вывод на поливочный кран.

Открытые водоемы

Открытые пресные водоемы (реки, озера, ручьи, пруды) чаще всего выбираются в качестве централизованного источника водоснабжения для крупных населенных пунктов благодаря относительно стабильному дебиту, достаточному количеству воды и её составу.

Качество воды

Вода из открытых источников обладает средней степенью минерализации, что позволяет использовать её как для хозяйственных, так и для питьевых нужд. Но значительная степень её загрязнения требует предварительной очистки и обработки воды. А это затрудняет её использование в индивидуальных хозяйствах.

Главными источниками загрязнения являются:

  • Пыль из воздуха, оседающая на воду;
  • Продукты жизнедеятельности водных обитателей, а также людей и животных;
  • Стоки с поверхности земли;
  • Стоки, сбрасываемые в водоем различными предприятиями.
Стоки из городской ливневой канализации

Стоки из городской ливневой канализации

Для уменьшения загрязнения открытых и подземных источников, разработаны зоны санитарной охраны – ЗСО источников водоснабжения. Согласно ним, точки водозабора и сброса сточных вод должны находиться на определенном удалении друг от друга.

Степень загрязненности и минерализации вод в открытых водоемах колеблется значительно меньше в зависимости от внешних факторов, чем атмосферная вода.

  • После выпадения осадков степень минерализации снижается, а загрязненность возрастает из-за увеличения стоков с поверхности земли.
  • И наоборот: когда осадков долго нет, или они незначительные, в результате испарения воды, её впитывания в почву и отбора, минерализация возрастает, а загрязненность снижается благодаря процессам самоочищения.

Для справки. Чем больше водоем, тем меньшим колебаниям подвержен качественный состав воды в нем. И тем постояннее гигиеническая характеристика источника водоснабжения.

Добыча и очистка

Чтобы доставить воду от источника до потребителя, используется целая система инженерных сооружений.

Схема водоснабжения из открытого водоема

Схема водоснабжения из открытого водоема

  • 1 – поверхностный источник водоснабжения города;
  • 2 – береговой водозаборный колодец;
  • 3 – насосная станция первого подъема;
  • 4 – станция очистки воды;
  • 5 – резервуар для очищенной воды;
  • 6 – насосная станция второго подъема;
  • 7 – водопровод;
  • 8 – водонапорная башня;
  • 9 – подача потребителям.

Как видите, перед подачей потребителю вода проходит стадию очистки и обеззараживания на очистных сооружениях. Методы обработки зависят от того, каково состояние источников водоснабжения и содержащейся в них воды.

Самые распространенные из них:

  • Отстаивание. Заключается в замедлении или остановке водного потока для того, чтобы содержащиеся в нем взвешенные частицы выпали в осадок.
  • Коагуляция. В воду добавляют раствор сернокислого алюминия или другого коагулянта, который вступает в реакцию с растворенными в ней солями, образуя нерастворимые соединения. Они притягивают к себе мельчайшие частицы механических примесей, с которыми имеют противоположные по знаку электрические заряды. Постепенно укрупняясь, загрязнения быстро оседают на дно резервуара, а при фильтрации лучше задерживаются фильтрами.
Очистные сооружения

Очистные сооружения

  • Фильтрация. Проект источников водоснабжения и водоочистки может включать в себя скорые или медленные фильтры. Первые представляют собой слой чистого песка толщиной 1,5-2 м, засыпанный на слой гравия, лежащего на решетчатом основании.

Вода через него проходит достаточно быстро, не успевая полностью очиститься от взвешенных частиц и микроорганизмов. Поэтому перед фильтрацией её подвергают коагуляции.

Медленные фильтры устроены так же, но на их поверхности из-за очень медленного тока воды образуется биопланктон – пористая биологическая пленка из растительных и животных организмов. Она задерживает любые загрязнения и микроорганизмы без предварительной обработки воды, обеспечивая очень высокую степень очистки.

Обратите внимание. Несмотря на простоту технологии очистки воды медленными фильтрами, они применяются только там, где водопотребление невелико, так как обладают низкой производительностью.

В качестве обеззараживания водопроводной воды из открытых источников, чаще всего применяется хлорирование. Если вода из водоемов используется в индивидуальном порядке, её очищают и обеззараживают с помощью специальных комплексных установок, в состав которых могут входить самые разные агрегаты.

Например:

Если отвечать на вопрос, что является основным источником водоснабжения в мире, то это будут именно открытые водоемы. Только они способны обеспечить в полной мере потребности больших городов.

Но они же больше других зависят от внешних факторов, ведущих к их загрязнению. Достаточно вспомнить такие экологические катастрофы, в результате которых вода для питьевых целей становилась непригодной:

  • Взрыв на Чернобыльской АЭС;
  • Разлив фенола в г.Уфа;
  • Выброс канализационных стоков в г. Орел.

Поэтому данные типы источников водоснабжения должны находиться под особой охраной, а качество воды в них постоянно мониториться.

Подземные источники

К ним относятся родники, имеющие выход на поверхность земли, а также искусственные сооружения – колодцы и скважины, достигающие водоносных слоев. Эти слои находятся на разных уровнях и пропитывают рыхлые породы, располагающиеся между водоупорными слоями. К водоупорным породам относятся глина, известняк, камень.

Разновидности подземных вод

Разновидности подземных вод

Качество воды

Просачиваясь через рыхлые породы, вода растворяет содержащиеся в них минеральные соли, и очищается от взвешенных частиц. Благодаря чему, подземные воды, как источник водоснабжения, отличаются наибольшей чистотой и высокой степенью минерализации.

Сравнительная оценка источников водоснабжения позволяет утверждать, что подземные источники обладают самым постоянным составом воды. Но этот параметр во многом зависит от глубины, на котором залегает водоносный слой.

  • В ближайшем к поверхности земли водоносном слое (верховодке), содержится ещё много механических и бактериальных примесей, количество которых повышается при выпадении осадков и таянии снегов. Поэтому пить такую воду без фильтрации и обеззараживания инструкция не рекомендует.
  • Безнапорные межпластовые воды из средних слоев, характеризуются незначительным количеством примесей и микроорганизмов, а так же средней степенью минерализации. Как правило, их можно использовать для любых нужд, в том числе и для питья, без предварительной обработки. Но желательно убедиться в том, что патогенных бактерий в воде нет, сдав пробы на анализ.
  • Глубинные подземные воды, как источник для водоснабжения небольших  и средних населенных пунктов – наиболее распространены, так как обладают самым постоянным дебитом, и позволяют планировать водопотребление. Болезнетворных микроорганизмов в них нет, взвешенных примесей так же очень немного. Но степень минерализации очень высокая, поэтому воду приходится очищать от растворенных в ней солей.

Способы добычи

Схема водоснабжения из подземных источников зависит от глубины их залегания:

  • Для добычи верховодки, достаточно выкопать колодец и снабдить его поверхностным или погружным колодезным насосом.
  • При глубине залегания слоя 20-30 м, также можно соорудить колодец, но проще пробурить скважину. В этом случае, поднять воду на поверхность можно только с помощью погружного насоса или же поверхностного, оснащенного выносным эжектором.
  • Для добычи артезианских вод бурятся скважины «на известняк», оборудованные мощными глубинными насосами.

Так же, как и в случае с открытыми водоемами, должно строго соблюдаться расстояние от источника водоснабжения, до источника возможного загрязнения воды. Это могут быть выгребные ямы, канализационные колодцы, автомобильные трассы, животноводческие фермы, склады хранения химикатов и т.п.

Заключение

Как видите, получать воду для хозяйственно-бытовых и питьевых целей можно из любых источников пресной воды. Но в каждом случае нужно оценивать их целесообразность для данной местности, и учитывать объемы водопотребления.

Например, для загородного дома выгоднее всего будет водоснабжение из подземных источников, а для организации централизованной подачи в городах – из открытых водоемов.

Подробнее эта тема освещена на видео в этой статье.

Автор статьи:
Серебрякова
Анна
Поделись полезной статьей:
Девушка дверь


Комментарии
Всего комментариев:    0

Извините, комментариев не найдено.

Добавьте комментарий
Всего комментариев:    0
Оцените:

Смотреть похожие записи
Девушка дверь