2.3. Источники водоснабжения

Источниками водоснабжения могут служить подземные и поверхностные воды. Подземные воды образуются вследствие просачивания или фильтрации сквозь толщу грунта атмосферных осадков и воды поверхностных водоемов. Использование подземных вод для целей водоснабжения определяется законодательными, нормативными актами государства, а также условиями формирования и залегания различных категорий подземных вод, такими как характеристика водоупоров и кровли водоносных пластов, мощность последних, состав и свойства водовмещающих пород, специфика формирования водоносных горизонтов, особенности источников и их питания и др.

По условиям залегания и формирования подземных вод различают: артезианские, хорошо прикрытые мощными водонепроницаемыми кровлями и залегающими на значительных глубинах, и грунтовые воды, залегающие обычно на небольших глубинах (до 30 м) в аллювиальных отложениях. Артезианские воды защищены от бактериального загрязнения и наиболее широко используются для целей водоснабжения

По гидравлическим характеристикам подземные воды делятся на напорные, при которых статический уровень воды в пробуренной скважине устанавливается выше кровли водоносного пласта, и безнапорные, при которых статический уровень воды устанавливается ниже границы кровли водоносного пласта, прикрывающей водовмещающую породу.

Подземные воды на территории России находятся в собственности государства. Их использование в народном хозяйстве регламентируется Водным кодексом РФ.

К поверхностным источникам относятся: реки, озера, водохранилища и моря. Как правило, вода поверхностных источников непригодна для использования на хозяйственно-питьевые нужды населения и в большинстве случаев требует очистки.

Реки характеризуются изменчивостью состава воды во времени. Он зависит от ряда факторов: изменения погодных условий, неоднородности состава солей в горных породах и почвах, слагающих русла; воздействия растительности и животных организмов, наличия растворенного кислорода и т.д.

Воды озер относятся к статическим запасам вследствие замедленного водообмена, и поэтому даже незначительное понижение уровня воды в них, в связи с водоотбором, может привести к необратимым экологическим изменениям. Химический состав воды в озерах зависит от состава воды рек и подземных источников, которые их питают.

Водохранилища аккумулируют сток половодий и паводков. При их помощи речной сток становится более равномерным в течение года. Водохранилища существенно увеличивают объем водных ресурсов, доступных для использования в целях водоснабжения, но уменьшают интенсивность водообмена в речных системах, что отрицательно сказывается на качественных характеристиках воды.

2.4. Водозаборные сооружения

Для забора воды из источников водоснабжения служат водозаборные сооружения. Они представляют собой гидротехнические сооружения, предназначенные для приема подземных или поверхностных вод и подачи в водохозяйственные системы.

В зависимости от конкретных условий для добычи подземных вод могут применяться: водозаборные скважины, шахтные колодцы, горизонтальные или лучевые водозаборы, каптажи родниковых вод. Состав сооружений водозаборов из подземных источников определяется глубиной залегания, мощностью, водообильностью и геологическим строением водоносных горизонтов, а также гидравлическими и санитарными характеристиками подземных вод, требуемой производительностью водозабора и технико-экономическими показателями.

Сооружения, применяемые в практике водоснабжения для забора подземных вод, подразделяются на следующие:

‑ трубчатые колодцы (скважины);

‑ шахтные колодцы;

‑ горизонтальные водозаборы;

‑ лучевые водозаборы;

‑ каптажные сооружения.

Забор подземных вод с помощью водозаборных скважин является наиболее распространенным способом в практике водоснабжения. Он используется в широком диапазоне глубин залегания подземных вод. Если скважина вскрывает водоносный пласт на всю мощность, то она называется совершенной (рис. 2.4). Если она вскрывает водоносный пласт лишь частично и не достигает водоупора – несовершенной. Перед откачкой воды из скважины в ней устанавливается статический уровень воды (СУВ). Во время откачки воды уровень воды в скважине (СУВ) понижается на величину Δ S (понижение) тем больше, чем интенсивнее идет откачка. Уровень воды, установившийся во время откачки воды, называется динамическим (ДУВ). Кривая, ограничивающая свободную поверхность воды вокруг скважины во время откачки, называется депрессионной кривой. Совокупность депрессионных кривых образует депрессионную воронку.

Рис. 2.4. Схема трубчатого колодца (скважины):