6.3 Экологические аспекты поверхностных и подземных вод, использование их для цели водоснабжения

Водоприем может осуществляться из рек в их естественном состоянии или из зарегулированных рек. В последнем случае вода забирается из образованных на реке водохранилищ. В отдельном случае водохранилища создаются для нужд водоснабжения (обычно для крупных промышленных предприятий, потребности которых в воде превышают величину речного стока в маловодные периоды года ). Чаще для целей водоснабжения используются водохранилища, образованные при строительстве гидростанций. Условия приема воды из водохранилищ имеют ряд особенностей, которые влияют на тип оборудование восприемников. При проектировании в строительстве водоприемных сооружений на водоемах рыбохозяйственного значения должны быть предусмотрены все мероприятия и устройств по рыбоохране.

Иногда водоприем требует проведения в русле реки регуляционных работ для улучшения условий забора воды, а также устройства водоподъемных плотин для увеличения глубины в месте водоприема. Как в этом случае, так и в случае устройства водохранилищ водоприемные сооружения могут быть возведены отдельно от плотин или конструктивно объединены с ними. Так возникает особый тип водоприемников, конструктивно объединенных с речными гидротехническими сооружениями.

При наличии вблизи берега глубин, обеспечивающих требуемые условия забора воды, и при относительно крутом береге применяются водоприемников берегового типа. Их располагают на склоне берега с приемом воды непосредственно из русла реки. При этом насосы первого подъема могут быть расположены в отдельном здании насосной станции или в самом водоприемнике. Этим определяются соответственно два вида водоприемников берегового типа – раздельный и совмещенный.

Если требуемые два приемника воды глубины могут быть найдены только на значительном расстоянии от берега (что обычно имеет место при малых уклонах берега и дна реки), используются водоприемники руслового типа. В месте забора воды из реки устраивается приемный оголовок, от него вода подается к береговому колодцу. При этом, как и у водоприемников берегового типа, насосная станция может быть устроена отдельно или конструктивно объединена с береговым колодцем.

В отдельных случаях устраивают незатопляемых оголовок, представляющий собой своеобразное сооружение островного типа, вынесенное в русло реки. Иногда в таком оголовке устанавливают насосы, передающие воду на берег по напорным трубам.

В ряде случаев для улучшения условий приема воды ее забирают не из русла реки непосредственно, а из искусственно созданных заливов – ковшей. Устройство ковшей позволяет снизить количество взвешенных насосов в воде, забираемой насосами, а также успешно бороться с внутриводным льдом и шугой.

В тех случаях, когда вода сильно загрязнена, находят применение водоприемники инфильтрационного типа, забирающие речную воду, профильтровавшуюся через грунт дна и берега реки.

Качество воды источников водоснабжения характеризуется содержаниям грубодисперсных взвесей, цветностью, общим количеством органических веществ, вкусом и запахом, щелочностью и концентраций минеральных солей, в том числе катионов жесткости.

Содержание взвешенных веществ определяют взвешиванием остатков на фильтра, оценивают в единицах прозрачности.

Цветность воды выражают в градусах стандартной платино-кобальтовой шкалы или в бихромат-кобальтовой имитации. Общее содержание растворенных в воде органических веществ характеризуется условным показателем - химическим потреблением кислорода (XПK) на окисление органических соединений в кислой среде в присутствии катализатора (сульфата серебра). Содержание легко окисляющихся органических веществ определяется перманганатной окисляемостью, т.е. количеством перманганата калия, расходуемого в стандартных условиях на окисление органических веществ.

Вкус и запах оценивают в баллах или по порогу разбавления, при котором привкус и запах воды перестает ощущаться. Щелочность и жесткость воды выражают в абсолютных единицах концентрации. Общее количество твердых растворенных веществ в воде определяется по сухому остатку после выпаривания, содержание минеральных компонентов - по остатку после прокаливания.

Детальный анализ качества воды требует данные о содержании в ней отдельных катионов и анионов, в сточных и технических водах также определяют содержание катионов тяжелых и цветных металлов, в отдельных случаях - содержание соединений фосфора, брома, йода, серы и величину рН.

Таким образом, самоочищающая способность поверхностных водных объектов, подверженных антропогенной нагрузке, как правило, недостаточна для противостояния высокому уровню внешнего негативного воздействия. В результате водные экосистемы подвергаются перестройке, следствием которой является обеднение видового состава, биологической ценности гидробионтов, ухудшение качественных характеристик воды. По этой причине для промышленно развитых стран с предельно остротой возникает проблема защиты водных объектов и восстановления деградировавших водных экосистем. Решение этой задачи возможно только путем совместного воздействия на внешние поступления веществ в водные объекты и внутриводоемные процессы. Внешние воздействие на водные объекты проявляется в виде поступления в них посторонних примесей и тепла, что приводит к нарушению норм качества воды. С целью поддержания самоочищающей способности водных объектов и обеспечения различных видов водопользования объем внешних воздействий не должен превышать установленных нормативов ПДС. Реализация норм ПДС достигается за счет уменьшения количества возвратных вод или снижения концентрации веществ в них.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Душкин С.С., Сорокина Е.Б., Благодарная Г.И. Водоснабжение и канализация. – Харьков: ХГАГХ, 2001.

2. Иванов К.В. Технологические и гидравлические расчеты по водоснабжению. – Минск: Изд-во МО БССР, 1963.

3. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу «Водопроводные сети, системы и сооружения». - Харьков: ХИИГХ, 1990.

4. Методические указания по дипломному и курсовому проектированию «Гидравлический расчёт многокольцевой водопроводной сети с применением ЭВМ». - Харьков: ХИИКС, 1988.