Лекция 14. Источники водоснабжения
1. Классификация источников водоснабжения. Открытые водоемы
Для водоснабжения могут быть использованы:
• открытые водоемы;
• подземные воды;
• атмосферные воды.
Открытые водоемы делятся на:
• естественные (реки, озера);
• искусственные (водохранилища, каналы).
Характерной чертой открытых водоемов является наличие большой водной поверхности, которая соприкасается с атмосферой и находится под воздействием лучистой энергии солнца, что создает условия для развития водной флоры и фауны, активного течения процессов самоочищения. Однако вода открытых водоемов подвержена опасности загрязнения различными химическими веществами и микроорганизмами.
Речные воды характеризуются большим количеством взвешенных веществ, низкой прозрачностью и большой микробной обсемененностью. Реки наиболее часто используются с целью водоснабжения.
Озера и пруды представляют собой различной величины и формы котлованы. На дне образуются значительные илистые отложения за счет выпадения взвешенных частиц. Эти водоисточники менее пригодны для питьевых целей, так как значительно подвержены загрязнению и обладают слабовыраженной способностью самоочищения. Эти воды небезопасны в эпидемиологическом отношении.
Искусственные водохранилища создаются путем сооружения плотин, задерживающих водоотток. Большое значение на качество воды в водохранилище оказывает санитарная подготовка его дна.
Открытые водоемы характеризуются непостоянством химического и бактериального состава, резко меняющегося в зависимости от сезона года и атмосферных осадков. Воды отличаются небольшим содержанием солей и значительным количеством взвешенных и коллоидных веществ.
При оценке открытых источников водоснабжения большое внимание уделяется флоре и фауне водоемов. Эти биологические организмы называются сапробными (sapros, гнилостный). Различают четыре степени сапрости водоемов или зон.
Полисапробная зона характеризуется сильным загрязнением воды, отсутствием кислорода, восстановительными процессами. Окислительные процессы отсутствуют. Флора и фауна крайне бедны. Происходит интенсивное размножение микроорганизмов, их число измеряется многими сотнями тысяч и миллионами в 1 мл.
а-Мезосапробная зона по степени загрязнения воды приближается к предыдущей, условия разложения белка в значительной степени анаэробные, но отмечаются и аэробные. Количество бактерий исчисляется сотнями тысяч в 1 мл. Цветковые растения редки, но имеются водоросли и простейшие. в-Мезосапробная зона имеет среднюю степень загрязнения. Окислительные процессы преобладают над восстановительными, и поэтому вода не загнивает. Число бактерий в 1 мл воды измеряется десятками тысяч. Появляются инфузории, рыбы.
Олигосапробная зона характеризуется практически чистой водой. В воде отсутствуют процессы восстановления, органические вещества полностью минерализованы, много кислорода. Число бактерий не превышает 1 тыс. в 1 мл. Флора и фауна разнообразна.
2. Подземные воды
Подземные воды образуются за счет фильтрации атмосферных осадков через почву.
Почвенные воды (поверхностные или верховодка) наиболее близко залегают к земной поверхности в первом водоносном горизонте. Больше всего почвенных вод накапливается весной, летом они высыхают, зимой промерзают, легко загрязняются, поэтому использовать почвенные воды с целью водоснабжения не следует.
Грунтовые воды располагаются в последующих водоносных горизонтах; они скапливаются на первом водонепроницаемом слое, не имеют водоупорного слоя сверху, и поэтому между ними и почвенными водами происходит водообмен. Грунтовые воды образуются за счет просачивания атмосферных осадков. Они отличаются более или менее постоянным составом и лучшим качеством, чем поверхностные. Фильтруясь через значительный слой почвы, они становятся бесцветными, прозрачными, свободными от микроорганизмов. Глубина их залегания от 2 м до нескольких десятков метров. Грунтовые воды являются наиболее распространенными источниками водоснабжения в сельской местности. Забор воды производится с помощью колодцев.
Межпластовые воды представляют собой подземные воды, заключенные между двумя водонепроницаемыми породами. Они имеют непроницаемую крышу и ложе, полностью заполняют пространство между ними и передвигаются под давлением. Питание межпластовых вод происходит в местах выхода на поверхность водоносного слоя. Вследствие глубокого залегания межпластовые воды имеют устойчивые физические свойства и химический состав. Межпластовые воды могут иметь естественный выход на поверхность в виде восходящих ключей или родников.
Наиболее предпочтительным источником являются межпластовые артезианские воды, так как они настолько чисты, что не нуждаются в мероприятиях по очистке и обеззараживанию.