Материал: Литвенкова И.А. Экология городской среды Урбоэкология

Классификация поземных вод по водности

Функции водных объектов городов

1. Градообразующая.

2. Транспортная.

3. Источник водоснабжения.

4. Эстетическая.

5. Рекреационная.

6. Промысловая.

2. Использование водных объектов городов: водопотребление. Централизованное и децентрализованное водоснабжение.

Объем потребляемой воды зависит от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л/сутки на одного человека. Среднее удельное водопотребление в городах и населенных пунктах составляет около 250 л/сутки на человека. Общий расход воды для обеспечения нужд населенного пункта определяют по формуле:

,

где Q – общий расход воды (л/сут.), N – численность населения на перспективу, q_н - среднесуточная норма водопотребления, Kч – коэффициент часовой неравномерности, Kсут. - коэффициент суточной неравномерности.

Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления зависят от степени благоустройства здания (таблица 9).

Таблица 9

Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления для населенных пунктов

Централизованное водоснабжение

Для централизованного водоснабжения городов используют водные объекты, отвечающие нормам и требованиям к источникам хозяйственно-питьевого водоснабжения и находящиеся на экологически благополучных территориях.

Примерные классификационные признаки подземных вод по водности приведены в таблице 8.

Таблица 8

В пределах городской черты забор воды для питьевых целей осуществляется из поверстных и подземных вод. Забор воды из поверхностных вод производится в исключительных случаях. Это могут быть искусственные водные объекты — каналы или водохранилища, специально предназначенные для питьевого водоснабжения, в которых другие виды водопользования запрещены. Вокруг них оборудуется зона санитарной охраны (ЗСО) – это специально выделенная территория, связанная с источником водоснабжения и водозаборными сооружениями, в пределах которой создается особый режим, исключающий или ограничивающий возможность загрязнения и ухудшения качества воды источников. Зоны санитарной охраны устанавливаются в составе трех поясов.

• Первый пояс (зона строгого режима), назначение которого – защита места водозабора от загрязнения, в том числе умышленного;

• Второй и третий пояса – зона ограничения (определяются расчетным путем).

ЗСО для поверхностных источников водозабора.

Границы первого пояса для водотока: вверх по течению — не менее 200 м от водозабора, вниз - не менее 100 м, по берегу — не менее 100 м от уреза воды, к противоположному берегу — не менее 100 м по акватории, а при ширине реки менее 100 м - вся акватория и 50м от уреза воды вглубь противоположного берега; Для водоема граница первого пояса - в радиусе 100 м от водозабора по акватории и берегу. Границы второго пояса определяются: вверх по течению водотока — временем протекания воды не менее 3 суток до водозабора; вниз — не менее 250 м; боковые границы от 500 м до 1000 м в зависимости от рельефа; для водоема — в радиусе менее 3 км от водозабора, а по берегу — так же, как и для водотока.

Границы третьего пояса по акватории совпадают с границами II пояса, а по берегу составляют 3—5 км от уреза воды.

Территория первого пояса должна быть огорожена, спланирована и озеленена. На акватории устанавливаются предупредительные буи. Территория охраняется, доступ посторонних лиц запрещен. В пределах первого пояса могут находиться только здания и сооружения, связанные с эксплуатацией водопровода. В пределах второго и третьего поясов принимаются меры предупреждению загрязнения источника водоснабжения.

В основном для нужд централизованного водоснабжения забор воды осуществляется из подземных вод. Питьевые водозаборы из подземных водоносных горизонтов обычно располагаются в пределах городской территории. Вокруг них также образуется зона санитарной охраны.

ЗСО скважинных водозаборов состоят из трех поясов. Первый пояс - зона строгого режима - предназначен для защиты устья скважины и водопровод­ных сооружений. Эта территория ограждается забором. Любая деятельность и размещение объектов, не связанных напрямую со скважиной и водопро­водным хозяйством, в ее пределах запрещается. Радиус зоны строгого режи­ма составляет не менее 50 м для скважин, вскрывающих незащищенные под­земные воды, и не менее 30 м для скважин, эксплуатирующих защищенные подземные воды. В благоприятных гидрогеологических и санитарно-технических условиях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологичес­кой службы радиусы могут быть уменьшены вдвое - 25 м в случае незащи­щенных и 15 м в случае защищенных водоносных горизонтов.

При эксплуатации инфильтрационных сооружений (искусственное по­полнение подземных вод) границы ЗСО устраиваются на расстоянии не менее 50 м от капотажных сооружений закрытого типа (скважины, шахтные ко­да) и не менее 100 м от сооружений открытого типа (каналы, бассейны).

Для береговых водозаборов (инфильтрационных) в зону строгого режима включается территория между водозабором и поверхностным водоемом, если имеет протяженность не более 150 м. Для подрусловых водозаборов зона строгого режима устанавливается такой же, как и для водозаборов из поверхностных водоемов.

Второй пояс ЗСО предусматривается для защиты водозаборов от микробных загрязнений. Границы этого пояса определяются расчетным путем и не ограждаются. На территории 2-го пояса ограничивается любая деятельность, которая может повлечь бактериальное загрязнение подземных вод, — в первую очередь размещение свалок, туалетов, выгребных ям, органических удобрений и т.п. При расчете размеров 2-го пояса ЗСО исходным является время, необходимое для утраты патогенными организмами жизнеспособности и вирулентности, которое для условий грунтовых вод составляет 400 суток, а для межпластовых вод — 100—200 суток. При этом адсорбция микроорганизмов в водонесущих породах не учитывается. Методика расчетов подробно разработана и приводится в специальной литературе.

Децентрализованное водоснабжение

Варианты децентрализованного водоснабжения:

- бутилирование и пакетирование экологически чистой воды;

- децентрализованное водоснабжение из бюветов на базе специальных артезианских скважин, расположенных непосредственно в жилых кварталах городов;

- родники в городской черте. Для источников, расположенных в городской черте, в которых сохранилось природное качество воды, предусматриваются специальные охранные мероприятия: оборудование каптажей (сооружение для захвата подземных вод и удобства пользования) и организацию зон санитарной охраны.

Децентрализованное водоснабжение является дополнением к централизованным системам водоснабжения городов и предлагает альтернативный источник качественной питьевой воды, что повышает устойчивость системы жизнеобеспечения в кризисных ситуациях.

3. Источники воздействия на водные объекты в условиях городской среды.

Разберем основные антропогенные нагрузки на водные системы в городской среде и их экологические последствия:

1. Спрямление естественных русел водотоков, устройство каналов, набережных стен, заключение малых рек в коллекторы, что приводит к нарушению водного режима на территории города, подтоплению городских территорий, обмелению рек и озер, изменению направления грунтовых вод, нарушению естественного дренажа территории, эрозии берегов, исчезновению прибрежной растительности.

2. Водопотребление и постоянное изъятие вод на коммунально-бытовые и промышленные нужды города изменяет водный баланс, гидрологический режим водоемов. Чрезмерная откачка подземных вод приводит к оседанию земной поверхности, образованию провалов и воронок.

3. Антропогенное загрязнение, основными источниками которого на территории города являются: промышленные (выпуски производственных сточных вод, загрязненные территории предприятий, свалки промышленных отходов), коммунальные (выпуски хозяйственно-бытовых сточных вод, территории населенных пунктов, свалки бытовых отходов), транспортные (транспортные средства, автодороги, трубопроводы). В пригородной зоне существенный вклад в загрязнение водной среды вносят сельскохозяйственные источники загрязнения (пахотные поля, огороды, животноводческие предприятия). Различные виды загрязнения приводят к химическому, физическому и биологическому загрязнению. Химическое загрязнение проявляется через сверхнормативное содержание веществ в поверхностных водах. Для физического загрязнения характерно повышение температуры воды за счет поступления в водный объект подогретых вод (тепловое загрязнение) или наличие радионуклидов (радиоактивное загрязнение). Биологическое воздействие на водный объект сопровождается поступлением в него болезнетворных микробов, яиц гельминтов, мелких водорослей, дрожжевых и плесневых грибов (гидрофлорное загрязнение).

Городские сточные воды. По способу образования сточные воды города условно делятся на хозяйственно-бытовые, производственные и ливневые (дождевые). Вода, поступающая в городскую систему водоотведения, представляет собой смесь хозяйственно-бытовых, производственных сточных вод, и, частично дождевых и талых вод которые отличаются по гигиеническому значению, количеству, режиму спуска и физико-химическим свойствам.

Промышленные сточные воды. Количество, со­став и содержание загрязняющих веществ в них чрезвычайно разнообразны и определяются характером технологических процессов, составом очистных сооружений и рядом других факторов. Реакция от резкощелочной до резкокислой. Загряз­няющие вещества в них могут содержаться в грубодисперсном состоянии (крупность частиц более 0,1 мм), в виде эмульсии или суспензии (крупность частиц от 0,1 мкм до 0,1 мм), в коллоидном состоянии (частицы крупностью от 0,001 до 0,1 мкм) или в растворенном виде. В зависимости от состава примесей - загрязнителей, и специфичности их воздействия на водные объекты производственные сточные воды могут быть условно разделены на несколько групп:

1. сточные воды предприятий металлургии, гальванических цехов и некоторых других производств, содержащие неорганические примеси в виде солей тяжелых металлов со специфическими токсическими свойствами по отношению к водным организмам;

Размеры 2-го пояса зависят от величин водоотбора, проницаемости и активной пористости пород. Возможны случаи, когда размеры этого пояса иные, нежели размеры зоны строгого режима. В этом случае 2-й пояс не выделяется, поскольку ограничения в зоне строгого режима включают все требования, предъявляемые для 2-го пояса ЗСО.

Третий пояс ЗСО также представляет собой зону ограничений, предназначенную для предотвращения химического загрязнения подземных вод на весь срок работы водозабора. Если срок специально не установлен, то при расчетах размеров 3-го пояса время действия водозабора принимается равным 25 годам. На территории 3-го пояса ограничивается деятельность, связанная с хранением, использованием и внесением в грунт химических веществ, которые могут ухудшить качество подземных вод.

Контроль качества воды источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения осуществляется ежедневно местной санэпидемслужбой и предприятием, эксплуатирующим водозаборные сооружения.