Источники водоснабжения России

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение

 

Среди многих отраслей современной  техники, направленных на повышение  уровня жизни людей, благоустройства  населенных мест и развития промышленности, водоснабжение занимает большое  и почетное место. Ведь вода – это непременная часть всех живых организмов, жизнедеятельность которых без воды невозможна. Для нормального течения физиологических процессов в организме человека и для создания благоприятных условий жизни людей очень важно гигиеническое значение воды. В настоящее время обеспечение населения водой высокого качества стало настоящей проблемой.

Проблема питьевого водоснабжения  затрагивает очень многие стороны  жизни человеческого общества в  течение всей истории его существования. В настоящее время это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. На питьевые и бытовые потребности населения, коммунальных объектов, лечебно-профилактических учреждений, а также на технологические нужды предприятий пищевой промышленности расходуется около 5-6% общего водопотребления. Технически обеспечить подачу такого количества воды нетрудно, но потребности должны удовлетворяться водой определённого качества.

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

Поэтому вопросы выбора источников водоснабжения и современные технологии очистки приобретают актуальность на сегодняшний день.

Целью курсовой работы является анализ источников водоснабжения городов и поселений Российской Федерации и также изучение технологий очистки воды.

Объектом работы вступают источники водоснабжения городов и поселений России.

Предметом являются сети и сооружения в системе водоснабжения России, а также существующие технологии очистки воды.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

• рассмотреть источники водоснабжения и определить требования к качеству воды;
• рассмотреть сети и сооружения системы водоснабжения;
• раскрыть особенности технологии очистки воды;
• изучить водные ресурсы РФ на современном этапе;
• выявить проблемы обеспечения качества питьевой воды в населенных пунктах РФ;
• предложить пути решения проблем в водоснабжении.

Теоретической основой работы послужили труды таких авторов как Мазаев В.Т., Ревич А.Б., Алексеев Л.С. и другие.

Также в работе были использованы данные сети Интернет и Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2010 году».

Структура работы: введение, две главы, заключение и список использованной литературы.

 

Глава 1. Теоретические основы темы

1.1. Источники водоснабжения и требования к качеству воды

 

Водоснабжение — подача поверхностных или подземных вод водопотребителям в требуемом количестве и в соответствии с целевыми показателями качества воды в водных объектах. Инженерные сооружения, предназначенные для решения задач водоснабжения, называют системой водоснабжения, или водопроводом [8, c. 78].

Характеристика природных  источников водоснабжения и требования предъявляемые к ним. Выбор источника водоснабжения является одной из наиболее ответственных задач при проектировании любой системы водоснабжения. Источник водоснабжения определяет характер системы водоснабжения: технологическую схему водоснабжения, и состав сооружений входящих в нее; экологическую стабильность объекта водоснабжения; строительную и эксплуотационную стоимость водоснабжения. Почти все используемые для целей водоснабжения природные источники можно отнести к двум группам: поверхностные – реки, озера, водохранилища, моря; подземные – грунтовые воды, артезианские воды, родники. Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного анализа водных ресурсов района, в котором он расположен. При выборе реки в качестве источника водоснабжения, необходимо учитывать сезонные колебания ее расхода. Периодически пересыхающие или промерзающие реки не могут быть использованы в качестве источника водоснабжения. Интенсивное использование подземных вод в качестве источника водоснабжения, привод к осушению поверхности земной коры и возникновению тектонических подвижных грунтов. Поверхностные источники характеризуются значительным колебание качества воды и количество загрязнений в различные периоды города. Вода рек и водохранилищ обладает значительной мутностью, высоким содержание органических веществ (особенно в период паводков) значительной цветностью. Речную воду отличает небольшая жесткость (содержание солей, кальция и магния). Кроме того в речной воде содержится значительное количество бактерий, включая патогенное количество которых измеряется «коли-титр» (тот наименьший объем воды в котором еще содержится кишечная палочка) или «коли-индекс» числом кишечных палочек содержащееся в 1 литре воды. Вода озер отличается малым количеством взвешенных веществ, малой мутностью, значительной минерализацией, цветностью. Подземные воды, как правило, прозрачны и бесцветны. Артезианские воды закрытые сверху водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с земли стоков. Они обладают высокими санитарными качествами, т.е. не требуют глубокой очистки. Однако подземные воды имеют повышенную жесткость, часто содержат много железа, фтора, что требует повышения использования специальных установок по их удалению. Составляя основные показатели качества воды природных источников с требованиями предъявляемыми к качеству воды главных групп потребителей можно сделать вывод, что для целей водоснабжения населенных мест наиболее подходящими являются подземные воды. Однако принимая во внимание, что для крупных населенных мест дебит подземных вод оказывается недостаточным водоснабжение большинства крупных городов полностью или в значительной степени базируется на использовании поверхностных вод. Источник водоснабжения должен отвечать следующим основным требованиям: обеспечивать бесперебойность поступления требуемого количества воды установленного качества с учетом роста потребности водоснабжения; обладать достойной мощностью (отбор воды не нарушает экологического состояния жизнедеятельности водоема); находиться на кратчайшем от объекта водопотребления [8, c. 78].

 

1.2. Сети и сооружения системы водоснабжения

 

Сети и сооружения системы водоснабжения города с поверхностными и подземными источниками. Системой водоснабжения города – называется комплекс инженерных сооружений предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, ее очистки, хранения и подачи потребителям. Система водоснабжения должна обеспечивать снабжение водой данный объект, в требуемых количествах и требуемого качества без снижения установленных показателей своей работы. Вода расходуется потребителем на самые разные нужды. Основными категориями потребителей являются:

1. Водопользование для хозяйственных нужд населения:

• все расходы воды на питье;
• гигиенические нужды;
• приготовлении пищи и т.д.

Кроме того сюда входят расходы воды на обеспечение благоустройства  городов и населенных пунктов, полив  улиц и наземных насаждений.

2. Водопользование  для производственных целей:

• на предприятиях промышленности, транспорта сельского хозяйства.

3. Водопользование для пожаротушения.

4. Использование  воды на собственные нужды  водопровода: промывку фильтра,  сетей и т.п.

Все эти  группы потребителей предъявляют различные требования к количеству, качеству и давлению воды, поэтому при проектировании необходимо решать вопрос о целесообразности сооружений единой или раздельной системой водоснабжения.

Для отдельных  крупных промышленных объектов города, которые могут использовать неочищенную воду, целесообразно устраивать производственные водопроводы. Возможность определения, изменения противопожарного водопровода с хозяйственно питьевым производственным водопроводом решают на основе технико-экономических расчетов. Обычно в городах устраивают единый хозяйственно-противопожарный водопровод, он подает воду и для хозяйственно-питьевых нужд предприятий, располагаемых на территории города и для их технических нужд если в технологических процессах используется вода питьевого качества [10, c. 2-3].

Классификация систем водоснабжения:

1. По территориальному признаку: локальные и групповые или районные.
2. По качеству воды: с устройствами для улучшения качества воды и без устройств.
3. По назначению: железнодорожные, производственные, сельскохозяйственные, коммунальные, городские, коммунально-поселковые.
4. По технико-экономическим показателям: хозяйственно-противопожарные (города, поселки, предприятия); производственные (промышленные предприятия); хозяйственно производственные, противопожарные (на предприятиях с особой технологией).
5. По виду природного источника: поверхностные, подземные, смешанного типа.
6. По способу подачи воды: с механической подачей (насосы) и гравитационно (самотечно).

Сети и сооружения системы водоснабжения города с поверхностным источником водоснабжения. Вода поступает в водозаборное сооружение, откуда насосами насосной станции первого подъема, по водоводам первого подъема подается на очистные сооружения, после очистки из резервуаров чистой воды, она забирается насосами насосной станции второго подъема и по водоводам второго подъема, подается в наружную сеть города, распределяющую воду по отдельным районам и кварталам города. Водонапорная башня может располагаться в начале, середине либо за сетью города, в последнем случае она называется контр башня. Все водоводы проектируются не меньше чем в две нитки на случаи аварии. Аварийный водовод должен обеспечивать пропуск не менее 70% суточного потребления воды. По способу подачи воды водоводы могут быть нагнетательными или самотечными. Взаимное расположение сооружения системы водоснабжения и их состав могут быть разными. Насосная станция первого подъема может быть совмещена с водоприемными сооружениями, а насосная станция второго подъема может располагаться в одном блоке с резервуаром чистой воды.

Существенное влияние на расположение сооружений системы, оказывает рельеф местности. При расположении источников водоснабжения на значительной высоте по отношению к городу вода из источников подается без помощи насосов - самотеком. Водонапорная башня всегда располагается на возвышенности. При наличии вблизи населенного пункта, значительного, естественного возвышения вместо водонапорной башни проектируется нагорный резервуар.

Водонапорная башня в системе  выполняет напорно-регулирующую функцию т.е. компенсирует несовпадение режимов подачи воды насосами и ее потребления городом в отдельные часы, аккумулируя избыток подаваемой воды и восполняя необходимость в другие. При этом расход воды на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара в течении 10 минут хранится в баке постоянно. Если водонапорная башня в системе водоснабжения города отсутствует, то в часы минимально водопотребления, подача воды в город подается насосами в меньшей производительности, расположенной на насосной станции второго подъема.

Сети и сооружения города с подземным источником. Схема значительно упрощена по сравнению со схемой водоснабжения города с поверхностным источником, так как отсутствует дорогостоящая система очистки воды, поскольку подземные источники обладают не только прекрасными вкусовыми качествами воды, но и не требует ее глубокой очистки. В отдельных случаях могут применяться местные установки для обеззараживания воды, они устанавливаются на насосной станции. Поэтому согласно схеме, вода из водозаборных скважин, поступает в сборный резервуар, а затем насосами насосной станции подается в городскую водопроводную сеть. Подача воды в город в ряде случаев может быть двухсторонней. Сравнительная характеристика систем водоснабжения города с поверхностным и подземными источниками обобщает основные достоинства и недостатки описанных выше систем.

Система с поверхностным  источником. Достоинства: Обеспечивает подачу практически любого количества воды, с учетом перспективного роста городов; надежна.

Недостатки: Большая строительная и эксплуатационная стоимость; громоздкость; экологическое несовершенство; в ряду невозможного увеличения очистных сооружений.

Система с подземным  источником. Достоинства: Обеспечивает высокое санитарное качество воды; не нарушает экологию окружающей среды. Недостатки: Ограниченность применения из-за недостатка мощности водонасосных горизонтов.

Организация зон санитарной охраны поверхностных источников. Санитарная охрана источников питьевого водоснабжения осуществляется путем организации на водозаборных бассейнах зон санитарной охраны представляющих собой специально выделенную территорию, охватывающую использование водоема и частично бассейн его питания. На этой территории устанавливается режим обеспечивающий надежную защиту источника водоснабжения от загрязнения и сохранения требуемого качества воды.

Проект зоны санитарной охраны составляет необходимую часть каждого проекта водоснабжения без которого он не может быть утвержден. Проект должен содержать установление границ зоны санитарной охраны, перечень мероприятий по санитарному оздоровлению территориальной зоны, и согласовываться с органами государственного надзора. Зона санитарной охраны источника водоснабжения включает в себя три пояса имеющие установленные границы [3, c. 12].

1.3. Технологии очистки воды

 

Вода природных источников питьевого  водоснабжения, как правило, не соответствует  гигиеническим требованиям к  питьевой воде и требует перед  подачей населению подготовки —  очистки и обеззараживания.

Очистка воды, включающая её осветление и обесцвечивание , является первым этапом в подготовке питьевой воды. В результате её из воды удаляются взвешенные вещества, яйца гельминтов и значительная часть микроорганизмов. Но часть патогенных бактерий и вирусов проникает через очистные сооружения и содержится в фильтрованной воде. Для создания надёжного и управляемого барьера на пути возможной передачи через воду кишечных инфекций и других не менее опасных болезней применяется её обеззараживание, т.е. уничтожение живых и вирулентных патогенных микроорганизмов – бактерий и вирусов. Ведь именно микробиологические загрязнения воды занимают первое место в оценке степени риска для здоровья человека. Сегодня доказано, что опасность заболеваний от присутствующих в воде болезнетворных микроорганизмов в тысячи раз выше, чем при загрязнении воды химическими соединениями различной природы. Поэтому обеззараживание до пределов, отвечающих установленным гигиеническим нормативам, является обязательным условием получения воды питьевого качества.