CC BY
77
УДК 628.11(571.13)
ИГ. УШАКОВА, ГА. ГОРЕЛКИНА, Ю.В. КОРЧЕВСКАЯ
Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, Омск
АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ, РАСПОЛОЖЕННЫХ ВДОЛЬ р. ОМИ
Приведен анализ существующего положения в сфере водоснабжения сельских муниципальных районов Омской области, расположенных в междуречье рек Иртыша и Оми. В 105 выбранных для анализа населенных пунктах Нижнеомского, Кормиловского, Калачинского и части Омского муниципальных районов для целей водоснабжения используют поверхностный источник - р. Омь (27,6 %). Подземными водами, в основном из частных, реже общественных, колодцев пользуются 64,8 % населения. К водопроводным сетям централизованного водоснабжения г. Омска подключены или снабжаются привозной водой 7,6 % населенных пункта. В Калачинском и Кормиловском районах для водоснабжения из подземных источников применяются трубчатые колодцы и скважины глубиной до 1100 м. В Омском районе групповые водозаборы состоят, как правило, либо из 2-3 трубчатых колодцев глубиной 140 м и 30-35 м, либо из 3-6 деревянных срубов. Несоответствие проб воды из подземных источников нормативам по санитарно-химическим показателям связано со значительным износом водозаборных сооружений. Так, из 11 трубчатых колодцев, существующих в Нижнеомском районе, 10 имеют износ 100 %. Для воды подземных горизонтов, используемых населением для водоснабжения, характерны повышенная минерализация, содержание солей жесткости, железа, а также присутствие солей аммония и нефтепродуктов. Приведенные материалы подтверждают необходимость строительства Горьковского группового водопровода для обеспечения жителей этих районов доброкачественной питьевой водой, отвечающей требованиям безопасности их жизнедеятельности.
Ключевые слова: водоснабжение, источник водоснабжения, качество воды, водоподготовка.
Введение
Одной из основных проблем водоснабжения населенных пунктов Нижнеомского, Кормиловского, Калачинского и части Омского муниципальных районов Омской области, расположенных в междуречье рек Иртыша и Оми, является отсутствие гарантированных, безопасных источников водоснабжения [1]. Анализ существующего положения в сфере водоснабжения, выполненный ОАО ТПИ «Омскгражданпроект», показал, что для обеспечения жителей этих территорий доброкачественной питьевой водой, отвечающей требованиям безопасности, необходимо строительство Горьковского группового водопровода. Введение его в действие позволило бы решить проблему обеспечения граждан питьевой водой надлежащего качества в количестве, соответствующем нормам водопотребления [1-3].
Объекты и методы
Согласно приведенным в табл. 1 данным объектами исследования явились 105 населенных пунктов Нижнеомского, Кормиловского, Калачинского и части Омского муниципальных районов. Из них 27,6 % для целей водоснабжения используют поверхностный источник - р. Омь. Подземными источниками снабжается 64,8 %, водопотребителей, часть из них пользуется водой только из частных колодцев, редко общественных. К сетям ОАО «ОмскВодоканал» подключены или получают привозную воду 3,8 % потребителей.
Систематический контроль качества воды, используемой населением, в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 [2] и СанПиН 2.1.4.1175-02 [3] отсутствует. Большинство населения в рассматриваемых районах (рис. 1) пользуется водой, не прошедшей стадию водоподготовки.
Выполненные качественный и количественный анализы показали, что существующее положение по обеспечению водой малых населенных пунктов Омской области критическое. При рассмотрении предложений по строительству, реконструкции или
© Ушакова И.Г., Горелкина Г.А., Корчевская Ю.В., 2017
модернизации объектов систем водоснабжения в этих районах необходимо учитывать возможные варианты технологических схем водоподготовки (водопроводных очистных станций).
Таблица 1
Характеристика состояния обеспеченности водой населения муниципальных районов
Муниципальный район Количество населенных пунктов, получающих воду
из р. Оми из подземных водоисточников привозную из сетей ОАО «ОмскВодоканал»
Калачинский 13 7 3 -
Кормиловский 6 17 1 -
Нижнеомский 10 20 - -
Омский - 24 - 4
Итого 29 68 4 4
27,6 % 64,8 % 3,8 % 3,8 %
Результаты исследований
Авторами составлена схематическая карта зон преимущественного водоснабжения населенных пунктов с использованием поверхностных или подземных водоисточников (рис. 2). Так, водоснабжение 69,5 % населенных пунктов Калачин-ского, Кормиловского и Нижнеомского районов обеспечивается комплексами гидротехнических сооружений из р. Оми, состоящих из водозаборных, редко очистных сооружений, водоводов и напорно-разводящей сети, а также системами водоснабжения из подземных источников.
Увеличение количества проб воды, не соответствующих нормативам [2; 3] по сани-тарно-химическим показателям для поверхностных источников водоснабжения, связано с природно-климатическими и техногенными изменениями, а также с тем, что практически на всех водозаборах р. Оми, за исключением Калачинского и Кормиловского, отсутствуют водоочистные сооружения. В населенных пунктах Омского района, расположенных вдоль р. Оми, используют для целей водоснабжения только подземные водоисточники.
Качество воды в поверхностном водоисточнике - реке Оми - проанализировано по наблюдениям, выполненным на станции водоподготовки в р.п. Кормиловке по максимальным (худшим) показателям в 7-летний период. Согласно ГОСТ 2761-84 [4] водоисточник в целом можно отнести к 3-му классу, хотя показатели по цветности и перманганатной окисляемости гораздо хуже, чем существующие нормативы этого класса. Доведение качества воды до требований СанПиН [2] возможно методами обработки, предусмотренными во 2-м классе (коагулирование, отстаивание, фильтрование, обеззараживание; при наличии фитопланктона - микрофильтрование), с применением дополнительных окислительных, сорбционных методов, а также более эффективных методов обеззараживания и т. д.
Требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 [2] не соответствуют показатели: мутность (87 мг/л), цветность (170-435 градусов ПКШ), окисляемость (34,6 мгО2/л), фитопланктон, запах (3 балла), жесткость (10,1 мг-экв/л), железо (2,11-5,0 мг/л), марганец, повышенное солесодержание (в отдельные периоды года), бактериальное загрязнение (ОКБ), нефтепродукты.
При проектировании станций (установок) водоподготовки для населенных пунктов, расположенных на берегах р. Оми, следует учитывать рекомендации, изложенные в СП 31.13330.2012 [5]. В зависимости от необходимой производительности установок
Рис.
1. Количество населения (%) без централизованного водоснабженияя, пользующегося водой непитьевого качества
могут быть применены три основных варианта альтернативных реагентных технологических схем водоподготовки, которые не учитывают произошедших в окружающей природной среде антропогенных изменений и не всегда могут выполнить барьерные функции по отношению к некоторым загрязнениям как фонового, так и техногенного происхождения:
• вертикальные отстойники - скорые фильтры;
• контактные префильтры - скорые фильтры (двухступенчатое фильтрование);
• трубчатый отстойник и напорный фильтр заводского изготовления «Струя».
- водоснабжение из скважин; - водоснабжение из колодцев.
Рис. 2. Схематическая карта зон преимущественного водоснабжения
По мнению коллектива авторов «Классификатора технологий очистки природных вод», возглавляемого М.Г. Журбой [6], при необходимости обработки цветных маломутных вод на протяжении 6-10 мес в году озонирование может оказаться основным практичным методом, позволяющим устранить до 80 % органических загрязнений. В качестве проектного решения может быть рассмотрена технология водоподготовки с учетом удаления антропогенных загрязнений, включающая биологическую предочистку воды с использованием прикрепленной микрофлоры, микрофильтрование, озонирование, углева-ние или фильтрование через гранулированные активированные угли [7].
Общественные и частные колодцы в большинстве случаев являются единственным источником водоснабжения в населенных пунктах рассматриваемых районов. В Калачин-ском и Кормиловском районах для водоснабжения из подземных источников применяются трубчатые колодцы и скважины глубиной до 1100 м. В Омском районе групповые водозаборы состоят, как правило, либо из 2-3 трубчатых колодцев глубиной 140 м и 30-35 м, либо из 3-6 деревянных срубов. Оборудованы электронасосами марки ЭЦВ с последующей обвязкой трубопроводом и подачей воды в распределительную сеть населенных пунктов через водонапорную башню или насосными станциями второго подъема без водоочистки. Одиночные водозаборы состоят из отдельно стоящих скважин глубиной до 140 м с аналогичным оборудованием.
Таблица 2
Возможные варианты технологий подготовки воды в зависимости от определяющих природных ингредиентов и с учетом антропогенных загрязнений (подземные водоисточники)
Технологические способы и методы для определяющих природных ингредиентов [5; 6]
Fe < 5 мг/л; Mn < 0,5 мг/л Глубокая аэрация [ГА], «сухая» фильтрация [Ф], стабилизация [С], обеззараживание [Обз]
Fe < 3 мг/л; Mn < 5 мг/л; Минерализация < 2000 мг/л; СО2 св < 200 мг/л; рН > 6,0 Биосорбция [БС], коагуляция [К], флокуляция [Фл], фильтрование [Ф], ввод перманганата калия [КМп04], фильтрование [Ф], электродиализ [ЭД], сорбция на ГАУ [ГАУ], стабилизация [С], обеззараживание [Обз]
Fe < 40 мг/л; Минерализация < 5000 мг/л Глубокая аэрация [ГА], преозонирование [О3], фильтрование [Ф], озонирование [О3], фильтрование [Ф], электродиализ [ЭД], сорбция на ГАУ [ГАУ], стабилизация [С], обеззараживание [Обз]
Глубокая аэрация [ГА], коагуляция [К], фильтрование [Ф], озонирование [О3], фильтрование [Ф], электродиализ [ЭД], сорбция на ГАУ [ГАУ], стабилизация [С], обеззараживание [Обз]
Биосорбция с предварительной глубокой аэрацией [БС], коагуляция [К], флокуляция [Фл], фильтрование [Ф], ввод перманганата калия [КМп04 ], фильтрование [Ф], обратный осмос [ОО] или электродиализ [ЭД], стабилизация [С], обеззараживание [Обз]
Технологические способы и методы для определяющих антропогенных ингредиентов
Аммоний (по Сорбция на модифицированной цеолитовой загрузке [СМЗ]
Нефтепродукты (суммарно) Биосорбция [БС], фильтрование [Ф] или флотация с применением реагентов [ФР ], фильтрование [Ф]
Несоответствие проб воды из подземных источников нормативам по санитарно-химическим показателям [2; 3] связано со значительным износом водозаборных сооружений. Так, из 11 трубчатых колодцев, существующих в Нижнеомском районе, у десяти износ 100 %. Кроме того, большинство балансодержателей скважин, эксплуатирующих подземные источники водоснабжения, до настоящего времени не имеют лицензий на право пользования недрами, это нарушение Закона РФ «О недрах».
Минерализация воды из эксплуатационных скважин на территории данных районов в основном значительно превышает требования СанПиН 2.1.4.1074-01 [2] и требует дорогостоящего оборудования. Только в двух населенных пунктах Нижнеомского района для питьевого водоснабжения населения имеются станции локальной очистки. Поэтому приоритетная задача водоснабжения в районах области - очистка воды. Для воды подземных горизонтов, используемых населением для водоснабжения, характерны повышенная минерализация, содержание солей жесткости, железа, а также присутствие солей аммония и нефтепродуктов. Возможные варианты технологических способов и методов по очистке подземных вод от природных и техногенных загрязнений, согласно рекомендациям [5; 6] приведены в табл. 2.
Заключение
При окончательной разработке технологий водоподготовки следует обратить внимание на рекомендации, изложенные в [5; 6].
Разработка современных технологических схем очистки воды, как р. Оми, так и вод подземных горизонтов, невозможна без резкого увеличения себестоимости.
I. G. Ushakova, Ju. V. Korchevskaya
Omsk state agrarian University. P.A. Stolypin, Omsk
The analysis of water supply sources of Omsk region settlements along the Om River
The article gives an analysis of the existing situation in the sphere of water supply in rural municipal districts of the Omsk Region located in the interfluve of the rivers Irtysh and Omi. Of 105, taken for analysis, settlements of Nizhneomsky, Kormilovsky, Kalachinsky and parts of Omsk municipal districts for the purposes of water supply use a surface source - r. Omi (27.6 %). Groundwater, mostly from private, less often public wells, is used by 64.8 % of the population. 7.6 % of settlements are connected to or connected to water supply networks of the centralized water supply in Omsk. In Kalachinsk and Kormilov districts, tubular wells and wells with a depth of up to 1100 m are used for water supply from underground sources. In Omsk region, group water intakes consist, as a rule, of either 2-3 tubular wells with a depth of 140 m and 30-35 m, or from 3-6 wooden log houses. The disparity of water samples from underground sources with the standards for sanitary and chemical indicators is associated with a significant deterioration of water intake facilities. Thus, out of l1 tubular wells existing in the Nizhneomsky district, 10 have a wear of 100 %. The water of the underground horizons used by the population for water supply is characterized by increased mineralization, the content of salts of hardness, iron, and the presence of ammonium salts and petroleum products. The materials cited in the article confirm the need for the construction of the Gorky group water supply system to provide residents of these areas with good-quality drinking water that meets the safety requirements of their livelihoods.
Keywords: water supply, water supply source, water quality, water treatment.
Список литературы
1. Ушакова И.Г., Горелкина Г.А. О состоянии систем сельскохозяйственного водоснабжения в Омской области // Инновации в природообустройстве и защите в чрезвычайных ситуациях: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Саратов, 2016. С. 50-54.
2. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М. : Госкомсанэпиднадзор России, 2002. 135 с.
3. СанПиН 2.1.4.1175-02. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана водоисточников. М., 2003. 11 с.
4. ГОСТ 2761-84. Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора. М.: Изд-во стандартов, 1986. 6 с.
5. Свод правил. СП 31.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*). Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М. : ФАУ «ФЦС», 2012. 128 с.
6. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: учеб. пособие. Т. 2. Очистка и кондиционирование природных вод. 3-е изд., перераб. и доп. М. : Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2010. 552 с.
7. Условия эффективной водоочистки маломутных природных вод высокой цветности / И.Г. Ушакова, Г.А. Горелкина, А.А. Маджугина, Ю.В. Корчевская // Электрон. науч.-метод. журн. Омского ГАУ. 2015. № 2 (2), июль-сентябрь. URL: http://e-journal.omgau.ru/ index.php/2015-god/2/19-statya-2015-2/173-00044.
Ушакова Ирина Григорьевна, канд. геогр. наук, доц., Омский ГАУ, ig.ushakova@omgau.org; Корчевская Юлия Владимировна, канд. с.-х. наук, доц., Омский ГАУ, yuv.korchevskaya@omgau.org; Горелкина Галина Александровна, старший преподаватель, Омский ГАУ, ga.gorelkina@omgau.org.
References
1. Ushakova I.G., Gorelkina G.A. O sostojanii sis-tem sel'skohozjajstvennogo vodosnabzhenija v Omskoj ob-lasti // Innovacii v prirodoobustrojstve i zashhite v chrez-vychajnyh situacijah : materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Saratov, 2016. S. 50-54.
2. SanPiN 2.1.4.1074-01. Pit'evaja voda. Gi-gienicheskie trebovanija k kachestvu vody centralizovann-yh sistem pit'evogo vodosnabzhenija. Kontrol' kachestva. M. : Goskomsanjepidnadzor Rossii, 2002. 135 s.
3. SanPiN 2.1.4.1175-02. Gigienicheskie trebovanija k kachestvu vody necentralizovannogo vodosnabzhenija. Sanitarnaja ohrana vodoistochnikov. M., 2003. 11 s.
4. GOST 2761-84. Istochniki centralizovannogo hozjajstvenno-pit'evogo vodosnabzhenija. Gigienicheskie, tehnicheskie trebovanija i pravila vybora. M. : Izd-vo standartov, 1986. 6 s.
5. Svod pravil SP 31.13330.2012. (Aktualizirovannaja redakcija SNiP 2.04.02-84*). Vodosnabzhenie. Naruzhnye seti i sooruzhenija. M. : FAU "FCS", 2012. 128 s
6. Zhurba M.G., Sokolov L.I., Govorova Zh.M. Vodosnabzhenie. Proektirovanie sistem i sooruzhenij: ucheb. posobie. T. 2. Ochistka i kondicionirovanie prirodnyh vod. 3-e izd., pererab. i dop. M. : Izd-vo Assoc. stroit. vuzov, 2010. 552 s.
7. Uslovija effektivnoj vodoochistki malomutnyh prirodnyh vod vysokoj cvetnosti / I.G. Ushakova, G.A. Gorelkina, A.A. Madzhugina, Ju.V. Korchevskaja // Elektron. nauch.-metod. zhurn. Omskogo GAU. 2015. № 2 (2), ijul' - sentjabr'. URL http://e-journal.omgau.ru/index.php/2015-god/2/19-statya-2015-2/173-00044.
Ushakova Irina Grigorievna, Cand. Geogr. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, ig.ushakova@omgau.org; Korchevskaya Julia Vladimirovna, Cand. Agr. Sci., Ass. Pr., Omsk SAU, yuv.korchevskaya@omgau.org; Gorelkina Galina Aleksandrovna, Senior Lecturer, Omsk SAU, ga. gorelkina@omgau. org.
