CC BY
8УДК 556.38.04(571.66)
Б.А. Опрышко1, Ю.Н. Фиронов1, В.А. Швецов2, О.А. Белавина2, М.П. Гузь2
1 Камчатский водоканал, Петропавловск-Камчатский,683009;
2Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: BAOpryshko@pkvoda.ru
О ПРОБЛЕМЕ ИСТОЩЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ПОДЗЕМНЫХ ПИТЬЕВЫХ ВОД
В КАМЧАТСКОМ КРАЕ
Рассмотрены причины снижения дебита скважин водозабора «Центральный», который используется для водоснабжения села Мильково Камчатского края. Приводится обоснование выбора участка «Амша-рик» Мильковского месторождения питьевых подземных вод в качестве источника водоснабжения села Мильково.
Ключевые слова: водоснабжение, скважина, дебит, насос, водоносный комплекс, самоизлив, водозабор, мониторинг, энергетическая эффективность.
B.A. Opryshko1, U.N. Fironov1, V.A. Shvetsov2, O.A. Belavina2, M.P. Guz2
1 Kamchatsky Vodokanal, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683009;
2Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: BAOpryshko@pkvoda.ru
ABOUT THE ISSUE OF DEPLETION OF UNDERGROUND SOURCES OF DRINKING WATER IN THE KAMCHATKA KRAI
The reasons for reducing flow rate of the water well "Central", which is used for water supply in the village of Milkovo in the Kamchatka Krai are considered. The rationale for the site selection "Amsharik" of the Milkovo deposit of underground drinking water as a water source in the village of Milkovo.
Key words: water supply, well, flow rate, pump, aquifer system, well spring, water intake, monitoring, energy efficiency.
Введение
Водное законодательство рассматривает водные объекты в качестве основы жизни и деятельности человека [1].
Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года рассматривает обеспечение гарантированного доступа населения России к качественной питьевой воде как задачу общегосударственного масштаба [2].
Паспорт Государственнойпрограммы Камчатского края «Энергоэффективность, развитие энергетики и коммунального хозяйства...» и его подпрограмма «Чистая вода в Камчатском крае» ставят задачу по обеспечению населения Камчатского края питьевой водой, соответствующей требованиям санитарного законодательства и рациональному использованию водных объектов [3].
Согласно Водной стратегии РФ и программе «Чистая вода в Камчатском крае» [2, 3], основными проблемами водоснабжения являются загрязнение и истощение питьевых подземных вод. Рассмотрим эту проблему на примере с. Мильково Камчатского края.
В с. Мильково проживают 8 251 человек. Групповой подземный водозабор «Центральный» (участок «Амшарнкский-1» Мнльковского месторождения питьевых подземных вод), располагается в зоне застройки с. Мильково и состоит из пяти разведочно-эксплуатационных скважин. Расположение разведочно-эксплуатационных скважин в с. Мильково представлено на рисунке.
Расположение разведочно-эксплуатационных скважин в селе Мильково Камчатского края
Существующие проблемы источника централизованного водоснабжения
села Мильково
Действующий водозабор способен выдать не более 1 608 м3/сут воды. Нормативное водопо-требление на одного человека 200 л воды в сутки (общий объем нормативного водопотребления 1 719 м3/сут). Таким образом, суточный дефицит воды составляет 111 м1. При этом отмечается устойчивое снижение дебита скважин. Две скважины водозабора «Центральный» выведены из эксплуатации по причине значительного снижения дебита и ухудшения качества воды.
С декабря 2016 г. КГУП «Камчатский водоканал» принял в эксплуатацию системы водоснабжения Мильковского района.
Специалистами предприятия была проведена оценка состояния водозаборных сооружений с. Мильково и выявлены следующие проблемы:
1. Частые поломки водоподъемного оборудования - скважинных насосов.
2. Подземные воды соответствуют требованиям, предъявляемым для питьевого водоснабжения, но содержат песок, превышающий количество (свыше 50 г на 1 м) для безопасной работы погружных скважинных насосов.
3. Устойчивое снижение дебита скважин водозабора «Центральный», вызванные кольмата-цией водоприемных фильтров.
4. Эпизодическое ухудшение качества добываемой воды по показателю мутности.
5. Подъем воды осуществляется наземными насосами, отличающимися низким КПД работы.
6. Две скважины водозабора выведены из эксплуатации.
7. Отсутствуют режимные наблюдения за состоянием добываемых подземных вод.
Перспективный источник водоснабжения села Мильково
Возникший в 2017 г. дефицит воды для водоснабжения с. Мильково покрывается за счет подачи воды с перспективного участка «Амшарик» Мильковского месторождения питьевых подземных вод. Лицензию на пользование недрами КГУП «Камчатский водоканал» получил в апреле 2017 г. с целью добычи подземных вод для питьевого водоснабжения населения и технологического обеспечения водой объектов промышленности с. Мильково в Камчатском крае в объеме до 5 тыс. м3/сут.
Участок «Амшарик» Мильковского месторождения питьевых подземных вод находится в Мильковском районе Камчатского края и расположен на северо-западной окраине с. Мильково в междуречье рек Амшарик и Мильковка (рис. 1). Поисково-разведочные работы были выполнены Быстринской партией Паратунской гидрогеологической экспедиции ГГП «Камчатгео-логия» в период с июля 1991 по май 1992 гг. [4].
Для эксплуатации перспективного водозабора «Амшарик» выбрана нижняя часть водо-обильного комплекса (аОТ) нижне-среднечетвертичных аллювиально-озерных отложений (ниже глубины 120 м), представленная гравийно-галечными отложениями, заполненными крупным и средним песком, имеющими наилучшие фильтрационно-емкостные свойства. Ниже глубины 120 м в горных породах содержится минимальное количество суглинистых заполнителей и илистых песков, поэтому отсутствует риск механической кольматации фильтров.
При организации нового водозабора необходимо учитывать требования программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности, предъявляемые к организациям коммунального комплекса, в отношении которых в соответствии с законодательством Российской Федерации осуществляется регулирование цен (тарифов) [5].
Скважины водозабора «Амшарик» расположены на семь метров выше комплекса водопроводных сооружений (резервуар чистой воды, водопроводная насосная станция 2-го подъема). Скважины с избыточными напорами от плюс 3,11 до плюс 6,6 м [6]. При подаче воды потребителю основное количество электроэнергии расходуется на преодоление высот при значительной протяженности водопроводных сетей. Минусовая геодезия при подаче воды в Мильково с водозабора «Амшарик» позволит вывести из эксплуатации скважинный водозабор «Центральный» и существенно снизить расход электроэнергии. На сегодняшний день расход электроэнергии, затрачиваемый на круглосуточный подъем воды электронасосами из пяти скважин, составляет 25 кВт/ч (600 кВт/сут).
С перспективного участка «Амшарик» будут использоваться два способа подачи воды - самотечным (при минимальном расходе воды) и насосами при среднем и максимальном водопо-треблении. По графику неравномерности расхода воды в течение суток определяем три режима работы водозабора «Амшарик»: максимальный режим работы (два скважинных насоса), средний режим (два скважинных насоса работают от преобразователей частоты оборотов электродвигателей), минимальный режим (вода поступает в резервуары чистой воды самотеком).
Энергетическая эффективность при эксплуатации перспективного участка месторождения питьевых подземных вод по сравнении с действующим водозабором указана в таблице.
Таблица
Сравнение расхода электроэнергии при эксплуатации действующего водозабора «Центральный» и перспективного водозабора «Амшарик» в селе Мильково Камчатского края
Расход электроэнергии
Действующий водозабор «Центральный», кВт ■"Перспективный водозабор «Амшарик», кВт Экономия, кВт
Количество насосов, шт 4 2
Суммарная мощность, кВт/ч 25 34
Сутки 600 384 216
Месяц 18 000 11 520 6 480
Год 216 000 138 240 77 760
*100% - 34 кВт (5 часов), 70% - 9 часов, самотечный режим (без насосов) 10 часов.
Выводы
Ввод в эксплуатацию перспективного водозабора «Амшарик» позволит обеспечить население с. Мильково питьевой водой, соответствующей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода», в необходимом объеме.
Особенности местоположения водозабора (минусовая геодезия) и избыточные напоры в скважинах позволят подавать воду в резервуары чистой воды в самотечном режиме до десяти часов в сутки, обеспечивая экономию электроэнергии до 216 кВт/сут (77 760 кВт/год).
Литература
1. Водный Кодекс: Федеральный Закон № 74-ФЗ от 03.06.2006.
2. Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 г.: Распоряжение Правительства Российской Федерации № 1235-р. от 27 августа 2009 г.
3. Государственная программа Камчатского края «Энергоэффективность, развитие энергетики и коммунального хозяйства, обеспечение жителей населенных пунктов Камчатского края коммунальными услугами и услугами по благоустройству территорий на 2014-2018 годы» (в ред. Постановления Правительства Камчатского края от 30.04.2014 № 204-П)
4. Отчет о результатах детальных поисков для водоснабжения с. Мильково с предварительной разведкой участка «Амшарик», проведенных в 1991-1992 гг. (с подсчетом эксплуатационных запасов по состоянию на 1.08.1992 г.) / В.В. Печенюк, В.Г. Охапкин; Комитет Российской Федерации по геологии и использованию недр. Комитет по геологии и использованию недр Камчатской области. Государственное геологическое предприятие «Камчатгеология». Паратун-ская гидрогеологическая экспедиция.
5. О порядке установления требований к программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности организаций, осуществляющих регулируемые виды деятельности: Постановление Правительства РФ от15 мая 2010 г. № 340 (в ред. Постановлений Правительства РФ от 16.05.2014 № 452, от 27.09.2016 № 971).
6. Отчет по пересчету запасов питьевых подземных вод участка «Амшарик» Мильковского месторождения ППВ по результатам опытно-промышленной эксплуатации 2012-2014 гг. (по состоянию на 01.11.2014 г.) / И.Н. Чебыкин; Российская Федерация. Общество с ограниченной ответственностью «Недра».
