CC BY
55УДК 628.1:628.2
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОГО И НАДЕЖНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
ГОРОДОВ ДОНБАССА
А.С. Трякина, М.Ю. Гутарова
ГОУ ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры», г. Макеевка, ул. Державина, 2, 1410alena@mail.ru
Аннотация. Автор анализирует проблемы водоснабжения городов Донбасса, связанные с влиянием вооруженного конфликта. Выполнен анализ работы коммунального предприятия «Компания «Вода Донбасса» в сложившихся условиях. В статье обосновываются возможные факторы риска, снижающие безопасность и надежность систем водоснабжения. Проанализировано распределение происшествий на объектах инфраструктуры систем водоснабжения и водоотведения, связанных с конфликтом, по городам Донбасса. Выявлено, что повреждение и разрушение объектов и инфраструктуры системы электроснабжения, занимает значительную часть в общем количестве причин нарушения работы систем водоснабжения и водоотведения. Проанализировано распределение зафиксированных происшествий по типу пострадавшей инфраструктуры систем водоснабжения и водоотведения. Выявлено, что наибольший урон от военных действий понесли фильтровальные станции, которые являются одной из наиболее важных частей системы водоснабжения. В статье отражено, что существующее состояние систем водоснабжения и водоотведения городов Донбасса является достаточно плачевным. Военные действия оказывают непрямое влияние на физически изношенную инфраструктуру системы водоснабжения, повышая эксплуатационную нагрузку, что приводит к росту отказов данной системы. Стальные трубопроводы, которые применяются на данных территориях, в настоящее время более подвержены коррозии в связи с нарушением работы станций контроля электромеханической коррозии. Надежность и безопасность системы водоснабжения городов Донбасса в значительной степени подвергается риску вследствие применения жидкого хлора для обеззараживания воды, так как многие фильтровальные станции находятся вблизи линии разграничения и могут подвергаться обстрелам. Также существует проблема транспортировки и своевременной доставки реагентов, необходимых для процессов очистки воды. Все рассмотренные проблемы значительно влияют на работу систем водоснабжения и водоотведения и снижают их надежность и безопасность.
Предмет исследования: вопросы функционирования систем водоснабжения и водоотведения городов Донбасса в условиях военного конфликта.
Материалы и методы: выполнен сбор информации по работе коммунального предприятия «Компания «Вода Донбасса», а также по происшествиям на инфраструктуре систем водоснабжения и водоотведения, связанным с вооруженным конфликтом, и проведена статистическая обработка этих данных.
Результаты: в результате исследования выявлены следующие закономерности: наибольший процент отказов систем водоснабжения и водоотведения связан с отключением электричества; фильтровальные станции являются наиболее пострадавшими объектами инфраструктуры; военные действия оказывают косвенное влияние на инфраструктуру системы водоснабжения, повышая ее эксплуатационную нагрузку.
Выводы: Проблемы безопасного и надежного водоснабжения городов Донбасса в настоящее время напрямую связаны с протекающим на их территории военным конфликтом. В результате проведенных статистических исследований происшествий, связанных с военными действиями, выявлено, что наиболее распространенными причинами отказов систем водоснабжения и водоотведения являются отключение электроснабжения и повреждения трубопроводов, оборудования и зданий инфраструктуры. Вследствие военных действий значительно увеличилась эксплуатационная нагрузка на системы водоснабжения и водоотведения. Также выявлена проблема с транспортировкой и своевременной доставкой на очистные сооружения необходимых реагентов. В целом все эти проблемы в работе системы водоснабжения региона несут угрозу жизни и здоровью населения.
Ключевые слова: система водоснабжения, система водоотведения, надежность, безопасность, города Донбасса
ВВЕДЕНИЕ
Вооруженный конфликт на Донбассе оказывает негативное влияние на повседневную жизнь населения региона с апреля 2014 года. Несмотря на договоренности о режиме прекращения огня, его нарушение происходит изо дня в день. Население, проживающее на территории военного конфликта и в непосредственной близости к ней, вынуждено страдать от частых боевых действий, ограничений передвижений, а также сокращения или полного прекращения в предоставлении таких услуг, как электроснабжение и водоснабжение. Наличие военного конфликта создает множество правовых и административных трудностей в отношении организации и управления деятельностью общего
для двух территорий поставщика услуг водоснабжения КП «Компания «Вода Донбасса». Данное положение дел ведет к возникновению различных проблем, которые снижают надежность и безопасность услуг водоснабжения населения Донбасса.
Целью работы является выявление основных проблем функционирования систем водоснабжения и водоотведения в условиях военных действий для дальнейшего выполнения оценки рисков работы данных систем.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Вода необходима для нормальной жизнедеятельности всех живых организмов. Отсутствие воды и ее загрязненность несет
большую угрозу жизни и здоровью людей. Качество воды и ее доступность могут меняться вследствие таких нестандартных ситуаций, как военные действия [1-7].
Система водоснабжения Донбасса - это уникальный комплекс водопроводных и гидротехнических сооружений [6, 8, 9, 11-13]. С весны 2014 года и по настоящее время объекты и инфраструктура данной системы находятся в зоне боевых действий. Значительные повреждения за это время получили объекты канала Северский Донец -Донбасс [5,6]. Трубопроводы, оборудование и здания инфраструктуры систем водоснабжения и водоотведения и до начала военного конфликта находились в состоянии повышенного физического износа [11-13], а в процессе конфликта их состояние только усугубилось. В результате этого ухудшается качество услуг водоснабжения и, непосредственно, качество питьевой воды, от чего страдает население региона, и без того находящееся в сложных жизненных условиях [1-4, 10].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Объектом данного исследования является система водоснабжения городов Донбасса, которую обслуживает КП «Компания «Вода Донбасса». Ежедневно данное предприятие поставляет до 1,3 млн. м3 питьевой воды 3,9 миллионам потребителей и 0,3 млн. м3 неочищенной (технической) воды промышленным предприятиям. С целью проведения данного исследования была собрана информация по работе данного предприятия, а также по происшествиям, связанным с вооруженным конфликтом на Донбассе, которые затронули инфраструктуру предприятия и нарушили нормальное функционирование всей системы водоснабжения. Выполнена
статистическая обработка полученных данных.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
КП «Компания «Вода Донбасса» осуществляет управление и эксплуатацию следующих объектов:
- канал Северский Донец - Донбасс длиной 132 км, в том числе четыре станции подъема;
- Южно-Донбасский водовод;
- Второй Донецкий водовод;
- 17 водохранилищ общим объемом 775 млн. м3;
- 11 950 км трубопроводов системы водоснабжения;
- 18 фильтровальных станций производительностью 2,79 млн. м3/сут.;
- 246 водопроводных насосных станций;
- 299 артезианских скважин;
- 3 346 км канализационных трубопроводов;
- 164 канализационных насосных станции;
- 54 канализационных очистных сооружений.
Услуги водоснабжения, предоставляемые
данным предприятием, особенно уязвимы и подвержены воздействию ввиду специфической конфигурации инфраструктуры, состояния объектов, месторасположения объектов, а также затруднительного финансового состояния компании. Эти факторы приводят к тому, что устаревшие технологии и оборудование снижают эффективность функционирования систем и увеличивают вероятность технологических сбоев, а близость к линии соприкосновения вооруженного конфликта приводит к прямым повреждениям инфраструктуры предприятия. Экономические санкции, ограничения и отсутствие условий безопасности препятствуют проведению регулярного технического обслуживания и нормальной эксплуатации, а также подвергают риску жизнь и благополучие персонала предприятия. В таких условиях предприятие осуществляет свою деятельность в течение всего времени протекания вооруженного конфликта, но продолжает обеспечивать своих потребителей водой, несмотря на все сложности.
В начале конфликта места активных боевых действий были разбросаны по территории Донбасса. В 2014-2015 годах в городах Славянске, Горловке, Ясиноватой, Дебальцево, Иловайске, Донецке и их окрестностях шли активные боевые действия. С 2015 года линия соприкосновения оставалась относительно неизменной с периодическими локальными обострениями. Горячие точки в настоящее время находятся в районах Горловки, Авдеевки, Ясиноватой, западной части Донецка, а также в небольших населенных пунктах к востоку от Волновахи и Мариуполя.
На рисунке 1 представлено месторасположение, связанных с конфликтом, происшествий, в том числе эвакуация и потери среди персонала КП «Компания «Вода Донбасса», прямые повреждения инфраструктуры водоснабжения и водоотведения, а также отключение электроснабжения, которые были зафиксированы в течение 2014-2016 гг.
40 35
си 30 э
" 25
g- 20 g 15
ai 10 1 5
Ï
„Й" ¿У <г> .0" ¿¿? J? AT J?
$ J> <f ^J" У y </
Рис. 1. Распределение происшествий, связанных с конфликтом, по городам Донбасса Fig. 1. The distribution of incidents related to the conflict in the cities of Donbas
Повреждения объектов и инфраструктуры электроснабжения происходят часто и отличаются особой критичностью, так как при отсутствии электричества не возможны такие важные технологические процессы, как очистка питьевой воды, транспортировка ее потребителю, очистка сточных вод и перекачивание их на очистные сооружения. Важно отметить, что 40% всех происшествий, связанных с конфликтом и повлиявших на инфраструктуру систем водоснабжения и водоотведения, которые были зафиксированы, касались нарушения
электроснабжения объектов данных систем. При таких происшествиях возможно два варианта развития событий. В первом варианте будет осуществлено переключение объектов на резервную линию электропитания и технологический процесс не прервется, но объект останется без резервной мощности. Во втором варианте при отсутствии резервной линии при повреждении воздействие будет серьезным, что может привести к полному прекращению технологических операций и остановке всех систем, также резкая остановка может подвергнуть оборудование и гидротехнические сооружения повышенной рабочей нагрузке.
Количество происшествий, связанных с нарушением работы объектов и систем водоснабжения и водоотведения (повреждения трубопроводов и оборудования, зданий инфраструктуры), составило 23% от общего числа происшествий. На рисунке 2 показано распределение зафиксированных происшествий с 2014 года по 2016 год по типу пострадавшей инфраструктуры систем водоснабжения и водоотведения, в том числе прямые повреждения инфраструктуры, эвакуация персонала, отключение электроснабжения, человеческие потери. Прямые попадания снарядов испытали на себе пять из восьми станций подъема канала Северский Донец - Донбасс и Южно-Донбасского водовода, а также более половины из 18 фильтровальных станций. В настоящее время три станции подъема, а также Донецкая, Верхнекальмиусская, Макеевская, Новолуганская и обе Горловские фильтровальные станции расположены в таких районах, где часто бывают обстрелы. На рисунке 3 приведены последствия обстрелов объектов системы водоснабжения региона.
5? 60
1 50 Ь
§ 40
и
о 30
С
О 20
CÛ
ь
Si 10
2014
2015
2016
<9
Рис. 2. Распределение происшествий, связанных с конфликтом, по типу пострадавшей инфраструктуры (ФС - фильтровальные станции; СП - станции подъема; ВНС - водопроводные насосные станции; КОС - канализационные очистные сооружения; КНС - канализационные насосные станции)
Fig. 2. Distribution of conflict-related incidents by type of infrastructure affected (ФС - filtering stations; СП - lifting stations; ВНС - water pumping stations; КОС - sewage treatment plants; КНС - sewage pumping
stations)
0
0
Рис. 3. Последствия обстрелов объектов системы водоснабжения: а) поврежденный напорный трубопровод канала Северский Донец - Донбасс диаметром 2500 мм; б) поврежденный хлоропровод; в) разрушения в здании фильтров Донецкой фильтровальной станции; г) разрушения в лаборатории Донецкой фильтровальной станции
Fig. 3. The consequences of shelling of water supply facilities: a) damaged pressure pipeline of the channel Seversky Donets-Donbas with a diameter of 2500 mm; б) damaged chlorine pipeline; в) destructions in the filters building of the Donetsk filter station; г) destructions in the laboratory of the Donetsk filter station
Физический износ систем водоснабжения и водоотведения также оказывает значительное влияние на безопасность и надежность их функционирования. Военные действия лишь усугубляют данное положение, оказывая непрямое воздействие и повышая эксплуатационную нагрузку на инфраструктуру.
Резкие изменения расхода воды в сетях, происходящие в результате остановок и запусков насосов или после экстренного закрытия задвижки, могут вызывать гидравлический удар, при котором происходит скачок давления, превышающий проектное давление трубопроводов и оборудования. В условиях повышенного количества остановок насосов из-за перебоев с электроснабжением, как описано выше, частота гидравлических ударов ускоряет износ материалов и оборудования, которые зачастую и так уже близки к концу срока своей нормальной эксплуатации, и значительно увеличивает количество утечек, а также приводит к необходимости замены задвижек и соответствующих вспомогательных
приспособлений.
В основном все водоводы, которые обслуживает КП «Компания «Вода Донбасса», изготовлены из стали. Защита от коррозии данных трубопроводов осуществляется системой контроля
электромеханической коррозии. Однако в некоторых районах станции такого контроля уже не функционируют вследствие военных действий. Следовательно, возможно, что состояние трубопроводов, оставшихся без защиты от коррозии, будет ухудшаться более стремительно.
Дезинфекция воды является одной из важных ступеней ее очистки для питьевых целей. Не существует других эффективных методов для удаления из воды различных бактерий и микроорганизмов, которые являются
возбудителями болезней и подвергаю риску жизнь и здоровье людей. Процесс очистки на большинстве фильтровальных станций основан на использовании хлора, технологически устаревшего дозирующего оборудования и негерметичных баков-смесителей.
Особенную обеспокоенность вызывают возможные повреждения контейнеров с хлором и хлоропроводов. Жидкий хлор, используемый для
очистки воды и сточных вод, является опасным веществом. В нынешней ситуации компания проявляет осторожность и ограничивает количество контейнеров с хлором, которые хранятся на объектах повышенного риска, хотя чрезвычайная ситуация в случае прямого попадания представляет собой значительный риск.
Надежность и безопасность водоснабжения населения Донбасса также подвергается риску в связи с проблемой транспортировки и своевременной доставки химических реагентов на фильтровальные станции. Многие объекты близко расположены к линии разграничения и не всегда есть возможность заблаговременной доставки реагентов. Можно предположить последствия в случае отсутствия хлора на фильтровальной станции, это может привести к тому, что население будет получать техническую воду не пригодную для питья. На сегодняшний день такие ситуации устранялись до того момента, как на станции заканчивались запасы этого важного реагента.
ВЫВОДЫ
Современные проблемы безопасного и надежного водоснабжения городов Донбасса напрямую связаны с протекающим на их территории военным конфликтом. В результате анализа, зафиксированных происшествий на инфраструктуре систем водоснабжения и водоотведения, выявлено, что наиболее распространенными причинами отказов данных систем являются отключение электроснабжения и повреждения трубопроводов, оборудования и зданий инфраструктуры. Вследствие военных действий значительно увеличилась
эксплуатационная нагрузка на системы водоснабжения и водоотведения, которые и до начала военных действий имели значительный физический износ. Также выявлено, что появилась проблема с транспортировкой и своевременной доставкой на очистные сооружения реагентов, необходимых для подготовки питьевой воды и очистки сточных вод. Весь этот комплекс проблем в работе системы водоснабжения региона несет большую угрозу жизни и здоровью населения. Данная работа предваряет выполнение оценки рисков функционирования систем водоснабжения и водоотведения городов Донбасса в условиях военного конфликта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Peter H. Gleick. Water and Conflict: Fresh Water Resources and International Security // International Security. 1993. Vol. 18, No. 1, pp. 79 - 112.
2. Tignino M. Water, International Peace and Security // International Review of the Red Cross. 2010. Vol. 92, No. 879. Режим доступа: http://www.icrc.org/eng/assets/files/review/2010/irrc-879-tignino.pdf (дата обращения 24.09.2019).
3. Zolnikov T.R. The Maladies of Water and War: Addressing Poor Water Quality in Iraq. Режим доступа:
https ://www.ncbi. nlm. nih. gov/pmc/articles/PMC36987 40/ (дата обращения 24.09.2019).
4. Potential impact of conflict on health in Iraq. Режим доступа: https://www.who.int/features/2003/iraq/briefings/iraq_ briefing_note/en/ (дата обращения 24.09.2019).
5. Дрозд Г.Я., Хвортова М.Ю. К вопросу оценки технического состояния строительных объектов в условиях поражающих факторов // Сборник научных трудов ГОУ ВПО ЛНР «ДонГТУ». 2019. № 14 (57). С. 55 - 70.
6. КП «Компания «Вода Донбасса». Режим доступа: http://www.voda.dn.ua/ru/ (дата обращения 24.09.2019).
7. Высоцкий С.П. Критические экологические проблемы Донбасса // Экологическая ситуация в Донбассе. 2016. Том 1. С. 301-309.
8. Коршикова И.А. Состояние водных ресурсов Донецкой области и их диагностика // Економiчний вюник Донбасу. 2011. № 1 (23). С. 27-30.
9. Сатин И.В., Трякина А.С. Исследование гидрохимического режима канала Северский Донец - Донбасс // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. Инженерные системы и техногенная безопасность: сб. науч. тр. 2014. Вып. 2014-5(109). С. 5-11.
10. WHO/UNICEF. Joint Monitoring Programme. Progress on drinking water and sanitation: 2014 Update. Режим доступа: https://www.who.int/water_sanitation_health/publicati ons/2014/jmp-report/en/ (дата обращения 24.09.2019).
11. Маслак В.Н., Зотов Н.И. Трубопроводы водоснабжения: вопросы проектирования, строительства и рациональной эксплуатации. Донецк: Вебер, 2007. 462 с.
12. Водоснабжение / С.Б. Никиша, Н.Г. Насонкина, Н. П. Омельченко, В. Н. Маслак, Н. И. Зотов, А. А. Найманова; под ред. А. Я. Найманова. Донецк: ООО «Норд Комп'ютер», 2006. 654 с.
13. Найманов А.Я. О надежности систем водоснабжения и водоотведения // Водоснабжение и санитарная техника. 2005. № 7. С. 30-35.
REFERENCES
1. Peter H. Gleick. Water and Conflict: Fresh Water Resources and International Security // International Security. 1993. Vol. 18, No. 1, pp. 79 - 112.
2. Tignino M. Water, International Peace and Security // International Review of the Red Cross. 2010. Vol. 92, No. 879. Available at: http://www.icrc.org/eng/assets/files/review/2010/irrc-879-tignino.pdf (date of access 24.09.2019).
3. Zolnikov T.R. The Maladies of Water and War: Addressing Poor Water Quality in Iraq. Available at: https ://www.ncbi.nlm. nih. gov/pmc/articles/PMC36987 40/ (date of access 24.09.2019).
4. Potential impact of conflict on health in Iraq. Available at:
https://www.who.int/features/2003/iraq/briefings/iraq_ briefing_note/en/ (date of access 24.09.2019).
5. Drozd G.Ya., Hvortova M.Yu. On the issue of assessing the technical condition of construction sites under conditions damaging factors // Collection of scientific papers SEI HPE LPR «DonSTU». 2019. № 14 (57). pp. 55 - 70.
6. Municipal Enterprise "Company "Water of Donbas". Available at: http://www.voda.dn.ua/ru/ (date of access 24.09.2019).
7. Vysotsky S.P. Critical environmental problems of the Donbas // Ecological situation in the Donbas. 2016. Vol. 1. pp. 301-309.
8. Korshikova I.A. The condition of water resources in the Donetsk region and their diagnostics // Economic Bulletin of Donbas. 2011. № 1 (23). pp. 2730.
9. Satin I.V., Tryakina A.S. The investigation of hydrochemical regime of channel Seversky Donets -Donbas // Bulletin of the Donbas National Academy of
Civil Engineering and Architecture. Engineering systems and technological safety: collection of scientific paper. 2014. Vol. 2014-5(109). pp. 5-11.
10. WHO/UNICEF. Joint Monitoring Programme. Progress on drinking water and sanitation: 2014 Update. Available at: https://www.who.int/water_sanitation_health/publicati ons/2014/jmp-report/en/ (date of access 24.09.2019).
11. Maslak V.N., Zotov N.I. Water supply pipelines: issues of design, construction and rational operation. Donetsk: Weber, 2007. 462 p.
12. Water supply / S.B. Nikisha, N.G. Nasonkina, N.P. Omelchenko, V.N. Maslak, N.I. Zotov, A.A. Naimanova; under the editorship of A.Ya. Naimanov. Donetsk: «Nord Comp'yuter LLC», 2006. 654 c.
13. Naimanov A.Ya. About the reliability of water supply and sanitation // Water supply and sanitary equipment. 2005. № 7. pp. 30-35.
CURRENT PROBLEMS OF SAFE AND RELIABLE WATER SUPPLY OF CITIES
OF DONBAS
Alyona Tryakina, Marina Gutarova
State Educational Institution of Higher Professional Education «Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture», Makeyevka, Derzhavina st., 2, 1410alena@mail.ru
Abstract. The author analyzes the problems of water supply in the cities of Donbas related to the impact of armed conflict. The analysis of the work of the municipal enterprise «Company «Water of Donbas» in the current conditions are completed. The article substantiates possible risk factors that reduce the safety and reliability of water supply systems. The distribution of incidents at the infrastructure facilities of water supply and sewerage related to the conflict in the cities of Donbas is analyzed. It was revealed that damage and destruction of facilities and infrastructure of the power supply system, occupies a significant part in the total number of causes of disruption of water supply and sewerage systems. The distribution of recorded incidents by type of damaged infrastructure of water supply and sewerage systems is analyzed. It was revealed that the greatest damage from hostilities was suffered by stations of water purification, which are one of the most important parts of the water supply system. The article reflects that the current state of the water supply and sewerage systems in the cities of Donbas is rather deplorable. Military action has an indirect effect on the physically worn-out infrastructure of the water supply system, increasing the operational load, which leads to an increase in the failures of this system. Steel pipelines that are used in these areas are now more susceptible to corrosion due to disruption of the functioning of electrochemical corrosion monitoring stations. The reliability and safety of the water supply system in the cities of Donbas is largely at risk due to the use of liquid chlorine to disinfect water, as many stations of water purification are located near the demarcation line and can be bombarded. There is also the problem of transportation and timely delivery of reagents required for water treatment processes. All the problems considered significantly affect the operation of water supply and sewerage systems and reduce their reliability and safety.
Subject: issues of the functioning of water supply and sewerage systems in the cities of Donbas in the conditions of a military conflict.
Materials and methods: information was collected on the operation of the municipal enterprise «Company «Water of Donbas», as well as on incidents on the infrastructure of water supply and sewerage systems related to the armed conflict, and statistical processing of these data was carried out.
Results: As a result of the study, the following patterns were revealed: the largest percentage of failures in water supply and sewerage systems is associated with a power outage; stations of water purification are the most affected infrastructure; military operations have an indirect effect on the infrastructure of the water supply system, increasing its operational load. Conclusions: The problems of safe and reliable water supply to the cities of Donbas are currently directly related to the military conflict taking place on their territory. As a result of statistical studies of incidents related to military operations, it was found that the most common causes of failure of water supply and sewerage systems are power outages and damage to pipelines, equipment and infrastructure buildings. As a result of hostilities, the operational load on the water supply and sewerage systems, which were physically worn out before the outbreak of hostilities, significantly increased. There is also a problem with the transportation and timely delivery of the necessary reagents to the treatment plant. In general, all these problems in the operation of the region's water supply system pose a threat to the life and health of the population. Keywords: water supply system, sanitation system, reliability, safety, the city of Donbas.
