Источник водоснабжения, выбор и себестоимость

Самым ценным полезным ископаемым на Земле является вода. Не золото, не алмазы, нефть или уголь, а именно вода. Без всего остального можно обойтись, а без воды нет. С древних времён все стоянки человека, впоследствии превратившиеся в современные населённые пункты, определялись именно наличием источника водоснабжения. В те времена, деятельность человека не наносила такого ущерба окружающей среде, и водоснабжение осуществлялось в основном из поверхностных водоёмов. Если взглянуть на карту, все исторически сложившиеся места проживания человека привязаны к гидрографической сети - крупным и малым рекам, озёрам и другим источникам пресной воды. В современном мире, поверхностные источники водоснабжения, без предварительной очистки (водоподготовки), могут использоваться только в экологически чистых районах.

Система водоподготовки

Современный уровень технического развития человека позволяет использовать для питьевого водоснабжения подземные воды, транспортировать их по водопроводам на значительные расстояния, и подвергать очистке воды некондиционные. Однако, он же, в условиях нерационального применения, сокращает количество вод пригодных для питья уже и в подземной гидросфере. По роду профессии, занимаясь изысканиями под питьевое водоснабжение, можно сказать, что в нашей стране существуют районы, где уже сейчас отсутствуют возможности обеспечить население абсолютно кондиционной водой. В таких случаях местные и региональные органы вынуждены принимать допустимые отклонения от СанПиН (норматива на качество вод для питьевого водоснабжения) по некоторым показателям.

К сожалению, не все отклонения от качества потребляемой воды можно распознать органолептическим методом (вкус, запах, цвет, мутность), доступным обыкновенному потребителю. На практике, не редко встречается устойчивое заблуждение - "у нас очень вкусная вода". Часто оказывается, что вкус воде придают растворённые в ней азотосодержащие соединения - нитраты (NH3) и нитриты (NH2), являющиеся, в основном, продуктами человеческой жизнедеятельности и результатом агротехнических мероприятий. Поскольку полный анализ на СанПиН не всем доступен, а бальнеологические последствия использования некондиционных вод могут сказываться даже на последующих поколениях, выбор источника для питьевого водоснабжения лучше доверить специалисту. Более подробно, эти моменты освещены в статье Водоподготовка, минимизация затрат.

Источником водоснабжения для Вашего дома могут являться:

1. Магистральный водопровод общего пользования постоянного функционирования.
2. Магистральный водопровод общего пользования сезонного функционирования.
3. Колодец.
4. Скважина.
5. Так же может использоваться комбинированное водоснабжение.

Магистральный водопровод постоянного функционирования

Магистральный водопровод постоянного функционирования общего пользования является наиболее оптимальным вариантом. Несмотря на сложности с получением разрешения на врезку, это наименее затратный и наиболее комфортный способ водоснабжения Вашего дома. Все затраты на изыскания, обустройство и обслуживание взяла на себя эксплуатирующая организация. Вам остаётся только получить разрешение, оплатить врезку, правильно завести воду в дом и проложить магистрали до водозаборных точек. В этом случае, особое внимание требуется уделить двум моментам, на которые Вы не в силах повлиять: входному давлению в системе и качеству воды.

Входное рабочее давление в системе

Эксплуатирующей организацией, при прокладке магистрального водопровода общего пользования, скорее всего, были соблюдены все строительные нормы и правила (СниП), строительные нормативы (СН), требования к качеству воды (СанПиН) и т.д. В нормативах, одной из основополагающих констант для расчёта является количество водопользователей. Скорее всего, при росте современного строительства, количество водопользователей, подключённых к ранее обустроенной системе водоснабжения, существенно возросло. Кроме того, по экономическим соображениям, возможно не в полной мере уделяется внимание профилактике систем водоснабжения, что приводит к существенным утечкам. В результате, рабочее давление воды в системе водоснабжения общего пользования оказывается значительно ниже необходимого. Самое печальное, что в этой ситуации оно не является постоянной величиной. Если работоспособность оборудования, расположенного в локальной (частной) системе водоснабжения, зависит от рабочего давления в системе, необходимо предусмотреть соответствующие мероприятия.

Качество воды

При выборе целевого источника водоснабжения общего пользования эксплуатирующей организацией должны быть соблюдены существующие требования к качеству воды (СанПиН). Зачастую бывает, что в итоге, из крана, потребителю поставляется вода некондиционного качества. Более подробно основные положения изложены в статье - Водоподготовка, минимизация затрат. Здесь же следует отметить, что перед использованием воды из магистрального водопровода, необходимо посоветоваться со специалистом, который оценит источник водоснабжения, качество транзита и порекомендует проведение необходимых химических анализов. По результатам этих анализов можно будет сделать заключение о пригодности воды для питьевых целей.

Магистральный водопровод сезонного функционирования

Магистральный водопровод сезонного функционирования общего пользования обладает теми же проблемами, что и действующий постоянно. Как правило, эксплуатирующие организации ещё беднее, и при организации системы водоснабжения было предъявлено меньше требований к качеству, а так же ещё больше проблем с оборудованием, из-за простоя в холодный период года. Поэтому, ситуация с рабочим давлением в системе и качеством (см. предыдущий раздел и статью - Водоподготовка, минимизация затрат), при этом варианте становится более значимой. Кроме того, при использовании в качестве источника водоснабжения, магистрального водопровода сезонного функционирования, необходимо рассчитать систему водоснабжения таким образом, чтобы полностью обеспечить выпуск воды из неё. Это необходимо для предотвращения разрушения труб, узлов и агрегатов из-за перемерзания в них воды в холодное время года. Естественно, ни о каком водоснабжении и водяном отоплении в холодное время года, при использовании этого варианта источника водоснабжения, речь идти не может.

Колодец

При отсутствии возможности подключиться к магистральному водопроводу, приходится искать альтернативные источники водоснабжения. Колодец является исторически сложившимся источником, который приходит на ум в первую очередь. Однако, как уже было сказано выше, активно развивая промышленность и сельское хозяйство, человек умудрился испортить не только практически все поверхностные воды, пригодные для питьевого водоснабжения. В большей мере это относится и к подземным водам первых от поверхности горизонтов, которые и каптируются колодцами. Но, несмотря на это, окончательно вычёркивать их из списка источников для водоснабжения пока рано.

Вот краткий и далеко не полный список ситуаций, в которых для водоснабжения могут использоваться колодцы:

• Для водоснабжения требуется не питьевая, а хоз/питьевая вода. Т.е. вам не требуется использовать эту воду для приготовления пищи. Ваши потребности ограничиваются необходимостью полить огород, помыть машину, посуду, использовать эту воду в бане и т.д. В этом случае ваши потребности в напоре и расходе воды будут так же минимальны. Если в области питания и транзита горизонта, каптированного вашим колодцем, не присутствует свалок, скотомогильников, полей аэрации и прочих крупных источников загрязнения, то, скорее всего, Вы можете использовать колодец в качестве источника для водоснабжения. Однако, всё равно, потребуется провести химический анализ воды в период максимальных концентраций загрязняющих веществ в этом горизонте. Как правило, это либо конец весенних максимумов, либо летней межени. На этот вопрос должен ответить специалист. Если в период максимальных концентраций они не превысят требований для технических вод, колодец, как более дешёвый из альтернативных источников - Ваш вариант водоснабжения Вашего участка.

• Ваш участок, в геоморфологическом плане, расположен в долине реки. Иногда, аллювиальные отложения являются хорошим сорбентом для приуроченных к ним вод. В этом случае возможно использование колодца для питьевого водоснабжения при минимальной водоподготовке (очистке) воды. Т.е. после проведения анализа воды в период максимальных концентраций и опытно - фильтрационных работ в меженный период можно сделать заключение о возможности использования колодезной воды для Вашего водоснабжения и необходимых системах очистки.

При использовании колодцев в качестве источников для водоснабжения, возможен монтаж в колодце малодебитных инерционных насосов, для транзита воды к точке водозабора. Естественно, в этом случае, речь идёт о водоснабжении в тёплое время года. Теоретически возможно и обустройство зимнего варианта, но это сложное инженерное решение и его исполнение должно быть безупречным.

Возможны и иные варианты для использования колодцев в качестве источников для водоснабжения. Если в вашем районе первый от поверхности горизонт расположен достаточно глубоко, уровни глубже 7.5 м., часто, целесообразнее пробурить мелкую скважину. Для выявления глубин залегания уровней подземных вод, на стадии проектирования, возможно использование геофизических методов.

Скважина

Далеко не всегда и не везде есть возможность подключиться к магистральному водопроводу, а вода нужна именно питьевая. При этом, качество воды в горизонте, доступным для каптажа колодцем, потребует весьма существенных затрат на водоподготовку. К тому же вода нужна и зимой и в больших объёмах. В этом случае можно организовать собственный источник водоснабжения (скважину) и собственную магистраль. И хотя его себестоимость будет значительно ниже, чем у централизованного водоснабжения (меньшие мощности, меньшие диаметры, и т.д.), требования к качеству у него будут точно такие же.

Итак, рассмотрим основные моменты, на которые следует обратить внимание, при выборе скважины - в качестве источника водоснабжения.

Первое, с чего следует начать, это определиться с требованиями к качеству и необходимому расходу воды. Исходя из заявленных потребностей, выбирается целевой водоносный горизонт.
Полную гидрогеологическую схематизацию здесь приводить не стоит, поэтому, условно, разделим существующие горизонты, пригодные для питьевого водоснабжения, на два типа: приуроченные к надъюрскому водоносному комплексу и приуроченные к карбонатным породам каменноугольного возраста. Проще говоря, горизонты расположенные выше регионального водоупора глин юрского возраста и ниже него.

Надъюрский водоносный комплекс - в пределах Москвы и Подмосковья содержит до шести водоносных горизонтов приуроченных к породам четвертичного и мезозойского возраста различного генезиса (происхождения). Водовмещающими породами здесь являются пески, реже супеси переслаивающиеся глинами, суглинками и мореными образованиями. Основной характеристикой этих горизонтов, будет являться их неглубокое залегание (до 40, реже 60 м.), взаимосвязь с поверхностными водами, сравнительно низкие запасы и более рыхлый состав водовмещающих пород.

Следовательно, скважины, пробуренные на эти горизонты, будут обладать следующими особенностями:

• Более низкая себестоимость скважины.
• Более низкая себестоимость водоподъёмного оборудования.
• Большие затраты на исследования прогнозного качества воды и водоподготовку (см. статью Водоподготовка, минимизация затрат).
• Большие затраты на обустройство фильтровой колонны (подбор и изготовление соответствующего фильтра).

Комплекс каменноугольных отложений - в пределах Москвы и Подмосковья содержит до пяти водоносных горизонтов, пригодных для питьевого водоснабжения. Водовмещающими породами являются известняки и доломиты различной трещиноватости, местами с мергелистыми замещениями, а водоупорами мергелистые глины.

Основной характеристикой вод питьевого качества, приуроченных к этому комплексу, здесь, будет являться глубина залегания (от 40 до 180 м.), защищённость горизонта, и большие запасы подземных вод.
Следовательно, скважины, пробуренные на эти горизонты, будут обладать следующими особенностями:

• Более высокая себестоимость скважины, за счёт глубины и необходимости обустройства не только фильтровой, но и обсадной колонны.
• Более высокая себестоимость водоподъёмного оборудования, за счёт более мощных насосов, требующихся для поднятия воды с большей глубины и большей длины магистралей.
• Меньшие затраты на исследования прогнозного качества воды и водоподготовку (см. статью Водоподготовка, минимизация затрат).
• Меньшие затраты на обустройство фильтровой колонны (подбор и изготовление соответствующего фильтра). В зависимости от ситуации, возможна организация бесфильтровой скважины (открытый ствол).
• В отличие от горизонтов надъюрского водоносного комплекса, по действующему законодательству, эксплуатация вод каменноугольных отложений требует согласования в федеральных органах.

Второе. Необходимо определиться с конструкцией и местоположением скважины на участке. В зависимости от геологической ситуации, требований к организации водоснабжения и техногенной ситуации на участке, следует обратить внимание на следующие положения:

• Местоположение скважины должно соответствовать принятым нормам. По действующим нормам первый пояс зоны санитарной охраны составляет 30 м. Размеры большинства участков не позволяют выполнить это требование. Поэтому выбор точки заложения скважины необходимо провести с учётом максимальной удалённости от мест возможного загрязнения: септиков, магистралей дренажа и канализации, места стоянки и мойки автомобиля и т.д. При этом, для уменьшения затрат, расстояние до точек водопотребления должно быть минимизировано. Так же, месторасположение скважины должно обеспечивать возможность подхода спецтехники для возможного выполнения демонтажных и профилактических работ.
• Конструкция скважины должна обеспечивать невозможность проникновения в каптированный горизонт поверхностных вод. Для этих целей необходимо предусмотреть наличие кессона, кондуктора или затрубной цементации. Кроме того, необходимо правильное выполнение буровых работ по монтажу обсадной и (или) фильтровой колонны, для исключения инфильтрации в затрубном пространстве.
• Длина и диаметр фильтра должны обеспечивать заявленный дебит из каптированного водоносного горизонта. Конструкция и тип фильтра должны обеспечивать невозможность транзита взвешенных частиц водовмещающих пород к водоподъёмному оборудованию, но при этом исключить возможность кольматации (снижение фильтрационных способностей).
• Диаметр фильтровой колонны должен обеспечивать беспрепятственный монтаж/демонтаж требуемого водоподъёмного оборудования на необходимую глубину установки.
• Глубина установки водоподъёмного оборудования определяется с учётом проектного расхода, статического уровня и прогноза его среднегодовых и многолетних изменений, а так же удельного дебита скважины. Водоподъёмное оборудование должно обеспечивать подачу воды к точкам водоотбора с требуемой глубины, с необходимым давлением и дебитом и с учётом всех магистралей транзита.

Комбинированное водоснабжение

Иногда, с целью снижения затрат на организацию водоснабжения, возможно использование нескольких источников. В этом случае схема водоснабжения состоит из нескольких систем использующих различные источники, магистрали и точки водоотбора. Также возможен вариант использования одного источника, с последующим разделением на воды прошедшие водоподготовку для питьевых целей и технические - для полива, мойки автомобиля и прочих хоз/бытовых нужд. В этом случае происходит экономия на реагентах и комплектующих, необходимых для водоподготовки.

Последние наши работы по монтажу отопления