Екологічні проблеми водоспоживання і водовідведення та шляхи їх подолання

Вступ

Кожна свідома людина повинна обов'язково мати загальне уявлення про особливості сучасного екологічного стану, а також про основні напрями державної політики в галузі охорони довкілля, використання природних ресурсів і забезпечення екологічної безпеки.

Екологізація економіки і свідомості суспільства не є абсолютно новою проблемою. Практичне відображення екологічності тісно пов'язане в першу чергу з державною регуляцією процесів природокористування. Новою в даній проблемі є еквівалентність обміну між державою, природою і людиною, яка базується на законодавчих, організаційно-технічних рішеннях. Ця проблема на сучасному етапі є дуже гострою. Вона була сформована впродовж двох століть і в даний час придбала своє критичне значення. Тому існує об'єктивна необхідність втручання держави в природно-екологічну сферу з метою досягнення збалансованого стану, держава також повинна закласти основи глобального еколого-економічного партнерства між суб'єктами підприємництва, між іноземними партнерами, на рівні планетарної співпраці ради виживання і подальшого розвитку України, а також всієї цивілізації.

Україна повинна намагатися відповідним чином реагувати на суспільні проблеми та підтримувати прогресивні світові ініціативи і рішення: вступати в різні міжнародні союзи, суспільства, підписувати угоди.

В Україні розроблено «Основні напрями державної екологічної політики». Цей документ визначає не лише мету і пріоритетні завдання охорони довкілля, але і механізми їх реалізації, напрями гармонізації і інтеграції екологічної політики України в рамках процесу «Довкілля для Європи» і світовому екологічному процесі. Саме на підставі цього документу, що сполучає стратегічні цілі з конкретними завданнями, розробляються програми Уряду у галузі охорони довкілля і екологічної безпеки. Після утворення цільового Міністерства охорони природного довкілля і ядерної безпеки в Україні сформована цілісна система регуляції і управління природокористуванням і охороною природи, екологічною безпекою, яка, за виводами міжнародних експертів, відповідає сучасним вимогам. У надзвичайно стислі терміни розроблено і оформлено правові принципи для вирішення екологічних проблем, упроваджено економічний механізм природокористування, відповідно до міжнародних вимог створюється національна система стандартів відносно забезпечення екологічної безпеки і природокористування.

Охорона природи стала одним з основних пріоритетів молодої держави, оскільки збереження біологічного і ландшафтного різноманіття є основою, яка забезпечує можливість будь-якого природокористування і розвитку суспільства.

У даній роботі висвітлено тему водоспоживання та водовідведення в Україні. Розглянуто екологічні проблеми навколишнього середовища та шляхи їх подолання. Також у даній роботі розглядається закордонний досвід водовідведення та водоспоживання та екологічні проблеми розвинутих держав і шляхи їх подолання.

Актуальність даної роботи зумовлена, з одного боку, великим інтересом до теми водоспоживання та водовідведення в сучасній екологічній науці, з іншого боку, її недостатньою розробленістю. Розгляд питань пов'язаних з даною тематикою носить як теоретичну, так і практичну значущість.

Результати можуть бути використані для розробки методики аналізу водоспоживання та водовідведення у різних регіонах України та всього світу.

Теоретичне значення вивчення проблеми водоспоживання та водовідведення полягає в тому, що вибрана для розгляду проблематика знаходиться на стику відразу декількох наукових дисциплін.

Об'єктом даного дослідження є аналіз умов водоспоживання та водовідведення в Україні в цілому та окремо по різних областях.

При цьому предметом дослідження є розгляд окремих питань, сформульованих як завдання даного дослідження.

Метою дослідження є вивчення теми водоспоживання та водовідведення з точки зору новітніх вітчизняних і зарубіжних досліджень по схожій проблематиці.

В рамках досягнення поставленої мети автором були поставлені і рішення наступні завдання:

1. Вивчити теоретичні аспекти і виявити природу водоспоживання та водовідведення в Україні в цілому та по окремих регіонах.

2. Висвітлити актуальність проблеми водоспоживання та водовідведення в сучасних умовах.

3. Викласти можливості вирішення тематики водоспоживання та водовідведення, а також звернути увагу на правове забезпечення водоспоживання та водовідведення в Україні;

4. Позначити тенденції розвитку тематики водоспоживання та водовідведення, визначитися з подальшими цілями та пріоритетами розвитку даного напрямку.

Робота має традиційну структуру і включає введення, основну частину, що складається з трьох розділів, висновок і бібліографічний список.

Таким чином, актуальність даної проблеми визначила вибір теми роботи, пов'язаної з водоспоживанням та водовідведенням, круг питань і логічну схему її побудови.

Теоретичною і методологічною основою проведення дослідження є законодавчі акти, нормативні документи по темі роботи.

Джерелами інформації для написання роботи послужили базова учбова література, фундаментальні теоретичні праці найбільших мислителів в даної області, результати практичних досліджень видних вітчизняних і зарубіжних авторів, статті і огляди в спеціалізованих і періодичних виданнях, присвячених тематиці водоспоживання та водовідведення, довідкова література, інші актуальні джерела інформації, що наведено в розділі описання використаних джерел інформації.

Розділ 1. Загальні відомості про водоспоживання та водовідведення їх особливості та характерні риси

1.1 Водоспоживання, його різновиди і особливості

Водоспоживання - сукупність заходів щодо забезпечення водою різних споживачів. Інженерні споруди, призначені для вирішення завдань водоспоживання, називають системою водоспоживання, або водопроводом.

До цілей водоспоживання слід віднести:

  питні;

  господарські;

  протипожежні;

  виробничі;

  іригаційні.

Підчас подачі води враховують її якість, наприклад, до питної води пред'являються вимоги СанПіН 2.1.4.1074-01 "Питна вода. Гігієнічні вимоги до якості води централізованих систем питного водопостачання. Контроль якості". Для доведення якості води до необхідних норм використовують водопідготовку.

Водопідготовка - обробка води, що поступає з природного вододжерела, для приведення її якості у відповідність з вимогами технологічних споживачів. Може вироблятися на спорудах або установках водопідготовки для потреб комунального господарства, теплогенерирующих підприємств, транспорту, промислових підприємствах.

Водопідготовка полягає в звільненні води від дисперсних і колоїдних домішок і солей, що містяться в ній, тим самим запобігає відкладення накипу, віднесення солей пором, корозія металів, а також забруднення оброблюваних матеріалів при використанні води в технологічних процессах.

Водопідготовка включає наступні основні методи обробки:

  освітлення (видалення з води коагуляцією, відстоюванням і фільтруванням колоїдних забруднень, що суспензують);

  зм'якшування (усунення жорсткості води осадженням солей кальцію і магнію, вапном і содою або видалення їх з води катіонує);

  знесолювання і обескремнивание (іонний обмін або дистиляцією у випарниках);

  видалення розчинених газів (термічним або хімічним методом) і оксидів заліза і міді (фільтруванням).

  поліпшення органолептичних властивостей води (видалення з води речовин, що додають воді запах (сірководень, хлор), і ряду органічних речовин).

Нижче приведені і охарактеризовані основні джерела водоспоживання:

1. Річка

Річка - природний водний потік (водоток), що протікає у виробленому їм поглибленні - постійному природному руслі і що харчується за рахунок поверхневого і підземного стоку з його басейну.

Річки є предметом вивчення одного з розділів гідрології суші - річковій гідрології (потамологии).

У кожній річці розрізняють місце її зародження - витік і місце (ділянка) впадання в морі, озеро або злиття з іншою річкою - гирло.

Річки, що безпосередньо впадають в океани, моря, озера або що втрачаються в пісках і болотах, називаються головними; що впадають в головні річки - притоками.

Головна річка зі всіма її припливами утворює річкову систему, яка характеризується густиною річкової мережі.

Поверхня суші, з якою річкова система збирає свої води, називається водозбором, або водозбірною площею. Водозбірна площа разом з верхніми шарами земної кори, що включає дану річкову систему і відокремлена від інших річкових систем вододілами, називається річковим басейном.

2. Озеро

Озеро - замкнутее поглиблення суші, в яке стікає і накопичується вода. Озера не є частиною Світового Океану.

Озера регулюють стік річок, затримуючи в своїх улоговинах порожнисті води і віддаючи їх в інші періоди. У водах озер відбуваються хімічні і біологічні реакції. Одні елементи переходять з води в донні відкладення, інші - навпаки. У ряді озер, що головним чином не мають стоку, у зв'язку з випаром води підвищується концентрація солей. Результатом є істотні зміни мінералізації і сольового складу озер.

Завдяки значній тепловій інерції водної маси крупні озера пом'якшують клімат прилеглих районів, зменшуючи річні і сезонні коливання метеорологічних елементів.

За походженням озера діляться на:

  тектонічні;

  льодовикові;

  річкові (стариці);

  приморські (лагуни і лимани);

  провальні (карстові, термокарстові);

  вулканічні (у кратерах вимерлих вулканів);

  завально-запрудні;

  штучні (водосховища, ставки).

За водним балансом озера діляться на:

  стічні (мають стік, переважно у вигляді річки);

  безстічні (не мають поверхневого стоку або підземного відведення води в сусідні водозбори. Витрати води відбуваються за рахунок випару).

За хімічним складом води озера діляться на:

  прісні;

  мінеральні (солоні).

Загальна площа озер земної кулі складає близько 1,8 % суші (приблизно 2,7 млн кв. км.).

3. Водосховище

Водосховище - штучне водоймище, утворене, як правило, в долині річки водопідпірними спорудами для накопичення і зберігання води в цілях її використання в народному господарстві.

Водосховища діляться на 2 типи: озерні і річкові. Для водосховищ озерного типа (наприклад, Рибінського) характерне формування водних мас, істотно відмінних по своїх фізичних властивостях від властивостей вод припливів. Течія в цих водосховищах пов'язана більш всього з вітрами. Водосховища річкового (руслового) типа (наприклад, Дубоссарське) мають витягнуту форму, течії в них, зазвичай, стічні; водна маса по своїх характеристиках близька річковим водам.

Основними параметрами водосховища є об'єм, площа дзеркала і амплітуда вагання рівнів води в умовах його експлуатації.

4. Море (для господарських і питних потреб)

Море - частина Світового океану, відособлена сушею або піднесеннями підводного рельєфу. Деякі моря є частиною іншого моря (наприклад, море Егейськоє -- частина Середземного).

По мірі відособленості і особливостям гідрологічного режиму моря підрозділяються на три групи:

  внутрішні моря (середземні моря і напівзамкнені моря);

  околичні моря;

  міжострівні моря[3, стор. 68].

За своїм географічним положенням середземні моря інколи ділять на міжматерикові моря та внутрішньоматерикові моря.

З геологічної точки зору сучасні моря є молодими утвореннями: всі вони визначилися в контурах, близьких до сучасних, в неогеновий для палеогену час, і остаточно оформилися в антропогене. Найбільш глибокі моря утворилися в місцях крупних розломів земної кори (наприклад, Середземне море). Дрібні моря виникли при затопленні водами Світового океану околичних частин материків при їх опусканні або при підвищенні рівня океану і розташовуються зазвичай на материковій мілині.

5. Підземні води

Підземні води - води, що знаходяться в товщі гірських порід верхньої частини земної кори в рідкому, твердому і газоподібному стані.

За умовами залягання підземні води підрозділяються на:

  грунтові;

  грунтові;

  міжпластові.

Грунтові води заповнюють частину проміжків між частками грунту; вони можуть бути вільними (гравітаційними), такими, що переміщаються під впливом сили тяжіння, або зв'язаними, утримуваними молекулярними силами[5].

Грунтові води утворюють водоносний горизонт на першому від поверхні водотривкому шарі. У зв'язку з неглибоким заляганням від поверхні рівень грунтових вод випробовує значні коливання по сезонах року: він то підвищується після випадання опадів або танення снігу, то знижується в посушливий час. У суворі зими грунтові води можуть промерзати. Ці води більшою мірою схильні до забруднення.

Міжпластові води - водоносні горизонти, що пролягають нижче, ув'язнені між двома водотривкими шарами. На відміну від грунтових, рівень міжпластових вод більш постійний і менше змінюється в часі. Міжпластові води чистіші, ніж грунтові. Напірні міжпластові води повністю заповнюють водоносний горизонт і знаходяться під тиском. Натиском володіють всі води, ув'язнені в шарах, що залягають в увігнутих тектонічних структурах.

За умовами руху у водоносних шарах розрізняють підземні води, циркулюючі в рихлих (піщаних, гравієвих і галечникових) шарах і в тріщинуватих скальних породах.

Залежно від характеру порожнеч водовміщаючих порід підземні води діляться на:

  порові - в пісках, галечниках і ін. уламкових породах;

  тріщини (жильні) - в скальних породах (гранітах, піщаниках);

  карстові (карстові для тріщини) - в розчинних породах (вапняках, доломітах, гіпсі і ін.).

Підземні води - частина водних ресурсів Землі; загальні запаси підземних вод складають понад 60 млн км³. Підземні води розглядаються як корисна копалина. На відміну від інших видів корисних копалини, запаси підземних вод можуть бути відтворені в процесі експлуатації.

Для визначення наявності підземної води проводиться розвідка:

  буряться опорні свердловини з відбором керна

  вивчається керн і визначається відносний геологічний вік порід їх потужність (товщина)

  проводяться дослідні відкачування, визначаються характеристики водоносного горизонту, оформляється інженерно-геологічний звіт;

  по декількох опорних свердловинах складаються карти, розрізи, проводиться попередня оцінка запасів корисних копалини (у даному випадки води);

До використовуваних на даному етапі розвитку водопостачання і водоспоживання системам слід віднести:

  водопровід;

  водозабірні споруди - інженерні споруди для відбору води з підземних і поверхневих джерел;

  насосні станції;

  водопідготовку - очищення води з тим, аби довести її до необхідної якості, наприклад, до якості питної води, що дистилює і тому подібне

1. Водопровід - система безперервного водопостачання споживачів, призначена для проведення води для пиття і технічних цілей з одного місця (звичайно водозабірних споруд) в інше, - до водокористувача (міські і заводск. приміщення) переважно по підземних трубах або каналах; у кінцевому пункті, часто очищена від механічних домішок в системі фільтрів, вода збирається на деякій висоті в так званих водопідіймальних баштах, звідки вже розподіляється по міських водопровідних трубах. Об'єм водозабору визначається водомірними приладами (т.з. водомірами, водолічильниками). Водонапірною силою водопроводу користуються і для гідравлічних цілей.

Прокладка трубопроводу

Є декілька способів прокладки трубопроводу:

  наземна по опорах і естакадах, з утепленням або без;

  підземна прокладка:

§ траншейна за допомогою спецтехніки: екскаватора, різного роду приспособ для тракторів; на невеликі відстані використовують ручну силу;

§ безтраншейна технологія прокладки, яка можлива при горизонтальному бурінні (сокр. ГНБ);

§ колекторна, вополняется способом щитової проходки.

Внутрішній трубопровід будівель прокладається:

  у стояках, технічних шахтах;

  у штробах;

  по стінах;

  під плінтусами (труби з полімерних органічних матеріалів);

  у стягуванні підлоги.

Водопроводи бувають внутрішні, такі, що знаходяться усередині будівель і споруд, і зовнішні - що прокладаються поза будівлями і спорудами, як правило під землею.

Внутрішній водопровід

Внутрішній водопровід регламентують СНіП 2.04.01-85 «Внутрішній водопровід і каналізація будівель»; ГЕСН 2001-16.

Трубопроводи внутрішні:

  водорозбірна колонка;

  водомірний вузол складається з водолічильників (наначе називають витратомір, водомір) встановлюється для обліку забору води з системи. Зазвичай встановлюють в підвальному приміщенні багатоквартирного будинку, або в технічному приміщенні підприємства;

  трубопровідна арматура: засувка, кран, клапан, зворотний клапан, компенсатор

  гидробак

  санітарний вузол

  станція пожежогасінні

  станція підкочування для підвищення тиску в системі.

  труби

  фитинги, і інше.

Зовнішній водопровід

Зовнішній водопровід (регламентують СНіП 2.04.02-84 Водопостачання зовнішні мережі і споруди; СНіП 3.05.04-85 Зовнішні мережі і каналізація. Водопостачання і каналізація):

  водозабірні споруди -- інженерна споруда для забору води з джерела.

  пожежний гідрант на лінії пожежного водопроводу, для гасіння пожеж, забору води пожежними автоцистернами.

  оглядовий колодязь на лінії водопроводу.

  насосна станція для підвищення тиску в системі водопроводу до потрібного.

  водопідготовка -- система очищення води, доведення якості води до якості питної води, і інше.

Мережі зовнішнього водопроводу можна розділити на декілька видів за призначенням:

  господарчо-побутової для перекачування води питної якості;

  пожежник (або протипожежний) для запобігання пожежам;

  виробничий (або технологічний) - для перекачування води технічного призначення: санітарно-технічна меті; охолоджування агрегатів, механізмів, машин; різні виробничі цілі;

  зрошувально/поливний водопровід для зрошення/поливу сільськогосподарських або декоративних рослин;

  оборотний водопровід також може існувати для зниження (раціоналізації) витрати води на підприємстві;

  комбінований водопровід, як спосіб понизити капітальні вкладення у водопровід, наприклад, незрідка поєднують пожежник і хаз.-битові водопроводи в малих населених пунктах, підприємствах[9, стор. 43].

2. Водозабірні споруди

Водозабірні споруди (також відомі як водозабірний вузол - ВЗУ) - споруди для забору води з джерела, що складаються з ряду основних інженерних об'єктів:

  водозабірного пристрою із станцією першого підйому (звичайно це погружні насоси);

  вузол обліку води з водолічильників - витратомірів;

  водопідготовки для доведення якості води до норм питної води;

  резервуару чистої води (РЧВ);

  резервуару пожежного запасу (пожежний резервуар);

  насосній станції другого підйому для підтримки тиску і подачі води споживачеві в необхідному об'ємі;

  водонапірної башти (альтернатива насосної станції другого підйому);

  станція пожежогасінні (пожежні насоси);

  дренажна система виконує відведення вод при аварійному переповнюванні резервуарів, підтопленні водозабірних споруд;

  контрольно-вимірювальні прилади і автоматика (скор. КВПіА або КИПіС) стежать за працездатністю устаткування, регулюють витрати води, ведуть журнали змін характеристик: рівнів, витрати води, аварійних ситуація і тому подібне, виконує автоматичне обслуговування устаткування, наприклад, автоматичне промивання станції водопідготовки. Повний перелік виконуваних автоматично дій залежить від конкретних вимог технічного завдання Замовника до об'єкту водозабірного вузла[11, стор. 17].

Великі (що перекачують понад 10 000 куб.м/доб.) водозабірні споруди можуть мати власну інфраструктуру: електричну підстанцію, газорозподільну підстанцію (ГРП), котельну, диспетчерський пункт з можливістю нести вахту, лабораторію для контролю якості води і інше.

Місце для розміщення водозабірної споруди, так зване землевідведення, повинно бути погоджено з державним органом санітарно-епідеміологічного нагляду і відповідати санітарно-епідеміологічним (СанПіН) і будівельним нормам (СНіПам) і ін.

По характеристиках джерела водозабори розділяють на підземних і поверхневих. Підземні джерела водопостачання, як правило, відрізняються стабільнішими характеристиками якості води і відносною захищеністю від забруднення з поверхні. Поверхневі джерела водопостачання відрізняються високою продуктивністю, але вимагають постійного нагляду за дотриманням санітарно-технічного стану території поверхневого джерела: озера, річки[8].

Підземні джерела водопостачання

Підземні води, згідно п.5.3. СНіП 2.04.02-84 «Водопостачання. Зовнішні мережі і каналізація.», водоприймальні споруди (підземне джерело водопостачання) підрозділяються на:

  водозабірні свердловини (частіше використаємо термін: артезіанська свердловина) для видобутку артезіанської води;

  шахтні колодязі для видобутку здебільше грунтових вод;

  горизонтальні водозабори, які у свою чергу підрозділяються на:

§ траншейні споруди використовуються для порівняно невеликого водоспоживання при малій глибині залягання підземних вод;

§ галерейні (власне галереї і штольні), які застосовуються для постійного водопостачання відносно крупних водоспоживачів, споруджувані при значній глибині залягання водоносних горизонтів;

§ кяризи - примітивно влаштовані водозабірні споруди, вживані для сільсько-господарського водопостачання і зрошування невеликих земельних ділянок в напівпустинних районах з невитриманим заляганням водоносних горизонтів;

  комбіновані водозабори;

  променеві водозабори застосовуються для повнішого захвату підземної води -- комбінація шахтного колодязя з горизонтальними буровими свердловинами, закладеними в різні боки водоносного пласта;

  каптажі джерел.

Поверхневі джерела водопостачання

Поверхневі джерела для водопостачання підрозділяються на:

  річкові - водовідбір з річки;

  водосховища - водовідбір з водосховища;

  озерні - водовідбір з озера;

  морські - водовідбір з моря.

Для поверхневих джерел виділяють, наступні види водозабірних споруд:

  берегові водозабірні спорудження применяемяется при відносно крутих берегах річки, є бетонний або залізобетонний колодязь великого діаметру, винесений передньою стінкою в річку. Вода поступає в нього через отвори, захищені гратами, а потім проходить через сітки, що здійснюють грубе механічне очищення води;

  руслові водозабірні споруди застосовуються зазвичай при пологому березі, мають оголовок, винесений в русло річки. Конструкції оголовков вельми всілякі. З оголовка вода подається по самотічним трубах до берегового колодязя; останній часто поєднаний з насосною станцією першого підйому;

  плавучі водозабірні споруди - це понтон або баржа, на яких встановлюються насоси, що забирають воду безпосередньо з річки. На берег вода подається по трубах (з рухливими стиками), укладених на сполучному містку;

  ковшові водозабірні споруди. Вода поступає з річки спочатку в розташований біля берега ківш (штучна затока), в кінці якого розміщується власне Ст с. Ківш використовується для осадження наносів, а також для боротьби з льодовими перешкодами - шугою і глибинним льодом.

Зона санітарної охорони (ЗСО) джерела водопостачання

Зони санітарної охорони (ЗСО) - територія, що включає джерело водопостачання і водопровід, інший об'єкт. ЗСО складається з поясів, на яких встановлюються особливі режими господарської діяльності і охорони, наприклад, для артезіанських свердловин охорони підземних вод від забруднення.

ЗСО організовуються у складі трьох поясів:

  перший пояс (строгого режиму) включає територію розташування водозабірних споруд, майданчиків всіх водопровідних споруд і водопровідного каналу. Його призначення - захист місця водозабору і водозабірних споруд від випадкового або умисного забруднення і пошкодження. Перший пояс призначається.

  другий пояс (пояси обмежень або зона мікробного забруднення) визначається гідродинамічною розрахунковою дорогою і включає територію, призначену для попередження забруднення води джерел водопостачання. Другий пояс враховує час просування мікробного забруднення води до водозабору, що приймається залежно від кліматичних районів і захищеності підземних вод від 100 до 400 діб - часу, протягом якого забруднення подія на поверхні за межами другого поясу досягне водоносного горизонту.

  третій пояс (зона хімічного забруднення) визначається гідродинамічними розрахунками, виходячи з умови, що якщо за її межами поступають стабільні хімічні забруднення, то вони виявляться поза областю живлення водозабору або досягнуть її не раніше закінчення розрахункового терміну експлуатації. Мінімальний розрахунковий термін експлуатації свердловини - 25 років. Зазвичай для розрахунків використовують 10 000 діб, що приблизно на 10% більше, ніж 25 років, тобто 9125 діб[9, стор. 81].

Пояси є колами, центр яких знаходиться в джерелі водопостачання. Якщо таких джерел декілька (декілька свердловин), то слід виділяти декілька кіл з центром в кожній зі свердловин.

Основною метою створення і забезпечення режиму в ЗСО є санітарна охорона від забруднення джерел водопостачання і водопровідних споруд, а також територій, на яких вони розташовані.

У кожному з трьох поясів, а також в межах санітарно-захисної смуги (СЗП), відповідно їх призначенню, встановлюється спеціальний режим і визначається комплекс заходів, направлених на попередження погіршення якості води.

Нижче приведені етапи проектування водозабірних споруд:

  розрахунок водоспоживання

  технологічна схема. Технологічна схема водозабірної споруди представляє схематичне представлення роботи об'єкту, тобто показує як вода рухається в системі, як очищається, як працюватиме система при аварийях і ін. Технологічні схеми сильно залежать від потреб Замовника в об'ємі води, якості, рівні автоматики і інших вимог. Хоч принципово технологічні схеми схожі, але важко знайти дві однакові. Розробка технологічної схеми роботи водозабірного вузла (водозабірних споруд) виконується виходячи з технічного завдання, виданого Замовником або розробленого спільно із Замовником;

  підбір устаткування. Підбір і узгодження переліку устаткування, вузлів устаткування;

  передпроектна підготовка. Проведення передпроектної підготовки: натурне обстеження майданчика, узгодження вибору ділянки з державними органами нагляду, інженерно-геологічні дослідження;

  розробка проектної документації стадія "П". Розробка проекту водозабірного вузла (водозабірних споруд);

  узгодження проекту. Узгодження і затвердження проекту.

  розробка проектної документації стадія "РД". Після проходження затвердження проекту і виконання стадії "РД" (робоча документація), за проектом можна виконувати роботи - будувати водозабірний вузол.

3. Насосні станції

Насосна станція - комплексна система для перекачування рідин з одного місця в інше, включає будівлю і устаткування: насосні агрегати (робочі і резервні) - насоси, трубопроводи і допоміжні пристрої, у тому числі насоси. Використовуються як інфраструктура для потреб водопостачання, каналізації, на родовищах нафти і так далі Також використовуються для видалення води на територіях в низовині, що обводнюють в результаті прориву води або повені.

Насосні станції часто зустрічаються в країнах з розвиненою системою каналів. Із-за роботи системи шлюзів на каналі, рівень води падає на верхній частині каналу при кожному проходженні судів через шлюзи. Крім того, багато шлюзів не герметичні, і вода просочується з верхньої частини каналу в нижнюю.

Вочевидь, що рівень води у верхній частині каналу потрібно підняти (компенсувати), інакше, зрештою, рівня води перед шлюзом не вистачить для судноплавства. Зазвичай каналам вимагається додаткові об'єми води, які поступають шляхом направлення води з річок і струмків у верхню частину каналу. Проте, за відсутності таких джерел для підтримки рівня використовується насосна станція.

У системі каналізації насосні станції використовуються для піднімання стічних вод на піднесення, наприклад, для подолання горбистої місцевості на дороги трубопроводу, ведучого до станції очищення стічних вод. У системі водопроводу насосні станції часто використовуються для підвищення тиску води в системі.

На родовищах нафти використовуються дожимні насосні станції. Дані станції здійснюють вступ нафти зі свердловин в товарний парк. Вони можуть виробляти лише дожим насосами рідини або, окрім цього, проводити початкову підготовку свердловинної продукції (сепарацію води і нафти).

4. Водопідготовка

Водопідготовка - обробка води, що поступає з природного вододжерела, для приведення її якості у відповідність з вимогами технологічних споживачів. Може вироблятися на спорудах або установках водопідготовки для потреб комунального господарства, теплогенерирующих підприємств, транспорту, промислових підприємствах.

Водопідготовка полягає в звільненні води від дисперсних і колоїдних домішок і солей, що містяться в ній, тим самим запобігає відкладення накипу, віднесення солей пором, корозія металів, а також забруднення оброблюваних матеріалів при використанні води в технологічних процессах[8, стор. 47].

Водопідготовка включає наступні основні методи обробки:

  освітлення (видалення з води коагуляцією, відстоюванням і фільтруванням колоїдних забруднень, що суспензують);

  зм'якшування (усунення жорсткості води осадженням солей кальцію і магнію, вапном і содою або видалення їх з води катіонує);

  знесолювання і обескремнивание (іонний обмін або дистиляцією у випарниках);

  видалення розчинених газів (термічним або хімічним методом) і оксидів заліза і міді (фільтруванням).

  поліпшення органолептичних властивостей води (видалення з води речовин, що додають воді запах (сірководень, хлор), і ряду органічних речовин).

До іригаційного використання водних ресурсів слід віднести зрошування.

Зрошування (іригація) - підведення води на поля, що відчувають нестачу вологи, і збільшення її запасів в корнеобитаемом шарі грунту в цілях збільшення родючості грунту. Зрошування є одним з видів меліорації. Зрошування покращує постачання коріння рослин вологою і живильними речовинами, знижує температуру приземного шару повітря і збільшує його вологість.

До основних способів зрошування відноситься:

  полив по борознах водою, що подається насосом або із зрошувального каналу;

  розбризкуванням води із спеціально прокладених труб;

  аерозольне зрошування - зрошування найдрібнішими краплями води для регулювання температури і вологості приземного шару атмосфери;

  зрошування підгрунтя (внутрігрунтове) - зрошування земель шляхом подачі води безпосередньо в корнеобитаемую зону;

  лиманове зрошування - глибоке одноразове весняне зволоження грунту водами місцевого стоку;

  дощування - зрошування з використанням самохідних систем кругового або фронтального типа.

Зрошувальне землеробство викликає цілий ланцюг негативних екологічних наслідків. Головними з них є:

  іригаційна ерозія;

  накопичення агроіригаційного горизонту грунтів;

  вторинне засолення грунтів і грунтів;

  заболочування грунтів і грунтів;

  забруднення поверхневих і підземних вод;

  обміління річок;

  осідання рельєфу місцевості.

Вторинне засолення - головний наслідок зрошування земель в умовах аридного клімату. Воно пов'язане з підйомом мінералізованих грунтових вод до земної поверхні. Грунтові води, що містять солі, починають при цьому інтенсивно випаровуватися, внаслідок чого грунт насичується надлишковою кількістю солей. Гостра екологічна проблема зрошуваного землеробства - забруднення поверхневих і грунтових вод. Це результат поливу угідь і використання води для рассоления грунтів. Більшість річок, води яких використовуються для зрошування мають мінералізацію 0,2-0,5 г/л. В даний час їх мінералізація зросла в 10 разів, що привело до зростання вторинного засолення. Проблеми засолення грунтів і вод посилюються вживанням мінеральних добрив[9, стор. 402].

Висновок

У даній главі розглянуто загальні відомості про водоспоживання у світі, його різновиди та особливості, класифіковано основні джерела води та методики водоспоживання, що є найбільш доцільними та розповсюдженними.

1.2 Водовідведення, його види і особливості

Системи, що водовідводять, і споруди - це один з видів інженерного устаткування і благоустрою населених пунктів, житлових, суспільних і виробничих будівель, що забезпечують необхідний санітарно-гігієнічні умови праці, побуту і відпочинку населення. Системи водовідведення і очищення складаються з комплексу устаткування, мереж і споруд, призначених для прийому і видалення по трубопроводах побутових виробничих і атмосферних стічних вод, а також для їх очищення і знешкодження перед скиданням у водоймище або утилізацією[7, стор. 14].

Об'єктами водовідведення є будівлі різного призначення, а також міста, що знов будуються, існуючі і такі, що реконструюються, селища, промислові підприємства, санітарно-курортні комплекси і тому подібне

Стічні води - це води, використані на побутових, виробничих або інші потреби і забруднені різними домішками, що змінили їх первинний хімічний склад і фізичні властивості, а також води, що стікають з території населених пунктів і промислових підприємств в результаті випадання атмосферних опадів або поливання вулиць[2, стор. 13].

Залежно від походження вигляду і складу стічні води підрозділяються на три основні категорії: побутові (від туалетних кімнат, душових, кухонь, лазень, пралень, їдалень, лікарень; вони поступають від житлових і суспільних будівель, а також від побутових приміщень і промислових підприємств) ; виробничі (води, використані в технологічних процесах, не відповідають більш вимогам, що пред'являються до їх якості; до цієї категорії вод відносять води, що відкачуються на поверхню землі при видобутку корисних копалин) ; атмосферні (дощові і талі; разом з атмосферними відводяться води від поливу вулиць, від фонтанів і дренажів) .

У практиці використовується також поняття міські стічні води, які є сумішшю побутових і виробничих стічних вод. Побутові, виробничі і атмосферні стічні води відводяться як спільно, так і окремо. Найбільш широкого поширення набули загальносплавні і роздільні системи водовідведення. При загальносплавній системі всі три категорії стічних вод відводяться по одній загальній мережі труб і каналів за межі міської території на очисні споруди. Роздільні системи складаються з декількох мереж труб і каналів: по одній з них відводяться дощові і незабруднені виробничі стічні води, а по іншій або по декількох мережах - побутові і забруднені виробничі стічні води[3, стор. 143].

Стічні води є складними гетерогенними сумішами, що містять домішки органічне і мінеральне походження, які знаходяться в нерозчиненому, колоїдному і розчиненому стані. Міра забруднення стічних вод оцінюється концентрацією, тобто масою домішок в одиницю об'єму мг/л або г/куб. м. Склад стічних вод регулярно аналізується. Проводяться санітарно-хімічні аналізи за визначенням: величини ХПК (загальна концентрація органічних речовин) ; БПК (концентрація органічних сполук, окислюваних біологічною дорогою) ; концентрація зважених речовин; активній реакції середовища; інтенсивності забарвлення; міри мінералізації; концентрації біогенних елементів (азоту, фосфору, калія) і ін. Найбільш складні за складом стічні води промислових підприємств. На формування виробничих стічних вод впливає вигляд сировини, що переробляється, технологічний процес виробництва, вживані реагенти, проміжні вироби і продукти, склад вихідної води, місцеві умови і ін. Для розробки раціональної схеми водовідведення і оцінки можливості повторного використання стічних вод вивчається склад і режим водовідведення не лише загального стоку промислового підприємства, але також стічних вод від окремих цехів і апаратів. Окрім визначення основних санітарно-хімічних показників у виробничих стічних водах визначаються концентрації специфічних компонентів, вміст яких зумовлюється технологічним регламентом виробництва і номенклатурою вживаних речовин. Оскільки виробничі стічні води є найбільшою небезпекою для водоймищ, ми розглянемо їх детальніше[7, стор. 162].

Виробничі стічні води діляться на дві основні категорії: забруднені і незабруднені (умовно чисті). Забруднені виробничі стічні води підрозділяються на три групи:

  забруднені переважно мінеральними домішками (підприємства металургійної, машинобудівної, рудо- і вуглевидобувної промисловості; заводи по виробництву кислот, будівельних виробів і матеріалів, мінеральних добрив і ін.);

  забруднені переважно органічними домішками (підприємства м'ясної, рибної, молочної, харчової, целюлозно-паперової, мікробіологічної, хімічної промисловості; заводи по виробництву каучуку, пластмас і ін.);

  забруднені мінеральними і органічними домішками (підприємства нафтовидобувної, нафтопереробної, текстильної, легкої, фармацевтичної промисловості; заводи по виробництву цукру, консервів, продуктів органічного синтезу і ін.)[1, стор. 129].

Окрім вищезгаданих 3 груп забруднених виробничих стічних вод має місце скидання нагрітих вод у водоймище, що є причиною так званих теплових забруднень.

Виробничі стічні води можуть розрізнятися по концентрації забруднюючих речовин, по мірі агресивності і так далі

Склад виробничих стічних вод вагається в значних межах, що викликає необхідність ретельного обгрунтування вибору надійного і ефективного методу очищення у кожному конкретному випадку. Здобуття розрахункових параметрів і технологічних регламентів обробки стічних вод і осаду вимагають вельми тривалих наукових досліджень як в лабораторних, так і напіввиробничих умовах.

Кількість виробничих стічних вод визначається залежно від продуктивності підприємства по укрупнених нормах водоспоживання і водовідведення для різних галузей промисловості. Норма водоспоживання - це доцільна кількість води, необхідного для виробничого процесу, встановлена на підставі науковий обгрунтованого розрахунку або передового досвіду. У укрупнену норму водоспоживання входять всі витрати води на підприємстві. Норми витрати виробничих стічних вод застосовують при проектуванні тих, що знов будуються і реконструкції систем водовідведення промислових підприємств, що діють. Укрупнені норми дозволяють дати оцінку раціональності використання води на будь-якому підприємстві, що діє.

У складі інженерних комунікацій промислового підприємства, як правило, є декілька мереж, що водовідводять. Незабруднені нагріті стічні води поступають на охолоджувальні установки (басейни, що бризкають, градирни, охолоджувальні ставки), а потім повертаються в систему оборотного водозабезпечення. Забруднені стічні води поступають на очисні споруди, а після очищення частина оброблених стічних вод подається в систему оборотного водозабезпечення в ті цехи, де її склад задовольняє нормативним вимогам.

Ефективність використання води на промислових підприємствах оцінюється такими показниками, як кількість використаної оборотної води, коефіцієнтом її використання і відсотком її втрат.

Для промислових підприємств складається баланс води, що включає витрати на різні види втрат, скидання і додавання компенсуючих витрат води в систему.

Проектування систем водовідведення населених пунктів і промислових підприємств, що знов будуються і реконструюються, повинне здійснюватися на основі затверджених в установленому порядку схем розвитку і розміщення галузі народного господарства, галузей промисловості і схем розвитку і розміщення продуктивних сил по економічних районах. При виборі систем і схем водовідведення повинна враховуватися технічна, економічна і санітарна оцінки існуючих мереж і споруд, передбачатися можливість інтенсифікації їх роботи.

При виборі системи і схеми водовідведення промислових підприємств необхідно враховувати:

  вимоги до якості води, використовуваної в різних технологічних процесах;

  кількість, склад і властивості стічних вод окремих виробничих цехів і підприємства в цілому, а також режими водовідведення;

  можливість скорочення кількості забруднених виробничих стічних вод шляхом раціоналізації технологічних процесів виробництва;

  можливість повторного використання виробничих стічних вод в системі оборотного водозабезпечення або для технологічних потреб іншого виробництва, де допустимо застосовувати води нижчої якості;

  доцільність витягання і використання речовин, що містяться в стічних водах;

  можливість і доцільність спільного відведення і очищення стічних вод декількох близько розташованих промислових підприємств, а також можливість комплексного вирішення очищення стічних вод промислових підприємств і населених пунктів;

  можливість використання в технологічному процесі очищених побутових стічних вод;

  можливість і доцільність використання побутових і виробничих стічних вод для зрошування сільськогосподарських і технічних культур;

  доцільність локального очищення стічних вод окремих цехів підприємства;

  самоочищающую здатність водоймища, умови скидання в нього стічних вод і необхідну міру їх очищення;

  доцільність вживання того або іншого методу очищення.

При варіантному проектуванні систем, що водовідводять, і очисних споруд на підставі техніко-економічних показників приймається оптимальний варіант.

До основних способів водовідведення в міській смузі слід віднести каналізацію.

Каналізація - складова частина системи водопостачання і водовідведення, призначена для видалення твердих і рідких продуктів життєдіяльності людини, господарчо-побутових і дощових стічних вод, з метою їх очищення від забруднень, і подальшої експлуатації або повернення у водоймище. Необхідний елемент сучасного міського господарства. Порушення його роботи може погіршити санітарно-епідеміологічну ситуацію в місті.

Також каналізацією називають будь-яку систему каналів, наприклад, кабельна каналізація служить для прокладки під землею кабелів[2, стор. 182].

По цілях і місцерозташуванні систему каналізації можна розділити на три великі розділи:

  внутрішня каналізація - система збору стоків усередині будівель і споруд і доставки їх в систему зовнішньої каналізації;

  зовнішня каналізація - система збору стоків від будівель і споруд і доставки їх до споруджень очищення або до місця скидання у водоприймальник;

  система очищення стоків.

По збираних стоках каналізація підрозділяється на:

  господарчо-побутову каналізацію (позначення К1);

  зливову каналізацію (позначення К2);

  виробничу каналізацію (позначення К3).

Господарчо-побутова каналізація буває:

  централізована;

  автономна.

Внутрішня каналізація будівель, як правило, має наступні елементи:

  водоприймальні прилади:

§ раковини;

§ миття;

§ унітази;

§ пісуари;

§ трапи;

§ душові піддони;

§ водозбірні воронки;

§ виробниче устаткування.

  система трубопроводів:

§ вентиляційні стояки, що виводяться на крівлю або вакуумні клапани;

§ підведення і колектора - горизонтальні трубопроводи;

§ стояки - вертикальні трубопроводи;

§ ревізії і прочищення;

§ випуски в зовнішню каналізацію;

§ замочна арматура на випусках;

§ звукова ізоляція.

  додаткові елементи:

§ системи підкочування стоків;

§ локальні системи очищення.

Зовнішні каналізаційні мережі, як правило, є самотічними, прокладаються з ухилом по ходу стоків.

Зовнішня каналізація може бути організована по наступних системах:

  загальносплавна - колектори приймають і дощові і господарчо-побутові стоки;

  роздільна - існують окремі колектори для прийняття дощових і господарчо-побутових стоків;

  напівроздільна - мережі окремо збирають дощові і господарчо-побутові стоки, доставляючи їх в загальносплавний колектор.

Зовнішня каналізація підрозділяється на:

  внутрішньодворові мережі;

  вуличні мережі;

  колектори.

Елементами зовнішніх мереж є:

  трубопроводи;

  колодязі (оглядові, поворотні, перепадні і так далі). Як правило, колодязі забезпечені люками з кришками і скобами для спуску в них обслуговуючого персоналу;

  насосні станції підкочування;

  локальні очисні споруди;

  випуски у водоприймальники.

Висновок

У даній главі розглянуто загальні відомості про водовідведення, його різновиди та найбільш характерні особливості. Основну увагу приділено класифікації стічних вод та каналізації, як основному шляху водовідведення в умовах міста. Приведено типи каналізаційних систем, їх основні частини та методи ефективного використання.

1.3 Норматівно-правове обгрунтування водоспоживання та водовідведення

Водні відносини в Україні регулюються Воднім Кодексом, Законом Україні "Про охорону навколишнього природного середовища" та іншими актами законодавства, зокрема Законом Україні «Про рибу інші водні живі ресурси та харчову продукцію з них».

Усі води (водні об'єкти) на території Україні становлять її водний фонд.

До водного фонду Україні належать:

  поверхневі води:

§ природні водойми (озера);

§ водотоки (річки, струмки);

§ штучні водойми (водосховища, ставки) і канали;

§ інші водні об'єкти;

  підземні води та джерела;

  внутрішні морські води та територіальне море.

До водних об'єктів загальнодержавного значення належать:

  внутрішні морські води та територіальне море;

  підземні води, які є джерелом централізованого водопостачання;

  поверхневі води (озера, водосховища, річки, канали), що знаходяться і використовуються на території більш як однієї області, а також їх припливи всіх порядків;

  водні об'єкти в межах територій природно-заповідного фонду загальнодержавного значення, а також віднесені до категорії лікувальних.

До водних об'єктів місцевого значення належать:

  поверхневі води, що знаходяться і використовуються в межах однієї області і які не віднесені до водних об'єктів загальнодержавного значення;

  підземні води, які не можуть бути джерелом централізованого водопостачання.

Води (водні об'єкти) є виключно власністю народові Україні і надаються тільки в користування.

Народ Україні здійснює право власності на води (водні об'єкти) через Верховну Раду Україні, Верховну Раду Автономної Республіки Крім і місцеві Ради. Окремі повноваження щодо розпорядження водами (водними об'єктами) можуть надаватися відповідним органам державної виконавчої влади.

До відання Верховної Ради Україні в галузі регулювання водних відносин належить:

  законодавче регулювання водних відносин та визначення основних напрямів державної політики в цій галузі;

  розпорядження водним фондом Україні;

  затвердження загальнодержавних, міждержавних програм використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів;

  встановлення правового режиму використання і охорони вод

  та відтворення водних ресурсів в зонах надзвичайних екологічних ситуацій;

  регулювання розподілу зборів за спеціальне водокористування;

  визначення повноважень місцевих Рад і органів державної виконавчої влади щодо використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів;

  вирішення інших питань в галузі законодавчого регулювання водних відносин[4, ст. 8].

Громадяні та їх об'єднання інші громадські формування у встановленому порядку мають право:

  брати участь в розгляді місцевими Радамі та іншими державними органами питань, пов'язаних з використанням і охороною вод та відтворенням водних ресурсів;

  за погодженням з місцевими Радамі та іншими державними органами виконувати роботи по використанню і охороні вод та відтворенню водних ресурсів за власні кошти та за добровільною участю членів об'єднань громадян;

  брати участь у проведенні спеціально уповноваженими державними органами управління в галузі використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів перевірок виконання водокористувачами водоохоронних правив і заходів та вносити пропозиції з цих питань;

  проводити громадську екологічну експертизу, обнародувати її результати і передавати їх органам, уповноваженим приймати рішення щодо розміщення, проектування та будівництва нових і реконструкції діючих підприємств, споруд та інших об'єктів

  пов'язаних з використанням вод, в порядку, що визначається законодавством;

  здійснювати громадський контроль за використанням і охороною вод та відтворенням водних ресурсів;

  одержувати у встановленому порядку інформацію про стан водних об'єктів, джерела забруднення та використання вод, про плани і заходь щодо використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів;

  подавати до суду поклич про відшкодування збитків, заподіяних державі і громадянам внаслідок забруднення, засмічення та вичерпання вод;

  здійснювати інші функції щодо використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів відповідно до законодавства[4, ст. 9].

Контроль за використанням і охороною вод та відтворенням водних ресурсів полягає в забезпеченні додержання усіма юридичними та фізичними особами вимог водного законодавства. Державній контроль за використанням і охороною вод та відтворенням водних ресурсів здійснюється Кабінетом Міністрів Україні, державними органами охорони навколишнього природного середовища іншими спеціально уповноваженими державними органами відповідно до законодавства Україні. Порядок здійснення державного контролю за використанням і охороною вод та відтворенням водних ресурсів визначається Воднім Кодексом та іншими актами законодавства.

Громадський контроль за використанням і охороною вод та відтворенням водних ресурсів здійснюється громадськими інспекторами охорони навколишнього природного середовища, повноваження яких визначаються положенням, що затверджується спеціально уповноваженим центральним органом виконавчої влади з питань екології та природних ресурсів. Державній облік водокористування здійснюється з метою систематизації даних про забір та використання вод, скидання зворотних вод та забруднюючих речовин, наявність систем оборотного водопостачання та їх потужність, а також діючих систем очищення стічних вод та їх ефективність.

Державній облік та аналіз стану водокористування здійснюється шляхом подання водокористувачами звітів про водокористування до державних органів водного господарства за встановленою формою.

Форма звітів про водокористування, порядок їх заповнення та періодичність подання затверджуються спеціально уповноваженим центральним органом виконавчої влади з питань статистики за поданням спеціально уповноваженого центрального органу виконавчої влади з питань водного господарства та за погодженням із спеціально уповноваженим центральним органом виконавчої влади з питань екології та природних ресурсів.

Організаційно-економічні заходь щодо забезпечення раціонального використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів передбачають:

  видачу дозволів на спеціальне водокористування;

  встановлення нормативів збору і розмірів зборів за спеціальне водокористування та скидання забруднюючих речовин;

  надання водокористувачам податкових, кредитних та інших пільг в разі впровадження ними маловідхідних, безвідхідних, енерго- і ресурсозберігаючих технологій, здійснення відповідно до законодавства інших заходів, що зменшують негативний вплив на води;

  відшкодування у встановленому порядку збитків, заподіяних водним об'єктам в разі порушення вимог законодавства.

В галузі використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів встановлюються такі нормативи:

  нормативи екологічної безпеки водокористування;

  екологічний норматив якості води водних об'єктів;

  нормативи гранично допустимого скидання забруднюючих речовин;

  галузеві технологічні нормативи утворення речовин, що скидаються у водні об'єкти;

  технологічні нормативи використання води.

Законодавством Україні можуть бути встановлені й інші нормативи в галузі використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів.