Дефицит питьевой воды - проблемы и решения.

А.А. Каждан, канд. техн. наук,
Е.М. Марголин, канд. хим. наук,
А.Г. Севостьянова
ООО "Констал Инжиниринг"


В последние годы утверждение о надвигающемся кризисе недостатка пресной воды стало общей темой, в различных печатных изданиях все чаще упоминается эта проблема. Причем характерной особенностью всех публикаций является то, что сроком реализации водяного апокалипсиса называется не очень отдаленное будущее. Так, например, прогноз развития водопотребления в мире, выполненный одним из крупнейших российских профессионалов в этой области В.В. Даниловым-Данильяном (2005 г.) на основе существующей практики, показал, "что к 2030-2040 гг. дефицит воды будет катастрофическим, сопоставимым с последствиями мировых войн".

Следует, однако, отметить, что подобные прогнозы даются, как правило, для мирового или, в крайнем случае, Российского масштаба. Нам же приходится решать конкретные проблемы конкретных муниципальных образований и, как показывает практика, в этом случае проблема дефицита пресной воды зачастую из категории "отдаленная перспектива" переходит в категорию "сиюминутная ситуация".

Словарь:

  • Водоотбор - удельное количество воды, отбираемое водопользователем из скважины или группы скважин.
  • Статический уровень - естественный, не нарушенный откачкой или нагнетанием уровень подземной воды.
  • Динамический уровень - абсолютная отметка или глубина от устья скважины (в м), на которой держится уровень жидкости в скважине при той или иной величине отбора жидкости. Понижается с увеличением отбора и повышается с его уменьшением.
  • Зона активного водопритока - зона максимальной трещиноватости водонасыщенных известняков, обеспечивающая наибольшую часть водоотбора из данного водоносного горизонта.

Рассмотрим эту проблему на примере одного из существующих коттеджных поселков в одном из районов Московской области. Анализ существующих документов и результатов обследования в данном коттеджном поселке показал следующее (см. рис. 1 и табл. 1):

Таблица 1. Прогнозируемое понижение уровней в водоносном горизонте при различном водоотборе

Год 2005 2007 2009 2011
Водоотбор, м /год 3 6000 6000 13200 19700 19700
Статический уровень, м 61.7 64.78 70.94 74.02 86.34
Динамический уровень, м 67.7 70.78 76.94 80.02 92.34

Рисунок 1. Прогнозируемое понижение уровней в водоносном горизонте при различном водоотборе

Прогнозируемое понижение уровней в водоносном горизонте при различном водоотборе

Из приведенных данных видно, что при существующем водоотборе порядка 200 м3/сутки зимой и 900 м3/сутки летом (6 000 м3/год из них 3500 м3/год на полив) снижение статического уровня в скважинах ВЗУ 2, где еще не начата эксплуатация, за два неполных года составило величину более 3 метров.

После застройки второй части территории в эксплуатацию будет введено ВЗУ 2 и водоотбор возрастет примерно в 2,2 раза, что составит 440 м3/сутки зимой и 1980 м3/сутки летом (13 200 м3/год из них 9900 м3/год на полив). После освоения третьей очереди поселка планируется ввести в эксплуатацию ВЗУ 3. При этом водоотбор увеличится еще в 1,8 раза по сравнению с сегодняшним. Таким образом, общий водоотбор к этому времени составит величины порядка 600 м3/сутки зимой и 2500 м3/сутки в летнее время (19 700 м3/год из них 12500 м3/год на полив). Расстояния между ВЗУ порядка 500 метров. Методом аппроксимации нами были рассчитаны прогнозные изменения уровней подземных вод в течение ближайших четырех лет.

Мы видим, что через два года динамический уровень в рассматриваемой скважине достигнет отметки 83,1 м, а через 4 года опустится ниже верхнего уровня зоны активного водопритока, что совершенно недопустимо с точки зрения гидрогеологии, т.к подобное явление приводит к невосполнимой утрате возможности эксплуатации водоносного горизонта [1].

Очевидный вывод из представленных фактов - при сохранении существующих тенденций через 2-4 года водоснабжение данного конкретного поселка из подземных источников станет невозможным. Естественный вопрос - как это все могло произойти?

Действительно, лицензии на водопользование выдаются только на те месторождения подземных вод, по которым подсчитаны запасы, то есть установлены соответствующие нормативы водоотбора, позволяющие сохранить запасы воды. Целый ряд организаций профессионально занимаются вопросами ограничения отбора подземных вод с тем, чтобы на данном конкретном месторождении они ни в коем случае не превышали объемов естественного поступления воды в эксплуатируемый водоносный горизонт.

Соответствующие лицензии, отчетность вододобывающих предприятий и другие документы фиксируют допустимые для данного ВЗУ нормативы отбора, и их соблюдение. Кроме того, органы власти каждого региона РФ и Московской области, в частности, устанавливают строго фиксированные нормы водопотребления хозяйственно-питьевой воды на душу населения и, категорически запрещают использование артезианской воды для полива (это же требование зафиксировано в каждой лицензии). Однако, все эти строгие нормативы и запреты весьма далеки от конкретных потребителей воды. Счетчики каждого ВЗУ вообще, и счетчик ВЗУ вышеупомянутого коттеджного поселка, в частности,показывают, что в засушливое время года за счет поливомоечных работ объем водопотребления вырастает в несколько раз.

Единственно правильным решением этой проблемы является следующее:

  • установить счетчики каждому потребителю воды и заставить платить за сверхнормативное водопотребление большие деньги;
  • использовать для поливомоечных работ оборотную воду от очистных сооружений ливневых и хозяйственно-питьевых сточных вод, цена на которую для потребителя должна быть существенно ниже нормативной цены артезианской воды.

Данные рекомендации общеизвестны, но следует признать, что реализовать их на действующих водопроводах крайне сложно. Совершенно иначе выглядят эти рекомендации применительно к вновь строящимся предприятиям и муниципальным образованиям, и, в особенности, к коттеджным поселкам. Необходимо изначально, еще на стадии проектирования, закладывать в системе очистных сооружений соответствующие резервуары чистой (очищенной) воды с насосным оборудованием для обеспечения поливо-моечных работ, отдельные от водопровода поливомоечные сети неглубокого заложения, снабжать и водопроводные и поливомоечные колодцы контролируемыми счетчиками воды. Конечно, затраты на водоснабжение данного конкретного объекта возрастут. Однако эти затраты не идут ни в какое сравнение с затратами на поиск и реализацию нового источника водоснабжения для коттеджного поселка, в котором уже не первый год живут люди.

Экономическое обоснование обоснование использования водооборотной системы

  • Ликвидация штрафов за сверхлимитный водоотбор;
  • Снижение энергозатрат;
  • Стоимость земли под строительство ВЗУ (около 1 га) может превышать сопоставимо со стоимостью строительства системы водооборота;
  • Экономия на проектировании и строительстве дополнительных ВЗУ
  • Продление жизни водоносного горизонта;

Ключевые слова:
Проблемы дефицита питьевой воды, истощение запасов осушение водоносного горизонта норма водопотребления водоотбор водоснабжение коттеджных поселков промышленных предприятий лицензии на водопользование ВЗУ отбор подземных вод нормативы водоотбора