1.2. Подготовка систем водоснабжения к работе в ЧС
1.2.1. Краткая характеристика источников воды и систем водоснабжения
В настоящее время вода оказалась самой уязвимой частью природы. При кажущемся изобилии воды на планете, вода пресная составляет всего 3% от общих запасов, причем много пресной воды заморожено в Арктике и Антарктиде. Пятую часть составляют подземные воды и лишь 1% циркулирует в реках, озерах, болотах, плывет над землей в виде облаков. По тому, в каком состоянии находятся реки Волга, Миссисипи, Дунай мы можем судить о загрязнении рек во всех густонаселенных районах земли.
Ошибка! Раздел не указан.
Рис. 1
Ежегодно объекты экономики страны сбрасывают в водоемы более 150 млрд. мЗ сточных коллекторно-дренажных и других вод, с которыми в водоемы и водостоки поступает более 30 млн. т загрязняющих веществ.
Пригодной для питья эту воду делают дорогостоящие технологии, работающие уже на пределе возможностей. Потребности в воде постоянно растут, например, в Москве на каждого жителя приходится около 600 литров воды ежесуточно, прошедшей тщательную очистку. В Лондоне водопотребление достигает всего лишь 250 литров на человека в сутки. Эти примеры говорят не только о росте водопотребления, но и необходимости ее экономного расходования.
Учитывая это, в государственной программе охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов России ставится задача об улучшении состояния водных объектов и обеспечения питьевой водой население путем:
обеспечения приоритетного использования подземных вод для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения населения;
сокращения использования питьевой воды на технические цели в 1,5 раза;
разработки новых комбинированных методов обеззараживания питьевой воды;
создания автоматических пунктов контроля и управления качеством воды в системах централизованного водоснабжения.
Источниками водоснабжения городов, поселков, промышленных предприятий служат подземные, поверхностные водоисточники и атмосферные осадки.
Подземные воды образуются в результате проникновения в глубь земли атмосферных осадков и поверхностных вод. Они характеризуются постоянством температуры (5-120оС), отсутствием мутности и цветности, высокой санитарной надежностью, составляют примерно 18% общего баланса потребления воды.
Подземные воды могут быть ненапорные с верхним водонепроницаемым слоем. К ненапорным относятся верховодка и грунтовые воды.
Верховодка обычно залегает на глубине до 5 м, имеет малую мощность водоносного слоя, небольшие запасы и возможность ее загрязнения с поверхности земли.
Грунтовые воды, как правило, залегают на глубине 15-20 м. Для забора грунтовых вод используются шахтные колодцы.
Напорные или артезианские и ненапорные межпластовые воды защищены сверху водонепроницаемым слоем и залегают, как правило, на глубине 50 м и более. Эта вода забирается водозаборными скважинами и является наиболее устойчивой для водоснабжения населения.
Работы по оценке естественной защищенности подземных вод выполняют организации и учреждения министерства геологии России.
Поверхностные воды и осадки (атмосферные) составляют 82% от общего баланса потребления воды.
Рис. 2
К поверхностным водам относятся вода рек, озер, водохранилищ, морей. Она характеризуется большим разнообразием качества воды.
Речная вода характеризуется высокой цветностью, низкой щелочностью, большим количеством взвешенных веществ, наличием различных ядохимикатов (в результате смыва с полей), бактериальной загрязненностью, наличием привкусов и запахов.
Вода озер характеризуется различной степенью минерализации, незначительной мутностью, цветностью.
Вода водохранилищ характеризуется малой мутностью, высокой цветностью и окисляемостью, наличием планктона в теплое время года, низкой минерализацией и малой жесткостью. Эти особенности затрудняют улучшение ее качества.
Морская вода характеризуется содержанием большого количества минеральных солей и относительно невысокой жесткостью. Может быть использована в производственном водоснабжении. После опреснения на специальных опреснительных установках может использоваться для питья.
К атмосферным осадкам относится дождевая вода, вода от таяния снега и льда. Атмосферные осадки используются для водоснабжения в районах, где отсутствуют поверхностные или подземные воды.
Дождевая вода собирается в периоды дождей в искусственные хранилища (сборники). Она имеет высокую прозрачность, низкий солевой состав, малую жесткость. Дождевые воды, собранные в период применения оружия массового поражения, требуют ее очистки.
Вода от таяния снега и льда по своим качествам близка к дождевой воде.
Для снабжения городов, поселков, промышленных предприятий водой, создаются системы водоснабжения.
Под системой водоснабжения понимается совокупность взаимодействующих инженерно-технических устройств, предназначенных для забора воды, ее очистки, транспортирования и раздачи потребителям.
В зависимости от назначения различают следующие системы водоснабжения:
хозяйственно питьевые (или просто хозяйственные) - подача воды для хозяйственных санитарно-гигиенических и питьевых нужд, что составляет 7% от общего баланса водопотребления;
производственные или технические - предназначенные для обеспечения водой различных производственных процессов, охлаждения агрегатов и т.п., что составляет 2,7% от общего баланса водопотребления;
противопожарные - для тушения пожаров, что составляет 1,6% от общего баланса водопотребления;
хозяйственно-питьевые системы водоснабжения могут создаваться на поверхностных водоисточниках, на подземных водоисточниках или на тех и других совместно.
При наличии различных источников водоснабжения, предпочтение следует отдавать подземным водам перед поверхностными, а среди подземных вод - напорным и ненапорным (межпластовым) перед грунтовыми водами.
Рассмотрим основные элементы системы водоснабжения города на поверхностном водоисточнике.
В систему водоснабжения города на поверхностном водоисточнике входят:
головные водозаборные сооружения и устройства, с помощью которых из источников забирается вода;
насосные станции первого подъема, которые подают воду из водозаборных сооружений на очистные сооружения и к резервуарам чистой воды;
очистные сооружения (смесительная камера, камера реакции, отстойники, фильтры, хлораторная) в которых производится обработка и обеззараживание (хлорирование, озонирование, бактерицидное облучение) воды, а также очистка воды от РВ, ОВ и БС;
резервуары чистой воды для хранения запасов очищенной воды и выравнивания суточного графика ее потребления;
насосные станции 2-го подъема (а иногда 3-го подъема), обеспечивающие подъем воды на высокие отметки и подачу ее по водоводам в городскую сеть;
водонапорные башни или пневматические установки с водяными баками, обеспечивающими напор воды и регулирующие подачу ее в водопроводную сеть в зависимости от колебаний в водопотреблении;
водоводы, по которым вода поступает от насосных станций в городскую сеть;
городская водопроводная сеть, по которым вода подается потребителям, состоящая из магистральных и распределительных трубопроводов (сетей);
внутренний водопровод.
Рис. 3
Когда позволяет рельеф местности, вода может поступать из резервуаров чистой воды к потребителям самотеком. В этом случае насосная станция второго подъема не строится.
Несколько проще выглядит система водоснабжения, питающаяся из подземных водоисточников. В качестве водозаборных сооружений или приемных устройств подземных вод применяются водозаборные скважины.
Рис. 4
Как правило, качество подземных вод отвечает требованиям ГОСТа, а следовательно, не требуется ее очистка и обработка. Вода насосными станциями первого подъема подается в резервуары чистой воды.
При необходимости очистки, вода подается на очистные сооружения а затем в резервуары чистой воды.
В остальном система водоснабжения на подземных источниках оборудуется так же, как и на поверхностных.
1.2.2. Инженерно-технические и организационные мероприятия по защите воды и систем водоснабжения, проводимые заблаговременно и при возникновении ЧС
Наиболее вероятные аварии и катастрофы, которые могут произойти на предприятиях, сооружениях и водопроводно-канализационных коммуникациях в системе водоснабжения, а именно:
аварии на хлорно-аммиачных хозяйствах предприятий с большим выбросом в атмосферу СДЯВ (АХОВ) и образованием крупных очагов химического заражения;
заражение (загрязнение) источников водоснабжения радиоактивными, отравляющими веществами, бактериальными средствами и другими загрязнителями большой концентрации;
разрушение водопроводных и канализационных коммуникаций с большими изливами воды и стоков;
образование волн прорыва и катастрофических затоплений территории при разрушении гидротехнических сооружений;
пожары на предприятиях в системе водоснабжения.
Для обеспечения устойчивого водоснабжения объектов экономики населения с учетом возможных нарушений работы систем водоснабжения, в условиях применения средств массового поражении и при авариях или разрушениях радиационно- и химически опасных объектов необходимо проводить мероприятия по защите от РВ, ОВ и БС.
Общие требования по защите централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения от ОВ, РВ и БС установлены стандартом гражданской обороны ГОСТ 27488.2-87 «Защита систем коммунального водоснабжения от радиоактивных веществ, отравляющих веществ и бактериальных (биологических) средств». Введен в действие с 1 января 1989 года.
При разработке мероприятий по защите систем водоснабжения в соответствии с требованиями стандарта необходимо:
а) предусматривать использование только отечественных приборов, оборудования, реагентов, реактивов и минимально возможные затраты топливо-энергетических, материально-технических и трудовых ресурсов;
б) учитывать:
степень защищенности грунтовых вод;
наличие радиационно и химически опасных объектов;
состояние и производительность водопроводных сооружений;
наличие резервных источников электроэнергии и другие вопросы:
в) выполнять требования Норм проектирования ИТМ ГО к водоснабжению.
Этот пункт ГОСТа является одним из основных.
Нормы проектирования ИТМ ГО предусматривают в частности:
1) Новые системы хозяйственно-питьевого водоснабжения категорированных городов и объектов при отсутствии районных систем водоснабжения, базировать на подземных источниках воды. Пример: всего в городах Днепровского каскада пробурено 372 скважины. При недостаточной мощности последних, хозяйственно-питьевое водоснабжение должно обеспечиваться от двух источников - поверхностного и подземного.
2) При проектировании в городах нескольких самостоятельных водоводов (коммунального и промышленного) должна быть предусмотрена возможность передачи воды от одного водопровода к другому с соблюдением санитарных правил и др.
Поэтому ИТО органов управления по делам ГОЧС области (края, республики) согласовывая задания на проектирование новых и реконструирование существующих систем водоснабжения, должны требовать, чтобы в первую очередь предусматривалось использование подземных водоисточников.
3) В населенных пунктах, расположенных в зонах возможного опасного радиоактивного заражения (загрязнения) местности вокруг АЭС, и в зонах возможного опасного химического заражения вокруг объектов имеющих СДЯВ (АХОВ), для обеспечения населения питьевой водой необходимо создавать защищенные централизованные (групповые) системы водоснабжения с преимущественным базированием на подземных водоисточниках.
Нормами также определено, что мероприятия по подготовке городских водопроводов к работе в чрезвычайных ситуациях должны осуществляться в соответствии с требованиями нормативных документов, утверждаемых Министерством архитектурного строительства и жилищно-коммунального хозяйства России по согласованию с Госстроем России, Министерством экономики России и МЧС России.
Таким документом является «Инструкция по подготовке к работе городских водопроводов в условиях применения средств массового поражения» ВСН ВК-4-90.
С учетом требований ГОСТ 27488.2-87, Норм проектирования ИТМ ГО, инструкции ВСН ВК-4-90 разрабатываются организационные, инженерно-технические, санитарно-гигиенические и противоэпидемические мероприятия по защите систем водоснабжения. Эти мероприятия согласовываются с органами управления по делам ГОЧС города или области и городской санитарно-эпидемиологической станцией, утверждаются Администрацией и осуществляются управлением «Горводоканал».
При защите систем водоснабжения могут выполняться следующие мероприятия:
герметизация оголовков водозаборных скважин;
подготовка резервных водозаборных скважин;
обеспечение подачи воды только от подземных водоисточников - обеспечение резервного электроснабжения насосных станций и водоподъемного оборудования;
оборудование водонапорных башен и водоочистных сооружений по очистке подземных вод байпасами;
дооборудование водоводов и магистральных сетей пунктами забора и раздачи воды в передвижную тару;
создание запасов чистой воды;
организация контроля качества воды;
подготовка водоочистных станций к работе по специальным режимам;
Рис. 5
обеспечение отключения поврежденных участков водопроводных сетей;
разработка плана аварийных мероприятий и аварийных режимов работы систем водоснабжения.
Герметизация оголовков водозаборных скважин
Герметизации подлежат все эксплуатируемые скважины, независимо от вида водоподъемного оборудования. Скважины, оборудованные эрлифтами, подготавливаются к переоборудованию другими водоподъемниками и герметизируются. Неиспользуемые и непригодные скважины должны быть ликвидированы путем санитарно-технической (затампонированы) заделки.
Подготовка резервных водозаборных скважин
На системах водоснабжения, базирующихся только на поверхностных водоисточниках, в качестве резервных оборудуются водозаборные скважины с ограниченным дебетом воды. Для водоснабжения категорированных городов такие скважины целесообразно иметь за чертой города и подключать к водопроводной сети. Дебет резервных скважин должен удовлетворять потребность населенного пункта в воде по норме 10 литров на человека в сутки, что составляет минимальную норму водопотребления на военное время.
Обеспечение подачи воды только от подземных водоисточников
На системах водоснабжения, использующих одновременно подземные и поверхностные водоисточники, должна быть обеспечена возможность подачи в водопроводную сеть воды только от подземных источников или разделение сетей с поверхностной и подземной водой.
Обеспечение резервного электроснабжения насосных станций и водоподъемного оборудования
Электроснабжение насосных станций и водоподъемного оборудования скважин должно осуществляться от двух независимых источников электроснабжения по линиям, не отключаемым при отключении других потребителей электроэнергии.
В отдельных случаях, при отсутствии второго источника, допускается предусматривать резервное электроснабжение скважин от передвижных или стационарных дизельных электростанций.
Производительность скважин, имеющих резервное электроснабжение, должна быть достаточной для обеспечения города водой по минимальным нормам на военное время.
Оборудование водонапорных башен и водоочистных сооружений по очистке подземных вод байпасами
Указанные элементы систем водоснабжения являются наиболее слабыми по отношению к ударной волне. Кроме того, здесь происходит разрыв струи воды и появляется возможность заражения РВ, ОВ и БС. Поэтому в условиях применения средств массового поражения или аварии на радиационно- и химически опасных объектах, водонапорные башни и водоочистные сооружения по очистке подземных вод выключаются из работы, а вода подается в систему по обходным линиям (байпасам).
Создание запаса чистой воды
Запас питьевой воды создается на срок не менее 3-х суток по норме не менее 10 литров в сутки на человека для численности населения военного времени. При этом применяются средства консервации для продления сроков ее хранения.
Для создания запасов воды используются резервуары чистой воды водоочистных сооружений, резервуары населенных пунктов и объектов. При недостаточном объеме существующих резервуаров строятся новые. В мирное время они используются для выравнивания суточного графика водопотребления.
Конструкция резервуаров чистой воды должна позволять производить их очистку, дезинфекцию и дезактивацию.
Для защиты резервуаров чистой воды от попадания РВ, ОВ и ВС производится их герметизация, на воздухо-впускные отверстия устанавливаются типовые упрощенные фильтры-поглотители или фильтры ФП-300, ФПУ-200 и другие, а также предусматриваются устройства для раздачи воды в передвижную тару.
Дооборудование водоводов и магистральных сетей пунктами забора и раздачи воды в передвижную тару
В водоводах и магистральных сетях, протяженность которых составляет несколько десятков километров, находится большое количество очищенной воды, которую можно использовать для питьевых нужд. Устройства по отбору воды необходимо выполнять, в пониженных местах водоводов или магистральных линий. Отбор воды производится при закрытых задвижках в начале и конце водовода или магистрали. Впуск воздуха в трубопровод или его закачка компрессором должна производиться только через фильтры поглотители.
Организация контроля качества воды
ГОСТ 2874-87 ВД Доп. «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль над качеством» п.2.1. Учреждения и организации, в ведении которых находятся централизованные системы хозяйственно-питьевого водоснабжения, должны постоянно контролировать качество воды в местах водозабора, перед поступлением в сеть, а также в распределительной сети.
В период применения ОМП базовые и объектовые лаборатории проводят постоянный контроль над зараженностью ПЯВ (продукты ядерного взрыва), ОВ, фтором и мышьяком, дозиметрический и химический контроль на территории станции и в ее цехах с целью предупреждения поражения персонала.
П.2.3. Лабораторно-производственный контроль качества воды поверхностных и подземных водоисточников, оказавшихся на зараженной территории, в местах водозаборов проводят с целью установления факта заражения, вида и концентрации примененного средства массового поражения, с учетом конкретной обстановки, не реже одного раза в смену.
Для контроля качества воды и своевременного обнаружения РВ и ОВ в источниках водоснабжения центральные лаборатории систем водоснабжения и химико-бактериологические лаборатории при водоочистных сооружениях дооборудуются приборами и установками. Проводится подготовка персонала.
Организация подготовки персонала и дооборудование лабораторий осуществляется руководителями предприятий, организаций и учреждений, в ведении которых находятся водопроводы.
В системах водоснабжения, расположенных в районах размещения радиационно-опасных объектов, контроль загрязнения воды РВ должен быть автоматизирован.
Подготовка водоочистных сооружений к работе по специальным режимам.
При наличии нескольких групп водоочистных сооружений в первую очередь подготавливаются к работе по спецрежиму очистные сооружения, получающие воду от головных водозаборных сооружений, наиболее удаленных от города.
В условиях заражения водоисточников водоочистные сооружения должны работать на полную мощность. Снижение их производительности допускается только при невозможности производить обработку воды.
При этом необходимо установить порядок перевода водоочистных сооружений на режимы специальной очистки воды от ОВ, БС и режимы их работы при загрязнении водоисточников РВ.
Персонал водоочистных сооружений снабжается необходимой нормативно-технической документацией, регламентирующей работу систем водоснабжения в условиях их заражения ОВ и БС и загрязнения РВ.
Примером такой документации могут служить:
1. ГОСТ В 27488.1-87 «Режимы специальной очистки воды и работы водоочистных станций при заражении водоисточников ОВ, БС и РВ» (общие требования).
2. ГОСТ 22.3.004-86 В «Защита водоисточников и систем водоснабжения от РВ, ОВ и БС. Общие требования к обеззараживанию оборудования и сооружений».
3. «Рекомендации по подготовке к работе городских водопроводов в условиях применения средств массового поражения».
4. «Рекомендации по эксплуатации водоочистных станций, оказавшихся на следе радиоактивного облака и обрабатывающих воду, зараженную ОВ и БС». Рекомендации разработаны Министерством жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации.
Создается десятидневный запас реагентов для работы по спецрежиму и, при необходимости, производится реконструкция реагентного хозяйства. Производится краткая эксплуатация водоочистных сооружений (в течение 10-12 часов) по специальным режимам, без заражения воды ОВ и БС, с применением всех необходимых реагентов. Отработанная вода сбрасывается в водоем.
Создаются простейшие устройства для очистки воды от РВ, ОВ и БС отстаиванием, фильтрованием, хлорированием, электролизом.
Должна быть обеспечена охрана головных сооружений водоочистных станций и прилегающего водного бассейна.
Дверные и оконные проемы водопроводных станций и наземных павильонов герметизируются. Для защиты обслуживающего персонала от РВ, ОВ и БС на объектах систем водоснабжения сооружаются укрытия.
Обеспечение отключения поврежденных участков водопроводных сетей
Для быстрого отключения поврежденных участков водопроводных сетей разрабатывается схема водоснабжения с нанесенными колодцами и нумерацией отключающих устройств. Колодцы привязываются к незаваливаемым ориентирам.
На крышках люков с внутренней стороны и на стенках колодцев также наносится нумерация отключающих устройств. Отключающие устройства должны содержаться в исправном состоянии и опробываться не реже 1-2 раз в год.
Разработка плана аварийных мероприятий и аварийных режимов работы систем водоснабжения
На каждой системе водоснабжения в целом и, отдельно, для водопроводной станции должны быть составлены планы аварийных мероприятий и аварийных режимов работы, в которых отражаются:
какие агрегаты и сооружения в какой последовательности должны отключаться при тех или иных разрушениях;
влияние тех или иных повреждений на работу водопроводной станции;
порядок отключения участков сети в разрушенных кварталах города;
схема перехода на питание водопровода только от подземных источников и подключение резервных скважин;
схема водоснабжения при подаче воды в сеть только из резервуаров чистой воды;
районы города и объекты, подлежащие водоснабжению в первую очередь;
режим работы системы водоснабжения при различных оперативных положениях ГО при частичном разрушении водопроводных сооружений;
режим работы водоочистных сооружений при заражении водоисточников РВ, ОВ и БС, СДЯВ (АХОВ);
порядок проведения дезинфекции, дезактивации сооружений и территории водоочистной станции;
порядок ввода системы водоснабжения в эксплуатацию по нормальным режимам после работы станции в условиях применения ОМП и при авариях или разрушениях радиационно и химически опасных объектов.
При централизованном или децентрализованном водоснабжении сельских населенных пунктов на системах водоснабжения проводятся такие же мероприятия по их защите от РВ, ОВ и БС, как и на системах водоснабжения городов.
Аварийные мероприятия и аварийные режимы работы систем водоснабжения включаются в соответствующие разделы плана ГО службы и предприятий водоснабжения на мирное и военное время.
Так, например, план ГО мирного времени службы водоснабжения включает в себя следующие разделы:
мероприятия по предотвращению производственных аварий и катастроф проводимые в период повседневной готовности ГО;
аварии на хлорно-аммиачных хозяйствах предприятий службы;
заражение (загрязнение) источников водоснабжения ОВ, БС и другими загрязнителями большой концентрации;
разрушение водопроводных и канализационных коммуникаций с большими изливами воды и стоков;
образование волн прорыва и катастрофических затоплений территории при разрушениях гидротехнических сооружений службы;
радиоактивное заражение (загрязнение) воды, территории и сооружений предприятий службы;
пожары на предприятиях службы и в городе (приложение к плану).
Планы ГО на мирное и военное время разрабатываются и утверждаются, согласно рекомендациям МЧС России.
Все системы водоснабжения, на которых могут произойти аварии и катастрофы, представляющие опасность для населения и его жизнеобеспечения, имеют круглосуточные диспетчерские пункты, дежурные аварийно-восстановительные команды и специальную технику.
Необходимость проведения мероприятий по защите систем водоснабжения от РБ, ОВ и БС подтвердил опыт ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
Так, чтобы удовлетворить потребность населения в воде и обеспечить бесперебойную работу предприятий и хозяйств, в деревнях Гомельской области, прилегающих к зоне отселения было пробурено 98 артезианских скважин, установлено 1520 водозаборных колонок. Проложено 255 км новых водопроводных сетей. Проводилась очистка и обустройство шахтных колодцев и др.
Чтобы предотвратить загрязнение рек Днепр, Припять, Брагинка, вода которых используется для водоснабжения крупных городов, в том числе г. Киев, были отсыпаны дамбы, построены отстойники, траншеи с земляными валиками, котлованы, закрыты шлюзы. Так, в г. Припять отсыпано дамб - 3 км, отрыто траншей - 3 км, котлованов - общей емкостью 1000 куб. м. В Гомельской области для перехвата поверхностного стока, построены фильтрующие плотины и созданы 3 водохранилища емкостью примерно 120 млн. куб. м.
Авария на ЧАЭС еще раз убедительно показала необходимость интенсификации работ по переводу водоснабжения населенных пунктов с поверхностных и смешанных водоисточников на подземные, снижению использования последних для промышленных нужд, герметизации резервуаров чистой воды и оснащению водопроводных станций приборами для автоматического обнаружения РВ в питьевой воде и др.
|
