Глава XVI. Водозаборы

§ 1. Источники водоснабжения

Источники водоснабжения в районах Крайнего Севера весьма ограничены и условно могут быть подразделены на поверхностные и грунтовые.

Подавляющее большинство поверхностных источников водоснабжения (рек, ручьев и озер) промерзает и не может быть использовано в течение длительного периода времени (часто до 8-10 месяцев в году). Непромерзающие зимой водные протоки, как правило, встречаются только в горных и предгорных районах, где зимнее питание их обеспечивается запасами воды в мощных делювиальных отложениях, находящихся в талом состоянии круглый год. Большинство таких ручьев и рек промерзает в нижнем течении при выходе на равнину, где происходит образование наледей. Равнинные реки не промерзают только в тех случаях, когда их водосборная площадь измеряется тысячами квадратных километров и в зимнем питании участвуют подземные воды и водные протоки описанного выше типа или когда в их бассейне расположены очень крупные озера.

Грунтовые воды в районах Крайнего Севера встречаются в меньших количествах, чем в районах с умеренным климатом. Часто эти воды являются малопригодными или вообще непригодными для водопотребления вследствие их высокой минерализации.

Грунтовые воды делятся на три категории: надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные.

К надмерзлотным относятся воды деятельного слоя, подрусловые и подозерные. Залегают они над верхней границей вечной мерзлоты и характеризуются непостоянным режимом. Источниками их питания являются атмосферные и поверхностные воды, а также воды деятельного слоя, образующиеся при его оттаивании. Зимой эти воды обычно замерзают.

Воды деятельного слоя встречаются в песчано-глинистых образованиях и торфах, а также в аллювиальных отложениях коренных пород. Ввиду того, что мощность деятельного слоя незначительна (1-2 м, редко 3-4 м), эти воды обладают слабым дебитом и вблизи населенных мест они обычно загрязнены. Для водоснабжения эти воды мало пригодны.

Подрусловые и подозерные воды встречаются почти под любой непромерзающей рекой или озером.

Межмерзлотные воды являются связующим звеном между надмерзлотными и подмерзлотными водами. Область питания межмерзлотных вод лежит выше или ниже мерзлой зоны в зависимости от размещения таликов.

Подмерзлотные воды находятся ниже зоны вечной мерзлоты в аллювиальных толщах - на относительно небольших глубинах, в коренных породах - на более значительной глубине.

Эти воды часто являются напорными и образуют артезианские бассейны.

Межмерзлотные и подмерзлотные грунтовые воды могут быть довольно перспективным источником водоснабжения в условиях Крайнего Севера. Использование этих вод можно осуществлять с помощью буровых скважин или водосборных галерей для межмерзлотных вод. Однако пока этот источник водоснабжения применяется мало из-за значительных трудностей в выборе места устройства скважины, больших затрат на изыскания и строительство, отсутствия гарантии в надлежащем качестве воды в силу высокой ее минерализации.

Водоснабжение с использованием подмерзлотных вод при помощи буровых скважин осуществляется в настоящее время в Якутске. Ежесуточно откачивается 1000-1200 м³ воды. Во избежание замерзания скважины в период прекращения откачки применяется слив воды в ствол скважины в количестве 1,5-2,0 ^м3/_ч с температурой ее 5-10 °С.

Вода выкачивается из скважины эрлифтной установкой и по дается в запасной резервуар, где подогревается.

В б. Провидения водоснабжение осуществляется с помощью водосборной галереи, перехватывающей межмерзлотный водя ной поток.

Для небольших поселков как источник водоснабжения может использоваться снег и лед. Однако в этом случае необходимо предусматривать меры защиты от возможного радиоактивного заражения талой воды.

Учитывая специфику районов Крайнего Севера, в целях бес перебойного обеспечения водой населения и промышленности необходимо проводить следующие мероприятия:

• возведением плотин превращать озера или участки рек в водохранилища;
• увеличивать полезный объем водоемов путем их углубления и расширения площади;
• производить подпитку озер, служащих источниками водоснабжения, перекачкой в них воды из соседних озер;
• осуществлять подпитку озер или рек грунтовой водой путем устройства специальных водонепроницаемых экранов, перехватывающих подземные потоки.

При подпитке озер водой из других водоемов перекачку ее следует производить с интенсивностью, не превышающей расход на цели водоснабжения, ибо в противном случае неизбежны потери воды на наледи в основном озере. Перекачка должна осуществляться в начале образования ледяных покровов с целью уменьшения потерь воды на образование льда во вспомогательных озерах.

Надмерзлотные грунтовые воды деятельного слоя собирают путем устройства каптажа. Такие воды могут служить временным источником водоснабжения для небольших поселков.

Каптировать воды деятельного слоя удобнее всего колодцем или галереей. Колодцы и галереи следует располагать в местах наибольшего оттаивания и потока воды (у подножья склонов, на конусах выноса).

Для извлечения глубокозалегающих грунтовых вод производится бурение скважин, оборудуемых эрлифтными установками.

Качество воды источников водоснабжения по физико-химическим свойствам отличается большим разнообразием.

На реках перед ледоставом вода охлаждается почти до 0°С. при этом часто происходит образование шуги и донного льда. На озерах температура воды с увеличением глубины повышается и в зимний период времени на глубине 15-20 м достигает

При низких температурах вода имеет значительно большую вязкость, что затрудняет ее отстаивание и фильтрацию; это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании очистных сооружений. Вода из открытых источников водоснабжения отличается мягкостью, зимой малым содержанием кислорода и повышенным количеством углекислоты. Такая вода характеризуется повышенной агрессивностью по отношению к железу и может содержать патогенные бактерии и яйца гельминтов.

Так как при низких температурах биохимические процессы минерализации органических веществ протекают медленно, то последние в значительных количествах находятся на дне озер в виде рыхлых илистых отложений, из-за которых вода во второй половине зимы приобретает затхлый неприятный привкус; это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании зон санитарной охраны водоемов.

Для промышленного водоснабжения в некоторых случаях может быть использована морская вода (например, для тепловых электростанций, требующих для охлаждения агрегатов большое количество воды).

Для хозяйственно-питьевого водоснабжения необходимо опреснение морской воды.