Расчет зоны санитарной охраны водозабора

 

Согласно СНиП 2.04.02-84 на водозаборных сооружениях хозяйственно-питьевого назначения устанавливается три пояса зоны санитарной охраны (ЗСО), представляющие собой специально выделенную территорию, в пределах которой создается особый санитарный режим, исключающий возможность загрязнения подземных вод.

В каждом из трех поясов, а также в пределах санитарно-защитной полосы водоводов, соответственно их назначению, устанавливается специальный режим и определяется комплекс мероприятий, направленных на предупреждение ухудшения качества воды.

Первый пояс ЗСО – (зона строгого режима) включает территорию расположения водозабора, площадок расположения всех водопроводных сооружений. Его назначение – защита места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения.

Второй пояс ЗСО – (пояс ограничений) предназначен для защиты водоносного горизонта от микробных загрязнений; поскольку второй пояс расположен внутри третьего пояса, он предназначен также для защиты от химических загрязнений.

Третий пояс ЗСО – (пояс ограничений) предназначен для защиты подземных вод от химического загрязнения.

В пределах рассматриваемого водозабора и прилегающих к нему территорий эксплуатируемый среднеюрский водоносный горизонт перекрыт верхнечетвертичными песками и суглинками мощностью от поверхности до 21 м.

Расчет ЗСО произведен в соответствии с «Рекомендациями по гидрогеологическим расчетам для определения границ II и III поясов зон санитарной охраны подземных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения» [3].

Граница I пояса зоны строгого санитарного режима для скважины № 2353-Э согласно нормативам устанавливается в радиусе 30 м от скважины. Радиус существующего ограждения равен 25 м. Учитывая благоприятные гидрологические и санитарно-технические условия расположения скважины, по согласованию с Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, существующее ограждение I пояса ЗСО можно оставить без изменений.

Граница II пояса ЗСО определяется гидродинамическими расчетами, исходя из условий, что микробное загрязнение, поступающее в водоносный пласт за пределами водозабора, не достигает водозабора. Основным параметром, определяющим расстояние от границ второго пояса ЗСО до водозабора является время продвижения микробного загрязнения с потоком подземных вод к водозабору (Тм). При определении границ II пояса ЗСО Тм принимается по таблице 1
СанПиН 2.1.4.1110-02 и равно 400 суткам для недостаточно защищенных подземных вод в пределах II климатического района, к которому относится территория с Грива.

Граница III пояса ЗСО, предназначенного для защиты водоносного пласта от химического загрязнения, определяется по гидродинамическим расчетам. Время движения химического загрязнения к водозабору (Тх) должно быть более расчетного Тх согласно СанПиН 2.1.4.1110-02. Тх принимается на срок эксплуатации водозабора и равен 25 – 50 годам. Принимаем Тх = 25 лет (примерно 10000 сут.).

Расчет II и III пояса ЗСО проводился для условий неограниченного изолированного водоносного горизонта в удалении от поверхностных водоемов и водотоков, т.е. не имеющего источника внешнего восполнения. Характерным для рассматриваемого водозабора является неустойчивый режим фильтрации подземных вод в течение всего срока эксплуатации, в связи с чем область «захвата» и область питания непрерывно расширяются, охватывают все большие площади.

Для оценки размеров области питания можно принять, что уравнение раздельной линии тока, ограничивающей эту зону, определяется как для условий установившейся или квазиустановившейся фильтрации в пределах всей области захвата водозабора. Для водозабора, сосредоточенного в изолированном пласте, при наличии естественного потока подземных вод с интенсивностью q уравнение раздельной линии имеет вид:

(4.1)

 

где Хр – расстояние от водозабора до водораздельной точки, образующейся ниже водозабора по потоку подземных вод;

у – расстояние от водозабора до водораздельной точки по оси у;

Ось «Х» и «Y» ориентированы следующим образом: ось «Х» – верх по потоку;

ось «Y» – в крест потоку подземных вод.

(4.2)

 

где Q – дебит водозабора, м³/сут.

q – единичный расход (на один метр ширины потока) подземных вод на участке расположения водозабора в естественных условиях, м³/сут.

(4.3)

 

где m – мощность водоносного горизонта, м;

i – уклон естественного потока подземных вод.

k – коэффициент фильтрации эксплуатируемого горизонта, м/сут.

 

(4.4);

 

где Qуд – удельный дебит скважины, л/сут.

Протяженность ЗСО вверх по потоку подземных вод (R) от водозабора определяется уравнением:

(4.5)

где (4.6),

 

(4.7).

Т – расчетное время, сут.;

n – активная пористость водовмещающих пород, принимается равной 0,20.

Расстояние до границы ЗСО вниз по потку (r) определяется по формуле:

(4.8)

где (4.9)

Ширина области «захвата» и ЗСО определяется по формуле:

(4.10)

 

(4.11)

где L – общая длина ЗСО, м

L=R+r (4.12)

Расчет II пояса ЗСО

Q=260 м³/сут.; Qуд = 0,6 л/сут.; m = 17 м, i = 0,0044, Тм= 200 сут.

По формуле (4.4) 5 (м/cут)

По формуле (4.3) q = 5х17х 0,0044 = 0,37 (м²/сут)

По формуле (4.2) 112,1 (м)

По формуле (4.6) 0,2

Используя таблицу 8 на стр. 101 «Санитарная охрана водозаборов подземных вод» [2], определяем 0,773, = 0,507, d = 0,626

Переходя к размерным величинам, получим:

 

; ; L=R+r

R= 121,1 х 0,773 = 93 (м)

r = 121,1 х 0,507 = 61 (м)

d = 121,1 х 0,626 = 76 (м)

L = 93+61 = 154 (м)

Общая ширина II пояса ЗСО равна 2d=2х76=152 (м)

Расчет III пояса ЗСО

Q=260 м³/сут.; Qуд = 0,6 л/сут.; m = 17 м, i = 0,0044, Тх= 10000 сут.

16,2

Используя таблицу 8 на стр. 101 “Санитарная охрана водозаборов подземных вод” [2], определяем 17,942, = 1, d = 2,895

Переходя к размерным величинам, получим:

; ; L=R+r

R= 121,1 х 17,942 = 2172 (м)

r = 121,1 х 1 = 121 (м)

d = 121,1 х 2,895 = 350 (м)

L = 2172+121 = 2293 (м)

Общая ширина III пояса ЗСО равна 2d=2х350=700 (м)

На местности II и III пояса ЗСО устанавливаются следующим образом

II пояс ЗСО

- вниз по потоку подземных вод от устья скважины на расстоянии 61 м к северу;

- вверх по потоку подземных вод от устья скважины на расстоянии 93 м к югу;

- перпендикулярно потоку подземных вод на расстоянии 76 м по обе стороны от устья скважины.

III пояс ЗСО

- вниз по потоку подземных вод от устья скважины на расстоянии 121 м к северу;

- вверх по потоку подземных вод от устья скважины на расстоянии 2172 м к югу;

- перпендикулярно потоку подземных вод на расстоянии 350 м по обе стороны от устья скважины.

Прохождение границ I, II, III поясов зон санитарной охраны представлено на ситуационном плане местности (приложение 5).