В Магнитогорске заработал комплекс переброски части стока реки Урал в зону поглощения Мало-Кизильского водозабора

06.02.12

Проекты-главный

silin

Павел Силин,
директор
МП Трест «Водоканал»
г. Магнитогорск

В Магнитогорске введен в эксплуатацию комплекс переброски части стока реки Урал в зону поглощения Мало-Кизильского водозабора, снабжающего город водой. Теперь основной городской водозабор будет подпитываться водами реки Урал с расходом 0,8 м3/сек., что даст возможность дополнительно направлять жителям Ленинского и частично Правобережного районов Магнитогорска более 30 тыс. м3 воды в сутки. С реализацией этого проекта в городе полностью решена проблема дефицита питьевой воды.

Существующая система водоснабжения Магнитогорска занимает территорию протяженностью 50 км с севера на юг и 30 км с запада на восток. Обеспечение водой осуществляется из трех подземных источников: Мало-Кизильского, Верхне-Кизильского и Янгельского месторождений подземных вод. Общие утвержденные запасы подземных вод для нужд питьевого водоснабжения города составляют 226,5 тыс.м3/сут., фактический среднесуточный суммарный водоотбор (по отчетным данным за 2007 год) - 176,98 тыс.м3/сут.
Мало-Кизильский водозабор расположен в 4-5 км северо-западнее города на берегу реки Малый Кизил. Запасы подземных вод, по данным Государственного комитета запасов подземных вод (ГКЗ), составляют 96 тыс.м3/сут. Фактический среднесуточный водоотбор в настоящее время составляет порядка 90 тыс.м3 /сут. Данный водозабор является основным источником водоснабжения города, обеспечивая около 60% общей потребности Магнитогорска в питьевой воде. Водозабор снабжает питьевой водой около 250 тыс. человек. Подача воды от водопроводной насосной станции №10а осуществляется как в правобережную, так и в левобережную части города по четырем магистральным водоводам: двум водоводам диаметром 500 мм каждый, водоводу диаметром 700 мм и водоводу диаметром 1000 мм.

mag1 Верхне-Кизильский водозабор расположен в северо-восточной части города, в 2 км от застройки на берегу реки Урал. Запасы подземных вод составляют 70 тыс.м3/сут. Фактический среднесуточный водоотбор - 36,29 тыс.м3/сут. Подача воды от водопроводной насосной станции №18 осуществляется в левобережную часть города по двум магистральным водоводам: диаметром 600 мм и диаметром 700 мм.
Янгельский водозабор расположен на территории Агаповского района Челябинской области в 25 км северо-восточнее застройки на берегу реки Янгелька. Запасы подземных вод составляют 60,5 тыс.м3/сут. Фактический среднесуточный водоотбор - 46,41 тыс.м3/сут. Подача воды осуществляется в правобережную часть города по двум магистральным водоводам: диаметром 800 мм и диаметром 1000 мм.

Со скважин водозаборов вода подается в резервуары чистой воды, в которых осуществляется обеззараживание жидким хлором, затем насосными станциями второго подъема вода подается в город потребителям по водопроводным сетям, на которых установлено семь подкачивающих водопроводных насосных станций для обеспечения давления в соответствующих точках. Для обеспечения расхода воды в часы максимального водопотребления, а также в аварийных ситуациях на водопроводных сетях установлены 16 резервуаров чистой воды. Водоочистные сооружения в городе отсутствуют, т.к. качество воды, получаемой из скважин после обеззараживания жидким хлором, соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

mag2 Все питьевые водозаборы города, так или иначе, привязаны к долинам рек, поскольку основным источником восполнения запасов подземных вод являются поверхностные воды. Наиболее интенсивно процессы инфильтрации речного стока в подземные горизонты происходят во время паводка, когда затапливается пойма речной долины. Особенностью гидрологического режима рек Магнитогорска является крайняя неравномерность и цикличность стока, как в сезонном, так и в многолетнем периодах. До 75% объема годового стока приходится на весеннее половодье, а в летнюю и зимнюю межень сток рек минимален или прекращается совсем. В многолетнем плане наблюдаются серии многоводных и маловодных лет продолжительностью до 11 лет. Последняя серия маловодных лет 1995-1998 гг. сменилась многоводным периодом. С 2008 года началась серия маловодных лет, продолжающаяся до настоящего времени. В этот период практически полностью прекратился сток по рекам Малый Кизил и Янгелька, а по реке Урал сток находился на уровне санитарного попуска Верхнеуральского водохранилища (2 м3/сек.). Последний маловодный период, начавшийся в 2008 году, привел к катастрофическому падению уровней подземных вод в скважинах городских водозаборов.

В связи с этим были приняты меры по уменьшению водопотребления:
- сокращены на 10% лимиты водопотребления для организаций всех форм собственности;
- установлена повышенная плата за нерациональное использование питьевой воды - в пятикратном размере действующего тарифа, за сверхлимитное водопотребление - в трехкратном размере;
- оптимизированы режимы подачи питьевой воды, снижены давления в разводящих трубопроводах;
- приобретена мобильная лаборатория с комплексом приборов для диагностики подземных трубопроводов и определения утечек питьевой воды;
- ведется работа по выявлению незаконных и доводомерных врезок;
- ведется работа по выявлению нерационального использования питьевой воды автомойками;
- активизирована работа по установке общедомовых и внутриквартальных приборов учета питьевой воды;
- проведены комиссионные осмотры бассейнов на наличие замкнутого оборотного цикла и ведется работа по отключению плавательных бассейнов и бассейнов в саунах.

Все это привело к сокращению водопотребления на 28% - со 199 тыс. м3/сут. в 2000 году до 164-155 тыс. м3/сут. в настоящее время. Однако эти меры не решали в полной мере проблему дефицита питьевой воды, в связи с чем был разработан комплекс мероприятий, направленных на изыскание новых и пополнение существующих источников подземных вод, отработку оптимальных режимом подачи воды в город.
Необходимость строительства комплекса переброски части стока реки Урал в зону поглощения Мало-Кизильского водозабора обусловлена отсутствием у данного водозабора внешних источников для пополнения баланса скважин. Если Янгельский водозабор можно «подкормить» из башкирского озера Чебаркуль, а сбросы с Верхнеуральского водохранилища идут на увеличение дебита скважин Верхне-Кизильского водозабора, то Мало-Кизильский водозабор может подпитываться исключительно рекой Малый Кизил.

Впервые вопрос о возведении водовода, соединяющего 18-ю и 10-ю насосные станции, поднимался в конце 80-х годов, но проект был отложен: засушливые годы обошли тогда наш регион стороной, к тому же время перестройки и разного рода реформ не способствовало решению насущных проблем. Строительство комплекса переброски части стока реки Урал в зону поглощения Мало-Кизильского водозабора началось в апреле 2010 года. Его заказчиком выступило предприятие «Магнитогорскинвестстрой». Проектная организация - ОАО «Магнитогорский институт по проектированию металлургических заводов». Стоимость проекта - около 150 млн. руб. Финансирование производилось за счет городского бюджета.
Комплекс включает в себя береговую водозаборную насосную станцию и 11-километровый трубопровод диаметром 800 мм. На подпитку основного городского водозабора подаются воды реки Урал с расходом 0,8 м3/сек. Это дало возможность дополнительно направлять более 30 тыс. м3 воды в сутки населению всего Ленинского района и части Правобережного района города. Это примерно пятая часть от общего объема воды, потребляемой жителями Магнитогорска. Станция переброски будет работать в автономном режиме: насосы начнут перебрасывать воду в пойму реки Малый Кизил как только Магнитогорску экстренно понадобится вода или возникнет аварийная ситуация.

На станции переброски установлены три погружных многоступенчатых насоса UGP M-2110/4R производства компании Indar Maquinas Hidraulicas S.L. (Испания). Каждая ступень состоит из рабочего колеса, корпуса с направляющим аппаратом, радиального межступенчатого подшипника, деталей фиксации рабочего колеса на валу и колец щелевого уплотнения. Сейчас в действие приведены два насоса, третий остается в резерве, но воды хватает даже при неполной мощности.

Вклад в улучшение ситуации с водоснабжением Магнитогорска внесло также строительство в 2010 году на Верхне-Кизильском водозаборе шести новых эксплуатационных водозаборных скважин.

Как уже отмечалось, при утвержденных запасах в 70 тыс мЗ/сут. на этом водозаборе в среднем добывается 35-З6 тыс. мЗ/сут. Причина - ошибки при установлении эксплуатационных запасов и особенности геологического строения и геохимического состава водовмещаюшнх пород, в результате чего на водозаборе интенсивно происходят кольматационные процессы, вызывающие снижение дебита скважин. В связи с этим добыча воды, несмотря на ввод в эксплуатацию новых эксплуатационных скважин (общее количество - 31), падает. Одним из решений проблемы является проведение комплекса гидрологических и гидрогеологических исследований с целью определения возможности устройства на месторождение водозабора другой конструктивной схемы - лучевого, подруслового или кессонного водозабора подрусловых вод реки Урал с другим химическим составом воды.

Первый этап гидрогеологических работ стоимостью 11 млн. руб. завершился бурением новых эксплуатационных скважин. На базе поисковых скважин №200, №207 и №204 были построены шесть новых эксплуатационных скважин: № 200 - 39, 39а, № 207 - 40,40а, № 204 - 41,41а. Дебит скважин - около 8 тыс. м3/сут. На скважинах установлены секционные центробежные насосы SAER S151 С/9 c полуаксиальными рабочими колесами производства компании SAER Elettropompe S.p.A.(Италия). Насосы комплектуются водозаполненными электродвигателями серии MS 152. Мощность - 26 кВт, напряжение - 380 В. Максимальная глубина установки насоса ниже уровня вод - 300 м, максимальное рабочее давление - 45 бар. За счет строительства новых скважин водоотдача Верхне-Кизильского водозабора повысилась на 25-30%. Стоимость проекта - более 50 млн. руб.

mag3 Одним из мероприятий, направленных на изыскание новых и пополнение существующих источников подземных вод, стала реконструкция весной 2011 года четырех насосных станций над скважинами Янгельского водозабора.

Данный водозабор имеет 8 эксплуатационных скважин глубиной от 50 до 92 м с дебитом от 124 до 662 мЗ/час и насосную станцию второго подъема №19. Изначально водозабор проектировался как затухающий источник, рассчитанный на 25 лет эксплуатации с дебитом 60,5 тыс. мЗ/сут. Длительная эксплуатация источника привела к массовым проявлениям карстово-суффозионных процессов (провалы, воронки) с резким ухудшением качества воды и реальной возможностью вывода из строя водозабора. Снижение водоотбора до 41,8 тыс мЗ/сут. в годы средней водности позволяет стабилизировать положение, но в засушливые годы водоотбор должен быть резко снижен, поскольку дебит водозабора полностью определяется стоком реки Янгелька, на которой в пределах территории Башкортостана расположен ряд водохранилищ и мелиоративных систем. С целью осуществления добычи воды при более низких уровнях воды в скважинах проведены работы по реконструкции четырех насосных станций с заменой существующих агрегатов на погружные насосы S-350/1A производства компании SAER. Насосы способны обеспечивать расход воды до 700 м3/час.

mag4 Применение итальянского оборудования позволило повысить качество питьевой воды - плавный запуск и плавная остановка насосов исключают возникновение гидроударов, которые среди прочего приводили к снижению качества подаваемой воды. Кроме того, использование новых насосов дало возможность на треть со- кратить расход электроэнергии. У оборудования четыре режима работы. Управлять процессом можно вручную, автоматически, дистанционно и дистанционно с регулировкой по уровню. Система сама задает частоту вращения электродвигателя насосов, в зависимости от режима работы. Стоимость реконструкции насосных станций составляет 31,5 млн. руб.

Однако нужно сказать, что на сегодняшний день эффективных технических мероприятий по увеличению водоотбора на Янгельском месторождении нет. Требуются гидрогеологические исследования для переоценки эксплуатационных запасов и разработки мероприятий для их искусственного восполнения путем строительства плотины и водохранилища на реке Янгелька. Ориентировочная стоимость гидрогеологических исследований составляет 7 млн. руб. Стоимость проектирования и строительства 1 этапа - порядка 40 млн.руб.

В настоящее время проблема количества воды, необходимого для бесперебойного водоснабжения жителей Магнитогорска, практически решена. Сейчас проводятся гидрогеологические исследования по изысканию и строительству новых питьевых водозаборов и разработке Усть-Янгельского питьевого водозабора мощностью 25-40 тыс. м3/сут. Стоимость исследований составляет 38 млн. руб. Исследования проводит Уральская гидрогеологическая экспедиция, которая выиграла конкурс на проведение работ. Специалисты именно этой компании в советское время занимались изысканиями и разработкой Янгельского водозабора. Гидрогеологам совместно со специалистами МП «Трест «Водоканал» предстоит провести беспрецедентное в новейшей истории Магнитогор- ска исследование.

На сегодняшний день перед предприятием на первый план выходит вопрос улучшения качества воды. Особенно это касается левобережной части города, которая снабжается питьевой водой с Верхне-Кизильского водозабора. Эта вода богата соединениями железа и марганца. Для решения данной проблемы МП «Трест «Водоканал» планирует заменить магистральный Карадырский водовод протяженностью около 20 км и построить станцию обезжелезивания воды. На водозаборе прошли тестовые испытания локальных установок по обезжелезиванию, которые показали достойные результаты.

"Вода Magazine"
Февраль 2012 г.