Организация питьевого водоснабжения в Лондоне (часть первая)

Лондон  с населением   более 8 млн. человек  является  крупнейшим городом Западной Европы. Водопроводное и канализационное хозяйство  столицы  Великобритании  с  пригородами  (так  называемый  Большой  Лондон)  находится  в  ведении  компании Thames Water.  Общая  протяженность  водопроводных  магистралей и  распределительных сетей составляет 31,5 тыс. км.  Ежедневно  городские предприятия водоподготовки производят  2810  тыс.  м3 питьевой  воды.

Структура  потребления  воды  в Большом Лондоне выглядит  следующим образом. 

В бытовых целях ежедневно потребляется 1257 тыс. м3 воды, из этого объема 1026 тыс. м3 приходится на жилые дома, в которых не установлены  водосчетчики.  Жильцами  домов,  где  есть  водомеры,  потребляется  227  тыс.  м3 /сут. 

В хозяйственно-промышленных  целях  ежедневно используется  598 тыс. м3 воды: 577 тыс. м3 приходится на предприятия и учреждения, в которых установлены  водосчетчики,  и  21  тыс.  м3 на производства и организации, где нет водомеров.

В специальных целях (для дренажа  резервуаров,  проведения ремонтных  работ  на  водопроводных сетях,  промывки  канализационных коллекторов  и  т.п.)   ежедневно  потребляется 8 тыс. м3 воды. Кроме того, 25  тыс.  м 3 воды  в  день  составляет «потребление без оплаты на законных основаниях» ‑ пожарными командами при тушении пожаров и во время учений,  предприятиями лондонского водопровода и станциями очистки сточных  вод.

Еще  11  тыс.  м3 воды  в  день уходит  на  «незаконное  потребление воды без оплаты», в частности, обитателями  домов,  которые    считаются нежилыми.

Наконец, 915 тыс. м3 воды в день составляют утечки. Из этого объема 658  тыс. м3 приходится на ежедевные  потери  воды  в  трубопроводах и сетях компании Thames Watеr и 257 тыс. м3 ‑ потери в распределительных  трубопроводах  потребителей.

В 2005 году за счет комплексного ведения работ по замене магистральных  трубопроводов,  модернизации распределительных сетей и оперативному  устранению  утечек  компании Thames  Watеr  удалось  добиться  снижения потерь воды  на 31 тыс. м3 /сут.

Тем не менее, проблема утечек  воды остается на сегодняшний день одной из наиболее острых (см. таблицу). Показатели  потерь  воды  у  компании Thames Water на территории Лондона  самые большие по сравнению c другими  водопроводными  компаниями Великобритании. Так, например, если в  2002  году  потери  воды  у  большинства компаний составляли  от 6 до 12 м3 /км в день, то у Thames Water они достигали 28 м3 /км в день.

Это вызвано тем, что эксплуатация водопроводных сетей Большого Лондона  сопряжена  с  существенными трудностями.  Историческое  ядро  города  составляет  плотная  малоэтажная застройка с большим количеством старых и даже ветхих зданий, замена коммуникаций  в  которых  часто  представляет  значительные  неудобства.

Лондонский городской водопровод - один из самых старых в Европе, и многие  распределительные  сети  и  даже магистральные  водоводы  были  проложены  еще  в  XIX  веке.  Возраст  50% всех  водопроводных  труб  составляет 100 лет, а около 30% труб имеют возраст  150  лет.  Самый  старый  из  всех функционирующих  на  сегодняшний день трубопроводов датируется 1838 годом. Кроме того, принимая во внимание  специфические  геологические условия  Лондона  (так  называемая лондонская  глина),  срок  службы  металлических труб оказывается весьма недолгим.  При  сезонных  колебаниях почвы  (сжатие  летом  и  расширение зимой) происходит деформация труб, появляются микротрещины, в результате чего возникает коррозия, постепенно разрушающая трубы.

Для  предотвращения столь больших потерь  воды  компания  Thames Water несколько раз была вынуждена снижать давление в распределительных сетях. В среднем ежедневно устраняется  около  200  утечек.  В  2002  году затраты  на  ремонтно‑восстановительные  работы  по  устранению  прорывов трубопроводов и утечек только в Лондоне составили приблизительно 80 млн. фунтов стерлингов. За 2005 год было  устранено  22400  видимых  утечек, кроме того, было выявлено и устранено 45600 случаев подземных утечек,  отремонтировано  10800  старых труб  в  частных  домах.  На  строительство новых объектов и сетей в 2005 году было израсходовано 865 млн. фунтов.

С  2002  года было  полностью  заменено около  500  миль  старых  и  протекающих трубопроводов. К 2010 году эта цифра  должна  достигнуть  1100  миль.  На этих работах постоянно занято около 1400 человек, которые одновременно работают более чем на 30 городских объектах.  В  2006  году  около  500  тыс. фунтов  стерлингов в  день  тратилось  только  на проведение ремонтных работ. В 2005-2010  гг.  компания  Thames  Water  планирует вложить в капитальный ремонт и  модернизацию  водопроводных  сетей Большого Лондона 820 млн. фунтов, причем общая сумма инвестиций в  существующие  и  новые  объекты инфраструктуры  достигнет  3,1  млрд. фунтов.

 В  последние  годы  Thames  Water реализует  крупный  проект  по  оснащению высотных зданий новыми бустерными насосами, причем компания берет на себя 50% затрат на установку насосов и предлагает беспроцентную ссуду на оставшуюся сумму в течение 5 лет. С целью выявления высоких зданий, в которых требуется установка новых насосов, разработан метод,  основанный  на  сканировании объектов  с  борта  самолета,  а  затем создания  3D‑карты  по  результатам собранной информации.

Лондонская  кольцевая  магистраль 

Самое впечатляющее сооружение лондонского  водопровода  -  Лондонская  кольцевая  магистраль  (London ring main) - ЛКМ.

Она  представляет  собой  уникальный по своим техническим характеристикам водовод туннельного типа глубокого заложения (от 10 до 60 метров), который  проходит  под  всем  Лондоном. Общая протяженность туннелей ЛКМ - 83 км, средняя глубина залегания - 40 м, средний диаметр - 2,54 м, общее  количество  выходящих  на  поверхность  шахт  -  20,  самая  глубокая шахта  находится  на  глубине  75  м.

Очищенная вода со станций водоподготовки  поступает  в  ЛКМ  через  специальные шахты и далее движется самотеком, поэтому туннели всегда заполнены водой.

До сооружения ЛКМ питьевая вода со станций водоподготовки поступала в город по трубопроводам, большинство из которых было проложено еще  в  XIX  веке.  Через  полтора  века трубы  оказались  в  очень  плохом  состоянии, к тому же их пропускная способность уже не отвечала потребностям Лондона. Специалисты подсчитали,  что  экономически  более  выгодно создать принципиально новую систему  магистральных  трубопроводов глубокого  заложения,  чем  приводить в порядок физически и морально устаревшие  водоводы.  Кроме  того,  в единую цепь объединялись все 5 основных  водопроводных  станций Большого  Лондона:  Хэмптон,  Эшфорд  Комэн,  Уолтон,  Кемптон  и  (в перспективе)  Коппермилз.  Несмотря на весьма высокую стоимость проекта,  заложенные  в  нем  возможности были рассчитаны на перспективу роста  города.  Большое  заглубление  гарантировало  полную  безопасность системы, а кольцевая конфигурация - неуязвимость  в  случае  выхода  из строя любого из участков. Кроме того, проект позволял наращивать систему, продлевая ее в нужном направлении  в зависимости от использования потенциальных водоисточников  в будущем.

Ежедневные потребности жителей Большого  Лондона  в  питьевой  воде колеблются  от  2000  до  2600  тыс.  м 3 .

Из ЛКМ, являющейся главной частью системы  городского  водоснабжения, ежедневно поступает более 1300 тыс. м3 питьевой воды. 

Лондонская кольцевая магистраль (на плане имеет форму эллипса) была проложена в два этапа: в 1988 - 1991 гг.  был  сооружен  южный  сегмент  от водопроводной  станции  Эшфорд(шахта Эшфорд Комэн) до шахты Бэроу‑Хил,  в  1991 - 1993  гг.  северный сегмент, в результате чего образовалось кольцо. Кроме того, к ЛКМ относится  изолированный  участок  между водопроводной  станцией  Коппермилз и шахтой Сток Ньюуингтон. Пока еще не подсоединен к ЛКМ и огромный подземный резервуар для хранения  питьевой  воды  Хонэ  Оук  (Honor Oak  Reservoir),  расположенный  под Пекэм  Голф  Корс  (Peckham  Golf Course),  способный  вместить  такое количество  питьевой  воды,  которого хватило бы для 1 млн. жителей.

В апреле  2007  года  началось  строительство  двух  новых  участков  ЛКМ  Южного  и  Северного,  которое предполагается  завершить  к  2010  году. Предусматривается  прокладка  двух новых  туннелей,  средняя  глубина  их залегания  -  около  45  м,  диаметр  - 2,5 м.

Северный  участок  позволит  соединить крупную водопроводную станцию  Коппермилз  в  северном  пригороде  Лондона  с  ЛКМ.  Это  даст  возможность  направлять  дополнительные  объемы  воды  в  систему  городского водопровода, либо перемещать воду  из  западных  источников  (район долины  Темзы)  на  водопроводную станцию  Коппермилз  в  случае  серьезных  аварий  на  других  станциях. Согласно  плану  строительства  предполагается  прорыть  туннель  между шахтой  Нью‑Ривер  Хед  (улица  Амуэл  Стрит)  и  шахтой  Сток  Ньюуингтон. После  этого  отдельный  отрезок  Коппермилз‑Сток Ньюуингтон будет соединен с ЛКМ.

Южный участок связывает  подземное хранилище  воды  Хонэ  Оук  с  шахтой Брикстон,  расположенной  в  районе улицы  Уотеруоркс  Роуд.  Благодаря этому появилась  возможность перемещать до 200 млн. литров питьевой воды в подземный резервуар Хонэ Оук. В случае необходимости такое же количество воды может быть возвращено  в  ЛКМ.  Таким  образом,  после  завершения  этого  этапа  строительства управление всей системой городского водоснабжения получит принципиально новое качество: поток питьевой воды  можно  будет  направлять  практически  из  любого  водоисточника  в распределительную  сеть  нужного района.  

В настоящее время на трассе ЛКМ расположено 20 шахт. Функционально шахты  делятся  на  три  группы:  шахты для поступления воды в ЛКМ с предприятий водоподготовки (расположены  вблизи  крупнейших  водопроводных  станций  Большого  Лондона); шахты  для  подачи  воды  в  распределительную  городскую  сеть  (мелкого заложения  и  поверхностные  трубопроводы на территории личных владений)  и  смотровые  шахты  для  технического  обслуживания  ЛКМ  и  проведения планово-профилактических работ.

Насосные и служебные помещения шахт находятся над поверхностью земли и, как правило, они расположены  на  закрытых  территориях  компании  Темз  Уотэ,  кроме  шахты  Парк Лейн,  которая  находится  под  транспортной развязкой. Почти вся информация, касающаяся ЛКМ и его структуры,  является  строго  конфиденциальной, а расположение трасс туннелей и других объектов засекречено.

Все  объекты  ЛКМ  оснащены  самым  современным  оборудованием.

Для  оперативного  управления  этой сетью  был  построен  специальный центр  управления  (Control  Centre), который  включает  в  себя  главную диспетчерскую  и  два  вспомогательных  контрольных  поста.  Поскольку многие  объекты  и  сооружения  ЛКМ (трубопроводы, камеры, резервуары, насосы,  вентили  и  т.п.)    находятся  в трудно доступных зонах, то разработчики  системы  сделали  акцент  на  использовании методов дистанционной диагностики  и  контроля.  Под  землей находятся  десятки  тысяч  различных датчиков и приборов, которые в постоянном  режиме  передают  в  центр управления данные о давлении воды, скорости потока, качестве воды и т.д.

Для  передачи  информации  широко используются  волоконно‑оптические кабели  (общая  длина  составляет  85 км). Специалисты центра управления круглосуточно осуществляют мониторинг  различных  параметров  и  на  основании  получаемых  данных  оперативно управляют всей системой подачи  воды.  Для  предупреждения  аварийных ситуаций применяются методы  компьютерного  моделирования (включая создание 3D моделей) и диагностики.

Источники питьевой воды Лондона

Источники  водоснабжения  Большого Лондона - поверхностные воды (сток рек и ручьев, искусственные водоемы  и  водохранилища),  которые составляют 72% всех источников водоснабжения. На грунтовые воды приходится  26%, на смешанные источники - 2%. 

Объем  поверхностного  речного стока в значительной мере зависит от количества и качества осадков. Суммарное  ежегодное  количество осадков  в Лондоне меньше, чем, например, в Стамбуле или Риме.  Годы, в которые количество осадков оказывается ниже нормы, а также сухие  и  засушливые  периоды  самым прямым образом влияют на качество питьевой  воды  и  санитарное  состояние водоисточников, поскольку, с одной стороны водопотребление в жаркие периоды возрастает, а, с другой,  снижается  возможность  перемешивания и подпитки из других источников. 

Очень  неблагоприятным  был 2005 год - он оказался на третьем месте по  минимальному  количеству  выпавших  осадков  среди  самых  засушливых периодов за все 124 года наблюдений,  а  обильные  дожди,  прошедшие  в  мае  2007  года,  стали  причиной значительного  превышения  среднегодовых  значений  (на  208%).  Таким образом,  май  2007  года  занял  шестое место среди самых дождливых месяцев, начиная с 1883 года. За период с октября 2006 года по май 2007 года  среднемесячные  уровни  осадков  были  превышены на 121%.  Во  время  сухих  периодов  2005  и 2006 гг. компания Thames Water наложила запрет на использование поливочных  шлангов  и  садовых  разбрызгивателей (спринклерных установок).

Качество водопроводной воды

Качество  водопроводной  воды  в Лондоне  полностью  соответствует стандартам ВОЗ и европейским нормативам.

В 2005 году в Большом Лондоне  было  отмечено  всего  три  случая нарушения стандартов качества питьевой  воды.  В  мае  2005  года  около 1500  жителей  в  северо-западных пригородах Лондона Хай Викомб обнаружили  в  кранах  воду  коричневого цвета,  что  было  связано  с  использованием водопроводной станцией нового  источника  воды.  В  июле  потребители  в  Гилфорде  отмечали  запах нефти  в  воде,  а  в  середине  августа жители  Суиндона  жаловались  на привкус бензина и неприятный запах в водопроводной воде. По каждому из этих  случаев  компания   Thames  Water подготовила доклад для инспектората питьевой воды. Случай в Суиндоне  все  еще  находится  под  контролем Инспектората. 

В 2006 году было зарегистрировано 4 серьезных  нарушения  стандартов питьевой воды. В феврале поступили жалобы на химический вкус и неприятный запах воды от жителей Чигуэлла  на  северо-восточной  окраине Лондона. Специалисты выяснили, что причиной  было  незаконное  подсоединение  к  сети  гидранта.  В  августе подобный  вкус  воды  и  запах  был  зафиксирован в Хэмптоне, в юго-западном  районе  Лондона.  Третий  случай связан  с  изменением  цвета  воды  в Патни.  Это  произошло  в  сентябре после проведения плановых работ по ремонту  распределительной  сети.  В ноябре  был  отмечен  четвертый  случай. Вода с повышенным содержанием  хлора  поступила  в  Лондонскую кольцевую  магистраль  (ЛКМ)  с  водопроводной  станции  Эшфорд  Комэн.  Вся  некачественная  вода  была изолирована  в  подземных  туннелях ЛКМ  и  не  попала  к  жителям  города. Каждый  из  этих эпизодов  расследовался  инспекторатом питьевой воды.  

Пробы лондонской воды исследуются в двух лабораториях, одна из которых находится в Лондоне, другая - в Ридинге. Лаборатории оснащены самым  современным  компьютерным оборудованием и работают по европейскому  стандарту  ISO  17025.  За состоянием  водопроводных  сетей Лондона  и  качеством  поставляемой компанией Thames Water воды следит целый  ряд  правительственных  и  общественных организаций.

Алекс Твин

В обзоре использованы иллюстрации  с сайта компании Thames Water

Журнал «Вода Magazine», №2 (октябрь) 2007 г.