Организация питьевого водоснабжения в Токио (часть первая)

Токио - самый большой город Японии (более 13 млн. жителей, что составляет почти 10% всего населения страны), индустриальный, политический, деловой и культурный центр государства. Водоснабжение Токио представляет собой сложную многоуровневую систему, которая бесперебойно обеспечивает жилые дома, учреждения и предприятия водой высочайшего качества. Благодаря применению совершенных методов обработки и тщательному контролю качества, питьевая вода японской столицы занимает одну из самых верхних строк в мировом водном рейтинге.

Первый канал для снабжения Токио водой появился в городе в 1590 году, однако современная история водоснабжения японской столицы начинается с 1898 года, когда была открыта первая станция водоподготовки Йодобаши (Yodobashi), и очищенная вода стала поступать в город. После катастрофического землетрясения в 1923 году был разработан новый план реконструкции Токио, в котором значительное место отводилось развитию городского водоснабжения. В 1924 году была введена в эксплуатацию водопроводная станция Сакаи (Sakai), а в 1926 году - станция Канамачи (Kanamachi). Одновременно с этим строились дамбы, каналы и накопительные водохранилища.

После второй мировой войны развитие водопроводного хозяйства Токио получило новый импульс. Началось быстрое развитие экономики страны («японское экономическое чудо»), основанное на эффективной организации труда, поощрении национального капитала и правильном выборе приоритетов индустриального развития (автомобилестроение, химическая промышленность, электроника). Токио, являющийся промышленным центром страны, стремительно расширялся из-за притока огромного количества сельских жителей. В связи с этим было принято решение о комплексной модернизации всей системы водоснабжения.

В 1959 году началось строительство водопроводной станции Нагасава (Nagasawa), а в 1960 году - станции Хигаши-Мураяма (Higashi-murayama), в 1966 году - станции водоподготовки Асака (Asaka), которая станет крупнейшим предприятием, снабжающим Токио первоклассной водой. В 60-е годы было возведено несколько крупных плотин на реках Тоне (Tone) и Тама (Tama). В 1957 году вступила в строй крупнейшая в столичном регионе плотина Огоучи (Ogouchi), в 1967 году - плотина Ягисава (Yagisawa), в 1969 году - Шимокубо (Shimokubo). В 1968 году в бассейне реки Тоне были построены водосливная плотина Тоне и канал Мусаши (Musashi). В 1970 году начала работать станция водоподготовки Озаку.

Разразившийся осенью 1973 года энергетический кризис, приведший к подорожанию нефти в несколько раз, оказал влияние на все сферы экономики и социальной жизни. Стала очевидной необходимость перевода всех водопроводных предприятий на интенсивный путь развития. Для Японии, всегда испытывающей острую нехватку природных ресурсов, этот вопрос стал ключевым. Поэтому здесь развернулась активная работа по внедрению новых ресурсосберегающих технологий, введению режима экономии воды, сокращению водопотребления как промышленными предприятиями, так и населением. В проекты объектов водоснабжения вносились соответствующие поправки и изменения.

С 70-х гг. в Токио началась интенсивная работа по снижению утечек воды. Одновременно разрабатывались новые методы прокладки труб из более долговечных и стойких к коррозии материалов. В связи с загрязнением промышленностью поверхностных водоемов и роста антропогенной нагрузки на источники питьевого водоснабжения стало уделяться более пристальное внимание вопросам качества воды. Одновременно продолжалось строительство новых станций с более совершенными методами очистки питьевой воды. В 1975 году была введена в эксплуатацию водопроводная станция Мисоно (Misono), в 1985 году - станция Мисато (Misato), на которой было установлено компьютерное оборудование, позволяющее в автоматическом режиме выполнять ряд операций по водоочистке.

В 80-х гг. в Токио был реализован ряд масштабных проектов, объединенных в единую систему, - водохранилища, магистральные водопроводные каналы и станции водоподготовки. В этот период вступил в строй канал Нарита (Narita) мощностью около 1,4 м3/сек. (1978 г.) и канал Тосо (Toso) с мощностью около 2,2 м3/сек. (1980 г.). В 1980 году была осуществлена полная модернизация канала Асака, что дало возможность транспортировки воды до 16,6 м3 воды в секунду, а в 1983 году вступил в строй канал Китачиба с пропускной способностью до 40 м3/сек. Все это дало возможность существенно увеличить подачу воды в Токио и повысить ее стабильность.

Начиная с 90-гг. на водопроводных станциях, обслуживающих Токио, осуществляется широкая программа модернизации. Внедряются новые методы обработки воды (озонирование, фильтрация с помощью активированного угля, биофильтрация). В последние годы отмечается большой интерес к методам мембранной очистки. Япония является мировым лидером по внедрению технологий ультрафильтрации. Так, если в 1993 году в стране существовало всего 7 станций, использующих метод мембранной очистки воды, то в 2005 году таких станций насчитывалось уже 550. В Токио и его окрестностях такие станции имеют, как правило, небольшую мощность и применяются для водоснабжения отдельных населенных пунктов или районов.

Токио является не городом, а столичным округом, единственным в стране. Когда говорят «город Токио», то обычно имеют в виду входящие в столичный округ 23 муниципалитета (по-японски - «специальные районы»), которые до 1943 составляли административную единицу - город Токио, а ныне сами приравнены по статусу к городам - у каждого есть свой мэр и городской совет. Кроме 23 муниципалитетов в Токио входят более 25 городов, восемь деревень и пять провинциальных населенных пунктов, каждый из которых имеет местное самоуправление. Правительство города Токио осуществляет руководство всеми коммунальными службами мегаполиса, в том числе водоснабжением и водоотведением. Вопросами питьевой воды занимается Бюро по водоснабжению Токио. В ведении этого бюро находится и вся инфраструктура водного хозяйства: водохранилища, дамбы, водозаборы, каналы, магистральные водоводы, станции водоподготовки, регулирующие узлы, насосные станции и распределительная сеть.

Источники питьевой воды в Токио

Для снабжения Токио водой используются главным образом поверхностные водоисточники. Доля грунтовых вод составляет незначительную часть (обработку грунтовых вод производит только одна станция Сугинами, что составляет лишь 0,2% водоснабжения Токио). Это связано с недостаточным качеством грунтовых вод, а также с проникновением морской воды в подземные горизонты в прибрежных зонах. Кроме того, значительные объемы забора грунтовых вод отрицательно сказываются на геологии и состоянии почв.

Основными загрязнителями грунтовых вод являются летучие органические вещества (трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, 1,1,1-трихлорэтан), тяжелые металлы и пестициды. В пробах грунтовой воды, взятой в районе Токио, также отмечалось наличие патогенных возбудителей и повышенное содержание соединений азота и хлора. В связи с этим количество потребляемой подземной воды снижается год от года. Тем не менее в столичном регионе функционирует несколько небольших станций, которые используют грунтовые воды для хозяйственно-бытового и промышленного водоснабжения. Как правило, все они имеют небольшую производительность и применяют мембранные технологии, позволяющие производить глубокую очистку воды.

Использование поверхностных водоисточников для снабжения Токио водой имеет ряд особенностей.

В столичном регионе, как, впрочем, и повсюду на японских островах, нет больших рек, однако существует довольно густая речная сеть. Все основные реки имеют небольшую протяженность и очень большой перепад высот: на многих реках от верховьев до устья он составляет один километр и более. Почти все реки являются горными, лишь в своем нижнем течении они выходят на прибрежные равнинные территории. Объем стока этих рек невелик и в значительной степени зависит от времени года. Поэтому для обеспечения стабильного количества питьевой воды широко используются искусственные водоемы. Сооружение водохранилищ для водоснабжения началось еще в первой половине ХХ века. В окрестностях Токио и в самом городе насчитывается более десятка крупных водохранилищ, которые в состоянии удовлетворить потребности в воде 12-ти миллионного мегаполиса. В настоящее время продолжается сооружение новых водохранилищ и проводится модернизация находящихся в эксплуатации.

Основными источниками воды является система рек Тоне и Ара - 78% (4,85 млн. м3/день), а также бассейн реки Тама - 19% (1,16 млн. м3/день). На долю других источников воды (река Сагами и грунтовые воды) приходится менее 3% (220 тыс. м3/день). До 60-х годов прошлого века основным источником водоснабжения была река Тама, однако в дальнейшем возросло значение речной системы Тоне, благодаря реализации ряда крупных проектов по более эффективному использованию водных ресурсов. Были сооружены плотины и возникли такие водохранилища, как Кавамата (1965 г.), Ягисава (1967 г.), Шимокубо (1969 г.), Нарамата (1991 г.) и Каваджи (1983 г.). Это позволило полностью удовлетворить возросшие потребности в питьевой воде. По состоянию на апрель 2008 года уровень гарантированной подачи воды в город составляет 6,3 млн. м3.

Для водоснабжения Токио используется вода из пяти речных бассейнов: из бассейна рек Тоне (Tonegawa), Ара (Arakawa), Тама (Tamagawa), Сагами (Sagamigawa) и Цуруми (Tsurumigawa).

Бассейн реки Тоне

Общая площадь - 16,84 тыс. км2. Верховья - гора Охминаками. Протяженность реки Тоне - 322 км. Главные притоки - реки Агацумагава (1355 км2), Ватарасегава (2621 км2), Кокаигава (1043 км2) и Кинугава (1760 км2). Средний годовой сток - 165 м3/сек. (около Яттамайя), 220 м3/сек. (около Курихаши).

Наиболее крупные водохранилища: Ягисава (115,5 млн. м3, 1967 г.), Нарамата (85 млн. м3, 1991 г.), Худживара (31 млн. м3, 1958 г.), Аймата (20 млн. м3, 1959 г.), Сонохара (13,2 млн. м3, 1966 г.), Шимокубо (120 млн. м3, 1969 г.), Икари (32 млн. м3,1956 г.), Кавамата (73,1 млн. м3, 1965 г.), Каваджи (76 млн. м3, 1983 г.).

Бассейн реки Ара

Общая площадь - 2 941 км2. Верховья - гора Кобушигатаке. Протяженность реки Ара - 169 км. Главные притоки - реки Ирумагава (737 км2), Шингашигава (392 км2), Акабирагава (250 км2). Средний годовой сток - 26 м3/сек. (около Йории).

Главные водохранилища: Футасе (26,9 млн. м3, 1984 г.), Арима (7,6 млн. м3, 1984 г.).

Бассейн реки Тама

Общая площадь - 1 241 км2. Верховья - гора Касатори. Протяженность реки Тама - 138 км. Главные притоки - реки Акигава (170 км2), Асакава (154 км2), Ногава (68 км2). Средний годовой сток - 30 м3/сек. (около Ишикава).

Главное водохранилище: Огоучи (185,4 млн. м3, 1957 г.).

Бассейн реки Сагами

Общая площадь - 1 668 км2. Верховья - гора Фуджи. Протяженность реки Сагами - 108 км. Главные притоки - реки Дошигава (152 км2), Накацугава (140 км2), Кузуногава (115 км2), Сасагогава (93 км2). Средний годовой сток - 50 м3/сек. (около Сагамиохаши).

Основные водохранилища: Сагами (48,2 млн. м3, 1947 г.), Широяма (54,7 млн. м3, 1964 г.), Миягасе (183 млн. м3, 2000 г.).

Бассейн реки Цурими

Общая площадь - 239 км2. Верховья - долина Танако Ято. Протяженность реки Сагами - 43 км. Главные притоки - реки Ондагава (31 км2), Ягамигава (28 км2), Хаябучигава (20 км2). Средний годовой сток - 9 м3/сек. (около моста Каменоко), 83 м3 (около моста Суееши).

Главное водохранилище: Цурумигава (39 млн. м3, 2002 г.).

Александр Литвинов

Фото в открытии обзора: funjapan.ru

Журнал «Вода Magazine», №5 (21), 2009 г.

Продолжение следует