Организация питьевого водоснабжения в Марселе (часть первая)

13.10.2020, 00:01 | За рубежом

Марсель – третий по величине город Франции с населением 865 тыс. человек, самый большой порт страны и всего Срдиземноморья. Это крупный промышленный и культурный центр, важный транспортный узел и административный центр департамента Буш-дю-Рон. Центральное место в системе водоснабжения Марселя занимают уникальные каналы большой протяженности, по которым вода подается в город.

Ворота Востока, средиземноморская столица Франции, город особого южного колорита с эклектичной и выразительной романо-византийской архитектурой, родина графа Монте-Кристо, великого французского комика Фернанделя и знаменитого танцовщика и хореографа Мориса Бежара. Все это - Марсель, который является административным центром региона Прованс-Альпы-Лазурный берег и департамента Буш-дю-Рон.

Городская агломерация Марселя, которая с 2000 года официально носит название «Городское сообщество Марсель-Прованс-Метрополия» (Communaute´ urbaine Marseille Provence Me´tropole), расположена на территории около 67,5 тыс. га, на которой проживает более 1,5 млн. человек. Таким образом, Марсель занимает третье место во Франции после Парижа и Лиона с пригородами. Всего в городское сообщество Марсель-Прованс-Метрополия (МПМ) входит 18 муниципалитетов (по-французски, коммун): Шатонёф-ле-Мартиг, Мариньян, Сен-Викторе, Жиньяк-ля- Нерт, Соссе-ле-Пань, Карри-лё-Руэ, Энсю-ла-Редонн, Ля Ров, Септам-ле- Валлон, План-дё-Кук, Аллош, Карнуан-Прованс, Жемено, Рокфор-ла-Бедуль, Касси, Сеирест, Сиота и Марсель.

Город расположен в восточной части Лионского залива на берегу Средиземного моря. В этом районе Франции нет крупных рек, озер и других пресноводных источников. Устье полноводной реки Роны расположено на расстоянии около 50 км от города, и в течение ряда веков основным источником воды для горожан была небольшая речка Овон и ее приток Жарре. Однако со временем вода этих рек стала мало пригодной для использования в питьевых целях из-за сброса бытовых стоков и отходов, к тому же в жаркое время года речки почти полностью пересыхали. Уже в XVI веке в городе стала ощущаться нехватка воды, которая в основном покрывалась за счет использования грунтовых источников. К середине ХIХ века отмечается быстрый рост населения города и интенсивное развитие промышленности и торговли, и Марсель начинает испытывать острый дефицит пресной воды. Положение дел ухудшилось также из-за ряда засух, которые отмечались в этом регионе в 30-е годы ХIХ века.

Марсельский канал

В первой трети ХIХ века положение с питьевой водой стало чрезвычайно напряженным, поэтому городские власти приняли решение соорудить специальный водопроводный канал большой пропускной мощности, по которому вода из реки Дюранс могла бы транспортироваться в город. Ситуация осложнялась тем, что река расположена на значительном расстоянии от Марселя и отделена от города несколькими горными хребтами (горная цепь Кот, плато л'Арбуа, массив л'Этуаль). Проект предусматривал, что канал будет самотечным, поскольку река Дюранс расположена значительно выше города. Канал должен был заканчиваться в самом городе, в верхней его точке в квартале Сен-Антуан на высоте 150 м от уровня моря. Это давало возможность построить самотечную распределительную сеть для доставки воды во все районы города и предместья. Строительство Марсельского канала заняло 15 лет - с 1839 по 1854 гг.

Трасса канала начинается недалеко от моста Пертуи на реке Дюранс в Воклюзе на высоте 185 м от уровня моря, а средний уклон достигает 0,36 м на 1 км. Хотя по прямой расстояние до Марселя не превышает 50 км, протяженность канала составляет около 80 км, так как ему приходится огибать холмы и возвышенности. Из них 17 км проходят в глубоких туннелях под горными массивами. Основным материалом для строительства был выбран бетон, хотя также широко применялся камень и кирпич. Канал строился с применением самых современных на тот день материалов и технологий и стал большим достижением французских инженеров и строителей (главный инженер - Франц Мейо Монтришер). Канал представляет собой сложное гидротехническое сооружение, на его трассе расположен целый ряд туннелей и акведуков, а также несколько так называемых бассейнов или небольших резервно-накопительных водохранилищ (Сен-Кристоф, Реальтор и др.), обеспечивающих постоянную подачу воды в город в требуемых объемах. Над каналом сооружено 18 мостов. Отдельные участки канала могут перекрываться и осушаться с помощью затворов и ворот, имеются также переключатели, распределительные устройства и параллельные ветки, которые используются во время проведения ремонтных или аварийных работ. Пропускная способность сооружения составляет 10 м3/сек., средняя скорость потока - 0,7 м/сек. Глубина основных участков колеблется от 2 до 2,4 м, а ширина - от 9,4 м у кромки до 3 м около дна. В среднем по Марсельскому каналу транспортируется около 700 тыс. м3 воды в день.

С вводом в 1849 году в строй первой очереди Марсельского канала ситуация с водоснабжением в городе и прилегающих районах кардинально изменилась. Уже в 1876 году каждый житель города в среднем стал потреблять почти 370 л воды в сутки, что в несколько раз превышало обычный в то время уровень водопотребления в крупных европейских городах. Одновременно со строительством канала в городе практически заново создавалась система коммунального водоснабжения, отдельные элементы которой исправно функционируют и по сей день. В дальнейшем к основной магистрали прибавились дополнительные участки, по которым чистая вода стала подаваться практически во все населенные пункты в окрестностях Марселя. В итоге суммарная протяженность канала с ответвлениями теперь достигает 160 км. Хотя за последние десятилетия для улучшения водоснабжения Марселя построено еще одно сооружение - Прованский канал, тем не менее около 60% воды для хозяйственно-питьевых потребностей, орошения и промышленных предприятий по-прежнему поступает по Марсельскому каналу. До 1970 года он вообще был практически единственным источником, бесперебойно снабжавшим городскую агломерацию качественной водой. Вода из канала распределяется по расположенным в районе Марселя 36 муниципалитетам, и ее в общей сложности потребляет около 1,5 млн. человек. Две крупнейшие городские станции водоподготовки - Сен-Март и Сен-Барнабе - производят забор воды непосредственно из канала. После соответствующей обработки питьевая вода направляется к городским потребителям.

Однако Марсельский канал используется не только для обеспечения водой Марселя и близлежащих населенных пунктов. Значительное количество воды идет на нужды орошения и полив садов. Контроль за отведением воды в ирригационные системы возложен на смотрителей канала - эгедьеров. Они следят главным образом за тем, чтобы соблюдались нормы по отводу воды на цели ирригации, наблюдают за состоянием канала и его устройствами, принимают участие в ремонтных и профилактических работах. В последнее время местные власти стремятся использовать воду из Марсельского канала только для хозяйственно-питьевых целей, не продлевают и не выдают местным жителям и фермерам новые лицензии для отбора воды на сельскохозяйственные нужды. Кроме эгедьеров, обслуживанием канала занимаются 15 человек, должность которых в переводе с французского звучит как «искатель утечек». Эти специалисты оснащены геофонами - акустическими течеизмерителями, позволяющими обнаружить утечки в распределительных водопроводных сетях, куда поступает вода из Марсельского канала. Благодаря работе «искателей утечек» эффективность работы системы за последние годы достигла 85%.

Канал является объектом повышенной опасности, так как имеет значительную глубину, скользкие крутые стенки и высокую скорость потока. За всю историю эксплуатации сооружения было отмечено немало несчастных случае с детьми и взрослыми, которые попадали в воду и не могли выбраться на берег. В связи с этим периодически высказывались идеи возведения над каналом крыши или навесов, по крайней мере, в городской черте Марселя, а также строительства ограждений по его берегам. Сейчас только несколько участков имеют частичные ограждения и заборы, а вдоль канала установлены специальные знаки с предупредительными надписями. Территория, прилегающая к каналу, поддерживается в очень хорошем состоянии. Практически исключены случаи умышленного сброса в канал твердого мусора и посторонних предметов.

Прованский канал

С вводом в строй Марсельского канала проблема дефицита воды была полностью решена для жителей города и близлежащей местности, однако многие населенные пункты, расположенные севернее и восточнее в департаменте Буш-дю-Рон, продолжали испытывать острую нехватку воды. Кроме того, после Второй мировой войны в связи с начавшимся процессом активного роста населения Марселя и развития новых отраслей промышленности городу потребовался дополнительный источник воды, так как возможностей Марсельского канала оказалось уже недостаточно. В связи с этим было принято решение о строительстве нового крупного водовода, который должен был использовать воду реки Вердон, притока Дюранса, для снабжения водой нескольких городов, включая Марсель, а также поселков и деревень. Помимо этого, вода должна была также пойти на ирригационные цели.

Строительство канала началось в 1964 году. Основные работы были завершены в середине 1970-х годов, однако некоторые виды работ, направленные на модернизацию канала и развитие распределительной сети продолжаются и сейчас. Новый источник воды принципиально изменил ситуацию с водоснабжением в регионе, особенно в сельской местности, где в летние месяцы часто отмечаются продолжительные засушливые периоды. Вода стала интенсивно использоваться для полива садов и угодий, что в значительной степени способствовало интенсивному развитию местного аграрного сектора в 1980-е годы.

Поступающая по Прованскому каналу вода покрывает примерно 40% потребностей города и близлежащих населенных пунктов в питьевой воде, остальная часть поступает по Марсельскому каналу. Канал также обеспечивает водой такие крупные города на юге Франции, как Экс-ан-Прованс и Тулон - в общей сложности 116 муниципалитетов в департаментах Буш- дю-Рон и Вар. Общее количество жителей, пользующихся водой из этого источника, достигает 3 млн. человек. Большие объемы воды используются для полива плантаций цитрусовых и различных сельскохозяйственных культур, а также для водоснабжения многих промышленных предприятий. Общая площадь орошаемых угодий составляет около 80 тыс. га, а число потребителей воды в промышленном секторе приближается к 8000.

Основная трасса канала имеет длину 68 км, а суммарная протяженность распределительных и дополнительных каналов достигает 595 км, из которых 142 км проходят в туннелях, по акведукам и галереям. Для обеспечения гарантированных объемов подачи воды потребителям на канале имеется несколько накопительных бассейнов или небольших водохранилищ, крупнейшим из которых является Сен-Кассьен, которое содержит более 10 млн. м3 чистой воды. В непосредственной близости от трассы канала построено три станции водоподготовки, откуда вода поступает в расположенные поблизости города и деревни. Ежегодно из реки Вердон по Прованскому каналу транспортируется около 660 млн. м3 воды, максимальная пропускная возможность канала составляет 40 м3/сек. Общая протяженность напорных водопроводных сетей, в которые поступает вода из канала, превышает 4,4 тыс. км.

Канал EDF

Помимо двух основных водоводов - Марсельского и Прованского каналов - подача воды в район Марселя осуществляется также по каналу EDF. Этот канал общей длиной в 180 км расположен между крупнейшим водохранилищем на реке Дюранс Серр- Понсон с высотой плотины 130 м и заливом л'Этан-де-Берр, находящимся к западу от Марселя.

Основная часть канала была сооружена в 1970-80 гг., однако строительство ряда объектов продолжается и в наши дни. При проектировании и сооружении канала преследовались две цели: обеспечить надежным источником воды поля и фруктовые плантации в регионе Прованс-Альпы-Лазурный берег, а также использовать значительный перепад высот на протяженной трассе канала для сооружения ряда электростанций (к настоящему времени всего их насчитывается 15) для выработки дешевой электроэнергии. Кроме того, строительство канала позволило значительно улучшить гидрологические показатели реки Дюранс и завершить работы по регулированию ее стока в нижнем течении. Поэтому канал EDF не используется для транспортировки питьевой воды. Значительные размеры сооружения (ширина достигает 20 м при средней глубине 2,1 м) позволяют пропускать большие объемы воды (до 114 м3/сек.), из которых значительная часть используется для полива и орошения (около 1,5 млрд. м3/год).

Река Дюранс

Река Дюранс является главным источником воды не только для 18 муниципалитетов Марселя и пригородной зоны, но и многих городов и населенных мест на территории всего региона Прованс-Альпы-Лазурный берег.

Из Дюранса вода поступает в Марсельский канал, канал EDF и в некоторые участки Прованского канала. Дюранс берет начало в провинции Верхние Альпы в горах на высоте 2390 м недалеко от границы с Италией и впадает в Рону в нескольких километрах к югу от города Авиньон.

Общая площадь бассейна составляет 14,225 тыс. км, а протяженность - 305 км. Основные левые притоки: Гиль, Блеон, Вердон и Юбэ, правые притоки: Кулош и Бюш. Как у большинства горных рек, у Дюранса отмечается очень значительный уклон в верхнем течении: на протяжении первых 12 км он достигает 81 м/км, затем уменьшается до 15 м/км и, наконец, до 8 м/км в месте слияния с левым притоком Юбэ. В среднем течении уклон сокращается до 0,33%, а в нижнем - до 0,24%. Дюранс относится к категории так называемых альпийских рек. Поэтому показатели расхода воды в течение года могут варьировать от 18 до 200 м3/сек., причем в отдельные периоды пиковые значения могут достигать 250 - 330 м3/сек. (рекордные показатель 1700 м3/сек. зарегистрирован в 1957 году). Средний показатель расхода воды на выходе из водохранилища Серр-Понсон составляет 81 м3/сек., а после впадения реки Вердон - 174 м3/сек.

В ХХ веке на реке был построен ряд ГЭС и плотин, и сейчас река сильно зарегулирована. Это позволило в значительной мере смягчить сезонные колебания, особенно благодаря наполнению в 1961 году самого большого водохранилища во Франции и одного из крупнейших в Европе - Серр-Понсон, объем которого составляет 1,2 млрд. м3, а поверхность зеркала - 28 км2. В целом вода в реке очень чистая, почти на всем протяжении отмечается незначительное количество загрязнителей, преимущественно в нижнем течении. Качество воды заметно ухудшается во время паводков, поэтому в течение некоторого времени, как правило, весьма непродолжительного, забор воды для хозяйственно-питьевых целей временно сокращается или даже вовсе прекращается, а вода в систему водопроводных каналов поступает из резервно-накопительных водохранилищ.

Река Вердон

Река Вердон, левый приток Дюранса, также играет существенную роль в водоснабжении департаментов Буш-дю-Рон, Вар и частично департамента Высокие Альпы. Большие объемы воды из реки направляются в Прованский канал, откуда идут в местные системы водоснабжения, а также используются для капельного орошения и полива. Вердон, как и Дюранс, берет свое начало в Прованских Альпах на высоте примерно 2400 м и впадает в Дюранс около города Виньон-сюр-Вердон. Длина реки составляет всего 176 км, а площадь водосборного бассейна - 2,218 тыс. км2. В верхнем течении река также имеет очень большой уклон. На расстоянии в 45 км от истока уровень реки понижается на целых 900 м, однако затем падение высоты становится не столь выраженным.

Расход воды очень зависит от времени года: наибольшие значения отмечаются весной (38,9 м3/сек. в апреле и 47,5 м3/сек. в мае), наименьшие - зимой (26,2 м3/сек. в декабре и 27,4 м3/сек. в феврале). Среднегодовой расход воды в районе Виньон-сюр- Вердон составляет 26,8 м3/сек. Следует отметить, что наибольшие колебания (от 10 до 48 м3) типичны для незарегулированных участков реки в верхнем течении, где объем стока непостоянен. Что касается среднего и нижнего течения, то здесь сооружен ряд плотин и искусственных водоемов, что сильно сказалось на гидрологических характеристиках бассейна реки. К числу значительных следует отнести плотину и ГЭС в Греу-ле-Бень. Плотина Греу и водохранилище используется не только для обеспечения необходимого напора воды для нормальной работы гидротурбин, но также и в качестве накопительного водоема, известного под названием «озеро Эспаррон». Оно было полностью заполнено в 1967 году и с тех пор входит в систему Прованского канала.

В 1970 году было завершено строительство плотины в Бодинар- Сюр-Вердон, а в 1975 возникло водохранилище Сен-Круа, второй по размерам и объему воды (после водохранилища Серр-Понсон на реке Дюранс) искусственный водоем во Франции. Водохранилище, площадь которого составляет около 22 км2, интенсивно используется для нужд сельского хозяйства. Достаточно сказать, что из общего объема воды в 760 млн. м3, накопленного в этом водоеме, около 140 млн. м3 зарезервированы на нужды орошения и полива. Качество и состав воды в реке Вердон мало чем отличаются от воды в реке Дюранс. Вода в Вердоне несколько прохладнее, значение рН и электропроводности немного ниже, чем в Дюрансе, в ней содержится меньше кальция, магния и сульфатов.

Особенности водоснабжения городского сообщества Марсель-Прованс-Метрополия

Территория городского сообщества Марсель-Прованс-Метрополия обслуживается двумя водопроводными компаниями: «Воды Марселя» (SEM - La Socie´te´ des Eaux de Marseille) и «Воды Прованса» (La SEERC - Eaux de Provence).

Компания «Воды Марселя» обслуживает главным образом город и окрестные населенные пункты, а компания «Воды Прованса» также поставляет воду во многие другие места в департаментах Буш-дю-Рон и Вар. Компания «Воды Прованса» - филиал крупной французской водопроводной компании «Воды Лиона», которая в свою очередь является дочерним предприятием одного из крупнейших игроков в сфере водоснабжения - группы Suez Environnement, активно работающей не только во Франции, но и в ряде других стран мира. Две эти компании обслуживают население 18 муниципалитетов, расположенных на территории городского сообщества Марсель-Прованс-Метрополия, в которых проживает 1,035 млн. человек.

По состоянию на 2008 год общее число абонентов водопроводных компаний составляет 205,103 тыс., включая 182,887 тыс. абонентов в жилом секторе. По сравнению с 2007 годом количество абонентов выросло на 1,9%. В большинстве муниципалитетов управление осуществляют компания «Воды Марселя» или «Воды Прованса». Кроме них в МПМ действуют еще 14 компаний. В двух муниципалитетах - План-дё-Кук и Жемено - вопросами водоснабжения занимаются местные власти.

Марсель имеет современную систему водоснабжения, которая постоянно модернизируется и совершенствуется. Общая протяженность трубопроводов составляет 3500 км, подготовка воды производится на 13 станциях. На территории МПМ расположены 73 насосных станции и 6 станций хлорирования воды. В городе и пригородах имеется 122 резервных резервуара и бассейна с водой общим объемом 292,53 тыс. м3, что гарантирует надежное снабжение города водой в случае каких-либо сбоев при транспортировке воды по Марсельскому и Прованскому каналам.

В 2008 году суммарный объем потребления воды в городском сообществе Марсель-Прованс-Метрополия составил 218,53 млн. м3, из которых 216,98 млн. м3 воды поступило по Марсельскому и Прованскому каналам, и 1,55 млн. м3 воды из скважин Жемено (1,2 млн. м3) и д'Обань (350 тыс. м3). Несмотря на то, что оба канала стабильно подают воду в Марсель, городские власти ищут альтернативные источники питьевой воды, чтобы гарантировать нормальную подачу воды в случае возникновения повреждений каналов, в период проведения ремонтных работ и т.п. Кроме того, в течение непродолжительных периодов времени во время весенних и осенних паводков на реках Дюранс и Вердон, из которых производится забор воды, отмечается ухудшение качества воды, что требует применения дополнительных методов очистки.

В настоящее время из 18 муниципалитетов, входящих в МПМ, лишь только один - Жемено - полностью покрывает потребности в питьевой воде за счет грунтовых водоисточников. Еще два муниципалитета - Септам-ле- Валлон и Аллош - используют как подземные воды, так и воду из Марсельского и Прованского каналов. Скважины, снабжающие водой муниципалитет Жемено, расположены в долине Сен-Пон. Вода добывается с глубины от 50 до 200 м, затем она поступает в три накопительных резервуара, где производится необходимая обработка, после чего вода направляется потребителям. Скважина д'Обань используется в качестве дополнительного источника водоснабжения в случае возникновения дефицита воды. Еще одна скважина - Сен-Жозеф, расположенная в самом Марселе, является резервной. Вода из этой скважины подается в город только в случае серьезных перебоев с водой, при возникновении аварий на каналах или в других экстремальных ситуациях.

На диаграмме (рис. 1) представлены сравнительные данные по объемам произведенной и фактически потребленной воды в МПМ в 2007- 2008 гг.

На рисунке видно, что количество произведенной и реально использованной воды не совпадает. Так, в 2007 году было произведено 188,201 млн. м3 воды, а в 2008 году - 186,996 млн. м3. Несовпадение данных обычно происходит из-за утечек и несанкционированного отбора воды, занижения объемов реально потребленной воды в документации и фальсифицированных показаний водосчетчиков. Сюда же относятся такие виды деятельности, где трудно отследить количество израсходованной воды (полив улиц и уборка территорий, работа различных аварийных и пожарных служб и т.д.). В 2007 году в МПМ больше всего неучтенной воды было зарегистрировано в муниципалитетах ля Сиота, Мариньян, План-дё-Кук и Касси. В 2008 году положение несколько изменилось в лучшую сторону, в частности, благодаря частичной реализации мероприятий по сокращению утечек в жилом секторе и масштабному ремонту распределительных сетей. Для определения уровня потерь водопроводные компании используют линейный показатель потерь воды в распределительных водопроводных сетях. С помощью этого показателя можно определить объем ежесуточных потерь воды на 1 км распределительных водопроводных сетей (рис. 2).

Сырая вода, поставляемая в город по Марсельскому и Прованскому каналам, имеет невысокий уровень минерализации. Основными элементами является кальций и бикарбонаты. Органолептические показатели воды в целом соответствуют национальным стандартам. Вода из рек Дюранс и Вердон содержит многие микроэлементы и соли. Можно сказать, что поступающая в Марсель вода является одной из лучших по качеству во Франции. Сырая вода проходит необходимую обработку на водопроводных станциях, после которой уровни содержания ряда веществ часто бывают даже ниже, чем во французском нормативе по питьевой воде. Ранее применялся национальный норматив 1220 от 20.12.2001 г., а 2007 году вступил в силу новый норматив (SANP0720201A от 11.01.2007 г.), где В списке загрязнителей появились новые вещества, требующие нормирования.

На территории МПМ происходит постоянный контроль качества воды из всех источников, как поверхностных (водопроводные каналы), так и грунтовых (скважины в муниципалитетах Обань, Жемено и др.). Анализ качества воды производится как с помощью автоматических станций мониторинга, так и путем регулярного отбора проб в разных точках (в каналах, в распределительных сетях, в домах и квартирах жителей, на предприятиях и учреждениях). Так, в течение 2008 года было в общей сложности выполнено 1916 анализов воды (71 анализ сырой воды, 254 - на выходе со станций водоподготовки и 1591 - в жилых домах). Каждую неделю измеряются такие показатели сырой воды, как pH, электропроводность, содержание общего органического углерода и ряд других.

Работой по контролю качества воды руководит Управление департамента по санитарии и социальным вопросам (Direction De´partementale des Affaires Sanitaires et Sociales, DDASS). Проверку образцов воды по различным параметрам (от 10 до 350) осуществляет аналитическая лаборатория департамента Буш- дю-Рон. За несколько последних лет качество воды остается стабильно высоким и полностью соответствует существующим требованиям.

Хотя Марсельский и Прованский каналы полностью покрывают потребности МПМ в воде, городские власти планируют в дальнейшем последовательно увеличивать долю грунтовых источников в снабжении Марселя водой.

С этой целью проводятся серьезные исследовательские работы, в которых участвует Бюро по геологическим изысканиям и разработке горных месторождений. Предполагается, что после бурения новых скважин в долине Сен-Пон в муниципалитете Жемено количества воды будет достаточно для обеспечения потребностей жителей еще нескольких муниципалитетов. Планируется также значительно увеличить отбор воды из подземных пластов в Обань и Сен- Жозеф. В основном новые источники воды будут играть роль резервных в случае возникновения серьезного загрязнения воды в реках Дюранс и Вердон. Специалисты предупреждают о том, что в случае масштабного загрязнения воды в реке Дюранс или Вердон в результате техногенной катастрофы или стихийного бедствия Марсель и многие населенные пункты в департаментах Буш-дю-Рон и Вар могут остаться без воды.

Намечен также ряд мер по повышению надежности работы станций водоподготовки и созданию санитарно-защитных зон с более жестким режимом. В частности, огорожен ряд участков Марсельского канала, а на некоторые прилегающие к каналу территории ограничен или запрещен доступ посторонних. Аналогичные действия проводятся в отношении Прованского канала.

Стоимость воды в Марселе складывается из трех основных компонентов:
- забор, производство и доставка воды;
- удаление и очистка сточных вод;
- налоги и тарифы (включая стоимость ремонта и модернизации коммунальных сетей).