Водоснабженние в Сибири

Введение

 
История водоснабжения в  Сибири, являющаяся составной частью истории инженерного дела, пока не получила сколько-нибудь значительного  освещения как в технической, так и в исторической литературе. Настоящая работа имеет целью  восполнить этот пробел. 
Водоснабжение всегда было одним из определяющих факторов возникновения и развития населенных пунктов. Академик А. П. Карпинский говорил, что вода — это самое драгоценное  ископаемое: «Вода — это не просто сырье, это не только средство для развития  промышленности  и  сельского  хозяйства,  вода — это  действительный  проводник  культуры,  это  живая : кровь, которая создает жизнь там, где ее не было». 
История водоснабжения сибирских городов начинается значительно ранее получения ими статуса города — со времени возникновения первых постоянных поселений (конец XVI в.). По мере развития населенных пунктов, изменения их функций, возникновения промышленного производства существенным образом изменяются принципы водообеспечения, появляются новые инженерные решения.                                                                                                                                            Огромные ресурсы поверхностных и подземных вод в Сибири, строительство на их основе систем централизованного хозяйственно-питьевого  водоснабжения,  начавшееся  на  рубеже XIX и XX столетий   и небывало  широко  развернувшееся   в годы первых советских пятилеток, позволили в целом успешно решить задачу водообеспечения и тем самым коренным образом улучшить культурно-бытовые условия жизни сибирского населения.                                                                                                                                                                       Централизованное водоснабжение стало в настоящее время достоянием не только каждого сибирского города, но и большинства сельских населенных пунктов. Современный городской водопровод представляет собой весьма сложную, технически  высоко оснащенную систему, включающую водозаборные сооружения, водоочистные и насосные станции, регулирующие емкости и разветвленную сеть трубопроводов протяженностью в несколько сотен километров. Важнейшим достижением является бесперебойность подачи воды и высокая санитарно-гигиеническая надежность централизованного водоснабжения.                                                                                                                                Успехи, достигнутые за годы Советской власти в развитии водоснабжения сибирских городов, всеобщее удовлетворение потребности в воде невольно привлекают внимание к истокам  водопроводного дела в Сибири, к именам создателей первых сибирских водопроводов.  
Водоснабжение первых поселений в Сибири (XVII-XVIII вв.)

Первые сведения о специальных  сооружениях для водоснабжения в Сибири относятся к концу XVI в. и связаны с Кашлыком (Искером), завоеванным Ермаком в 1582 г. (Кучумово: городище). Кашлык, который называли также Сибирь, располагался на высоком холме, возвышающемся над Иртышем при впадении в него р. Сибирки. Недалеко от Кашлыка, ниже по, течению Иртыша, в последующем был основан г. Тобольск. 
Для водоснабжения Кашлыка использовались поверхностные воды р. Сибирки, а также подземные воды, выходящие на поверхность у подножия холма. Для забора подземных вод: вблизи берега р. Сибирки был построен срубовый колодец, стены которого крепились пластинами из лиственницы, причем в стене, обращенной в сторону холма, имелся проем, соединяющий, по преданию, колодец с потайным ходом. С поверхности колодец был обложен каменными плитами и находился под покровом могучих деревьев.                                                                                                                                           К концу XIX в. от Кашлыка остались одни развалины; значительная часть холма обрушилась в результате размыва берега Иртыша, но колодец еще сохранялся. С вершины холма к колодцу и р. Сибирке шла дорога с каменным покрытием. Судя по профилю местности, доставка воды в Кашлык осуществлялась с подъемом ее на высоту более 40 м. По преданию, сибирский хан Кучум, спасаясь бегством из Кашлыка, запрятал в колодце большое количество драгоценностей, которые долгое время привлекали кладоискателей. В ходе безрезультатных поисков колодец был окончательно-разрушен и срублены окружавшие его деревья.

Основные принципы водообеспечения первых укрепленных пунктов в Сибири.

Массовое строительство  в Сибири специальных сооружений; для водоснабжения началось после  присоединения ее к России и связано  со строительством крепостей и укрепленных  пунктов для защиты пограничных  линий. Начиная со второй половины XVII в. и особенно в XVIII в. строительство  крепостей становится непременным  условием возникновения новых поселений  и городов в Сибири. Там была основана Мангазея, в 1604 г. на р. Томь — Томская крепость, в 1618 г. в верхнем течении этой реки — Кузнецкий острог.  
По берегам р. Туры возникли крепости: Верхотурье (1598 г.), Туринск (1600 г.), Тюмень (1586 г.); на Иртыше — Тобольск  (1587 г.), Тара (1587 г.); на Оби — Сургут (1594 г.),  Нарым (1596 г.); на Енисее — Енисейск (1619 г.), Красноярск (1628 г.) и т. д. 
 
В Забайкалье одними из первых крепостей были Баргузинская (1648 г.), Нерчинская (1654 г.), Селенгинская (1665 г.), Верхнеудинская (1666 г.). 
Первый этап развития сибирских поселений охватывает почти сто пятьдесят лет—с первой четверти XVII в. до середины XVIII в. Это был период медленного эволюционного роста городов-острогов. Особенность его, с точки зрения водоснабжения, состоит в том, что водные источники в большей мере выполняли оборонительные функции, чем хозяйственные. 
В развитии сибирских городов-острогов выделяют три ступени: военная крепость; торговый центр; город как центр развития промыслов, ремесел, торговли; центр сельскохозяйственного производства.                                                                                                                                   Города-остроги, расположенные в выгодных экономико-географических условиях (Тюмень, Тобольск, Омск, Томск, Иркутск и др.), уже в XVIII в. поднялись до уровня городов Центральной России. 
Первые укрепленные пункты в Сибири имели характер временных поселений, и водообеспечение их осуществлялось из близлежащих источников (рек, озер, родников). Качеству воды первоначально не придавалось особого значения, а решение задачи водообеспечения сводилось чаще всего лишь к поиску источника водоснабжения. В результате этого многие из первых укрепленных пунктов оказались в весьма затруднительном положении и в последующем, вследствие плохого качества воды или недостатка ее, были перенесены на новые места. 
Со второй половины XVII в. и особенно в XVIII в. строительство крепостей в Сибири осуществлялось планово. Только в течение 1745—1746 гг. были запроектированы и построены 16 типовых крепостей и редутов на Иртышской оборонительной линии, естественным рубежом которой являлась р. Иртыш. Источниками водоснабжения при этом служили многочисленные пойменные озера, а также Иртыш и его притоки.                                                                                                                                            К концу XVIII в. цепь городов-крепостей растянулась от р. Урал через Оренбург, вверх по Иртышу и Оби через Бийск до Кузнецка и далее по всей Сибири до побережья Охотского и Берингова морей. Характерно, что уже в первый период массового строительства  в Сибири были определены основные    принципы как архитектурно-планировочных, так и инженерных решений по водоснабжению, которые предусматривали, во-первых, повышение оборонительной способности крепостей (строительство водяных рвов, каналов, использование естественных водоемов и т. д.), а во-вторых, обеспечение хозяйственно-питьевых и противопожарных потребностей в воде. Надежное снабжение населения водой становится одним из важнейших факторов в размещении крепостей. Поскольку почти все крепости располагались на основных транспортных (водных) путях, в целом решение задачи водоснабжения в Сибири не представляло особой сложности, тем более что естественные водотоки и водоемы всегда включались в оборонительный комплекс крепостей. Тем не менее в ряде случаев водообеспечение было связано с большими трудностями и существенно изменяло первоначальные планы строительства. 
Источники водоснабжения и способы забора воды из них

Имеющиеся сведения о водопроводных  сооружениях сибирских крепостей указывают на разнообразие источников их водоснабжения. Это реки и их притоки, используемые в качестве оборонительных рубежей; ручьи и мелкие речки, протекающие через крепости; подземные воды, добываемые внутри острога или за его пределами; подземные и поверхностные воды (в совокупности). 
Источники водоснабжения оказывали определяющее влияние и на развитие структуры старых сибирских городов, которая сложилась в большинстве из них в XVII—XVIII вв. Это можно проследить на примере Тюмени с ее характерной для сибирского города структурой: собственно город (крепость), острог (посад) и слободы. В Тюмени было три слободы: Ямская, Татарская и Бухарская. Численность населения Тюмени в 1741 г. составляла около 4 тыс. человек. 
Все структурные подразделения города формировались и развивались в непосредственной близости и в привязке к поверхностным источникам водоснабжения. Первоначально усадьбы в слободах размещались в один ряд вдоль реки и ее притоков с максимальным приближением хозяйственных построек (бани, дворы, загоны и т. п.) к тому или иному берегу. 
В основном снабжение водой различных подразделений города было одинаковым: воду доставляли из поверхностных источников и небольшую часть — из грунтовых колодцев (прежде всего на питьевые цели). При отсутствии надежного источника водоснабжения внутри крепости строили специальные емкости (бассейны, резервуары и др.) для хранения запаса воды. Так, в отписке тюменского воеводы относительно каменного строительства в Тобольске и Тюмени в начале XVIII в. дано поручение изготовить с этой целью «10 чанов по сто ведер, 30 кадей, средних и малых ведер по пятнадцати, 40 лагунов по пятнадцати ведер...». 
Водоснабжение из рек осуществлялось без строительства специальных инженерных сооружений (воду в крепость подвозили в бочках) или строили водоподводящий канал и водоем внутри крепости (Оренбургская крепость). В последнем случае канал чаще всего использовался не только для водоснабжения, но и для подачи воды в оборонительный ров, соединенный также с водоотводящим каналом для сброса воды в реку. Один из таких рвов сохранился до настоящего времени (в полуразрушенном состоянии) в Белорецкой крепости на Алтае. Он был запитан из родникового ручья Слесарка и содержал вполне доброкачественную воду. 
В поперечном сечении рвы имели трапецеидальную форму шириной по дну 4—6 м, глубина составляла 2 м и более. Дно выполняли в одних случаях с равномерным продольным уклоном, в других — с переменным уклоном или с уступами. 
В голове водоподводящего канала для регулирования уровня воды на отдельных участках, в рвах и на отводящем канале» делали регуляторы. С целью обслуживания затворов регуляторов над ними строили деревянные мосты. При расположении крепости на небольшой речке, особенно когда крепостные сооружения размещались на обоих ее берегах, внутри крепости строили плотину, обеспечивающую регулирование подачи воды  в ров.  
Канал и рвы частично сохранились до наших дней в Тигирекской крепости на Алтае. Крепость располагалась в излучине р. М. Тигирек. Канал проходил по прямой линии от р. М. Тигирек до р. Б. Тигирек и питал ров шириной по верху 10—12 м, по дну 4 м. Откосы канала и рва были закреплены бутовым камнем. 
Таким образом, водообеспечение крепостей в Сибири еще в XVIII в. было связано со строительством достаточно сложных по тому времени гидротехнических сооружений. 
Водоснабжение из мелких речек и ручьев, протекающих через крепости или близко от них, также было связано со строительством инженерных сооружений. В этом случае строили либо плотины (Бийская крепость), либо специальные водоподводящие галереи (Илимский острог). При раскопках в Илимском остроге была обнаружена в 1974 г. водоподводящая галерея, выполненная из бревен. 
В Сибири галереи, как и другие водопроводные сооружения, строили по опыту Европейской России, где эти сооружения появились значительно раньше, например в Калуге. 
Известно, что в русских крепостях часто делали подземные ходы к источникам водоснабжения. Такие ходы были, в частности, в Ельце (1639 г.), Воронеже (1669 г.), Курске (1686 г.) и др. Существуют легенды о подземных ходах к воде и в сибирских крепостях (Тобольской, Кузнецкой и др.). В одной из грамот Сибирского приказа (конец XVII в.), касающихся строительства в Тобольске, давалось предписание провести в крепость воду из реки, если это возможно, а если нет, то «осмотреть — возможно ль сделать к реке Иртышу для воды тайники». Обнаружить тайники пока не удалось.  
 
Колодцы обычно строили вблизи поверхностных источников, при этом, как правило, использовались неглубоко залегающие подземные воды аллювиальных отложений. В истории развития водоснабжения в Сибири использование аллювиальных вод являлось весьма распространенным и характерным не только для раннего, но и для последующих периодов освоения Сибири. Этому способствовало, во-первых, преобладающее расположение поселений вблизи рек, а во-вторьх, большое распространение грунтовых вод аллювиальных отложений и малая глубина их залегания, благодаря чему не требовалось сложных водозаборных сооружений. 
Расположение водозаборных колодцев вблизи поверхностных источников позволяло, кроме того, базировать водоснабжение на совокупном использовании подземных и поверхностных вод (летом, когда вода в реке имела высокую мутность, пользовались водой из колодцев, а зимой — из реки). К месту забора воды строили дорогу и предусматривали специальный въезд в крепость — «водяные ворота». Такие ворота можно видеть на чертежах крепостей, составленных С. У. Ремизовым. Через «водяные ворота» доставляли воду из р. Тюменки в Тюменскую крепость, в то время как к посаду были сделаны два взвоза от р. Туры. 
При использовании различных источников водоснабжения колодцы строили не только по берегам рек, но и в местах выхода подземных вод на поверхность, а также на пониженных участках местности. Например, несколько колодцев было построено в Змеиногорской крепости, источником водоснабжения которой служили р. Змеевка и грунтовые воды. П. С. Паллас отмечал: «Река Змеевка внутри крепости запружена плотиной старой, ныне уже снятой молотильни, но на употребление вырыты в крепости и в предместий колодцы, которые содержат здоровую воду». Некоторые из этих колодцев (разумеется, после многократной перестройки) использовались до недавнего времени. Колодцы имелись также в Алейском и Чарышском форпостах на Алтае. 
Источники водоснабжения поселений в Сибири не оставались постоянными — по мере освоения территорий и изучения местности происходил постепенный переход от поверхностных источников (менее защищенных от загрязнения) к подземным. Происходило также разделение функций различных источников: подземные источники — для питьевого водоснабжения населения, поверхностные — для хозяйственного использования воды (поливка приусадебных участков, водопой скота и т. п.). Этот принцип сохранялся вплоть до строительства централизованных систем водоснабжения. 
Возникая из острогов, служивших военными опорными пунктами лишь в самом начале освоения Сибири, сибирские города уже в начале XVIII в., а некоторые из них ранее, переходили к земледелию и к различным промыслам: кожевенному, мыловаренному, кузнечному, винному, мясному и т. д. Промыслы были непосредственно связаны с торговлей. 
По мере дальнейшего роста и укрепления русского государства военно-оборонительные функции острогов полностью заменялись гражданскими, одновременно с этим возрастала хозяйственная и производственная потребность в водоснабжении. Однако первые производственные предприятия в городах не требовали большого количества воды и, следовательно, не создавали основы для промышленного водоснабжения в современном понимании. Задача водоснабжения решалась в основном приближением строений к естественным источникам водоснабжения. Существовала некоторая закономерность в размещении производственных предприятий: кузницы с их огнеопасным производством ставили на берегах рек в некотором отдалении от жилой застройки; скотобойни, мыловаренные, кожевенные и другие заведения с вредными стоками также приближали к речкам и ручьям, а кирпичные заводы — к оврагам, где были обнажены отложения глин. Торговые заведения располагали обычно у городских ворот. 
Первые общегородские системы централизованного водоснабжения в Сибири

Более двухсот лет прошло со времени разработки (1770 г.) одного из первых проектов централизованного  хозяйственно-противопожарного водоснабжения  в Сибири, автором которого является К. Д. Фролов. Одновременно с созданием  системы промышленного водоснабжения  К. Д. Фролов решал задачу централизованного водоснабжения жилого поселка Змеиногорского рудника (ныне г. Змеиногорск Алтайского края). Проект предусматривал подачу воды в здания для целей пожаротушения и  в бассейны в центре поселка для общественного водопользования. Разумеется, проект этот не предусматривал обеспечить водой все население поселка, но тем не менее в нем были решены  задачи как хозяйственно-питьевого, так и противопожарного водоснабжения. Особенность системы водоснабжения состояла в том, что подача воды в сеть предусматривалась насосами, в то время как действовавшие в XVIII в. в России водопроводы были в основном самотечными. С этой целью К. Д. Фролов «спроектировал пожарную машину, приводимую в действие от водяного колеса, и построил ее модель».  
Первый  проект хозяйственно-противопожарного  водоснабжения Змеиногорска не был осуществлен, как не были своевременно реализованы разработанные позднее проекты водоснабжения многих других сибирских городов. Практическое осуществление   централизованного    хозяйственно-противопожарного водоснабжения в Сибири отставало от развития технической мысли, от промышленного водоснабжения, так как вопросы    благоустройства долгое время считались второстепенными. 
 
Список литературы

 
1.     Порядин, А. Ф. Водоснабжение в Сибири: (Ист. очерк) / А. Ф. Порядин . - Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1983. - 134 с.  
 
2.     Водоснабжение и канализация населенных мест в районах Восточной Сибири и Крайнего Севера / ред. Н. Ф. Федоров. - Л.: Б.и., Б.г.1970- 
Вып. 5 Материалы к всесоюзной конференции. (Окт. 1970 г) . - Б.м.: Б.и., 1970. - 154 с. 
 
3.     Дзюбо, В. В. Водоснабжение малых населенных пунктов Западной Сибири / В. В. Дзюбо, Л. И. Алферова // Жилищное и коммунальное хозяйство .- 2005 .- N6 .- С. 28-35. 
 
4.     Багаев, Ю. Г. Водоснабжение и санитарная техника .- 2005 .- N6 .- С. 6.

Содержание

1. Использование водных  ресурсов на предприятиях

2. Обострение водохозяйственных  проблем в Сибири

3. Водопользование Западной  Сибири

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Во все времена вода считалась бесценной влагой жизни. В связи с постоянно растущими  потребностями промышленности и  сельского хозяйства в воде со всей остротой встает проблема сохранения существующих водных ресурсов. Так  же многоцелевое использование водных ресурсов увеличивает спрос на них, ведет к росту загрязнения  и постепенному истощению природных источников. Эти проблемы с разной степенью остроты проявляются на глобальном, государственном и региональном уровнях.

По этой причине целью  моей работы является рассмотрение проблем  водопользования Сибири, в частности  Западная Сибирь.

Для начало скажу, что Сибирь - это огромная территория, пересекаемая крупнейшими реками нашей Земли, и при этом относительно малонаселенная часть Российской Федерации, за счет которой прирастает богатство всей страны.

Я, как сибиряк, задаюсь  вопросами. Как противостоять экологической  экспансии густонаселенной части  нашего государства и наших соседей? Что нам, сибирякам, следует делать для сохранения естественной природы  в интересах будущих поколений?

1. Использование  водных ресурсов Сибири на  предприятиях

Сибирь водный подземный ресурс

Водоснабжение промышленности

Промышленность является одним из крупнейших потребителей воды. Разные отрасли предъявляют различные  требования к количеству и качеству воды. Так, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани расходуется около 250 м3 воды, 1 т синтетического волокна - 2500-5000 м3. Много воды требуется химической промышленности: около 1000 м3 воды используется при производстве 1 т аммиака и 2000 м3 - 1 т синтетического каучука. К  числу водоемких потребителей относится  и цветная металлургия: на 1 т никеля расходуется 4000 м3 воды. Следует иметь  в виду, что на предприятиях одной  и той же отрасли в зависимости  от технологического уровня производства на получение 1 т продукции используется различное количество воды, например на производство 1 т нефти требуется  от 0,1 до 50 м3 воды. Обычно расход воды на родственных предприятиях различается  в 5-10 раз.

Большое внимание на объем  потребляемой воды оказывают системы  промышленного водоснабжения. При  прямоточной системе вода из источников водоснабжения подается на предприятие, а после использования и очистки, а подчас и без нее возвращается в источник. В системах же оборотного водоснабжения воду после технологического процесса охлаждают, очищают и затем  снова направляют в производственный цикл. Периодически для компенсации  потерь система пополняется свежей водой. При повторной системе  водоснабжения воду, использованную в одних процессах, передают для  использования в других процессах  этого же или иных предприятий  и затем после соответствующей очистки сбрасывают в водные объекты. Нередко две последние системы комбинируются. Безвозвратный расход воды в промышленности чаще всего невелик и колеблется от 2 до 20% в зависимости от характера производства и применяемой технологии и лишь в редких случаях, как, например, в нефтеперерабатывающей промышленности достигает 50%. Безвозвратное водопотребление складывается из объема воды, вошедшей в состав продукции, и потерь на всех этапах технологического процесса.