Способ регулирования запасов подземных вод
Владельцы патента RU 2569035:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к водоснабжению. Способ заключается в накоплении в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающем водоносный горизонт, подземных вод в основное подземное водохранилище в многоводные периоды года и расходовании их водозабором в маловодные периоды. В поперечном створе долины реки выше зоны влияния подземного водохранилища осуществляют дополнительное накопление подземных вод в дополнительное подземное водохранилище и управляют уровнем подземных вод при его падении на участке подземного водохранилища путем регулируемого пропуска воды из дополнительного подземного водохранилища в основное подземное водохранилище. Обеспечивается возможность надежного водоотбора в требуемом объеме на протяжении всего периода эксплуатации. 1 ил.
Изобретение относится к водоснабжению и может использоваться при регулировании подземного стока водоносных горизонтов, приуроченных к долинам горных рек с периодически пересыхающим водотоком, для повышения надежности водоотбора или его увеличения.
Известен способ регулирования запасов подземных вод (Патент на изобретение RU № 2244785, МПК Е03В 3/32, 3/06, опубл. 20.01.2005, бюл. № 2), заключающийся в создании водонепроницаемого барража в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающего водоносный горизонт, накоплении подземных вод в подземном водохранилище в многоводные периоды года и расходовании их в маловодные периоды. В этом способе в пределах зоны влияния водозабора устанавливают воздухонагнетательные устройства, периодически нагнетают в них воздух, обеспечивая образование водонепроницаемого барража и подземного водохранилища в верхнем бьефе барража, по мере снижения уровней подземных вод на участке подземного водохранилища подачу воздуха в воздухонагнетающие устройства возобновляют.
Недостатком известного способа является то, что в аллювиальном водоносном горизонте, зона аэрации которого непосредственно сообщена с атмосферой, создание воздушного барража возможно только в зимний период при промерзании верхнего слоя грунтов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ регулирования запасов подземных вод, заключающийся в создании водонепроницаемого барража в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающего водоносный горизонт, накоплении подземных вод в подземном водохранилище в многоводные периоды года и расходовании их в маловодные периоды (Гидрогеология. Инженерная геология // Итоги науки и техники. - М.: ВИНИТИ, 1974, т. 3, с. 15-16, рис. 5б).
Недостатком известного способа является невозможность обеспечения надежного водоотбора в требуемом объеме на протяжении всего периода эксплуатации, в том числе и в маловодные периоды года в долинах горных рек с периодически пересыхающим водотоком.
Техническим результатом является обеспечение возможности надежного водоотбора в требуемом объеме на протяжении всего периода эксплуатации, в том числе и в маловодные периоды года в долинах горных рек с периодически пересыхающим водотоком.
Технический результат достигается тем, что в способе регулирования запасов подземных вод, заключающемся в накоплении в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающем водоносный горизонт подземных вод в основное подземном водохранилище в многоводные периоды года и расходовании их водозабором в маловодные периоды, согласно изобретению в поперечном створе долины реки выше зоны влияния подземного водохранилища осуществляют дополнительное накопление подземных вод в дополнительное подземное водохранилище и управляют уровнем подземных вод при его падении на участке подземного водохранилища путем регулируемого пропуска воды из дополнительного подземного водохранилища в основное подземное водохранилище
Отличительными от прототипа признаками являются:
1. - дополнительное накопление подземных вод в дополнительное подземное водохранилище;
2. - управление уровнем подземных вод при его падении на участке подземного водохранилища путем регулируемого пропуска воды из дополнительного подземного водохранилища в основное подземное водохранилище.
Указанная совокупность отличительных от прототипа признаков позволяет обеспечить возможность надежного водоотбора в требуемом объеме на протяжении всего периода эксплуатации, в том числе и в маловодные периоды года в долинах горных рек с периодически пересыхающим водотоком.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на рис. 1 схематично изображен продольный разрез безнапорного водоносного горизонта, на котором реализован способ регулирования запасов подземных вод.
Способ регулирования запасов подземных вод осуществляется следующим образом
В поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающем водоносный горизонт, происходит в многоводные периоды года накопление подземных вод в подземном водохранилище и расходование их водозабором в маловодные периоды. Для того чтобы обеспечить возможность надежного водоотбора в требуемом объеме на протяжении всего периода эксплуатации, в том числе и в маловодные периоды года в долинах горных рек с периодически пересыхающим водотоком в поперечном створе долины реки выше зоны влияния подземного водохранилища осуществляют дополнительное накопление подземных вод в дополнительное подземное водохранилище и управляют уровнем подземных вод при его падении на участке подземного водохранилища путем регулируемого пропуска воды из дополнительного подземного водохранилища в основное подземное водохранилище.
Пример конкретного осуществления способа регулирования запасов подземных вод
В поперечном створе долины реки в водоносном горизонте создают, например, методом «Стена в грунте» водонепроницаемый барраж 1, полностью по мощности и ширине перекрывающий водоносный горизонт. Данным действием обеспечивают предотвращение подземного стока за пределы барража, подпор подземных вод и благоприятные условия для их накопления в водоносном горизонте выше створа расположения этого барража, образуя подземное водохранилище 2. На участке подземного водохранилища 2 устраивают водозабор подземных вод, например, в виде шахтного колодца 3. Одновременно в поперечном створе долины реки выше участка расположения водозабора в пределах зоны его влияния создают, например, методом «Стена в грунте» дополнительный водонепроницаемый барраж 4 с отверстием 5, под трубопровод, для пропуска подземных вод из дополнительного подземного водохранилища 6, образованного дополнительным водонепроницаемым барражем 4. В верхнем бьефе дополнительного водонепроницаемого барража 4 устанавливают водоприемное устройство, например, шахтный колодец 7, сообщенный трубопроводом 8 с подземным водохранилищем 2, через отверстие 5 для пропуска подземных вод из дополнительного подземного водохранилища 6. Трубопровод 8 оснащают затвором 9, размещенным в шахтном колодце 7. При этом в многоводный период года, перед маловодным периодом, затвор 9 закрывают, а приток подземных вод в подземные водохранилища 2 и 6 происходит из реки на участках подземных водохранилищ 2 и 6 за счет инфильтрации атмосферных осадков и паводковых вод, затопляющих часть долины, непосредственно на площадях подземных водохранилищ 2 и 6. Таким образом, при условии преобладания притока подземных вод над другими составляющими баланса, в частности над водоотбором из шахтного колодца 3, происходит накопление подземных вод в подземном водохранилище 2.
В многоводный период года в результате накопления подземных вод в подземных водохранилищах 2 и 6, уровень их повышается и соответствует максимальному уровню воды в реке.
В начальный период маловодности, при пересыхании поверхностного водотока реки, в подземном водохранилище 2 и в дополнительном подземном водохранилище 6, депрессионные поверхности подземных вод, соответственно, занимают положение 10 и 11.
Когда приток воды в подземное водохранилище 2, за счет инфильтрации атмосферных осадков уменьшается, возникает ситуация, что водоотбор из шахтного колодца 3 превосходит внешний приток воды. В этом случае уровень подземных вод постепенно падает и может дойти до минимальных отметок, представленных кривой депрессии в положении 12. Однако, в то же самое время, в начальный период маловодности, объем воды в дополнительном подземном водохранилище 6 остается неизменным и соответствует своим максимальным значениям. Чтобы не допустить падения уровня кривой депрессии до минимальных значений положения 12, в водохранилище 2 осуществляют слежение за уровнем воды и путем открытия затвора 9, в шахтном колодце 7, через трубопровод 8 осуществляют подпитку водохранилища 2 из дополнительного подземного водохранилища 6.
Способ регулирования запасов подземных вод, заключающийся в накоплении в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающем водоносный горизонт, подземных вод в основное подземное водохранилище в многоводные периоды года и расходовании их водозабором в маловодные периоды, отличающийся тем, что в поперечном створе долины реки выше зоны влияния подземного водохранилища осуществляют дополнительное накопление подземных вод в дополнительное подземное водохранилище и управляют уровнем подземных вод при его падении на участке подземного водохранилища путем регулируемого пропуска воды из дополнительного подземного водохранилища в основное подземное водохранилище.
