Установка для искусственного пополнения запасов подземных вод

 

О П И С А Н И Е < поо4из

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.01.82 (21) 3386409/23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Е 03 В 3/32

Гасударственный квинтет

СССР (53) УДК 551.491. ..4((.

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень №10

Дата опубликования описания 25.03.83 пе илам нзееретеннй н етнрмтнй

ВСЕЯГЕ. т»;, (72) Авторы изобретения

Т. В. Бурчак и И. А. Шеренков

Харьковский отдел Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии «Водгео» (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ПОПОЛНЕНИЯ

ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Изобретение относится к водоснабжению, в частности к установкам для добывания питьевой воды из грунтовых вод с искусственным их обогащением.

Наиболее близким решением к изобретению является установка для искусственного пополнения запасов подземных вод, включающая инфильтрационные бассейны и водозаборные скважины с погружными электронасосами для ахвата и откачки подземных вод из грунта (11.

1О

Недостаток известной установки заключается в том, что величина напора, под действием которого происходит просачивание воды из бассейнов в грунт, ограничена глубиной бассейнов при максимальном их наполнении. Соответственно ограничена и производительность бассейнов, т.е. расход воды, просачивающейся из бассейнов в грунт, а следовательно, и производительность самой установки в целом.

Цель изобретения — повышение производительности установки путем создания вакуума под инфильтрационным бассейном.

Поставленная цель достигается тем, что установка для искусственного пополнения запасов подземных вод, включающая инфильтрационный бассейн и устройства для захвата и откачки подземных вод из грунта, преимущественно водозаборные скважины с погружными электронасосами, снабжена устройствами для захвата и откачки воздуха из грунта.

При этом устройство для захвата воздуха выполнено в виде воздухозаборных скважин, расположенных между инфильтрационным бассейном и устройством для захвата подзе м н ых вод.

Устройство для захвата воздуха выполнено в виде дренажа, расположенного под инфильтрационным бассейном.

Устройство для захвата воздуха выполнено в:виде водозаборных скважин или водосборных галерей с перфорированными стенками и перекрытием.

На фиг. 1 изображена установка, в которой захват воздуха производится посредством специально сооружаемых скважин; на фиг. 2 — то же, посредством специально сооружаемых дренажей; на фиг. 3 — то же, посредством специально приспособленных для одновременного захвата воды и воздуха скважин; на фиг. 4 — то же, посредством

1004553

10 !

m

Формула изобретения

55 специально приспособленных для одновременного захвата воды и воздуха дренажных галерей.

Установка включает инфильтрационный бассейн 1 с песчаной загрузкой 2, который прорезает слабопроницаемый покровный слой 3 до водоносной толщи 4, залегающей на водоупоре 5, водозаборные скважины б с фильтрами 7 и герметизированными оголовками 8, изолируюшими воздух внутренних полостей скважин от воздуха атмосферы; погружные электронасосы 9, осушествляюшие откачку воды из скважин с подачей ее в сборный напорный трубопровод 10; воздухозаборные скважины 11; вакуум-насосы 12, осуществляющие откачку воздуха из скважин 11 с подачей его в сборный воз. духопровод 13.

В установке для захвата воздуха (фиг. 2) используется пластовый дренаж 14 с заложенными в нем трубчатыми дренами, присоединенными при помощи труб 15 к сборному воздухопроводу 13. Откачка воздуха осуществляется вакуум-насосами 12.

В установке, изображенной на фиг. 3, захват воды и воздуха осуществляется посредством специально оборудованных водозаборных скважин с герметизированными оголовками 8 и длинными фильтрами 7. Вода засасывается из грунта нижней частью фильтра 7, воздух — верхней. Откачка воды из скважин 6 осушествляется погружными электронасосами 9 с подачей ее в сборный трубопровод 10. Откачка воздуха из внутренних полостей скважин 6 производится вакуум-насосами 12.

В установке для захвата воздуха (фиг. 4) используются водо-сборные галереи 16 с перфорированными стенками и перекрытием. Колодцы 17 в этом случае снабжены герметизированными оголовками 8. Откачка воздуха из внутренних полостей колодцев 17 производится вакуум-насосами 12 через сборный воздухопровод 13.

Вакуум-насосы 12 включаются в работу одновременно с началом заполнения бассейна 1 водой после его очередной чистки, которая осуществляется периодически (обычно 1 — 3 раза в год) с целью поддержания производительности бассейнов 1 или после образования на песчаной поверхности инфильтрации тонкого слоя воды. Перед началом чистки вакуум-насосы 12 выключаются из работы.

Введение устройств для захвата воздуха позволяет понизить давление в порах грунта в области депрессионной воронки, образуюшейся под бассейном при откачке воды, и создать в них отрицательное избыточное давление — вакуум, тем самым увеличивая напор, под действием которого происходит просачивание воды из инфильтрацио нного бассе йн а в грунт.

В связи с возможностью регулирования интенсивности действия устройств для захвата и откачки воздуха вакуум может нарашиваться по заранее заданному графику, отвечающему условиям оптимального использования бассейна, например требованию равномерной производительности бассейна в период между чистками. При условии достаточной производительности откачиваюших воздух механизмов вакуум под днищем бассейна может доводиться до

0,05 МПа (0,5 кгс/см ), а в некоторых случаях и до больших величин.

Выполненные расчеты свидетельствуют о том, что при расположении первоначальной поверхности грунтовых вод в пределах слабопроницаемого покровного слоя эффективная откачка воздуха может осуществляться серийно выпускаемыми промышленностью

СССР вакуум-насосами при затрате не слишком больших мощностей.

Технико-экономическая эффективность изобретения определяется возможностью увеличения при его применении производительности установок (как существующих, так и вновь проектируемых) за счет увеличения в

1,5 — 2 раза производительности инфильтрационных бассейнов при относительно небольших затратах на устройство систем создания вакуума и их эксплуатацию. Ожидаемый годовой экономический эффект для одной установки со среднегодовой производительностью бассейнов 10 тыс. м /сут составляет не менее 6 тыс. руб.

Наиболее благоприятные условия для применения предлагаемой установки имеют место при хорошей проницаемости грунта водонасосной толщи, при расположении первоначального зеркала грунтовых вод в пределах покровного слоя, при эксплуатации установок в районах с длительными зимними периодами. Последнее определяется тем, что создание вакуума в зимний период, когда восстановление производительности бассейнов посредством их чисток невозможно, способно существенно облегчить достижение обычно требуюшегося полного соответствия между производительностью бассейнов и потребностью в искусственно создаваемой подземной воде на протяжении всего года.

1. Установка для искусственного пополнения запасов подземных вод, включающая инфильтрационный бассейн и устройства для захвата и откачки подземных вод из грунта, преимущественно водозаборные скважины с погружными электронасосами, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности установки путем создания вакуума под инфильтрационным бассейном, она снабжена устройствами для захвата и откачки воздуха из грунта.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для захвата воздуха выполнено в виде воздухозаборных скважин расположенных между инфильтрационным бас1004553

8 12 сейном и устройством для захвата подземных вод.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для захвата воздуха выполнено в виде дренажа, расположенного под инфильтрационным бассейном.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для захвата воздуха выполнено в виде водозаборных скважин.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для захвата воздуха выполнено в виде водосборных галерей с перфорированными стенками и перекрытием.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Григорьев В. М. Зарубежный опыт искусственного пополнения запасов подземных вод. — Сб.: Труды ВОДГЕО, вып. 9, М., 19á4, с. 15.

1004553

72 73

12

Составитель Л. Беркович

Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Заказ 1817/39 Тираж 753 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4