Способ повышения дебита пресной воды в линзе, плавающей на соленых водах и сформированной под открытыми песками

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к способам водоснабжения в аридных зонах. Способ предусматривает на разведанном участке с установлением границ линзы и дебита пресной воды на уровне соленых грунтовых вод создание в радиальных направлениях дренажной сети в виде трубчатых дрен. В нижней точке схождения трубчатых дрен, над их концами, располагают бездонный водосборник в виде железобетонного кольца с крышкой, снабженной отверстием, в котором размещают водозаборную трубу, нижний срез которой размещен в линзе на уровне соленых грунтовых вод, а ее верхний конец установлен выше уровня открытых песков и снабжен вентилем. На поверхности разведанного участка, по его периферии, создают замкнутую канаву треугольного профиля, а в радиальных направлениях - сборники естественных осадков в виде желобов, каждый из которых имеет уклон в сторону водозаборной трубы. Естественные осадки перехватывают замкнутой канавой и желобами, фильтруют песчаным слоем над дренажной сетью, затем трубчатыми дренами направляют в железобетонное кольцо водосборника, откуда воду отбирают на хозяйственные нужды в объеме 60...80% от величины годовых осадков. Растительность на открытых песках в зоне замкнутой канавы подавляют, а в случае поступления соленой воды в водозаборную трубу ее вентиль временно закрывают. Способ обеспечит стабильное круглогодичное снабжение пресной водой. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к способам водоснабжения в аридных зонах, в основном для сельскохозяйственных нужд.

Известна мелиоративная система для освоения такыров (тюрк. такыр - ровный, плоский), включающая сеть водопоглощающих щелей, заполненных песком с образованием над ними валиков, в которой, с целью снижения затрат воды на освоение и повышение плодородия почвы, валики покрыты экраном из полимерного материала, а межщелевая поверхность почвы спланирована и уплотнена с уклоном от осевой линии в сторону прилегающих щелей, при этом перпендикулярно щелям выполнены кротодрены (см. авторское свидетельство SU №1576049 А1, М. Кл.5 А01G 25/00. Мелиоративная система для освоения такыров. / Г.Г.Галифанов (СССР). - Заявка №4482484/30-15; заявлено 15.09.1988; опубл. 07.07.1990, бюл. №25. // Открытия. Изобретения. - 1990. - №25).

К недостаткам описанной мелиоративной системы, несмотря на схожесть решаемой задачи - сбор естественных осадков и направление их в нижележащие горизонты, относятся поверхностное распределение осадков и их утилизация солеустойчивыми растениями (солеросами).

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является способ сооружения водозабора, включающий сооружение горизонтальных дрен, образование и оборудование шахтных колодцев, в котором, с целью снижения трудоемкости при сооружении водозабора на большой глубине, после образования первого шахтного колодца горизонтальные дрены сооружают путем бурения из него лучевых скважин, а последующие шахтные колодцы образуют путем проходки дневной поверхности до забоя лучевой скважины предыдущего шахтного колодца с последующим бурением из него лучевых скважин (авторское свидетельство SU №1390318 А1, М. Кл.4 Е03В 3/18. Способ сооружения водозабора. / В.И.Фоменко (СССР). - Заявка №4065860/29-33; заявлено 11.05.1986; опубл. 23.04.1988, бюл. №15. // Открытия. Изобретения. - 1988. - №15).

К недостаткам описанного способа сооружения водосбора, принятого в качестве наиближайшего аналога, относится то, что разноглубинными шахтными колодцами, применительно к решаемой нами задаче - повышение пресной воды в линзе, плавающей на соленых грунтовых водах, невозможна круглогодичная подача пресной воды, т.к. в самом глубоком колодце в первую очередь поступает соленая вода, не пригодная для употребления. Описанный водосбор не обеспечивает пополнение пресной воды из выпавших естественных осадков и не обеспечивает повышение дебита пресной воды в линзе, расположенной на уровне грунтовых соленых вод.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение дебита пресной воды в линзе, плавающей на соленых грунтовых водах.

Технический результат - круглогодичное поступление пресной воды из водозаборной трубы, смонтированной над линзой пресной воды.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе повышения дебита пресной воды в линзе, плавающей на соленых водах и сформированной под открытыми песками, согласно изобретению, на разведанном участке с установлением границ линзы и дебита пресной воды на уровне соленых грунтовых вод создают в радиальных направлениях дренажную сеть в виде трубчатых дрен, в нижней точке схождения трубчатых дрен над их концами располагают бездонный водосборник в виде железобетонного кольца с крышкой, снабженной отверстием, в отверстии крышки железобетонного кольца размещают водозаборную трубу, нижний конец которой размещен в линзе на уровне соленых грунтовых вод, а ее верхний конец установлен выше уровня открытых песков и снабжен вентилем, на поверхности разведанного участка по его периферии создают замкнутую канаву треугольного профиля, а в радиальных направлениях - сборники естественных осадков в виде желобов, каждый из которых имеет уклон в сторону водозаборной трубы, естественные осадки перехватывают замкнутой канавой и желобами, осадки фильтруют песчаным слоем над дренажной сетью, воду естественных осадков трубчатыми дренами направляют в железобетонное кольцо водосборника, из водосборника пресную воду отбирают на хозяйственные нужды в объеме 60...80% от величины годовых осадков, растительность на открытых песках в зоне замкнутой канавы подавляют, а в случае поступления соленой воды в водозаборную трубу ее вентиль временно закрывают; трубчатые дрены дренажной сети укладывают между желобами и дальше границы замкнутой канавы; дренажную сеть в виде трубчатых дрен и водосборник в виде железобетонного кольца с крышкой под слоем открытых песков укладывают в позднезимний период.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображены кольцевая канава треугольного профиля, сборники естественных осадков в виде желобов, дренажная сеть в виде радиально уложенных трубчатых дрен, уложенных под слоем песка выше уровня грунтовых зональных труб, и водозаборная труба, вид в плане.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, вертикальный разрез кольцевой канавы и радиально смонтированных желобов с уклонами в сторону водозаборной трубы с вентилем над поверхностью открытых песков, линзы с пресной водой над поверхностью соленых грунтовых вод, бездонного водосборника и трубчатых дрен.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

В аридной зоне Прикаспийской низменности местное население и в чабанских точках получают пресную воду с минерализацией не более 2 г/л из колодцев, которые располагаются среди открытых барханных песков. Наличие пресной воды на песках обусловлено инфильтрацией естественных осадков и формированием линзы пресной воды над солеными грунтовыми водами. В аридной зоне на песках процесс аккумуляции воды осуществляется тогда, когда на участке отсутствует растительность и нет поверхностного стока. В этом случае большая часть осадков фильтруется через зону аэрации и накапливается в грунтовых водах в виде пресной линзы. Остальная часть годовых осадков расходуется на физическое испарение. Роль водоупора выполняют зональные минерализованные грунтовые воды. Поступающая пресная вода, как имеющая меньшую плотность, размещается над слоем соленой грунтовой воды в виде линзы и не смешивается с ней. Минерализация пресной воды составляет 1-2 г/л, а в зональных грунтовых водах достигает до 50 г/л и выше. Верхняя поверхность линзы с пресной водой возвышается над уровнем зональных соленых вод на 0,5-1,5 м. Площадь линзы зависит от площади открытых песков. Мощность пресной воды в линзе меняется от нескольких сантиметров до десятков метров. В Прикаспийской низменности линзы с пресной водой от поверхности открытых песков располагаются на глубине 2-4 м.

Годовой объем воды, который поступает на формирование линзы на открытых песках, зависит от качества годовых естественных осадков. На песках Северного Прикаспия фильтруется до 150 мм осадков при общей сумме осадков до 250 мм.

Способ повышения дебита пресной воды в линзе 1, плавающей на соленой воде 2, предусматривает разведку бурением скважин для установления границ линзы 1 и ее мощности, объема линзы 1 с пресной водой.

Линза 1 с пресной водой в силу разности степеней минерализации и плотности соленой и пресной вод размещена на 1-2 м выше уровня соленых грунтовых вод 2. Для увеличения водосбора пресной воды на разведанном участке на глубине 2-4 м от дневной поверхности 3 открытых песков 4 в радиальных направлениях создают дренажную сеть в виде трубчатых дрен 5. Трубчатые дрены 5 размещают выше зеркала соленых грунтовых вод 2. В нижней точке схождения трубчатых дрен 5 над их концами располагают бездонный водосборник пресной воды в виде железобетонного кольца 6 с крышкой 7. Крышка 7 снабжена отверстием 8. В отверстии 8 крышки 7 железобетонного кольца 6 размещают водозаборную трубу 9. Нижний срез 10 указанной трубы 9 размещают в линзе 1 пресной воды на уровне зеркала соленых грунтовых вод 2. Верхний конец 11 упомянутой трубы 9 установлен выше уровня дневной поверхности 3 открытых песков 4 и снабжен вентилем 12.

На поверхности 3 разведанного участка по его периферии создают замкнутую канаву 13 треугольного профиля. В радиальных направлениях от водозаборной трубы 9 выполнены сборники естественных осадков в виде желобов 14. Каждый желоб 14 имеет уклон в сторону водозаборной трубы 9. Естественные осадки перехватывают замкнутой канавой 13 и желобами 14 сборника осадков. Осадки фильтруют песчаным слоем над дренажной сетью. Воду естественных осадков трубчатыми дренами 5 направляют в железобетонное кольцо бездонного водосборника. Пресную воду из водосборника отбирают с помощью водозаборной трубы 9 на хозяйственные нужды в объеме 60-80% от величины годовых осадков. Растительность на дневной поверхности 3 открытых песков в зоне замкнутой канавы 13 подавляют либо выпасом скота, сделав рядом водопой, либо прополками, либо скашиванием. В случае поступления соленой грунтовой воды 2 в водозаборную трубу 9 ее вентиль 12 временно закрывают. Трубчатые дрены 5 дренажной сети укладывают между желобами 14 и дальше границы замкнутой канавы 13. Этим увеличивают площадь водосбора. Дренажную сеть в виде трубчатых дрен 5 и бездонный водосборник в виде железобетонного кольца 6 с крышкой 7 под слоем открытых песков 4 укладывают в позднезимний период. Это продиктовано тем, что колебания уровня минерализованной соленой воды 2 в этот период года минимальны. Укладку трубчатых дрен 5 в большинстве случаев производят в узкую канаву, выполненную траншеекопателями или, при наличии мелиоративной техники, дреноукладчиком, например ЭТЦ-202 А или других моделей, для укладки пластмассового дренажа.

Кольцевую канаву 13 нарезают любым каналокапателем на глубину 0,3-0,6 м, например каналокапателем КЗУ-0,3. Вынутый песок из канавы 13 выполаживают, обеспечивая этим сток естественных осадков в канаву 13 со всей водосборной площади.

Аналогичным способом поступают при выполнении желобов 14. Желобы 14 при организации водопоя животных исключают перераспределение пресной воды на другие понижения.

Пример. По средним многолетним наблюдениям (данные государственных метеостанций) среднегодовое количество естественных осадков составляет 250-280 мм. При площади водосбора естественных осадков в 1 гектар с описанной дренажной сетью объем пресной воды в линзе составит 2500 м3 × 0,80 = более 2000 м3. 15-20% выпавших и учтенных осадков в виду их малости испаряются, лишь увлажняя верхний слой открытых песков. Этой пресной воды достаточно для круглогодичного поения до 1500 голов овец и 50 голов крупного рогатого скота и семьи до 10 человек в чабанской точке. Таким образом заявленный способ обеспечивает стабильное круглогодичное снабжение пресной водой.

1. Способ повышения дебита пресной воды в линзе, плавающей на соленых водах и сформированной под открытыми песками, отличающийся тем, что на разведанном участке с установлением границ линзы и дебита пресной воды на уровне соленых грунтовых вод создают в радиальных направлениях дренажную сеть в виде трубчатых дрен, в нижней точке схождения трубчатых дрен над их концами располагают бездонный водосборник в виде железобетонного кольца с крышкой, снабженной отверстием, в отверстии крышки железобетонного кольца размещают водозаборную трубу, нижний срез которой размещен в линзе на уровне соленых грунтовых вод, а ее верхний конец установлен выше уровня открытых песков и снабжен вентилем, на поверхности разведанного участка по его периферии создают замкнутую канаву треугольного профиля, а в радиальных направлениях - сборники естественных осадков в виде желобов, каждый из которых имеет уклон в сторону водозаборной трубы, естественные осадки перехватывают замкнутой канавой и желобами, осадки фильтруют песчаным слоем над дренажной сетью, воду естественных осадков трубчатыми дренами направляют в железобетонное кольцо водосборника, из водосборника пресную воду отбирают на хозяйственные нужды в объеме 60...80% от величины годовых осадков, растительность на открытых песках в зоне замкнутой канавы подавляют, а в случае поступления соленой воды в водозаборную трубу ее вентиль временно закрывают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что трубчатые дрены дренажной сети укладывают между желобами и дальше границы замкнутой канавы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дренажную сеть в виде трубчатых дрен и водосборник в виде железобетонного кольца с крышкой под слоем открытых песков укладывают в позднезимний период.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к добывающей промышленности и может быть использовано для добычи воды из буровых скважин. .

Изобретение относится к водоснабжению и касается сооружений для забора и транспортировки подземных вод. .

Изобретение относится к водоснабжению и может использоваться при регулировании подземного стока водоносных горизонтов, приуроченных к долинам рек для повышения надежности водоотбора или его увеличения.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. .

Изобретение относится к водоснабжению. .
Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано для обеспечения хозяйственной и питьевой водой отдельных сельских домов. .

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано в водозаборных скважинах. .

Изобретение относится к области водоснабжения для автоматического слива жидкости в трубопроводах, в качестве защиты башни от замерзания в ней воды, предпочтительно в водозаборных скважинах сельского хозяйства.

Изобретение относится к водоснабжению и касается конструктивного выполнения систем водоснабжения населенных пунктов из водозаборов подземных вод. .

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано для обеспечения хозяйственной питьевой водой отдельных сельских домов. .

Изобретение относится к водоснабжению, а именно к сооружению водозаборов подземных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении, в гидротехнике и мелиорации

Изобретение относится к области водоснабжения и может быть использовано для автоматического слива жидкости в трубопроводах в качестве защиты водоподъемных труб и башни (емкости) от замерзания в них воды, скважины и электропогружного насоса от нарушения правил их эксплуатации, устья скважины от засорения и загрязнения, предпочтительно в водозаборных скважинах, расположенных в сельской местности

Изобретение относится к области добычи подземных вод и мелиорации засушливых земель, а также пустынных участков земной поверхности, благодаря чему достигается выращивание растений с высокой урожайностью и вовлечение в хозяйственный оборот дополнительных земель, не пригодных в настоящее время для производства сельскохозяйственной продукции

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к водозаборным сооружениям, и может быть использовано для забора воды из подземных источников при неглубоких залеганиях грунтовых вод. Способ возведения подземного горизонтального водозабора комбинированной конструкции, включающего водоприемную траншею 1 и водосборный колодец 7, заключается в укладке продольными рядами на дне водоприемной траншеи 1 габионных тюфяков 2 с дренажными устройствами. Габионные тюфяки 2 состоят из легких фашин и перфорированных труб, уложенных чередующими рядами и завернутых в габионную сетку. Сверху габионных тюфяков 2 вдоль траншеи укладывают гибкие тюфяки 5, состоящие из дренирующего заполнителя, который выполняют из плотных рядов легких фашин, завернутых в геосетку. В концевой части траншеи предусматривают жесткий лоток 6 прямоугольного сечения, консольная часть которого с уклоном входит в водосборный колодец 7. Габионные тюфяки с дренажными устройствами укладывают от траншеи до середины лотка. Повышается эффективность работы водозаборного сооружения и снижается трудоемкость строительства. 5 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к водозаборным сооружениям, и может быть использовано для забора воды из подземных источников при неглубоких залеганиях грунтовых вод. Подземный горизонтальный водозабор содержит водоприемную траншею 1 и водосборный колодец 7. На дне водоприемной траншеи 1 продольными рядами расположены габионные тюфяки 2 с дренажными устройствами. Габионные тюфяки 2 состоят из легких фашин и перфорированных труб, уложенных чередующими рядами и завернутых в габионную сетку. Сверху габионных тюфяков 2 вдоль траншеи уложены гибкие тюфяки 5, состоящие из дренирующего заполнителя, который выполнен из плотных рядов легких фашин, завернутых в геосетку. В устьевой части траншеи предусмотрен жесткий лоток 6 прямоугольного сечения, консольная часть которого с уклоном входит в водосборный колодец 7. Габионные тюфяки с дренажными устройствами уложены от траншеи до середины лотка 6. Подземный горизонтальный водозабор наиболее эффективно может быть использован в прибрежных и пойменных участках водоносных грунтов с глубиной залегания безнапорного уровня грунтовых вод до 7 м. Водозабор предназначен для водоснабжения небольшого населенного пункта, сельскохозяйственного предприятия, фермерского и индивидуального хозяйства. Снижается трудоемкость строительства и повышается эффективность работы водозаборного сооружения. 6 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к водозаборным сооружениям, и может быть использовано для забора воды из подземных источников при неглубоких залеганиях грунтовых вод. Способ возведения горизонтального подземного водозабора комбинированной конструкции, включающего водоприемник и водосборный колодец, заключается в том, что основной водоприемник выполняют в виде открытого лотка 1, перекрытого сверху металлической решеткой 2, поверху которой продольными рядами укладывают габионные тюфяки 3 с дренажными устройствами. Габионные тюфяки 3 изготавливают из легких фашин, перфорированных труб и металлической сетки. Поверху габионных тюфяков 3 вдоль лотка укладывают гибкие тюфяки 6, выполняемые из дренирующего заполнителя, который изготавливают из плотных рядов легких фашин, завернутых в геосетку. В конце водоприемного лотка 1 устраивают водосборный колодец 9, оборудованный водозаборным трубопроводом 10. Обеспечивается эффективность работы водозаборного сооружения. Заявленный способ наиболее эффективно может быть использован в прибрежных и других водоносных грунтовых массивах с глубиной залегания безнапорного уровня грунтовых вод до 7-10 м для водоснабжения сельских поселений, небольших городов и поселков. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к строительству. Для возведения колодца для добывания воды из водоносного слоя грунта проходят скважину до проектной глубины, обустраивают грунтовый фильтр из фильтрационного материала и устанавливают в скважине насос. Скважину проходят упором в ее забой перфорированной трубы с неперфорированным нижним концом и вымыванием под ним грунта насосом. Фильтрационный материал выбирают так, чтобы размеры его зерен были больше диаметра перфораций в перфорированной трубе. Обустройство грунтового фильтра осуществляют одновременно с проходкой скважины для чего фильтрационный материал приваливают к выходящей из грунта внешней поверхности трубы. Изобретение обеспечивает совмещение операций проходки скважины и формирования грунтового фильтра и возможность добывания воды с момента ее поступления в скважину из водоносного слоя грунта без прекращения процесса возведения колодца. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано при регулировании подземного стока водоносных горизонтов, приуроченных к долинам горных рек с периодически пересыхающим водотоком, для повышения надежности водоотбора или его увеличения. Устройство включает водонепроницаемый барраж 1 в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающий водоносный горизонт и образующий основное подземное водохранилище 2, и расположенный выше водозабор подземных вод, например, в виде шахтного колодца 3. Устройство содержит дополнительный водонепроницаемый барраж 4, расположенный в поперечном створе долины реки выше зоны влияния основного подземного водохранилища 2 в верхнем его бьефе и образующий дополнительное подземное водохранилище 6. Дополнительный водонепроницаемый барраж 4 имеет отверстие 5 для пропуска подземных вод из дополнительного подземного водохранилища 6. В верхнем бьефе дополнительного водонепроницаемого барража 4 установлено водоприемное устройство, например шахтный колодец 7, сообщенный трубопроводом 8 с основным подземным водохранилищем 2 через отверстие 5. Трубопровод 8 оснащен размещенным в шахтном колодце 7 затвором 9 для регулирования расхода воды из водоприемного устройства 7 в основное подземное водохранилище 2. 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. 1 ил.

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.

Колодец // 2593534
Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, предназначенным для добывания грунтовых вод. Колодец выполнен в виде шахты с установленными в ней элементами колодца в виде труб. Колодец снабжен стяжкой, трубы шахты образуют комбинации. Стяжка обеспечивает удержание комбинаций труб. Каждая из труб представляет собой отдельный дискретный колодец. Обеспечивается упрощение изготовления колодца и предотвращение загрязнений воды при многократном извлечении отдельных порций воды. 2 ил.

Изобретение относится к водоснабжению, а именно к сооружению водозаборов подземных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении, в гидротехнике и мелиорации

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к способам водоснабжения в аридных зонах

Наверх