Рациональное использование водных ресурсов - Яковлев С.В.
ISBN 5-06-001825-3
Скачать (прямая ссылка):
По гидрогеологическим и техническим условиям можно выделить три основных типа искусственного восполнения подземных вод: I тип — открытое восполнение, при поверхностной фильтрации из инфильтрационных бассейнов, каналов; II тип — закрытое, при фильтрации через скважины, колодцы; III тип — простое, при поверхностной фильтрации с использованием естественных или нарушенных условий и их небольших улучшений. -
¦ При I типе искусственного восполнения (открытом) используют грунтовые воды первого от поверхности водоносного горизонта,
не перекрытого сверху водонепроницаемыми породами или при толщине слоя последних не более 3 ... 5 м. Инфильтрацию воды для восполнения можно осуществлять в бассейнах и канавах. Для схемы ИВПВ с иифильтрациоиными бассейнами иа рис. 6.3, б вода поступает из реки. При небольшой мощности водоносного слоя (обычно не более G...8 м) вместо водозаборных скважин закладывают горизонтальные водозаборы. В некоторых случаях более целесообразным оказывается лучевой водозабор (из горизонтальных скважин). В системе ИВПВ для водоснабжения Праги в Чехословакии расход такого водозабора составляет 15,6 тыс. м3/сут воды. .
¦ При II типе искусственного восполнения (закрытом) эксплуатируют водоносные, пласты при глубоком их залегании, отделенные от поверхности земли водоупорными слоями, или при грунтовых водах, залегающих сравнительно неглубоко, но отделенных от поверхности достаточно мощными (более 5 м) водоупорными слоя-
Рис. 6.4. Схема ИВПВ закрытого типа из поверхностных вод:
/ — водозабор из поверхностных вод; 2 — насосная станция I подъема; 8 — сооружения для очистки воды; 4 — насосная станция II подъема; 5—-задвижки; 6 —¦ инфильтрациопнме (поглощающие) и водозаборные скважины; 7 — водовод к потребителю
ми (рис. 6.4). Применяют системы ИВПВ II типа из двух рядов скважин, которые могут попеременно служить иифильтрационными и водозаборными, что в ряде случаев является весьма желательным, но несколько усложняет систему подачи воды в скважины и откачки из них. Применяют и другие схемы, в которых поглощающие и водозаборные скважины являются по назначению постоянными, но КПД их ниже.
Системы ИВПВ I типа при фильтрации с поверхности земли встречаются чаще, так как они более экономичные, чем системы II типа.
¦ III тип ИВПВ является наиболее простым, так как предварительное улучшение качества воды не применятся. По схеме III типа максимально используют естественные условия (старицы, затопление низких террас). Дополнительная фильтрация поверхностных вод в подземные может быть достигнута при устройстве плотин, водохранилищ, каналов с недорогими улучшениями.
Кроме названных типов систем применяют системы ИВПВ с инфильтрацией через травяные покрытия, которые получили распространение в Германии. В травяных бассейнах слой воды небольшой— до десятков сантиметров, а вода для инфильтрации может в них подаваться с повышенной по сравнению с системами I типа мутностью. Инфильтрационные сооружения с травяными покрытиями устраивают в виде неглубоких инфильтрациониых бассейнов, в которых дно покрывают дерном из трав, не боящихся подтопления в теплое время года, а зимой затопления; иа лугах используют естественные понижения и при необходимости устраивают ограждения с валиками.
Некоторые характеристики климата непосредственно, а другие косвенно влияют на работу сооружений искусственного восполнения подземных вод, а следовательно, и на выбор схемы такого восполнения. Особенно важно учитывать изменение метеорологических условий как сезонных, так и по годам.
В СССР более 35% использования подземных вод приходится на береговые инфильтрационные водозаборы, получающие воду из аллювиальных отложений. В такие отложения фильтруется поверхностная вода через русло реки. При этом обычно происходят коль-матация русла, увеличение гидравлических сонротивленйй и уменьшение расхода водозабора или снижение динамических уровней в нем. Кольматация русла и интенсивность ее прй эксплуатации водозаборов происходят по-разному в зависимости от гидрологических условий и от выбора участка.указанного водозабора. Так, при расположении водозабора около размываемого или периодически размываемого русла реки кольматация будет меньше или ее даже почти не будет но сравнению с участками перазмываемых русл гили с аккумуляцией отложений. Первые 10...30 лет влияние коль-матации часто незаметно, но затем кольматация усиливается, в результате работы водозабора может происходить отрыв уровня грунтовых вод от дна русла реки.
Такое явление, например, наблюдалось на береговом инфильт-рациониом водозаборе па р. Сочи. Первые 25 лет влияние кольма-тации не замечалось; при этом расход водозабора постепенно возрастал до 110 ... 120 тыс. м3/сут,- Но через 30 ...40 лет при меженных расходах реки стало наблюдаться сильное снижение динами* ческих уровней, а затем'и дебита до 60 ...70'тыс. м3/сут, т. е. почти
вдвое. В связи с этим в 1971 г. с целью увеличения фильтрационных возможностей русла бульдозером рыхлили верхнюю часть русловых отложении и создали небольшой подпор в русле, устроив несколько поперечных невысоких (0,3 м) заграждений, чтобы увеличить площадь инфильтрации. Такое мероприятие по увеличению восполнения подземных вод оказалось весьма эффективным и расход водозабора стал прежний. Указанное мероприятие очень дешевое; если удалять кольматирующин материал, то эффективность такого водозабора можно сохранять длительный срок. Для этого надо производить рыхление в русле реки в период ее повышенных расходов, но при небольшой мутности. Рыхление русла реки следует проводить не иа всю глубину закольматированыого слоя. В каждом конкретном случае глубину рыхления следует обосновывать и по санитарным соображениям рыхлить рекомендуется на глубину не более 2/з закольматированпого слоя.
