СПОСОБ ДРЕНАЖА ГРУНТОВЫХ ВОД НА ОПОЛЗНЕВЫХ СКЛОНАХ Российский патент 2016 года по МПК E02B11/00 

Изобретение относится к области экологической безопасности и гидротехнического строительства и может быть использовано для защиты склоновых земель, используемых в хозяйственной деятельности, от оползневых процессов, а также в качестве дополнительного источника пополнения запасов пресной воды для хозяйственных нужд населения.

Известен способ, при котором формируют сложное гидротехническое сооружение дренажной горной выработки из вентиляционных и водопонижающих скважин (патент на изобретение №2244063, опубликован 10.01.2005 г.).

Однако известный способ требует больших капиталовложений и трудовых затрат, имеет узкое предназначение и может повлечь дополнительные проблемы, связанные с глубоким бурением и нарушением гравитационной устойчивости склонов.

Известен также способ дренажа грунтовых вод, в котором осуществляют подачу воды из водозаборного колодца в водопоглащающий колодец, который расположен ниже уклона грунтовых вод (патент на изобретение №2338030, опубликован 10.11.2008, МПК Е02В 3/18, Е02В 11/00).

Известный способ высокозатратный, поскольку предусматривает создание двух видов колодца на определенном расстоянии.

Наиболее близким техническим решением является способ, в котором производят канавы, котлованы и скважины, отводы и откачку воды (патент на изобретение №2278208, опубликован 20.06.2008, МПК Е02В 11/00).

Недостаток способа-прототипа заключается в том, что он не приемлем для склоновых земель, подверженных опасным оползневым процессам. Кроме этого, осуществляются сложные работы для создания водоприемных канав, котлованов, скважин в целях отвода и откачки воды, что усложняет техническое решение.

Технический результат - упрощение способа дренажа грунтовых вод и одновременно - их использование, как дополнительного источника пресной воды.

Техническое решение заявленного способа заключается в том, что формируется дренажная траншея на дне бокового рва структурного оползня, через который происходит естественная разгрузка грунтовых вод, глубиной от 2 до 30 м (в зависимости от уровня залегания грунтовых вод) и шириной от 1 до 5 м (в зависимости от глубины бокового рва и плотности коренных пород), направляется в формируемый искусственный водоем-накопитель дренажных вод на первой надпойменной террасе глубиной 2,5-3 м, диаметром 15 м для отстаивания дренажных оползневых вод, и от него отводится канал глубиной 0,5 м и шириной 1,5-2 м к руслу реки для регулирования объема воды и создания условий проточности в водоеме.

Способ осуществляется следующим образом. Для дренажа используются естественные морфологические части структурного оползня, в частности клинообразные боковые рвы (швы) оползня, это продольные вдоль склона линии отрыва оползневого тела, через которые происходит естественная разгрузка подземных грунтовых вод, являющихся причиной оползневой подвижки. Зачастую боковые рвы со временем заполняются грунтом, что затрудняет дальнейшую разгрузку грунтовых вод и приводит к пополнению объема подземных вод, провоцирующих последующие сдвиги оползневого тела.

Параметры создаваемой дренажной траншеи в боковом рву от 2 до 30 м обоснованы тем, что уровень грунтовых вод на оползневых склонах от места к месту колеблется в основном в этих пределах на границе осадочных и коренных пород. Глубже 30 м залегают плотные коренные породы, затрудняющие заложение траншеи. Глубина бокового шва менее 2 м характерна делювиальным поверхностным оползням малой мощности, фактором движения которых служат не грунтовые воды, как это в случае структурных оползней, а атмосферные осадки.

Ширина создаваемой дренажной траншеи на дне бокового рва находится в прямой зависимости от ее закладываемой глубины: 1 м - для глубины 2-10 м, 2 м - для глубины 10-15 м, 3 м - для глубины 15-20 м, 4 м - для глубины 20-25 м, 5 м - для глубины 25-30 м.

Создаваемая дренажная траншея выводится на первую надпойменную террасу реки, где создается искусственный водоем глубиной 2,5-3 м, диаметром 15 м для отстаивания дренажных оползневых вод, и от него отводится канал глубиной 0,5 м и шириной 1,5-2 м к руслу реки для регулирования объема воды и создания условий проточности в водоеме.

Глубже 2,5-3 м в пойме реки залегают грунтовые воды. Водоем диаметром больше 15 м и глубиной более 3 м сложно создавать в аллювиальных отложениях, и он не будет заполняться дренажными водами, ибо оползневые грунтовые воды не являются постоянным источником. Водоем диаметром менее 15 м и глубиной менее 2,5 м может довольно быстро заполнится грунтовыми водами и каменистыми наносами и утратить свое предназначение.

Созданный проточный водоем способствует отстаиванию воды и служит источником чистой пресной подземной воды для хозяйственных нужд местного населения.

Предлагается формирование подобных дренажных траншей в боковых рвах активных крупных структурных оползней горных склонов.

Пример 1. В боковых швах крупного структурного оползня «Большой Даллагкауский» формируются дренажные траншеи глубиной 20-30 м, шириной 4-5 м. На первой надпойменной террасе р. Мамисондон создается искусственный водоем глубиной 2,5-3 м, диаметром 15 м, предназначенный для фильтрации и хранения дренажных оползневых вод в целях пополнения запасов чистой пресной грунтовой воды хозяйственного использования, и от него отводится канал глубиной 0,5 м и шириной 1,5-2 м к руслу реки Мамисондон для регулирования объема воды и создания условий проточности в водоеме.

Пример 2. В боковых швах крупного структурного оползня «Луарский» формируются дренажные траншеи глубиной от 10 до 20 м, шириной 3-4 м. На первой надпойменной террасе р. Ардон создается искусственный водоем глубиной 2,5-3 м, диаметром 15 м, предназначенный для фильтрации и хранения дренажных оползневых вод в целях пополнения запасов чистой пресной грунтовой воды хозяйственного использования, и от него отводится канал глубиной 0,5 м и шириной 1,5-2 м к руслу реки Ардон для регулирования объема воды и создания условий проточности в водоеме.

Пример 3. В боковых швах крупных структурных оползней «Зинцарские» формируются дренажные траншеи глубиной от 2 до 10 м, шириной 2-3 м. На первой надпойменной террасе р. Мамисондон создается искусственный водоем глубиной 2,5-3 м, диаметром 15 м, предназначенный для фильтрации и хранения дренажных оползневых вод в целях пополнения запасов чистой пресной грунтовой воды хозяйственного использования, и от него отводится канал глубиной 0,5 м и шириной 1,5-2 м к руслу реки Ардон, для регулирования объема воды и создания условий проточности в водоеме.

Формируемая дренажная траншея в боковых рвах отрыва оползневой массы способствует выходу на дневную поверхность оползневых грунтовых вод и тем самым снижению оползневой активности. Дренажная вода из траншеи поступает и накапливается в формируемом водоеме на первой надпойменной террасе и служит дополнительным источником чистой пресной воды для хозяйственных нужд. Вода из водоема поступает через создаваемые каналы в русло реки, регулируя ее объем и условия проточности.

Следовательно, предлагаемое техническое решение характеризуется снижением затрат на создание дренажной системы (траншеи) для отвода грунтовых вод на оползневых склонах, с одновременным их использованием в хозяйственных нуждах населения и предупреждением оползневых катастроф на склоновых землях, используемых в хозяйственной деятельности.

Изобретение относится к области экологической безопасности и гидротехнического строительства и может быть использовано для защиты склоновых земель, используемых в хозяйственной деятельности, от оползневых процессов, а также в качестве дополнительного источника пополнения запасов пресной воды для хозяйственных нужд. Способ включает формирование дренажной траншеи на дне бокового рва структурного оползня, через который происходит естественная разгрузка грунтовых вод, глубиной от 2 до 30 м (в зависимости от уровня залегания грунтовых вод) и шириной от 1 до 5 м (в зависимости от глубины бокового рва и плотности коренных пород), которую выводят в формируемый на первой надпойменной террасе искусственный водоем-накопитель дренажной воды глубиной 2,5-3 и диаметром 15 м. От искусственного водоема-накопителя отводят канал глубиной 0,5 м и шириной 1,5-2 м к руслу реки для регулирования объема воды и создания условий проточности в водоеме. Способ позволяет использовать естественные морфологические части структурного оползня, в частности клинообразные боковые рвы (швы) оползня, через которые происходит естественная разгрузка подземных грунтовых вод, что снижает технологические риски и обеспечивает экологическую безопасность. Одновременно обеспечивает запас чистой пресной грунтовой воды для хозяйственных нужд местного населения.

Способ дренажа грунтовых вод на оползневых склонах, включающий формирование дренажной траншеи, отличающийся тем, что образуют траншею на дне бокового рва структурного оползня, через которую происходит естественная разгрузка грунтовых вод глубиной 2-30 м и шириной 1-5 м, водоем-накопитель дренажной воды на первой надпойменной террасе глубиной 2,5-3 м и диаметром 15 м, канал для отвода дренажных вод от водоема до русла реки глубиной 0,5 м и шириной 1,5-2 м.