СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДВУХУРОВНЕВОЙ СТРУКТУРЫ РЕК КРЫМСКОГО ПОЛУОСТРОВА ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ И ГОРОДА СЕВАСТОПОЛЯ Российский патент 2021 года по МПК E03B3/32 E02B3/00 

Изобретение относится к области экологии, охраны окружающей среды и рационального природопользования и может быть использовано для очистки речной воды, а также способствует созданию запаса пресной воды для хозяйственных и бытовых нужд населения.

Проблема водообеспечения полуострова Крым требует решения в связи с перекрытием Северо-Крымского канала. В настоящее время крымские реки используются главным образом для формирования водохранилищ, но регулирование стока рек водохранилищами невелико: они задерживают всего шесть-девять процентов годового стока или 25-35 процентов воды, протекающей за вегетационный период, когда она особенно нужна для орошения.

Известен способ формирования водохранилищ на предгорных равнинах, который осуществляется следующим образом (патент № 2523328, опубликованный 20.07.2014), суть которого заключается в том, что на расстоянии 150-200 м от основного течения выкапывают котлованы под водохранилища глубиной 2,5-3 м, шириной 120-150 м, длиной 250-280 м, площадью зеркала воды в 3-3,5 га. Во время весеннего разлива через отведенные от реки каналы вода поступает в водохранилище и при наполнении через отведенные от водохранилища каналы возвращается в русло реки ниже по течению примерно в 2 км от водозабора. Благодаря ирлитовому покрытию дна, вода в водохранилище активно очищается.

Недостатками данного способа являются значительные капитальные затраты на строительство водохранилищ и водоводов, большие эксплуатационные расходы на транспортировку и очистку воды, а также значительные потери воды на испарение.

Предлагаемый способ основан на использовании уникального двухуровневого строения речных долин крымских рек северного и северо-западного макросклонов. Их суммарный сброс в Черное и Азовское моря (залив Сиваш) составляет около 360 миллионов кубометров в год.

Способ водоснабжения Республики Крым и города Севастополя заключается в использовании двухуровневой структуры рек Крымского полуострова. Формирование подземных водохранилищ в долинах рек (1 на Рисунке 1) осуществляются путем отвода поверхностного стока рек в объеме до 200 м³/сек от современных русел рек (2 на Рисунке 1) из шлюза-регулятора (3 на Рисунке 1) через систему отводных каналов (4 на Рисунке 1), ширина которых соизмерима с шириной русел рек в вертикальные инфильтрационные бассейны (шахтные колодцы) (5 на Рисунке 1) размером до 50*50 метров в толщу пород ниже дневной поверхности на 1-20 метров в слой погребенных палеорусел рек (6 на Рисунке 1), состоящий из крупного галечника «древнего аллювия» с высоким показателем коэффициента фильтрации (30-70 м/сут. и более) и подстилающего слоя водоупорных глин. В процессе движения по палеоруслу, вода очищается от примесей, после чего на расстоянии 1-7 км от шлюза-регулятора (3 на Рисунке 1) водозабором (7 на Рисунке 1) поднимается на поверхность для подачи с помощью насосной станции (8) потребителю. Формирование подземных водохранилищ осуществляют каскадом из 1-7 гидротехнических сооружений (3 на Рисунке 1), включающих шлюз-регулятор (3 на Рисунке 1), систему отводных каналов (4 на Рисунке 1), инфильтрационные бассейны (5 на Рисунке 1), водозабор (7 на Рисунке 1), который формирует депрессионную воронку (9 на Рисунке 1), по размеру равную ширине палеорусла, насосную станцию (8 на Рисунке 1) для подачи воды потребителю.

Техническим результатом предложенного способа будет 1) восполнение запасов подземных вод путем строительства специальных гидротехнических сооружений, которые переведут поверхностные стоки рек в их палеорусла, и тем самым наполнят подземные водные горизонты; 2) восполнение дефицита пресной воды в объеме около 200 миллионов кубометров в год доя потребительских нужд Республики Крым и г. Севастополя.

Преимуществами способа являются использование естественных гидрогеологических условий палеорусел рек Крымского полуострова для формирования запаса подземных вод в объеме 80 млн. м3 в год без капитальных затрат на строительство водохранилищ, водоводов и эксплуатационных затрат на транспортировку воды к водозабору, отсутствие потерь воды на испарение, а также предотвращение затопления земель паводковыми водами и загрязнения акватории моря. При этом может быть использовано до 70% годового стока рек Крыма.

Изобретение относится к области экологии, охраны окружающей среды и рационального природопользования и может быть использовано для очистки речной воды, а также способствует созданию запаса пресной воды для хозяйственных и бытовых нужд населения. Сущность изобретения заключается в использовании двухуровневой структуры рек Крымского полуострова для создания запаса (маганизирования) пресных вод путем перевода поверхностного стока рек в палеорусла, состоящие из галечника «древнего аллювия». Способ использования двухуровневой структуры рек Крымского полуострова для водоснабжения Республики Крым и г. Севастополя заключается в том, что для использования двухуровневой структуры горных рек для накопления водных ресурсов формируют подземное водохранилище путем отвода воды от существующих современных русел рек 2 (1 уровень), перед шлюзом регулятором 3, расположенным в русле реки ниже по течению, через систему отводных каналов 4, ширина которых соизмерима с шириной русел рек, в вертикальные инфильтрационные бассейны (шахтные колодцы) 5 в толщу пород ниже дневной поверхности на 1-20 метров в слой погребенных палеорусел 6 рек (2 уровень), состоящий из водоносного горизонта и водоупорного подстилающего слоя. Преимуществами способа являются использование естественных гидрогеологических условий палеорусел рек Крымского полуострова для формирования запаса подземных вод в объеме 80 млн. м³ в год без капитальных затрат на строительство водохранилищ, водоводов и эксплуатационных затрат на транспортировку воды к водозабору, отсутствие потерь воды на испарение, а также предотвращение затопления земель паводковыми водами и загрязнения акватории моря. При этом может быть использовано до 75% годового стока рек Крыма. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ водоснабжения полуострова Крым, включающий формирование водохранилищ для их наполнения поверхностным стоком рек через систему отводных каналов от русел рек, отличающийся тем, что с целью использования двухуровневой структуры рек Крымского полуострова - современное русло и палеорусло - формирование подземных водохранилищ осуществляется путем отвода поверхностного стока рек от современных русел рек из шлюза-регулятора через систему отводных каналов, ширина которых соизмерима с шириной русел рек, в вертикальные инфильтрационные бассейны, расположенные в толще пород, - в слой погребенных палеорусел рек, далее вода движется по палеоруслу, очищается от примесей и поднимается водозабором на поверхность для подачи с помощью насосной станции потребителю.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вертикальные инфильтрационные бассейны, куда отводится вода от современных русел рек, располагаются ниже поверхности современных русел рек на 1-20 м в слой погребенных палеорусел и имеют размер до 50*50 м.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование подземных водохранилищ осуществляют каскадом гидротехнических сооружений, включающих в себя шлюз-регулятор, систему отводных каналов, инфильтрационные бассейны, водозабор и насосную станцию в количестве от 1 до 7 шт.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что очищенная от примесей вода, после прохождения палеорусел, поднимается на поверхность водозабором на расстоянии 1-7 км от шлюза-регулятора.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что водозабором формируется депрессионная воронка областью влияния, равной ширине палеорусла.