Установка для искусственного пополнения запасов подземных вод Советский патент 1983 года по МПК E03B3/32 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ПОПОЛНЕНИЯ ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

1

n3o6peTeiiHe 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 1.

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 воз5 духа из грунта.При этом устройство для захвата воздуха выполнено в виде воздухозаборных скважин, расположенных между инфильтрационным бассейном и устройством для вата подземных вод.

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

Устрой :тво для захвата воздуха выполнено в виде водозаборных скважин или BOS досборных галерей с перфорированными стенками и перекрытием.

На фиг. 1 изображена установка, в которой захват воздуха производится посред20 ством 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

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 6 с фильтрами 7 и герметизированными оголовками 8, изолирующими воздух внутренних полостей скважин от воздуха атмосферы; погружные электронасосы 9, осуществляющие 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 за,ложенными 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 осуществляется 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, образующейся под бассейном при откачке воды, и создать в них отрицательное избыточное давление - вакуум, тем самым увеличивая напор, под действием которого происходит просачивание воды из инфильтрационного бассейна в грунт.

В связи с возможностью регулирования интенсивности действия устройств для захвата и откачки воздуха вакуум может наращиваться по заранее заданному графику, отвечающему условиям оптимального использования бассейна, например требованию равномерной производительности бассейна в период между чистками. При усло ВИИ достаточной производительности откачивающих воздух механизмов вакуум под днищем бассейна может доводиться до 0,05 МПа (0,5 кгс/см), а в некоторых случаях и до больщих 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 промыщленностью

5 СССР вакуум-насосами при затрате не слишком больщих мощностей.

Технико-экономическая эффективность изобретения определяется возможностью увеличения при его применении производительности установок (как существующих, так и

0 вновь проектируемых) за счет увеличения в 1,5-2 раза производительности инфильтрационных бассейнов при относительно небольщих затратах на устройство систем создания вакуума и их эксплуатацию. ОжидаеJ мый годовой экономический эффект для одной установки со среднегодовой производительностью бассейнов 10 тыс. составляет не менее 6 тыс. руб.

Наиболее благоприятные условия для 0 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 требующегося полного соответствия между производительностью бассейнов и потребностью в искусственно создаваемой подземной воде на протяжении всего года.

Формула изобретения

///////////////( Y////////////////////////////////////

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Григорьев В. М. Зарубежный опыт искусственного пополнения запасов подземных вод. - Сб.: Труды ВОДГЕО, вып. 9, М., 1964, с. 15.

П 3