Инфильтрационный водозабор Советский патент 1986 года по МПК E03B3/32 

Изобретение относится к водоснабжению, конкретнее к водозаборам подземных вод, расположенным у водоемов и получающим из них основное питание.

Целью изобретения является повышение надежности работы водозабора при его использовании у естественных водоемов.

На чертеже представлен инфильтрацион- ный водозабор.

Водозабор включает водосборную галерею 1 с перфорированными стенками и перекрытием, водосборные колодцы 2 с гер- метизируюш.им перекрытием 3, в котором размещены погружной насос 4 для откачки воды и вакуум-насос 5 для откачки воздуха. Галерея 1 проложена вдоль берега реки 6, в русле которой находится заиленный слой 7, и собирает воду из водонасосного грунта 8, перекрытого с поверхности слоем слабопроницаемых отложений (суглинков, супесей) 9 и подстилаемого снизу водоупо- ром 10. На чертеже также обозначены уровень 11 воды в водосборном колодце 2, при котором вводится в действие погружной насос 4, и уровень 12, при котором выключается насос, положение 13 уровня грунтовых вод при хорощей проницаемости подрусло- вого слоя 7, поверхность капилярной каймы 14 и положения 15 уровня грунтовых вод при плохой его проницаемости.

Высота галереи 1 должна быть достаточной для того, чтобы в условиях максимального притока к ней воды, она отводила воду лищь нижней частью своего сечения, а уровень грунтовых вод около стенок был ниже перекрытия галереи 1 и оставлял свободной от затопления ее верхнюю часть. Она определяется по формуле:

+ h.

0,5В,

где h - глубина воды в галерее 1 при .максимальном притоке грунтовых вод; ЬБЫС - высота высачивания, обусловленная гидродинамическими факторами;hiin - запас в высоте галереи 1, равный

(1--1,5) Квыс; В-П1ирина галереи 1. Глубина водосборного колодца 2, равная расстоянию от его дна до подощвы галереи 1, определяется формулой:

Z Zi-f Za-f Z, -ь h.+ h;

h,.

(2)

Z,-запас в глубине (не менее 1 м), равный расстоянию от низа корпуса погружного насоса 4 до дна колодца 2;

Za - длина корпуса погружного насоса 4;

Z.-минимальное погружение насоса 4 под уровень воды, обусловленное требования.ми завода-изготовителя (определяется но паспорту насоса);

HI - толщина дополнительного слоя воды, нейтрализующего вредное влияние на работу вакуу.м-насоса 5 вакуума, который создается в воздущ- но.м пространстве колодца 2;

Ьз - проектная амплитуда колебания уровня воды в колодце 2, определяемая исходя из допускаемой частоты включения погружного насоса 4 в работу;

hj -запас в глубине колодца 2, назначаемый в целях получения полной гарантии в неподтоплении галереи 1 со стороны колодца 2.

Входящая в формулу (2) величина hi определяется по следующей формуле:

hi Пьак Пвак.доп. 3 (лэ)

где hi,3j - максимальная величина вакуу.ма в воздушном пространстве колодца 2;

.-допустимый ДЛЯ использованного насоса 5 вакуум на уровне его прк- е.мной решетки.

В отдельных случаях при определении hi по формуле (3) можно получить соотнощение . Во избежание нарушения заводских требований к затоплению насоса следует при этом принимать hi 0.

Водозабор работает следующим обра зом.

В течение некоторого периода (продолжительность которого определяется местными условиями) водозабор эксплуатируется при работе лишь одного погружного насоса 4 для откачки воды. Откачка приводит к образованию около галереи 1 депрессион- ной воронки. Зеркало грунтовых вод снижается при этом в положении 13, поверхность капиллярной каймы - в положении 14. Благодаря большой высоте галереи 1 ее перекрытие и верхние участки стенок выходят при этом из-под воды.

При недостаточном притоке к галерее 1 для повышения ее производительности в действие вводится вакуум-насос 5. Соз- даваелюе им в водосборном колодце 2 раз- реженЛ распространяется на галерею 1 и. благодаря наличию верхней незатопленрюк

водой ее части на грунт депрессионной воронки. Высота капиллярной каймы возрастает при этом на величину вакуума в порах грунта депрессионной воронки. Зеркало грунтовых вод снижается из положен -; 13 в положение 15.

Вода из водоема 6 поступает в водоносную толщу 8 через заиленный слой 7. ,На любой линии тока, например а-а, действующий напор, которым определяется скорость фильтрации через заиленный слой 7, после образования вакуума в порах грунта депрессионной воронки и снижения зеркала грунтовых вод в положение 15 станет больше. Этим определяется повышенная

способность водозабора к отбору из русла реки инфильтрационных вод.

Другой положительной особенностью водозабора является возможность регулирования его производительности путем изменения интенсивности откачки воздуха из водосборного колодца и соответственного изменения величины вакуума в порах грунта депрессионной воронки.

Применение водозабора целесообразно при малой мощности водоносной толщи, исключаю1дей возможность использования содержащихся в ней запасов подземных вод для покрытия сезонных дефицитов в воде, привлекаемой к водозабору из водоема путем инфильтраЦии.

Технико-экономическая эффективность изобретения определяется повышением надежности работы водозабора не снижая производительности, в случае затопления грунтовой водой всего сечения галереи и снижения уровня воды в колодце до отметок, не обеспечивающих нормальную работу насоса, откачивающего воду.

Формула изобретения

1.Инфильтрационный водозабор, включающий водосборную галерею с перфорированными стенками и перекрытием, сообщенные с галереей герметизированные водосборные колодцы, насосы для откачки воды, расположенные в водосборных колодцах, и для откачки воздуха из грунта, расположенного на водоупоре, отличаюш,ийся тем, что, с целью повыщения надежности в работе водозабора при его использовании у естественных водоемов, каждый водосборный колодец и расположенный в нем насос для откачки воды заглублены ниже водоупо- ра.

2.Водозабор по п. 1, отличающийся тем, что высота водосборной галереи превышает

эксплуатационный уровень грунтовых вод.

Изобретение относится к области водоснабжения и касается конструктивного выполнения инфильтрационного водозабора. Целью изобретения является повышение надежности работы водозабора при его использовании у естественных водоемов. Ин- фильтрационный водозабор включает водосборную галерею 1 с перфорированными стенками и перекрытием, сообщенные с галереей герметизированные водосборные колодцы 2, насосы 4 для откачки воды, расположенные в водосборных колодцах,и вакуум- насосы 5 для откачки воздуха из грунта. Каждый водосборный колодец и расположенный в нем насос для откачки воды заглублены ниже водоупора, а высота водосборной галереи превышает эксплуатационный уровень грунтовых вод. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. (Л с: ND а о « о: N5 У,(/////////7.