Инфильтрационный водозабор Советский патент 1987 года по МПК E03B3/32 

1

Изобретение относится к водоснабжению и может применяться для интенсификации восполнения подземных вод водоносных горизонтов речных долин в зимний период.

Цель изобретения - повьшзение надежности работы водозабора в зимний период путем предотвращения промерзания фильтрующих грунтов в берегово зоне.

На фиг.1 изображена схема горизонтального инфильтрационного водозабора, nnaHj на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (участок размещения инфильтрационного водозабора).

Инфильтрационный водозабор содержит водозабррное сооружение 1 и источник 2 пополнения запасов подземны вод в виде водоема с ледяным покровом 3, образующимся в зимнее время, теплообменник 4, устройство 5 для откачки воздуха из грунта, установленное в зоне 6 аэрации и соединенное с теплообменником 4 воздухопроводом 7. К теплообменнику 4 подсоединен также вытяжной вентилятор 8. Границе 9 промерзания при неработающем теплообменнике соответствует динамический уровень 10 подземных вод, границе 11 промерзания при работающем теплообменнике - динамический уровень 12. Водозаборное сооружение 1 содержит водосборные колодцы 13 и смотровые колодцы 14, соединенные горизонтальной, галереей.

Устройство работает следующим образом.

I

В зоне 6 аэрации устанавливают устройство 5 для откачки воздуха, на- пример перфорированную трубу, и с помощью воздухопровода 7 соединяют с концевым участком теплообменника 4, установленного вьппе границы 9 сезонного, промерзания, наблюдаемой до установки теплообменника. Теплообменни 4 выполняют, например, в виде трубы из теплопроводного материала. Другой Конец теплообменника 4 с помощью воздухопровода 7 соединяют с вытяжным вентилятором 8. До момента промерзания грунтов в береговой зоне и понижения температуры воды в водоеме до (Oo. + начинают откачку теплого

воздуха с температурой (+5...+8) С из зоны 6 аэрации вентилятором 8. При этом в береговой зоне вокруг теплообменника 4 создают температурный режим, препятствующий глубокому сезон

ному промерзан1да грунтов, и граница промерзания устанавливается выше теплообменника 4, что способствует умень- щению фильтрационного сопротивления в береговой зоне, увеличению притока воды из водоема к водозаборному сооружению 1 и повышению динамического уровня 10 подземных вод по отношению к уровню 12, соответствующему влиянию границы 9 промерзания, наблюдаемой до установки теплообменника. Откачку воздуха вентилятором 8 из зоны 6 аэрации производят на протяжении всего зимнего периода до момента повьщ1ения температуры воды в водоеме до +4 С.

Конструктивные параметры теплообменника 4 и интенсивность откачки воздуха из устройства 5 вентилятором 8 определяются теплотехническим расчетом.

Расчет производят на основе фор

где у - ордината Ореола оттаивания} h - заглубление теплообменника{ г - радиус теплообменника ,

t - температура грунтов в зоне о

промерзания; t - температура теплоносителя

воздуха);

, коэффициенты теплопроводности грунта в талом и мерзлом состоянии (для водонасыщенного гравийно-песчаного грунта 1,66 2,52ккал/ /(м.ч С).

Диаметр теплообменника при средней температуре теплоносителя (воздуха) и радиус зоны оттаивания определяют подбором по формуле.

Применение изобретения особенно эффективно в районах с глубоким сезонным промерзанием грунтов при относительно небольЩой мощности водоносного горизонта. При этом уменьшается фильтрационное сопротивление в береговой зоне, и соответственно увеличивается интенсивность инфильтрации воды из русла водоема в эксплуатиру- водоносный горизонт в зимний период, что позволяет увеличить производительность водозабора без изменения его конструктивных размеров, например длины горизонтальной дрены.

31

Формула изобрете н и я Инфильтрационный водозабор, включающий береговые водозаборные сооружения, источник пополнения запасов подземных вод в виде водоема и устройства для откачки воздуха из грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы водозабора в зимний период пу

27,$

Редактор Л.Лангазо

Составитель Г.Ершов

ТехреД Н.Глущенко Корректор А.Обручар

Заказ 2484/25Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

186644

тем предотврал е.ния промерзания фильтрующих грунтоп в береговой зоне, водозабор снабжен теплообменником, установленным в зоне сезонного промер- 5 зания грунтов ниже уровня подземных вод, а устройства для откачки воздуха расположены в зоне аэрации водоносного горизонта и соединены с теплообменником.

Сг

0

7 7

/

1

tX X

Фиг.1

Изобретение касается водоснабжения и может быть применено для интенсификации восполнения подземных вод водоносных горизонтов речных долин в зимний период. Целью изобретения является повышение надежности водозабора в зимний период путем предотвращения промерзания фильтрующих грунтов в береговой зоне. Инфильтра- ционный водозабор включает водозаборное сооружение 1 и источник пополнения запасов подземных вод 2, покрытый в зимнее время ледяным покровом 3. Теплообменник 4, установленный в пределах границы промерзания грунтов 9, соединен посредством воздухопровода 7 с устройством для откачки воздуха из грунта 5, установленным в зоне аэрации 6. При подаче воздуха в теплообменник 4 из зоны аэрации 6 уровень подземных вод 12, соответствующий границе промерзания 9, повышается до уровня 10, соответствующего границе промерзания 11 за счет оттаивания грунтов в береговой зоне водоема. 2 ил. § (Л // 12 Ч III Я) ТГ, I 1/71 I 1,1 III I г Фиг. 2