RU2569035C1

RU2569035C1 - Method for adjustment of underground water reserves

Info

Publication number: RU2569035C1
Application number: RU2014134991/13A
Authority: RU
Inventors: Ольга Георгиевна Дегтярева; Георгий Владимирович Дегтярев
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2015-11-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method consists in accumulation of underground waters in a transverse station of a river valley that fully by capacity and width covers water-bearing horizon, into the main underground water storage during high-water periods of the year and their consumption by water intake during low-water periods. In the transverse station of the river valley above the area of impact of the underground water storage they perform additional accumulation of underground waters into an additional underground water storage, and underground water level is controlled, if it drops in the area of the underground water storage by means of a controlled water passage from the additional underground water storage into the main underground water storage.

EFFECT: possibility of reliable water intake in required volume during entire period of operation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к водоснабжению и может использоваться при регулировании подземного стока водоносных горизонтов, приуроченных к долинам горных рек с периодически пересыхающим водотоком, для повышения надежности водоотбора или его увеличения.The invention relates to water supply and can be used to regulate the underground runoff of aquifers confined to the valleys of mountain rivers with periodically drying watercourse, to increase the reliability of water withdrawal or increase it.

Известен способ регулирования запасов подземных вод (Патент на изобретение RU № 2244785, МПК Е03В 3/32, 3/06, опубл. 20.01.2005, бюл. № 2), заключающийся в создании водонепроницаемого барража в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающего водоносный горизонт, накоплении подземных вод в подземном водохранилище в многоводные периоды года и расходовании их в маловодные периоды. В этом способе в пределах зоны влияния водозабора устанавливают воздухонагнетательные устройства, периодически нагнетают в них воздух, обеспечивая образование водонепроницаемого барража и подземного водохранилища в верхнем бьефе барража, по мере снижения уровней подземных вод на участке подземного водохранилища подачу воздуха в воздухонагнетающие устройства возобновляют.A known method of regulating groundwater reserves (Patent for invention RU No. 2244785, IPC EV 3/32, 3/06, publ. 01/20/2005, bull. No. 2), which consists in creating a waterproof barrage in the transverse section of the river valley, fully in power and the width of the overlapping aquifer, the accumulation of groundwater in the underground reservoir in high-water periods of the year and their spending in low-water periods. In this method, air injection devices are installed within the influence zone of the water intake, air is periodically pumped into them, providing the formation of a waterproof barrage and an underground reservoir in the upper pool of the barrage, as the groundwater levels in the section of the underground reservoir decrease, the air supply to the air injection devices is resumed.

Недостатком известного способа является то, что в аллювиальном водоносном горизонте, зона аэрации которого непосредственно сообщена с атмосферой, создание воздушного барража возможно только в зимний период при промерзании верхнего слоя грунтов.The disadvantage of this method is that in the alluvial aquifer, the aeration zone of which is directly connected with the atmosphere, the creation of an air barrier is possible only in the winter when freezing the upper soil layer.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ регулирования запасов подземных вод, заключающийся в создании водонепроницаемого барража в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающего водоносный горизонт, накоплении подземных вод в подземном водохранилище в многоводные периоды года и расходовании их в маловодные периоды (Гидрогеология. Инженерная геология // Итоги науки и техники. - М.: ВИНИТИ, 1974, т. 3, с. 15-16, рис. 5б).The closest in technical essence and the achieved effect is a method of regulating groundwater reserves, which consists in creating a waterproof barrier in the transverse section of the river valley, completely covering the aquifer in thickness and width, accumulating groundwater in the underground reservoir during high-water periods of the year and spending them in low-water periods (Hydrogeology. Engineering geology // Results of science and technology. - M .: VINITI, 1974, v. 3, p. 15-16, Fig. 5b).

Недостатком известного способа является невозможность обеспечения надежного водоотбора в требуемом объеме на протяжении всего периода эксплуатации, в том числе и в маловодные периоды года в долинах горных рек с периодически пересыхающим водотоком.The disadvantage of this method is the impossibility of providing reliable water withdrawal in the required volume throughout the entire period of operation, including in dry periods of the year in the valleys of mountain rivers with periodically drying up watercourse.

Техническим результатом является обеспечение возможности надежного водоотбора в требуемом объеме на протяжении всего периода эксплуатации, в том числе и в маловодные периоды года в долинах горных рек с периодически пересыхающим водотоком.The technical result is the provision of reliable water withdrawal in the required volume throughout the entire period of operation, including in dry periods of the year in the valleys of mountain rivers with periodically drying up watercourse.

Технический результат достигается тем, что в способе регулирования запасов подземных вод, заключающемся в накоплении в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающем водоносный горизонт подземных вод в основное подземном водохранилище в многоводные периоды года и расходовании их водозабором в маловодные периоды, согласно изобретению в поперечном створе долины реки выше зоны влияния подземного водохранилища осуществляют дополнительное накопление подземных вод в дополнительное подземное водохранилище и управляют уровнем подземных вод при его падении на участке подземного водохранилища путем регулируемого пропуска воды из дополнительного подземного водохранилища в основное подземное водохранилищеThe technical result is achieved by the fact that in the method of regulating groundwater reserves, which consists in accumulating in the transverse section of the river valley, completely covering the aquifer of groundwater in the main underground reservoir in high water periods in high water periods and expending them in low water periods, according to the invention in the transverse section of the river valley above the zone of influence of the underground reservoir, additional groundwater accumulation is carried out in the additional underground reservoir and control the level of groundwater when it falls in the area of the underground reservoir by controlled passage of water from the additional underground reservoir into the main underground reservoir

Отличительными от прототипа признаками являются:Distinctive features of the prototype are:

1. - дополнительное накопление подземных вод в дополнительное подземное водохранилище;1. - additional accumulation of groundwater in an additional underground reservoir;

2. - управление уровнем подземных вод при его падении на участке подземного водохранилища путем регулируемого пропуска воды из дополнительного подземного водохранилища в основное подземное водохранилище.2. - control of the groundwater level when it falls in the area of the underground reservoir by controlled passage of water from the additional underground reservoir to the main underground reservoir.

Указанная совокупность отличительных от прототипа признаков позволяет обеспечить возможность надежного водоотбора в требуемом объеме на протяжении всего периода эксплуатации, в том числе и в маловодные периоды года в долинах горных рек с периодически пересыхающим водотоком.The specified set of distinctive features from the prototype of the features makes it possible to provide reliable water withdrawal in the required volume throughout the entire period of operation, including in dry periods of the year in the valleys of mountain rivers with periodically drying up watercourse.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на рис. 1 схематично изображен продольный разрез безнапорного водоносного горизонта, на котором реализован способ регулирования запасов подземных вод.The invention is illustrated in the drawing, where in Fig. 1 schematically shows a longitudinal section of a pressureless aquifer, which implements a method of regulating groundwater reserves.

Способ регулирования запасов подземных вод осуществляется следующим образомThe method of regulation of groundwater reserves is as follows

В поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающем водоносный горизонт, происходит в многоводные периоды года накопление подземных вод в подземном водохранилище и расходование их водозабором в маловодные периоды. Для того чтобы обеспечить возможность надежного водоотбора в требуемом объеме на протяжении всего периода эксплуатации, в том числе и в маловодные периоды года в долинах горных рек с периодически пересыхающим водотоком в поперечном створе долины реки выше зоны влияния подземного водохранилища осуществляют дополнительное накопление подземных вод в дополнительное подземное водохранилище и управляют уровнем подземных вод при его падении на участке подземного водохранилища путем регулируемого пропуска воды из дополнительного подземного водохранилища в основное подземное водохранилище.In the transverse section of the river valley, which completely covers the aquifer in thickness and width, groundwater accumulates in high-water periods of the year in the underground reservoir and is spent on water during low-water periods. In order to ensure the possibility of reliable water withdrawal in the required volume throughout the entire period of operation, including in low-water periods of the year, in the valleys of mountain rivers with periodically drying watercourse in the transverse section of the river valley above the influence zone of the underground reservoir, additional accumulation of groundwater is carried out in an additional underground reservoir and control the level of groundwater when it falls on the site of the underground reservoir by controlled passage of water from an additional underground of the reservoir to the main underground reservoir.

Пример конкретного осуществления способа регулирования запасов подземных водAn example of a specific implementation of the method of regulating groundwater reserves

В поперечном створе долины реки в водоносном горизонте создают, например, методом «Стена в грунте» водонепроницаемый барраж 1, полностью по мощности и ширине перекрывающий водоносный горизонт. Данным действием обеспечивают предотвращение подземного стока за пределы барража, подпор подземных вод и благоприятные условия для их накопления в водоносном горизонте выше створа расположения этого барража, образуя подземное водохранилище 2. На участке подземного водохранилища 2 устраивают водозабор подземных вод, например, в виде шахтного колодца 3. Одновременно в поперечном створе долины реки выше участка расположения водозабора в пределах зоны его влияния создают, например, методом «Стена в грунте» дополнительный водонепроницаемый барраж 4 с отверстием 5, под трубопровод, для пропуска подземных вод из дополнительного подземного водохранилища 6, образованного дополнительным водонепроницаемым барражем 4. В верхнем бьефе дополнительного водонепроницаемого барража 4 устанавливают водоприемное устройство, например, шахтный колодец 7, сообщенный трубопроводом 8 с подземным водохранилищем 2, через отверстие 5 для пропуска подземных вод из дополнительного подземного водохранилища 6. Трубопровод 8 оснащают затвором 9, размещенным в шахтном колодце 7. При этом в многоводный период года, перед маловодным периодом, затвор 9 закрывают, а приток подземных вод в подземные водохранилища 2 и 6 происходит из реки на участках подземных водохранилищ 2 и 6 за счет инфильтрации атмосферных осадков и паводковых вод, затопляющих часть долины, непосредственно на площадях подземных водохранилищ 2 и 6. Таким образом, при условии преобладания притока подземных вод над другими составляющими баланса, в частности над водоотбором из шахтного колодца 3, происходит накопление подземных вод в подземном водохранилище 2.In a transverse section of a river valley in an aquifer, for example, a waterproof barge 1 is created by the “Wall in Ground” method, completely overlapping the aquifer in thickness and thickness. This action ensures the prevention of underground runoff beyond the barrage, groundwater abatement and favorable conditions for their accumulation in the aquifer above the location of this barrage, forming an underground reservoir 2. In the area of underground reservoir 2, underground water intake is arranged, for example, in the form of a mine well 3 At the same time, in the transverse section of the river valley above the site of water intake within the zone of its influence, for example, an additional waterproof 1st barrage 4 with a hole 5, under the pipeline, for groundwater passage from the additional underground reservoir 6 formed by an additional waterproof barrage 4. In the upper pool of the additional waterproof barrage 4, a water intake device is installed, for example, a mine well 7 connected by pipeline 8 with underground reservoir 2 through the hole 5 for the passage of groundwater from an additional underground reservoir 6. The pipeline 8 is equipped with a shutter 9 located in the mine well 7. At the same time, in a multi-water The period of the year, before the dry season, the shutter 9 is closed, and the flow of groundwater to underground reservoirs 2 and 6 comes from the river in the areas of underground reservoirs 2 and 6 due to the infiltration of atmospheric precipitation and flood waters flooding part of the valley directly on the areas of underground reservoirs 2 and 6. Thus, subject to the predominance of groundwater inflow over other components of the balance, in particular over water extraction from the mine well 3, groundwater accumulates in the underground reservoir 2.

В многоводный период года в результате накопления подземных вод в подземных водохранилищах 2 и 6, уровень их повышается и соответствует максимальному уровню воды в реке.In the high-water period of the year as a result of the accumulation of groundwater in underground reservoirs 2 and 6, their level rises and corresponds to the maximum level of water in the river.

В начальный период маловодности, при пересыхании поверхностного водотока реки, в подземном водохранилище 2 и в дополнительном подземном водохранилище 6, депрессионные поверхности подземных вод, соответственно, занимают положение 10 и 11.In the initial period of low water, when the surface watercourse of the river dries up, in the underground reservoir 2 and in the additional underground reservoir 6, the depressed groundwater surfaces, respectively, occupy positions 10 and 11.

Когда приток воды в подземное водохранилище 2, за счет инфильтрации атмосферных осадков уменьшается, возникает ситуация, что водоотбор из шахтного колодца 3 превосходит внешний приток воды. В этом случае уровень подземных вод постепенно падает и может дойти до минимальных отметок, представленных кривой депрессии в положении 12. Однако, в то же самое время, в начальный период маловодности, объем воды в дополнительном подземном водохранилище 6 остается неизменным и соответствует своим максимальным значениям. Чтобы не допустить падения уровня кривой депрессии до минимальных значений положения 12, в водохранилище 2 осуществляют слежение за уровнем воды и путем открытия затвора 9, в шахтном колодце 7, через трубопровод 8 осуществляют подпитку водохранилища 2 из дополнительного подземного водохранилища 6.When the influx of water into the underground reservoir 2, due to the infiltration of precipitation decreases, the situation arises that the withdrawal from the mine well 3 exceeds the external influx of water. In this case, the groundwater level gradually drops and can reach the minimum marks represented by the depression curve at position 12. However, at the same time, in the initial period of low water availability, the volume of water in the additional underground reservoir 6 remains unchanged and corresponds to its maximum values. In order to prevent the level of the depression curve from falling to the minimum values of position 12, water level is monitored in the reservoir 2 and, by opening the shutter 9, in the mine well 7, the reservoir 2 is fed through the pipeline 8 from an additional underground reservoir 6.

Claims

The method of regulation of groundwater reserves, which consists in the accumulation in the transverse section of the river valley, completely covering the aquifer in thickness and width, of groundwater into the main underground reservoir during high-water periods of the year and their consumption by water intake in low-water periods, characterized in that in the transverse section of the valley rivers above the zone of influence of the underground reservoir carry out additional accumulation of groundwater in the additional underground reservoir and control the level of groundwater when it falls AI on the site of the underground reservoir by controlled passage of water from the additional underground reservoir into the main underground reservoir.