RU2741081C1 - Method to increase productivity of water abstraction of underground water - Google Patents

Method to increase productivity of water abstraction of underground water Download PDF

Info

Publication number
RU2741081C1
RU2741081C1 RU2020123744A RU2020123744A RU2741081C1 RU 2741081 C1 RU2741081 C1 RU 2741081C1 RU 2020123744 A RU2020123744 A RU 2020123744A RU 2020123744 A RU2020123744 A RU 2020123744A RU 2741081 C1 RU2741081 C1 RU 2741081C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
underground
horizon
groundwater
supply
Prior art date
Application number
RU2020123744A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Андреевич Степкин
Юлия Андреевна Чернова
Original Assignee
Андрей Андреевич Степкин
Юлия Андреевна Чернова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Андреевич Степкин, Юлия Андреевна Чернова filed Critical Андрей Андреевич Степкин
Priority to RU2020123744A priority Critical patent/RU2741081C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2741081C1 publication Critical patent/RU2741081C1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/16Sealings or joints
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/32Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water with artificial enrichment, e.g. by adding water from a pond or a river
    • E03B3/34Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water with artificial enrichment, e.g. by adding water from a pond or a river of underground water
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/40Protecting water resources
    • Y02A20/406Aquifer recharge

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: water supply.SUBSTANCE: invention relates to water supply and can be used in regulation of underground water discharge of aquifers for improvement of reliability of water intake and its increase, mainly in coastal sea areas. Method includes creation in water-bearing formation of hydraulic curtain, creating along hydraulic line shaft, by supplying to formation water and raising level of underground water in it, at that, under water intake to the water-bearing horizon highly purified waste water is supplied by the high and low intensity cavitation influence on it, prior to feeding into water-bearing horizon purified water is deaerated and cooled to temperature 2-3 degrees below submarine unloading underground water temperature, and when water is supplied to an underground horizon, a gravity discharge is arranged, bringing the water velocity to filtration rates of the underground horizon, and its flow is changed from a turbulent flow into a laminar flow.EFFECT: method increases efficiency of water abstraction of underground water, increases degree of use of underground water in coastal sea areas by means of their artificial filling without deterioration of quality of underground water and prevent their irreversible losses due to their supply to submarine horizons, as well as to prevent supply of sea salt water in underground horizons.1 cl, 6 ex

Description

Изобретение относится к водоснабжению и может использоваться при регулировании подземного стока водоносных горизонтов для повышения надежности водоотбора и его увеличения, преимущественно в прибрежных морских районах. The invention relates to water supply and can be used to regulate the underground runoff of aquifers to improve the reliability of water withdrawal and its increase, mainly in coastal sea areas.

Известен способ пополнения подземных вод (а.с. СССР №1094921, МКИ 5 Е 03 В 3/32, опубл. 30.05.84, бюл. №20) созданием подпора уровней воды в водотоке, питающем эксплуатируемый водоносный горизонт, с помощью водоподъемной плотины, установленной в створе ниже водозабора по течению, которая создается при наступлении отрицательных температур воздуха путем искусственного образования наледи в водотоке и промерзания прирусловых отложений, причем участок русла выполаживают, расширяют и устанавливают на нем теплообменник, соединенный с атмосферой. За счет повышения интенсификации инфильтрационного питания водоносного горизонта из русла реки удается обеспечить достаточную надежность водоотбора или увеличить дебит водозабора в холодный период года. There is a known method of replenishing groundwater (USSR AS No. 1094921, MKI 5 E 03 B 3/32, publ. 05/30/84, bulletin No. 20) by creating a backwater of water levels in a watercourse feeding an exploited aquifer using a water-lifting dam , installed in the section below the water intake downstream, which is created at the onset of negative air temperatures by the artificial formation of ice in the watercourse and freezing of riverbed sediments, and the channel section is flattened, expanded and a heat exchanger connected to the atmosphere is installed on it. By increasing the intensification of infiltration recharge of the aquifer from the river channel, it is possible to ensure sufficient reliability of water intake or increase the flow rate of water intake in the cold season.

Недостатком известного технического решения является снижение эффективности за счет увеличения непроизводительных потерь подземного стока с участка регулирования запасов подземных вод. The disadvantage of the known technical solution is a decrease in efficiency due to an increase in unproductive losses of groundwater flow from the site for regulating groundwater reserves.

Известен способ пополнения подземных вод (Патент по а.с. СССР №1638274, МКИ 5 Е 03 В 3/32, опубл. 30.03.91,) созданием подпора уровней воды в водотоке, питающем эксплуатируемый водоносный горизонт, с помощью водоподъемной плотины, установленной в створе ниже водозабора по течению, которая создается при наступлении отрицательных температур воздуха путем искусственного образования наледи в водотоке и промерзания прирусловых отложений, причем участок русла выполаживают, расширяют и устанавливают на нем теплообменник, соединенный с атмосферой. Для регулирования процесса формирования наледной плотины определяют эксплуатационный уровень воды в реке, необходимый для поддержания требуемого дебита водозабора в период отрицательных температур воздуха, регулируют поступление воздуха в теплообменник при поднятии уровня воды в реке выше эксплуатационного и возобновление поступления воздуха - при уровне ниже эксплуатационного. There is a known method of replenishing groundwater (Patent for A.S. USSR No. 1638274, MKI 5 E 03 B 3/32, publ. 03/30/91,) by creating a backwater of water levels in the watercourse feeding the exploited aquifer, using a water-lifting dam installed in the section below the water intake downstream, which is created at the onset of negative air temperatures by artificial formation of ice in the watercourse and freezing of riverbed sediments, and the section of the channel is flattened, expanded and a heat exchanger connected to the atmosphere is installed on it. To regulate the formation of an ice dam, the operational level of water in the river is determined, which is necessary to maintain the required flow rate of the water intake during the period of negative air temperatures, the flow of air into the heat exchanger is regulated when the water level in the river rises above the operational level, and the resumption of air flow is below the operational level.

Недостатком известного технического решения является снижение эффективности за счет увеличения непроизводительных потерь подземного стока с участка регулирования запасов подземных вод. The disadvantage of the known technical solution is a decrease in efficiency due to an increase in unproductive losses of groundwater flow from the site for regulating groundwater reserves.

Известен способ периодического увеличения водоотбора из напорных водоносных горизонтов (Патент по а.с. СССР №1638274, МКИ 5 Е 03 В 3/32, опубл. 30.03.91, бюл. №12, изм. в Гос. реестре 21.04.92), заключающийся в бурении дополнительных скважин на участке за пределами границы влияния скважин основного водозабора и повышении давления в водоносном горизонте нагнетанием воздуха в дополнительные скважины с одновременным водоотбором из скважин основного водозабора. There is a known method of periodically increasing water withdrawal from confined aquifers (Patent for AS USSR No. 1638274, MKI 5 E 03 B 3/32, publ. 03/30/91, bull. No. 12, rev. In the State register 04/21/92) , which consists in drilling additional wells in the area outside the boundaries of the influence of the wells of the main water intake and increasing the pressure in the aquifer by injecting air into additional wells with simultaneous water intake from the wells of the main water intake.

Известный способ наиболее эффективен при отсутствии источников искусственного пополнения запасов подземных вод, например, при отсутствии стока в реке в маловодные периоды года. При этом увеличение эксплуатационных запасов подземных вод обеспечивается привлечением дополнительных ресурсов со смежных участков водоносного горизонта за счет вытеснения воды из водосодержащих пород воздухом, нагнетаемым под давлением через скважины, расположенные в поперечном створе потока подземных вод. The known method is most effective in the absence of sources of artificial replenishment of groundwater reserves, for example, in the absence of runoff in a river during dry periods of the year. At the same time, an increase in the operational reserves of groundwater is ensured by attracting additional resources from adjacent sections of the aquifer due to the displacement of water from water-bearing rocks by air injected under pressure through wells located in the cross section of the groundwater flow.

Недостатком известного способа является снижение эффективности при условиях, когда величина оттока подземных вод за пределы зоны влияния водозабора превышает дефицит водоотбора из водоносного горизонта и затраты на обеспечение перетока подземных вод с нижерасположенного по потоку подземных вод смежного участка существенно превышают расходы на строительство подземного водохранилища с регулированием подземного стока. The disadvantage of this method is a decrease in efficiency under conditions when the value of the outflow of groundwater outside the zone of influence of the water intake exceeds the deficit of water intake from the aquifer and the costs of ensuring the flow of groundwater from the adjacent site downstream of the flow of groundwater significantly exceed the cost of building an underground reservoir with the regulation of the underground drain.

В прибрежных районах на юге нашей страны, где водные запасы ограничены, население зачастую снабжается подземными водами, Объёмы использования всё время растут. Вместе с тем, проводимые исследования, показывают, что подземные воды нередко разгружаются в субмаринные горизонты, и по сути теряются для использования (см. Зекцер И.С, Подземный сток и ресурсы пресных подземных вод стр. 100. М. Научный Мир 2012г). Кроме того, отбор подземных вод может «подтягивать» минерализованные воды из глубоких водоносных горизонтов, малопригодные для питья, а в прибрежных районах – солёные морские воды (см. Там же , стр. 37).Растущие потребности в водных ресурсах требуют решения ряда практических задач, в том числе-разработать природоохранные ограничения интенсификации отбора подземных вод и повысить степень использования подземных вод, в том числе путём их искусственного восполнения. In the coastal areas in the south of our country, where water resources are limited, the population is often supplied with groundwater. The volume of use is growing all the time. At the same time, the studies carried out show that groundwater is often discharged into submarine horizons, and in fact is lost for use (see Zektser I.S, Underground runoff and fresh groundwater resources p. 100. M. Scientific World 2012). In addition, groundwater abstraction can “pull up” saline waters from deep aquifers that are not suitable for drinking, and in coastal areas - salty sea waters (see Ibid., P. 37). The growing demand for water resources requires solving a number of practical problems , including the development of environmental restrictions on the intensification of groundwater withdrawal and increase the degree of use of groundwater, including by means of their artificial replenishment.

Известно проектирование и строительство бетонных плотин на пути проникновения морских вод вглубь материка через карстовую галерею (см. Зекцер И.С. Подземный сток и ресурсы пресных подземных вод, М. Научный Мир 2012г., стр. 107) с целью оптимизации водоснабжения подземными водами. Плотина построена в самой глубокой части карстовой галереи на расстоянии 500м от выхода её в море. Плотина позволяет предотвратить попадание морских вод в подземные горизонты, однако её сооружение требует значительных материальных затрат. It is known the design and construction of concrete dams on the way of penetration of sea waters deep into the mainland through the karst gallery (see Zektser I.S. Underground runoff and fresh groundwater resources, M. Nauchny Mir 2012, p. 107) in order to optimize water supply by groundwater. The dam was built in the deepest part of the karst gallery at a distance of 500 m from its outlet to the sea. The dam makes it possible to prevent the ingress of sea water into the underground horizons, but its construction requires significant material costs.

Известен способ снижения непроизводительных потерь из подземного водохранилища в маловодные периоды года путём создания противофильтрационной завесы из слабопроницаемых грунтов ниже места расположения водозабора в долине реки, а также подпора уровней в русле реки выше створа расположения противофильтрационной завесы (см а.с. СССР №1201433, Е03В 3/32,опубл. 30.12.1985г.). Данный способ не всегда применим, в частности из-за отсутствия рек. A known method of reducing unproductive losses from an underground reservoir during low-water periods of the year by creating an anti-seepage curtain of low-permeable soils below the location of the water intake in the river valley, as well as backing up the levels in the river bed above the alignment of the location of the anti-seepage curtain (see AS USSR No. 1201433, E03V 3/32, publ. 12/30/1985). This method is not always applicable, in particular due to the lack of rivers.

Известен способ защиты водных ресурсов с помошью горизонтальных (межпластовых) противофильтрационных завес,(см.патент РФ № 2347034, Е02В 3/16, опубл. 20.02.2009). Способ включает сооружение в границах литологического или гидрогеологического «окна» горизонтальной противофильтрационной завесы, т.е. искусственного водоупора. На участке отсутствия водоупорного слоя проходят вертикальный шахтный ствол или стволы, из которых разбуривают веер горизонтальных лучевых инъекционных скважин. По длине скважин выделяют 2-3 зоны или интервала инъектирования водопроницаемых пород в зоне «окна» различными по вязкости или подвижности и скорости схватывания или гелеобразования закрепляющими составами, после истечения срока схватывания которых на участке «окна» образуется горизонтальная межпластовая противофильтрационная завеса, препятствующая перетоку подземных вод между смежными горизонтами и проникновению загрязнений в водоносный горизонт, используемый для водоснабжения. Known is a method of water protection with the aid of horizontal (interstratal) impervious curtain (sm.patent RF № 2347034, E02V 3/16, publ. 20.02.2009). The method includes the construction within the boundaries of the lithological or hydrogeological "window" of a horizontal impervious curtain, i.e. artificial waterproofing. In the area where there is no water-resistant layer, a vertical shaft or shafts pass, from which a fan of horizontal beam injection wells is drilled. Along the length of the wells, 2-3 zones or intervals of injection of permeable rocks are distinguished in the "window" zone with different viscosity or mobility and the rate of setting or gelation of fixing compounds, after the expiration of the setting period of which a horizontal interstratal anti-filtration curtain is formed in the "window" section, preventing the flow of underground waters between adjacent horizons and the penetration of pollution into the aquifer used for water supply.

Способ позволяет предотвратить истощение и загрязнение водоносных горизонтов, но данный способ трудоёмок. The method allows to prevent the depletion and pollution of aquifers, but this method is laborious.

Известен «Способ предотвращения загрязнения грунтовых вод» (см. патент РФ№2052575, Е02В 3/16).The known "Method for preventing contamination of groundwater" (see RF patent No. 2052575, E02B 3/16).

Способ предусматривает формирование динамичной гидрозавесы, позволяющей создать барьер на пути движения загрязнений и пополнить запасы воды водозабора.The method provides for the formation of a dynamic hydraulic curtain, which makes it possible to create a barrier to the movement of pollution and replenish the water supply of the water intake.

На практике способ осуществляют следующим образом. Ниже источника загрязнения по потоку грунтовых вод нормально потоку отрывают канал, заглубленный до водоупорного слоя. Для осуществления гидравлической связи канала с водоносным пластом по оси канала разбуривают ряд поглощающих скважин. В канал подают воду из водозаборных скважин или наземных водоисточников (реки, озера). При этом в водоносном горизонте вдоль канала образуется вал из подаваемой воды, который препятствует дальнейшему продвижению загрязненных вод. In practice, the method is carried out as follows. Below the source of pollution along the flow of groundwater, a channel is normally cut off to the flow, buried to the water-resistant layer. For the hydraulic connection of the canal with the aquifer, a number of absorption wells are drilled along the canal axis. Water is supplied to the canal from water wells or ground water sources (rivers, lakes). At the same time, a shaft of supplied water is formed in the aquifer along the canal, which prevents the further movement of contaminated waters.

Способ позволяет предотвратить истощение и загрязнение водоносных горизонтов, но данный способ трудоёмок и требует подачи чистой воды, которая дефицитна, кроме того, подаваемая вода испаряется из канала, что приводит к потерям, возможно попадание в канал загрязнений с пылью, дождевыми потоками, по причине человеческого фактора; со временем канал заиливается и его необходимо чистить.The method allows you to prevent the depletion and pollution of aquifers, but this method is laborious and requires the supply of clean water, which is in short supply, in addition, the supplied water evaporates from the canal, which leads to losses, it is possible that contaminants with dust, rain streams can enter the canal due to human factor a; over time, the canal becomes silted up and needs to be cleaned.

Известен способ предотвращения продвижения жидких загрязнений в массиве горных пород, (см. патент РФ №2365709, Е02В 3/16, опубл. 27.08.2009), включающий сооружение перпендикулярно потоку загрязненных вод гидравлической завесы, создающей в водоносном пласте по трассе гидрозавесы вал - путем подачи в пласт чистой воды и поднятия уровня в нем подземных вод, при этом по трассе гидрозавесы сооружают линейную или круговую замкнутую систему нагнетательных скважин, объединенных водоподающим напорным трубопроводом, который подключают к насосной станции и снабжают дозаторами для подачи в нагнетаемую воду нейтрализующих загрязнения составов и системой управления режимом напоров и производительности закачки воды, который принят за прототип. A known method of preventing the movement of liquid pollution in a rock mass, (see RF patent No. 2365709, E02B 3/16, publ. 27.08.2009), including the construction of a hydraulic curtain perpendicular to the flow of polluted water, creating a shaft in the aquifer along the path of the hydraulic curtain - by supplying clean water to the reservoir and raising the level of groundwater in it, while along the route of the hydraulic curtain, a linear or circular closed system of injection wells is constructed, united by a water supply pressure pipeline, which is connected to a pumping station and equipped with dispensers for supplying the injected water with contamination neutralizing compositions and a system control of the mode of pressure and productivity of water injection, which is taken as a prototype.

Данный способ лишён ряда недостатков технического решения по патенту РФ №2052575, однако он достаточно трудоёмок в осуществлении, также требует подачи для создания гидрозавесы чистой воды.This method is devoid of a number of disadvantages of the technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2052575, however, it is quite laborious to implement, and also requires the supply of pure water to create a hydraulic curtain.

Технической задачей и техническим результатом настоящего технического решения является увеличения производительности водозабора подземных вод, повышение степени использования подземных вод в прибрежных морских районах путём их искусственного восполнения без ухудшения качества подземных вод и предотвращение их безвозвратных потерь за счёт поступления их в субмаринные горизонты, а также предотвращение поступлений морских солёных вод в подземные горизонты. The technical task and the technical result of this technical solution is increasing the productivity of groundwater abstraction, increasing the use of groundwater in coastal sea areas by artificially replenishing it without deteriorating the quality of groundwater and preventing their irreversible losses due to their flow into submarine horizons, as well as preventing the influx of sea salt water into the underground horizons.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе увеличения производительности водозабора подземных вод за счёт создания гидравлической завесы, создающей в водоносном пласте по трассе гидрозавесы вал путем подачи в пласт воды и поднятия уровня в нём подземных вод, имеются отличия, а именно, ниже водозабора в водоносный горизонт подают высоко очищенную сточную воду путём воздействия на нее кавитацией высокой и низкой интенсивности, что обеспечивает высокую текучесть очищенной воды. Перед подачей в водоносный горизонт очищенную воду также обезвоздушивают и охлаждают до температур на 2-3 градуса ниже температуры подземных вод субмаринной разгрузки. При подаче воды в подземный горизонт обустраивают самотечный выпуск, доводя скорость воды до скоростей фильтрации подземного горизонта и переводят ее поток из турбулентного режима движения в ламинарный. The specified technical result is achieved by the fact that there are differences in the method of increasing the productivity of groundwater intake by creating a hydraulic curtain that creates a shaft in the aquifer along the hydraulic curtain route by supplying water into the reservoir and raising the level of groundwater in it, there are differences, namely, below the water intake in the aquifer serves highly purified wastewater by exposure to high and low intensity cavitation, which provides high fluidity of treated water. Before being fed into the aquifer, the purified water is also de-aerated and cooled to temperatures 2-3 degrees below the temperature of submarine unloading groundwater. When water is supplied to the underground horizon, a gravity outlet is arranged, bringing the speed of water to the filtration rates of the underground horizon and transferring its flow from a turbulent mode of motion to a laminar one.

Это препятствует разгрузке пресного водоносного пласта в субмаринные горизонты и засолению водоносного горизонта морскими водами. Тем самым, увеличивается производительность водозабора и утилизируются очищенные сточные воды без ущерба качеству подземных вод. This prevents the discharge of the fresh aquifer into the submarine horizons and the salinization of the aquifer by sea waters. Thus, the productivity of the water intake increases and the treated waste water is utilized without compromising the quality of groundwater.

Способ заключается в следующем:The method is as follows:

Ниже водозабора в водоносном пласте, разгружающимся в субмаринные горизонты, создают гидрозавесу путём создания в водоносном пласте вала из воды, для чего в пласт подают высоко очищенную сточную воду, которую перед подачей в водоносный горизонт обрабатывают кавитацией высокой (с числами кавитации G=0,1-0,5) и низкой интенсивности (с числами G=0,001-0,005 кавитации), подаваемую воду обезвоздушивают и охлаждают до температур на 2-3 градуса ниже температуры подземных вод субмаринной разгрузки. При этом, степень очистки сточных вод обеспечивается до требований сброса в рыбохозяйственный водоем, действующих на соответствующей территории.. Below the water intake in the aquifer discharging into the submarine horizons, a hydraulic curtain is created by creating a shaft of water in the aquifer, for which highly purified waste water is fed into the reservoir, which is treated with high cavitation (with cavitation numbers G = 0.1 -0.5) and low intensity (with numbers G = 0.001-0.005 of cavitation), the supplied water is de-aerated and cooled to temperatures 2-3 degrees below the temperature of underground waters of submarine discharge. At the same time, the degree of wastewater treatment is ensured up to the requirements for discharge into the fishery reservoir, operating in the corresponding territory.

Положительный эффект от обработки воды кавитацией высокой интенсивности (с числами кавитации G=0,1-0,5) (см. – И.Пирсол «Кавитация». М., «Мир», 1975, стр. 65-70), приводит не только к разрушению оболочек микроорганизмов и их гибели, но и к разрушению сплошности потока водоносных горизонтов, при этом обработка воды кавитацией низкой интенсивности (с числами G=0,001-0,005 кавитации) увеличивает текучесть сточной воды, препятствующей прохождению питьевой воды из подрусловых водоносных горизонтов. The positive effect of water treatment with high-intensity cavitation (with cavitation numbers G = 0.1-0.5) (see - I. Pirsol "Cavitation". M., "Mir", 1975, pp. 65-70), leads not only to the destruction of the shells of microorganisms and their death, but also to the destruction of the continuity of the flow of aquifers, while the treatment of water by low-intensity cavitation (with the numbers G = 0.001-0.005 cavitation) increases the fluidity of waste water, which prevents the passage of drinking water from the underflow aquifers.

Очищенную сточную воду обезвоздушивают, что приводит к увеличению плотности воды, подаваемой в водоносный горизонт, а также охлаждают до температур на 2-3 градуса ниже температуры подземных вод субмаринной разгрузки. Тем самым, улучшают качество работы гидрозавесы. The purified waste water is de-aerated, which leads to an increase in the density of the water supplied to the aquifer, and is also cooled to temperatures 2-3 degrees below the temperature of submarine unloading groundwater. Thus, the quality of the hydraulic curtain is improved.

При подаче воды в подземный горизонт обустраивают самотечный выпуск, доводя скорость воды до скоростей фильтрации подземного горизонта и переводят ее поток из турбулентного режима движения в ламинарный. Для осуществления способа может быть использовано следующее оборудование. When water is supplied to the underground horizon, a gravity outlet is arranged, bringing the speed of water to the filtration rates of the underground horizon and transferring its flow from a turbulent mode of motion to a laminar one. To implement the method, the following equipment can be used.

Сточную воду подают в устройство для отбора тепловой энергии, затем, при перекачке используют устройства создания кавитации высокой и низкой интенсивности. Для обработки воды кавитацией высокой интенсивности используют типовые струйные аэраторы.Waste water is fed into a device for the extraction of thermal energy, then, during pumping, devices for creating cavitation of high and low intensity are used. For the treatment of water with high-intensity cavitation, standard jet aerators are used.

Для обработки воды кавитацией низкой интенсивности может использоваться устройство, выполненное согласно патента РФ № 2260716.For the treatment of water by low-intensity cavitation, a device made in accordance with RF patent No. 2260716 can be used.

При подаче сточной воды в подземный горизонт обустраивают самотечный выпуск и доводят скорость воды до скоростей фильтрации подземного горизонта, используя устройство, выполненное согласно патента РФ №2244786. В подземных горизонтах при таком способе подачи вода освобождается также от антропогенных полей, полученных ею в результате хозяйственного использования и возвращает себе природные качества.When supplying waste water to the underground horizon, a gravity outlet is arranged and the water velocity is adjusted to the filtration rates of the underground horizon using a device made in accordance with RF patent No. 2244786. In underground horizons, with this method of supply, water is also freed from anthropogenic fields obtained by it as a result of economic use and returns to its natural qualities.

Пример 1. В маловодный период увеличение производительности водозабора до 125 тыс. м3/сутки достигается за счет предотвращений разгрузки подрусловых вод в субмаринные горизонты. При этом на замещение требуется не менее 130 тыс. м3/сутки утяжеленной очищенной сточной водой, которая обеспечивает гидравлический подпор одновременно нескольким подземным потокам: сверху пресной воды, снизу морской.Example 1. In a dry period, an increase in the productivity of water intake up to 125 thousand m 3 / day is achieved by preventing the discharge of underflow waters into the submarine horizons. At the same time, the replacement requires at least 130 thousand m 3 / day of weighted treated waste water, which provides hydraulic support to several underground streams simultaneously: fresh water above, sea below.

Пример 2. В период мокрого сезона не увеличивается количество подаваемой очищенной сточной воды в субмаринные горизонты для подпора верхних потоков и снизу морской воды. Поэтому требуемое количество утяжеленной воды составит 125 тыс. м3/сутки.Example 2. During the wet season, the amount of treated waste water supplied to the submarine horizons does not increase to back up the upper streams and from the bottom of the sea water. Therefore, the required amount of weighted water will be 125 thousand m 3 / day.

Пример 3. Для уменьшения перерасхода подаваемой на замещение очищенной сточной воды за счет повышения ее текучести в маловодный период число кавитации низкой интенсивности G повышают с величины 0,001 до 0,005, а число кавитации высокой интенсивности G снижают от величины 0,1 до 0,05.Example 3. To reduce the overexpenditure of treated waste water supplied for replacement by increasing its fluidity in a dry period, the low-intensity cavitation number G is increased from 0.001 to 0.005, and the high-intensity cavitation number G is decreased from 0.1 to 0.05.

Пример 4. Скорости движения подаваемой на замещение воды в начале снижают с 0,7-0,5 до 0,003-0,002 м/с, при этом скорость движения потока воды замещенного подруслового горизонта составляет 0,0003 м/с.Example 4. The speed of movement of the water supplied for replacement at the beginning is reduced from 0.7-0.5 to 0.003-0.002 m / s, while the speed of the water flow of the substituted under-channel horizon is 0.0003 m / s.

Пример 5. При температуре Т=+7°С воды подрусловых горизонтов требуется для создания в водоносном пласте подпорного вала высокоочищенную сточную воду охлаждать до величины Т=+4÷5°, при этом ее подача должна быть непрерывной, так как рабочий гидравлический режим всех водных потоков постоянен.Example 5. At a temperature T = + 7 ° C of water of under-bed horizons, it is required to cool highly purified waste water to a value of T = + 4 ÷ 5 ° to create a retaining shaft in an aquifer, while its supply should be continuous, since the working hydraulic regime of all water flow is constant.

Пример 6. При температуре охлажденной воды до 4-5°С ее вязкость составляет 1,51мх103Н⋅с/м2 при воздействии кавитации высокой интенсивности G=0,14-0,5 вязкость воды снижается до 0,28мх103Н⋅с/м2, тем самым текучесть воды увеличивается, создавая своего рода гидравлическую плотину, препятствующую проходу в субмаринные потоки пресных вод из водоносных горизонтов водозабора.Example 6. At a temperature of chilled water up to 4-5 ° C, its viscosity is 1.51mx10 3 N⋅s / m 2 when exposed to high-intensity cavitation G = 0.14-0.5, the viscosity of water decreases to 0.28mx10 3 N⋅ s / m 2 , thereby increasing the fluidity of water, creating a kind of hydraulic dam, preventing the passage of fresh water from the aquifers of the water intake into the submarine flows.

Claims (1)

Способ увеличения производительности водозабора подземных вод, включающий создание в водоносном пласте гидравлической завесы, создающей по трассе гидрозавесы вал, путем подачи в пласт воды и поднятия уровня в нём подземных вод, отличающийся тем, что ниже водозабора в водоносный горизонт подают высокоочищенную сточную воду путём воздействия на нее кавитацией высокой и низкой интенсивности, перед подачей в водоносный горизонт очищенную воду обезвоздушивают и охлаждают до температуры на 2-3 градуса ниже температуры подземных вод субмаринной разгрузки, а при подаче воды в подземный горизонт обустраивают самотечный выпуск, доводя скорость воды до скоростей фильтрации подземного горизонта, и переводят ее поток из турбулентного потока в ламинарный.A method for increasing the productivity of groundwater intake, including the creation of a hydraulic curtain in the aquifer, creating a shaft along the hydraulic curtain route, by supplying water to the reservoir and raising the level of groundwater in it, characterized in that, below the water intake, highly purified waste water is supplied to the aquifer by affecting it by cavitation of high and low intensity, before being fed into the aquifer, the purified water is de-aerated and cooled to a temperature 2-3 degrees below the temperature of underground waters of submarine discharge, and when water is supplied to the underground horizon, a gravity outlet is arranged, bringing the water velocity to the filtration rates of the underground horizon , and transfer its flow from a turbulent flow to a laminar one.
RU2020123744A 2020-07-17 2020-07-17 Method to increase productivity of water abstraction of underground water RU2741081C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123744A RU2741081C1 (en) 2020-07-17 2020-07-17 Method to increase productivity of water abstraction of underground water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123744A RU2741081C1 (en) 2020-07-17 2020-07-17 Method to increase productivity of water abstraction of underground water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2741081C1 true RU2741081C1 (en) 2021-01-22

Family

ID=74213251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020123744A RU2741081C1 (en) 2020-07-17 2020-07-17 Method to increase productivity of water abstraction of underground water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2741081C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1201433A1 (en) * 1984-02-17 1985-12-30 Дальневосточный Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации Method of increasing service stores of subsoil water
RU2052575C1 (en) * 1992-09-02 1996-01-20 Оренбургский творческий союз авторов прикладных произведений науки и техники Method for preventing contamination of subsoil water
JPH11229450A (en) * 1998-02-12 1999-08-24 Tohoku Suigen Kogyo:Kk Water reservation method
RU2347034C1 (en) * 2007-07-30 2009-02-20 Юрий Викторович Пономаренко Method for water resource protection by means of horizontal (interformation) cutoffs and cutoff erection technique

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1201433A1 (en) * 1984-02-17 1985-12-30 Дальневосточный Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации Method of increasing service stores of subsoil water
RU2052575C1 (en) * 1992-09-02 1996-01-20 Оренбургский творческий союз авторов прикладных произведений науки и техники Method for preventing contamination of subsoil water
JPH11229450A (en) * 1998-02-12 1999-08-24 Tohoku Suigen Kogyo:Kk Water reservation method
RU2347034C1 (en) * 2007-07-30 2009-02-20 Юрий Викторович Пономаренко Method for water resource protection by means of horizontal (interformation) cutoffs and cutoff erection technique

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Davis Origin of limestone caverns
Rizk et al. Water resources in the United Arab Emirates
Pillsbury The salinity of rivers
Punmia et al. Water supply engineering
Mukherjee A review on artificial groundwater recharge in India
Stevanovic Utilization and regulation of springs
Downey et al. Regional aquifers and petroleum in the Williston Basin region of the United States
RU2741081C1 (en) Method to increase productivity of water abstraction of underground water
Barksdale et al. Artificial recharge of productive ground-water aquifers in New Jersey
Guttman et al. Simultaneous freshwater production and wastewater reclamation in a coastal aquifer at the Dan Plant, Israel
RU2244785C1 (en) Underground water reserve regulating method
Stevanovic Case study: major springs of southeastern Europe and their utilization
Ostrovsky Comparative analysis of groundwater formation in arid and super-arid deserts (with examples from Central Asia and Northeastern Arabian Peninsula)
Baumann Experiments with fresh-water barrier to prevent sea water intrusion
Gulmammadov et al. HYDROGEOLOGICAL CONDITIONS OF THE SHIRVAN STEPPE OF AZERBAIJAN
Zarkesh et al. Performance of underground dams as a solution for sustainable management of Drought
Hionidi et al. Groundwater quality considerations related to artificial recharge to the aquifer of the Korinthos Prefecture, Greece
Descloux et al. Efficiency of the Nam Theun 2 hydraulic structures on water aeration and methane degassing
Laverty Ground Water Recharge
Lehr A Manual of Laws, Regulations, and Institutions for Control of Ground Water Pollution
FAULKNER Englacial conduits and crevasses in the artificial tunnel inside Langjökull glacier, Iceland
RU2365703C1 (en) Prevention method of liquid contaminations frontal advance in formation massif
Stevanovic Case study: Intake of the Bolje Sestre karst spring for the regional water supply of the Montenegro coastal area
Margeta Sustainable abstraction of karst water spring for two Roman cities in Croatia
Günay Case study: geological and hydrogeological properties of Turkish karst and major karstic springs