SU1057438A1 - Система подготовки поверхностных вод дл пополнени подземных водоносных горизонтов - Google Patents

Abstract

СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ДЛЯ ПОПОЛНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОДОНОС5йес ГОРИЗОНТОВ, содержаща  водоток и его отводной канал, сообщённые водозаборным сооружением, биоплато с посадками выситх водных растений и сооби1енные с водоносным горнзонтом, отличаюша с   тем, что, с целью расктрени  области ее использовани  и повьаив- ни  эффективности в работе, водозаборное сооружение снабжено Камерой и дополнительным водовыпуском, сообщенным с водотоком, а также бассейном обратной промлвки и фильтрующей дамбой расположенной между бассейном и камерой, при этом последние выполнены с нефильтруюцим дном, а биоплато снабжено управл емым водовпускным затвором и выполнено с фильтрукидим дном, расположенным с уклоном 0,5-4,0 от управл емого затвора. СП 4 : X)

Description

Изобретение относитс  к подготовкв поверхностных вод дл  искусственного пополнени  подземных водоносных горизонтов и может быть использовано при создании резерва воды дл  нужд хоз йственно-питьевого водоснабжени .

Известна система дл  подготовки поверхностных вод дл  пополнени  подземных водоносных горизонтов, включающа  водозаборное сооружение и отводной канал. Водозаборное сооружение выполнено в виде сифона, посредством которого отводной канал соединен с водотоком или водоемом. Отводной канал имеет биоплато, приvieM вдоль трассы отводного канала создают несколько (до п ти-шести) биоплато, между которыми в канале имеютс  бетонные наклонные водосбросы , обеспечивающие скорость протекани  воды 1,0-1,5 м/с. .Дл  биоплато используют высшие водные растени , посадку которых производ т в следующей последовательности; тростник или рогоз, рдест, тростник или рогоз при густоте 60-80 растений на 1 м. Выход из последнего биоплато поспедством перекачивающего устройства соединен со скважиной, сообщающейс  с подземным коллектором подземного водоносного горизонта 1.

Недостатком данной системы  вл етс  то, что очистку поверхностных вод от грубых взвешенных частиц производ т высшими водными растени ми и поэтому дл  достижени  необходимой степени очистки требуютс  сравнительно большие полосы биоплато что ограничивает область использовани  таких систем. Кроме того, требуетс  специальна  технологи  л  аысадки различных видов высших одных растений в определенной последоаател-ьности , что усложн ет пуск биоплато в эксплуатацию и снижает ее эффективность.

Известна  система требует отчужение значительных площадей земель (25-30 га и более), а необходимость каскадного выполнени  биоплато {пеепады между полосами растений) требует выбор специального рельефа кастности или же создание искусственных перепадов, что ограничивает обасть исвользовани  и снижает эффек тивность cиcтe ш.

Цель 11зо6ретени  - раоширениё асти использовани  и повьзшение эфейтивности в работе системы полготовки поверхностных вод дл  пополнени  подземных водоносных горизонтов . .

Указанна  цель достигаетс  тем, то в системе подготовки поверхностных вод дл  пополнени  подземных водоносных горизонтов, содержащей водоток и его отводной канал, сообг

щенные водозаборным сооружением, биоплато с посадками высших водных растений к сообщенное с водоносным горизонтом, водозаборное сооружение камерой и дополнитель5 ным водовыпуском, сообщенным с водотоком , а также бассейном обратной промывки и фильтрующей дамбой, расположенной между бассейном и камерой , при этом последние выполнены с

0 нефильтрующим дном, а биоплато снабжено управл емым водовпускным затвором и выполнено с фильтрующим дном, расположенным с уклоном 0,5-0,4 от управл емого затвора.

5 То, что дно водозаборной камеры и дно бассейна обратной промывки выполнены нефильтрующими, исключает инфильтрационные потери непрошедшей очистку воды и тем самым предотвраQ щает возможное загр знение подземных вод.

Выполнение дна биоплато фильтрую щим обеспечивает эффективное использование полной очистительной способности всего растени , включа  стебель

и корневую систему, в режиме вертикальнойу фильтрации. Кроме того, корнева  система высших водных растений, например тростника, камыша, рогоза/ прореза  грунт, создает воде дополнительные пути фильтрации и повыиает

его фильтрационные свойства. I То, что биоплато выполнено с дном, расположенным с уклоном 0,5-4,0° от управл емого затвора, обеспечивает

5 необходимые услови  дл  эффективного перепуска воды из водозаборного сооружени  в биоплато. Выполнение уклона в пределах 0,5-4,0 обеспечивает при этом оптимальные услови 

0- как дл  прохождени  обрабатываемой воды, так и дл  наиболее эффективной работы высших водных растений, т.е. биоплато, так как при уклоне 0,5° и ниже возможно создание за , стойных зон в биоплато, что может привести к снижению его производительности . При уклоне свыше 4,0 наблюдаетс  сравнительно больша  скорость потока воды, что приводит к снижению эффективности очистки

обрабатываемой воды.

Отделение бассейна обратной промывки от камеры дамбой и выполнение этой дамбы фильтрующей обеспечивают осветление воды и удаление

из нее грубодисперсных взвешенных частиц,, что создает оптимальные услови  дл  развити  высшей водной растительности и позвол ет значительно удлинить срок действи  биоплато , а при соблюдении сроков уборки отмирающих растений, избежать дорогосто щих меропри тий по рекультивации биоплато, так как не допускаетс  заилени  и заростани  биоплатрс В итоге все это повышает эффективность системы и расшир ет область ее использовани , так кик не требует отчуждени  значительных пло щадей земель и выбора участков мест ное и дл  каскадного расположени  биоплато. . Снабжение водозаборного сооружени  камерой обеспечивает повышение эффективности системы, так как при регенерации фильтрующей дамбы обеспечиваетс  изол ци  ее от притока воды из водотока и возможность пропускани  воды через.фильтрующую дамбу в направлении, обратном напра лению движени  воды при фильтровании . Введение дополнительного водовыпуска , сообщающегос  с водотоком, обеспечивает гпромывку фильтрующей дамбы, водой из бассейна обратной пр мывки, 4to повышает эффективность системы, так как фильтрующа  дамба удерживает грубодисперсные взвешенные частицы и при этом обеспечивают с  услови  дл  периодической регенерации дамбы от задержанных частиц и отвод их вновь в водоток. Снабжение биоплато управл емым водовпускным затвором обеспечивает услови  работы системы в режиме регенерации фильтрующей дамбы и создает возможность регулировать рас ход воды через бкоплато, что обеспечивает необходимое количество и качество воды дл  пополнени  подзем ных водоносных горизонтов, что в конечном счете повышает эффективность . систеюл. На фиг.1 изображена система подготовки поверхностных вод дл  пополнени  подземных водоносных горизонтов , в плане; на-фиг.2 - разрез. А-А на фиг.1. Предлагаема  система включает водозаборное сооружение, выполненное в виде камеры 1, фильтрующую дамбу 2, бассейн 3 обратной про мывки и биоплато 4. Камера 1 гидравлически посредством , например, управл емого затво ра 5 соединена с водоемом или водотоком б и имеет нодовыпуск 7, который соедин ет ее с водотоком 6 или с каким-то другим сборным каналом (не показан). Дно камеры 1 выполнено нефильтрующим. Камера 1 посредством фильтрующей дамбы 2, . фильтра, соединена гидравлически с бассейном 3 обратной промывки, который , в свою очередь, гидравлически соединен, например, посредств управл емого затвора 8 с биоплато 4 Дно бассейна 3 обратной промывки вы полнено нефильтрующим. Биоплато 4 обваловано нефильтруккцей дамбой 9, котора  охватывает также бассейн 3 обратной промывки, фильтрующую дамбу 2 и камеру 1. Дно , биоплато 4 выполнено фильтрующим и на нем высажены высшие водные растени  10, например тростник, камыш или рогоз. Совокупность высших водных растений 10 образует само биоплато , а так как растени  10 высажены на фильтрующем дне то это биоплато  вл етс  инфильтрационн1 1. Площадь биоплато, т.е. площёШЬ, на которой высажены высшие водные растени  10, определ ют по формуле ACjQ 6 Ss - площадь биоплато, iCj - расчетна  разность кбн . центрации загр зн ющего вещества в воде, подаваемэй дл  пополнени  подземных водоносных горизонтов, Q - расход воды, подаваемой на пополнение подгчемных водоносных горизонтов, м Vc ; Н - уровень воды в биоплато, равный О,5-10 м; удельна  очистительна  способность макрофитов по отношению к j загр зн ющему веществу. Фильтрующее дно биоплато 4 гидравлически соединено через, например, зону 11 фильтрации с водоносным горизонтом (не показан). Зона 11 фильтрации ограничена водоупором 12. Дно биоплато 4 выполнено с направленным от управл емого затвора 8 уклоном, величину которого устанавливают в пределах 0,5-4,0. Система подготовки поверхностных вод дл  пополнени  подземных водоносных горизонтов работает следующим образом. Подлежащую дл  пополнени  подземных водоносных горизонтов воду из водотока 6 подают через открытый управл емый затвор 5 в камеру 1. Поступающа  в камеру 1 вода фильтруетс  через фильтрующую дамбу 2, далее попадает в бассейн 3 обратной промывки и через открытый управл емый затвор 8 заполн ет биоплато 4. Проход  фильтрующую дамбу 2, вода освобождаетс  от взвешенных загр зн ющих веществ. В биоплато 4 осуществл етс  одновременна  очистка от химических и бактериологичес-. ких загр знений и фитопланктона, а также происходит дополнительна  фильтраци  от взвешенных загр зн ющих веществ. Таким образом, обработанна  вода через фильтрующее дно биоплато 4 попадает в зону 11 фильтрации и далее проходит в водоносный горизонт. При таком инфильтрационном выполнении биоплато в п&оцессе очистки воды участвуют как стеб ли растений, так и их корнева  сис ма, что повышает качество очистки воды и эффективность использовани  растений. Если невозможно расположить Сиоплато 4 непосредственно над зоной 1 фильтрации, котора  св зана с водоносным горизонтом, то посредством, например, дренажных труб или иного сооружени  производ т сбор воды, прошедшей фильтрацию, через дно био плато 4 и подачу этой воды самотеком через скважины или путем закачки ее в подземные водоносные горизонты . В том случае, когда фильтрующа  дамба 2 закальматируетс  до такой степени, что не будет пропускать через себ  воду дл  пополнени  водо носного горизонта, производ т регенерацию фильтрующей дамбы 2, т.е. производ т ее промывку. ,Цл  этого закрывают управл емые затворы 5 и 8 и открывают затвор водовыпуска 7. Вода из бассейна 3 обратной промывки проходит через фильтрующую дамбу 2 к зк5)г литс  через затвор водовыпусха I, После этого затвор EO-ICвыпуска 7 закрывают и открывают управл емыми затвор 5, через который вода из водоема или водотока б поступает в камеру 1 и в бассейн 3 обратной промывки через фильтрующую дамбу 2. Вновь закрывают управл емый затвор 5 и открывают затвор водовыпуска 7 дл  вывода воды из бассейна 3 Обратной промывки через фильтрующую дамбу 2. Этот процесс повтор ют несколько раз и таким образом очищают фильтрующую дамбу 2 от гру (бодисперсных взвешенных частиц. , Предлагаемое изобретение по сравнению с известным позвол ет на 5090% повысить очистительную способность биоплато, сократить площади отчуждаемых под систему земель в среднем на 25-30 га, исключить расходы на рекультивацию биоплато при его заилении, упростить технологию посадки и эксплуатацию биоплато, а также удлинить сроки эксплуатации системы восполнени  подземных водоносных горизонтов.

V / II

/ М X // / I

1Г 0waf

Claims (1)

1. СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ДЛЯ ПОПОЛНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ, содержащая водоток и его отводной канал, со- общённые водозаборным сооружением, биоплато с посадками высших водных растений и сообщенныес водоносным горизонтом, отличающаяс я тем, что, с целью расширения области ее использования и повьаиения эффективности в работе, водозаборное сооружение снабжено камерой и дополнительным водовыпуском, сообщенным с водотоком, а также бассейном обратной прошв ки и фильтрующей дамбой ·, расположенной между бассейном и камерой, при этом последние выполнены с нефильтрующим дном, а биоплато снабжено управляемым водовпускным затвором и выполнено с фильтрующим дном, расположенным с уклоном 0,5-4,0° от управляемого затвора.

   СИ м и 00 X