Системы II типа (закрытого)

Инженерные системы ИВПВ закрытого типа применя­ют, когда подошва водонепроницаемых или слабопрони­цаемых пород залегает на глубине более 5 м от поверх­ности земли. Для таких систем, чтобы пополнить подзем­ные воды, сооружают обычно инфильтрационные скважи­ны. Система закрытого типа ИВПВ чаще используется для восполнения напорных подземных вод. Для получения подземной воды из указанных систем ИВПВ эксплуатиру­ют водозаборы подземных вод из скважин.

Схема одного из вариантов ИВПВ закрытого типа показана на рис. 2. Важной особенностью такой системы является, как правило, предварительное улучшение каче­ства воды, которая в основном должна соответствовать кондиционным требованиям, включая мутность не более 1—3 мг/л. Это высокие требования для закачиваемой во­ды, но они обычно необходимы. Дело в том, что инфильт­рационные скважины, в особенности при водоносных пе­сках, наиболее подвержены кольматации на участке поступления в водоносный горизонт. В связи с этим необ­ходимы дополнительные требования к исходной воде, чтобы скважины не уменьшали дебит при эксплуатации или как можно меньше его уменьшали. Затем закачивае­мая вода должна быть совместима с подземной водой, чтобы не выпадало осадка; последнее относится ко всем типам ИВПВ. Кроме того, в закачиваемой в скважины воде не должно быть пузырьков воздуха, иначе может уменьшаться приемистость инфильтрационных скважин. И, наконец, кроме требований к бактериологическому составу, необходимо делать биологический анализ на со­держание бактерий и микроскопических водорослей, кото­рые могут вызвать кольматацию в инфильтрационной скважине и в восполняемом водоносном горизонте.

На рис. 2 система напорного ИВПВ состоит из двух линейных рядов скважин, которые попеременно могут быть инфильтрационными и водозаборными, что облегча­ет борьбу с кольматацией и помогает восстановлению приемистости скважин. В такой системе предусмотрена предварительная водоподготовка.

В некоторых случаях при наличии источника с доста­точно чистой водой предварительную водоподготовку ог­раничивают. Например, для одного объекта в Прибалтике предварительная водоподготовка заканчивается улучше­нием качества воды на сверхскоростных фильтрах Ники­форова и обеззараживанием. На одном из крупных районных ИВПВ на Ближнем Востоке вода из озера подается без предварительной подготовки в инфильтра­ционные скважины при мутности воды 2 (в ед. Джексо­на), коли-индекс менее 20 и водорослей 150—800 клеток/л. Вода из указанной системы ИВПВ откачивается сква­жинами для водоснабжения и в основном для ороше­ния. Следует отметить там значительное снижение приемистости скважин за период закачки. Эта прие­мистость восстанавливается (не полностью) в период между нагнетаниями и, в частности, откачкой. По сани­тарным нормам для такой системы ИВПВ в условиях СССР требуется предварительное улучшение, минимум по бактериальным показателям. Кроме того, необходимо бо­роться и с загрязнением водорослями.

В зависимости от гидрогеологических и других при­родных условий схемы напорного ИВПВ могут варьиро­ваться. Например, в некоторых случаях для подпитыва­ния напорного водоносного горизонта из вышележащего горизонта применяют дренажно-инфильтрационные сква­жины и, например, по схеме, приведенной на рис. 6.

4. ПРОСТЫЕ СИСТЕМЫ III ТИПА (ОТКРЫТОГО)

Простые системы III типа также относятся к открытым и применяются с использованием естественных и нарушен­ных условий инфильтрации и их улучшения. В таких си­стемах специальное предварительное улучшение качества воды не применяется. Гидрологические и гидрогеологиче­ские условия разнообразны как и условия инфильтрации поверхностных вод в подземные, которые могут изменять­ся и улучшаться в результате простых мероприятий, а также устройства гидротехнических сооружений, не предназначенных для ИВПВ, но улучшающих (иногда создающих) искусственную инфильтрацию поверхностных вод в подземные. Задача заключается в том, чтобы использовать природные условия или существующие гидро­технические сооружения. При этом предполагается прове­дение простейших мероприятий для улучшения инфильтра­ции с получением воды кондиционного качества. При таких условиях вода рек, озер, водохранилищ фильтруется без всяких дополнительных сооружений через берега и дно во­доемов и даже через открытую поверхность земли, в част­ности при попусках на нижний бьеф плотины.

В этом случае отпадает необходимость устраивать ин­фильтрационные бассейны и каналы для I типа ИВПВ и поглощающие скважины для II типа. Кроме того, не требу­ется предварительная водоподготовка, как правило, приме­няемая для II типа ИВПВ и нередко для I типа. Однако в рассматриваемых системах ИВПВ III типа может приме­няться последующее улучшение качества воды и почти всегда ее хлорирование. В III типе имеются водозаборы подземных вод, расчет которых оказывается сложнее, так как питание подземных вод часто происходит неравномерно и в связи с этим водоподъемники работают при неустано­вившемся движении подземных вод и нередко при значи­тельных колебаниях динамического уровня воды. Однако это требует намного меньше капитальных затрат, сни­жается себестоимость воды по сравнению с эксплуатацией систем ИВПВ I типа.

Представим некоторые простейшие мероприятия, необходимые для улучшения питания подземных вод системы ИВПВ III типа:

при достаточной емкости водоносного горизонта в усло­виях эксплуатации при ИВПВ можно увеличить его пита­ние, следовательно, эксплуатационные запасы, повысив коэффициент инфильтрации атмосферных осадков. Напри­мер, можно устроить поперек уклона местности небольшие валики, лесонасаждение и, в частности, лесные полосы;

в нешироких речных долинах с малой емкостью водо­носного горизонта возможен вариант проектирования про­дольного (вдоль реки) рассредоточенного водозабора для увеличения регулирующей емкости;

при мощности более 20—30 м водоносного горизонта и достаточно широкой долине, недостаточном расходе реки в отдельные периоды и недостаточной резервной емкости в естественных условиях возможен вариант снижения уровней подземных вод при их эксплуатации, чтобы создать не­обходимую регулирующую емкость для периодического восполнения запасов подземных вод во время паводков ре­ки путем инфильтрации поверхностных вод в водоносный горизонт;

при эксплуатации береговых инфильтрационных водозаборов русло реки постепенно заиляется; в связи с этим ухудшается питание подземных вод из реки. Для восстановления фильтрационных свойств русла реки целесообразно произвести рыхление верхней части закольматированного слоя; для поверхностного подпитывания грунтовых вод можно использовать естественно или искусственно заливаемые старицы и понижения в рельефе на речных террасах, в особенности пойменной;

при гидротехнических сооружениях часто наблюдается усиление фильтрации в водоносные горизонты из каналов и водохранилищ. При устройстве некоторых водохранилищных плотин для оросительных целей иногда предусматри­вают • возможность фильтрации под плотиной для подпи­тывания водоносных горизонтов в аллювиальных отложе­ниях;

эксплуатация подземных вод и их интенсификация бла­гоприятны в конусах выноса в особенности при наличии в них аккумулирующих емкостей для создания запасов под­земных вод в периоды недостаточного питания поверхност­ными водами или даже их отсутствия.

Приведенные примеры говорят о возможности увели­чить эксплуатационные запасы подземных вод, расход водо­заборов путем простых мероприятий. Конечно, примеры не исчерпывают разнообразие природных условий и способов улучшения подпитывания водоносных горизонтов.

Дата добавления: 2015-07-08