УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
DEVICE FOR ADJUSTMENT OF UNDERGROUND WATER RESERVES

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.
Известно устройство для регулирования запасов подземных вод (Патент на изобретение RU №2244785, МПК Ε03В 3/32, 3/06, опубл. 20.01.2005, Бюл. №2), включающее водонепроницаемый барраж в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающий водоносный горизонт и образующий подземное водохранилище, и расположенный выше водозабор. В этом устройстве в пределах зоны влияния водозабора устанавливают воздухонагнетательные устройства и периодически нагнетают в них воздух, обеспечивая образование водонепроницаемого барража и подземного водохранилища в верхнем бьефе барража. Недостатком известного устройства 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.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для регулирования запасов подземных вод, включающее водонепроницаемый барраж в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающий водоносный горизонт и образующий подземное водохранилище, и расположенный выше водозабор (Гидрогеология. Инженерная геология // Итоги науки и техники. - М.: ВИНИТИ, 1974, т. 3, с. 15-16, рис. 5б).
Недостатком известного устройства 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.
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.
Технический результат достигается тем, что устройство для регулирования запасов подземных вод, включающее водонепроницаемый барраж в поперечном створе долины реки, полностью по мощности и ширине перекрывающий водоносный горизонт и образующий основное подземное водохранилище, и расположенный выше водозабора, содержит дополнительный водонепроницаемый барраж, расположенный в поперечном створе долины реки выше зоны влияния основного подземного водохранилища в верхнем его бьефе и образующий дополнительное подземное водохранилище, водоприемное устройство, расположенное в верхнем бьефе дополнительного водонепроницаемого барража, и соединяющий дополнительное и основное подземные водохранилища трубопровод с затвором для регулирования расхода воды из водоприемного устройства в основное подземное водохранилище.
Отличительными от прототипа признаками являются:
- дополнительный водонепроницаемый барраж, расположенный в поперечном створе долины реки выше зоны влияния основного подземного водохранилища в верхнем его бьефе и образующий дополнительное подземное водохранилище;
- водоприемное устройство, расположенное в верхнем бьефе дополнительного водонепроницаемого барража;
- сообщающий дополнительное и основное подземные водохранилища трубопровод с затвором для регулирования расхода воды из водоприемного устройства в основное подземное водохранилище.
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.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на рис. 1 изображено устройство для регулирования запасов подземных вод.
Устройство для регулирования запасов подземных вод включает водонепроницаемый барраж 1, созданный, например, методом «Стена в грунте» в поперечном створе долины реки в водоносном горизонте, полностью по мощности и ширине перекрывающий водоносный горизонт, что обеспечивает предотвращение подземного стока за пределы барража, подпор подземных вод и благоприятные условия для их накопления в водоносном горизонте выше створа расположения этого барража с образованием основного подземного водохранилища 2. На участке основного подземного водохранилища 2 сооружен водозабор подземных вод, например, в виде шахтного колодца 3. Одновременно в поперечном створе долины реки выше зоны влияния основного подземного водохранилища в верхнем его бьефе сооружен, например, методом «Стена в грунте» дополнительный водонепроницаемый барраж 4 с отверстием 5 для пропуска подземных вод из дополнительного подземного водохранилища 6, образованного дополнительным водонепроницаемым барражем 4. В верхнем бьефе дополнительного водонепроницаемого барража 4 установлено водоприемное устройство, например шахтный колодец 7, сообщенный трубопроводом 8 с основным подземным водохранилищем через отверстие 5 для пропуска подземных вод из дополнительного подземного водохранилища 6. Трубопровод 8 оснащен размещенным в шахтном колодце 7 затвором 9 для регулирования расхода воды из водоприемного устройства в основное подземное водохранилище 2.
Регулирование запасов подземных вод данным устройством реализуется следующим образом. 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.
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.
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.
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.