Система подготовки поверхностных вод для пополнения подземных водоносных горизонтов

Система подготовки поверхностных вод для пополнения подземных водоносных горизонтов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ДЛЯ ПОПОЛНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОДОНОС5йес ГОРИЗОНТОВ, содержащая водоток и его отводной канал, сообщённые водозаборным сооружением, биоплато с посадками выситх водных растений и сооби1енные с водоносным горнзонтом, отличаюшаяс я тем, что, с целью расктрения области ее использования и повьаивния 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 управляемым водовпускным затвором и выполнено с фильтрукидим дном, расположенным с уклоном 0,5-4,0 от управляемого затвора. СП 4 : X)

(19) а)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5)) 02 F 3/32 Е 03 В / 2

Е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPbfTVM (21) 3390336/23-26 (22) 28.01.82 (46) 30.11.83. Бюл. 9 44 (72) В.Г.Магмедов, Ф.В.Стольберг, Л.С.Свашенко и Н.И.Остриков (71) Всесоюзный научно-.исследовательский институт по охране вод и укоаинское отделение Всесоюзного ордена

Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института Гидропроект им.С.Я.Жука (53) 628.161(088.8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 701947, кл. С 02 F 3/02, 1977. (54)(57) СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХИОСТЯЫХ ВОД ДЛЯ ПОПОЛНЕНИЯ ПОДЗЕМНВХ

ВОДОИОСИ1л ГОРИЗОНТОВ, содержащая водоток и его отводной канал, сообщенные водозаборным сооружением, биоплато с посадками высших водных растения и сообщенные с водоносным горизонтом, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения области ее использования и nassau«« ния эффективности в работе, водозаборное сооружение снабжено камерой и дополнительным водовыпуском, сообщенным с водотоком, а также 6ассейном обратной промывки и фильтрующей дамбой, расположенной между бассейном и камерой, при этом последние выполнены с нефильтрующим дном, а бноплато снабжено управляе)аам водовпускным затвором и выполнено с фильтрующнм дном, расположенным с уклоном 0,5-4,0 от управляемого затвора.

1057438

Изобретение относится к подготов) ке поверхностных вод для искусствен ного пополнения подземных водоносных горизонтов и может быть использовано при создании резерва воды для нужд хозяйственно-пнтьевогб водоснабжения.

Известна система для подготовки поверхностных вод для пополнения подземных водоносных горизонтов, включающая водозаборное сооружение н отводной канал. Водозаборное соо" ружение выполнено в виде сифона, посредством которого отводной канал соединен с водотоком илн водоемом.

Отводной канал имеет биоплато, при- 15 чем вдоль трассы отводного канала создают несколько (до пяти-шести) биоплато, между которыми в канале имеются бетонные наклонные водосбросы, обеспечивающие скорость протекания воды 1,0-1,5 м/с. Для биоплато используют высшие водные растения, посадку которых производят в следующей последовательности: тростник или рогоз, рдест, тростник или рогоз при густоте 60-80 растений на 1 м . Выход из последнего биоплато посредством перекачивающего устройства соединен со скважиной, сообщающейся с подземным коллектором подземного. водоносного горизонта $1), Недостатком данной системы является то, что очистку поверхностных вод от грубых взвешенных частиц производят высшими водными растениями и поэтому для достижения неОбходимой степени очистки требуются сравнительно большие полосы биоплато что ограничивает область использования таких систем. Кроме того, требуется специальная технология 4О. .для высадки различных видов высших водных растений в .определенной последовательности, что усложняет пуск биоплато в эксплуатацию и снижает ее эффективность. 45

Известная система требует отчуждение значительных площадей земель (25-30 га и более}, а необходимость

Каскадного выполнения биоплато {перепады между полосами растений) pe*бует выбор специального рельефа мест. ности или же создание искусственных перепадов, что ограничивает область использования и снижает эффективность системы.

Цель изобретения - расширений:об- Ы ласти использования и повышение эффективности в работе системы подго товки поверхностных вод для пополнения подземных водоносных горизонтов. 60

Указанная цель достигается тем, что в системе подготовки поверхностных вод для пополнения подземных водоносных горизонтов, содержащей водоток н его отводной канал, сооб щенные водозаборным сооружением, биоплато с посадками высших водных растений н сообщенное с водоносным горизонтом, водозаборное сооружение снабжено камерой и дополнительным водовыпуском, сообщенным с водотоком, а также бассейном обратной промывки 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 5-0,4 от управляемого затвора.

То, что дно водозаборной камеры и дно бассейна обратной промывки вы" полнены нефильтрующими, исключает инфильтрационные потери непрошедшей очистку воды и тем самым предотвращает .возможное загрязнение подземных вод.

Выполнение дна биоплато фильтрующим обеспечивает эффективное использование полной очистительной способности всего растения, включая стебель и корневую систему, в режиме вертикальной, фильтрации. Кроме того, корневая система высших водных растений, например тростника, камыша, рогоза, прорезая грунт, создает воде дополнительные пути фильтрации и повыаает ! его фильтрационные свойства.

То, что биоплато выполнено с дном, расположенным с уклоном 0,5-4,0 от управляемсго затвора, обеспечивает необходимые условия для эффективного перепуска воды из водозаборного сооружения в биоплато. Выполнение уклона в пределах 0,5-4,0О обеспечивает прн: этом оптимальные условия как для прохождения обрабатываемой воды, так и для наиболее эффективной работы высших водных растений, т.е. биоплато, так как при уклоне

0,5О и ниже возможно создание застойных эон в биоплато, что может привести к снижению его производительности. При уклоне свыше 4,0 наблюдается сравнительно большая скорость потока воды, что приводит к снижению эффективности очистки обрабатываемой воды.

Отделение бассейна обратной промьп ки от камеры дамбой и выполнение этой дамбы фильтрующей обеспечивают осветление воды и удаление из нее грубодисперсных взвешенных частиц,. что создает оптимальные условия для развития высшей водной растительности и позволяет значительно удлинить срок действия биоплато, а при соблюдении сроков уборки отмирающих растений, избежать дорогостоящих мероприятий по рекультивации биоплато, так как не допускается заиления и заростания биоплаTG, В итоге все это повышает эффек1057438 тивность системы и расширяет область ее использования, так как не требует отчуждения значительных площадей земель и выбора участков местнос и для каскадного расположения биоплато.

Гчабжение водозаборного сооружения камерой обеспечивает повышение эффективности системы, так как при регенерации фильтрующей дамбы обеспечивается изоляция ее от притока ® воды из водотока и возможность пропускания воды через.фильтрующую дамбу в направлении, обратном направлению движения воды при фильтровании. 35

Введение дополнительного водовыпуска, сообщающегося с водотоком, обеспечивает промывку фнльтрующей дамбы. водой иэ бассейна обратной промывки, что повышает эффективность эО системы, так как фильтрукщая дамба удерживает грубодисперсные взвешенные частицы и при этом обеспечиваются условия для периодической регенерации дамбы от задержанных частиц и отвод их вновь в водоток.

Снабжение биоплато управляемым водовпускным затвором обеспечивает условия работы системы в режиме регенерации фильтрующей дамбы и создает возможность регулировать расход воды через биоплато, что обеспечивает необходимое количество и качество воды для пополнения подземных водоносных горизонтов, что в конечном счете повышает эффективность .системы.

На фиг.l изображена система подготовки поверхностных вод для пополнения подземных водоносных горизонтов, в плане1 на фиг.2 — разрез 40

A-A на фиг.l.

Предлагаемая система включает водозаборное сооружение, выполненное в виде камеры 1, фильтрующую дамбу 2, бассейн 3 обратной про- 45 мывки и биоплато 4.

Камера 1 гидравлически посредством, например, управляемого затвора 5 соединена с водоемом или водотоком б и имеет водовыпуск 7, который соединяет ее с водотоком б или с каким-то другим сборным каналом (не показан). Дно камеры 1 выполнено нефильтрующим. Камера 1 посредством фильтрующей дамбы 2, т.е. фильтра, соединена гидравлически с бассейном 3 обратной промывки, который, в свою очередь, гидравлически соединен, например, посредством управляемого затвора 8 с биоплато 4, Дно бассейна 3 обратной промывки вы- &0 полнено нефильтрующим.

Биоплато 4 обваловано нефильтрующей дамбой 9, которая охватывает также бассейн 3 обратной промывки, фильтрующую дамбу 2 и камеру l. Дно

65 бноплато 4 выполнено фильтрующим и на нем высажены высшие водные растения 10, например тростник, камыш или рогоз. Совокупность высших водных растений 10 образует само биоплато, а так как растения 10 высажены на фильтрующем дне, то зто биоплато является инфильтрационным.

Площадь биоплато, т.е. площадь, на которой высажены вы-.шие водные растения 10, определяют по формуле ьС;Ц

S ь sr где á8 - площадь бноплато, м 1

bCj - расчетная разность концентрации загрязняющего вещества в воде, подаваемой для пополнения подземных водоносных горизонтов, г/м ;

Я - расход воды, подаваемой на пополнение подземных водоносных горизонтов, м )/c;

Н вЂ” уровень воды в биоплато, равный 0.,5-10 м; удельная очистительная способность макрофитов по отношению к ) загрязняющему веществу.

Фильтрующее дно биоплато 4 гидравлически соединено через, например, зону ll фильтрации с водоносным горизонтом (не показан). Зона 11 фильтрации ограничена водоупором 12.

Дно биоплато 4 выполнено с направленным от управляемого затвора 8 уклоном, величину которого устанавливают в пределах 0,5-4,0

Система подготовки поверхностных вод для пополнения подземных водоносных горизонтов работает следующим образом.

Подлежащую для пополнения подземных водоносных горизонтов воду из водотока б подают через открытый управляемый затвор 5 в камеру l.

Поступающая в камеру 1 вода фильтруется через фильтрующую дамбу 2, далее попадает в бассейн 3 обратной промывки и через открытый управляемый затвор 8 заполняет биоплато 4.

Проходя фильтрующую дамбу 2, вода освобождается от взвешенных загрязняющих веществ. В биоплато 4 осуществляется одновременная очистка от химических и бактериологических загрязнений и фитопланктона, а также происходит дополнительная фильтрация от взвешенных загрязняю- щих веществ. Таким образом, обработанная вода через фильтрующее дно биоплато 4 попадает в зону ll фильтрации и далее проходит в водоносный горизонт. При таком инфильтрационном выполнении биоплато в процес1057438

Составитель Л.Суханова

Техред T.N.::òo÷êà Корректор A.Tÿoêo

Редактор И.Рачкулинец

Заказ. 9501/2б Тираж 941 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патен-, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 се очистки воды участвуют как стебли растениЯ, так и их корневая систе; ма, что повышает качество очистки воды и эффективность использования растений.

Если невозможно расположить биоплато 4 непосредственно над зоной 11 фильтрации, которая связана с водоносным горизонтом, то посредством, например, дренажных труб или иного сооружения производят сбор воды, прошедшей фильтрацию, через дио биоплато 4 и подачу этой воды самотеком через скважины или путем закачки ее в подземные водоносные горизо;.ты. 15

В том случае, когда фильтрующая дамба 2 эакальматируется до такой . степени, что не будет пропускать через себя воду для пополнения водоносного горизонта, производят регенерацию фильтрующей дамбы 2, т.е. производят ее промывку. Для этого закрывают управляемые затворы 5 и 8 и открывают затвор водовыпуска 7.

Вода из бассейна 3 обратной промывки проходит через фильтрующую дамбу 2 и -;-:э л .тся через затвор водо"выпуска 7, После этого затвор водсвыпуска 7 закрывают и открывают управляемый затвор 5, через который во. да иэ водоема или водотока 6 ноступает s камеру 1 и в бассейн 3 обратной промывки через фильтрующую дамбу 2. Вновь закрывают управляемый затвор 5 и открывают затвор водовыпуска 7 для вывода воды иэ бассейна 3 обратной промывки через фильтрующую дамбу 2. Этот процесс повторяют несколько раэ и таким образом очищают фильтрующую дамбу 2 от гру бодисперсных взвешенных частиц.

Предлагаемое изобретение по сравнению с известным позволяет 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 восполнения подземных водоносных горизонтов.