Ѕаза знаний студента. –еферат, курсова€, контрольна€, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

»скусственное пополнение эксплуатационных запасов подземных вод — √еографи€

ѕосмотреть видео по теме –еферата

»скусственное пополнение эксплуатационных запасов подземных вод

¬ынужденна€ мера, если эксплуатационный водоотбор не обеспечиваетс€ естественными источниками формировани€ Ё«, т.е. в процессе эксплуатации происходит перепонижение уровней в водозаборных скважинах. ¬озможны два выхода:

1) расширить действующий водозабор на флангах - однако, это далеко не всегда можно сделать (дорога€ земл€, сложность организации зоны санитарной охраны, взаимодействие с соседними водозаборами и т.п.);

2) применить искусственное пополнение запасов (»ѕ«).

ќднако, »ѕ« может примен€тьс€ и на вполне "благополучных" водозаборах с целью повышени€ их производительности дл€ покрыти€ возрастающей потребности.

¬ тех или иных формах »ѕ« примен€етс€ еще с середины XIX века. ¬ –оссии »ѕ« примен€етс€ с конца XIX века (водозаборы г.г. јрзамаса, ¬инницы, —имферопол€). ¬ насто€щее врем€ во многих странах с дефицитом подземных вод с помощью систем »ѕ« обеспечиваетс€ до 25-50% общего хоз€йственно-питьевого водопотреблени€ (—Ўј - 30%, ‘–√, Ќидерланды, Ўвеци€...).

—пецифические проблемы при осуществлении »ѕ«:

- техника сооружени€ и технологи€ эксплуатации специальных устройств дл€ пополнени€,

- источник и качество "сырой" воды. †

Ќаиболее сложным всегда €вл€етс€ вопрос об источнике "сырой" воды. ќсновные требовани€ к нему: достаточное количество и удовлетворительное качество - существуют нормативные требовани€ к качеству воды, подаваемой на пополнение. »з физических показателей наиболее важный - мутность. ’имические ограничени€ могут быть разнообразными в зависимости от состава пород зоны аэрации и водовмещающей толщи, состава пластовой воды, климатических особенностей. »ѕ« сопровождаетс€ р€дом физических, физико-химических и биологических процессов - механическое осаждение взвешенных частиц, физическа€ и химическа€ сорбци€, ионный обмен, коагул€ци€, микробиологические процессы и др.

ќбычно дл€ »ѕ« используют поверхностные воды, реже дренажные воды, очищенные стоки, воды смежных горизонтов.

ћетоды предварительной водоподготовки:

отстаивание (снижение мутности)

предварительные фильтры (часто в комплексе с коагул€нтами)

микрофильтраци€ (задержка механической взвеси, планктона)

аэраци€ (насыщение кислородом с уничтожением анаэробных бактерий и разложением органических соединений)

хлорирование (обеззараживание и окисление органических соединений).

Ѕалансово-гидродинамические особенности »ѕ«

»скусственно подаваемое в водоносный горизонт количество воды может входить в балансовую структуру Ё« как искусственные запасы или как искусственные ресурсы.

—оздание искусственных запасов (примен€етс€ также термин "магазинирование") производитс€ один или несколько раз в году путем единовременного затоплени€ больших площадей вблизи водозаборного сооружени€ (естественные понижени€, специально обвалованные участки пойм, террас...); обычно предварительно производитс€ зачистка слабопроницаемого почвенно-растительного сло€. ѕолное насыщение пород в зоне аэрации над депрессионной воронкой (рис.6.7) происходит достаточно быстро:

ѕри коэффициенте фильтрации пород в зоне аэрации K = 1 м/сут (глинистый песок), недостатке насыщени€ = 0.1, z ≈ 10 м, ≈ 0.5 - 1 м дл€ полного насыщени€ зоны аэрации потребуетс€ менее 1 суток.

Ётот механизм »ѕ« достаточно прост в осуществлении, но и эффективность его не очень высока. Ѕалансовое уравнение водоотбора в таких услови€х приобретает общий вид:

где - период времени между циклами магазинировани€, †- объем воды, поступивший в пласт (не всегда используетс€ полностью за счет бокового растекани€).

¬ подавл€ющем большинстве случаев источником "сырой" воды в этой схеме служат поверхностные воды ближайших водотоков в периоды половодь€; реже - снеготалые воды.

–ис. 6.7. ѕополнение эксплуатационных запасов за счет создани€ искусственных запасов (магазинирование)

†Ѕолее широко примен€ютс€ приемы создани€ искусственных ресурсов, т.е. некоторого расхода , непрерывно поступающего в эксплуатируемый водоносный горизонт из специальных инфильтрационных сооружений капитального типа. ”равнение баланса имеет вид:

¬ принципе возможно стационарное балансово-гидродинамическое состо€ние.†

“ехнологически подача "сырой" воды в пласт возможна нагнетанием (наливом) через скважины или путем инфильтрации из специальных бассейнов.

„ерез нагнетательные скважины - дорого и технически сложно: большой проблемой €вл€етс€ кольматаци€ фильтров скважин даже при небольшой мутности "сырой" воды (допустимые значени€ 1-2 мг/л), выделение воздуха из "сырой" воды и возникновение в пласте воздушных пробок вокруг скважин. ѕоэтому »ѕ« через скважины примен€етс€ редко, только при отсутствии альтернативы - в скальных водоносных горизонтах или при большой мощности и низкой проницаемости пород в зоне аэрации.

Ќаиболее распространенна€ технологи€ - инфильтрационные бассейны пр€моугольной формы, 200-400 м на 20-50 м; площадь дна 5 - 10 тыс. кв.м; глубина 2 - 3 м (рис.6.8). ¬ бассейне поддерживаетс€ посто€нный уровень; дл€ этого через систему затворов подаетс€ такой расход "сырой" воды, чтобы компенсировать расход инфильтрации через дно бассейна. «на€ подаваемый объем воды †за врем€ можно рассчитать интенсивность инфильтрации из бассейна:

где †- площадь дна бассейна.

¬ зависимости от состава пород в зоне аэрации величина инфильтрации может составл€ть 0.2 - 3 м/сут, т.е. при площади дна бассейна 5 тыс. кв.м расход инфильтрации может составл€ть 1 - 15 тыс. куб.м/сут.

–ис.6.8. ѕринципиальна€ схема системы искусственного пополнени€ с помощью инфильтрационных бассейнов

†ќсновна€ проблема эксплуатации инфильтрационных бассейнов - неизбежна€ кольматаци€ отложений в дне бассейна, несмотр€ на специальную водоподготовку (снижение мутности до 5-20 мг/л). ¬ыдел€ют три механизма кольматации:

механическа€ - образование поверхностного наилка на дне бассейна и задержка взвешенных частиц в порах придонного сло€ (0.1 - 0.5 м) отложений зоны аэрации;

физико-химическа€ - за счет выпадени€ осадка в виде карбонатов и сульфатов кальци€, гидроокислов железа и марганца и др.;

биологическа€ - за счет де€тельности бактерий, развити€ планктона (сине-зеленых водорослей). †

¬ св€зи с развитием процессов кольматации скорость инфильтрации из бассейна довольно быстро снижаетс€ (рис.6.9) и через некоторое врем€ работа бассейна становитс€ малоэффективной. ƒлительность так называемого фильтроцикла составл€ет в разных услови€х 3 - 6 мес€цев (иногда более), после чего производитс€ чистка бассейна путем механического удалени€ закольматированных донных отложений с последующей подсыпкой фильтрующей гравийно-песчаной смеси. Ќа период чистки в работу запускаетс€ резервный бассейн.

— целью более длительного сохранени€ фильтрующей способности донных отложений производитс€ высадка в бассейнах водной растительности (камыш, рагоз и др.). ѕри этом дополнительно улучшаетс€ очистка воды; так, например, камыш не только разрыхл€ет грунт дна, повыша€ его фильтрационные свойства, но и поглощает фенолы, хлор и др.

–ис.6.9. »зменение скорости инфильтрации из бассейнов во времени

†¬ св€зи с существованием слабопроницаемой пленки инфильтраци€ из бассейнов почти всегда имеет характер "дождевани€" (аналогично фильтрации из несовершенной реки при отрыве уровн€ от подошвы экрана). ѕоэтому в расчетных схемах инфильтрационные бассейны следует рассматривать как граничные элементы с условием 2-го рода (заданный расход инфильтрации - с реальной динамикой во времени, либо в осредненных по времени величинах).

»нтересный и практически важный вопрос - оценка эффективности »ѕ«, которую логично оценивать с помощью специального коэффициента:

,

где †- соответственно дебит водозабора без пополнени€ и при наличии пополнени€; †- расход воды, поступающий из бассейнов в пласт.

’арактерна€ схема водозаборного сооружени€ - линейный р€д скважин вдоль реки с параллельной системой инфильтрационных бассейнов. ≈сли рассматривать линейную структуру потока (по ленте тока шириной 1 м - рис.6.8), то

где †- погонный водоотбор из эквивалентной траншеи с уровнем ; †- погонный расход инфильтрации из бассейнов.

Ѕалансова€ структура стационарного водоотбора без пополнени€ †(рис.6.10, 11).

ƒва варианта взаиморасположени€ водозабора и инфильтрационных бассейнов

1 вариант - инфильтрационные бассейны расположены за линией водозаборного р€да (рис.6.10).

ћожно уверенно считать, что при подъеме уровней под бассейном величина естественного расхода †практически не изменитс€, так как область питани€ находитс€ достаточно далеко и относительно небольшое повышение уровней не повли€ет на величину инфильтрационного питани€. ¬еличина привлечени€ из реки тоже не изменитс€ (), так как сохран€ютс€ отметки Hг и Hс (Hл). ѕоэтому при наличии »ѕ«:

–ис.6.10. ¬ариант 1

†2 вариант - инфильтрационные бассейны размещены между рекой и водозаборным р€дом.

Ќа рис.6.11 видно, что в этих услови€х расход †также не мен€етс€, но величина привлечени€ из реки совершенно очевидно изменитс€ в св€зи с подъемом уровней между рекой и водозабором ().

–ис.6.11. ¬ариант 2

ѕоэтому уравнение баланса будет иметь вид . „тобы оценить реальные значени€ χ в этих услови€х, сделаем некоторые преобразовани€.

¬о-первых, на разрезе видно, что .

¬о-вторых, запишем выражени€ дл€ всех расходов по формулам дл€ линейной структуры потока (при этом используем схему с независимой проводимостью, хот€ реально это, скорее всего, не так; однако, дл€ студентов не должно составить затруднени€ переписать нижеследующие построени€ дл€ схемы однородного по вертикали потока).

Ёкстремальные значени€: при .

ƒл€ несовершенных рек в величины †следует добавить эквивалентную длину .

¬ывод из рассмотренных вариантов очевиден: при проектировании систем »ѕ« следует стремитьс€ расположить инфильтрационные сооружени€ так, чтобы их действие (сопровождающеес€ подъемом уровней под ними) минимально отражалось на уже сложившихс€, действующих естественных источниках балансового обеспечени€ водоотбора.

—писок литературы

ƒл€ подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://geo.web.ru/

»скусственное пополнение эксплуатационных запасов подземных вод ¬ынужденна€ мера, если эксплуатационный водоотбор не обеспечиваетс€ естественными источниками формировани€ Ё«, т.е. в процессе эксплуатации происходит перепонижение уровней в во

 

 

 

¬нимание! ѕредставленный –еферат находитс€ в открытом доступе в сети »нтернет, и уже неоднократно сдавалс€, возможно, даже в твоем учебном заведении.
—оветуем не рисковать. ”знай, сколько стоит абсолютно уникальный –еферат по твоей теме:

Ќовости образовани€ и науки

«аказать уникальную работу

—вои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru