4.3.1. Методы восполнения запасов подземных вод
Методы искусственного восполнения запасов подземных вод подразделяют по:
характеру их воздействия на баланс подземных вод;
степени влияния на баланс подземных вод;
целевому назначению восполнения;
техническому осуществлению искусственного восполнения.
По характеру воздействия на баланс подземных вод различают на способы:
увеличения его приходной части (все виды поверхностной и подземной фильтрации, береговые и подрусловые инфильтрационные водозаборы, мероприятия, способствующие накоплению подземного стока и переводу поверхностного стока в подземный);
снижения его расходной части (устройство подземных плотин, увеличение подпора, более интенсивный отбор подземных вод, снижение транспирации и испарения с поверхности земли.
По степени воздействия на баланс подземных вод различают на способы:
сосредоточенного интенсивного воздействия (инфильтрация с помощью бассейнов, прудов, поглощающих скважины и т.п.);
рассчитанные на длительное воздействие на значительных площадях (снегозадержание, орошение, снижение испарения с поверхности, задержание и регулирование поверхностного стока и др.).
По целевому назначению методы искусственного восполнения могут быть:
прямые методы – это непосредственное восполнение или создание запасов подземных вод для целей водоснабжения;
косвенные – это методы искусственного создания запасов подземных вод в результате осуществления других мероприятий, не связанных с водоснабжением (орошение, создание водохранилищ, гидроузлов, каналов и т. д.).
По техническому осуществлению можно выделить два основных способа искусственного восполнения запасов подземных вод:
поверхностная инфильтрация сырой воды;
внутригрунтовая инфильтрация.
В соответствии с этими методами инфильтрационные сооружения систем искусственного восполнения разделяются на два основных типа: открытые (бассейны, пруды, площадки, каналы и др.) и закрытые (скважины, колодцы, галереи).
Выбирая метод искусственного восполнения запасов подземных вод, надо всегда помнить, что он неизбежно предполагает искусственное изменение природных естественно сложившихся условий и процессов и поэтому изменения могут иметь неожиданные последствия. Чрезмерное насыщение водой поверхностных слоев может привести к заболачиванию местности.
Обогащение водоносных пластов недоброкачественными водами может вызвать ухудшение качества воды всего водоносного пласта.
4.3.2. Открытые инфильтрационные сооружения
В качестве открытых инфильтрационных сооружений, служащих для искусственного восполнения запасов подземных вод, чаще всего используют бассейны, каналы, площадки, канавы, борозды, реже – естественные и искусственные понижения рельефа – овраги, балки, высохшие озера, карьеры, пруды. Иногда используют также русла временных и постоянных водотоков, которые для этих целей расчищают, перегораживают валами, земляными перемычками или каменной наброской.
Наиболее применимы для устройства открытых инфильтрационных сооружений районы с непродолжительным периодом отрицательных температур и наличием выходящих на поверхность или неглубоко залегающих водоносных пластов. Устраивают их в отдельных случаях и в районах с суровым климатом, при наличии водоносного пласта с большой регулирующей емкостью.
При расчете открытых инфильтрационных сооружений решаются следующие основные задачи: назначение их габаритных размеров (ширины, длины, глубины) и выбор конструкции; установление режима эксплуатации; прогнозирование их производительности и определение способа их регенерации.
Из всех видов сооружений в системах восполнения запасов подземных вод чаще всего применяют инфильтрационные бассейны. Устраивают их, как правило, прямоугольной формы в плане и трапециевидного поперечного и продольного сечений. Обычно их размеры составляют: ширина по дну 15...30 м и длина 200...400 м, глубина обычно не превышает 3...4 м (чаще 1,5...2,0 м).
При наличии слабопроницаемых отложений, днища бассейнов должны врезаться в хорошо фильтрующие породы на глубину не менее 0,5 м. Общая глубина бассейна от днища до верха откоса должна быть не менее чем на 0,5 м больше его глубины наполнения. Инфильтрационные бассейны устраивают без загрузки дна, если их дно подстилают пески (рис. а), с песчаной (рис. б) и с гравийной загрузкой дна (рис. в). Песчаную или гравийную загрузку дна предусматривают при устройстве бассейнов в гравийно-галечниковых отложениях. Толщина загрузки должна составлять 0,5...0,8 м. Крупность зерен песчаной загрузки 0,5...2 мм, гравийной – 3...8 мм. Для подачи воды в бассейны применяют следующие устройства: один или два водовыпуска, размещенные в середине продольного или торцевого откоса (рис. а); аэрационные каскады (рис. б), устраиваемые на одном или на обоих продольных откосах бассейна; разбрызгивающие сопла, расположенные равномерно на площади бассейна (рис. в).
