Спосіб поповнення запасів підземних вод в депресивній зоні

Реферат: UA 90164 U UA 90164 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель стосується технології штучного поповнення запасів прісних підземних вод, що використовуються для водопостачання та зрошення. Розробка родовищ твердих корисних копалин, як правило, супроводжується значним порушенням природних гідрогеологічних обставин, в т. ч. умов формування ресурсів підземних вод. Гірничі виробки та кар'єри в результаті відкачки води приводять до значного зниження рівня ґрунтових та напірних вод і утворення депресійних воронок. Таким чином, розробка копалин, у тому числі відкритим способом, як правило, призводить до зміни природного режиму або виснаження запасів підземних вод. Для підвищення надійності водопостачання та виключення надзвичайних ситуацій, пов'язаних зі зниженням видобутку води та примусовим обмеженням подачі води, застосовуються заходи, які дозволяють штучно поповнювати та регулювати запаси підземних вод. Штучне поповнення запасів підземних вод дозволяє збільшити продуктивність діючих водозаборів, створити їх принципово нові типові компоновки, а також приймати раціональні рішення при проектуванні зон санітарної охорони водозаборів. Можливість штучного поповнення підземних вод визначається наявністю джерела поповнення та якістю води, гідрогеологічними та кліматичними умовами, особливостями будівництва і експлуатації інфільтраційних споруд. Основна особливість системи штучного поповнення запасів підземних вод полягає в наявності інфільтраційних споруд, що діляться на два типа: відкриті (басейни, канали, штучні водойми та ін.) і закриті (свердловини, колодязі, галереї). Доцільність застосування того або іншого виду інфільтраційних споруд визначається гідрогеологічними, кліматичними умовами ділянки робіт, якістю води в джерелі поповнення, наявністю вільних ділянок землі. Найбільше поширення із всіх закритих інфільтраційних споруд одержали бурові свердловини, які за призначенням та умовами експлуатації можна поділити на наступні типи (див. Плотников Н.А., Алексеев B.C. Проектирование и эксплуатация водозаборов подземных вод. - М.:Стройиздат,1990. - С. 140-141). Перший тип - нагнітальні свердловини, що забезпечують подачу води безпосередньо в експлуатаційний пласт, що експлуатується. Ці свердловини можна експлуатувати як в режимі поглинання, так і в режимі примусового закачування. Нагнітальні свердловини застосовують не тільки для поповнення запасів підземних вод, а також для створення гідравлічних завіс. До другого типу належать дренажно-нагнітальні свердловини, що призначені для дренування верхнього горизонту з подачею води в нижній пласт, або навпаки, для перетоку води з нижнього напірного пласта в верхній безнапірний або менш напірний горизонт. При необхідності дренажно-нагнітальні свердловини можуть бути обладнані водопідіймальним обладнанням і працювати одночасно в режимі поглинання або відкачки. Відомий спосіб поповнення запасів підземних вод, що включає буріння додаткових свердловин на ділянці за межами впливу свердловин основного водозабору й підвищення тиску в водоносному горизонті нагнітанням повітря в додаткові свердловини з одночасним водовідбором із свердловин основного водозабору (див. авт. св. СССР № 1638274, МПК Е03В3/32). При цьому збільшення експлуатаційних запасів підземних вод забезпечується залученням додаткових ресурсів із суміжних ділянок водоносного горизонту за рахунок витіснення води із водовмісних порід повітрям, яке нагнітають під тиском через свердловини, що розташовані в поперечному створі потоку підземних вод. Недоліком відомого способу є мала ефективність при умовах, коли величина відтоку підземних вод за межі впливу водозабору перевищує дефіцит водовідбору із водоносного горизонту. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності поповнення підземних вод шляхом зміни схеми поповнення водоносного горизонту депресійної зони. Поставлена задача вирішується тим, що в способі поповнення запасів підземних вод в депресійній зоні кар'єру, що розташований поблизу населеного пункту, відповідно до якого в зазначеній зоні формують гідравлічну завісу для підвищення тиску в водоносному горизонті шляхом подачі води через свердловини, згідно з корисною моделлю, гідравлічну завісу формують шляхом подачі води із дренажних свердловин, розташованих біля кар'єру, в нагнітальні свердловини, що розташовані біля населеного пункту. Воду подають в еоценовий водоносний горизонт депресійної зони біля населеного пункту або із четвертинного водоносного горизонту біля кар'єру, або із еоценового водоносного горизонту біля кар'єру. 1 UA 90164 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Спосіб ілюструється схемою, на якій на прикладі с. Єристівка Полтавської обл. показана подача води із дренажних свердловин, розташованих біля кар'єру, в нагнітальні свердловини, що розташовані біля населеного пункту. На схемі, яка пояснює спосіб поповнення запасів підземних вод в депресивній зоні, показані: 1 - обвідний канал гідрозахисту кар'єру; 2 - дренажна свердловина на еоценовий водоносний горизонт; 3 - колектор еоценових дренажних вод; 4 - дренажна свердловина на четвертинний водоносний горизонт; 5 - колектор четвертинних дренажних вод; 6 - Єристівський кар'єр, 7 - канал для поповнення четвертинного водоносного горизонту; 8 - нагнітальні свердловини на еоценовий водоносний горизонт, 9 - с. Єристівка, 10 - водозабірна свердловина з четвертинного водоносного горизонту. Спосіб здійснюють таким чином Для створення гідравлічної завіси бурять лінійний ряд нагнітальних свердловин 8 на еоценовий водоносний горизонт на відстані 50-80 м одна від одної біля населеного пункту 9. Воду подають із колектора 5, що збирає воду, видобуту із четвертинного водоносного горизонту з допомогою дренажних свердловин 4, розташованих уздовж кар'єру 6, у зону депресії еоценового водоносного горизонту біля населеного пункту 9. У випадку недостачі води в засушливі періоди року воду можуть подавати із колектора 3 еоценового водоносного горизонту біля кар'єру 6 в зону депресії еоценового водоносного горизонту біля населеного пункту 9 через дренажні свердловини 2. Завдяки такому перерозподілу води в еоценовому горизонті біля населеного пункту створюється підпір (гідрозавіса), який підвищує гідростатичний тиск у еоценовому водоносному горизонті та знижує перетікання води з четвертинного горизонту, тим самим сприяє підвищенню рівня підземних вод в зоні депресії четвертинного водоносного горизонту та утриманні його на необхідному рівні. Промислова придатність способу показана на прикладі с. Єристівка Полтавської обл. В с. Єристівка склалася критична ситуація з питного водопостачання внаслідок діяльності кар'єру ТОВ "Єристівський ГЗК". Зменшення запасів питної води відбувається внаслідок осушення кар'єру, що призводить до поширення депресійної воронки до с. Єристівка. Запропонований варіант з розвідки запасів на віддалених від кар'єру ділянках та подачею води трубопроводом від таких родовищ підземних вод є над затратним. Забір води з р. Дніпро також потребує значних затрат для проектування, погодження та будівництва станцій забору, водопідготовки та перекачки води. Тому запропонований варіант підвищення рівня води в зоні депресії, що утворена навколо кар'єру, відповідно до якого в зазначеній зоні формують гідравлічну завісу для підвищення тиску в водоносному горизонті шляхом подачі води через свердловини. Гідравлічну завісу формують шляхом подачі води із четвертинного водоносного горизонту або з еоценового водоносного горизонту в еоценовий водоносний горизонт через нагнітальні свердловини. Для влаштування гідравлічної завіси бурять лінійний ряд із 6 нагнітальних свердловин на еоценовий водоносний горизонт на відстані 50-80 м. Воду для закачування подають безпосередньо з напірного колектора дренажної системи четвертинного водоносного горизонту Єристівського кар'єру. При недостачі води четвертинного водоносного горизонту воду, що видобута з еоценового водоносного горизонту біля кар'єру, подають в еоценовий водоносний горизонт зони депресії біля с. Єристівка через дренажні і нагнітальні свердловини. Використання запропонованого способу дозволяє скоротити час створення гідрозавіси, обмежити розвиток депресійної воронки поблизу діючого кар'єру, підвищити ефективність заходів із організації водопостачання внаслідок зниження капітальних та експлуатаційних витрат. Запропонований спосіб може бути використаний в будь-якій місцевості, де гірничі виробки та кар'єри в результаті відкачки води призводять до зниження ґрунтових вод і утворення депресивних воронок. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 1. Спосіб поповнення запасів підземних вод в депресивній зоні, що утворена навколо кар'єру, відповідно до якого в зазначеній зоні формують гідравлічну завісу для підвищення тиску в водоносному горизонті шляхом подачі води через свердловини, який відрізняється тим, що гідравлічну завісу формують шляхом подачі води із дренажних свердловин, розташованих біля кар'єру, в нагнітальні свердловини, розташовані біля населеного пункту. 2 UA 90164 U 5 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в зону депресії еоценового водоносного горизонту біля населеного пункту подають воду, видобуту із четвертинного водоносного горизонту біля кар'єру. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в зону депресії еоценового водоносного горизонту біля населеного пункту подають воду, видобуту із еоценового водоносного горизонту біля кар'єру. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3