Посібник деталізує процеси вишукувань, проектування та будівництва систем для штучного поповнення запасів підземних вод. Документ регулює створення підземних водосховищ у межах сільськогосподарського водопостачання згідно з нормами ВБН.
При проектуванні слід враховувати специфіку розрахунку інфільтраційних споруд для запобігання забрудненню водоносних горизонтів та руйнуванню конструкцій. Необхідно забезпечити герметичність каптажних споруд та безпеку обслуговування підземних систем.
Download document
.docx format · available to registered users
1
Державний комітет України по водному господарству
Посібник до ВБН 46/33-2.5-5-96 “Сільськогосподарське водопостачання. Зовнішні мережі і споруди. Норми проектування”
Державний комітет України по водному господарству
Посібник до ВБН 46/33-2.5-5-96 “Сільськогосподарське водопостачання. Зовнішні мережі і споруди. Норми проектування”
РозробленийВАТ Український головний проектно-
розвідувальний та науково-дослідний
інститут меліоративного і водогоспо-
дарського будівництва "Укрводпроект"
(Дупляк В.Д., к.т.н., проф., акад.. АБУ - керівник; Аліферов А.М. , Новосельський Ф.А., к.г.-м.н.- відповідальні виконавці)Схвалений
секцією “ Науково-технічного забезпечення, проектних та будівельних робіт” науково-технічної ради Держводгоспу України (протокол №3 від 15 березня 2005 року)
Внесений Науково-технічним відділом ВАТ “Укрвод-проект”
ЗатвердженийНаказом ВАТ “Укрводпроект”
від 22 березня 2005 р.
№ 11-0
та введений в дію з 1 квітня 2005 р.Введений вперше
Посібник “Проектування систем штучного поповнення підземних вод. Підземні водосховищ” розроблено в розвиток ВБН 46/33-2.5-5-96 “Сільськогосподарське водопостачання. Зовнішні мережі і споруди. Норми проектування”, які затверджені Мінсільгосппродом України і Держводгоспом України та введені в дію 1 січня 1997 р.
Викладено особливості вишукувань, проектування, будівництва нових і реконструкції наявних систем штучного поповнення підземних вод.
В Посібнику розглядаються загальні питання і завдання поектування штучного поповнення підземних вод, типи і конструкції інфільтраційних споруд і методи їх розрахунку, водозабірні (каптажні ) споруди і особливості їх розрахунку в системах ШППВ, методи прогнозу якості води, яка формується внаслідок взаємодії інфільтраційних (поверхневих) вод з природними підземними водами, висвітлюються питання вишукувань і досліджень для обгрунтування проектів систем ШППВ.
Посібник складений на підставі узагальнення вітчизняного та закордонного досвіду та наукових досліджень, виконаних по даній проблемі.
Посібник призначений для застосування проектними, вишукувальними і виробничими організаціями при вирішенні проблем господарсько-питного, промислового, сільськлгосподарського водопостачання, захисту підземних вод від вичерпання та забруднення, розробці проектів комплексного використання водних ресурсів.
Терміни та визначення, прийняті в цьому Посібнику, наведено в додатку А, основні літерні позначення – в додатку Б. Перелік посилань на нормативні документи наведено в додатку В.
1.1 Призначення, суть методу штучного поповнення підземних вод (ШППВ) і умови його застосування
.1 Суть методу ШППВ полягає в переведенні поверхневої води в підземні водоносні горизонти через спеціально влаштовані інфільтраційні споруди або природні зниження рельєфу (басейни, канали та ін.).
Як джерело штучного поповнення запасів підземних вод можуть бути використані поверхневі води річок, водосховищ, озер, каналів, а в окремих випадках також шахтні та дренажні води і деякі інші види незабруднених стічних вод. Джерелом поповнення водоносного горизонту може слугувати також другий водоносний горизонт.
На одному і тому ж об'єкті залежно від пори року для поповнення може використовуватись постійний і тимчасовий поверхневий стік.
1.1.2 ШППВ – комплекс інженерних заходів для переведення поверхневого (підземного) стоку у підземні горизонти з його очищенням і подальшим використанням.
Застосування ШППВ дає можливість:
- створити нові підземні водозабори;
- підвищити продуктивність діючих підземних водозаборів;
- усунути процеси вичерпання ресурсів підземних вод;
- повністю або частково виключити будівництво очисних споруд і, відповідно, їх експлуатацію в системі водопостачання;
- одержати воду зі сталим температурним режимом і сталими якісними показниками;
- захистити водоносні горизонти, які експлуатуються, від інгресії засолених та забруднених вод;
- усунути безповоротні витрати води на випаровування порівняно з поверхневими джерелами водопостачання;
- підвищити надійність джерел водопостачання у випадку надзвичайних ситуацій.
Характеристика систем ШППВ наведена в таблиці 1.1.
3. Найсприятливіші умови для ШППВ спостерігаються в районах з теплим та помірним кліматом, при використанні озер та річок як джерел поповнення, які мають достатній стік впродовж року і потрібну якість води, при експлуатації безнапірного водоносного горизонту, складеного добре проникними породами (якщо виключена можливість його забруднення), при малих потужностях покривних слабкопроникних відкладів та відсутності в водоносному горизонті витриманих прошарків слабкопроникних грунтів.
Доцільність застосування методу ШППВ з урахуванням перелічених факторів установлюється на підставі техніко-економічних розрахунків.
1.1.4 Підземні водосховища (ПВ) - це природна або штучно створена ємкість у гірських породах з комплексом інженерних споруд, достатніх для сезонного та багаторічного регулювання поверхневих (підземних) водних ресурсів.
1.1.5 Створення підземних водосховищ дасть змогу:
- регулювати і перерозподіляти водні ресурси;
- збільшити експлуатаційні ресурси діючих і перспективних водозаборів;
- порівняно з поверхневим джерелом водопостачання підвищити надійність водозабору;
- поліпшити якість води, яка споживається;
- звести до мінімуму площу відчуження земель при створенні нових джерел водопостачання;
- підвищити захищеність джерела водопостачання від зовнішніх впливів, у тому числі у випадку надзвичайних ситуацій;
- скоротити до мінімуму безповоротні витрати води на випаровування, що має особливе значення у посушливих районах і при обмежених водних ресурсах.
Штучне поповнення підземних вод може використовуватись як при поповненні природних грунтових потоків та геологічних структур (ПВ), так і при штучних інженерних заходах.
Принципову схему системи штучного поповнення підземних вод наведено на рисунку 1.1.
1.2 Принципові схеми ШППВ
1.2.1 Принципові схеми ШППВ визначаються головним чином природними умовами, а також особливостями експлуатації водоносних горизонтів.
Рисунок 1.1 - Принципова схема системи штучного поповнення підземних вод:
1 - джерело поповнення; 2 - насосна станція першого підйому; 3 - споруди попереднього очищення підземних вод; 4 - водовід; 5 - інфільтраційні споруди; 6 - водозабір підземних вод; 7 - напірний водовід; 8 - установка для знезараження води; 9 - резервуар чистої води; 10 - насосна станція другого підйому; 11- споживачВиділяються два типи систем ШППВ:
· Безнапірні відкриті системи. Поповнення верхнього безнапірного водоносного горизонту шляхом подачі сирої води у відкриті інфільтраційні споруди через штучні або природні фільтри;
· Напірні закриті системи. Поповнення водоносних горизонтів, ізольованих від поверхні практично водонепроникними грунтами значної потужності або водоносними відкладами, які містять безнапірні підземні води і відокремлені від основного експлуатованого шару слабкопроникним шаром. Поповнення запасів в цій схемі здійснюється закритими інфільтраційними спорудами(свердловини, шахтні колодязі, галереї,променеві водозабори).
Проміжним між двома попередніми є комбінований метод. Він застосовується у разі наявності відкритої фільтрувальної поверхні, відокремленої від основного водоносного горизонту шаром водонепроникних порід (глини, важкі суглинки).
1.2.2 Класифікацію систем ШППВ наведено в таблиці 1.1.
1.2.3 На рисунку 1.2 представлена найпоширеніша типова схема. На рисунку 1.3 наведено схеми підземних водосховищ, які влаштовуються за наявності природних водонепроникних виступів, які обгороджують поповнюваний горизонт (рисунок 1.3, а) або штучно створюваних непроникних завіс-діафрагм, стінок у грунті (рисунок 1.3, б).
На рисунку 1.4 відображено випадок створення шляхом інфільтрації лінз прісних вод у водоносних горизонтах, які містять підземні води підвищеної мінералізації. Така схема є характерною для умов аридних областей.
Відбирання води з лінз здійснюється за допомогою свердловин. Одночасно з відкачуванням прісних вод відкачуються солоні води (щоб уникнути підтягування їх в свердловини, призначені для відбирання прісних вод).
1.2.4 При реалізації другої схеми ШППВ як інфільтраційні споруди в більшості випадків використовуються свердловини (або колодязі). Можна виділяти власне вбирні свердловини, які забезпечують безпосереднє надходження сирої води після відповідної підготовки у водоносний шар, що експлуатується (рисунок 1.5).
В багатьох випадках свердловини (і колодязі) мають характер дренажно-вбирних. Цими свердловинами дренуються верхні горизонти, які не експлуатуються, води яких переводяться в нижчі водоносні горизонти, які експлуатуються.
Верхній водоносний горизонт при цьому може поповнюватися за рахунок фільтрації річкових вод (рисунок 1.6) або з відкритих інфільтраційних споруд (рисунок 1.7).
Таблиця 1.1 – Класифікація систем ШППВ
Розпізнавальні ознакиХарактеристики 1. За призначеннямВодопостачання, зрошення земель, водоохоронні та природоохоронні заходи
2. Масштабність завдань, що ви-
рішуютьсяРегіон, річковий басейн, геоморфологічна структура, адміністративна територія (місто, селище промислове та сільськогосподарське підприємство), окремі об'єкти
3. Геоструктурні, геологічні, гідрогеологічні умовиСучасна річкова долина, похована річкова долина, артезіанський басейн, міжгірська западина, конус виносу передгірського шельфу, масиви тріщинувато-карстових порід, піщано-фоновий масив
4. Джерела поповненняРічки, озера, канали, водосховища, ставки, підземні води, технологічні скидні води
5. Режим регулюванняДобове, тижневе, декадне, місячне, сезонне, річне, багаторічне
6. Метод поповненняБезнапірна інфільтрація, напірна інфільтрація, комбінована система
7. Способи попередньої водопід-
готовкиБез водопідготовки, відстоювання води, повільні фільтри, заходи для видалення окремих забруднень, повний комплекс водопідготовки н
