close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7488

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7488
(13) C1
(19)
(46) 2005.12.30
(12)
7
(51) E 02B 3/16
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
BY 7488 C1 2005.12.30
(21) Номер заявки: a 20010052
(22) 2001.01.22
(43) 2002.09.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины " (BY)
(72) Авторы: Жогло Василий Гаврилович;
Федин Виктор Николаевич; Орехова
Людмила Николаевна; Ковалева Анна Васильевна (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Гомельский государственный
университет имени Франциска Скорины " (BY)
(56) SU 1576637 A1, 1990.
SU 1490219 A1, 1989.
SU 1130646 A, 1984.
RU 2052575 C1, 1996.
(57)
1 Способ защиты подземных вод от загрязнения, включающий сооружение контура
дренажных скважин, создание воронки депрессии под источником загрязнения путем откачки подземных вод, отвод дренажных вод по водоводу, отличающийся тем, что в грунтовом водоносном горизонте вне ореола загрязнения на пути его распространения к источникам хозяйственно-питьевого водоснабжения создают, по меньшей мере, один инфильтрационный бассейн, отвод дренажных условно чистых вод осуществляют в
инфильтрационный бассейн, контур дренажных скважин сооружают между одним или несколькими инфильтрационными бассейнами и источником загрязнения, при этом при работе дренажных скважин источник загрязнения и инфильтрационный бассейн или бассейны находятся в пределах воронки депрессии, а при сооружении дренажных скважин их
водоприемную часть размещают ниже слоя слабопроницаемых горных пород, обладающих высокими сорбционными свойствами по отношению к загрязняющим веществам источника загрязнения.
Фиг. 3
BY 7488 C1 2005.12.30
2 Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инфильтрационного бассейна
используют технический водоем с загрязненной водой, а отвод дренажных условно чистых вод осуществляют в технический водоем.
Изобретение относится к охране пресных подземных вод от загрязнения и может быть
использовано при создании и эксплуатации гидротехнических сооружений, предотвращающих загрязнение пресных подземных вод техногенными отходами длительного хранения, занимающих большие площади (шламохранилища, хвостовики и т.д.).
Согласно изобретению, решается задача создания способа защиты подземных вод от
техногенных источников загрязнения длительного действия (например, от отвалов, шламонакопителей, хвостовиков, свалок, животноводческих комплексов и т.п.), расположенных на поверхности земли, в зоне аэрации или в верхней части грунтового водоносного
горизонта в районах распространения осадочных пород, представляющих собой слоистую
систему, состоящую из водоносных и слабопроницаемых слоев.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в снижении издержек эксплуатации защитных гидротехнических сооружений, повышении надежности зашиты пресных подземных вод, уменьшении вредного влияния защитных сооружений на
баланс подземных вод.
Решение указанной задачи и достижение технического результата обеспечивается тем,
что в способе защиты подземных вод от загрязнения, включающем сооружение контура
дренажных скважин, создание воронки депрессии под источником загрязнения путем откачки подземных вод, отвод дренажных вод по водоводу, в грунтовом водоносном горизонте вне ореола загрязнения на пути его распространения к источникам хозяйственнопитьевого водоснабжения создают, по меньшей мере, один инфильтрационный бассейн,
отвод дренажных условно чистых вод осуществляют в инфильтрационный бассейн, контур дренажных скважин сооружают между одним или несколькими инфильтрационными
бассейнами и источником загрязнения, при этом при работе дренажных скважин источник
загрязнения и инфильтрационный бассейн или бассейны находятся в пределах воронки
депрессии, а при сооружении дренажных скважин их водоприемную часть размещают
ниже слоя слабопроницаемых горных пород, обладающих высокими сорбционными свойствами по отношению к загрязняющим веществам источника загрязнения.
Кроме того, в качестве инфильтрационного бассейна используют технический водоем
с загрязненной водой, а отвод дренажных условно чистых вод осуществляют в технический водоем.
В предлагаемом способе защиты подземных вод под источниками техногенного загрязнения понимают преимущественно как территории предприятий в целом, так и места
складирования отходов, хранилища жидких и твердых отходов. При наличии нескольких
мест размещения отходов на территории предприятия применение понятия источник загрязнения может быть осуществлено применительно к совокупности мест загрязнения.
При использовании заявляемого способа предполагается, что созданная с его помощью
система защиты пресных подземных вод входит в очистные и защитные гидротехнические сооружения, размещаемые преимущественно на территории предприятия или нескольких предприятий, осуществляющих их совместную эксплуатацию.
Новым в способе является применение в качестве элемента защиты инфильтрационного бассейна (нескольких бассейнов), сооружаемого(-ых) в грунтовом водоносном горизонте. При малых мощностях грунтового водоносного горизонта возможно врезание в нижележащие пласты. При расположении инфильтрационного бассейна(-ов), согласно изобретению, в области действия воронки депрессии жидкость из бассейна(-ов) интенсивно
проникает в межпластовый водоносный горизонт и вместе с подземными водами создает
2
BY 7488 C1 2005.12.30
поток, направленный к источнику загрязнения, что повышает надежность защиты подземных вод.
Защита от загрязнения осуществляется при этом как с помощью дренажа, так и за счет
гидравлической завесы, создаваемой инфильтрационным(-и) бассейном(-ами).
Инфильтрационный бассейн необходимо размещать на пути распространения ореола
загрязнения к источнику хозяйственно-питьевого водоснабжения, что дополнительно повышает надежность защиты подземных вод, так как обеспечивает локализацию загрязнения на наиболее опасном и динамичном участке.
Фиг. 1 схематически иллюстрирует защитное гидротехническое сооружение, создаваемое и эксплуатируемое в соответствии с заявляемым способом для защиты водозабора
хозяйственно-питьевого назначения от отходов химического предприятия, вид сверху.
Фиг. 2 иллюстрирует указанное защитное сооружение при больших мощностях грунтового водоносного горизонта, вид в разрезе. При малых мощностях грунтового водоносного
горизонта при сооружении дренажных скважин их водоприемную часть размещают ниже
слоя слабопроницаемых горных пород, обладающих высокими сорбционными свойствами
по отношению к загрязняющим веществам источника загрязнения, что иллюстрируется
фиг. 3 (вид в разрезе).
Гидротехническое сооружение по защите подземных вод представляет собой (фиг. 3)
контур 1 дренажных устройств, образованных скважинами 2 (насосы и трубопроводы на
фигурах не показаны), и инфильтрационный бассейн 3. Позициями обозначены источники
загрязнения 4 с ореолом 5 загрязнения и водозабор 6 хозяйственно-питьевого назначения.
Стрелками показано направление движения водных потоков, а пунктирной линией со
стрелкой - направления отвода откачиваемых вод. Пунктирной линией очерчена граница
ореола 5 загрязнения, а сплошной линией - воронка 7 депрессии, сформировавшаяся в результате работы дренажных 2 и водозаборных 6 скважин.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом. Создают контур 1 дренажных
скважин 2. Скважины 2 сооружают таким образом, чтобы создаваемая ими воронка 7 депрессии захватывала весь ореол 5 загрязнения в плане и исключала нисходящее движение
загрязненных вод в нижележащие водоносные горизонты 11, защиту которых осуществляют. Для этого скважины 2 оборудуют таким образом, чтобы линия контура 1 проходила
между ореолом 5 загрязнения и месторасположением сооружаемого или имеющегося инфильтрационного бассейна 3, а водоприемные части скважин 2 располагают ниже ореола
5 загрязнения у подошвы водоносного горизонта 9. При малых мощностях грунтового водоносного горизонта водоприемную часть скважин 2 оборудуют под слабопроницаемым
слоем 8 (в кровле межпластового водоносного горизонта 9), но выше слабопроницаемого
слоя 10, перекрывающего межпластовый водоносный горизонт 11, из которого осуществляют отбор подземных вод для хозяйственно-питьевого назначения водозабором 6. При
наличии в разрезе слоя или слоев слабопроницаемых горных пород, обладающих высокими сорбционными свойствами по отношению к загрязняющим веществам источника загрязнения, например глин, суглинков, супесей и т.п., откачка вод формирует потоки направленной фильтрации загрязненных вод через слой 8, что дополнительно очищает воды.
При этом инфильтрационный бассейн 3 сооружают в грунтовом водоносном горизонте (при малых мощностях грунтового водоносного горизонта возможно врезание в нижележащие пласты) на пути распространения ореола 5 загрязнения к водозабору (источнику)
6 хозяйственно-питьевого водоснабжения.
При благоприятных геолого-гидрогеологических условиях инфильтрационный бассейн 3 сооружают как технический водоем для сбора загрязненных вод, загрязнения которых могут сорбироваться слабопроницаемыми породами. При наличии на предприятии
технического водоема (сборника сточных и технологических вод, коллектора и т.п.) проектирование защитного сооружения может быть осуществлено с учетом модернизации
уже имеющегося на предприятии технического водоема.
3
BY 7488 C1 2005.12.30
После сооружения контура 1 скважин 2, инфильтрационного бассейна (технического
водоема) 3, всего гидротехнического сооружения производят откачку подземных вод из
скважин 2 и сброс части воды в инфильтрационный бассейн 3. Откачку производят до
формирования под источником загрязнения 4 воронки 7 депрессии. При откачке под действием воронки 7 депрессии формируют поток загрязненных вод, который, пройдя слабопроницаемый слой 8, подвергается очистке за счет его сорбционных свойств. Воронка 7
захватывает весь ореол 5 загрязнения по площади и в разрезе, ее затем поддерживают периодическими откачками. Откачкой подземных вод добиваются, чтобы область воздействия воронки 7 депрессии распространилась до инфильтрационного бассейна 3. При этом
под действием воронки 7 депрессии воды из бассейна 3 усиленно просачиваются в грунт и
формируют в нем поток загрязненных вод, направленный в сторону ореола 5 загрязнения
и слоя 8 и препятствуют распространению загрязненных вод от источника 4 загрязнения.
Пройдя слой 8, загрязненные подземные воды очищаются, а затем откачиваются скважинами 2. Часть чистых и условно чистых вод сбрасывают в инфильтрационный бассейн 3, а
часть подают в систему оборотного водоснабжения предприятия. Ореол 5 загрязнения при
этом локализуется или сокращается. За счет сброса чистых и условно чистых вод в водоем
3 может происходить постепенная очистка вод водоема. Для уменьшения вредного воздействия воронки 7 депрессии заявляемый способ может предусматривать сооружение 1-2
инфильтрационных бассейнов с чистой водой (на фигурах не показаны).
Способ был смоделирован в стационарном режиме и апробирован на гидротехнических защитных сооружениях химического предприятия по производству минеральных
удобрений. Основными источниками загрязнения на данном предприятии являются отходы производства, складируемые на открытом грунте, шламонакопитель и аварийные утечки стоков на промплощадке. Верхняя часть разреза на участке размещения предприятия
представлена грунтовым и межпластовыми подморенным и палеогеновым водоносными
горизонтами. В грунтовом водоносном горизонте под отвалами отходов производства и
цехами предприятия сформировался ореол загрязнения с минерализацией до 30 г/л. В гидрографическом отношении предприятие расположено на водоразделе двух рек, вблизи водозабора хозяйственно-питьевого назначения, что обусловливает нисходящее движение
загрязненных грунтовых вод в межпластовые водоносные горизонты и в сторону водозабора. На предприятии имеется технический водоем площадью 0,43 км2.
Контур дренажа был представлен 10 скважинами, расположенными между техническим водоемом и ореолом загрязнения. Причем ближайшие к водоему 4 скважины находились на расстоянии 30-100 м от него. Скважины глубиной 25-30 м были оборудованы на
верхнюю часть палеогенового водоносного горизонта. Модельными экспериментами установлено, что оптимальная воронка депрессии формируется при работе каждой скважины с дебитом 900 м3/сут. Снижение уровня грунтовых вод на промплощадке предприятия
достигает 3,0-5,0 м, а понижение уровня воды в палеогеновом водоносном горизонте не
превышает 25 м, что меньше глубины залегания кровли палеогеновых отложений. Практически на всей промышленной площадке и большей части территории под отвалами
твердых отходов производства прекращено движение загрязненных подземных вод в нижележащие водоносные горизонты, а также в сторону водозабора.
Поскольку кровля палеогеновых отложений состоит из слабопроницаемых пород, обладающих хорошими сорбционными свойствами, то на основании расчетов и режимных
наблюдений разработан проект модернизации существующих защитных гидротехнических сооружений предприятия, проиллюстрированный на фиг. 3.
Оптимальные параметры систем защиты (установки) определялись гидродинамическими расчетами и на основании режимных наблюдений.
Оценки и испытания систем защиты подземных вод в районе химического предприятия
показали, что предлагаемый способ позволяет получить комплексный эффект, а именно:
4
BY 7488 C1 2005.12.30
очищает сточные воды при их направленной фильтрации в водонасыщенных горных
породах, обладающих высокими сорбционными свойствами;
исключает загрязнение подземных вод за пределами области захвата установки;
позволяет использовать дренажные воды в оборотном водоснабжении и сократить забор поверхностных вод на технологические нужды;
сокращает сброс условно чистых вод в природные объекты;
уменьшает вредное влияние воронки депрессии на состояние грунтовых вод, расположенных вблизи населенных пунктов;
сокращает издержки на эксплуатацию гидротехнических сооружений.
Фиг. 1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
143 Кб
Теги
by7488, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа