Искусственное восполнение запасов подземных вод

Под искусственным восполнением подземных вод следует пони­мать систему инженерных мероприятий по дополнительному пита­нию водоносного" горизонта и увеличению ресурсов воды за счет фильтрации. Это достигается нагнетанием воды в водоносные плас­ты через скважины или копаные колодцы, строительством прудов, инфильтрационных бассейнов, временным затоплением террито­рии, строительством водозаборов,вблизи рек, озер и водохранилищ (инфильтрационные водозаборы). Установки для восполнения за­пасов подземных вод включают сооружения трех видов: инфильтра­ционные (скважины, колодцы, галереи, пруды, водохранилища, ка­налы) ; вспомогательные (сооружения для очистки воды, трубопро­воды, насосные станции и т. д.) и каптажные (колодцы, галереи). Вспомогательные и каптажные сооружения такие же, как и при эксплуатации естественных запасов подземных вод. Если вода, подаваемая в подземный водоносный горизонт, содержит глинис­тых частиц менее 10 мг/л, ее предварительно не очищают. При большей величине мутности и повышенной загрязненности подавае­мая вода проходит первоначальную очистку и отмучивание в от­стойных бассейнах, а при мутности более 100 мг/л и бактериологи­ческой загрязненности ее_ч фильтруют через скорые и медленные песчаные фильтры с добавкой или без добавки химических реаген­тов. При наличии в исходной воде повышенного содержания железа и сероводорода она предварительно подвергается естественной аэрации. -

В настоящее время искусственное восполнение запасов подзем­ных вод применяется в СССР, США, странах Европы, Азии, Афри­ки, Латинской Америки. По данным Г. В. Богомолова, В. Н. Гри­горьева и др. исследователей, доля искусственных подземных вод в общем балансе потребляемых водных ресурсов составляет в ФРГ и ГДР более 30%, Швейцарии и Голландии —25%, США и Голландии — 24%, Англии и Швеции 12—19%.

На территории СССР первая установка по искусственному вос­полнению подземных вод относится к 1891 г. В результате меро­приятий по восполнению запасов подземных вод, выполненных под руководством инженера Ф. И. Владимирского, производительность водопровода г. Арзамаса была увеличена в три раза.

В СССР, США, Франции, ФРГ, Швеции и .других странах ис­кусственное пополнение подземных вод наиболее широко осущест­вляется через постоянные или временные водохранилища для за­держки вод поверхностного стока и фильтрации воды из них^в во­доносный пласт через верхние слои. С помощью таких водохрани­лищ для ряда районов могут решаться две задачи — регулирова­ние паводков и увеличение запасов подземных вод.

Большое количество временных водохранилищ для пополнения запасов подземных вод имеется в неглубоких долинах Африки, Ин­дии и других стран. Поступление вод поверхностного стока в во-

2&5

доносныи пласт можно значительно увеличить путем устройства специальных борозд и поглощающих колодцев. По данным Ф. Дик-си (1959), в Швейцарии временные водохранилища, сооружаемые на песчано-гравелистых породах, с 1 км² поглощали в сутки до 3,6 млн. м³ воды. По его же данным, полная очистка воды от за­грязнения наблюдалась при горизонтальном движении в течение двух месяцев на расстояние 152—244 м. При увеличении времени движения до 6 месяцев летние и зимние температуры воды вырав­нивались.

Устройство инфильтрационных водохранилищ требует специаль­ных исследований по определению коэффициента фильтрации, сте­пени возможности заиления грунтов водохранилища, мощности водоносного пласта, химического состава подземной и поверхност­ной воды, направления подземного потока, а также геологии и геоморфологии района будущего водоема.

Для усиления пополнения запасов подземных вод и их охраны специалисты СССР и зарубежных стран считают необходимым об­лесение районов питания подземных вод.

В настоящее время сооружения по искусственному восполнению запасов подземных вод работают в Прибалтийских республиках, Белоруссии, различных районах Украины, РСФСР и республиках Средней Азии. Наиболее крупная установка более 20 лет работает в одном из районов Латвийской ССР. Здесь сооружены инфильтра-ционные бассейны глубиной 3 м и общей площадью свыше 150 тыс. м². Откосы бассейнов закреплены цементными плитами. Для отвода поверхностного стока на некотором расстоянии от бас­сейнов проложены цементные канавы.

В ряде районов Литовской ССР работают водозаборы с искус­ственной инфильтрацией воды, подаваемой из рек и озер через песчаные грунты. Мутность исходной воды колеблется от 20 до 30 мг/л, скорость инфильтрации 0,45 м/сут. Площадь отдельных бассейнов от 4000 до 5000 м². Продолжительность фильтроцикла 9—10 месяцев. По истечении цикла слой заиленного песка (15 см) заменяют слоем среднезернистого песка. Установлено, что наиболь­ший эффект инфильтрации наблюдается в первые 3 месяца с нача­ла заполнения водозабора.

В США, кроме открытых сооружений, для перевода поверхност­ного стока в подземный используются поглощающие скважины, про­изводительностью от 3 до 60 л/с. Для открытых сооружений характер­но большое разнообразие форм, в том числе сочетание каналов и систем канав с инфильтрационными площадками. Из бассейновых систем наиболее дешевым считается двухбассейновый вариант (Г. В. Богомолов, Ю. Г. Богомолов).

Во всех случаях искусственного восполнения запасов подземных вод требуется тщательное химико-бактериологическое изучение воды, идущей в инфильтрационные бассейны и получаемой из во­дозаборов. В Академии коммунального хозяйства РСФСР разра­ботаны требования по основным показателям к качеству воды,

286

подаваемой на инфильтрационные сооружения, с рекомендацией схем предварительной ее подготовки.

Районы, где осуществляются работы по искусственному воспол­нению запасов подземных вод, объявляются заповедными и для них устанавливаются зоны строгого санитарного режима.