PL229931B1 - System regulacji poziomu wody podziemnej - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest system regulacji poziomu wody podziemnej, w szczególności regulacji poziomu wody deszczowej w kanale odwadniającym, który charakteryzuje się tym, że zawiera wykonane w obszarze powierzchni nieutwardzonego gruntu (1) z kapilarami gruntowymi (12) w pewnej odległości od siebie: jedną studnię kontrolną (6) z wodą podziemną (5) i co najmniej jeden kanał odwadniający (2) z wodą deszczową (4), do którego zamocowana jest co najmniej jedna przegroda nieprzepuszczalna (3), na której górnej stronie wykonany jest co najmniej jeden przelewowy rowek bezpieczeństwa (31) i co najmniej jeden otwór przepustowy (32), w którym jest zamontowany co najmniej jeden regulator poziomu (33), przy czym kanał odwadniający (2) jest połączony z obszarem wody podziemnej (5) przez przesączenie (11) i kapilary gruntowe (12).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotowy wynalazek dotyczy systemu regulacji poziomu wody podziemnej, w szczególności w wyniku regulacji poziomu wody deszczowej w kanale odwadniającym, w celu rewitalizacji ekosystemu i zwiększenia zasobów wód podziemnych.

Od połowy minionego stulecia na terenach nizinnych i równinnych wybudowano kanały odwadniające, które zapewniają odprowadzenie wody deszczowej. Ich tworzenie skutkowało osuszaniem tych kanałów, stopniowym obniżaniem zasobów wód podziemnych, przegrzewaniem i osuszaniem gleby, wynikiem czego był niedobór wilgoci na tych terenach, a w przypadku opadów deszczu - również częstsze występowanie powodzi.

Z czeskiego wzoru użytkowego nr 16 056 zatytułowanego „Zapora wodna” znane jest rozwiązanie techniczne, w którym na powierzchni zbocza ułożony jest materiał kryjący, który przechodzi przez koronę zapory wodnej i zachodzi na część podstawy zapory wodnej, przy czym materiał kryjący, który jest przymocowany do zapory wodnej w rejonie podstawy zbocza ma kształt pasów, które są ułożone prostopadle do osi zapory wodnej i każdy pas od niższego miejsca korony zapory wodnej lub od środka zapory wodnej zachodzi na pas sąsiedni. Wadą tego rozwiązania technicznego jest fakt, że nie rozwiązuje ono problemu regulacji poziomu wody w obrębie zapory ani poziomu wód podziemnych.

Inne znane rozwiązanie techniczne jest opisane w czeskim wzorze użytkowym nr 17 704 zatytułowanym „Urządzenie do uzyskiwania spadku wody przy wykorzystaniu energii wodnej”, w którym rurociąg łączący miejsca o różnych poziomach na cieku wodnym jest ułożony bezpośrednio w korycie rzeki, na brzegu lub w jego pobliżu, przy czym na wejściu rurociągu z poziomem wyższym przewidziany jest obiekt umieszczony nad zaporą. Wadą tego rozwiązania technicznego jest fakt, że nie rozwiązuje ono problemu regulacji poziomu cieku wodnego ani poziomu wód podziemnych.

Kolejnym znanym rozwiązaniem technicznym jest rozwiązanie opisane w czeskim wzorze użytkowym nr 18 987 zatytułowanym „Układ drenażowy, retencyjny i zasilający do regulacji krajowej gospodarki wodnej”, według którego w miejscach usuniętych szybów i części przyległych rurociągów kanału drenażowego ciągłego utworzone są co najmniej dwa tereny podmokłe, przy czym pozostałe części kanału rurociągowego są wprowadzone jako wejścia wody do terenów podmokłych, poszczególne tereny podmokłe są połączone między sobą korytem otwartym i za ostatnim terenem podmokłym, w kierunku przepływu wody, są włączone z powrotem do kanału rurociągowego lub do cieku wodnego, potoku lub rzeki. Wadą tego rozwiązania technicznego jest fakt, że nie rozwiązuje ono problemu regulacji poziomu wód podziemnych.

Kolejne znane rozwiązanie techniczne jest opisane w czeskim wzorze użytkowym nr 21 754 zatytułowanym „Element regulacyjny w systemach odwadniających”, w którym kryza i/lub zaślepka są wstawione w szczelinie rurek drenażowych systemu odwadniającego, gdzie kryza jest wykonana w formie płytki z otworem, a zaślepka płytki z uchwytem, przy czym wielkość i kształt otworu jest określona zależnie od wysokości wody drenażowej i przepływu drenażowego przy przepływie minimalnym, maksymalnym lub średnim. Wadą tego rozwiązania technicznego jest fakt, że nie rozwiązuje ono problemu regulacji poziomu w systemie ani poziomu wód podziemnych.

Inne znane rozwiązanie techniczne jest opisane w czeskim wzorze użytkowym nr 22 386 zatytułowanym „Powiększenie zasobów wód podziemnych w połączeniu ze środkami ochrony przeciwpowodziowej”, gdzie na rzece są tworzone sztuczne kanały ze spadkiem, oddzielone od rzeki wałem. Kanały te są zakończone w strefie przed wałem, gdzie wykonane są odwierty infiltracyjne, lub są zakończone zasobnikiem. Wadą tego rozwiązania technicznego jest fakt, że konieczne jest wybudowanie kolejnych sztucznych kanałów, które zwiększają problem niskich zasobów wód podziemnych. Kolejną wadą rozwiązania jest to, że nie rozwiązuje ono problemu regulacji poziomu wód podziemnych.

Inne znane rozwiązanie jest opisane w czeskim rejestrze patentowym pod nr 302 474 zatytułowanym „Urządzenie do regulacji gospodarki wodnej w systemach polderowych”, gdzie napęd otwieranego wypływu wody z polderu jest sterowany bezpośrednio lub za pośrednictwem układu sterującego, przy pomocy co najmniej jednego czujnika poziomu, czujnika brzegowego, czujnika opadowego, czujnika melioracyjnego, czujnika skażenia, czujnika przepływu, a przepływ wody melioracyjnej i/lub przepływ wody powierzchniowej lub wody gruntowej może być regulowany kolejną otwieralną zasuwą z napędem, przy czym przy zamknięciu zasuwy, dopływ jest przepuszczany przez obejście do cieku wodnego, w wyniku czego urządzenie kompleksowo reguluje gospodarkę wodną w polderze i chroni przed jego wysuszeniem. Wadą tego rozwiązania są duże wymogi techniczne i wysokie koszty wykonania.

PL 229 931 B1

Kolejne znane rozwiązanie jest opisane w europejskim rejestrze patentowym pod nr EP 05 019 003.2 zatytułowanym „Urządzenie gospodarki wodnej do regulacji wody deszczowej”, w którym między pionowe słupy stabilizacyjne są wsuwane panele przeciwpowodziowe oraz w żelbetowej płycie fundamentowej są osadzone pionowe słupki stabilizacyjne i próg oporowy, przy czym na krawędzi dolnej każdego panelu przeciwpowodziowego jest umieszczona elastyczna pozioma listwa uszczelniająca z wyprofilowanymi rowkami, które mają działanie samozaciskowe i dociskają poziomo listwę uszczelniającą do panelu przeciwpowodziowego, przy czym między słupkiem stabilizacyjnym a łącznikiem sąsiadujących paneli przeciwpowodziowych, do słupka stabilizującego przymocowana jest listwa zaciskowa z elastyczną pionową listwą uszczelniającą, a panele przeciwpowodziowe są przymocowane do słupków stabilizujących przy pomocy pałąków, których ramiona przechodzą przez otwory montażowe sąsiadujących paneli przeciwpowodziowych. Wadą tego rozwiązania technicznego jest fakt, że nie rozwiązuje ono problemu regulacji poziomu wód podziemnych.

Powyższe wady zostają w znacznej mierze wyeliminowane za sprawą stanowiącego istotę przedmiotowego wynalazku systemu regulacji poziomu wody podziemnej, w szczególności w wyniku regulacji poziomu wody deszczowej w kanale odwadniającym, który charakteryzuje się tym, że zawiera wykonane w obszarze powierzchni nieutwardzonego gruntu z kapilarami gruntowymi w pewnej odległości od siebie jedną studnię kontrolną z wodą podziemną i co najmniej jeden kanał odwadniający z wodą deszczową, do którego zamocowana jest co najmniej jedna przegroda nieprzepuszczalna, na której górnej stronie wykonany jest co najmniej jeden przelewowy rowek bezpieczeństwa i co najmniej jeden otwór przepustowy, w którym jest zamontowany co najmniej jeden regulator poziomu, przy czym kanał odwadniający jest połączony z obszarem wody podziemnej przez przesączenie i kapilary gruntowe.

Wynalazek zilustrowano przykładem wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie widok boczny systemu regulacji poziomu wody deszczowej w kanale odwadniającym, a fig. 2 przedstawia schematycznie widok z góry systemu regulacji wysokości poziomu wody deszczowej w kanale odwadniającym oraz poziomu wody podziemnej.

P r z y k ł a d 1

System regulacji poziomu wody podziemnej, w szczególności w wyniku regulacji poziomu wody deszczowej w kanale odwadniającym, przedstawiony na figurze fig. 1, obejmuje obszar powierzchni nieutwardzonego gruntu 1 z kapilarami gruntowymi 12. W obszarze powierzchni nieutwardzonego gruntu 1 wykonany jest kanał odwadniający 2, który służy do wychwytywania wody deszczowej 4. Ściany kanału odwadniającego 2 przecinają kapilary gruntowe 12 i zapewniają przesiąkanie wody deszczowej 4 przez przesączenie 11 i kapilary gruntowe 12 do obszaru wody podziemnej 5. Przesączenie 11 i kapilary gruntowe 12 służą do wyrównania poziomu wody podziemnej 5 z poziomem wody deszczowej 4 w kanale odwadniającym 2. Do kanału odwadniającego 2, jak przedstawiono na rysunku fig. 2, jest zamocowana nieprzepuszczalna przegroda 3, która jest wykonana z materiału nieprzepuszczalnego. Na górnej części nieprzepuszczalnej przegrody 3 jest wykonany jeden otwór przepustowy 32. Do otworu przepustowego 32, jak przedstawiono na rysunku fig. 1, jest przymocowany jeden regulator poziomu 33. Regulator poziomu 33 zabezpiecza przed zwrotnym napływaniem wody podziem nej 5 przez przesączenie 11 i kapilary gruntowe 12 do kanału odwadniającego 2. Regulator poziomu 33 zapewnia ustawienie wysokości poziomu wody deszczowej 4 w kanale odwadniającym 2. Regulator poziomu 33 zapewnia równocześnie regulację poziomu wody podziemnej 5, na drodze przesiąkania wody deszczowej 4 przez przesączenie 11 i kapilary gruntowe 12 do obszaru wody podziemnej 5. W górnej części przegrody nieprzepuszczalnej 3 wykonany jest rowek przelewowy 31, który służy do odprowadzania nadwyżki wody deszczowej 4 w kanale odwadniającym 2, w szczególności podczas opadów i topnienia śniegu. W obszarze powierzchni nieutwardzonego gruntu 1, w odległości około 70 m, wykonana jest studnia kontrolna 6, która jest przeznaczona do sprawdzania wysokości lustra wody podziemnej 5. Studnia kontrolna 6 jest napełniana wodą podziemną 5 przez przesączenie 11 i kapilary gruntowe 12.

System regulacji poziomu wody podziemnej według wynalazku można wykorzystać do znaczącego zwolnienia spływu wód podziemnych z gruntu, uzupełnienia zasobów wód podziemnych, a tym samym poprawy stanu hydrologicznego terenów równinnych i nizinnych, ochrony przed suszą i powodziami, zwiększenia biodywersyfikacji, stabilizacji klimatu i złagodzenia wahań klimatu, dzięki czemu oprócz nasączania gleby i zwiększania zasobów wód podziemnych, będzie dochodzić do bardziej równomiernej dystrybucji wód deszczowych. Rozwiązanie techniczne według wynalazku można wykorzystać w czasie powodzi w celach prewencyjnych oraz w czasie suszy w celu zapobiegania efektom przesuszenia, to znaczy do utrzymywania w dobrym stanie terenów nizinnych i równinnych, do

PL 229 931 Β1 zadawalającego opanowania wahań poziomów wód opadowych oraz zabezpieczenia dostatecznej ilości źródeł wody w kraju. Zastosowanie rozwiązania technicznego według wynalazku zapewni przywrócenie naturalnych funkcji terenu, polegających na dystrybucji wody opadowej.

Claims (1)

1. System regulacji poziomu wody podziemnej, w szczególności w wyniku regulacji poziomu wody deszczowej w kanale odwadniającym, znamienny tym, że zawiera wykonane w obszarze powierzchni nieutwardzonego gruntu (1) z kapilarami gruntowymi (12) w pewnej odległości od siebie jedną studnię kontrolną (6) z wodą podziemną (5) i co najmniej jeden kanał odwadniający (2) z wodą deszczową (4), do którego zamocowana jest co najmniej jedna przegroda nieprzepuszczalna (3), na której górnej stronie wykonany jest co najmniej jeden przelewowy rowek bezpieczeństwa (31) i co najmniej jeden otwór przepustowy (32), w którym jest zamontowany co najmniej jeden regulator poziomu (33), przy czym kanał odwadniający (2) jest połączony z obszarem wody podziemnej (5) przez przesączenie (11) i kapilary gruntowe (12).