RU2288329C2 - Method for operating lens of fresh water floating on zonal salty waters - Google Patents
Method for operating lens of fresh water floating on zonal salty waters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2288329C2 RU2288329C2 RU2004138951/03A RU2004138951A RU2288329C2 RU 2288329 C2 RU2288329 C2 RU 2288329C2 RU 2004138951/03 A RU2004138951/03 A RU 2004138951/03A RU 2004138951 A RU2004138951 A RU 2004138951A RU 2288329 C2 RU2288329 C2 RU 2288329C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- lens
- fresh
- zonal
- drain lines
- Prior art date
Links
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000003643 water by type Substances 0.000 title abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 3
- 230000004941 influx Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 9
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 230000005068 transpiration Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Hydroponics (AREA)
- Revetment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам водоснабжения в основном для сельскохозяйственных нужд в аридных зонах.The invention relates to methods of water supply mainly for agricultural needs in arid zones.
В засушливых, маловодных районах, в частности в Прикаспийской низменности, местное население получает пресную воду из колодцев (худуков). Последние располагаются среди открытых, лишенных растительности, барханных песков. Появление здесь пресной воды обусловлено инфильтрацией осадков и формированием «пресных линз» (В.Н.Кунин, 1959, Н.Ф.Кулик, 1979). Такие же линзы формируются под понижениями (лиманами) на глинистых равнинах аридной зоны, где аккумулируется поверхностный сток (М.К.Сапанов, 2004). Пресные линзы формируются и на песчаных пляжах морей.In arid, low-water areas, in particular in the Caspian lowland, the local population receives fresh water from wells (hoods). The latter are located among open, devoid of vegetation, sand dunes. The appearance of fresh water here is due to the infiltration of precipitation and the formation of “fresh lenses” (V.N. Kunin, 1959, N.F. Kulik, 1979). The same lenses are formed under depressions (estuaries) on the clay plains of the arid zone, where surface runoff accumulates (M.K.Sapanov, 2004). Fresh lenses are formed on the sandy beaches of the seas.
Почвогрунты в сочетании с водоупорным горизонтом являются емкостью для накопления и хранения жидкой влаги осадков. В аридной зоне на песках процесс аккумуляции воды осуществляется тогда, когда на участке отсутствует растительность и нет поверхностного стока. В этом случае часть осадков фильтруется через зону аэрации и накапливается в грунтовых водах в виде пресной линзы. Остальная часть годовых осадков расходуется на физическое испарение. В том случае, если на участке появляется растительность, она потребляет накапливаемую влагу на транспирацию и инфильтрация воды к грунтовым водам сокращается или прекращается целиком.Soils in combination with a water-resistant horizon are a capacity for the accumulation and storage of liquid moisture in sediments. In the arid zone on the sands, the process of water accumulation occurs when there is no vegetation on the site and no surface runoff. In this case, part of the precipitation is filtered through the aeration zone and accumulates in groundwater in the form of a fresh lens. The rest of the annual precipitation is spent on physical evaporation. In the event that vegetation appears on the site, it consumes the accumulated moisture for transpiration and the infiltration of water to groundwater is reduced or stopped entirely.
Роль водоупора могут играть зональные, присущие данной местности (O.К.Ланге, 1958), соленые грунтовые воды. Фильтрующаяся пресная вода как имеющая меньшую плотность ложится на соленые воды в виде линзы и не смешивается с ней. В большинстве случаев минерализация воды в пресной линзе 1 -2 г/л, а в зональных грунтовых водах она достигает 30-50 г/л. Верхняя поверхность линзы возвышается над уровнем зональных соленых вод на 0,5-1 м. Площадь линзы зависит от площади открытых, лишенных растительности, песков, под которыми они формируются, или понижений, куда стекают поверхностные воды. Мощность пресных линз меняется от нескольких сантиметров до десятков метров. В России пресные линзы наиболее часто встречаются в Прикаспийской низменности на глубине 2-4 м.The role of water confinement can be played by zonal, inherent in a given area (O.K. Lange, 1958), saline groundwater. Filtered fresh water as having a lower density falls on salt water in the form of a lens and does not mix with it. In most cases, the mineralization of water in a fresh lens is 1–2 g / l, and in zonal groundwater it reaches 30–50 g / l. The upper surface of the lens rises above the level of zonal salt water by 0.5-1 m. The area of the lens depends on the area of open, devoid of vegetation, sands under which they are formed, or depressions where surface water flows. The power of fresh lenses varies from a few centimeters to tens of meters. In Russia, fresh lenses are most often found in the Caspian lowland at a depth of 2-4 m.
Годовой объем воды, которая поступает на формирование линзы на песках, зависит от количества годовых осадков. На песках Северного Прикаспия фильтруется в год 100-150 мм осадков, на Терско-Кумских песках 150-200 мм, что составляет 50-60% величины годовых осадков. По результатам многолетних исследований величина погружаемых осадков в районе г.Волгограда составляет 70% от величины годовых осадков (Н.Ф.Кулик и др., 1996).The annual volume of water that goes into the formation of the lens on the sand depends on the amount of annual rainfall. On the sands of the Northern Caspian, 100-150 mm of precipitation is filtered per year, on the Tersko-Kumsky sands 150-200 mm, which is 50-60% of the annual precipitation. According to the results of many years of research, the amount of submerged precipitation in the Volgograd region is 70% of the annual precipitation (N.F. Kulik et al., 1996).
Эксплуатация пресных линз осуществляется при помощи колодцев или скважин, ими вскрывают только пресный слой грунтовой воды. Однако срок эксплуатации этих водозаборных сооружений невелик и составляет 2-3 года. При заборе воды в колодце или скважине снизу подходит соленая вода и качество питьевой воды ухудшается. Обычно этот колодец забрасывают и рядом копают новый. Для увеличения срока эксплуатации скважин их делают две рядом. По одной откачивают пресную воду, по другой - соленую, не допуская этим подъема соленой воды (Н.Г.Шевченко и др., 1963). Для увеличения стока эксплуатации пресных линз применяют также шахтные колодцы с лучевыми горизонтальными фильтрами. Верхний ярус фильтров размещается в пресной линзе, нижний - в соленой воде. Откачку пресной и соленой воды ведут параллельно (И.Г.Шевченко и др., 1963).The operation of fresh lenses is carried out using wells or wells, they open only a fresh layer of ground water. However, the service life of these water intake facilities is small and is 2-3 years. When taking water in a well or well from below, salt water is suitable and the quality of drinking water is deteriorating. Usually this well is abandoned and a new one is dug nearby. To increase the life of the wells they are made two side by side. Fresh water is pumped out one by one, and salt water by another, thereby preventing the rise of salt water (N.G. Shevchenko et al., 1963). To increase the drainage flow of operating fresh lenses, mine wells with horizontal beam filters are also used. The upper tier of the filters is placed in a fresh lens, the lower - in salt water. Fresh and salt water are pumped out simultaneously (I.G.Shevchenko et al., 1963).
Парные скважины и лучевые горизонтальные фильтры достаточно сложны в строительстве и дороги в эксплуатации. Описанные способы водозабора применяют на мощных пресных линзах, где слой пресной воды достигает десяти метров и более. Маломощные линзы, где слой пресной воды составляет 1-2 м и которые преобладают в Прикаспийской низменности, эксплуатируют при помощи неглубоких колодцев. Но они, как отмечено выше, недолговечны в эксплуатации и имеют малый дебит.Paired wells and horizontal beam filters are quite complicated in construction and roads in operation. The described methods of water intake are used on powerful fresh lenses, where a layer of fresh water reaches ten meters or more. Low-power lenses, where the layer of fresh water is 1-2 m and which prevail in the Caspian lowland, operate with the help of shallow wells. But they, as noted above, are short-lived in operation and have a low flow rate.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - увеличение эксплуатационного дебита воды, получаемой с пресных линз, и существенное практически неограниченное увеличение срока эксплуатации водозаборной системы.The problem to which the claimed invention is directed is to increase the operational flow rate of water obtained from fresh lenses, and a significant almost unlimited increase in the life of the water intake system.
Указанный результат достигается следующим путем.The specified result is achieved in the following way.
На площади пресной линзы или на части ее создают дренажную сеть в виде трубчатых дрен с запорным устройством на их выходе. Сеть устраивается на уровне зональных соленых грунтовых вод, расположенных вокруг линзы. В нижней точке сети располагают водосборник в виде емкости без дна. Фильтрующаяся пресная вода осадков собирается в дрены и сбрасывается в водосборник, откуда они используются для хозяйственных нужд. Объем отбираемой воды не должен превышать 50-60% от величины годовых осадков. Этим обеспечивается неистощительное использование пресной воды. В случае поступления из какой либо дрены соленой воды ее временно закрывают до опреснения сбрасываемой воды. На открытых песках, где расположена линза, не допускают появления растительности.On the area of the fresh lens or in parts of it create a drainage network in the form of tubular drains with a locking device at their exit. The network is located at the level of zonal saline groundwater located around the lens. At the bottom of the network there is a catchment in the form of a tank without a bottom. Filtered fresh water of sediments is collected in drains and discharged into the catchment, from where they are used for household needs. The volume of withdrawn water should not exceed 50-60% of the annual precipitation. This ensures the sustainable use of fresh water. In the case of salt water coming from any drain, it is temporarily closed until the water is desalinated. On open sands, where the lens is located, vegetation is not allowed.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 показан вертикальный разрез песчаной степи и пресной линзы, сформированной под открытыми, лишенными растительности барханными песками. Линза плавает на зональных соленых грунтовых водах. Показаны трубчатые дрены, размещенные в линзе пресной воды на уровне зональных соленых грунтовых вод, расположенных вокруг линзы.Figure 1 shows a vertical section of a sandy steppe and a fresh lens formed under open, devoid of vegetation sand dunes. A lens floats on zoned saltwater. Shown are tubular drains located in a freshwater lens at the level of zonal saline groundwater located around the lens.
На фиг.2 показан план размещения дренажной сети на площади пресной линзы и водосборник пресной воды, куда выходят дрены с запорными устройствами.Figure 2 shows the layout of the drainage network on the area of the fresh lens and the freshwater catchment, where the drains come with locking devices.
На чертеже приняты следующие обозначения:In the drawing, the following notation:
1. Песчаная степь, покрытая растительностью.1. Sandy steppe covered with vegetation.
2. Открытые, лишенные растительности, барханные пески.2. Open, devoid of vegetation, sand dunes.
3. Пресная линза, плавающая на зональных соленых грунтовых водах.3. A fresh lens floating on zoned salty groundwater.
4. Трубчатые дрены.4. Tubular drains.
5. Зональные соленые грунтовые воды.5. Zone salt water.
6. Уровень зональных соленых грунтовых вод.6. The level of zoned salt groundwater.
7. Запорные устройства на трубчатых дренах.7. Locking devices on tubular drains.
8. Водосборник.8. The catchment.
Приведем пример определения площади дренажной системы, которая может обеспечить пресной водой чабанскую бригаду. В Северном Прикаспии среднегодовая норма осадков 250 мм. Линза на площади двух гектаров с дренажной сетью может собирать 2500 м3 воды (КПД аккумуляции осадков - 50%). Этой воды достаточно для поения 1000-1500 голов овец, 50 голов крупного рогатого скота и обеспечения водой хозяйственных нужд чабанской бригады.We give an example of determining the area of the drainage system, which can provide the Shepherd’s brigade with fresh water. In the Northern Caspian, the average annual rainfall is 250 mm. A lens on an area of two hectares with a drainage network can collect 2500 m 3 of water (precipitation accumulation efficiency is 50%). This water is enough to drink 1000-1500 heads of sheep, 50 heads of cattle and to provide water for the domestic needs of the shepherd brigade.
ЛитератураLiterature
1. Н.Ф.Кулик. Водный режим песков аридной зоны. М.: Гидрометеоиздат, 1979. С.90-93.1. N.F. Kulik. The water regime of the sands of the arid zone. M .: Gidrometeoizdat, 1979. S.90-93.
2. Н.Ф.Кулик, И.С.Зюзь, В.П.Рогачев. О возможности конденсации атмосферной влаги песчаными отложениями на уровне грунтовых вод// Почвоведение, 1996, №5, с.635-639.2. N.F. Kulik, I.S. Zyuz, V.P. Rogachev. On the possibility of condensation of atmospheric moisture by sand deposits at the level of groundwater // Soil Science, 1996, No. 5, p. 635-639.
3. В.Н.Кунин. Местные воды пустыни и вопросы их использования. М.: Изд. АН СССР, 1959, с.131-139.3. V.N. Kunin. Local waters of the desert and issues of their use. M .: Publishing. USSR Academy of Sciences, 1959, pp. 131-139.
4. O.К.Ланге. Основы гидрологии. Изд. МГУ, 1958, с.99.4. O.K. Lange. The basics of hydrology. Ed. Moscow State University, 1958, p. 99.
5. М.К.Сапанов. Экологические особенности функционирования искусственных лесных биогеоценозов в Северном Прикаспии. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. М., 2004, С.9-10.5. M.K. Sapanov. Ecological features of the functioning of artificial forest biogeocenoses in the Northern Caspian. Abstract of dissertation for the degree of Doctor of Biological Sciences. M., 2004, S.9-10.
6. Н.Г.Шевченко, И.С.Глазунов и др. Линзы пресных вод пустыни. Изд. АН СССР. 1963, с.106-161.6. N. G. Shevchenko, I. S. Glazunov and others. Lenses of fresh water in the desert. Ed. USSR Academy of Sciences. 1963, p. 106-161.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138951/03A RU2288329C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Method for operating lens of fresh water floating on zonal salty waters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138951/03A RU2288329C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Method for operating lens of fresh water floating on zonal salty waters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004138951A RU2004138951A (en) | 2006-06-10 |
RU2288329C2 true RU2288329C2 (en) | 2006-11-27 |
Family
ID=36712642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004138951/03A RU2288329C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Method for operating lens of fresh water floating on zonal salty waters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2288329C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730673C1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-08-24 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Method for raising under-water bodies of temporary water courses in mountain areas of arid climate zone |
-
2004
- 2004-12-30 RU RU2004138951/03A patent/RU2288329C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ШЕВЧЕНКО Н.Г. и др. Линзы пресных вод пустыни, изд. АН СССР, М., с.106-161. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730673C1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-08-24 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Method for raising under-water bodies of temporary water courses in mountain areas of arid climate zone |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004138951A (en) | 2006-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101030860B1 (en) | Artificial Wetland Nonpoint Pollution Reduction System and Storage Method Using Reservoir | |
Kinkade-Levario | Design for water: rainwater harvesting, stormwater catchment, and alternate water reuse | |
Todd | Annotated bibliography on artificial recharge of ground water through 1954 | |
Poleto et al. | Sustainable urban drainage systems | |
RU2397149C1 (en) | Method and structure for cleaning of domestic wastewater with application of ecological system elements | |
US11629085B1 (en) | Stormwater collection, treatment, and aquifer replenishment installations and methods | |
Yadav et al. | A review on artificial groundwater recharge | |
US10865547B1 (en) | Distributed integrated water management system | |
JP3284346B2 (en) | Underground water storage system | |
RU2288329C2 (en) | Method for operating lens of fresh water floating on zonal salty waters | |
Velychko et al. | Hydrological Assessment of the Water Replenishment Possibility of the Uzh River Urbanized Floodplain on the Example of Bozdosky Park, Ukraine | |
RU2415230C2 (en) | Method to accumulate precipitation for accumulation of fresh ground waters | |
RU2835787C1 (en) | Method for erection of water intake structure with bioplateau stream for water treatment | |
JP2005021125A (en) | Water-supply pit for sub-irrigation | |
RU2075571C1 (en) | Method for cleaning small river beds | |
EP1004547A1 (en) | Integrated hydrologic circuit | |
Mason et al. | DAMAGE TO DEEP WELLS BY SEA WATER [with DISCUSSION] | |
RU2310047C1 (en) | Method for water-intake structure erection | |
Titelbaum | Glossary of water resource terms | |
Kebed et al. | Water supply I | |
Daryana | Restoring Natural River Flows, Through Optimal Ground WaterRecharge and Improved Drainage Prevention of Pollution in Rivers | |
Abhishek et al. | Improved design and installation of an economic rooftop rainwater harvesting system | |
KR101179577B1 (en) | Treatment Facility for Early Rainfall using Water Retention and Its Method | |
Stephenson et al. | Water Sources | |
Spilsbury | Managing Water |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061231 |