[go: up one dir, main page]

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 PDF

Info

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
Application number
RU2004138951/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004138951A (en
Inventor
Николай Филиппович Кулик (RU)
Николай Филиппович Кулик
Владимир Иванович Петров (RU)
Владимир Иванович Петров
Александр Макарович Салдаев (RU)
Александр Макарович Салдаев
Алексей Константинович Кулик (RU)
Алексей Константинович Кулик
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации
Priority to RU2004138951/03A priority Critical patent/RU2288329C2/en
Publication of RU2004138951A publication Critical patent/RU2004138951A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2288329C2 publication Critical patent/RU2288329C2/en

Links

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

FIELD: water-supply engineering, primarily for agricultural needs in arid zones.
SUBSTANCE: in accordance to method for operating lens of freshwater floating on zonal salty waters and formed below open sands, across its area at level of zonal salty waters draining network is constructed in form of tubular drain lines with locking devices on outlet. In lower point of draining network water collector in form of tank without bottom is provided. Water of precipitations being filtered is intercepted by drain lines and dropped into water collector. From water collector water is taken for agricultural needs in volume of 50-60% from value of annual precipitations. Appearance of flora is not allowed at section of freshwater lens. In case of influx of salty waters drain lines are temporarily closed.
EFFECT: increased operation debit of water received from fresh lenses, substantial practically unlimited increase of lifetime of water-intake system.
1 cl, 2 dwg

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)

Способ эксплуатации линзы пресной воды, плавающей на зональных соленых водах, отличающийся тем, что для линзы пресной воды, сформированной под открытыми песками, по ее площади создают на уровне зональных соленых вод дренажную сеть в виде трубчатых дрен с запорными устройствами на выходе, в нижней точке дренажной сети располагают водосборник в виде емкости без дна, перехватывают фильтрующуюся воду осадков дренами и сбрасывают ее в водосборник, откуда пресную воду отбирают на хозяйственные нужды в объеме 50-60% от величины годовых осадков, при этом не допускают появления растительности на участке пресной линзы, а в случае поступления соленых вод дрены временно закрывают.A method of operating a fresh water lens floating on zoned salt water, characterized in that for a fresh water lens formed under open sands, a drainage network in the form of tubular drains with shut-off devices at the exit at the lower point is created at the level of zoned salt water the drainage network has a water collector in the form of a tank without a bottom, intercepts filtered sediment water with drains and discharges it into the water collector, from where fresh water is taken for household needs in the amount of 50-60% of the annual precipitation, etc. and this does not allow the appearance of vegetation in the fresh lens area, and in the case of salt water, the drains are temporarily closed.
RU2004138951/03A 2004-12-30 2004-12-30 Method for operating lens of fresh water floating on zonal salty waters RU2288329C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШЕВЧЕНКО Н.Г. и др. Линзы пресных вод пустыни, изд. АН СССР, М., с.106-161. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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