Анотація до роботи:

Крученюк В.Д. Інтенсифікація роботи дренажних свердловин з ерліфтною системою водовідбору для захисту населених пунктів від підтоплення (на прикладі Кам’янка-Дніпровської протифільтраційної завіси). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 06.01.02. – сільськогосподарські меліорації – Інститут гідротехніки і меліорації УААН, Київ 2006.

У дисертаційній роботі вирішується актуальне науково-технічне завдання захисту від підтоплення територій населених пунктів та земельних угідь ґрунтовими водами із штучних водосховищ. На прикладі роботи Кам’янка-Дніпровської протифільтраційної завіси з ерліфтною системою водовідбору виконано ретроспективний аналіз фактичного технічного стану гідротехнічних споруд, гідрогеологічного стану території, які захищаються, гідрохімічного складу ґрунтових вод. Розроблено вимоги до конструкції фільтрів високодебітних дренажних свердловин. На їх основі запропоновано і впроваджено їх удосконалену конструкцію.

Дані розробки з високим рівнем ефективності запропоновано для використання на дренажних свердловинах існуючих протифільтраційних завіс на Каховському водосховищі.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення науково-практичної проблеми, що полягає у необхідності підвищення рівня стабільного функціонування дренажних свердловин для захисту населених пунктів і територій від підтоплення ґрунтовими водами у зоні впливу штучних водосховищ.

Показано, що здійснення такого підходу потребує розвитку теоретичних засад і удосконалення методів розрахунку та оптимізації технічних і технологічних рішень у проектах будівництва, реконструкції та експлуатації протифільтраційних завіс за економічними та екологічними вимогами.

2. За результатами гідрохімічних досліджень встановлено наявність у ґрунтових водах розчинних форм заліза (Fе(НСО₃)₂). При ерліфтному водовідборі внаслідок подачі у свердловину стиснутого повітря вона працює як знезалізнювальна установка. Доведено, що нерозчинний осад гідроксиду заліза, який утворюється в цьому разі, є головною причиною кольматації фільтра і прифільтрової зони. Показано, що у різних свердловинах вміст розчинних форм заліза коливається від 0,4 до 4 мг/дм³.

3. Через кольматацію фільтра гідроксидом заліза втрати напору можуть суттєво перевищувати величину зниження динамічного рівня води біля свердловини (більше як у 10 разів), тому у розвиток та на відміну від наявних розроблено вихідні оптимізаційні вимоги щодо проектного рішення конструкції фільтра, які полягають у створені умов безперешкодного виносу осаду із свердловини або збільшенні терміну заростання осадом отворів у каркасі фільтра. Необхідною умовою в цьому разі є розташування форсунки ерліфта, де утворюється зона аерації, за межами фільтра.

4. Визначено шляхом теоретичних та експериментальних досліджень залежності витрат води із дренажних свердловин від коефіцієнта занурення форсунки і коефіцієнта гідравлічного опору фільтра та прифільтрової зони.

Відповідно рекомендовано, що для гідрогеолого-меліоративних умов Кам’янка-Дніпровської ПФЗ глибина дренажної свердловини повинна бути не меншою 30 м, а глибина занурення форсунки не меншою 20 м.

5. За сприятливих геологічних умов, збільшення дебіту дренажних свердловин можна досягти шляхом спорудження фільтрів методом заміщення з великим контуром гравійної обсипки. У розвиток та на відміну від наявних удосконалено методи розрахунку фільтрового каркаса з різними діаметрами отворів.

6. Теоретичними та експериментальними дослідженнями визначено вимоги до конструкції фільтра, який повинен мати мінімальні коефіцієнти гідравлічного опору та протягом нормативного часу експлуатації забезпечувати розрахункові дебіти.

Показано, що зазначеним вимогам відповідають двошарові гравійно-обсипні фільтри. Дослідженнями гранулометричного складу водовмісних порід для умов Кам’янка-Дніпровської ПФЗ розраховано оптимальні розміри шарів обсипки фільтра та розмірів їхніх гранул.

7. Результати наукових досліджень апробовані в умовах виробництва шляхом спорудження двох свердловин з гравійно-кожуховими двошаровими фільтрами. На Кам’янка-Дніпровській ПФЗ вони засвідчили забезпечення розрахункового дебіту, відповідно сформульованим вимогам, який удвічі перевищує дебіти свердловин, що протягом 40 років споруджувались на Кам’янка-Дніпровській ПФЗ.

Подальший розвиток і впровадження результатів наукових досліджень дасть змогу при застосуванні в дренажних свердловинах апробованої конструкції фільтра підвищити експлуатаційну надійність систем захисту від підтоплення ґрунтовими водами, підвищити ефективність використання капітальних витрат, енергетичних та матеріально-технічних ресурсів.

Впровадження двошарових гравійно-кожухових фільтрів також дає змогу зменшити на 89% кількість дренажних свердловин Кам’янка-Дніпровської протифільтраційної завіси, удвічі збільшити дебіти та термін їх експлуатації, і отримати економічний ефект у сумі 3035,7 тис. гривень.

Публікації автора:

1. Крученюк В.Д. Дослідження гідротехнічних характеристик дренажних вод з Каховського водосховища // Вісник українського державного університету водного господарства та природокористування. – Рівне: УДУВГП. – 2004. – Вип.3(27). – С.61 – 65.

2. Хоружий П.Д., Крученюк В.Д.Підтоплення територій: що робити? // Економічний вісник. – 2003. – 10-3-4 (13-14). – С. 6 – 7.

3. Хоружий П.Д., Крученюк В.Д. Проблеми забезпечення ефективної роботи дренажних протифільтраційних систем Каховського водосховища по захисту від підтоплення населених пунктів // Водне господарство України. – 2002. – Вип. 3 – 4. – С. 63 – 64.

4. Хоружий П.Д., Крученюк В,Д. Способи підвищення ефективності роботи протифільтраційних завіс від підтоплення територій з водосховищ // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2003. – Вип. 6. – С. 48 – 51.

5. Хоружий П.Д., Крученюк В.Д. Аналіз роботи дренажних свердловин з ерліфтною системою водовідбору // Меліорація і водне господарство. – 2004. – Вип.91. – С. 209 – 218.

6. Крученюк В.Д. Удосконалення конструкцій гравійних фільтрів для дренажних свердловин // Вісник українського державного університету водного господарства та природокористування. Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво – Рівне: УДУВГП. – Вип. 29. – С. 22 – 31.

7. Хоружий П.Д., Крученюк В.Д. Дослідження притоку води до дренажних свердловин // Водне господарство України. – 2004.– Вип. 3-4. – С. 8 – 12.