Возрастающий водоотбор подземных вод приводит и истощению их запасов, снижению уровня безнапорных вод. Одним из приемов предотвращения истощения подземных водоисточников является искусственное пополнение (обогащение) водоносных горизонтов переводом поверхностного стока в подземный, что позволяет увеличить запасы намечаемого к эксплуатации или эксплуатируемого водоносного горизонта. Оно может быть применено для восполнения огра-ниченных запасов подземной воды, если наблюдается тенденция к их истощению. Однако результаты многочисленных исследований позволяют более широко рассматривать назначение этого метода, применяемого для следующих целей:
— создания сезонных запасов подземных вод;
— увеличения производительности и обеспечения стабильности эксплуатации действующих и проектируемых
водозаборов подземных вод;
— защиты пресноводных горизонтов от засоления морскими или высокоминерализованными подземными вода
ми;
— улучшения качества инфильтрируемых и отбираемых подземных вод;
— предотвращения недопустимого понижения уровня грунтовых вод, приводящего к гибели растительности.
Под обогащением подземных вод понимают инженерно-технические мероприятия, обеспечивающие их дополнительное питание или формирование новых запасов за счет поверхностных или доочищенных сточных вод, В соответствии с типом подземных вод обогащение производят гравитационной инфильтрацией (сооружения открытого типа), фильтрацией поверхностной воды под давлением (сооружения закрытого типа) либо одновременно используют оба способа.
Способ гравитационной инфильтрации применяют чаще как более простой и дешевый. Он наиболее эффективен для обогащения запасов подземных вод первого от поверхности водоносного пласта при отсутствии или малой мощности (до 3 м) покровных слабопроницаемых отложений. В качестве инфильтрационных сооружений открытого типа используют траншеи, бассейны, овраги, балки, карьеры, старицы. Наиболее часто применяют капитальные и облегченные бассейны, при устройстве которых необходимо предусматривать: врезку днища на глубину не менее 0,5 м в хорошо фильтрующие породы; предохранение откосов от размыва и крепление дна в месте выпуска воды; устройства для регулирования и измерения расхода воды, поступающей на инфильтрационные сооружения; подъездные пути и съезды для механизмов и автомашин.
Число бассейнов не менее двух. Ширина бассейна по дну не должна превышать 30 м, длина 500 м. Высота слоя воды Е бассейне должна быть в пределах 0,7—2,5 м. При сооружении бассейнов в гравийно-галечниковых отложениях с
крупным заполнителем необходимо предусматривать загрузку дна слоем крупнозернистого песка толщиной 0,5— 0,7 м. При использовании естественных понижений рельефа следует производить подготовку фильтрующей поверхности. Вода на инфильтрацию, соответствующая ГОСТ 2761—84, подается по трубопроводам или каналам, которые при входе в бассейн заканчиваются разбрызгивающим устройством или каскадом со свободным изливом.
Способ напорной инфильтрации используют для обогащения глубоко залегающих водоносных горизонтов. В качестве инфильтрационных сооружений закрытого типа применяют поглощающие и дренажно-поглощающие скважины и шахтные колодцы, при устройстве которых надлежит предусматривать оборудование для измерения и регулирования расходов поступающей воды и замера динамических уровней воды в сооружениях и водоносном пласте.
При проектировании инфильтрационных сооружений необходимо предусматривать восстановление производительности: на открытых сооружениях путем гидравлического или механического съема закольматированного слоя с фильтрующей поверхности, на закрытых — методами, применяемыми для регенерации трубчатых колодцев.
Размещение инфильтрационных сооружений, их тип, количество и производительность определяют с учетом назначения искусственного обогащения запасов подземных вод, качества поступаемой воды, схемы размещения водозаборных сооружений на основе гидрогеологических и технико-экономических расчетов и особенностей эксплуатации сооружений всей системы.
В качестве водозаборных сооружений применяют трубчатые или шахтные колодцы, лучевые водозаборы, галереи. Расстояния между инфильтрационными и водозаборными сооружениями назначают, руководствуясь прогнозом качества отбираемой воды с учетом доочистки подаваемой на инфильтрацию воды и смешения ее с подземными водами. Сооружения для предварительной очистки включают в системы искусственного пополнения в том случае, когда неудовлетворительное качество воды в источнике пополнения и его невозможно улучшить на пути от инфильтрационных сооружений до водозаборных. При наличии в отбираемых подземных водах повышенных концентраций фтора, железа, марганца и пр. их подвергают соответствующей предварительной обработке, а при использовании их для хозяйственно-питьевых нужд — обязательному обеззараживанию.