Способ защиты речных водоприемников от воздействия внутриводного льда

 

СПОСОБ ЗАЩИТЫ РЕЧНЫХ ВОДОПРИЕМНИКОВ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНУТРИВОДНОГО ЛЬДА, заключающийся в повышении температуры речной вода, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты и надежности работы водоприемников за счет увеличения притока подземных вод в русло реки и повышения температуры речной воды подземными водами, в поперечном сечении долины, ниже по течению реки относительно места расположения водоприемника сооружают водонепроницаемый экран, который заглубляют в водоносный горизонт и повышают уровень подземных вод. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) (с р Е 02 В 9/04 г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " :

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ б. (21) 3636939/29-15 .(22) 08.08.83 (46) 15.03.85. Бюл. 9 10 (72) В.Л.Головин и Б.В.Леочов (71) Дальневосточный научно-исследо-. вательский институт гидротехники и мелиорации ° (53) 627.834(088.8) (56) 1. Тугай А.N. Расчет и конструирование водозаборных узлов.. Киев.

"Буд1вельник", t978, с. 47-48.

2. Авторское свидетельство СССР .

N - 384970,:кл. Е 02 В 9/04, 1970.

I (54) (57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ РЕЧНЫХ ВОДОПРИЕМНИКОВ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНУТРИВОДНОГО ЛЬДА, заключающийся в повышении температуры речной, воды, о т л и—

1 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты и надежности работы водоприемников за счет увеличения притока подземных вод в русло реки и повышения температуры речной воды подземными водами, в поперечном сечении долины. ниже по течению реки относительно места расположения водоприемника сооружают водонепроницаемый экран, который заглубляют в водоносный горизонт и а повышают уровень подземных вод.

1145075 образе11 при:1аличии источника парообраэования на небольшом удалении

or водозабора. При использовании электрообогрева реыеток необходимы . большие затраты электроэнергии (3,5-8,0 кБт/м ), что обусловливает эна 111тельные эксплуатационные затраты.

Наиболее близким из известных способов защиты речных водоприемников от воздействия внутриводного льда является способ, заключающийся в повышении температуры речной воды. 35

Это происходит за счет разбавления ее водой, имеющей более высокую температуру, например, путем подачи горячей воды от конденсаторов турбин.

Способ является одним из наиболее 40 эффективных, позволяет снизить интенсив .Ость процесса внутриводного льдообразования на участке расположения водоприемника и таким образом значител1>1iО уме11ьпп1Tь или ПОлностью лик виднровзть затруднения в работе водоприемников в период шугохода (2) .

Недостатком способа является необходимость наличия вблизи участка рас11О11ожения водозабора обьектов, с которых имеется возможность отводить значительное количество теплой воды, а это в большинстве случаев экономически нецелесообразно. Следует уч Iri>IBGTr K1Ke H возможность 5S теплового загрязнения Водотока, Цель изобретения — повышение эффективности защиты речных водоприемИзобретение относится к эксплуаI тации речных гидротехнических сооружений, в частности водоприемников, предназначенных для забора поверхностных вод для целей водоснабжения, работающих в сложных шуголедовых условиях.

Известен способ защиты речных водоприемников от воздействия внутриводного льда, заключающийся в обо- 10 греве сороудерживающих решеток путем подвода к ним пара, горячей воды или электроэнергии (1), Недостатком указанного способа яв11яется сложность применения для за-15 щиты рус>1овых водоприемников из-за недоступности входных отверстий в зимнее время и необходимости подвода пара или электроэнергии к ним в водной среде на относительно боль- 20 шое.parrvorr»rre. Подогрев паром или

ГОРЯЧЕЙ ВОДой ЭКОНОМИЧЕСКИ ЦЕЛЕСО-. ников от воздействия внутриводного льда, надежности работы за счет увеличения притока подземных вод в русле реки и повышение температуры воды подземными водами.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу защиты речных водоприемников от воздействия внутриводного льда, заключающемуся в повышении температуры речной воды,в поперечном сечении долины ниже по течению .реки .относительно места расположения вадоприемника сооружают водонепроницаемый экран, который заглубляют в водоносный горизонт и повыша1от уровень воды.

На фиг. 1 изображена часть речной долины, план; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

На схеме изображена река 1, комплекс сооружений берегового водозабора 2, водоприемник руслового типа 3 с "àìîòå÷íûìè трубопроводами 4, водоносный горизонт 5, водонепроницаемый экран 6, уровни подземных вод 7 (кривые депрессии) при создании водонепроницаемого экрана 6 и в естественных условиях 8, кровля водоупора 9. Стрелками с1 показано направление фильтрационного потока подземных вод в естественных условиях, Я вЂ” направление фильтрационного потока при создании водонепроницаемого экрана, 3 — направление течения реки.

Способ осуществляется следующим образом.

На участке реки в месте размеще-. ния действующего или строящегося водозабора 2 ниже водоприемника 3, обеспечивающего забор воды из реки, подачу ее к водозабору по само-.ечным трубопроводам 4, в гоперечном сечении долины в водоносном горизонте 5, представленном обычно гравийнопесчаными, отложениями, создают водонепроницаемый экран б из глинистых грунтов или других материалов, например полиэтиленовой пленки. При этом образуется подпор подземных вод и уровень их повышается до определене. ного положения 7 относительно уровня в естественных условиях 8. Поток подземных вод в естественных условиях имеет преимущественное направление вдоль по долине реки (стрелки Я ), а при создании в поперечном сечении водоносного горизонта водонепрони20

30 р д

ВНИНПИ

Тираж 649

Заказ ti29/23

Подписное цаемой преграды направление его движения в зоне подпора изменяется в .сторону реки (стрелки 3 ) и происходит более интенсивная, чем в естественных условиях, разгрузка подземных вод в русло реки. Таким образом, подземные воды, имеющие обычно температуру не ниже 5 — 8 С, разгружаясь о в реку в зоне подпора, повьш1ают температуру речной воды. Для обеспечения оптимальных условий эксплуата. ции водоприемника в предледоставный период температура воды в реке должна быть не ниже 0,015 — 0,040 С, что обусловливает снижение интенсивности процесса внутриводного льдообразования и, соответственно, предотвращает обмерзание водоприемника, При этом необходимое увеличение при\ тока подземных вод в реку может быть определено теплотехническим расчетом, а размеры водонепроницаемой преграды, обеспечивающие э.э увеличение, могут быть определены гидродинамическим расчетом или посредством моделирования.

Детальный теплотехнический расчет может быть произведен на основе уравнения теплового баланса вадотока при наличии данных специальных исследований по известной методике.

При условии увеличения притока

I подземных вод в реку на участке их подпора до 0,33 м /с, что составляет

3,3Ж расхода воды в реке, обеспечиваются условия оптимальной работы водоприемника, исключающие воздейстФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

45075 4 вие внутриводного льда, так как температура в месте его расширения будет не ниже 0,04 С. Такое увелио чение притока подземных вод в реку практически вполне осуществимо, поскольку величина подземного стока по отношению к расходу воды в реке обычно не менее 107.

В дальнейшем, при понижении температуры воздуха и образования ледя ного покрова участок реки в зоне подбора подземных вод может продолжительное время оставаться незамерзающим, являясь очагом внутриводного ледообразования.. Однако внутриводный лед, образующийся непосредственно на этом участке, не может существенно повлиять на работу водоприемника.

Использование предлагаемого способа защиты речных водоприемников от воздействия льда обеспечивает по сравнению с базовым объектом, использующим электрообогрев решеток, снижение расхода электроэнергии, позволяет упростить конструкцию водоприемника как за счет отсутствия токоподводящих и нагревательных устройств, так и за счет уменьшения размеров водоприемных окон, поскольку становится возможным поддержание высоких скоростей входа, позволяет также упростить конструкцию сеточных камер в береговом колодце водозабора, поскольку отпадает необходимость в специальных приспособлениях для очистки с .ток от шуги.