Система для предотвращения фильтрации воды из содержащего вредные примеси водоема

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - повышение эффективности работы системы путем уменьшения расхода чистой воды. Система для предотвращения фильтрации воды из содержащего вредные примеси водоема включает выполненный в ограждающей водоем 1 дамбе 2 канал 3, заполненный несвязным материалом и водой. На дне канала уложен трубофильтр 4 и слой 5 крупнопористого материала. Насос 6 посредством трубопровода 7 соединен с трубофильтром. Глубинный пьезометр 9 доведен до подошвы водоносного пласта 10, а поверхностный пьезометр 11 доведен до подошвы канала 3. После того как уровень воды в водоеме 1 достигнет отметки подошвы канала 3 в расположенный в нем трубофильтр 4 подают чистую воду, поддерживая в нем давление на 0,25 - 0,5 м превышающее уровень воды в водоеме 1. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (l9) (11) (51)5 Е 02 В 3 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

C ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4351450/23-15 (22) 13. 10.87 (46) 23,01.90. Вюп. Р 3 (71) Харьковский отдел водного хозяйства промпредприятий Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии "Водгео" и Государственный проектный институт "Харьковский Водоканалпроект" (72) В.Ф. Кондратьев, И.В. Захарченко, N.Â. Вычегжанин и О.В. Литвинов (53) 627.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N< 1030469, кл. Е 02 В 3/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР

11- 1382902, кл. Е 02 В 3/16, 1986. (54) СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

ФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ ИЗ СОДЕРЖАЩЕГО ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ ВОДОЕМА (57) Изобретение относится к гидро2 техническому строительству. Цель изобретения — повышение эффективности работы системы путем уменьшения рас-. хода чистой воды. Система для предотвращения фильтрации воды из содержащего вредные примеси водоема включает выполненный в ограждающей водо- ем 1 дамбе 2 канал 3, заполненный несвязным материалом и водой. На дне канала уложен трубофильтр 4 и слой 5 крупнопористого материала. Насос 6 посредством трубопровода 7 соединен с трубофильтром. Глубинный пьезометр

9 доведен до подошвы водоносного пласта 10, а поверхностный пьезометр

11 доведен до подошвы канала 3. После того как уровень воды в водоеме 1 достигнет отметки подошвы канала 3, в расположенный в нем трубофильтр 4 подают чистую воду, поддерживая в нем давление, на 0,25 — 0,5 м превышающее уровень воды в водоеме 1. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, 1537743

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при сооружении и эксплуатации накопителей жидких промышЛенных отходов для предотвращения загрязнения грунтовых вод и прилегающей к ним территории.

Цель изобретения — повышение эффективности работы системы путем уменьшения расхода чистой воды.

На фиг. 1 изображена противофильтрационная система, разрез; на фиг.2 график зависимости ординаты кривой депрессии по оси питающего элемента

h при установлении гидравлического барьера в основании от глубины воды в водоеме Н; на фиг. 3 — график зависимости необходимого для установления гидравлического барьера давления воды в питающем элементе

Р от глубины воды в водоеме.

Противофильтрационная система включает выполненный в ограждающей водоем 1 дамбе 2 канал 3, заполненный несвязным материалом, например песком и водой, с уложенным на дне трубофильтром 4, слой 5 крупнопористого ма щюриала, например щебня, насос 6„ трубопровод 7, дренажную канаву 8, глубинный пьезометр 9, доведенный до подошвы водоносного пласта 10 поверхностный пьезометр 11 доведенный до подошвы канала 3, и противофильтрационные элементы 12, например зубья. Глубина канала 3 определена из математического выражения h = Н, — Н, „, где h — глубина канала; Н, — высота дамбы; Н „ „— расчетный параметр.

Противофильтрационная система работает следующим образом.

Чистую воду из бассейна или дренажной канавы 8 с помощью насоса б и трубопровода 7 подают в трубофильтр 4 горизонтального слоя 5 под давлением, обеспечивающим возникновение на подошве кровли водоносного пласта 10 под слоем 5 гидростатического давления, превышающего гидростатическое давление от горизонта воды в водоеме.

Глубинным пьезометром 9 контролируют величину гидростатического давления по подошве пласта 10. Показания пьезометра 9 и датчика уровня воды в водоеме 1 передаются на пульт управления работой насоса 6, что обес-, печивает его своевременное включение.

Для уменьшения расхода чистой воды через основание дамбы 2 по обеим сторонам горизонтального слоя 5 устраивают противофильтрационные элементы

12, например зубья, из малопроницаемого грунта дамбы 2.

Избыточное давл ние в горизонтальном слое 5 распространяется и на находящуюся над ним часть тела дамбы

2, постепенно уменьшаясь по мере увеличения расстояния от точки замера давления до слоя 5.

При глубине воды в водоеме, меньшей расчетной величины Н „, ордината кривой депрессии в теле дамбы 2 над горизонтальным слоем 5 за счет избыточного давления в нем превышает уровень воды в водоеме 1, что и обеспечивает противоток чистой воды в теле дамбы 2. При глу-бине воды в водоеме, большей расчетной величины

Нд „, ордината кривой депрессии оказывается ниже уровня воды в водоеме„ что приводит к фильтрации из водое I ма в сторону нижнего бьефа.

Равенство ординаты кривойдепрессии над горизонтальным слоем 5 глубине воды в водоеме 1 определяет отметку подошвы заполняемого водой канала 3 в теле дамбы 2, который-обеспечивает существование противотока чистой воры в ней при более высоких уровнях воды в водоеме 1.

После того как уровень воды в водоеме 1 достигнет отметки подошвы канала 3, в расположенный в нем трубофильтр 4 подают чистую воду, поддерживая в канале уровень воды,,на

0,25-0,5 м превышающий уровень воды в водоеме 1, что контролируется по— верхносTHbM пьезометром 11.

Коэффициент фильтрации водопроницаемого материала (песка) в канале

45 3 не менее, чем в 10 раз превышает коэффициент фильтрации грунта тела дамбы 2, что обеспечивает возможность создания необходимого давления в канале 3 с помощью минимального количества трубофильтров 4.

Для определения оптимальных параметров устройства, учитывая заданные размеры дамбы 1, подбирают рациональную ширину (b) слоя 5 и рас55 положенных по его сторонам противофильтрационных элементов 12 обес5 ) печивающих при заданном геологическом

4 строении и фильтрационных характеристиках грунтов основания и тела дамбы

}1 Н4 Н с

2 создание у кровли водоупора гидравлического давления, превышающего максимальное давление, создаваемое уровнем воды в водоеме 1.

Для выбранных размеров слоя 5, противофильтрационных элементов 12 и условия максимального горизонта воды в водоеме 1 определяют необходимый напор P в слое 5, при котором давление под ним (по его оси) у кровли водоупора было бы на величину

0,25-0,5 м (примерно 2-37 от глубины воды в водоеме) выше, чем гидростатическое давление, создаваемое уровнем жидкости в водоеме 1. При необходимости корректируют размеры противофильтрационных элементов 12.

Затем подбирают кривую депрессии и определяют значение ее ординаты по оси питающего элемента Ь

Опыт повторяют при меньших глубинах воды в водоеме, определяя значение необходимого напора в питающем элементе и ординаты кривой депрессии в теле дамбы по оси элемента.

Полученные данные наносят на графики }1, = F(H) и Р = Г(Н) (фиг. 2 и 3), где Н вЂ” глубина воды в водоеме; Р давление в питающем элементе. h — орС дината кривой депрессии в теле дамбы по оси питающего элемента, На графике и = F(H) наносят вспомогательнуьэ прямую и = Н, абсцисса точки пересечения этой прямой с графиком Ь = F(H) дает максимальное значение глубины воды в водоеме

Ни,, при которой канал в теле дамбы еще не нужен.

Эта глубина численно равна толщине слоя грунта, изолирующего питающие элементы: канал 3 и слой 5 в теле и основания дамбы.

Подачу чистой воды в тело и основание дамбы осуществляют раздельно под разными напорами, причем противоток чистой воды в основании дамбы создают с помощью того же избыточного напора в слое крупнопористого материала, а противоток в теле дамбы при больших отметках воды в накопителе создают с помощью меньшего напора из канала.

Это позволяет снизить отметку воды в канале, требуемую высоту дамбы и отметки кривой депрессии в ее теле, а также в два-три раза уменьшить.

37743 6 расход фильтрационного потока из канала в водоем.

Вследствие этого повышается ста5 тическая устойчивость сооружения в целом, снижаются капитальные затраты на его строительство и эксплуатационные расходы на обслуживание системы.

Горизонтальный слой крупнопористого материала в основании дамбы изолируют от канала и контролируют существование зоны противотока с помощью глубинного и поверхностного

15 пьезометров.

Формула изобретения

1. Система для предотвращения

20 фильтрации воды из содержащего вред" ные примеси водоема, включающая ограждающую водоем дамбу с выполненным в ней каналом, расположенный в подошве дамбы слой крупнопористого

25 мат ериала, размещенные между каналом и водоемом глубинный и поверхностный пьезометры с датчиками уровней воды, при этом глубинный доведен до подошвы водоносного пласта, насос

3О для подачи чистой воды, соединенный трубопроводом с каналом, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что., с целью повьш ения эффективности работы системы путем уменьшения расхода чис35 той воды, она снабжена трубопроводом соединяющим слой крупнопористого материала с насосом, при этом слой крупнопористого материала отделен от канала грунтом тела дамбы, а поверхностный пьезометр доведен до отметки подошвы канала, глубину которого определяют из выражения

45 где h — глубина канала;

Н, — высота дамбы;

Н вЂ” расчетный параметр, числечно равный глубине воды в водое50 ме, при которой напор, подаваемьгй в основание дамбы, предотвращает проскок загрязненного Аильтрационного потока как через основание, так и через тело дамбы.

2, Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что канал заполнен ,несвязным материалом.

, 537743 с,и

l9,Рс,и

Ъск

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 148 Тираж 528 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 1

tl lI

101

0 . 2 Ф б 8 10 12 19н.и

Ниск-

Составитель P. Нагорная

Техред M.Õîäàíè÷ Корректор О.Кравцова