Способ определения фильтрационных потерь

Авторы патента:

E02B3/16 - противофильтрационные устройства или швы (швы в фундаментах E02D 29/16; уплотнение швов, не ограниченное гидротехническим применением E04B 1/68)

E02B13/00 - Ирригационные канавы, т.е. самотечные, открытые водораспределительные системы (прочие распределительные системы для поливки и орошения садов, полей, спортивных площадок и т.д. A01G 25/00)

Владельцы патента RU 2616801:

Баев Олег Андреевич (RU)

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам определения потерь воды на фильтрацию из оросительных каналов гидромелиоративных систем. Способ заключается в устройстве вблизи действующего оросительного канала изолированного измерительного отсека, выполненного с подводом и сбросом воды из канала. Измерительный отсек выполнен с вертикальными стенками 6 из водонепроницаемого материала – геомембраны 4 с защитными прокладками из геотекстиля 5. Крепление вертикальных стенок 6 выполняют деревянными щитами 7, с обратной отсыпкой грунта 8. Регулирование уровня воды в изолированном отсеке осуществляется плоскими затворами. Противофильтрационный элемент из геомембраны 4 и двух защитных прокладок из геотекстиля 5 выполнен в виде зуба на глубину 0,5 м. Определение удельного фильтрационного расхода производится по расчетной зависимости. Преимущество разработанного способа заключается в том, что замеры потерь воды на фильтрацию осуществляются без предварительной остановки и опорожнения канала путем устройства изолированного измерительного отсека. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам определения потерь воды на фильтрацию из оросительных каналов гидромелиоративных систем.

Известен способ определения потерь воды при свободной фильтрации через грунт (патент RU 2111310, опубл. 20.05.1998), включающий проходку выемки до отметки дна канала, заполнение ее водой на заданную глубину, поддержание постоянного уровня воды, измерение слоя сработки уровня, расчет скорости сработки уровня, фиксирование значения установившейся скорости сработки уровня при различных значениях глубины в заданном диапазоне глубины наполнения выемки, установление зависимости сработки уровня и определение удельных потерь воды при свободной фильтрации через грунт для различных значений глубины.

К основным недостаткам данного способа можно отнести необходимость поддержания постоянного уровня воды, что достаточно сложно выполнить на реальных действующих объектах, а также низкую точность проводимых измерений.

Известен способ определения потерь воды на фильтрацию из каналов с противофильтрационной облицовкой (патент RU 2530995, опубл. 20.10.2014), заключающийся в устройстве в канале изолированного отсека, состоящего из двух полимерных водонепроницаемых перемычек, которые на время определения фильтрационных потерь заделывают в пазы на дне канала на расстоянии 30÷50 м с последующей гидроизоляцией мест стыка. Поддержание полимерных водонепроницаемых перемычек в устойчивом положении осуществляется при помощи металлополимерного троса, продетого в монтажные отверстия в верхней части перемычек и закрепленного к береговым анкерам. Измерение уровня воды в отсеке осуществляют в специальных карманах, прикрепленных с внешней стороны перемычками, сообщающимися с изолированным отсеком с помощью трех рядов отверстий в верхней, средней и нижней частях.

Недостатком данного способа является сложность производства работ по устройству в канале изолированного отсека из полимерных водонепроницаемых перемычек, что потребует полного опорожнения канала. Выполненные полимерные перемычки являются недостаточно надежными и могут быть разрушены потоком воды, ветром, повреждены крупными включениями водного потока. Наряду с этим для установки уровнемера и снятия показаний со шкалы существует необходимость использования плавсредств.

Наиболее близким техническим решением является способ определения потерь воды на фильтрацию из каналов с использованием изолированных водных отсеков (патент RU 2312182, опубл. 10.12.2007), включающий выполнение пазов по границам отсека на всю толщину облицовки по периметру опорожненного от воды канала на участке изолированного отсека, заделку пазов цементным раствором, установку в изолированном отсеке мерных реек и прибора для учета испарения воды с водной поверхности канала, заполнение отсека водой и длительное его промачивание, замеры объема потерь воды на фильтрацию и испарение в изолированном отсеке в условиях установившегося фильтрационного режима и расчетное определение удельного фильтрационного расхода и отсека канала, интенсивности фильтрации и коэффициента фильтрации облицовки.

Недостатком данного технического решения является высокая трудоемкость производства работ по устройству изолированного отсека в канале, монтажу металлических перегородок и заделки всех пазов цементным раствором. Кроме того, при измерении потерь воды на фильтрацию данным способом необходима остановка и полное опорожнение оросительного канала.

Целью является разработка нового способа по определению фильтрационных потерь из облицованных мелиоративных каналов без их предварительной остановки и опорожнения, повышение точности измерения потерь воды на фильтрацию, простота производства работ.

Технический результат, на который направлено настоящее изобретение, заключается в определении фильтрационных потерь из каналов мелиоративных систем без их остановки и опорожнения, а также повышение точности измерения.

Технический результат достигается за счет устройства вблизи действующего оросительного канала изолированного измерительного отсека, выполненного с подводом и сбросом воды из канала, с вертикальными стенками из водонепроницаемого материала - геомембраны, защитными прокладками из геотекстиля, креплением вертикальных стенок деревянными щитами и регулированием уровня воды в отсеке плоскими затворами. При этом противофильтрационный элемент из геомембраны и двух защитных прокладок из геотекстиля выполнен в виде зуба на глубину 0,5 м с каждой из сторон измерительного отсека, а удельный фильтрационный расход в измерительном отсеке определяется по расчетной зависимости.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

фиг. 1 - оросительный канал с выполненным измерительным отсеком; фиг. 2 - устройство измерительного отсека с вертикальными стенками из геосинтетических материалов.

Цифрами на чертежах обозначено:

1 - измерительный отсек; 2 - подвод воды; 3 - сброс воды; 4 - полимерная геомембрана; 5 - геотекстиль; 6 - вертикальные стенки; 7 - деревянные щиты; 8 - обратная отсыпка из грунта; 9 - плоские затворы.

Способ определения фильтрационных потерь осуществляется следующим образом (фиг. 1-2).

Вблизи действующего оросительного канала без его предварительной остановки и опорожнения создается изолированный измерительный отсек 1 с заданными параметрами - длиной 30-50 м, шириной 2,0-3,0 м, на котором в двух местах выполняется подвод 2 и сброс 3 воды из оросительного канала, что тем самым позволяет создавать условия в отсеке, близкие к условиям эксплуатации канала без его остановки и опорожнения. При подводе 1 воды из канала происходит заполнение измерительного отсека водой и выдерживается длительное его промачивание. В свою очередь измерительный отсек выполнен из полимерных водонепроницаемых перемычек в виде противофильтрационного элемента из бесшовной полимерной геомембраны 4 с двумя защитными прокладками из геотекстиля высокой плотности 5. Для поддержания противофильтрационного элемента в устойчивом положении, а также исключения обвала вертикальных стенок 6 выполнено крепление деревянными щитами 7 с обратной отсыпкой грунта 8. При этом противофильтрационный элемент с двумя защитными прокладками выполнен в виде зуба на глубину 0,5 м с каждой из сторон. На изолированном отсеке в местах подвода и сброса воды выполнены плоские затворы 9 (из водонепроницаемого материала с герметичными уплотнителями), регулирующие уровень воды в изолированном отсеке. Водонепроницаемость затворов и герметичность стыковых соединений является одним из необходимых условий поддержания постоянного уровня воды в измерительном отсеке в момент проведения исследований.

После проведения всех операций по выполнению измерительного отсека проводятся замеры объема потерь воды на фильтрацию в условиях установившегося фильтрационного режима. Для измерения уровня воды измерительный отсек оборудуется уровнемерами, удельный фильтрационный расход определяется по следующей расчетной зависимости:

где q_ф - удельный фильтрационный расход (л⋅с)/(сут⋅м); Q_ф - суммарный фильтрационный расход из измерительного отсека длиной L_отс, л/сут; L_отс - длина изолированного отсека, м; α - коэффициент соответствия размерностей, α=8,64⋅10⁴ (л⋅с)/(сут⋅мм⋅м²); Δh - падение уровня воды в отсеке, мм; t - время, в течение которого происходит падение уровня воды на величину Δh, с; b - ширина канала по дну, м.

Для максимальной точности измерений поверх изолированного отсека может быть натянут светопроницаемый тент из полиэтиленовой пленки, что позволит частично исключить потери воды на испарение.

Преимущество разработанного способа заключается в том, что замеры потерь воды на фильтрацию осуществляются без предварительной остановки и опорожнения канала путем устройства изолированного измерительного отсека.

1. Способ определения фильтрационных потерь, включающий заполнение отсека водой и длительное его промачивание, замеры объема потерь воды на фильтрацию в условиях установившегося фильтрационного режима, расчетное определение удельного фильтрационного расхода, отличающийся тем, что измерительный отсек выполнен изолированно с подводом и сбросом воды из канала, с вертикальными стенками из водонепроницаемого материала - геомембраны, защитными прокладками из геотекстиля, креплением вертикальных стенок деревянными щитами и регулированием уровня воды в отсеке плоскими затворами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что противофильтрационный элемент из геомембраны и двух защитных прокладок из геотекстиля выполнен в виде зуба на глубину 0,5 м с каждой из сторон измерительного отсека.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что удельный фильтрационный расход в измерительном отсеке определяется по следующей расчетной зависимости:

где q_ф - удельный фильтрационный расход, л/(сут⋅м); Q_ф - суммарный фильтрационный расход из измерительного отсека длиной L_отс, л/сут; L_отс - длина изолированного отсека, м; α - коэффициент соответствия размерностей, α=8,64⋅10⁴ (л⋅с)/(сут⋅мм·м²); Δh - падение уровня воды в отсеке, мм; t - время, в течение которого происходит падение уровня воды на величину Δh, с; b - ширина канала по дну, м.

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано при устройстве противофильтрационных экранов из композитных материалов на работающих оросительных каналах и водоемах без их опорожнения.

Способ заделки повреждений противофильтрационного экрана // 2612431

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, может быть использовано для заделки повреждений противофильтрационных покрытий каналов, водоемов и накопителей отходов, путем предварительного контроля целостности экранов дистанционно.

Способ ремонта бетонных облицовок оросительных каналов // 2612419

Изобретение относится к гидромелиоративному строительству и может быть использовано при проведении ремонта бетонных облицовок длительно работающих оросительных каналов с использованием геосинтетических материалов.

Способ возведения намывного гидротехнического сооружения // 2612205

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может найти применение при возведении намывных хранилищ отходов с большим потреблением воды и ее потерями при эксплуатации.

Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью // 2611805

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении грунтовых сооружений на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью.

Способ создания накопителя токсичных отходов на сильно деформируемом основании // 2611167

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при создании накопителей отходов промышленных предприятий. Способ включает подготовку основания путем отсыпки дренирующего грунта с уклоном от центра к периферии на величину, равную половине прогнозируемой разности осадки основания.

Способ создания противофильтрационного геокомпозитного покрытия // 2610699

Изобретение относится к области гидротехнического, гидромелиоративного и природоохранного строительства и может быть использовано при создании противофильтрационных покрытий с использованием геокомпозитных материалов в основаниях сооружений.

Противофильтрационное крупнотоннажное покрытие // 2609437

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано при устройстве противофильтрационных экранов из полимерных материалов на оросительных каналах и водоемах.

Способ определения удельных фильтрационных потерь // 2604305

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам для определения потерь воды на фильтрацию из оросительных каналов гидромелиоративных систем.

Способ создания противофильтрационного экрана // 2598669

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при создании противофильтрационных экранов на каналах, водоемах и накопителях различного назначения.

Способ управления режимом потока в открытом канале // 2615337

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к устройствам гашения потока воды для открытых каналов. Способ заключается в формировании гидравлической структуры потока ниже по течению непосредственно между боковыми стенками канала и образовании переходного участка регулятора в виде поворотных щитков со сжатием потока по центру канала.

Способ аэрации животноводческих стоков зоны пруда-накопителя // 2609385

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, преимущественно к подготовке сточных вод в орошаемом земледелии для полива и удобрений растений, в водоохранных мероприятиях, распределению сточных вод и животноводческих стоков в системе дождевания из распределительных трубопроводов на земледельческие поля орошения (ЗПО).

Сопрягающее сооружение // 2609376

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к сооружениям для соединения бурных потоков в каналах. Сопрягающее сооружение состоит из подводящего 1 и отводящего 2 каналов, между которыми выполнена донная галерея 3, разделенная на две неравные части, с отделяющей вертикальной поперечной стенкой 6.

Водозаборный узел оросительной системы // 2606282

Изобретение относится к области мелиоративных систем и сооружений и может быть использовано при осуществлении водозабора для нужд орошения земель из горных и предгорных участков рек, которые характеризуются высокими скоростями течения воды и наличием большого количества взвешенных и донных наносов.

Способ определения удельных фильтрационных потерь // 2604305

Система лиманного орошения // 2588642

Система лиманного орошения размещена в замкнутом понижении рельефа местности, включает ряд земляных водоудерживающих валов (дамб) с водопропускными регулирующими сооружениями, разделяющих общую территорию системы на отдельные ярусы, и источник подачи воды.

Водовыпуск из канала с большим уклоном // 2576982

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для отбора воды из каналов с большим уклоном. Водовыпуск включает подводящий канал 1, откуда вода поступает в водоприемную прорезь, а наносы движутся вдоль виброрешетки 4 и сбрасываются в транзитный канал 3.

Способ создания регулируемого свободно текущего водного потока и устройство для его осуществления // 2562205

Изобретение относится к области гидротехники, а конкретно к образованию водного потока и управлению им с помощью труб для приведения в действие гидротурбин, устройства водопроводных систем, а также к защите насыпных плотин от размыва.

Биологический стабилизационный пруд-накопитель (варианты) // 2555813

Изобретение относится к области гидротехники, а именно к подготовке сточных вод в орошаемом земледелии для полива и удобрения растений. Биологический стабилизационный пруд-накопитель включает замкнутую водозаборную акваторию водоема в виде пруда-накопителя 1, имеющего водоподводящую трубу 2 с питаемым коллектором 21, и водораспределительное устройство на входе отводящего трубопровода 4.

Способ рассоления тяжелых засоленных земель // 2555034

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства. Для рассоления тяжелых засоленных почв подводят воду к рассоляемому участку, нарезают щели 3, размещают вдоль центральной оси межщелевых полос поливные трубопроводы 6 с капельницами 7, укрывают межщелевые полосы водонепроницаемыми экранами.

Устройство для улавливания биогаза обезвреженных животноводческих стоков при аэробной подготовке бесподстилочного навоза // 2616803

Изобретение относится к сельскому хозяйству и более конкретно предназначено к устройствам обезвреженных животноводческих стоков при биологической очистке на индустриальных очистных сооружениях (в аэротенках) для улавливания биогаза и его дальнейшего использования. Устройство для улавливания биогаза обезвреженных животноводческих стоков при аэробной подготовке бесподстилочного навоза содержит аэротенк 1 для заполнения его сточной водой. Стойки сооружения аэротенка 1 выполнены вертикальными для поддержания купола, а боковые пространства между стойками облицованы защитными боковыми вертикальными плитами. В верхней части подкупольного пространства купола закрепляют пакет газосборных перфорированных колец 4, выполненных из полиэтиленового материала. Кольца 4 между собой соединяют жесткими патрубками 5 и посредством тросов закрепляют к поперечной балке в подкупольном пространстве купола над площадью зеркала сточной воды в сооружении аэротенка 1. Сборный коллектор выполнен в виде жесткого кольца 9, закреплен по периметру стоек в подкупольном пространстве купола, и связан посредством патрубков 8 с газосборными перфорированными кольцами 4. От сборного коллектора в виде кольца 9 отведена неперфорированная гибкая труба 10 выше поверхности земли и закреплена на стойках. Гибкая труба 10 снабжена конденсатосборником, расходомером, запорным краном и транспортирующим трубопроводом 15, сообщается через компрессорную станцию 16 с когенератором 17. Неперфорированная гибкая труба 10 имеет отвод 18 сжатого газа. Использование изобретения позволит повысить надежность и эффективность работы устройства по улавливанию и сбору биогаза в верхних слоях атмосферы в закрытом сооружении аэротека при уменьшении материалоемкости и упрощении его монтажа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.