Система для предотвращения фильтрации воды из содержащего вредные примеси водоема

(51)5 Е 02 В 3 16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ 23-1 одного хо инженернои и Государст ВРАЩЕНИЯРЖАЩЕГО В я к гидр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Харьковский отдел взяйства промпредприятий Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротех нических сооружений игидрогеологии "Водгеовенный проектный институт "Харьковский Водоканалпроект"(56) Авторское свидетельство СССР У 1030469, кл. Е 02 В 3/16, 1983.Авторское свидетельство СССР 9 1382902, кл, Е 02 В 3/16, 1986.(54) СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕДОФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ ИЗ СОДЕНЫЕ ПРИМЕСИ ВОДОЕМА(57) Изобретение относ техническому строительству. Цельизобретения - повышение эффективностиработы системы путем уменьшения расхода 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 водои. 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,Изобретение относится к гидротехническому строительству и может бытьиспользовано при сооружении и эксплуатации накопителей жидких промышЛенных отходов для предотвращения загрязнения грунтовых вод и прилегающейк ним территории.Цель изобретения - повышение эфФективности работы системы путемуменьшения расхода чистой воды,На фиг. 1 изображена противофильтрационная система, разрез; на фиг.2график зависимости ординаты кривойдепрессии по оси питающего элементаЬ при установлении гидравлическогобарьера в основании от глубины водыв водоеме Н; на фиг. 3 - графикзависимости необходимого для установления гидравлического барьерадавления воды в питающем элементеРс от глубины воды в водоеме.Противофильтрационная системавключает выполненный в ограждающейводоем 1 дамбе 2 канал 3, заполненный несвязным материалом, например песком и водой, с уложенным надне трубофильтром 4, слой 5 крупнопористого ма Фыркала, например щебня,насос б трубопровод 7, дренажнуюканаву 8, глубинный пьезометр 9, доведенный до подошвы водоносногопласта 10, поверхностный пьезометр 11доведенный до подошвы канала 3, ипротивофильтрационные элементы 12,например зубья. Глубина канала 3 определена из математического выражения Ь = Н, - Н, , где Ь - 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 б, что обес-, печивает его своевременное включение, 20 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 замерадавления 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 иобеспечивает противоток чистой водыв теле дамбы 2, При глубине воды вводоеме, большей расчетной величиныНд, ордината кривой депрессии оказывается ниже уровня воды в водоемечто приводит к фильтрации из водоема в сторону нижнего бьефа.Равенство ординаты кривойдепрессиинад горизонтальным слоем 5 глубиневоды в водоеме 1 определяет отметкуподошвы заполняемого водой канала 3в теле дамбы 2, который обеспечивает существование противотока чистойворы в ней при более высоких уровняхводы в водоеме 1,После того как уровень воды в водоеме 1 достигнет отметки подошвыканала 3, в расположенный в немтрубофильтр 4 подают чистую воду,поддерживая в канале уровень водына0,25-0,5 м превышающий уровень водыв водоеме 1, что контролируется по -верхностным пьезометром 11.Коэффициент Фильтрации водопроницаемого материала (песка) в канале45 3 не менее, чем в 10 раз превышаеткоэффициент Фильтрации грунта теладамбы 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 (Ь) слоя 5 и рас 55положенных по его сторонам противоФильтрационных элементов 12 обесйпечивающих при заданном геологическомстроении и фильтрационных характеристиках грунтов основания и тела дамбыЬ =Н,-Н 5152 создание у кровли водоупора гидравлического давления, превышающегомаксимальное давление, создаваемоеуровнем воды в водоеме 1.Для выбранных размеров слоя 5,противофильтрационных элементов 12и условия максимального горизонтаводы в водоеме 1 определяют необходимый напор Р в слое 5, при которомдавление под ним (по его оси) у кровли водоупора было бы на величинуь = 0,25-0,5 м (примерно 2-37 от глубины воды в водоеме) выше, чем гидростатическое давление, создаваемоеуровнем жидкости в водоеме 1, При необходимости корректируют размеры противофильтрационных элементов 12,Затем подбирают кривую депрессиии определяют значение ее ординаты пооси питающего элемента ЬОпыт повторяют при меньших глубинах воды в водоеме, определяя значение необходимого напора в питающемэлементе и ординаты кривой депрессиив теле дамбы по оси элемента,Полученные данные наносят на графики Ь, = Р(Н) и Р = Г(Н) (фиг. 2 и 3),где Н - глубина воды в водоеме; Рдавление в питающем элементе Ь - орсдината кривой депрессии в теле дамбыпо оси питающего элемента,На графике П = Р(Н) наносятвспомогательную прямую Й = Н, абсцисса точки пересечения этой прямойс графикомЬ = Р(Н) дает максимальное значение глубины воды в водоемеН, , при которой канал в теле дамбыеще 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 напораьы, 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 6расход Фильтрационного потока из канала в водоем.Вследствие этого повышается статическая устойчивость сооружения вцелом, 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 вподошве дамбы слой крупнопористого 25 материала, размещенные между каналом и водоемом глубинный и поверхностный пьезометры с датчиками уровнейроды, при этом глубинный доведен доподошвы водоносного пласта, насос 30 для подачи чистой воды, соединенныйтрубопроводом с каналом, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что., с цельюповьшения эффективности работы системы путем уменьшения расхода чистой воды, она снабжена трубопроводомсоединяющим слой крупнопористого материала с насосом, при этом слойкрупнопористого материала отделенот канала грунтом тела дамбы, а поверхностный пьезометр доведен доотметки подошвы канала, глубину которого определяют из выражения 45где Ь - глубина канала;Н, - высота дамбы;Н - расчетный параметр, числечноравный глубине воды в водое 50 ме, при которой напор, подаваемьгй в основание дамбы,предотвращает проскок загрязненного Фильтрационного потока как через основание, таки через тело дамбы,2, Система по и, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что канал заполнен537743 Ниск= Ю ф 4/СК Составитель Р, НагорнаяТехред М.Ходанич Корректор О.Кравцова актор Н. Лазаренк КНТ СССР й комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 роизводственно-издател Заказ 148ВНИИПИ Государственног113035 к М Тираж 528митета по иква, Жретенияушская Подписноеоткрытиям д, 4/5