|
Раздел восьмой. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
ГЛАВА 31. Сооружения для автоматического измерения уровней воды
|
|
|
31.2.
Основные затруднения в работе УСУВ и средства борьбы с ними
|
|
|
Эксплуатация УСУВ в зимнее время может потребовать выполнения
на многих из них мероприятий по утеплению соединительных устройств,
павильонов и колодцев. Необходимость таких мероприятий для каждой
установки, как правило, определяется опытом.
Трубчатое соединительное
устройство, заложенное выше глубины промерзания, утепляют следующим
образом. Траншею, в которой лежит труба, освобождают от грунта,
из нее удаляют воду и трубу теплоизолируют минеральной пробкой или
шлаковатой, которые в свою очередь тщательно гидроизолируют, например,
помещая в трубу большего диаметра или обертывая рубероидом с последующей
обмазкой битумной массой. Пространство вокруг изолированной таким
образом трубы заполняют торфом, мхом, сеном, соломой, опилками,
мелко насеченными еловыми лапками, а сверху засыпают грунтом. Органические
материалы в процессе гниения выделяют биологическое тепло, которого
бывает достаточно для предохранения воды в трубе от замерзания.
В случае, если соединительная
труба замерзла, освободить ее ото льда можно, подавая в трубу горячую
воду с помощью резинового шланга. По мере оттаивания льда шланг
проталкивают в трубу. Эту операцию удобно делать со стороны поплавкового
колодца при предварительно откаченной из него воде. Соединительные
устройства лоткового (траншейного) типа можно обогревать с помощью
электрических ламп, керосиновых фонарей, керосинок, теплого воздуха,
подающегося в них из отапливаемого измерительного павильона под
действием вентилятора. При этом сам лоток снаружи (сверху) теплоизолируется
войлочными, шлаковатными, камышовыми или соломенными матами, листьями,
травой, сеном и другими подручными материалами.
Измерительный павильон
и колодец утепляются совместно. Способы утепления павильона изнутри
аналогичны тем, которые применяются в жилых и служебных помещениях.
Люк, закрывающий колодец самописца, теплоизолируют войлоком или
шлаковатой. Отверстия в люке для пропуска тросиков от поплавка и
противовеса снабжают мягкими покрытиями. Колодец можно обогревать,
поместив в него какой-либо электроприбор (электроплитку, электролампу)
или керосиновую лампу. В районах с продолжительной холодной зимой
в колодец примерно на 0,5 м ниже закрывающего» его люка рекомендуется
дополнительно устанавливать утепленный щит (с отверстиями до тросиков).
При сильных продолжительных
морозах может возникнуть необходимость проведения утеплительных
мероприятий и снаружи павильона. Вот один из возможных вариантов
такого утепления. На расстоянии 0,5—0,6 м от стенок павильона устанавливают
дополнительную дощатую стенку высотою около 0,5 м и образовавшееся
между ней и павильоном пространство засыпают, например,. сухими
опилками, а сверху укладывают толь. Вокруг дощатойстенки в полосе
шириной не менее 1 м поверхность земли покрывают слоем сухого папоротника
или соломы толщиной до 0,5 м, прикрывая их для предохранения от
сдувания ветром еловыми лапками. Борются с замерзанием воды в УСУВ
и добавлением в колодцы поваренной соли или хлористого кальция,
а для предотвращения обмерзания поплавка самописца на поверхности
воды в колодце можно создать слой из технического масла или керосина.
Консервация
УСУВ на зиму и их реконсервация весной проводятся на многих
установках, не эксплуатирующихся круглогодично. Консервация состоит
из следующих работ: демонтируется СУВ; соединительное устройство
закрывается со стороны водного объекта пробкой (труба) или деревянным
затвором (галерея, траншея); из колодца и соединительного устройства
откачивается вода; в зависимости от суровости зимних условий проводятся
перечисленные выше мероприятия по утеплению павильона и колодца.
Одновременно с консервацией
УСУВ на зиму рекомендуется проводить на ней все необходимые ремонтные
работы. Весной, с достаточной заблаговременностью, установку СУВ
вновь подготавливают к действию. При этом рекомендуется: прогреть
дно и стенки колодца одним из изложенных выше способов (электрическими,
керосиновыми или другими тепловыми приборами); убедиться в отсутствии
ледовых образований в соединительном устройстве, а если они есть,
то удалить их; открыть соединительное устройство со стороны водного
объекта; удалить внешнюю теплоизоляцию павильона; проверить с помощью
внешнего и внутреннего устройств для измерения уровня воды работу
соединительного устройства; провести монтаж и опробование самописца;
завершить ремонт, если он не был закончен осенью; привести в порядок
территорию УСУВ, включая в случае необходимости укрепление берега,
обновление струенаправляющих сооружений и другие работы.
Борьба
с заилением УСУВ и освобождение их от наносов. Успех этой борьбы
закладывается уже в проекте сооружения. Для этого, как указывалось
в п. 31.1, в конструкцию УСУВ вводятся колодцы-отстойники, трубчатые
соединительные устройства заменяются галлереями или траншеями, на
островных установках СУВ колодцы могут не иметь дна, в месте выхода
водозаборного устройства береговой УСУ В в реку устраиваются струенаправляющие
шпоры и т. п. Однако конструктивные меры не являются единственными.
На реках с высокой мутностью чрезвычайно важно правильно выбрать
местоположение УСУВ так, чтобы наносы как можно в меньшем количестве
подходили к сооружению. Этого можно достичь, располагая оголовок
соединительного устройства на изгибе реки у вогнутого берега с наибольшими
глубинами и скоростями, смещая его от вершины излучены несколько
вниз по течению, как это показано на рис. 31.15. В таких местах попаданию
наносов в оголовки препятствует естественная поперечная циркуляция
водного потока.
|
Рис. 31.15. Схема размещения установки СУВ на речной излучине.
1 — оголовок соединительного устройства; 2 — соединительное устройство; 3 — колодец-отстойник;
4 — поплавковый колодец; 5 — место отложения наносов.
|
Попавшие
все же в колодец и соединительное устройство наносы должны быть
удалены. Очистку этих сооружений проводят механически, вручную,
гидростатическим напором и с помощью специального насосного оборудования.
Ручная очистка труб
заключается в протаскивании через них стальной 3 — 4-миллиметровой
проволоки, на которой закреплено несколько достаточно жестких резиновых
кружков или пробок диаметром, меньшим диаметра соединительной трубы.
Галереи, траншеи и колодцы чистят лопатами, черпаками и ведрами.
Ручная очистка может быть эффективной только на реках с незначительной
мутностью.
Промывка под гидростатическим
напором состоит в следующем. В период низких уровней в реке
соединительное устройство со стороны поплавкового колодца перекрывается
пробкой или специальной задвижкой - демпфером. Колодец тем или иным
способом доверху наполняется водой. Затем пробка или задвижка быстро
открывается и вода под давлением поступает в соединительное устройство,
а из него в реку, захватывая по пути наносы. Во время промывки и
до ее начала наносы, отложившиеся в приямке колодца (ниже соединительного
устройства) взмучивают лопатами или шестами. Операцию по заполнению
водой колодца, взмучиванию наносов и промывке повторяют несколько
раз.
Насосное оборудование
для удаления наносов используют прежде всего на электрифицированных
гидрологических постах или хотя бы при наличии мотопомп. Конкретные
приемы очистки колодцев и соединительных устройств здесь зависят
от технических возможностей применяемого оборудования. Наиболее
простой прием заключается в размыве наносов сильной струёй воды
из шланга и последующей откачки образовавшейся смеси воды с наносами,
так называемой пульпы. Этот процесс происходит значительно
эффективнее, если кроме насоса имеется гидроэлеватор, непосредственно
и размывающий наносы, и отсасывающий пульпу. Однако серийный выпуск
таких малогабаритных устройств, пригодных для описываемых целей,
еще не налажен.
Частота очистки УСУВ
от наносов зависит от местных условий. В некоторых местах ее приходится
производить 3—4 раза за летний период и обязательно после резких
подъемов и спадов воды в реке.
Борьба с пульсациями
в поплавковых колодцах и волновым воздействием на УСУВ. Возникающие
в водном объекте волновые возмущения различного происхождения могут
проникать, несмотря на наличие демпферов в соединительных устройствах,
и: в поплавковые колодцы, вызывая колебания поплавка самописца.
В результате запись на его барабане получается жирной, нечеткой
или пилообразной, что усложняет обработку ленты.
Бороться с пульсациями
водной поверхности в колодцах можно как подбором и совершенствованием
демпферов на соединительных устройствах, так и установкой дополнительных
гидравлических сопротивлений прямо в колодце, непосредственно вокруг
поплавка. Таким сопротивлением может быть, например, перфорированный
отрезок трубы диаметром 300—350 мм или ящик из металлической сетки.
Длина этих устройств равна глубине колодца. Их ставят на дно в центре
колодца и уже в них помещают поплавок. Заметим, что наличие в составе
УСУВ колодцев-отстойников, предназначенных как известно в первую
очередь для борьбы с наносами, уменьшает проникновение в поплавковые
колодцы и волновых возмущений. Полностью исключает возникновение
в колодце пульсации водной поверхности сифонное соединительное устройство.
Опасному волновому воздействию
в основном подвержены установки СУВ на водохранилищах и озерах.
Их защита в широком смысле этого слова может вестись в двух направлениях.
Во-первых, это выполнение берегоукрепительных работ в зоне размещения
УСУВ, осуществляемое путем устройства подпорных стенок, а также
облицовка откосов камнем, бетоном и прочими материалами. Во-вторых,
УСУВ могут быть защищены от прямого силового воздействия волн с
помощью волнозащитных сооружений разного класса капитальности. Проектирование
такого сооружения в каждом частном случае представляет достаточно
сложную гидротехническую задачу, для решения которой приходится
не только выполнять определенные расчеты (методики их рассматриваются
в специальной литературе), но иногда проводить и исследования на
моделях, что далеко не всегда доступно. Поэтому строительство волнозащитных
сооружений для установок СУВ пока не получило широкого распространения.
Произвольные изменения
высотного положения УСУВ, случающиеся по различным причинам
на некоторых сооружениях, совершенно недопустимы, так как они не
только нарушают связь установки с нулем гидрологического поста,
но могут привести и к разрушениям отдельных элементов сооружения.
Основная борьба с нарушением вертикальной стабильности УСУВ должна
вестись на стадии строительства, когда в случае необходимости могут
быть приняты специальные меры к улучшению основания этих сооружений,
о чем будет сказано в главе 15.
В процессе эксплуатации
УСУВ регулярной нивелировкой проверяют высотное положение их колодцев
и при обнаружении деформаций, превышающих ± 1 см, принимают меры
к их устранению. Наиболее вероятны такие деформации в периоды замерзания
и оттаивания грунтов. Поэтому доступным методом борьбы с ними является
утепление сооружений способами, изложенными выше.
Заключение. Данный
раздел учебного пособия конечно не претендует на исчерпывающее освещение
всех проблем, возникающих при эксплуатации УСУВ. Здесь очерчен круг
наиболее важных вопросов и показаны возможные пути их решения. Практика
оставляет перед гидрологами широкое поле деятельности, где они с
учетом местных условий должны творчески применять изложенные -выше
рекомендации, а главное — вносить новые предложения и идеи по совершенствованию
работы УСУВ.
|
|
|