ВЕРНУТЬСЯ

НА ГЛАВНУЮ

ДАЛЕЕ



Раздел восьмой. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

ГЛАВА 32. Сооружения для измерения расходов воды (гидрологические расходомеры)


32.7. Основные вопросы эксплуатации расходомеров

32.7.1. Виды нарушений работы гидрологических расходомеров, их причины и меры борьбы с этими нарушениями

        Надежная работа даже правильно спроектированных и хорошо построенных расходомеров иногда различным образом нарушается. Эти нарушения преимущественно обусловлены воздействием на сооружения неблагоприятных факторов внешней среды, но могут быть вызваны и неправильной эксплуатацией расходомеров. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся виды нарушений и средств борьбы с ними.
        Высотные деформации расходомеров снижают точность измерений расходов воды и могут вызвать полную потерю ими водомерных свойств, а в конечном итоге разрушение сооружений. Исключение возможности возникновения деформаций должно предусматриваться на этапах проектирования и строительства расходомеров путем соответствующей подготовки основания (см. главу 15) и создания подземного контура такой длины, при которой не возникает суффозии (см. п. 3.2.2). В процессе эксплуатации высотная стабилъность расходомеров должна систематически проверяться нивелировкой. При обнаружении вертикальных деформаций необходимо выяснять их причины и принимать меры к ликвидации подвижек.
        Потери стока в расходомерах (водосливах и лотках) ухудшают водомерные свойства этих сооружений, и хотя такие потери невозможно исключить полностью, их надо стремиться свести к минимуму. Различают два пути, которыми вода теряется в гидрологических расходомерах:
  • через неплотности элементов конструкции, образующих напорные и проточные части расходомеров;
  • за счет фильтрации под сооружением и в обход его.
        Потери воды в неплотности элементов конструкции, например, в месте примыкания водосливного щита в шпунтовой стенке (см. рис. 3.4) являются обычно следствием низкого качества работ или вызваны естественным старением строительных элементов и потерей ими своих положительных качеств, что может быть усугублено неправильной эксплуатацией, в частности несвоевременной покраской и антисептированием деревянных частей, приводящей к их ускоренному гниению. Рассматриваемые потери легко обнаруживаются визуально и устраняются посредством проведения соответствующих ремонтно-строительных работ.
        Заметные потери за счет фильтрации возникают при нарушении целостности противофильтрационных элементов (понура, шпунтов), причиной которой могут быть температурно-осадочные деформации сооружения и другие неблагоприятные факторы. Фильтрационная устойчивость расходомеров нуждается в постоянном контроле, который осуществляется различными способами. При интенсивной фильтрации ее легко обнаружить в нижнем бьефе визуально в виде ключей в русле или мочажин на примыкающей к сооружению пойме, из которых виден отток воды в русло. При слабой фильтрации ее обнаруживают с помощью красителей или при градуировке расходомеров. Эти работы рекомендуется проводить в период межени, когда сток мал.
        Использование красителей — дает возможность установить только сам факт наличия фильтрации, но не значение ее расхода. Для этого отверстие расходомера перекрывают со стороны верхнего бьефа водонепроницаемым щитом, хорошо уплотняя места его стыка с элементами сооружения. После заполнения верхнего бьефа водой до возможно более высокой отметки в воду пускают интенсивно красящее вещество, например, флюоресцин или уранин, дающие ярко-зеленый цвет. По окраске воды в нижнем бьефе легко установить наличие и интенсивность фильтрации. При недостаточной фильтрационной прочности подземного контура расходомера красящее вещество проникает в нижний бьеф почти мгновенно. Появление там резко окрашенных струй воды свидетельствует о наличии очагов фильтрации и указывает на их местоположение. Если фильтрационная прочность сооружения достаточная, то красящее вещество проникает в нижний бьеф по истечении длительного времени, при этом вода оказывается окрашенной по всему фронту фильтрации более или менее равномерно. Фильтрационный расход может быть определен при градуировке расходомера, которая проводится различными способами. При малых расходах для этого в нескольких метрах, обычно выше сооружения, возводят глиняную или деревянную перемычку с желобом в средней части. Расход воды, сливающейся через этот желоб, определяют объемным способом. Одновременно измеряют расход, проходящий через расходомер. Разность между расходом в желобе и расходом в расходомере и есть фильтрационный расход.
        При значительной водности потока контрольные расходы воды измеряют не в желобе, а возможно более точно вертушкой в улучшенном участке русла ниже расходомера. Определение фильтрационных потерь следует проводить при различных напорах на расходомере, от которых эти потери находятся в прямой зависимости.
        Фильтрационный расход в качестве поправки добавляется к расходу воды, измеренному расходомером. Однако с большими фильтрационными потерями надо вести борьбу, так как фильтрующаяся вода может подмыть сооружение и вывести его из строя. Прежде всего рекомендуется осмотреть понур (если он есть) и заделать обнаруженные в нем трещины. Для ревизии и ремонта шпунтов и бетонных зубьев их частично откапывают, прорывая вдоль этих элементов траншеи. Если указанные ремонтные работы не приводят к заметному сокращению фильтрации, то приходится удлинять понур или забивать дополнительные шпунтовые ряды.
        Заиление расходомеров, т. е. отложение наносов в самих сооружениях непосредственно перед и за ними, происходит на водотоках, характеризующихся большими значениями твердого стока. В результате заиления нарушается принятая для расчетов зависимость расходов от напоров, может быть прекращена гидравлическая связь колодца УСУВ с расходомером и даже не исключено полное погребение сооружения под слоем наносов.
        Необходимо признать, что в настоящее время нет надежных приемов борьбы с отрицательным влиянием наносов на работу расходомеров. Однако некоторые рекомендации по этому вопросу все же могут быть сделаны.
        На постоянно действующих водотоках с большим содержанием наносов их отрицательному воздействию наименее подвержены гидрометрические лотки, контрольные сечения и водосливы практического профиля с треугольной формой порога. Больше всего страдают от наносов водосливы с тонкой стенкой. Эти особенности расходомеров надо учитывать при выборе типа измерительного сооружения для каждого конкретного створа.
        Для улучшения условий транспорта наносов через сооружения подходные участки к ним на длине не менее 10—15 м рекомендуется покрывать бетонной облицовкой, придавая этим участкам уклон (по потоку) не менее 10—15°/оо. Защитить расходомеры от наносов можно устройством выше их на расстоянии 30—50 м бассейнов-отстойников (их надо регулярно очищать механическим путем) или каменно-набросных фильтрующих стенок, задерживающих наносы, но относительно свободно пропускающих воду. Борьба с заилением УСУВ, входящих в состав расходомеров, ведется в соответствии с рекомендациями, изложенными в п. 2.2.2.
        Если, несмотря на предусмотренные конструкцией сооружения защитные меры, все же не удалось исключить отложения наносов в местах, где они вызывают те или иные нарушения работы расходомера, то наносы необходимо регулярно удалять механическим путем или организовывать различные способы их промыва. Здесь следует подчеркнуть, что надобность в осуществлении таких работ возникает обычно только в отдельные фазы гидрологического режима водотока, например, на спаде паводков. В заключение еще раз отметим актуальную необходимость создания конструкций гидрологических расходомеров, пригодных для работы на водотоках с большим содержанием наносов.


ВЕРНУТЬСЯ

НА ГЛАВНУЮ

В НАЧАЛО

ДАЛЕЕ