Устройство наблюдения за напорной дамбой или плотиной

Полезная модель относится к устройствам наблюдения за напорными дамбами или плотинами с целью определения возникновения фильтрационного «выхода» жидкости на низовой откос из чаши дамбы, перелива через гребень дамбы и другими процессами золошлакоудаления на золошлакоотвале, при одновременном выполнении зада охраны объектов на территории золошлакоотвала (ЗШО). Оно может быть использована для последующей своевременной разработки и принятия мер предупреждения (устранения), возможного осложнения состояния дамбы, а также для оценки ее состояния безопасности, в том числе связанного с вопросами охраны ЗШО и повышения его антитеррористической защищенности и, в первую очередь, ЗШО безопасность которых декларируется (аварии на которых могут привести к возникновению чрезвычайной ситуации).

Задачей полезной модели является разработка технического решения - устройства наблюдения за напорной дамбой или плотиной менее сложного чем устройство по прототипу.

На фиг.1-3 приведены графические материалы, иллюстрирующие устройство и работу устройства наблюдения. На фиг.1 приведена схема дамбы с иллюстрацией выхода фильтрации на ее низовой откос и установка стационарного устройства наблюдения; на фиг.2 изображены электрические схемы включения электропроводников - температурных индикаторов положения критических уровней безопасности, дамбы (аналогична - положения уровня ее гребня): а - соответствующая уровню K₁, 6 - соответствующая уровню К₂ ; на рис.3 - схема наблюдения (фрагмент увеличенного изображения) с отраженным участком низового откоса прямо «невидимого» с места установки инфракрасной камеры наблюдения.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве наблюдения за напорной дамбой или плотиной, включающем инфракрасные камеры наблюдения, температурные индикаторы положения критических уровней безопасности дамбы и ее гребня, выполненные в виде изолированных электропроводов включенных в цепь источника электроэнергии, предназначенные для установки на низовом откосе дамбы, при этом инфракрасные камеры наблюдения, установлены с возможностью одновременного наблюдения низового откоса по всей протяженности дамбы и территории гидротехнического сооружения, инфракрасная камера является единственной, а вокруг дамбы снаружи нее установлены отражатели инфракрасных волн, выполненные, например, из стекла, обращенные отражающими поверхностями к инфракрасной камере наблюдения так, что наблюдаемые ею в них отражения и прямо наблюдаемые изображения низового откоса дамбы образуют периметральную цепь наблюдения всего низового откоса с возможностью перекрытия смежных углов наблюдения, а отражатели инфракрасных волн установлены с возможностью изменения их пространственного положения.

В устройстве наблюдения за напорной дамбой или плотиной инфракрасная камера может быть стационарной, установленной на программируемом опорно-поворотном устройстве и выполненной с возможностью увеличения наблюдаемого объекта, снабженная радаром, формирующим сигнализирующие и исполнительные воздействия при обнаружении фильтрационных выходов на низовом откосе дамбы, в том числе превышающих критические значения безопасности, или переливов через гребень дамбы, или критических других процессов золошлакоудаления, либо людей и техники при несанкционированном их проникновении на территорию дамбы или плотины.

Достигаемое повышение оперативности определения возникновения «выходов» жидкости из чаши дамбы или плотины на низовом откосе и с которыми часто связаны последующие более серьезные осложнения состояния дамбы, например, образование ее разрушений - проранов, позволяет оперативно (своевременно) принять меры для предупреждения последующих (развивающихся) осложнений и предотвратить возможные (вероятные) аварии. Этим повышается безопасность дамбы или плотины, снижаются затраты на ликвидацию возможных аварий, вероятность возникновения которых при этом (при повышении оперативности определения выходов фильтрации или переливов через гребень и достигаемой при этом своевременности принятия соответствующих мер), уменьшается.

Снижение трудоемкости выполнения наблюдений при использовании полезной модели позволяет уменьшить количество наблюдателей и объемы выполняемых ими осмотров и этим уменьшить связанные с их осуществлением текущие затраты.

Кроме того, заявляемое устройство наблюдение позволяет осуществлять функции охраны путем оперативного определения (при круглосуточном режиме наблюдения) несанкционированное проникновение на территорию ЗШО людей либо техники. При этом повышается антитеррористическая защищенность ЗШО, что важно для ЗШО безопасность которых декларируется и авария на котором может привести к возникновению чрезвычайной ситуации.

Достигаемые приемущества реализуются заявляемым устройством наблюдения имеющим более простую конструкцию.

Полезная модель относится к устройствам наблюдения за напорными дамбами или плотинами с целью определения возникновения фильтрационного «выхода» жидкости на низовой откос из чаши дамбы, перелива через гребень дамбы и другими процессами золошлакоудаления на золошлакоотвале, при одновременном выполнении задач охраны объектов на территории золошлакоотвала (ЗШО). Оно может быть использовано для последующей своевременной разработки и принятия мер предупреждения (устранения), возможного осложнения состояния дамбы, а также для оценки ее состояния безопасности, в том числе связанного с вопросами охраны ЗШО и повышения его антитеррористической защищенности и, в первую очередь, ЗШО безопасность которых декларируется (аварии на которых могут привести к возникновению чрезвычайной ситуации).

Известна «Погружаемая в скважину оснастка для проверки водопроницаемости грунта и способ такой проверки» JP 3388144 В2 11043928 А, 7 Е02Д 1\00 (Япония) [1]. Она содержит пакер, спускаемый в скважину выше испытуемого интервала на бурильных трубах. По внутреннему объему труб в испытуемый интервал спускается датчик давления. По буровым трубам нагнетается в испытуемый интервал жидкость и регистрируются парные значения расхода нагнетания и соответствующее ему давление. Обработкой парных значений расхода и давления жидкости определяют водопроницаемость грунта. Недостаток метода и устройства для его осуществления заключается в его неоперативности, которая объясняется тем, что для определения водопроницаемости грунта необходимо проведение скважинных исследований. При этом усиление процесса фильтрации в ограждающем напорном сооружении, например, в дамбе, с которым связано увеличение водопроницаемости грунта дамбы, не может быть определено дистанционно путем наблюдения связанных с процессом фильтрации других его признаков.

Таким же недостатком обладают скважинные геофизические методы и технические средства для их осуществления, которые используют для определения в т.ч. изменения фильтрации в напорном сооружении, например, метод скважинной термометрии [2], геоэлектрический метод, а также использование пьезометров (там же).

С не оперативностью определения усиления фильтрации связана несвоевременность проведения последующих мероприятий по нормализации связанных с усилением фильтрации осложнений состояния ГТС.

Более оперативными являются визуальные наблюдения.

Согласно нормативно-технической документации (НТД) [3, 4] визуальный контроль должен проводиться при оценке состояния всех гидротехнических сооружений (ГТС). В общем случае визуальные наблюдения и обследования ГТС должны включать следующее:

- выявление и оценку выходов фильтрации через плотину, основание, берега, сопряжения, швы и др.;

- регистрацию и оценку фильтрационно-суффозионных выносов грунта из плотины, основания, береговых и пойменных массивов, примыкающих к плотине;

- контроль за работой и состоянием дренажей плотины, водоотводящих выпусков, каналов и кюветов;

- контроль за мутностью воды, профильтровавшейся через плотину или основание;

- фиксирование мест заболачивания территории, примыкающей к подошве низового откоса;

- и др.

Важным в составе визуальных наблюдений является выявление и оценка выходов фильтрации через плотину (на совершенствование этого направлено предлагемое техническое решение).

Для определения выходов фильтрации через плотину рекомендуется [5] осуществлять визуальное наблюдение низового откоса дамбы. При этом определяют выходы на поверхность низового откоса профильтровавшейся через плотину воды [5, стр.53].

Характерными проявлениями рассредоточенного выхода являются: в летнее время - заметное увлажнение грунта на поверхности откоса в зоне высачивания воды; характерные зеркальные блики при отражении солнечных лучей от увлажненной поверхности, а на откосе зимой - образование проталин в снежном покрове или парение (в морозные дни) в пределах зоны водонасыщения грунта, образование наледей и др.

Признаками проявления очагов сосредоточенной фильтрации являются: наличие фонтанчика или ключа, выходящих на поверхность с некоторым напором; значительная интенсивность излива воды; обводнение узкой полосы поверхности грунта на откосе ниже очага фильтрации; образование зимой ниже очага (по уклону) узкой наледи; парение откоса в морозные дни или появление проталин на снежном покрове в зоне действия сосредоточенного очага фильтрации.

При нарушении режима работы дренажей (например, при перемерзании, засорении, зашламовании, и др.), также происходит обводнение низового откоса выше отметки расположения дренажа.

Выходы фильтрации на низовом откосе дамбы легко наблюдаются визуально.

Хорошим индикатором наличия выхода фильтрации на низовом откосе дамбы может быть разница температур сухого грунта и грунта зоны фильтрации [5, стр.56]. В летний период профильтровавшаяся через дамбу вода (обводненный грунт низового откоса) всегда имеет существенно более низкую температуру, чем сухой грунт откоса, а зимой - наоборот.

В результате наблюдений и измерений определяется положение границы выхода фильтрации на низовом откосе, которые оконтуриваются, например, с использованием колышков.

Таким образом, для определения местоположения зоны выхода фильтрации на низовом откосе дамбы:

а) визуально определяют высачивание профильтровавшейся воды на низовом откосе дамбы;

б) измеряют температуру сухого грунта и грунта зоны фильтрации на низовом откосе дамбы, определяют их разность;

в) с использованием визуальных наблюдений определяют положение границы зоны фильтрации и оконтуривают ее;

г) соотносят положение границы зоны фильтрации с критическими значениями уровней (безопасности) [6, 7] фильтрующейся воды.

На основании полученных данных о положении и протяженности зоны фильтрации или перелива (пункт в) и оценки соотношения положения границы зоны относительно критических значений безопасности (пункт г), принимается решение о режиме работы ГТС и разрабатываются мероприятия направленные на нормализацию безопасного состояния и режима работы ГТС.

Недостаток применяемой в настоящее время известной процедуры осуществления наблюдений за ГТС (выявление и оценка выходов фильтрации через дамбу) заключается в том, что при этом информация формируется также не оперативно. Объясняется это тем, что в настоящее время отсутствует постоянно-непрерывное круглосуточное наблюдение за ГТС и при регламентированной НТД [3] периодичности наблюдений она составляет одни сутки. Иногда, (такой продолжительности) не оперативность определения осложненных ситуации (выявление и оценка выходов фильтрации через дамбу) не позволяет своевременно принять соответствующие меры по нормализации безопасности ГТС, например, путем установления требуемого режима работы, либо технологическими приемами ликвидации фильтрации. Следует отметить, что при неоперативном принятии мер предупреждения и ликвидации возникших осложнений, последние могут трансформироваться в аварии ограждающих дамб ГТС, например, - в прораны. Таким образом, с не оперативностью применяемых в настоящее время наблюдений, связана меньшая безопасность ГТС и большая вероятность возникновения на них осложнений и аварий, и, как следствие, значительные связанные с этим потери - материальные затраты, потери чрезвычайных ситуаций и даже человеческие жертвы.

Кроме того, отсутствие непрерывного наблюдения за ГТС в применяемой процедуре наблюдения не позволяет оперативно определить возникновение перелива через гребень дамбы. Объясняется это тем, что оперативность известной процедуры наблюдения определяется периодичностью проведения осмотров (наблюдений), которая составляет, согласно НТД, одни сутки. Иногда, при возникновении перелива через гребень плотины, запаздывание в одни сутки (при стремительном развитии осложнений связанных с переливом) может быть не достаточным для принятия решений направленных на нормализацию состояния безопасности ГТС и предотвращения возникновения аварии. С последними связаны более весомые потери и затраты. Другим недостатком применяемой процедуры наблюдений за ГТС является ее высокая трудоемкость. Так, при протяженности ограждающей дамбы золошлакоотвала равной 8500 м, с учетом рекомендованных НТД схем наблюдений, наблюдателями должно быть пройдено около 120 км, учитывая регламентированную периодичность - это должно осуществляться ежесуточно. Принимая во внимание малую продолжительность светового дня (особенно в зимнее время), не трудно видеть высокую ежедневную потребность в наблюдателях (при продолжительности светового дня равной 8 ^ми часам и реальном расстоянии, которое может он пройти в течение светового дня - 30 км) - 4 наблюдателя.

Более высокая трудоемкость требует и более высоких текущих затрат на осуществление метода.

Процедура осуществления известного метода наблюдения может быть осуществлена с использованием метода инфракрасной диагностики [8], которая реализована в (Устройство наблюдения за напорной дамбой или плотиной. Патент РФ 57297 на полезную модель. Заявка 2005130242, подана 28.09.2005 г. МПК Е02В 3/00. Опубл. 10.10.2006 г., Бюл. 28. Авторы: А.Д.Елисеев, О.А.Елисеева, [9]), которое используется для оперативного определения выхода фильтрации на низовом откосе дамбы, а также для определения возникновения перелива через ее гребень, является наиболее близким заявляемому и принято за прототип.

Известное устройство наблюдения за напорной дамбой или плотиной, принятое за прототип, включает инфракрасные камеры наблюдения, температурные индикаторы положения критических уровней безопасности дамбы и ее гребня, выполненные в виде изолированных электропроводов включенных в цепь источника электроэнергии, предназначенные для установки на низовом откосе дамбы, при этом инфракрасные камеры наблюдения, установлены с возможностью одновременного наблюдения низового откоса по всей протяженности дамбы и территории гидротехнического сооружения.

Его применение позволяет оперативно и круглосуточно определять возникновение «выходов» фильтрующейся через дамбу жидкости из чаши дамбы или плотины на низовом откосе (и с которыми часто связаны последующие более серьезные осложнения технического состояния дамбы, например, образование ее разрушений - проранов), позволяет оперативно (своевременно) принять меры для предупреждения последующих (развивающихся) осложнений и предотвратить возможные (вероятные) аварии. Этим повышается безопасность дамбы или плотины, снижаются затраты на ликвидацию (возможных) аварий. Вероятность возникновения которых при этом (при повышении оперативности определения выходов фильтрации или переливов через гребень дамбы и достигаемой при этом своевременности принятия мер), уменьшается.

При использовании устройства снижается трудоемкость выполнения наблюдений, снижаются затраты на их осуществление.

Применение устройства позволяет одновременно эффективно решать вопросы охраны территории ЗШО, повысить антитеррористическую защищенность ЗШО, многие из которых являются промышленно опасными, безопасность их декларируется, а авария на нем может привести к возникновению чрезвычайной ситуации.

Однако, устройство наблюдения принятое за прототип имеет недостаток заключающийся в его сложности. Объясняется это следующим. Известно, что как правило, дамба имеет (в плоскости) форму эллипса или близкую к нему. При этом, для осуществления наблюдения за ее низовым откосом по всему периметру дамбы необходимо установить несколько камер наблюдения так, что их углы наблюдения образуют цепь с возможностью перекрытия смежных углов наблюдения. Такое решение сложно и затратно, а кроме того его надежность (ввиду высокой вероятности хищений комплектующих из его состава) не высока.

Сложность объясняется необходимостью иметь несколько инфракрасных видеокамер, их установкой с прокладкой линий (каналов) связи, в том числе электропитания. Поскольку элементы известного устройства наблюдения и работы, связанные с его монтажом и наладкой представляют собой материальные ценности, кроме того требуется организация его охраны - все эти мероприятия вместе взятые составляют высокую затратность известного устройства наблюдения и пониженную его надежность из-за не выполнения (зачастую) требования обеспечения надежной охраны устройства на ЗШО, что при существующем подходе к организации охраны на ЗШО является проблематичным.

Задачей полезной модели является разработка технического решения - устройства наблюдения за напорной дамбой или плотиной менее сложного чем устройство по прототипу.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве наблюдения за напорной дамбой или плотиной, включающем инфракрасные камеры наблюдения, температурные индикаторы положения критических уровней безопасности дамбы и ее гребня, выполненные в виде изолированных электропроводов включенных в цепь источника электроэнергии, предназначенные для установки на низовом откосе дамбы, при этом инфракрасные камеры наблюдения, установлены с возможностью одновременного наблюдения низового откоса по всей протяженности дамбы и территории гидротехнического сооружения, инфракрасная камера является единственной, а вокруг дамбы снаружи нее установлены отражатели инфракрасных волн, выполненные, например, из стекла, обращенные отражающими поверхностями к инфракрасной камере наблюдения так, что наблюдаемые ею в них отражения и прямо наблюдаемые изображения низового откоса дамбы образуют периметральную цепь наблюдения всего низового откоса с возможностью перекрытия смежных углов наблюдения, а отражатели инфракрасных волн установлены с возможностью изменения их пространственного положения.

В устройстве наблюдения за напорной дамбой или плотиной инфракрасная камера может быть стационарной, установленной на программируемом опорно-поворотном устройстве и выполненной с возможностью увеличения наблюдаемого объекта, снабженная радаром, формирующим сигнализирующие и исполнительные воздействия при обнаружении фильтрационных выходов на низовом откосе дамбы, в том числе превышающих критические значения безопасности, или переливов через гребень дамбы, или критических других процессов золошлакоудаления, либо людей и техники при несанкционированном их проникновении на территорию дамбы или плотины.

Размещение единственной инфракрасной камеры наблюдения осуществляется на высокой опоре наблюдения, как правило, поблизости от насосной осветленной воды (для условий ЗШО ТЭЦ). Целесообразность этого объясняется наличием на ней (насосной осветленной воды) электроэнергии, помещения с условиями для размещения монитора инфракрасной камеры наблюдения, который соединен с камерой на ее опорно-поворотном механизме, которая установлена в верхней части опоры.

Современные камеры инфракрасного наблюдения, например, типа PHAROS D или PHAROS LR::CEDIP (E-mail: diaworld@diaworld.ru, Наблюдательные системы безопасности Тепловизионные оптико-электронные системы) позволяют наблюдать и регистрировать наблюдения за объектом (золошлакоотвалом):

- требуемые детали с различными увеличениями, до 20, 25^ти кратного с соответствующими углами наблюдения с использованием опорно-поворотного механизма;

- требуемые детали с различными увеличениями, до 20, 25^ти кратного с соответствующими углами наблюдения в автоматическом, программируемом режиме, с использованием опорно-поворотного механизма;

- получить сигнал от радара, работающего в комплекте с камерой наблюдения в критических случаях, например, при возникновении выходов фильтрации на низовом откосе дамбы, или при несанкционированном появлении на территории гидротехнического сооружения человека или техники.

Ориентированное размещение отражателей инфракрасных волн вокруг дамбы позволяет наблюдать за низовым ее откосом на «невидимых» (от опоры с камерой наблюдения) ее участках. Как известно из инфракрасной техники (E-mail: forward@pergam.ru, Тепловизионная техника на службе охраны Карнеев Д.М.: «Тепловизор. Выбор профессионала», стр.8) - «стекло для тепловизора - это как зеркало для видеокамеры», поэтому отражатели в заявляемом устройстве выполнены из стекла.

Таким образом, предлагаемое устройство наблюдения за напорной дамбой или плотиной с системой отражателей инфракрасных волн позволяет наблюдать как за всей территорией золошлакоотвала (гидротехнического сооружения), так и за низовым откосом дамбы на всей его протяженности (по всему) периметру с использованием одной стационарной инфракрасной видео камеры и этим упростить его конструкцию, и как следствие, снизить его затратность и повысить надежность осуществления наблюдений.

Упрощение устройства связано:

- с уменьшением количества инфракрасных видеокамер снаружи дамбы по ее периметру;

- с отсутствием создания требуемого энергообеспечения размещенных по дамбе камер, а также каналов связи;

- с отсутствием необходимости в организации охраны элементов системы наблюдения.

С упрощением связано удешевление заявляемого устройства наблюдения (следует отметить о многократно меньшей цене отражателя инфракрасных волн, которая составляет 30-35 тыс. руб., в сравнении с ценой одной инфракрасной наблюдательной видео камеры, которая составляет 1,5-2,0 млн. руб.).

Поскольку охрана заявляемого устройства легко осуществима (оно установлено в условиях обслуживаемой насосной осветленной воды), то при этом исключается возможность хищений его самого и элементов, входящих в его комплект. При этом повышается надежность его функционирования.

То есть, заявляемое устройство более просто, менее дорого, а надежность его функционирования более высока.

На фиг.1-3 приведены графические материалы, иллюстрирующие устройство и работу устройства наблюдения. На фиг.1 приведена схема дамбы с иллюстрацией выхода фильтрации на ее низовой откос и установка стационарного устройства наблюдения; на фиг.2 изображены электрические схемы включения электропроводников - температурных индикаторов положения критических уровней безопасности дамбы (аналогична - положения уровня ее гребня): а - соответствующая уровню K ₁, б - соответствующая уровню К₂; на рис.3 - схема наблюдения (фрагмент увеличенного изображения) с отраженным участком низового откоса прямо «невидимого» с места установки инфракрасной камеры наблюдения.

На фиг.1-3 введены следующие обозначения: 1 - низовой откос дамбы; 2 - гребень дамбы; 2 - электропроводник, расположенный на границе сопряжения поверхности гребня дамбы и ее низового откоса; 3 - положение зоны фильтрации на поверхности низового откоса дамбы; 5 - электропроводник, расположение которого на поверхности низового откоса дамбы совпадает с положением критического значения уровня пьезометра К₂ ; 6 - электропроводник, расположение которого на поверхности низового откоса дамбы совпадает с положением критического значения уровня пьезометра K₁; 7 - линия контакта низового откоса дамбы с земной поверхностью; 8 - верховой откос дамбы; 9 - линия контакта верхового откоса дамбы с земной поверхностью; 10 - уровень в чаше ограждающей дамбы; 11 - стационарная инфракрасная камера наблюдения на опорно-поворотном механизме (ИКН); 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 - отражатели инфракрасных волн, установленные снаружи дамбы по ее периметру обращенные к ИКН под некоторыми углами; ₁, ₂, ₃, ₄ - углы отраженных (тепловых) изображений низового откоса дамбы отражателями, соответственно, 12.1, 12.2, 12.3, 12.4; 13, 14, 15 - зоны наложения смежных полей наблюдения инфракрасных камер; Б₁, Б₂ - источники электроэнергии; И₁, И₂ - электропитание электропроводников 5 и 6, соответственно; R₁, R₂ - переменные резисторы в электроцепях проводников 5 и 6, соответственно.

На низовом откосе 1 наблюдаемой дамбы по ее периметру устанавливаются следующие изолированные электропроводники: 2 - электропроводник, расположенный на границе сопряжения поверхности гребня дамбы 2 и ее низового откоса. Он является температурным индикатором положения гребня дамбы. Его температура устанавливается близкой температуре низового откоса, но отличной от последней на несколько градусов. Например, если максимальная температура низового откоса (в летний период) может принимать значение, равное +30°С, то температура электропроводника 2 принимается, например, равной +40°С. Для создания такой температуры электропроводник 2 включается в цепь источника электроэнергии, последовательно с переменным резистором по схеме, аналогичной изображенной на фиг.2, а или 1. Перемещением подвижного контакта переменного резистора достигается требуемая температура равная +40°С электропроводника 2. Ее значение при установке температуры может быть определено с использованием инфракрасного термометра либо инфракрасной камеры.

Электропроводник 5 устанавливают на низовом откосе соответственно положению критического уровня безопасности равного К₂. Он является температурным индикатором положения уровня безопасности К₂ и соответствует граничному значению эксплуатации дамбы или плотины. При достижении значения выхода фильтрации уровня равного К₂ эксплуатация дамбы или плотины запрещается.

Температура электропроводника 5 устанавливается близкой температуре низового откоса, но отличной от температуры последнего на несколько градусов.

Например, с учетом принятых температур низового откоса и электропроводника 2 она принимается равной +37°С. Устанавливается она путем включения электропроводника 5 в электрическую цепь, изображенную на фиг.2, а - последовательно с переменным резистором R₁ и источником электроэнергии Б₁. Перемещением подвижного контакта переменного резистора r₁ в электропроводнике 5 устанавливается ток, вызывающий нагрев электропроводника до температуры, равной +37°С. При установке температура может контролироваться, например, с использованием инфракрасного термометра, либо с использованием инфракрасной камеры.

Электропроводник 6 устанавливают на низовом откосе дамбы соответственно положению критического уровня безопасности равного K₁. Он является температурным индикатором положения уровня безопасности K ₁ и соответствует граничному значению эксплуатации дамбы или плотины. При достижении значения выхода фильтрации уровня равного K₁ эксплуатация дамбы еще допускается, но при этом необходимо выполнить мероприятия, направленные на нормализацию уровня фильтрации.

Температура электропроводника 6 устанавливается близкой температуре низового откоса, но отличной от температуры последнего на несколько градусов. Например, с учетом принятых выше температур низового откоса, электропроводника 2 и электропроводника 5 она принимается равной +33°С. Устанавливается она, по аналогии с установкой температуры электропроводника 5, путем включения электропроводника в электрическую цепь, изображенную на фиг.2, б - последовательно с переменным резистором R₂ к источнику электроэнергии Б₂. Перемещением подвижного контакта переменного резистора R₂ в электропроводнике 6 устанавливается ток, вызывающий нагрев электропроводника до температуры, равной +33 С. В процессе установки температура может контролироваться, например, с использованием инфракрасного термометра либо с использованием инфракрасной камеры.

В качестве электропроводника может быть использован выпускаемый промышленностью провод из нихрома во фторопластовой изоляции, максимально допустимая рабочая температура которой равна +250°С, или какой-либо другой. При больших расстояниях между инфракрасной камерой и наблюдаемым низовым откосом дамбы для увеличения линейного размера температурных индикаторов и улучшения их видимости (электропроводники 2, 5, 6) они могут быть изготовлены навивкой в виде спирали.

Различным температурам - поверхности откоса, профильтровавшейся на низовой откос жидкости, электропроводниками 2, 5 и 6 при использовании цветной инфракрасной камеры соответствуют различные цвета соответствующих изображений. (Температура электропроводников 2, 5 и 6 может устанавливаться одинаковой, при этом на экране инфракрасной камеры они будут изображены линиями одного цвета).

Инфракрасная камера наблюдения ИКН на опорно-поворотном механизме 11 с радаром устанавливается в верхней части мачты, сооружаемой вблизи насосной осветленной воды (для ЗШО ТЭЦ), на которой имеется электропитание и она является постоянно обслуживаемой (постоянно находится обслуживаемый персонал). Высота мачты такова, что с места установки на ней ИКН имеется обзор всей территории ЗШО (гидротехнического сооружения) и его ограждающей дамбы.

При выборе ИКН принимается во внимание размеры ЗШО, в частности максимальная дальность наблюдения, ИКН должна обладать возможностью увеличения наблюдаемого изображения, например, оптико-электронного с кратностью, составляющей 20-25, а в комплект ее должен входить радар. Она должна быть снабжена комплектом программ, предназначенных, в том числе для обеспечения работы в автоматическом режиме опорно-поворотного механизма ИКН в определенной последовательности (в частности, должна обеспечиваться последовательность поворота ИКН на зеркала для наблюдений за «невидимыми» интервалами низового откоса дамбы (НО). Должна быть программа обеспечения и выработки исполнительных сигналов радара при появлении фильтрационных выходов на НО (в том числе превышающих критические значения безопасности), а также при несанкционированном проникновении на территорию ЗШО людей и техники.

ИКН установленная на мачте линией связи соединена с ее системным блоком и монитором, которые размещены в одном из помещений здания насосной осветленной воды. В помещении имеется электропитание, созданы необходимые климатические условия для работы аппаратуры.

Наблюдения с использованием ИКН осуществляется как в дневное так и в ночное время суток.

Работает устройство следующим образом.

Наблюдение состояния фильтрации на низовом откосе ограждающей дамбы. Осуществляют наблюдение за НО ограждающей дамбы вначале на прямо наблюдаемом с места установки ИКН. В случае, если угол наблюдения ИКН является недостаточным, для наблюдения НО на всей его протяженности, осуществлять наблюдения необходимо путем поворота ИКН, обеспечивая при этом видимость НО на всей его протяженности.

При нормальном состоянии дамбы (выходы фильтрации на низовом откосе дамбы соответствуют нормированному значению) на экране (экранах) инфракрасной камеры (фиг.1) изображены области тепловых полей (как правило, изотермические изображения) сухой поверхности низового откоса, электропроводника 2 - линия 1, электропроводника 5 - линия 2 и электропроводника 6 - линия 3. При этом имеющие место выходы нормированной фильтрации расположены ниже критического уровня безопасности K₁ (электропроводник 6 - линия 3).

Для наблюдений за интервалом низового откоса дамбы, который невидим с места установки ИКН, ее поочередно направляют на отражатели инфракрасных волн 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, соответственно, увеличив кратность увеличения ИКН. При этом на экране монитора изображены отражения от отражателей инфракрасных волн соответствующих «невидимых» интервалов НО дамбы.

На фиг.3 приведена схема отраженного от отражателя инфракрасных волн 12.3 участка дамбы, на котором имеется выход фильтрации. При наличии выхода фильтрации (распределенной или сосредоточенной) на низовой откос дамбы, площадь выхода фильтрации имеет температуру, отличную от температуры сухого низового откоса. В рассматриваемом примере (фиг.1 и 3) площадь фильтрации на мониторе имеет изохромное изображение, отличное по цвету от изображения сухой поверхности низового откоса. На этом же изображении отражены различными цветами линии 1, 2 и 3, соответственно электропроводников 2, 5 и 6. Из фиг.3 легко видеть, что верхнее значение выхода фильтрации превышает критический уровень безопасности К₂ . Это означает, что эксплуатация напорной дамбы или плотины должна быть прекращена и приняты меры для нормализации процесса фильтрации. При превышениях фильтрации предельных уровней безопасности K ₁ и К₂ могут наблюдаться разрывы сплошности, соответственно, линий 1 и 2.

Наблюдение выходов фильтрации с использованием предлагаемого устройства может осуществляться круглосуточно.

Наблюдения, выполненные с использованием ИКН могут быть зарегистрированы регистрирующим устройством*.

*) Конструкцией большинства инфракрасных камер предусмотрен "выход" формируемого ею сигнала, который может быть использован для осуществления: а) регистрации инфракрасного видеонаблюдения на регистрирующее устройство; б) воспроизведения (повторения) инфракрасного видеоизображения, что может быть полезно при анализе динамки развития гидродинамической аварии на ЗШО, а также для получения хронологии несанкционированного проникновения на территорию ЗШО или плотины.

При переливе жидкости из чаши через гребень дамбы она движется вниз по низовому ее откосу. Температура жидкости обозначенной поверхности отличается

от температуры сухой дамбы в т.ч. ее низового откоса, а на экране инфракрасной камеры для такой ситуации будет изохромное изображение поверхности, переливающейся через гребень дамбы жидкости и отличающееся от него по цвету изображение сухой поверхности дамбы. При этом в интервалах пересечения переливающегося потока электропроводников 2, 5 и 6 будут прерывания линий 1, 2 и 3, соответственно. По указанным признакам на инфракрасном изображении экрана камеры гребня и низового откоса дамбы легко определяется момент возникновения перелива через гребень дамбы. Момент этот может определяться в любое время суток - дневное (видимое в обычном световом диапазоне) и ночное.

Предлагаемое устройство позволяет определить оперативно (практически мгновенно) возникновение выхода фильтрации на низовом откосе дамбы или перелива через ее гребень и, как следствие, оперативно (своевременно) принять меры для нормализации ситуации и этим уменьшить риск возникновения и развития более серьезных осложнений, например, проранов, и связанные с их ликвидацией затрат и потерь.

Использование предлагаемого устройства позволяет снизить трудоемкость наблюдений, выполняемых в настоящее время обходчиками-смотрителями.

Наряду с указанными преимуществами, при осуществлении регистрации результатов наблюдения предлагаемое устройство может быть средством объективного контроля состояния и режима работы напорного гидротехнического сооружения, а результаты регистрации использоваться для анализа состояния напорных дамб или плотин, в т.ч. на протяжении интересуемых интервалов времени, например, предшествующих аварийным ситуациям.

Кроме того, заявляемое устройство наблюдение позволяет осуществлять функции охраны путем оперативного определения (при круглосуточном режиме наблюдения) несанкционированное проникновение на территорию ЗШО людей либо техники. При этом повышается антитеррористическая защищенность ЗШО, что важно для ЗШО безопасность которых декларируется и авария на котором может привести к возникновению чрезвычайной ситуации.

Заявляемое устройство наблюдения отвечает требованиям обеспечения безопасности, в том числе охраны ЗШО, регламентированным нормативно-техническим документом (Правила безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов. Зарегистрированы в Минюсте РФ 16.04.2002 г., peг. 3372., раздел XXII, [10]).

Достигаемые приемущества реализуются заявляемым устройством наблюдения имеющим более простую конструкцию.

Источники информации принятые во внимание

1. Патент Японии «Погружаемая в скважину оснастка для проверки водопроницаемости грунта и способ такой проверки». JP 3388144 В2 11043928 А, 7 Е02Д 1/00.

2. Василевский А.Г. Инструментальный контроль за состоянием гидротехнических сооружений. Библиотечка гидротехника. Безопасность гидротехнических сооружений (приложение к журналу «Гидротехническое строительство». Вып.2(6). НТФ «Энергопрогресс», «Гидротехническое строительство», М., 2001-101 с.

3. Методические указания по составу и периодичности эксплуатационного контроля за состоянием гидротехнических сооружений гидравлических и тепловых электростанций. РД 34.21.341-88 - М.: Союзтехэнерго, 1989-18 с.

4. Методические указания по организации визуальных контрольных наблюдений за состоянием гидротехнических сооружений электростанций. - М.: Союзтехэнерго, 1979-19 с.

5. В.С.Кузнецов, Э.К.Александровская. Визуальный контроль и оценка состояния гидротехнических сооружений. Библиотечка гидротехника. Безопасность гидротехнических сооружений (приложение к журналу «Гидротехническое строительство». Вып.3(7). НТФ «Энергопрогресс», «Гидротехническое строительство», М., 2001-75 с.

6. Методика оценки уровня безопасности гидротехнических сооружений. Стандарт предприятия - СТП «НИИЭС» (ОАО «НИИЭС» - ОАО «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений»), ОАО «НИИЭС», М., 2004 г.

7. Методика определения критериев безопасности гидротехнических сооружений. РД 153-34.2-21.342-00 М., РАО «ЕЭС России» - 2000 г.

8. Основные положения методики инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ. РД 153-34.0-20.363-99 М., ОРГРЭС - 2001 г.

9. Устройство наблюдения за напорной дамбой или плотиной. Патент РФ 57297 на полезную модель. Заявка 2005130242, подана 28.09.2005 г. МПК Е02В 3/00. Опубл. 10.10.2006 г., Бюл. 28. Авторы: А.Д.Елисеев, О.А.Елисеева, (прототип).

10. Правила безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов. Зарегистрированы в Минюсте РФ 16.04.2002 г., peг. 3372, разд.XXII

Устройство наблюдения за напорной дамбой или плотиной, включающее инфракрасную камеру наблюдения, температурные индикаторы положения критических уровней безопасности дамбы и ее гребня, выполненные в виде изолированных электропроводов, включенных в цепь источника электроэнергии, предназначенные для установки на низовом откосе дамбы, при этом инфракрасная камера наблюдения установлена с возможностью одновременного наблюдения низового откоса по всей протяженности дамбы и территории гидротехнического сооружения, отличающееся тем, что вокруг дамбы снаружи нее установлены отражатели инфракрасных волн, выполненные, например, из стекла, обращенные отражающими поверхностями к инфракрасной камере наблюдения так, что наблюдаемые ею в них отражения и прямо наблюдаемые изображения низового откоса дамбы образуют периметральную цепь наблюдения всего низового откоса с возможностью перекрытия смежных углов наблюдения, а отражатели инфракрасных волн установлены с возможностью изменения их пространственного положения.