Установка для сбора и отвода грунтовых вод с водно- балансовой площадки

 

Изобретение касается экспериментальных гидрологических исследований. Цель изобретения - повышение точности результатов измерений склонового стока. Установка содержит коллектор 3, водонепроницаемый экран 2 и водоотводную передачу 5. В буферной емкости (БЕ) 8 установлена сливная воронка, связання гибким шлангом с измерительным павильоном 7. Воронка благодаря амортизирующему устройству в виде патрубка имеет независимую от шланга подвеску на перекладине, опираюшейся на поплавки вспомогательных емкостей (BE) 9, жестко связанных с БЕ 8. Гибкий шланг уравновешен грузами и с помош.ью разъемной муфты подвешен на кронштейне кольцевого поплавка БЕ 8. Это обеспечивает поддержание горловины сливной воронки на уровне воды во BE 9. BE 9 сообщены между собой и со скважинами 12, вынесенными за пределы площадки з створе ее коллектора 3 и наполненными до уровня горизонта грунтовых вод в условиях их естественного оттока в створе коллектора 3. Подача дренажных вод к измерительному павильону 7 с интенсивностью оттока грунтовых вод в естественных условиях и устранение влияния депрессионной воронки грунтовых вод, образующейся над коллектором, повышает достоверность результатов измерений. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. i (Л со о QO О5 со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai д1) 4 Е 02 В 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ з

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3913752/30-15 (22) 19.06.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (71) Государственный гидрологический институт (72) В. В. Рогоцкий (53) 626.86(088.8) (56) Руководство водно-балансовым станциям.— Л.: Гидрометеоиздат, 1973, с. 31 — 33.

Труды ГТИ, вып. 165, 1969, с. 72 — 76. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРА И ОТВОДА

ГРУНТОВЫХ ВОД С ВОДНО-БАЛАНСОВОЙ ПЛОЩАДКИ (57) Изобретение касается экспериментальных гидрологических исследований. Цель изобретения — повышение точности результатов измерений склонового стока. Установка содержит коллектор 3, водонепроницаемый экран 2 и водоотводную передачу 5.

В буферной емкости (БЕ) 8 установлена сливная воронка, связання гибким шлангом с измерительным павильоном 7. Воронка благодаря амортизирующему устройству в виде патрубка имеет независимую от шланга подвеску на перекладине, опирающейся на поплавки вспомогательных емкостей (BE) 9, жестко связанных с БЕ 8. Гибкий шланг уравновешен грузами и с помощью разъемной муфты подвешен на кронштейне кольцевого поплавка БЕ 8. Это обеспечивает поддержание горловины сливной воронки на уровне воды во BE 9. BE 9 сообщены между собой и со скважинами 12, вынесенными за пределы площадки з створе ее коллектора 3 и наполненнь,ми до уровня горизонта грунтовых вод в условиях их естественного оттока в створе коллектора 3. Подача дренажных вод к измерительному павильону 7 с интенсивностью оттока грунтовых д вод в естественных условиях и устранение е влияния депрессионной воронки грунтовых ру вод, образующейся над коллектором, повы- %ФУ шает достоверность результатов измерений.

1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1308694

Изобретение относится к экспериментальным гидрологическим исследованиям.

Целью изобретения является повышение точности результатов измерений склонового стока.

На фиг. 1 показана схема размещения узлов установки для сбора и отвода грунтовых вод с водно-балансовой площадки в соответствии с естественным ходом грунтового стока, план; на фиг. 2 — водопоглотительная скважина, вертикальный разрез; на )p фиг. 3 — водоприемный коллектор, разрез; на фиг. 4 — установка для регулирования дренажного стока, разрез; на фиг. 5 — схема подвески водосливной воронки, разрез.

Установка для сбора и отвода грунтовых вод с водно-балансовых площадок в соответствии с естественным ходом грунтового стока состоит из площадки 1 в виде участка склона, ограниченного по периметру водопроницаемым экраном 2. В нижней части площадки 1 перед экраном 2 заложен водоприемник (коллектор) 3 грунтовых вод, а над ним лоток 4 для сбора поверхностного стока. Грунтовый и поверхностный сток по соответствующим водоотводным трубам 5 и 6 отводится к измерительному 25 павильону 7 площадки. При этом на отводной трубе грунтового стока 5 до павильона площадки 1 устанавливается буферная емкость 8, жестко связанная со вспомогательными емкостями 9. Последние в нижней части сообщаются между собой кольцевой 30 трубой 10 и трубопроводами 11 со>скважинами 12. Поступающая в буферную емкость 8 вода поступаетиз нее в измерительный павильон 4 по трубе 13.

Скважина 12 содержит отстойник 14 с перфорированной крышкой, от которого отхо- З5 дит труба 1! к вспомогательной емкости 9.

Поверх перфорированной крышки отстойника скважины 12 устроен фильтр 15 из гравийно-песчаного материала, который контактирует со стенками шурфа. Верхний слой 40 засыпки до подплужной подошвы выполнен из гр.нта пахотного горизонта.

Коллектор 3 грунтового стока выполнен из перфорированной трубы, обтянутой мелкоячеистой сеткой, уложенной на водонепро. ницаемый экран 2. Вокруг трубы устроен 45 обратный фильтр 15 из гравийно-песчаного материала, которым заполнена траншея на всю длину коллектора до основания лотка 4 поверхностного тока.

Буферная емкость 8 сообщается с тремя вспомогательными емкостями 9, внутри кото- 50 рых находятся поплавки 16. В теле поплавков 16 жестко закреплены стойки 17 перекладины 18, к которой с помощью штанги 19 крепится водосливная воронка 20, переходящая в гибкий гофрированный шланг 21, имеющий выход в водоотводную трубу 13.

Водосливная воронка 20 имеет также гибкую подвеску на кольцевом поплавке 22

2 буферной емкости 8. Емкости 8 и 9 перекрываются сверху кожухом 23 для защиты от осадков, испарения и для утепления.

Горловина водосливной воронки 20 посредством резинового гофрированного патрубка 25 и разъемной муфты 24 герметично соединяется с гибким гофрированным шлангом 21, уравновешенным кольцевыми свинцовыми грузами. Кольцевой пенопластовый поплавок 22 с помощью кольца 26, жестко прикрепленного посредством спиц 27 к бандажу поплавка 22, поддерживает за край разъемной муфты 24 связанный с ней гибкий шланг 21. Горловина воронки 20 с помощью шпилек 28 жестко крепится к плате 29, которая через подшипник 30 с втулкой 31 посредством штанги 19 связана с перекладиной 18, поддерживаемой на плаву тремя поплавками 6 вспомогательных емкостей 9. Поплавки буферной и вспомогательных емкостей, экранируя водную поверхность, одновременно снижают потери на испарение.

Размеры скважины 12, буферной 8 и вспомогательной 9 емкостей и длина L коллектора 3 назначаются с таким расчетом, чтобы обеспечить синхронность поступления и заполнения буферной л вспомогательных емкостей дренируемыми водами. Последнее достигается при соблюдении пропорциональности между периметрами коллектора и скважин и обьемами буферной и вспомогательных емкостей: ил0 i тЕ4

L Dq где и -- число скважин;

Di — диаметр скважины;

L — длина коллектора;

m — число вспомогательных емкостей;

D> — диаметр вспомогательных емкостей;

Оз — диаметр буферной емкости.

Установка работает следующим образом.

При появлении грунтовых вод в результате просачивания влаги до водоупора они, дренируясь коллектором 3 и скважинами 12, поступают в буферную 8 и вспомогательные 9 емкости. В результате этого уровень воды в емкостях начинает расти от минимального его значения О„, соответствующего глубине залегания водоупора или постоянному уровню воды в отстойниках вспомогательных емкостей. При этом положение горЛбвины водосливной воронки 20 будет строго соответствовать уровню воды во вспомогательных емкостях, где он устанавливается на той же высоте, как в естественных условиях, за пределами площадки в створе ее коллектора 3. Благодаря этому из буферной емкости 8 через водосливную воронку 20 будет отводиться точно такое же количество воды и с такой же интенсивностью, как это имеет место в естествен1308694 г

n D п1- 2 г

35

Риг. 2

3 ных условиях, в створе коллектора площадки. Без предлагаемой установки коллектор 3 работает как вертикальный дренаж и уровень грунтовых вод под ним устанавливается значительно ниже, чем в условиях естественного оттока грунтовых вод, что и приводит к искажению сведений о режиме грунтового и поверхностного склонового стока.

В случае интенсивного притока грунтовых вод, что может наблюдаться при высоком уровне их стояния (Н-...)1, водосливная воронка 20 начинает работать полным сечением и шланг 21 заполняется водой. В результате утяжеления шланга 21 он выходит из состояния относительной «невесомости», поддерживаемого с помощью колец утяжеления, и начинает опускаться вниз, растягивая резиновый гофрированный патрубок 25.

При этом верхнее кольцо муфты 24 передает усилие на кольцо 26 поплавка 22, который, погружаясь в воду, компенсирует это усилие. Благодаря этому высотное положение горловины воронки 20 остается неизменным относительно уровня воды во вспомогательных емкостях 9.

При прекращении стока и освобождении шланга 21 от воды нагрузка на кольцевой поплавок уменьшается и он поднимается, способствуя возвращению резинового гофрированного патрубка 25 (амортизатора) в исходное положение путем передачи усилия от кольца поплавка 26 на кольцо муфты 24.

Возникающие в результате растяжения и сжатия спирально уложенного шланга 21 вращательные моменты компенсируются поворотом платы 29 и жестко связанной с ней сливной воронки 20 со шлангом относительно неподвижной оси 31 подшипника 30.

Формула изобретения

1. Установка для сбора и отвода грунтовых вод с водно-балансовой площадки, включающая коллектор грунтового стока с водоотводящей трубой, водонепроницаемый экран, ограничивающий по периметру площадки, и измерительный павильон, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности результатов измерений склонового стока, установка снабжена скважинами, расположенными за пределами водно-балансовой площадки, боковые стенки которой продлены по склону ниже коллектора, и установ10 ленной на водоотводной трубе буферной емкостью, соединенной с коллектором грунтового стока и снабженной кольцевым поплавком, сливной воронкой и вспомогательными емкостями, сообщенными между собой и со скважинами, причем сливная воронка

15 установлена на поплавках, размещенных в вспомогательных емкостях, и сообщена с измерительным павильоном гибким шлангом, который соединен с горловиной воронки посредством разъемной муфты и гофриро2р ванного патрубка и подвешен на кронштейне кольцевого поплавка буферной емкости.

2. Установка по и. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения синхронности по25 ступления и заполнения буферной и. вспомогательной емкостей дренируемыми водами, длина коллектора, диаметры скважин буферной и вспомогательн ;:. емкостей определяют из соотношения где L — длина коллектора;

D — диаметр скважины;

D — диаметр вспомогательных емкостей;

Dq — диаметр буферной емкости; п — число скважин;

m — число вспомогательных емкостей.

1308694

Фиг .т

Составитель Т. Кукос

Реда кто р С. Пекарь Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 1432 25 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятйе, г. Ужгород, ул. Проектная, 4