Противофильтрационное устройство накопителя

 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Цель изобретения - повышение экономичности устройства путем снижения капитальных затрат. Дренажная прослойка 4 экрана борта 3 накопителя выполнена из материалов, имеющих различную проницаемость. В верхней части борта 3 она выполнена из материала, имеющего меньший коэффициент фильтрации, например из песка, и имеет переменную толщину, увеличивающуюся в направлении подошвы откоса. Это позволяет более рационально использовать материал прослойки, распределив его в сечении пропорционально увеличивающемуся к подошве фильтрационному расходу и ординатам кривой депрессии. В нижней части борта 3 дренажная прослойка выполнена из материала, имеющего больший коэффициент фильтрации, например из мелкого щебня, это позволяет уменьшить значения ординат коэффициента фильтрации, а следовательно и ее толщину. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1562387 (S>}S Е 02 В 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BТОРСКСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4417154/23-15 (22) 27.04.88 (46) 07.05.90. Бюл. Р 17 (71) Государственный проектный институт по водоснабжению, канализации и гидротехническим сооружениям "Харьковский Водоканалпроект" и Харьковский отдел Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (72) В.Ф.Кондратьев, А.И.Бреславец, В.В.Малыженкова, В.К.Керро и Л.П.Филатова (53) 624.41 (088.8) (56) Недрига В.П., Павилонский В.M., Цейтлин А.С ° Противофильтрационные глинистые экраны шламохранилищ и их фильтрационный расчет. — М.: Водгео, вып. 35, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Р 310972 кл. E 02 В 3/16, 1969. (54) ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО НАКОПИТЕЛЯ

2 (57) Изобретение относится к области гидротехнического строительства.

Цель изобретения — повышение экономичности устройства путем снижения капитальных затрат. Дренажная прослойка 4 экрана борта 3 накопителя выполнена из материалов, имеющих различную проницаемость. В веркней части борта 3 она выполнена из материала, имеющего меньший коэффициент фильтрации. например из песка, и имеет пере-. менную толщину, увеличивающуюся в направлении подошвы откоса. Это позволяет более рационально использовать материал прослойки, распределив его в сечении пропорционально увеличивающемуся к подошве фильтрационному pac- @ ходу и ординатам кривой депрессии.

В нижней части борта 3 дренажная прослойка выполнена из..материала, имею- С щего больший коэффициент фильтрации, например из мелкого щебня, это позво- ф ляет уменьшить значения ординат коэффициента фильтрации, а следовательIcal но, и ее толщину. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. ©

С5

1562387

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при экранировании шламохранилищ и накопителей жидких

5 производственных отходов и сточных

Воде

Цель изобретения — повышение экономичности устройства путем снижения капитальных затрат. 10

На чертеже приведено устройство накопителя с максимальной глубиной 15 м, поперечный разрез.

Накопитель расположен в балке, борта которой спланированы с заложением откоса ш, = 4. По дну накопителя в дренажную прослойку уложен слой крупного щебня (20-40 мм) толщиной 0,2 м с переходным слоем из мелкого щебня (3-10 мм) той же толщи- 20 ны. Для отвода жидкости по тальвегу балки уложен дренажный коллектор.

Такая же дренажная прослойка может быть уложена в двухслойном экране на бортах накопителя, однако для по- 25 вышения экономичности устройства может быть использовано предлагаемое техническое решение °

Противофильтрационное устройство включает верхний 1 и нижний 2 малопроницаемые слои экрана из суглйнка с коэффициентом фильтрации К е =

= 0 01 м/сут, расположенного на борту

3 накопителя. Толщина слоев 1 и 2 составляет 0,5 м. Дренажная прослойка

4 экрана в нижней части борта выполнена из мелкого щебня с коэффициентом фильтрации К ) 500 м/сут, а прослойка 5 экрана в верхней части борта

3 накопителя толщийа которой увели 40 чивается от уреза воды 6 к зоне контакта 7, выполнена из местного песка, имеющего коэффициент фильтрации

К = 2 м/сут.

На чертеже изображена также кривая депрессия 8 фильтрационного потока в дренажных прослойках 4 и 5.

Длина участка дренажной прослойки экрана для верхней части борта, которая имеет переменную толщину, определяется из соотношения

LÎ

? =- ш - t8(— — + 0,0125)" в

Ж

1, (1) 55

Кв 1+ ш„ где h — толщина дренажной прослойпр,a ки в сечении с максимальной ординатой кривой депрессии, определяемая из геометрических соотношений между размерами отдельных элемен1 тов дренажной прослойки, имеющей трапециедальную фор. му

Ь

hap.o h пр. saic hp мн, 8 (2) — расстояние по горизонтали от уреза воды до сечения с максимальной ординатой кривой депрессии, определяе-; мое из соотношения

L0 .1 (55 + 0,1

L8

У 8 (3) — 39,6

2 Π— K„ /К

Значения входящих в аналитические зависимости эмпирических коэффициентов {0,0125, i/50, 55, 39,6 и пр.) получены при математической обработке исходных данных с помощью метода наименьших квадратов и являются оптимальными, так как соответствуют минимальному значению средней квадратичной погрешности между расчетными и исходными значениями искомых величин. которое является эмпирической взаимосвязью, определяющей местоположение сечения с максимальной ординатой кривой депрессии в дренажной прослойке;

h u h — максимальная и мипр уаттс пр.мин нимальная толщина дренажной прослойки; а — минимально-допустимый запас над кривой депрессии в дренажной прослойке;

К и К вЂ” коэффициент фильтра8 пр ции верхнего слоя экрана и дренажной прослойки; — 0,5 м — минимально допустимая толщина верхнего слоя экрана;

m — заложение откоса верхнего слоя экрана; — принятое обозначение выражения

87 р (6) 20

5 15623

Предлагаемое устройство позволяет определить местоположение максимальной ординаты кривой депрессии (h„p;a) в сечении, которое в большинстве случаев оказывается смещенным к участку 5 прослойки с большим значением коэффицйента фильтрации, что и обосновывает предложенную конфигурацию прослойки.

Поэтому в начале участка в районе уреза минимального горизонта жидкости на откосе дренажная прослойка име-. ет минимальную толщину, назначаемую по условиям производства работ, в кон15 це участка — максимальную, определяемую из условий экономичности по соот-. ношению пр.м«кт . пр.щ Cul Clt где h u h — максимальная толпр.макс пр ц щина прослойки из песка в конце участка трапецеидаль- нои формы M ee Tost 25 шина из мелкого щебня в нижней части бората;

С и С ц — стоимость 1 мэ материаЦ ла дренажной прослойки в нижней и верхней части борта накопителя, например, из щебня и песка.

Конфигурация дренажной прослойки определяется при этом следующим образом.

Задавшись толщиной и заложением откоса верхнего слоя экрана, определяют точку уреза жидкости на поверхности экрана. Проводят два расчетных сечения через точку уреза и на расстоянии Ь от уреза. В этих сечениях откладывают точки, определяющие толщину дренажной прослойки, отсчитываемую по нормали от откоса: Ьд „,и, в первом сечении, проходящем через урез жидкости на откосе, и h во втором сечении. Через эти две точки проводят прямую, которая является подошвой дренажной прослойки.

Трапецеидальный участок дренажной прослойки ограничивается двумя горизонтальными прямыми, проведенными на отметке жидкости в накопителе и ниже подошвы дренажной прослойки в сечении 2 на величину h„ . Толщину р. мин дренажной прослойки на нижнем участке экрана принимают h „ цк.

Кроме того, материал дренажной прослойки нижнего участка борта, име1ощей постоянную толщину, характеризуется коэффициентом фильтрации, удовлетворяющим условию

Й (1+2 ) (1+а ) К /К > (5) "лр е -а

80 где f

2m, t8 1+80 Ьо7Lэ

1 — суммарная длина дренажной прослойки от уреза воды до подошвы экрана по горизонтали, значение Ь /Ьэ определяют из соотношений (3) и (4) для

К и Lв -™э. пр. щ

На участке экрана между сечением с максимальной ординатой кривой депрессии и контактной зоной длиной

-Ь„ толщина дренажной прослойки может приниматься постоянной, равной пр. 0

Выполнение отдельных участков дренажной прослойки из различных, контактирующих между собой, материалов позволяет расширить диапазон применяемых для этого материалов, в том числе использовать местные материалы и различные отходы производства, например шлаки, горелую землю и т.п., следовательно, позволяет уменьшить капитальные затраты на дренажную прослойку.

Формула изобретения

1. Противофильтрационное устройство накопителя, включающее экран из двух малопроницаемых слоев грунта, дренажную прослойку между ними и размещенные в ней дренажные трубы для отвода поступившей жидкости, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це- лью повышения -экономичности путем снижения капитальных затрат, дренаж-! ная прослойка экрана борта накопителя

1 выполнена из материалов, имеющих различную проницаемость, причем в верхней части борта она выполнена из, материала, имеющего меньший коэффици» ент фильтрации, и имеет переменную толщину, увеличивающуюся в направлении подошвы откоса, а в нижней части борта — из материала, имеющего больший коэффициент фильтрации.

2. Устройство по п.1, о т л и ы аю щ е е с я тем, что длина участка

2387

10 где h — толщина дренажной прослойпр.о ки в сечении с максимальной ординатой кривой депрессии о

1 пр,o (пр,макс 1 пр.мин) L пр мин -"

?5

Составитель С.Лобарев

Техред Л.Олийнык

Корректор Л.Патай Редактор А.Мотыль Заказ 1039

Тираж 539

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произнодстненно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

7 156 дренажной прослойки экрана верхней части борта, имеющей переменную толщину, определяется из уравнения

О

L = m t (— — + 0,0125)» в и г.

Ь " расстояние от уреза воды до сечения с максимальной ординатой кривой депрессии, определяемое из соотношения

1 Lв

55 — --- — 39,66 /К—

50 в пр

-r), и h — максимальная и минипр,мпкс пр,мик мальная толщина дренажной прослойки; а — минимально допустимый запас над кривой депрессии в дренажной прослойке;

К" и Кп коэфФициент фильтрации верхнего малопроницаемого слоя экрана и дренажной прослойки; св = 0,5 м — минимально допустимая толщина верхнего слоя экрана;

m1 — заложение откоса верхнего, слоя экрана;

Š— принятое обозначение вы1 ражения ф га- Гк„, к, 1,875

1+,(К !К пр в

3. Устройство поп.1, о т ли ч а ющ е е с я тем, что материал дренажной прослойки экрана нижнего участка борта, имеющей постоянную толщину, характеризуется. коэффициентом фильтрации, удовлетворяющим, условию

Й (1+2 ) (1+m, )

Кпр Кв Ь вЂ” а пр. о где f< — принятое обозначение выр.= жения

2m „ t < 1 + 80 1. !1.

L и — суммарная длина дренажной прослойки от уреза воды до . подошвы экрана.