Установка для сбора и отвода грунтовых вод с водно-балансовой площадки Советский патент 1987 года по МПК E02B11/00 

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 - водопоглоти- тельная скважина, вертикальный разрез; на 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 соответствий 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 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 трубой 10 и трубопроводами 11 со- скважинами 12. Поступающая в буферную емкость 8 вода поступает из нее в измерительный павильон 4 по трубе 13.

Скважина 12 содержит отстойник 14 с перфорированной крышкой, от которого отходит труба 1I к вспомогательной емкости 9. Поверх перфорированной крышки отстойника скважины 12 устроен фильтр 15 из гравийно-песчаного материала, который контактирует со стенками шурфа. Верхний слой засыпки до подплужной подошвы выполнен из пахотного горизонта.

Коллектор 3 грунтового стока выполнен из перфорированной трубы, обтянутой мелкоячеистой сеткой, уложенной на водонепроницаемый экран 2. Вокруг трубы устроен 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 трем вспомогательными емкостями 9, внутри которых 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

0

5

0

5

0

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 16 вспомогательных емкостей 9. Поплавки буферной и вспомогательных емкостей, экранир/уя 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 .и вспомогательных емкостей дренируемыми водами. Последнее достигается при соблюдении пропорциональности между периметрами коллектора и скважин и объемами буферной и вспомогательных емкостей:

ппО niD

L Оз

5

0

5

0

5

где п - DI

число скважин; -диаметр скважины;

L - длина коллектора;

т - число вспомогательных емкостей;

Оз -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 Янин, соответствующего глубине залегания водоупора или постоянному уровню воды в отстойниках вспомогательных емкостей. При этом положение гОрЛйвины 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 естественных 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 грунтовключающая коллектор грунтового стока с водоот водя щей трубой, водонепроницаемый экран, ограничивающий по периметру площадки, и измерительный павильон, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности результатов измерений склонового стока, установка снабжена скважинами, расположенными за пределами водно-балансовой площадки, боковые стенки которой продлены по склону ниже коллектора, и установвых вод, что может наблюдаться при высо- 10ленной на водоотводной трубе буферной емком уровне их стояния (Ямакс.), водосливнаякостью, соединенной с коллектором грун- воронка 20 начинает работать полным сече-тового стока и снабженной кольцевым поп- нием и шланг 21 заполняется водой. В ре-лавком, сливной воронкой и вспомогатель- зультате утяжеления шланга 21 он выходитными емкостями, сообщенными между собой

15

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 Н9 кольцо 26 поплавка 22, котои со скважинами, причем сливная воронка установлена на поплавках, размещенных в вспомогательных емкостях, и сообщена с измерительным павильоном гибким шлангом, который соединен с горловиной воронки посредством разъемной муфты и гофрирорый, погружаясь в воду, компенсирует это 20 ванного патрубка и подвещен на крон- усилие. Благодаря этому высотное положе-штейне кольцевого поплавка буферной ем- ние горловины воронки 20 остается неизмен- кости, ным относительно уровня воды во вспомога2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения синхронности поступления и заполнения буферной и вспомогательной емкостей дренируемыми водами, длина коллектора, диаметры скважин буферной и вспомогательнь;х емкостей определяют

й тельных 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

. Установка для сбора и отвода грунтовых вод с водно-балансовой плошадки.

из соотношения

плО тО

L

Dt

35

где L - длина коллектора; DI -диаметр скважины; Do -диаметр вспомогательных емкостей; /)з-диаметр буферной емкости; п - число скважин; т - число вспомогательных емкостей.

включающая коллектор грунтового стока с водоот водя щей трубой, водонепроницаемый экран, ограничивающий по периметру площадки, и измерительный павильон, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности результатов измерений склонового стока, установка снабжена скважинами, расположенными за пределами водно-балансовой площадки, боковые стенки которой продлены по склону ниже коллектора, и установленной на водоотводной трубе буферной емкостью, соединенной с коллектором грун- тового стока и снабженной кольцевым поп- лавком, сливной воронкой и вспомогатель- ными емкостями, сообщенными между собой

и со скважинами, причем сливная воронка установлена на поплавках, размещенных в вспомогательных емкостях, и сообщена с измерительным павильоном гибким шлангом, который соединен с горловиной воронки посредством разъемной муфты и гофриро ванного патрубка и подвещен на крон- штейне кольцевого поплавка буферной ем- кости,

,

из соотношения

плО тО

L

Dt

где L - длина коллектора; DI -диаметр скважины; Do -диаметр вспомогательных емкостей; /)з-диаметр буферной емкости; п - число скважин; т - число вспомогательных емкостей.

. ff /fjf rf f/ - /г

I/ /

1%

9иг. 2

9иг.5

2J

Фиг 5

Составитель Т. Кукос

Редактор С. ПекарьТехред И. ВересКорректор Е. Рошко

Заказ 1432/25Тираж 607Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

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