Способ опреснения водоема Советский патент 1990 года по МПК E02B3/00 

Изобретение относится к гидротехнике, связанной с регулированием качества воды в водоемах, примыкающих к акваториям с повышенной минерализацией воды.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет сокращения затрат пресной воды и времени на удаление соленой воды з водоема при метеорологических условиях, обуславливающих появление на поверхности воды ветровых волн.

На чертеже схематически изображен пример реализации способа.

Водоем 1 отделен от акватории 2 перегораживающим сооружением 3 с регулируемым водообменным отверстием 4, к которому вода со стороны водоема подтекает из выемки 5, выполненной в дне водоема 6.

На чертеже представлены следующие обозначения: pi - плотность соленой воды: Р2 - плотность пресной воды; h - толщина слоя пресной воды; Ah - плотностной напор; На - глубина воды в акватории у водосбросного сооружения; X - средняя длина ветровой волны.

В качестве примера пооперационного описания способа рассмотрена исходная ситуация, при которой опресняемый водоем 1 отделен от акватории перегораживающим сооружением 3. Удаление соленой воды из водоема 1 осуществляется через регулируемое отверстие 4, расположенное в выемке 5, выполненной в дне водоема 6. Вода из водоема 1 в акваторию 2 перетекает под действием избыточного давления со стороны водоема.

СП

0

ел

со

00

обусловленного перепадом уровней и созданного слоем пресной воды. Удаление соленой воды из водоема 1 осуществляется с конца мая месяца по конец августа, когда скорость ветра в районе водоема не превосходит 5 м/с. Перед началом осуществления способа отверстие 4 закрыто, плотность воды в водоеме 1 и акватории 2 одинакова и равна р2, уровни воды в водоеме 1 и акватории 2 расположены на одинаковых отметках.

Пресную,воду с плотностью pi подают на поверхность водоема 1 и накапливают ее там до величины, равной плотному напору Ah.

Открывают отверстие 4 и начинают отводить соленую воду р2 из водоема 1, а пресную воду с плотностью pi продолжают подавать в водоем 1 с расходом большим, чем расход, протекающий через отверстие 4. При этом наблюдают за изменением высотного положения границы раздела 7 между пресной и соленой водой.

После того, как граница раздела 7 понизится настолько, что толщина слоя пресной воды h станет больше К/2, характерной для данного водоема при скорости ветра м/с, отверстия 4 открывают больше и расход соленой воды, сбрасываемый из водоема в акваторию, выравнивают с расходом пресной воды, поступающей в водоем с учетом испарения. Данная операция продолжается до полного удаления соленой воды из водоема 1.

После того, как граница ралздела 7 опустилась в выемку 5, отверстие 4 закрывают и в водоем 1 продолжают подавать столько пресной воды, чтобы при всех ее потерях из водоема (испарение, фильтрация, на орошение и т. п.) поддерживался перепад уровней, равный Ah.

В случае иной исходной ситуации, когда плотность воды в водоеме существенно меньше плотности воды в акватории, но в то же время вода водоема не может быть использована для нужд народного хозяйства из-за повышенной минерализации, процесс опреснения включает дополнительные операции, выполняющиеся в период сильных ветров, когда волновое перемешивание достигает дна водоема.

Рассмотрим порядок операций, характерный для наиболее экономичного варианта, когда имеет место ветровой нагон со стороны акватории, в результате которого возни- сает избыточное давление за счет подъема уровня воды у перегораживающего сооружения со стороны акватории.

Сначала открывают отверстие 4 и пропускают соленую воду из акватории 2 в водоем 1. При этом контролируют соленость воды по всей глубине в разных точках водоема. Операцию прекращают, когда плотность воды в водоеме становится величиной одного

порядка с плотностью воды в акватории, либо при изменении метеорологической обстановки (стих ветер или резко поменял направление, в результате чего вместо нагона

образуется сгон).

Затем закрывают отверстия 4 и с помощью регулируемого водослива или насосов (не показаны) воду из поверхностных слоев водоема 1 отводят в акваторию 2 до выравнивания в них уровней свободной поверх0 ности воды.

Если плотность воды в водоеме в результате этих двух операций увеличилась недос- точно, они повторяются. Если плотность воды в водоеме в результате этих операций повысилась и стала величиной одного порядка с плотностью воды в акватории, приступают к опреснению водоема по изложенному циклу.

20

Формула изобретения

5

1.Способ опреснения водоема, включающий отделение опресняемого водоема от акватории соленой воды, подачу пресной воды в водоем и отвод из него соленой воды, а также подъем уровня свободной поверхности водоема на величину плотностного напора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет сокращения затрат пресной воды и времени на удаление соленой воды из водоема при мео теорологических условиях, обуславливающих появление на поверхности воды ветровых волн, при подаче пресной воды в водоем контролируют положение границы раздела пресной и соленой воды, а- отвод соленой воды из водоема начинают когда толщина

5 слоя пресной воды достигнет величины плотностного напора, затем продолжают подавать в водоем пресную воду, при этом толщину слоя пресной воды продолжают наращивать до величины, превышающей половину ветровой волны в заданном диапазоне скоростей ветра, после чего стабилизируют положение свободной поверхности водоема, для чего уравнивают подачу пресной и отвод соленой воды из водоема, а после замены соленой воды в водоеме на пресную

5 между водоемом и акваторией поддерживают перепад уровней, превышающий величину плотностного напора, посредством подачи в водоем пресной воды.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при плотности воды в водоеме, мень0 шей плотности воды в акватории, перед подачей пресной воды в водоем плотность воды в нем увеличивают посредством подачи в него соленой воды из акватории при ветровом воздействии на водоем со стороны акватории до момента выравнивания плот5 ностей.

0

Ж Ж Ж /Г /У/7 /7 ЛУ//

Изобретение относится к гидротехнике. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет сокращения затрат пресной воды и времени на удаление соленой воды из водоема при метеорологических условиях, обуславливающих появление на поверхности воды ветровых волн. При реализации способа опреснения водоема вначале уровень воды в водоеме поднимают над уровнем акватории на высоту, равную плотностному напору. При достижении данного уровня начинают отводить соленую воду с расходом меньшим, чем расход пресной воды, подаваемой в водоем, и одновременно пресную воду продолжают накапливать до тех пор, пока в водоеме толщина слоя пресной воды H не станет больше половины средней длины α ветровой волны. Затем выравнивают подачу пресной и отвод соленой воды из водоема. После удаления всей соленой воды из водоема продолжают поддерживать перепад уровней между водоемами и акваторией равным или превышающим плотностной напор. Кроме того, в случае, когда плотность воды в водоеме существенно меньше плотности воды в акватории, перед повышением уровня воды в водоеме плотность воды в нем увеличивают посредством подачи в него соленой воды из акватории при ветровом воздействии на водоем, при котором величина средней глубины водоема H_в становится меньше трети от средней длины волны. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.