5.6 Особенности технической эксплуатации гидротехнических сооружений, служащих для учета и регулирования уровней воды

Для учета и регулирования уровней воды применяют затво­ры-автоматы, обычные затворы, оборудованные автоматизиро­ванными устройствами и системами, или сооружения-автоматы. Системы приводов могут быть самыми различными: механиче­ские, электрические, гидравлические, пневматические, а также комбинированные: пневмогидравлические, электрогидравличе- ские и др.

Особенностями гидротехнических сооружений, служащих для учета и регулирования уровней воды, являются повышенная от­ветственность и их сложность. Они работают, как обычные со­оружения. Кроме того, во время эксплуатации эти сооружения обеспечивают надежную работу системы автоматизации приво­дов, а также систем телеуправления, телеизмерения, систем ав­томатического управления и т. п. Ниже рассматриваются вопро­сы их технической эксплуатации, а системы автоматики, теле­управления, телеизмерения, системы автоматического управления описаны в специальной литературе, например [4].

В практике гидромелиоративного строительства и эксплуа­тации воду зачастую учитывают одним из трех методов: русло­вым; тарированием гидротехнических сооружений (градуирова­нием); использованием специальных водомерных сооружений или устройств.

Русловый метод широко применяют на открытых грунтовых сооружениях, выполненных в виде каналов. Для этой цели вы­бирают прямолинейный участок канала или русла, например в нижнем бьефе гидроузла, который имеет постоянно живое сечение на длине 30...40 глубин в сторону верхнего бьефа от створа измерения и 10...15 глубин в направлении нижнего бье­фа. В рассматриваемом створе с помощью гидрометрических измерений глубин Я, скоростей, уровней и подсчетов расхода Q устанавливают зависимость Q = f(H)В дальнейшем измеритель­ный створ оборудуют датчиками уровня, самописцами, расходо- графами, позволяющими оперативно с необходимой точностью определять расход воды. В процессе эксплуатации не реже 1 раз в год (после прохождения паводка и осенью перед ледо­ставом) промеряют глубины в нескольких створах выше и ниже по течению, в том числе и в контрольном (гидростворе), сопо­ставляя полученные данные с контрольными отметками. В слу­чае заиления, зарастания или размывов русла ошибка в измере­нии может достигать 10% и более. Кроме того, систематически наблюдают за состоянием русла в зоне исследуемого участка, так как из-за размыва возможно понижение дна русла. В этом случае скорости потока при тех же уровнях изменяются и пока­зания оказываются неверными. При русловом методе необходи­мо следить за состоянием измерительной аппаратуры и приспо­соблений, выполняя своевременную профилактику, ремонт и кон­трольные испытания.

Метод тарирования (градуирования) гидротехнических соо­ружений позволяет экспериментальным путем установить посто­янную зависимость между расходом воды и размерами работаю­щих водопропускных отверстий. Тарирование можно выполнить и при определении расхода, например, русловым методом. Одна­ко в этом случае контрольный створ используют не систематиче­ски, а только в период тарирования. При тарировании измеряют расход гидрометрическим методом при 6...8 напорах. Затем стро­ят кривые Q = f(H) при различных открытиях отверстия, харак­теристиках пропускной способности пролета, учитывающих кон­фигурацию быков и устоев, напорах относительно гребня соору­жения. Этот метод наиболее целесообразен в условиях эксплуа­тации гидротехнических сооружений и экономичен при автома­тизации учета воды на гидромелиоративных системах. Во время длительной эксплуатации сооружений возможны выход из строя затворов, их ремонт или замена на затвор, у которого изменена конфигурация нижней кромки. В таком случае необходимо от­верстие протарировать вновь, чтобы получить точные данные по его пропускной способности. Важным моментом при тарирова­нии многопролетных сооружений является тарирование двух­трех пролетов одновременно, так как в этом случае можно учесть взаимное влияние открытых смежных отверстий. Проще тарировать неподтопленные отверстия и сложнее — щитовые сооружения, работающие в подтопленном состоянии. В послед­нем случае необходимо определять расход, отметки в верхнем бьефе, отметку в нижнем бьефе и поднятие затвора. Особое вни­мание обращают на точность измерения величин.

В качестве специальных водомерных сооружений для изме­рения расхода воды в мелиоративной практике используют мер­ные водосливы (трапецеидальные с наклоном ребер 1 :4 Чиполетти или 1:1 А. И. Иванова, треугольные и др.), водомерный порог САНИИРИ, представляющий собой водослив, близкий к широкому порогу или со специальным вырезом; водомерные лот­ки типа Вентури, Паршалла, САНИИРИ и др.; водомерные устройства с боковой диафрагмой; водомерные сооружения открытого, трубчатого типа. Конструкции, принцип действия и расчетные зависимости их приведены в специальной литературе [4]. В мелиоративной практике широко распространены также различные авторегуляторы, затворы-автоматы, водомеры-стаби­лизаторы, регуляторы уровня грунтовых вод и т. д. Каждый из них обычно имеет свой паспорт и инструкцию по технической эксплуатации. Ниже приведены основные эксплуатационные положения для рассматриваемых конструкций или их элемен­тов. Особое внимание обращают на недопущение коррозии ме­таллических частей этих сооружений. Трущиеся части своевре­менно смазывают в соответствии с картой смазывания. Затворы должны быть готовы к эксплуатации в любое время.

Тщательно следят за тем, чтобы ниши, пазы, проемы не заилялись наносами, чтобы отложения не скапливались в большом' количестве перед затворами во избежание затруднения их подъ­ема, обрыва штанг или тросов лебедок.

В поплавковых камерах не должно быть мусора и посторон­них предметов. Поплавки поддерживают в рабочем состоянии с соблюдением параметров в соответствии с паспортом сооруже­ния или устройства.

Наиболее ответственный период во время эксплуатации — зима. С наступлением отрицательных температур могут обмер зать или промерзать отдельные элементы (опорно-ходовых час­тей, уплотнений, поплавковых камер, каналов сообщающихся камер). Затворы периодически осматривают и не допускают их обмерзания, а также промерзания систем, заполненных водой. С этой целью перед затворами устраивают майны путем исполь­зования тепла нижних слоев воды, обогрева электричеством, теплым воздухом или сбрасываемой промышленными предприя­тиями теплой водой. Для подъема теплой воды из нижних сло­ев на дно укладывают перфорированные трубы, по которым пропускают воздух. При подъеме кверху воздушные пузыри увлекают с собой водяные массы, способствующие незамерзанию воды перед сооружением (затвором и т. д.). Очень эффективно использовать потокообразователи, а также способы, приведенные в 4.7. Закладные устройства обогревают циркулирующим: горячим маслом, водой или электрическим током, а гидравличе­ские системы приводов — специальными обогревательными устройствами (гидравлическими, электрическими и др.).

Для борьбы с шугой у водомерных и регулирующих соору­жений используют запони или нагрев воды около них.