(57) Реферат / Формула:
Способ искусственной эрозии дна запруженного водоема, при котором определяют распределение среднего размера частиц осадков по поверхности дна запруженного водоема, определяют потребность нижнего бьефа в осадках и в соответствии с потребностью нижнего бьефа в осадках производят по меньшей мере одно перемещение осадков из запруженного водоема в нижний бьеф.
Евразийское (21) 201700175 (13) Al
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. E02B 3/02 (2006.01)
2017.07.31
(22) Дата подачи заявки 2015.09.18
(54) СПОСОБ ИСКУССТВЕННОЙ ЭРОЗИИ ДНА ЗАПРУЖЕННЫХ ВОДОЕМОВ
(31) 10 2014 014 009.1
(32) 2014.09.25
(33) DE
(86) PCT/EP2015/071493
(87) WO 2016/046090 2016.03.31 (71)(72) Заявитель и изобретатель:
БАРТЕЛЬТ ДИТРИХ (DE)
(74) Представитель:
Ковальчук Н.С. (RU)
(57) Способ искусственной эрозии дна запруженного водоема, при котором определяют распределение среднего размера частиц осадков по поверхности дна запруженного водоема, определяют потребность нижнего бьефа в осадках и в соответствии с потребностью нижнего бьефа в осадках производят по меньшей мере одно перемещение осадков из запруженного водоема в нижний бьеф.
СПОСОБ ИСКУССТВЕННОЙ ЭРОЗИИ ДНА ЗАПРУЖЕННЫХ ВОДОЕМОВ
Изобретение относится к способу искусственной эрозии дна запруженных водоемов таких, например, как искусственные моря, водохранилища или запруженные природные 5 водоемы и другие значительно измененные водные массы.
Речные, то есть переносимые жидкостями осадки такие, например, как растворенные наносы, взвешенные, в частности, суспензионные наносы и галька, в частности, твердые наносы, являются экологически важными для рек. В частности, твердые наносы
10 переносятся из рек либо высаливанием, либо качением-скольжением. Кроме того, в реке присутствуют взвешенные наносы, которые в значительной степени свободно плавают в водяном столбе. В незакрепленных реках процессы осаждения, то есть осаждение переносимых речной водой осадков, и процессы эрозии, то есть удаление осадков, находятся в большинстве случаев в равновесии, Когда водоем запруживают, он
15 изменяется в широком диапазоне поперечного разреза потока жидкости реки. В результате такого изменения поперечного разреза происходит замедление скорости течения; при этом осадки осаждаются и не переносятся дальше. В результате этого в запруженных водоемах увеличивается осаждение осадков. То же самое относится и к подпорным водохранилищам, например, гидроэлектростанций, причем между
20 отдельными технологическими процессами, то есть эксплуатацией насосов и турбин, вода остается в относительном состоянии покоя. С одной стороны увеличивающиеся осадки на дне запруженного водоема уменьшают вместимость запруженного водоема, а с другой стороны в нижнем бьефе, то есть в водах, расположенных под запрудой, не хватает речного наноса.
Речной нанос необходим рекам для балансировки осадочных процессов иным образом. Это оказывает определенные воздействия на противопаводковую защиту, так как реки с осадками переносят воду быстрее и, таким образом, паводки сходят быстрее и имеют большие амплитуды. Например, даже у основания дамбы или плотины часто происходят
30 сильные процессы эрозии, которые могут критично повлиять на стабильность дамбы с точки зрения безопасности. В дополнение к воде реки также переносят твердые вещества, живые организмы, газы, например, диоксид углерода, кислород, метан или другие образующиеся при разложении газы и энергию, в частности, в форме скорости течения и температуры. Если перенос предотвращается или затрудняется при
35 запруживании, это приводит к экологическим последствиям ниже по течению от запруды. Питательные вещества часто присутствуют в воде в меньших количествах, когда в
запруженном водоеме осаждаются взвешенные наносы. Более того, удержание твердых наносов, таких, как камни, песок и галька, может увеличить скорость течения в нижнем бьефе. Энергия, которую в другом случае следовало бы израсходовать для переноса речных осадков, теперь полностью включена в скорость течения. Увеличенная таким 5 образом скорость течения оказывает большее эродирующее воздействие на речное русло, вследствие чего возникает дальнейшее увеличение скорости течения и, например, забивание речного русла.
Другим недостатком запруженных водоемов является то, что даже при толщине 10 осажденных осадков примерно в 2 см процессы разложения органического материала могут протекать только анаэробно. Это приводит к увеличенному выделению метана. Из-за большого количества шлюзов, которые присутствуют в отдельных, в частности, судоходных запруженных водоемах, но также используемых для выработки энергии из энергии воды, выделение метана из запруженных водоемов огромно.
Из уровня техники известно несколько способов, в которых предусмотрено перемещение отложений осадков в запруженных водоемах. Например, в ЕР 2 134 902 В1 раскрыт способ перемещения осадков в гидроэлектростанциях, при котором производят прием отложения осадков в области осаждения подпорного водохранилища, и принятые 20 отложения осадков перемещают в область эрозии дна подпорного водохранилища рядом с арматурой для водостока.
Задачей изобретения является улучшение известного уровня техники.
25 Задача в соответствии с изобретением решается при помощи способа по п. 1 формулы. Дополнительные преимущественные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы, а также в дальнейшем описании иллюстрирующих изображений. Однако отдельные признаки описанных вариантов осуществления таковыми не ограничиваются, а могут быть связаны между собой и с
30 другими признаками для других вариантов осуществления.
Предложен способ искусственной эрозии дна запруженных водоемов, характеризующийся тем, что определяют распределение среднего размера частиц осадков по поверхности дна запруженного водоема. Определяют потребность нижнего 35 бьефа в осадках и в соответствии с потребностью нижнего бьефа в осадках осуществляют по меньшей мере одно перемещение осадков запруженного водоема в
нижний бьеф. При определении потребности в количестве осадков для нижнего бьефа предпочтительно определяют и потребность в размере частиц осадков.
На искусственную эрозию воздействуют предпочтительно путем механического приема 5 осадков. Преимуществом предложенного способа является то, что путем определения потребности нижнего бьефа в осадках и внесения соответствующих осадков из запруженного водоема в нижний бьеф можно воспроизвести экологически оптимальные режимы осадков в нижнем бьефе.
10 Дополнительным преимуществом заявленного способа является то, что дополнительное внесение осадков в нижний бьеф можно производить при определенных событиях или в определенные моменты времени, например, для противопаводковой защиты, например, для уменьшения скорости течения и, таким образом, управлять амплитудой и/или скоростью течения.
Впадающие в запруженный водоем реки или водоемы переносят в запруженный водоем большое количество осадков с широким распределением размеров частиц. Текущая в реке вода замедляется по мере приближения к запруде так, что осадки, которые переносятся, постепенно оседают. Наблюдается такое распределение осадков в
20 запруженных водоемах, при котором первыми осаждаются галька и гравий, вдалеке от запруды осаждаются осадки в качестве песка, а у самой запруды часто остаются только ил и глина. Это приводит к распределению осадков в запруженном водоеме от средних размеров частиц мельчайших осадков, которые имеют средний размер частиц менее чем примерно 0,2 мм, предпочтительно мелкого песка со средним размером частиц менее
25 чем примерно 0,2 мм и ила, и глины со средним размером частиц менее, чем примерно 0,063 мм, до среднезернистого песка и крупнозернистого песка со средним размером частиц примерно 0,2 мм и более, вплоть до гравия со средним размером частиц более, чем примерно 2 мм, в частности, вплоть до примерно 63 мм. Более того мелкие частицы со средним размером частиц менее 0,01 мм также относятся к мельчайшим осадкам.
30 Таковые также включают в себя наночастицы и/или наслоения наночастиц, в частности, со средним размером частиц от 1 нм до 300 нм, в частности, от 1 нм до 100 нм.
Также к осадкам относятся более крупный гравий и валуны, которые, в частности, осаждаются ранее всего и не переносятся далее, когда текущая в реке вода попадает в 35 запруженный водоем. Определение распределения размеров частиц можно провести путем расчета или путем оценки, в частности, при помощи измеренной или рассчитанной
скорости течения. В другом варианте осуществления предусмотрено, что определение распределения среднего размера частиц осадков в запруженном водоеме проводят путем отбора проб или контроля.
5 Если в рамках настоящего изобретения упоминается скорость течения, под таковой следует понимать фактически измеренную или рассчитанную скорость течения. В частности, скорость течения можно определить на основании рассчитанного или измеренного уровня воды, рассчитанных или измеренных осадков, рассчитанной или измеренной температуры воздуха, рассчитанного или измеренного атмосферного 10 давления, рассчитанной или измеренной влажности воздуха, рассчитанной или измеренной скорости ветра, рассчитанного или измеренного испарения или рассчитанных или измеренных других данных, или комбинации таковых.
Предпочтительно для определения распределения осадков проводят отбор пальцевой 15 пробы в соответствии с DIN 19682-2 для песков, суглинка, илов и глин, и/или сухое просеивание в соответствии с DIN 66165-2 для песков, гравия и гальки.
В соответствии с вариантом осуществления способа предусмотрено проведение удаления со дна запруженного водоема осадков, которые имеют среднее распределение
20 размеров частиц, которое соответствует потребности нижнего бьефа в осадках. То есть удаление и/или прием проводят там, где ожидаются или известны по измерениям осадки, которые имеют соответствующие размеры частиц или распределения размеров частиц, которые требуются для нижнего бьефа. Если для нижнего бьефа требуются большие дисперсии размеров частиц, то в варианте осуществления предусмотрено проведение
25 удаления и/или приема во многих областях запруженного водоема. Предпочтительно осуществляют подход к разным областям запруженного водоема, в которых ожидаются различные средние размеры частиц, чтобы удовлетворять потребность нижнего бьефа в осадках. В частности, предусмотрено постепенное, возможно, непрерывное введение осадков с различными средними размерами частиц в нижний бьеф, чтобы таким образом
30 удовлетворить потребность нижнего бьефа в осадках за более продолжительный период времени. Более продолжительный период времени составляет, в частности, примерно один день - примерно один год, более предпочтительно, примерно один день -примерно одну неделю, более предпочтительно, примерно одну неделю - примерно один месяц, более предпочтительно, примерно один месяц - примерно один год.
Под потребностью нижнего бьефа в осадках понимают, в частности, точечную потребность в осадках. Указанную потребность можно определить в любой точке нижнего бьефа, например, в рамках лимнологического контроля. Таковое включает в себя, например, пальцевую пробу в соответствии с DIN 19682-2 и/или сухое просеивание 5 в соответствии с DIN 66165-2. Для определения указанной потребности особенно предпочтительным является выбор точки, в которой преобладают типичные для нижнего бьефа гидравлические условия и скорости течения. Такая точка находится, как правило, на некотором расстоянии от запруды. Более того под потребностью нижнего бьефа в осадках понимают также усредненную или интерполированную потребность в осадках. 10 Таковые могут основываться, например, на параметрах или пробах, определенных во многих точках нижнего бьефа.
Особенно важным параметром является скорость течения. Если таковая особенно высока в нижнем бьефе, то там отсутствуют большие размеры частиц. При низких
15 скоростях течения в нижнем бьефе присутствуют и осадки с большим диаметром. Кроме того отсутсвует большое количество осадков с малыми и средними размерами частиц. Так как скорость течения и другие параметры нижнего бьефа до известной степени не связаны с таковыми в запруженном водоеме, необязательно, что накопившиеся или "излишние" осадки в запруженном водоеме отсутствуют в том же количестве в нижнем
20 бьефе. Необязательна также потребность в принудительных осадказх с любым размером частиц. Поэтому способ в соответствии с изобретением охватывает определение распределения средних размеров частиц осадков в запруженном водоеме отдельно от определения потребности нижнего бьефа в осадках.
25 Предпочтительно осуществление контроля за нижним бьефом и/или за запруженным водоемом, и/или по меньшей мере за одним водотоком в запруженном водоеме лимнологически. К объектам лимнологического контроля относятся озера, а также речные потоки от истока до впадения в реку или море, или в озеро, или до дельты реки. Кроме того лимнологический контроль предпочтительно включает в себя
30 гидрологический контроль, батиметрический контроль, контроль за бентосом и/или экологический контроль. В частности, контролируют скорость течения, мутность, питательные вещества в воде, эрозию и/или осаждение в определенных характеристичных областях, переносимые движущейся водой твердые вещества, растворенные в воде газы, уровень воды, температуру воды в характерных точках, также
35 как и живые организмы и/или другие лимнологически релевантные данные. Кроме того в соответствии с вариантом осуществления предусмотрено проведение гидрологического
контроля, по меньшей мере, за частью водоема, то есть нижнего бьефа, запруженного водоема и/или по меньшей мере одного водотока, впадающего в запруженный водоем. В другом варианте осуществления предусмотрен гидрометрический контроль. Кроме того в контроле за клапанным спуском стока или за действительным и/или планируемым 5 расходом истечения из запруды, в частности, при помощи нижнего стока можно определять сток при противопаводковой защите, сток при отборе питьевой воды и/или сток при работе турбин, и, предпочтительно, в расчетах потребности в осадках при втекании. Определение лимнологических данных и, необязательно, других данных, таких, например, как погода, производится в соответствии с одним из вариантов
10 осуществления для того, чтобы установить потребность нижнего бьефа в осадках. Определение лимнологических данных запруженного водоема используют, в частности, для контроля запруженного водоема с точки зрения питьевой воды и/или экологии. Например, при помощи удаления или приема осадков в запруженный водоем можно остановить или временно прервать искусственную эрозию, если происходит слишком
15 большое внесение метана в запруженный водоем.
Предпочтительно предусмотреть определение потребности нижнего бьефа в осадках при помощи данных, измеренных при лимнологическом контроле.
20 Кроме этого предпочтительно предусмотреть управление перемещением осадков при помощи контура обратной связи. Перемещением осадков, в частности, в месте приема или в месте удаления в нижнем бьефе так же, как и скоростью удаления и другими свойствами, которые релевантны для удаления и/или приема, управляют при помощи данных от контроля за нижним бьефом и необязательно за запруженным водоемом.
В другом варианте осуществления способа предусмотрено управление перемещением осадков, например, в зависимости от уровней отверстий, таких, например, как отверстие байпаса, отверстие противопаводковой защиты, отверстие нижнего стока и/или отверстие турбины, или разгрузочное отверстие для питьевой воды. Зная, какой вход 30 осадков в нижний бьеф происходит при каком отверстии запруды, потребность в осадках можно оценить или рассчитать и внести в нижний бьеф соответствующее количество и соответствующее распределение размеров частиц осадков.
В другом варианте осуществления способа предусмотрено, что удаление и/или прием 35 осадков осуществляют при помощи по меньшей мере одной землечерпалки, одной системы промывки и/или при помощи инжекционного способа. В частности, в варианте
осуществления предусмотрено использование по меньшей мере одного баггерного насоса такого, например, как землечерпалка с бункером или ротационная землечерпалка. В еще одном дополнительном варианте осуществления предусмотрен ввод воздуха или воды в осадки, в частности, для высвобождения взвешенных частиц 5 или мельчайших осадков с размерами частиц < 0,2 мм и их перенос при помощи всасывающего устройства или при помощи присутствующего в запруженном водоеме течения.
В случае, когда в запруженном водоеме уже присутствуют большие отложения осадков, 10 бывает необходимо предусмотреть промежуточные хранилища для временного хранения избыточых осадков. В одном из вариантов осуществления способа предусмотрен прием осадков из запруженного водоема и хранение их по меньшей мере в одном промежуточном хранилище. Промежуточные хранилища могут быть выполнены либо в виде больших бассейнов, либо встречающихся в природе ложбин, в которые 15 осадки вносятся, как правило, временно. Предпочтительно, когда промежуточно отложенные осадки в нижний бьеф дополнительно или полностью вносят в более поздний момент времени,. В другом варианте осуществления предусмотрено, что размсещение избыточных осадков, которые не вносятся в нижний бьеф, в областях гидравлической закладки.
В другом варианте осуществления способа перед хранением в промежуточном хранилище предусмотрена классификация осадков. В частности, осадки классифицируют по размеру частиц предпочтительно в соответствии со средним размером частиц, в частности, при помощи сит. В другом варианте осуществления проводят классификацию 25 по расположению входа в запруженный водоем или гидравлическую классификацию. Классификация перед загрузкой в промежуточное хранилище облегчает выбор среднего размера частиц, при этом, как предусмотрено в другом варианте осуществления, проводят перемещение осадков из промежуточного хранилища в нижний бьеф в соответствии с потребностью нижнего бьефа в осадках.
В другом варианте осуществления способа предусмотрено внесение осадков выше по течению в сток запруженного водоема или за ним. В частности, предусмотрено, что внесение осадков в запруженный водоем проводят рядом со стоком турбины, донным водоспуском, байпасом или другим стоком. Термин "рядом" относится к арматуре для 35 водостока соответствующего запруженного водоема для целей настоящего изобретения и не включает в себя прямое внесение отложений осадков в арматуру для водостока или
осаждение принятых осадков непосредственно перед, то есть прямо перед входом в арматуру для водостока. Скорее, под термином "рядом" понимают, что осадки вносятся рядом с арматурой для водостока, в зависимости от ее размера. Таким образом, преимущественной является загрузка отложений осадков в пределах максимум 1 м от 5 арматуры для водостока соответствующего подпертого бьефа. Более предпочтительно загрузку осадков проводят в диапазоне по меньшей мере примерно 1,5 м, более предпочтительно по меньшей мере примерно 2 м, и еще более предпочтительно по меньшей мере примерно 3 м от арматуры для водостока соответствующего запруженного водоема. В случае больших водных систем указанное расстояние
10 составляет предпочтительно по меньшей мере примерно 8 м, и предпочтительно находится в диапазоне от примерно 1 м до примерно 300 м, предпочтительно примерно 1 м - примерно 100 м, более предпочтительно примерно 1м- примерно 50 м. В другом варианте осуществления предусмотрено внесение осадков непосредственно перед арматурой для водостока или в арматуру для водостока. Это осуществляется в
15 зависимости от назначения и пригодности запруженного водоема. В другом преимущественном варианте осуществления предусмотрено прямое внесение осадков в нижний бьеф. В особенности предпочтительно предусмотреть внесение осадков в область воды, текущей в нижнем бьефе, что означает, что осадки вносят, например, через запруду или вокруг нее рядом или прямо в воду, текущую в нижнем бьефе, или в
20 сам нижний бьеф. Кроме этого, предпочтительно предусмотреть внесение осадков в области эрозии, то есть в области нижнего бьефа, затронутые эрозией. У некоторых дамб в настоящее время наблюдается повреждение, вызванное эрозией в области их оснований, что можно успешно устранить или уменьшить с помощью заявленного способа.
В одном из вариантов осуществления способа, при котором осадки вносят в находящиеся под угрозой эрозии или затронутые эрозией области нижнего бьефа, возможно предусмотреть, чтобы внесение осадков и распределение размеров частиц примерно соответствовали наблюдаемой эрозии в соответствующей области.
Если в контексте изобретения указано "контроль" или "измерение", или "определение", то следует, что предусмотрен, в частности, электронный контроль или оптоэлектронный контроль, или оптоэлектронное измерение, или сенсорный контроль.
35 В другом варианте способа предусмотрено варьирование точки внесения. Таким образом, осадки можно перемещать между внесением перед запрудой или в нее, или за
запрудой, в различных точках внесения, или поочередно. В другом варианте осуществления предусмотрена установка двух или более точек удаления осадков и точек внесения осадков, которые используют одновременно. Таким образом, в соответствии с вариантом осуществления способа для перемещения осадков может быть 5 предусмотрена установка двух, трех или более баггерных насосов или землечерпалок, или комбинации системы промывки при помощи инжекционного способа с одной или более землечерпалок.
В другом варианте осуществления способа предусмотрено, что перемещение осадков со 10 дна запруженного водоема в нижний бьеф проводится при помощи по меньшей мере одной подъемно-транспортной установки. При этом можно также перемещать либо воду из запруженного водоема и/или содержащиеся там вещества и/или живые организмы в качестве транспортируемой среды, в частности, также и вышеуказанные газы Особенно предпочтительным является использование подъемно-транспортной установки, которая 15 содержит по меньшей мере один шнековый транспортер. Таковая установка предпочтительно содержит по меньшей мере один подъемный шнек и шнековый желоб.
Возможно использование подъемно-транспортной установки для выработки электроэнергии. Для этой цели подъемно-транспортная установка может содержать
20 генератор. Давление воды или силу тяжести можно использовать, например, для приведения подъемно-транспортной установки и генератора в движение. В частности, принцип действия Архимедова винта в шнековом транспортере, содержащемся в подъемно-транспортной установке, можно для выработки электроэнергии перевернуть. Эту энергию можно хранить, более того эту энергию можно использовать
25 непосредственно в заявленном способе, например, для работы используемых сенсоров. В результате этого способ в соответствии с изобретением работает энергетически эффективно или на самообеспечении. Подъемно-транспортная установка предпочтительно содержит аккумулятор и/или токовые линии.
30 Подъемно-транспортная установка предпочтительно содержит передаточный механизм и/или двигатель, или двигатель с редуктором для управления или ограничения скорости транспортировки и направления транспортировки, в частности, для направленной транспортировки среды из нижнего бьефа в запруженный водоем.
35 Подъемно-транспортная установка предпочтительно устроена так, что транспортируемая среда при перемещении не сжимается, и/или для этого используются лишь небольшие
усилия сдвига. Благодаря этому предотвращается нежелательное уменьшение размера частиц перемещенных осадков. Более того можно обеспечить, чтобы присутствующие в транспортируемой среде живые организмы, такие, как рыбы, не претерпевали повреждений. Например, можно использовать подъемно-транспортную установку, 5 которая содержит по меньшей мере один эксцентриковый шнековый насос.
Более того подъемно-транспортную установку можно использовать в качестве гидрокаскада. В этом случае рыбы и другие живые организмы могут попадать из нижнего бьефа в запруженный водоем и обратно. Благодаря этому проницаемость проточной 10 воды рек, в частности, для проходной рыбы, преимущественно восстанавливается.
Подъемно-транспортная установка может содержать множество шнековых транспортеров и/или эксцентриковых шнековых насосов для осуществления перемещения транспортируемой среды, в частности, осадков, на большие высоты и/или 15 перепады.
Подъемно-транспортная установка может дополнительно содержать всасывающее, прессующее, промывочное или инжекционное устройство для перемещения транспортируемой среды, в частности, осадков. Подъемно-транспортная установка 20 может, в частности, содержать насосную установку. Таковая может быть выполнена в виде всасывающего насоса или нагнетательного насоса. Насосная установка может быть также выполнена в виде струйного насоса. Кроме того насосная установка может быть также выполнена в виде гидравлического тарана.
25 Подъемно-транспортная установка может содержать устройство для контроля, которое можно использовать для лимнологического контроля. Устройство для контроля может быть выполнено мобильным. Таковое может содержать по меньшей мере одно транспортное устройство, например, автомобиль, буй, катер, подводную лодку, судно, воздушный шар, дирижабль, ракету, спутник, дрон, аэроплан, космический аппарат и/или
30 спутник. Транспортное устройство предпочтительно используют без экипажа. Альтернативно или дополнительно устройство для контроля может быть выполнено по меньшей мере частично стационарным. Таковое может содержать, например, радиомачту.
35 Подъемно-транспортная установка или система контроля может содержать компьютер, в частности, по меньшей мере одну управляемую компьютером искусственную нейронную
сеть, виртуальную сеть и/или виртуальную машину. Контур обратной связи для управления перемещением осадков может представлять собой часть нейронной сети, виртуальной машины и/или виртуальной сети. Более того устройство для контроля может соединяться с социальной сетью, чтобы сделать возможным обмен данными, 5 обработку данных и/или управление системой.
Устройство для контроля может сдержать по меньшей мере одно измерительное устройство для определения данных измерений для лимнологического контроля. Передача данных измерений и/или сигналов управления можно осуществлять по 10 беспроводной связи, например, по радиосвязи.
Измерительное устройство может содержать по меньшей мере один сенсор и/или актуатор. Сенсор может представлять собой оптический сенсор, акустический сенсор и/или сенсор для химического анализа. Сенсор может также представлять собой, в 15 частности, емкостной и/или индуктивный сенсор. Таковой может предпочтительно содержать две электропроводящие полоски, которые расположены рядом друг с другом и/или параллельно, для детектирования изменений электрического поля между проводящими полосками.
20 Измерительное устройство может содержать мостовую схему с тензорезисторами. Измерительное устройство может дополнительно содержать пьезоэлемент, который может представлять собой многослойный элемент с электродами из благородного металла. Более того таковое может содержать пьезоэлектрические актуаторы.
25 Кроме этого подъемно-транспортная установка может содержать по меньшей мере одну транспортную линию. По меньшей мере часть транспортной линии может иметь сужение, в частности, коническое сужение для создания или компенсации разницы давлений. Это сужение может, в частности, составлять менее 10% от диаметра транспортной линии. Подъемно-транспортная установка может дополнительно содержать поплавок,
30 например, понтон.
Другие преимущественные варианты осуществления приведены на нижеследующих фигурах. Описанные в настоящем описании дополнительные модификации не следует толковать как ограничивающие. Скорее описанные в настоящем описании признаки 35 можно комбинировать друг с другом и с описанными выше признаками для других вариантов осуществления изобретения. Кроме того следует отметить, что приведенные в
описании фигур позиционные обозначения не ограничивают объем настоящего изобретения, но лишь относятся к примерным вариантам его осуществления, показанным на фигурах. Идентичные части или части с одной и той же функцией имеют одни и те же позиционные обозначения. Описание фигур:
Фиг. 1 эскиз запруженного водоема в соответствии с диаграммой скорости
осаждения в схематическом изображении;
Фиг. 2 схематическое отображение возможной искусственной эрозии отложения
10 осадков на дне под водой;
Фиг. 3 схематическое отображение возможного перемещения отложений осадков рядом с арматурой для водостока под водой; и
15 Фиг. 4 схематическое изображение поперечного сечения секции подъемно-транспортной установки для перемещения отложений осадков.
На Фиг. 1 показан запруженный водоем 10, в который впадает река 12. Река 12 запружена при помощи запруды 14. Арматура 16 для водостока, которая сбрасывает из
20 запруженного водоема 10 избыточную воду или воду, используемую, например, в электростанции, в нижний бьеф 18, используется, в частности, также для управления уровнем воды в запруженном водоеме 10. Предпочтительно запруда установлена так, чтобы нижний бьеф 18 открывался в реку 20. Дополнительные меры для управления уровнем в запруженном водоеме 10 или для противопаводковой защиты можно
25 осуществлять, например, при помощи нижнего водоспуска 22.
Путем запруживания реки 12 происходит уменьшение скорости течения в области запруды 14. Это уменьшение скорости течения схематически показано при помощи диаграммы отложения осадков на дне реки или запруженного водоема 10. На диаграмме
30 по оси абсцисс показана в логарифмическом отображении скорость течения реки 12 или запруженного водоема 10 в направлении запруды 14. На оси ординат, которая тоже градуирована логарифмически, показан размер тех частиц, которые осаждаются при соответствующей скорости. Можно видеть, что чем меньше диаметр частиц, тем больше осадков перемещается в направлении запруды 14. Более крупные осадки, то есть осадки
35 с большим диаметром частиц осаждаются еще дальше от запруды 14, чем таковые с меньшими частицами. В частности, частицы глины с размером < 2 мкм переносятся к
подпорной стенке, а для больших частиц осадков скорость течения для этого недостаточна.
Известные ранее способы перемещения осадков в запруженных водоемах лишь 5 предусматривали примеры определенных моделей или прием случайно образовавшихся осадков со дна запруженного водоема и перемещение таковых, например, вблизи от арматуры 10 для истечения. Однако, как было сказано, хотя этот способ действительно пригоден для насосных гидроаккумулирующих электростанций, но в случае текущего водотока или запруженной текущей водной массы он может наносить ущерб, так как
10 недостаточный или неверный состав осадков в нижнем бьефе может приводить к эрозионному повреждению, паводку и другим последствиям. По этой причине контроль за нижним бьефом 18 или вытекающей водой осуществляют лимнологически в следующем стоке 20. Контроль производят при помощи по меньшей мере одного сенсора 24, который измеряет, например, скорость течения, мутность, питательные вещества,
15 твердые вещества, газы, уровень воды, температуру или другие параметры нижнего бьефа 18. Предпочтительно измеряют и оценивают множество указанных параметров. В частности, для этого присутствует компьютеризированный контрольный блок 26. Контрольный блок 26 в зависимости от измеряемых по меньшей мере одним сенсором 24 значений управляет по меньшей мере одной или несколькими землечерпалками 28.
20 Таковыми предпочтительно управляют таким образом, что контрольный блок 26 передает потребность в количестве осадков и/или размере частиц землечерпалке 28, которая затем в соответствии с ранее определенным и/или известным отложением осадков в запруженном водоеме подбирает размер частиц осадков, чтобы принять таковые в нижний бьеф 18, в результате чего производится их перемещение. Как
25 показано в примере, осадки можно осадить либо выше по потоку от арматуры 16 для водостока, так, чтобы таковые протекали через арматуру для водостока, либо же внести через подпорную стенку или вокруг нее, прямо в нижний бьеф.
На фиг. 2 показан пример перемещения отложений осадков 30 со дна 32 водоема 30 запруженного водоема 10 при помощи баггерной насосной установки 36. Таковая состоит из насосного блока 36, дренажной головки 38 и подающего трубопровода 40 и 42. Для высвобождения отложений 30 осадков со дна 32 водоема используют дренажную головку 38, которая содержит фрезу для разрыхления осадков 30. Растворенные осадки 30 принимают и переносят при помощи насосной установки 36. Одновременно насосная 35 установка 36 обеспечивает перемещение осадков через подающий трубопровод 42 непосредственно в нижний бьеф или в область запруженного водоема 10, которая
находится рядом с арматурой 16 для водостока. Предпочтительно устанавливать насосную установку 36 на понтоне 49. Понтон 49 можно перемещать на большое расстояние предпочтительно по всей области запруженного водоема при помощи рулевого троса 46. В другом варианте осуществления изобретения, не показанном здесь, 5 предусмотрено, что землечерпалка имеет собственную двигательную установку, при помощи которой ее можно перемещать по запруженному водоему 10.
На Фиг. 3 показан пример осаждения принятых осадков 30 рядом с арматурой 16 для водостока. Подающий трубопровод 42 держится при помощи поплавков 50, и в одном из
10 вариантов осуществления он также может свободно перемещаться и, в частности, управляться. При помощи переноса поплавка можно влиять на поступление различных размеров частиц осадков. В частности, можно переносить большие размеры частиц ближе к арматуре 16 для водостока, так как течение или скорость течения могут унести таковые без проблем. Более мелкие размеры частиц осадков требуют большего
15 расстояния от арматуры 16 для водостока, так как таковые легко проходят через арматуру для водостока в нижний бьеф. Осажденные осадки 30 удаляют при помощи течения воды в направлении стрелок 52 и перемещают в нижний бьеф. Дополнительно или альтернативно, как показано также на Фиг. 1, удаленные осадки можно также переместить прямо в нижний бьеф, в частности, в места, в которых преобладает сильная
20 эрозия из-за высоких скоростей течения.
На Фиг. 4 показан пример подъемно-транспортной установки 54, которая установлена при помощи соединительной установки между запруженным водоемом 10 и нижним бьефом 18 и может быть интегрирована, например, в запруду 14. Подъемно-
25 транспортная установка имеет два шнековых транспортера 55, расположенных друг за другом. Каждый из таковых содержит подъемный шнек 56, шнековый желоб 57 и двигатель-генераторную установку (58, 59). Двигатель-генераторная установка (58, 59) содержит двигатель 58 для приведения в движение каждого подъемного шнека 56 и генератор 59 для выработки электроэнергии. Подъемно-транспортная установка 54
30 имеет два направления транспортировки или режима эксплуатации. Для перемещения осадков 30 из запруженного водоема 10 в нижний бьеф 18 сила тяжести или давление воды вызывает вращение подъемных шнеков 56 так, что производится транспортировка осадков 30 в направлении нижнего бьефа 18. В этом случае вращение подъемных шнеков 56 можно также использовать для выработки электрической энергии при помощи
35 генераторов 59.
Кроме этого двигатели 58 могут приводить подъемные шнеки 56 в движение в противоположном направлении для того, чтобы сделать возможным направление перемещения осадков 30 из нижнего бьефа 18 в запруженный водоем 10. Подъемно-транспортную установку 54 можно также использовать в качестве гидрокаскада для 5 живых организмов.
ФОРМУЛА
1. Способ искусственной эрозии запруженных водоемов (10), характеризующийся тем, определяют распределение среднего размера частиц осадков (30) по поверхности дна запруженного водоема (10), определяют потребность нижнего бьефа (18) в осадках и в соответствии с указанной потребностью осуществляют по меньшей мере одно перемещение осадков (30) из запруженного водоема (10) в нижний бьеф (18).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление и/или прием осадков запруженного водоема (10) производят в тех частях запруженного водоема (10), которые содержат частицы осадков приблизительно среднего размера, которые соответствуют потребности нижнего бьефа (18) в осадках.
3. Способ по любому из пп. 1-2, отличающийся тем, что контроль нижнего бьефа (18) и/или запруженного водоема (10) осуществляют лимнологически.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что потребность нижнего бьефа (18) в осадках определяют при помощи данных, измеренных при лимнологическом контроле.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что перемещением осадков (30) управляют при помощи контура обратной связи.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что перемещением осадков (30) управляют.
7. Способ по любому из пл. 1-6, отличающийся тем, что удаление и/или прием осадков осуществляют при помощи по меньшей мере одной землечерпалки (28), одной системы промывки и/или инжекционным способом.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что осадки (30) из запруженного водоема (18) принимают и хранят по меньшей мере в одном промежуточном хранилище.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что осадки (30) перед хранением в промежуточном хранилище классифицируют.
10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что перемещение осадков (30) из промежуточного хранилища в нижний бьеф (18) осуществляют в соответствии с потребностью нижнего бьефа (18) в осадках.
11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что осадки (30) вносят в арматуру (16) запруженного водоема (10) выше ее по течению или за ней.
12. Способ по одному или нескольким предшествующим пунктам, отличающийся тем, что осадки (30) вносят напрямую в нижний бьеф (18).
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что осадки (30) вносят в находящиеся под угрозой эрозии или затронутые эрозией области нижнего бьефа (18).
14. Способ по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что точку внесения варьруют.
15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что перемещение осадков (30) из запруженного водоема (10) в нижний бьеф (18) производят при помощи подъемно-транспортной установки (54).
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что подъемно-транспортная установка (54) содержит по меньшей мере один шнековый транспортер (55).
17. Способ по любому из пп. 15-16, отличающийся тем, что подъемно-транспортную установку (54) используют для выработки электроэнергии.
18. Способ по любому из пп. 15-17, отличающийся тем, что подъемно-транспортную установку используют в качестве гидрокаскада.
10.
10.
ФИГ.З
