DE69916020T2

DE69916020T2 - Leckerkennung und Leckortung in einer Deponie

Info

Publication number: DE69916020T2
Application number: DE1999616020
Authority: DE
Inventors: T. Burt HAMPTON
Original assignee: Hampton Vivian A Magnolia
Current assignee: Hampton Vivian A Magnolia
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2019-01-13
Also published as: ATE263364T1; WO1999036758A1; AU2223399A; EP1047925A1; EP1245938A1; EP1236983A1; DE69916020D1; US6102617A; EP1047925B1; AU742139B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft die Eindämmung von Stoffen, die für die Umwelt gefährlich sind, und insbesondere Systeme zum Erfassen, Eingrenzen und Eindämmen eines Lecks aus einer Sperre. Ein System besteht aus einem System mobiler Sensoren, das in Kombination mit einem System von Leckerfassungsmodulen, die unterhalb einer Sperre angeordnet sind, verwendet wird. Die Kombination erlaubt sowohl das Erfassen, Eingrenzen und Eindämmen von undichten Stellen aus einer Sperre als auch die Ausbesserung von undichten Stellen. Die Erfindung zielt sowohl auf eine Vorrichtung zum Erfassen und Reparieren von undichten Stellen als auch auf ein Verfahren zur Durchführung davon ab. Unabhängige Patentansprüche 1, 5, 13, 16, 25.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Lagerung und Beseitigung von Sondermüll ist eine Angelegenheit von erheblicher öffentlicher Bedeutung, da die Tendenz zu Gesundheits- und Sicherheitsrisiken vorhanden ist, die sich aus einem Leck ergeben können. Zur Zeit wird eine solche Lagerung oft mit verschiedenen Typen von Sperren erreicht, die sowohl Mülldeponien, Bodentanks, unterirdische Behälter als auch andere Strukturen einschließen können und so ausgelegt sind, dass sie gefährliche Stoffe eindämmen und Leckagen oder eine Wanderung der gefährlichen Stoffe in die Umwelt verhindern.
Zur Verminderung des Risikos einer Umweltbelastung erfordern die staatlichen Vorschriften (in vielen Situationen) den Einbau von einer oder mehreren synthetischen Dichtungsbahnen, die als sekundäre Sperrsysteme bekannt sind, unter Mülldeponien und vielen anderen Sperren für gefährliche oder potenziell gefährliche Stoffe. Die Dichtungsbahnen sind normalerweise große Bahnen aus flexiblem Polymerwerkstoff wie Niederdruck-Polyethylen und dazu bestimmt, einer Verschlechterung, die durch die Umgebung und den Kontakt mit ätzendem Sondermüll verursacht wird, zu widerstehen. Beim Einbau einer Sperre werden an der Baustelle einzelne Bahnen des Dichtungsbahnmaterials durch eine Schweißnaht miteinander verbunden, um eine ununterbrochene Dichtungsbahn zu bilden, die sich nach unten erstreckt und den Boden der Sperre vollständig umgibt. Wenn mehr als eine Dichtungsbahn verwendet wird, wird oftmals zwischen die Dichtungsbahnen eine Schicht aus Lehm oder einem etwas anderen Material mit geringer Durchlässigkeit eingebracht.
Obwohl es beabsichtigt ist, dass die Dichtungsbahnen undurchlässig sind, werden viele in Wirklichkeit eventuell Lecks entwickeln. Wenn man die Schwierigkeit erkennt, eine von un dichten Stellen völlig freie Dichtungsbahn oder ein System von Dichtungsbahnen zu haben, wird man etwas Leckage erwarten und zulassen. Tatsächlich erlauben die staatlichen Vorschriften eine gewisse definierte Leckage pro Acre (4047 m²) und Tag durch eine Dichtungsbahn. Staatliche Vorschriften erfordern außerdem, dass die Dichtungsbahnen oder das sekundäre Sperrsystem durch eine Anzahl Beobachtungsbrunnen an Positionen, die die Sperre umgeben und dieser benachbart sind, zu vergrößern seien. Zweck der Beobachtungsbrunnen ist es, die periodische Prüfung von Grundwasser unter der Sperre in Betracht zu ziehen. Die Feststellung von gefährlichem Material im Grundwasser zeigt ein Versagen des sekundären Sperrsystems an.
Es gibt jedoch einige ernsthafte Nachteile, die mit der Verwendung von synthetischen Dichtungsbahnen und Beobachtungsbrunnen für die sichere Lagerung und Beseitigung von Sondermüll verbunden sind. Erstens neigen synthetische Dichtungsbahnen, wie oben erwähnt, leider dazu, mit der Zeit undichte Stellen zu entwickeln. Die undichten Stellen können durch eine Anzahl von Faktoren wie Einstiche, zerrissene Nähte und unterschiedliches Absetzen des darunter liegenden Bodens verursacht werden. Sobald eine undichte Stelle auftritt, gibt es nichts, um das Entweichen des gefährlichen Materials aus der Sperre und das Verunreinigen von in der Nähe befindlichem Boden, Oberflächenwasser und Grundwasser zu verhindern. Zweitens ist, wenn eine undichte Stelle zuerst durch die Feststellung von gefährlichem Material in einer aus einem Beobachtungsbrunnen entnommenen Grundwasserprobe entdeckt wurde, bereits ein erheblicher Schaden an der Umwelt zugefügt worden. Der Sondermüll wird das Grundwasser, eine wichtige Quelle der Trinkwasserversorgung, bereits kontaminiert haben. Schließlich deckt die Feststellung von Sondermüll in Proben, die aus den Beobachtungsbrunnen entnommen werden, nur das Vorhandensein einer undichten Stelle auf und liefert keine brauchbaren Informationen hinsichtlich der Örtlichkeit und der Heftigkeit des Lecks. Um das Problem zu korrigieren ist es folglich notwendig, die gesamte Sperre zu entfernen und alle synthetischen Dichtungsbahnen mit enormen finanziellen Kosten vollständig zu ersetzen. Wegen des zusätzlichen Kontaktes mit dem verlegten Sondermüll stellen solche Sanierungsmaßnahmen außerdem eine erhöhte Gefahr für die öffentliche Gesundheit und Sicherheit dar.
Der gegenwärtige Erfinder hat zuvor Lösungen für einige dieser Probleme vorgeschlagen wie es in den Hampton et al. erteilten US-Patenten 5 460 032 und 5 583 283 gezeigt ist. Die Patente von Hampton et al. beschreiben eine Vorrichtung zur Erfassung, Eingrenzung und Eindämmung von undichten Stellen aus Sperren, die potenziell Sondermüll enthalten. Die Vorrichtung besteht aus einem modularen Aufbau, der unter der Sperre installiert werden kann, wodurch ein Sammelgitter gebildet wird. Der Aufbau wird entweder unter der synthetischen Dichtungsbahn als sekundäres Eindämmungssystem der Sperre oder unter der untersten Schicht einer Sperre, die keine Dichtungsbahn verwendet, installiert. Die Vorrichtung weist eine Vielzahl von Leckerfassungsmodulen auf, um das aus einer undichten Stelle in der oben erwähnten Sperre austretende Fluid zu sammeln und einzugrenzen, wobei jedes der Module mit einer Rohrleitung versehen ist, die mit einem sich unterhalb des Aufbaus erstreckenden Tunnel verbunden ist. Eine solche Vorrichtung bewirkt, dass austretendes Fluid von dem Modul, das sich am nächsten von der undichten Stelle befindet, über die angeschlossene Rohrleitung zu einer darunter liegenden Zugangsposition geleitet wird. Durch Bereitstellung von Sensoren in der darunter liegenden Zugangsposition kann austretendes Fluid festgestellt und die Heftigkeit der ermittelten undichten Stelle festgestellt werden. Weil jede Rohrleitung mit einem speziellen Leckerfassungsmodul verbunden ist, kann zusätzlich die Position der undichten Stelle zur unmittelba ren Umgebung dieses Moduls lokalisiert werden. Weil das durch die Dichtungsbahn austretende Fluid von dem Rohrleitungssystem gesammelt wird, kann darüber hinaus beliebiges Fluid, das ausgetreten ist, herausgepumpt, gesammelt oder anderweitig sicher entsorgt werden.
Obwohl die oben beschriebenen Erfindungen erhebliche Fähigkeiten gegenüber den zuvor verfügbaren Technologien sowohl zur Erfassung und Lokalisierung von undichten Stellen als auch zur Sammlung von beliebigem, potenziell gefährlichem Fluid, das auf Grund eines Lecks entweichen kann, bieten, erfordern ökonomische Betrachtungen, dass ein beliebiges Sperrsystem so erschwinglich wie möglich sein sollte. Zusätzlich Betrachtungen hinsichtlich leichter Herstellung, Installierung und Wartung zwingen dazu, dass sich das System für herkömmliche Konstruktionsverfahren und Werkzeuge eignet. Schließlich stellt Abfall unterschiedlicher Zusammensetzung eine veränderliche Höhe des Umweltrisikos dar, was dazu zwingt, dass in dem Sperrsystem veränderliche Niveaus der Sicherheit jeweils mit Kosten verfügbar sein sollten, die dem geforderten Sicherheitsgrad entsprechen.
Damit bleibt ein Bedarf für ein Erfassungs- und Eindämmungssystem für undichte Stellen an Sperren, das in hohem Maße effektiv, dennoch erschwinglich, mittels herkömmlicher Werkzeuge und Konstruktionsverfahren leicht herzustellen und zu installieren ist und das verschiedene Sicherheitsgrade bietet, die für die verschiedenen Typen von zu sperrenden Stoffen geeignet gemacht werden können.
Abriss der Erfindung
Die Erfindung ist mit unabhängigen Patentansprüchen 1, 5, 13, 16, 25 gegeben.
Es gibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung, Eingrenzung und Eindämmung von undichten Stellen aus Sperren mit einer Vielzahl von Leckerfassungszonen oder -modulen, die unterhalb der Sperre ausgebildet oder installiert sind, und einem Rohrleitungssystem, das jede Leckerfassungszone oder -modul mit einer Zugangsposition verbindet. Das System besteht ferner aus einem System mobiler Sensoren, die durch die Rohrleitung bewegt werden können, um die Stelle von vorhandenen oder nahe bevorstehenden undichten Stellen genau zu bestimmen und um Informationen zum Gebrauch bei Reparaturen zu liefern. Die Leckerfassungszonen oder -module können durch Errichten eines im Wesentlichen undurchlässigen Gitters von Leckerfassungsmodulen, wie sie in den erwähnten Patenten von Hampton et al. beschrieben sind, oder aber durch Ausbildung von Leckerfassungszonen gebildet werden, indem der Bereich nahe der Rohrleitung mit einem Filterstoff aus verhältnismäßig durchlässigem Material gefüllt wird, und durch Trennung jeder Zone durch eine Begrenzung aus gering durchlässigem Material. Im letzteren Aufbau erlaubt die Verwendung eines mobilen Sensors, dass die Rohrleitung, die von jeder der zusammen zu verzweigenden Lecklokalisierungszonen verläuft, zu einem einzelnen Erfassungs-/Sammelpunkt führt, ohne die Fähigkeit zur Erkennung, welcher Bereich undicht ist, aufzugeben. Dadurch, dass der mobile Sensor in einen beliebigen Zweig des Rohrleitungssystems geführt wird, kann eine undichte Stelle in einer Zone oder in einem Modul durch das Vorhandensein von Fluid in diesem Zweig der Rohrleitung erfasst werden. Die Verwendung eines kompakten Sensors erlaubt außerdem, dass der Tunnel oder eine gemeinsame Rohrleitung, von der sich alle anderen Rohrleitungen verzweigen, nicht größer als notwendig ist, um den Sensor aufzunehmen. Infolgedessen können der Aufbau des Leckerfassungs- und Eindämmungssystems vereinfacht und die Kosten reduziert werden. Außerdem erlaubt es die Verwendung einer kleinen Rohrleitung, die Leckerfassungs- und Eindäm mungssysteme leichter an die örtlichen Bedingungen am Ort der Sperre anzupassen.
Es gibt ein Verfahren zur Verwendung eines mobilen Sensors in Verbindung mit einem Leckerfassungssystem zur Erkennung der Örtlichkeit einer undichten Stelle in einer Sperre.
Der Grad des Umweltschutzes kann der Höhe des Risikos, welches das zu sperrende Material mit sich bringt, angepasst werden, indem eine, zwei oder mehrere Lagen von übereinander geschichteten Leckerfassungs- und Eindämmungssystemen zur Verfügung gestellt werden, wobei jede Lage wahlweise durch eine im Wesentlichen undurchlässige Dichtungsbahn getrennt wird. Durch Abwägen des Schutzes zur Risikohöhe kann eine optimale wirtschaftliche Lösung erzielt werden.
Ein zusätzlicher Gesichtspunkt für Sperren, die dazu beabsichtigt sind, zum Beispiel Kohlenwasserstoffverbindungen neben anderen Stoffen einzudämmen, ist eine Dichtungsmasse, die zu dem Eindämmungssystem hinzugefügt werden kann, wobei die Dichtungsmasse zumindest ein Material mit einer Affinität oder chemischen Reaktionsbereitschaft für Kohlenwasserstoffe und/oder eine abdichtende Reaktion auf Kohlenwasserstoffe einschließt. Eine solche Dichtungsmasse kann die Lage einer Dichtungsbahn dadurch ergänzen oder ersetzen, dass ein Kohlenwasserstoffleck absorbiert und/oder gegen Durchsickern abgedichtet wird. Der aufnahmefähige Füllstoff ist nicht darauf beschränkt, auf Kohlenwasserstoffverbindungen zu reagieren und diese selektiv zu absorbieren. Ein ausgewählter Füllstoff kann eine Affinität oder Reaktionsbereitschaft für jeden gewünschten Typ von zu sperrenden Verbindung(en) haben. Dieser Aspekt der Erfindung bezieht sich sowohl auf die Dichtungsmasse, die in einer Sperre verwendet werden kann, als auch auf das Verfahren zum Errichten einer Sperre mittels der Dichtungsmasse.
Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren zum Einbau eines Leckerfassungssystems in einer als Sperre zu verwendenden Örtlichkeit, wobei das System aus einer Vielzahl von verbundenen Leckerfassungsmodulen, von denen jedes eine bekannte Örtlichkeit in Bezug auf die Sperre aufweist, und einer Vielzahl von Fluidleitungen besteht, von denen jede an einem Ende mit einem jeweiligen der Module verbunden ist, und bei dem jede der Rohrleitungen eine bekannte Verbindung mit einem jeweiligen Modul aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein vollkommeneres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird ohne weiteres aus der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlich, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen vorgenommen wird. In den begleitenden Zeichnungen sind durchweg gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
Es zeigen
1 eine perspektivische Ansicht der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand unter einer Sperre, wobei Teile der Sperre abgenommen sind;
2 die perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand unter einer Sperre, wobei Teile der Sperre abgenommen sind;
3 die Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand unter einer Sperre, wobei Teile der Sperre abgenommen sind;
4(a) eine Querschnittsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung längs der Linie 4-4 von 3;
4(b) eine Teilansicht des ersten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung im Querschnitt längs der Linie 4-4 von 3, die eine Einzelheit des Inneren der Tunnelwand darstellt;
4(c) eine Teilansicht des Zugangsdurchlasses 60 im Querschnitt, die veranschaulicht, wie die Enden der Rohrleitungen 71A–71G mit der Seitenwand des Zugangsdurchlasses 60 verbunden sind;
4(d) eine Querschnittsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung längs der Linie 4-4 von 3, bei der jedoch der Zugangsdurchlass ein vertikaler Schaft ist;
4(e) eine Querschnittsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung längs der Linie 4-4 von 3, wobei sich jedoch die Sperre neben einer Eindämmung und der Zugangspunkt auf der Eindämmung befindet;
5(a) eine perspektivische Ansicht, die zwei Leckerfassungsmodule nach der vorliegenden Erfindung darstellt;
5(b) eine perspektivische Ansicht, die zwei Leckerfassungsmodule nach der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei jedoch die Abflussleitung in einem Fischgratmuster angeordnet ist;
6 die seitliche Querschnittsdarstellung eines mobilen Sensorsystems mit einer Kamera, die im Inneren einer Rohrleitung angeordnet ist;
7 eine vordere Querschnittsdarstellung eines mobilen Sensorsystems mit einer Kamera, die im Inneren einer Rohrleitung angeordnet ist;
8 eine seitliche Querschnittsdarstellung eines mobilen Sensorsystems mit einem Ultraschall-Sendeempfänger, der sich innerhalb einer Rohrleitung befindet;
9 eine vordere Querschnittsdarstellung eines mobilen Sensorsystems mit einem Ultraschall-Sendeempfänger, der sich innerhalb einer Rohrleitung befindet;
10 die Querschnittsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung, welche die sich zusammen verzweigenden Rohrleitungen unterhalb der Sperre veranschaulicht;
11 die perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand unter einer Sperre, wobei Teile der Sperre abgenommen sind;
12 die Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand unter einer Sperre, wobei Teile der Sperre abgenommen sind;
13(a) eine Teilansicht des dritten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, die die Zweigleitungen und den dazwischen liegenden Füllstoff aus gering durchlässigem Material darstellt;
13(b) eine Teilansicht des dritten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, die eine Änderung des Aufbaus zur Bildung der Leckerfassungszonen zwischen den Zweigleitungen darstellt;
14 die Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand unter einer Sperre mit abgenommenen Teilen, die mehrere Fischgratmuster einer Rohrleitung darstellt, wie es für eine große Sperre erforderlich sein kann;
15(a) die Draufsicht einer ersten alternativen Rohrleitungsanordnung;
15(b) die Draufsicht einer zweiten alternativen Rohrleitungsanordnung;
16 die Draufsicht eines Teils der Leckerfassungsstruktur, die einen Teil von mehreren Zweigleitungen und mobilen Sensorköpfen darstellt, die in aneinander grenzende parallele Zweigleitungen bewegt worden sind;
17 eine perspektivische Ansicht des vierten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand unter einer Sperre, wobei die Sperre abgenommen ist und übereinander geschichtete Leckerfassungsstrukturen dargestellt sind;
18 eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht des vierten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand unter einer Sperre, die ineinander gesetzte Leitungsrohre von aneinander grenzenden Lagen der Leckerfassungsstruktur darstellt;
19 die Teilansicht einer übereinander geschichteten Leckerfassungsstruktur im Querschnitt mit Zweigleitungen, die einen versetzt angeordneten Aufbau aufweisen;
20 die seitliche Querschnittsdarstellung einer übereinander geschichteten Leckerfassungsstruktur, bei der innerhalb der oberen Rohrleitung ein mobiler Sensor mit Sender und innerhalb der unteren Rohrleitung ein mobiler Sensor mit Empfänger angeordnet ist;
21 die seitliche Querschnittsdarstellung einer übereinander geschichteten Leckerfassungsstruktur, bei der getrennte, mobile Sensoren innerhalb der oberen Rohrleitung und der unteren Rohrleitung angeordnet sind;
22 die perspektivische Ansicht einer übereinander geschichteten Lage von Leckerfassungsmodulen;
23 die Querschnittsdarstellung einer übereinander geschichteten Lage von Leckerfassungsmodulen;
24(a) bis 24(d) verschiedene Zusammensetzungen einer mit Kohlenwasserstoff reagierenden Verbindung, die aus einer Mischung von Stoffen besteht;
25(a) bis 25(e) verschiedene Verbindungen, bei denen die mit Kohlenwasserstoff reagierende Verbindung und die Lehmschichten aus Bentonit/Natriumbentonit kombiniert werden können.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Das System zur Erfassung, Eingrenzung und Eindämmung von undichten Stellen einer Sperre nach der vorliegenden Erfindung ist allgemein in 1 dargestellt. Das System ist unter einer Sperre eingebaut, die gefährliche Stoffe enthält, denen es nicht ermöglicht werden darf, in die umgebende Umwelt zu sickern. Zum Zweck dieser ausführlichen Beschreibung ist das System unter einer Mülldeponie eingebaut dargestellt. Dem Fachmann wird verständlich, dass das System nicht nur auf die Verwendung in Verbindung mit Mülldeponien beschränkt ist sondern auch mit vielen anderen Typen von Sperren einschließlich Tanks, Tanklagern, unterirdischen Behältern und verschiedenen Arten von Kellerbauten genutzt werden kann. In Wirklichkeit kann die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem beliebigen Typ einer Sperre oder Struktur verwendet werden, die Material aufnimmt, das der Umwelt oder Öffentlichkeit Schaden zufügen könnte, falls eine Leckage dort auftreten würde, wo die Position der undichten Stelle genauer als die Sperre im Allgemeinen festgestellt werden müsste.
Mit Bezug auf 1 weist die Mülldeponie 20 eine erste Lehmschicht 21 und eine zweite Lehmschicht 22 auf, die in Abhängigkeit von der Ausführung der speziellen Mülldeponie ungefähr einen bis zwei Fuß (30,48 cm bis 60,96 cm) dick sind. Eine erste Dichtungsbahn 23 liegt direkt über der ersten Lehmschicht 21. Eine zweite Dichtungsbahn 24 ist zwischen der ersten Lehmschicht 21 und der zweiten Lehmschicht 22 angeordnet. Der Abfall 25 lagert über der ersten Dichtungsbahn 23.
Mit Bezug auf 1 zur Beschreibung der Mülldeponie und der Leckerfassungsmodule wurde ein Teil der Mülldeponie 20 entfernt, um die vorliegende Erfindung deutlicher zu veranschaulichen. Das System 10 besitzt eine Leckerfassungsstruktur 40, die sich unter der Mülldeponie 20 erstreckt. Die Leckerfassungsstruktur 40 ist so angeordnet, dass das aus einer undichten Stelle in der ersten Dichtungsbahn 23 und der zweiten Dichtungsbahn 24 entweichende Fluid auf Grund der Schwerkraft nach unten sickern wird und in der Leckerfassungsstruktur 40 festgestellt und durch diese lokalisiert wird. Unterhalb der Leckerfassungsstruktur 40 erstrecken sich ein oder mehrere Zugangsdurchlässe 60 oder Zugangsleitungen 70, die mit dieser verbunden sind (Verbindung ist nicht dargestellt).
Wie nachstehend in den mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben wird, enthält die Leckerfassungsstruktur 40 Einrichtungen zum Sammeln von Sickerfluid und Lokalisieren einer Fluidansammlung, um eine Bestimmung der Position einer undichten Stelle zu erleichtern. Im ersten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung wird ein mobiler Sensor, der nachstehend ausführlicher beschrieben werden wird, in Verbindung mit der Leckerfassungsstruktur genutzt, um Informationen über vorhandene oder nahe bevorstehende Lecks einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, der Örtlichkeit oder Heftigkeit einer undichten Stelle sowie einer chemischen Information über die Zusammensetzung eines Lecks zu liefern.
Erstes Ausführungsbeispiel der Leckerfassungsstruktur
Zuerst wird die Leckerfassungsstruktur beschrieben, wobei später eine Beschreibung des mobilen Sensors folgt. 2 stellt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Leckerfassungsstruktur 40 dar, die aus einem im Wesentlichen undurchlässigen Gitter 40A von Leckerfassungsmodulen 30 des Typs besteht, der in den oben erwähnten Patenten von Hampton et al. offenbart ist.
Gemäß 3 umfasst ein Gitter 40A eine Vielzahl von Reihen von Leckerfassungsmodulen 30. Eine typische Reihe 41 umfasst einzelne Leckerfassungsmodule 30A–30G. Obwohl zum Zweck dieser Beschreibung eine typische Reihe 41 sieben Leckerfas sungsmodule 30 aufweist, wird dem Fachmann verständlich, dass in der gegenwärtigen Praxis die Reihe 41 wahrscheinlich bedeutend mehr als diese Anzahl aufweisen soll. Tatsächlich kann die in jedem Fall verwendete genaue Anzahl verändert werden, um die Größe der Mülldeponie 20 aufzunehmen. Eine größere Mülldeponie 20 kann mehr einzelne Leckerfassungsmodule 30 in jeder typischen Reihe 41 aufweisen. Andererseits kann eine kleinere Mülldeponie 20 weniger Leckerfassungsmodule 30 in jeder typischen Reihe 41 erforderlich machen. Die Anzahl von Leckerfassungsmodulen 30 kann auch variieren, weil die Abmessungen von jeder einzelnen Sperre basierend auf der Wahl ihres Konstrukteurs größer oder kleiner sein kann. Aneinander grenzende Reihen von Leckerfassungsmodulen 30 sind verbunden, um ein Gitter 40A zu bilden, das unterhalb der Sperre wie eine im Wesentlichen undurchlässige Schicht geartet ist.
Mit Bezug jetzt auf 4(a) ist ersichtlich, dass das System zur Erfassung, Eingrenzung und Eindämmung von Lecks einer Sperre nach dem ersten Ausführungsbeispiel ferner eine Vielzahl von Rohrleitungen 70A–70G aufweist, wobei eine Rohrleitung von jedem Leckerfassungsmodul 30A–30G nach unten zu einer Zugangsposition verläuft. Jede Rohrleitung stellt einen Durchlass nach unten für ein Fluid bereit, das in ein Leckerfassungsmodul ausgelaufen ist, um in eine Zugangsposition zur Erfassung und Sammlung übertragen zu werden. In 4(a) ist ein Zugangsdurchlass als eine Zugangsposition gezeigt, wo jede Rohrleitung 70A–70G mit der Seitenwand des Zugangsdurchlasses 60 verbunden ist, um gemäß 4(c) einen Zugang zu den Enden 71A–71G der Rohrleitung zu bilden. 4(b) veranschaulicht, wie die Enden der Rohrleitungen 71A–71G im Zugangsdurchlass 60 an einem tiefer als die Leckerfassungsmodule liegenden Punkt enden, so dass beliebiges angesammeltes Fluid durch Schwerkraft nach unten fließen wird. 4(c) veranschaulicht, wie die Enden der Rohrleitungen 71A–71G mit der Seitenwand des Zugangsdurchlasses 60 verbunden sind, wodurch zur Leckerfassung und Sammlung von Fluid ein Zugang bewirkt wird.
Obwohl in den 4(a) bis 4(b) ein Tunnel, der zu den Rohrleitungen einen Zugangsdurchlass bereitstellt, dargestellt ist, wird ersichtlich, dass er durch einen Durchfluss ersetzt werden kann, der einen Zugang zu den Enden der Rohrleitung bewirkt. Zur Veranschaulichung ist in 4(d) ein vertikaler Tunnel oder Senkschacht 120 als Zugangsposition gezeigt, wo jede Rohrleitung 70A–70G mit der vertikalen Seitenwand des Senkschachtes 120 verbunden ist, um einen Zugang zu den Enden der Rohrleitungen 71A–71G zu bewirken. Ebenso ist in 4(e) ein offener Graben oder Damm 130 angrenzend an die Sperre dargestellt, womit ein Zugang zu den Enden der Rohrleitungen durch den offenen Graben oder Damm bewirkt wird. Wiederum erstrecken sich die Enden der Rohrleitungen 71A–71G durch die Seite des offenen Grabens oder Dammes 130 und sind somit zugänglich, wodurch ein Zugang zur Leckerfassung, Fluidansammlung und wahlweisen Leckreparatur vorgesehen ist. Obwohl drei Anordnungen gezeigt sind, um einen Zugang zu den Enden der Rohrleitung zu bewirken, soll angemerkt werden, dass deutlich werden wird, dass sich dem Fachmann noch andere Mittel zur Bereitstellung eines Zugangs zu den Enden der Rohrleitungen erschließen werden und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung berücksichtigt sind.
Eine ausführlichere Ansicht eines Teils der typischen Reihe 41 von Leckerfassungsmodulen 30 ist in den 5(a) und 5(b) dargestellt. Die typische Reihe 41 kann aus einer einzelnen, flachen Materialbahn hergestellt werden, die durch eine herkömmliche Fließdrückmaschine zur Form des Kanals 31 geformt wird. Wenn Leckerfassungsmodule 30 größere Abmessungen als gewünscht aufweisen, können zwei oder mehrere Materialbahnen vor dem Fließdrücken miteinander verbunden werden. Für den Kanal 31 ist Niederdruck-Polyethylen ein geeignetes Material, jedoch können auch andere, dem Fachmann bekannte Stoffe, die Festigkeitseigenschaften, Formbarkeit und Korrosionsbeständigkeit bieten, verwendet werden.
Der Kanal 31 weist einen im Allgemeinen C-förmigen Querschnitt auf, der an der Oberseite offen ist und den Boden 32, die Seiten 33 und 34 sowie Verbindungsflansche 35 und 36 aufweist. Innerhalb des Kanals 31 sind Modulteiler 37 in gleichmäßigen Abständen quer verlaufend angeordnet, um einzelne Leckerfassungsmodule 30A und 30B zu bilden. Jedes Leckerfassungsmodul 30 ist im Wesentlichen konkav und zum Auffangen und Ansammeln von Fluid gut geeignet.
Jedes Leckerfassungsmodul 30 umfasst außerdem eine im Boden 32 angeordnete Öffnung 38. Die Rohrleitung 70 (nicht gezeigt) erstreckt sich durch die Öffnung 38 und ist mit einer Abflussanordnung 76A oder 76B verbunden. Die Abflussanordnung 76A oder 76B liegt auf dem Boden 32 und umfasst Rohrleitungen, die in geeigneter Form angeordnet sind. Die Anordnung 76A von 5(a) ist in der allgemeinen Form eines Kreuzes ausgerichtet. Alternativ dazu kann die Abflussanordnung 76 gemäß 5(b) in anderen Anordnungen, wie ein Fischgratmuster 76B, ausgerichtet sein. Entlang der unteren Flächen der Abflussanordnung 76A oder 76B ist eine Vielzahl von Löchern 77 angeordnet, so dass das innerhalb der Leckerfassungsmodule 30 vorhandene Fluid durch die Löcher 77 in die Abflussanordnung eindringen und sich anschließend zu der Rohrleitung 70 (nicht gezeigt) bewegen kann. Festes Material, das zu groß ist, um durch die Löcher 77 zu gelangen, kann jedoch nicht in die Abflussanordnung eindringen. Obwohl die Löcher 77 oben als längs der unteren Flächen der Abflussanordnung 76A oder 76B angeordnet beschrieben wurden, wird deutlich, dass die Löcher 77 auch an den Seiten oder an der Oberseite der Abflussanordnung oder an jeder beliebigen Position angeordnet sein kön nen, die es erlaubt, dass das Fluid entsprechend erfasst und aus dem Leckerfassungsmodul 30 abgelassen wird.
Das System 10 ist modular und kann leicht über die Zeit erweitert werden, um einen Größenzuwachs der Mülldeponie 20 unterzubringen. Wie in 3 angegeben, können sich Reihen von Leckerfassungsmodulen 30 und damit zusammen wirkende Rohrleitungen 70 senkrecht in beiden Richtungen vom Zugangsdurchlass 60 erstrecken. Das System 10 kann außerdem durch Ergänzung eines zweiten Zugangsdurchlasses 61 zusammen mit seinen mitwirkenden Leckerfassungsmodulen 30 und Rohrleitungen 70 erweitert werden. Das System 10 kann ferner in Richtung senkrecht zum Zugangsdurchlass 60 durch Ergänzung von mehreren Zugangsdurchlässen, Leckerfassungsmodulen und Rohrleitungen erweitert werden.
Außerdem können die Leckerfassungsmodule 30 mit einer filternden Substanz 39 gefüllt werden, um Schwemmgut und Feststoffteilchen aus dem Fluid zu entfernen, bevor es in die Rohrleitungen 70 eintritt, wo es eine Blockierung verursachen könnte. Als Filterstoff 39 sind sowohl Sand, Kies und Zuschlagstoffe als auch ein beliebiges anderes Material, das die Filterfunktion durchführen kann, geeignet.
Als Nächstes wird mit Bezug auf 4(a) die Arbeitsweise des Systems zur Erfassung, Eingrenzung und Eindämmung von undichten Stellen einer Sperre nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wenn in der ersten Dichtungsbahn 23 ein erster Defekt 100 wie eine Trennung oder Verletzung der Dichtungsbahn auftritt, wird das Fluid 102 durch die erste Dichtungsbahn 23 entweichen und auf Grund der Wirkung der Schwerkräfte durch die erste Lehmschicht 21 nach unten sickern. Wenn ein zweiter Defekt 101 in der zweiten Dichtungsbahn 24 auftritt, wird das Fluid 102 weiter nach unten durch die zweite Lehmschicht 22 sickern. Ohne Verwen dung der vorliegenden Erfindung würde das aus der Mülldeponie 20 entweichende Fluid 102 dann völlig ungehindert nahe gelegenen Erdboden und Grundwasser kontaminieren.
Jedoch wird mit der unter der Mülldeponie 20 installierten vorliegenden Erfindung das durch die zweite Lehmschicht 22 nach unten sickernde Fluid in einem oder mehreren Leckerfassungsmodulen 30 wie das Leckerfassungsmodul 30D, die unter dem zweiten Defekt 101 angeordnet sind, gesammelt. Das Leckerfassungsmodul 30D verhindert das weitere unkontrollierte Eindringen des Fluides 102 in die Umgebung. Außerdem lokalisiert das Leckerfassungsmodul 30D das Fluid 102 in der Nähe der Position des Defektes 101. Das Fluid 102 gelangt anschließend durch den in dem Leckerfassungsmodul 30D enthaltenen Filterstoff 39 und fließt ungehindert nach unten und seitlich durch die Rohrleitung 70D.
Das Vorhandensein von Fluid 102 innerhalb des Leckerfassungsmoduls 30D oder der Rohrleitung 70D zeigt an, dass in der Sperre eine undichte Stelle aufgetreten ist. Die vorliegende Erfindung liefert jedoch auch Informationen, die die Position der undichten Stelle betreffen. Jede Rohrleitung 70 ist mit einem einzelnen Leckerfassungsmodul 30D verbunden. Zusätzlich ist die Position jedes Leckerfassungsmoduls 30 in Bezug zum gesamten Gitter 40A und in Bezug zur Mülldeponie 20 bekannt. Somit ist, wenn Fluid 102 innerhalb der Rohrleitung 70D gefunden wird, bekannt, dass das mit der Rohrleitung 70D verbundene Leckerfassungsmodul 30D Fluid 102 sammelt. Da die Position des Leckerfassungsmoduls 30D bekannt ist, kann die Position des Defekts 101 gegenüber einem kleinen Bereich identifiziert werden, weil sie sich in der Nähe zu und über dem Modul 30D befinden wird. Obwohl sich der Defekt 100 in der ersten synthetischen Dichtungsbahn 23 nicht zwangsläufig direkt über dem Leckerfassungsmodul 30D befinden wird, wird es durch Kenntnis der Position des Defekts 101 in der zweiten synthetischen Dichtungsbahn 24 viel leichter werden, den Defekt 100 zu finden. Dies könnte erreicht werden, indem man die Feuchtigkeit innerhalb der ersten Lehmschicht 21 bis zu ihrer Quelle verfolgt, die der Defekt 100 wäre. Wenn die Mülldeponie 20 nur eine einzige Dichtungsbahn oder keine Dichtungsbahnen aufweist, wird das System 10 natürlich genauere Informationen, die die Position aller undichten Stellen in der Sperre betreffen, liefern.
Ein zusätzlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie verwendet werden kann, um das aus der Sperre entweichende Fluid 102 herauszuholen und zu speichern. Eine zusätzliche Rohrleitung (nicht gezeigt) kann an das Ende 71D innerhalb des Zugangsdurchlasses 60 angeschlossen werden, die sich zu einem in der Nähe gelegenen, getrennten Speichertank (nicht gezeigt) erstreckt. Auf diese Weise kann das Fluid 102 sicher herausgeholt und gespeichert oder anderweitig verarbeitet werden, was Zeit zur Verfügung stellen wird, um die geeigneten Abhilfemaßnahmen zu planen und in die Hand zu nehmen. Darüber hinaus kann, wenn die undichte Stelle relativ klein ist, wie es durch die Größe von herausgeholtem Fluid angegeben ist, nicht nötig werden, beliebige Abhilfemaßnahmen zu ergreifen, da die vorliegende Erfindung im Wesentlichen das entweichende Fluid 102 enthält und verhindert, dass es die Umwelt kontaminiert.
Es soll angemerkt werden, dass im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zwischen jedem Leckerfassungsmodul 30 und dem Zugangsdurchlass 60 eine getrennte Rohrleitung 70 angeschlossen ist. Weil jede Rohrleitung 70 einem speziellen Leckerfassungsmodul 30 zugeordnet ist, und da die Position jedes Moduls im Verhältnis zur gesamten Sperre bekannt ist, ist es deshalb möglich, die Position eines Lecks gegenüber dem Bereich eines speziellen Leckerfassungsmoduls zu isolieren, indem lediglich festgestellt wird, welche Rohrleitung Fluid enthält. Das Vorhandensein von Fluid kann am Rohrleitungsende 71 oder wie es als Nächstes beschrieben wird, innerhalb der Rohrleitung an einem Punkt zwischen dem Rohrleitungsende 71 und dem Leckerfassungsmodul 30 durch Nutzung eines mobilen Sensors erfasst werden. Darüber hinaus erlaubt die Verwendung eines mobilen Sensors, die Rohrleitung 70 auf Bruchstellen oder undichte Stellen zwischen dem Leckerfassungsmodul 30 und dem Rohrleitungsende 71 zu prüfen.
Mobiles Sensorsystem
Das mobile Sensorsystem ist ein System, das durch die Rohrleitungen zur Überprüfung und Leckerfassung eingesetzt werden kann und in 6 und 7 allgemein dargestellt ist. Das Sensorsystem umfasst meistens einen Sensorkopf 301, der sowohl einen oder mehrere Sensoren verschiedener Typen als auch Bauteile enthält, um entweder Informationen von den Sensoren aufzuzeichnen oder die Informationen an ein getrenntes Aufzeichnungsgerät oder eine Anzeige zu senden. In 6 ist der Sensorkopf 301 mit einer befestigten Leitungsschnur 302 zur Übertragung von Energie und Daten dargestellt. Der Sensorkopf 301 ist so dimensioniert, damit er durch die Rohrleitung 70 geht, die unterhalb der Sperre verläuft und die jedes der Leckerfassungsmodule verbindet. Folglich kann der Sensorkopf 301 durch die verschiedenen Rohrleitungen zu festgelegten Punkten innerhalb des Anstausystems bewegt werden. Speziell kann der Sensorkopf 301 sowohl durch die Rohrleitungen 70 als auch wahlweise nach oben in die innerhalb des Leckerfassungsmoduls 30 angeordnete Abflussanordnung 76 bewegt werden. Ein mobiles Erkennungssystem zur Feststellung von Feuer, Gasaustritt oder anderen nicht normalen Zuständen in einem Gebäude ist in dem Bloomfield et al. erteilten US-Patent 5 446 445 beschrieben und stellt einen selbständig arbeitenden, au tomatischen Sensor dar, der zur Verwendung im vorliegenden Anstausystem angepasst werden könnte.
Eine Anzahl von Vorteilen wird durch Einsetzen eines Sensors erreicht, der durch das Rohrleitungssystem bewegt werden kann. Neben den Vorteilen kann der Sensor selbst zur Überprüfung, Reparatur und Wartung entnommen werden, was für einen langfristigen Einbau entscheidend sein kann, bei dem eine Überwachung für Dekaden oder länger notwendig sein kann. Weil der Sensor bewegt werden kann, ist auch die zur Überwachung des gesamten Anstausystems benötigte Anzahl von Sensoren reduziert. Während die Leckerfassungsstruktur des oben beschriebenen, ersten Ausführungsbeispiels ein Leck zu dem Bereich eines einzelnen Leckerfassungsmoduls 30 isolieren kann, indem in Erfahrung gebracht wird, welche Rohrleitung 70 Fluid enthält, kann bei Verwendung eines mobilen Sensors außerdem die Position einer undichten Stelle mit zusätzlicher Genauigkeit lokalisiert werden. Darüber hinaus kann, weil die Position einer undichten Stelle mit zusätzlicher Genauigkeit lokalisiert werden kann, die Größe jedes Leckerfassungsmoduls 30 erhöht werden, ohne auf die Fähigkeit der genauen Eingrenzung einer undichten Stelle zu verzichten. Infolgedessen sind für eine vorgegebene Sperre weniger Leckerfassungsmodule erforderlich, wodurch der Aufbau vereinfacht wird und Kosten eingespart werden.
Es folgt eine vollständigere Beschreibung des mobilen Sensors. Insbesondere kann im Sensorkopf ein großer Bereich von Sensoren verwendet werden, um Informationen über vorhandene oder nahe bevorstehende Lecks einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, sowohl Position und Heftigkeit einer undichten Stelle als auch chemische Informationen über die Zusammensetzung eines Lecks liefern.
Spezielle Sensoren, die in Erwägung gezogen werden, umfassen sowohl Kameras für verschiedene Typen visueller Bestimmungen als auch eine Vielfalt von chemischen, elektrischen und mechanischen Sensoren. In 7 ist eine Kamera 303 an dem Sensorkopf 301 dargestellt. Kameras, die sowohl Bildkameras als auch Videokameras einschließen, können augenblickliche Informationen über den Zustand einer undichten Stelle und deren genauen Position liefern. Ein solches Kamerasystem kann durch die Rohrleitung 70 geführt werden, indem im darunter liegenden Zugangsdurchlass 60 oder einer anderen Zugangsposition direkt zur Rohrleitung der innerhalb des Leckerfassungsmoduls angeordneten Abflussanordnung 76 begonnen wird. Dadurch, dass eine visuelle Überprüfung der gesamten Länge der Rohrleitung 70 vorgenommen wird, kann die Unversehrtheit des gesamten Rohrleitungssystems überwacht werden. Außerdem können durch die Verwendung von Kameras, die in verschiedenen Spektralbereichen wie infrarotes, ultraviolettes oder sichtbares Licht empfindlich sind, oder indem der Aufnahmegegenstand mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen beleuchtet wird, zusätzliche Informationen, die sich auf die Zusammensetzung des austretenden Materials beziehen, gesammelt werden und liefern weitere Informationen bezüglich des kritischen Zustands der undichten Stelle. Bei Gebrauch könnte eine Kamera das Vorhandensein einer undichten Stelle 304 durch die sichtbare Präsenz von Flüssigkeit 305 erfassen oder eine beliebige Position in der Rohrleitung mit einem strukturellen Defekt, der sich aus der Senkung oder einer anderen Bewegung in der Erde ergeben könnte, identifizieren. Nachdem eine undichte Stelle repariert ist, kann eine Kameraüberprüfung genutzt werden, um die Wirksamkeit der Reparatur zu bestätigen.
Ein Sensorsystem, das auf einer Kamera basiert, kann eine oder mehrere Kameras und Lichtsysteme zur Abbildung in verschiedenen Positionen vor, hinter dem Sensorkopf 301 oder an dessen Seite umfassen und kann in das Bildfeld eine Skale oder ein Fadenkreuz einbeziehen, um dem Betrachter Informationen über Größe und Ausrichtung zu liefern.
Zusätzlich zu den Kameras können andere Sensoren einschließlich sowohl Ultraschall-Sendeempfänger als auch eine beliebige Anzahl elektrischer, chemischer, Feuchtigkeits- oder mechanischer Sensoren verwendet werden. Ein Sensorkopf 301, der einen Ultraschall-Sendeempfänger 306 und einen Ultraschall-Empfänger 307 aufweist, ist in 8 und 9 schematisch dargestellt. Ein spezieller Vorteil von Ultraschall-Sensoren ist, dass sie Zustände erfassen können, die kleine Lecks anzeigen, die für eine visuelle Erfassung noch nicht genügend Flüssigkeit erzeugt, jedoch trotzdem die Eigenschaften des örtlichen Bodens verändert haben.
Durch Verwendung von anderen Sensoren können die zu überwachenden Einzelheiten die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen, Feuchtigkeit, Temperatur, elektrische Leitfähigkeit oder andere örtliche Zustände einschließen. Durch die Bewegung des Sensorkopfes durch Positionen in der Rohrleitung kann bei Aufzeichnung von Sensorsignalen, die der Position zugeordnet sind, eine Karte der überwachten Zustände hergestellt werden. Darüber hinaus kann ohne weiteres durch Vergleich einer Reihe solcher Karten, die mit der Zeit hergestellt wurden, eine beliebige Änderung lokaler Zustände, die eine aktuelle oder nahe bevorstehende, undichte Stelle anzeigen können, ermittelt werden.
Zusätzlich zu den oben erwähnten Sensoren können auch bilderzeugende Ultraschall-Sendeempfänger in dem Sensorkopf (nicht gezeigt) eingesetzt werden. Diese Sensoren übertragen ähnlich wie diejenigen, die in medizinischen Anwendungen genutzt werden, Ultraschallimpulse in die Erde und bauen ein auf reflektierten Schallwellen basierendes Bild von darin befindlichen, darunter liegenden Strukturen auf. Diese Sensoren oder andere Sensoren, die geeignet sind, durch feste Stoffe hindurch abzubilden, können zusätzliche Informationen über die Position, Art oder Heftigkeit einer undichten Stelle liefern, wo keine visuelle Anzeige vorhanden ist.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass der Sensor vorbestimmte Teile des Sperrsystems zur Überprüfung und/oder Reparatur erreichen kann. Beim Steuern des Sensorkopfes durch die Rohrleitung kann eine Anzahl von Verfahren und Methoden so lange in Betracht gezogen werden, wie die Bewegung gesteuert werden kann, wobei die Position des Sensors jederzeit bestimmt werden kann. Unter verschiedenen Optionen werden Einsatzkonzepte sowohl mit Halteseil als auch drahtlos in Erwägung gezogen, wobei der Betrieb entweder durch Fernsteuerung von einer Prüfperson oder selbständig arbeitend durch eine vorprogrammierte Computersteuerung geführt werden kann.
Spezielle Beispiele, die sich auf Mittel zum Bewegen des Sensors beziehen, würden das Schieben oder Ziehen des Sensors durch die Rohrleitung über ein befestigtes Halteseil oder eine Ausrüstung des Sensors mit Rädern, Raupenketten oder anderen Vortriebsmechanismen beinhalten. Sensoren, die mit Eigenantriebsmitteln ausgerüstet sind, können durch Fernlenkung gesteuert werden oder können, wie zuvor angegeben, bei vorprogrammierter Richtung selbständig arbeiten. Die genaue Art und Weise, wie der Sensor angetrieben wird, ist nicht das Wesentliche der umfassenden Erfindung, da eine Anzahl von Verfahren zum Bewegen des Sensors in Erwägung gezogen wird. Auf der Grundlage von örtlichen Bedingungen oder der Gefahrenstufe, die durch die eingedämmten Stoffe verkörpert wird, kann das Sensorsystem verwendet werden, um spezielle Rohrleitungen und Leckerfassungsmodule zu untersuchen, wenn sich Zeichen von undichten Stellen zeigen, oder aber es kann genutzt wer den, um alle Rohrleitungen auf wiederkehrender Basis in einem Programm der vorbeugenden Instandhaltung zu prüfen.
Wie oben angemerkt, kann die Position eines Lecks festgestellt werden, wenn der mobile Sensor das Vorhandensein einer undichten Stelle erkennt und die Position des mobilen Sensors zu diesem Zeitpunkt bekannt ist. Dem Fachmann wird verständlich, dass verschiedene Möglichkeiten zur Spurführung der Position des mobilen Sensors verwendet werden können.
In dem Fall, wo der mobile Sensor mit einem Halteseil verwendet wird, kann jede Drehung, die der Sensor ausführt, zusammen mit der Länge des heraus gelassenen Halteseils mit einer Karte des Rohrleitungssystems der Sperre verglichen werden, um die Position des mobilen Sensors in Erfahrung zu bringen. In dem Fall, wo der mobile Sensor in drahtloser Ausführung arbeitet, kann die Karte des Rohrleitungssystems der Sperre in den mobilen Sensor einprogrammiert werden, wobei das Fortschreiten des mobilen Sensors durch die abgebildete Rohrleitung basierend auf der Überwachung der Rotation des Antriebsrades oder durch andere Mittel verfolgt werden kann. Obwohl diese Beispiele gegeben sind, können auch andere, an sich bekannte Mittel zur Spurführung des mobilen Sensors eingesetzt werden.
Zweites Ausführungsbeispiel der Leckerfassungsstruktur
Als Nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Leckerfassungsstruktur beschrieben, bei der das Rohrleitungssystem basierend auf der Verwendung des mobilen Sensors modifiziert ist. Weil der Sensor durch die Rohrleitung 70 zwischen dem Zugangsdurchlass 60 und dem Leckerfassungsmodul 30 gesteuert werden kann, ist die Anordnung der Rohrleitung 70 im zweiten Ausführungsbeispiel gegenüber der zuvor beschriebenen verein facht. Gemäß 10 kann die von jedem der Leckerfassungsmodule 30A–30G verlaufende Rohrleitung 70A–70G zusammen verzweigt werden, bevor sie eine gemeinsame Zugangsposition wie einen Tunnel oder einen Senkschacht erreicht. Anstelle von einzelnen Rohrleitungen, die zu einem Tunnel oder Senkschacht verlaufen, wird jede Rohrleitung 70A–70G zu einer gemeinsamen Rohrleitung 140 verbunden, die zu einem Erfassungs-/Sammelpunkt 150 führt, wo sich Fluid aus einem beliebigen der Leckerfassungsmodule 30A–30E sammeln wird. Im ersten Ausführungsbeispiel hat die getrennte Rohrleitung 70A–70G einen einzigartigen Weg für Fluid von dem Leckerfassungsmodul direkt zu dem Zugangsdurchlass, dem Senkschacht oder einem anderen Erfassungs-/Sammelpunkt bewirkt, wo Fluid an den Rohrleitungsenden 71A–71G erfasst werden könnte. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel kann das Vorhandensein einer undichten Stelle und deren Position im Verhältnis zu dem entsprechenden Leckerfassungsmodul 30A–30G bestimmt werden, ohne an jedem Rohrleitungsende 71A–71G einzelne Fühleinrichtungen vorzusehen. Dadurch, dass der mobile Sensor von der gemeinsamen Rohrleitung 140 in jede Zweigleitung 70A–70G gelenkt wird, kann eine undichte Stelle in einem Modul durch das Vorhandensein von Fluid in dem entsprechenden Zweig der Rohrleitung erfasst werden. Durch die Bereitstellung eines Sensors, der durch die Rohrleitung gesteuert werden kann, können so die Rohrleitungen unter dem Leckerfassungssystem reduziert und vereinfacht werden, ohne auf die Fähigkeit zur Bestimmung der Position einer undichten Stelle zu verzichten.
Darüber hinaus kann die Position einer undichten Stelle mit einem mobilen Sensor mit größerer Genauigkeit lokalisiert werden. Speziell kann durch Steuern des Sensors in die Abflussanordnung 76 des Leckerfassungsmoduls 30 die Position eines Lecks innerhalb des Leckerfassungsmoduls 30 genauer bestimmt werden. Durch Veränderung der Ausführung der Abflussanordnung 76 kann die Reichweite des Sensors innerhalb des Leckerfassungsmoduls weiter verbessert werden. Zum Beispiel veranschaulicht 5(b) ein Leckerfassungsmodul 30, bei dem die Abflussanordnung 76 in einer Fischgratstruktur 76B angeordnet ist. Eine solche Anordnung bewirkt einen größeren Zugang durch einen mobilen Sensor innerhalb des Leckerfassungsmoduls 30. Weil der mobile Sensor in jeden Zweig der Abflussanordnung 76B mit Fischgratstruktur gesteuert werden kann, sorgt eine solche Struktur für eine genauere Lokalisierung des Lecks.
Drittes Ausführungsbeispiel der Leckerfassungsstruktur
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Leckerfassungsstruktur 40 ist in den 11 bis 13 gezeigt. Wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben, besteht der Zweck einer Leckerfassungsstruktur 40 darin, eine Struktur zu bilden, die sich unter einer Mülldeponie 20 erstreckt, um ein Leck in einer ersten Dichtungsbahn 23 und einer zweiten Dichtungsbahn 24 zu erfassen und einzugrenzen. Mit Bezug auf 11 ist ersichtlich, dass die Leckerfassungsstruktur 40B des dritten Ausführungsbeispiels aus einem großen Fischgratmuster (oder andere Anordnung) einer Rohrleitung besteht, die eine große Zahl von Zweigleitungen 201 und eine Haupt- oder Stammleitung 202 aufweist, mit der jede der Zweigleitungen 201 verbunden ist. Die Stammleitung 202 erstreckt sich über der Leckerfassungsstruktur 40B zum Anschluss 206, wo sie sich mit der Rohrleitung 70 verbindet, die sich unterhalb der Sperre erstreckt.
12 ist eine Vorderansicht der Leckerfassungsstruktur 40B. Mit Bezug auf die Abbildung ist ersichtlich, dass sich jede Zweigleitung 201A–201D an der Mittellinie der Leckerfassungszone 204A–204D erstreckt. Jede Leckerfassungszone 204 ist der Bereich an jeder Seite einer Zweigleitung 201, wo ein Fluidaustritt oberhalb dieser Zone dazu neigen würde, in die entsprechende Zweigleitung zu fließen. Zum Beispiel würde ein Fluidaustritt 207 über der Leckerfassungszone 204D dazu neigen, dass sich Fluid eher in der Zweigleitung 201D sammelt, als zwischen den Zonen 204D und 204C zu wandern, um sich in einer anderen Zweigleitung zu sammeln. In einer bevorzugten Struktur würde das Fischgratmuster der Rohrleitung leicht abfallen, um den Abfluss von Fluid aus den Zweigleitungen 201 in die Stammleitung 202 und durch die Stammleitung 202 zum Anschluss 206 zu unterstützen, wo es durch die Rohrleitung 70, die sich unterhalb der Sperre erstreckt, abfliesen würde.
13(a) zeigt eine Teilansicht im Querschnitt von einer Leckerfassungsstruktur 40B entlang der Linie 13a–13a von 12 und veranschaulicht drei der Zweigleitungen 201A–201C und den zwischen ihnen liegenden Raum. Ein Füllstoff aus gering durchlässigem Material wie Bentonit 203 wird zwischen den Zweigleitungen 201A–204C verwendet, um getrennte Leckerfassungszonen 204A–204C zu bilden. Der Raum zwischen jeder Zweigleitung 201 kann mit einem Filterstoff 39 gefüllt werden, um Schwemmgut und Feststoffteilchen aus dem Fluid zu entfernen, bevor es in die Rohrleitungen 201 eintritt, wo es eine Blockierung verursachen könnte. Als Option kann eine Schicht 209 den Bentonit 203 und den Filterstoff 39 trennen, um zu verhindern, dass der Filterstoff mit Lehmteilchen verstopft wird. Die Rohrleitung, die den Stamm der Rohrleitung 202 mit Fischgratmuster bildet, ist ein Abfluss, der die zu der Zugangsposition laufende Rohrleitung 70 verbindet. Das Ergebnis dieser Struktur ist, dass jede sich vom Stamm 202 verzweigende Rohrleitung eine getrennte Leckerfassungszone 204 bildet. Das gering durchlässige Material 203 zwischen den Zweigen 201 wirkt wie eine trennende Barriere, die im Wesentlichen eine Wanderung von Fluid in horizontaler Richtung zwischen den Zonen verhindert. Fluidaustritte werden somit auf jede der definierten Zonen wirksam lokalisiert, da ein Leck dem Weg des geringsten Widerstandes folgen und in die nächstgelegene Rohrleitung 201 fließen wird.
Im oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel kann mit dem mobilen Sensor die Position einer undichten Stelle im Verhältnis zur Fischgratstruktur bestimmt werden, indem das Vorhandensein von Fluid in jeder Zweigleitung 201 erfasst oder eine undichte Stelle mit einem visuellen Sensor oder einem anderen Sensortyp lokalisiert wird. Mit der Struktur des dritten Ausführungsbeispiels werden bestimmte Vorteile realisiert. Erstens verhindert diese Struktur, wie im zweiten Ausführungsbeispiel, dass eine getrennte Rohrleitung 70 von jeder einzelnen Leckerfassungszone 204 vorhanden sein muss, die direkt zu einem getrennten Auslass verläuft, der diesem Modul an der Zugangsposition zugeordnet ist, um die Position einer undichten Stelle zu bestimmen. Zweitens erlaubt diese Ausführung eine vereinfachte Konstruktion, weil ein Gitter der Leckerfassungszone an Ort und Stelle während des Sperrenaufbaus gebildet werden kann, indem normale Ausrüstung und Stoffe zur Erdbewegung genutzt werden. Speziell werden die Leckerfassungszonen 204 gebildet, indem die Rohrleitungen 201 und 202 in einer zweckmäßigen Anordnung angebracht werden und anschließend der Bereich zwischen den Rohrleitungen mit einem Material 203 geringer Durchlässigkeit gefüllt wird.
Obwohl der in den 11 bis 13 dargestellte Füllstoff aus gering durchlässigem Material 203 zwischen den Zweigleitungen und sich parallel zu den Zweigleitungen erstreckend gezeigt ist, kann der Füllstoff auch in einem zweidimensionalen, rechteckigen Gitter angeordnet werden. Bei dieser Verfahrensweise sind Reihen von Füllstoff sowohl parallel als auch quer zu den Zweigleitungen angeordnet. Der Raum zwischen den parallelen und quer verlaufenden Reihen aus Füllstoff kann mit Sand oder Zuschlagstoffen gefüllt sein und dadurch kleinere, rechteckige Leckerfassungszonen bilden, um eine Leckposition weiter zu isolieren.
Eine alternative Struktur zur Bildung von Leckerfassungszonen ist in 13(b) dargestellt. 13(b) zeigt die Teilansicht einer Leckerfassungsstruktur 40B im Querschnitt und veranschaulicht drei der Zweigleitungen 201A–201C und den zwischen ihnen liegenden Raum. Die darunter liegende Erde 211 wurde während des Aufbaus zu einer Reihe kleiner, deichähnlicher Erdwälle 212A–212C geformt. Eine Dichtungsbahn 210 bedeckt die Erdwälle 212A–212C, um eine Reihe von Rinnen zu bilden, in denen die Zweigleitungen 201A–201C angeordnet sind. Somit werden die getrennten Leckerfassungszonen 204A–204C in dieser Struktur durch die mit der Dichtungsbahn bedeckten Erdwälle gebildet. Wie die vorherige Struktur, kann der Raum entlang jeder Zweigleitung 201 mit einem Filterstoff 39 gefüllt werden, um Schwemmgut und Feststoffteilchen aus dem Fluid zu entfernen, bevor es in die Rohrleitungen 201 eintritt, wo es eine Blockierung verursachen könnte. Die Dichtungsbahn 210 zwischen den Zweigleitungen 201 wirkt wie eine trennende Barriere, die eine Wanderung von Fluid in horizontaler Richtung zwischen Zonen im Wesentlichen verhindert. Fluidaustritte werden somit effektiv zu jeder der definierten Zonen lokalisiert, da ein Leck dem Weg des geringsten Widerstandes folgen und in die nächstgelegene Rohrleitung 201 fließen wird.
Es soll angemerkt werden, dass die spezifische Anordnung einer Rohrleitung auf der Basis örtlicher Eigenschaften des Geländes und des Bodens angepasst werden kann, wobei eine mögliche Anordnung jedoch ein Fischgratmuster für die gesamte Sperre gemäß 11 und 12 umfassen würde und jeder Zweig eine oder mehrere Leckerfassungszonen 204 basierend auf der Anordnung des gering durchlässigen Füllstoffes bildet. Diese Anordnung hat den Vorteil der leichten Ortung für ein mobiles Sensorsystem und einer vereinfachten Konstruktion. Für größere Sperren können zwei oder mehrere Fischgratmuster von Rohrleitungen unter einer einzigen Sperre gemäß 14 aufgebaut werden.
14 veranschaulicht die weg geschnittene Ansicht einer großen Sperre, die eine Leckerfassungsstruktur 40C umfasst, die sich unter einer Mülldeponie 20 erstreckt. Mit Bezug auf 14 ist ersichtlich, dass die Leckerfassungsstruktur 40C aus mehreren Fischgratmustern von Rohrleitungen besteht, wobei jede Anordnung eine mittlere Stammleitung 202A–202D aufweist, die sich über einem Teil der Leckerfassungsstruktur 40C erstreckt. Jede Stammleitung 202A–202D erstreckt sich zu einem Anschluss 206A–206D, wo sie mit einer Rohrleitung 70A–70D verbunden ist, die sich unterhalb der Sperre erstreckt. Jede Stammleitung 202 innerhalb eines Fischgratmusters von Rohrleitungen besitzt eine große Zahl von Zweigleitungen 201, die sich nach außen erstrecken und in 14 dargestellt jedoch nicht mit Zahlen versehen sind. Jede der mehreren Rohrleitungen im Fischgratmuster ist von der anderen durch einen Erdwall 213 getrennt, der die horizontale Wanderung von Fluid aus dem Bereich der einen Fischgratanordnung von Rohrleitungen zu einem benachbarten verringert. Der Erdwall 213 kann ein Damm aus gering durchlässigem Material wie Bentonit sein, entweder allein oder mit einer Dichtungsbahn bedeckt, oder kann ein Element sein, das aus einem Polymerwerkstoff oder einer anderen im Wesentlichen undurchlässigen Masse besteht.
Mit dieser Struktur kann die Position einer undichten Stelle innerhalb jeder der Fischgratstrukturen bestimmt werden, indem der mobile Sensor durch das Rohrleitungssystem gesteuert wird. Wie zuvor beschrieben, kann der mobile Sensor die Position einer undichten Stelle bestimmen, indem das Vorhandensein von Fluid in jedem Zweig erfasst wird oder indem eine undichte Stelle mit einem visuellen Sensor oder einem anderen Sensortyp genau bestimmt wird.
Obwohl in den Abbildungen und der Beschreibung des dritten Ausführungsbeispiels eine Fischgratanordnung von Rohrleitungen gezeigt ist, soll angemerkt werden, dass deutlich werden wird, dass auch andere Anordnungen einer Rohrleitungsverlegung möglich sind, die sich dem Fachmann erschließen werden. Andere Rohrleitungsanordnungen können eine Rohrleitung umfassen, die in parallelen Reihen gemäß 15(a) verlegt sind oder Reihen von Rohrleitungen umfassen, die ferner Unterzweige gemäß 15(b) umfassen.
In einer oben erörterten Ausführung von Rohrleitungen sind die Rohrleitungen innerhalb des Leckerfassungssystems in einem Fischgratmuster angeordnet. Dementsprechend erstrecken sich benachbarte Zweigleitungen 201 an jeder Seite der Stammleitung 202 parallel zueinander. Obwohl andere Rohrleitungsanordnungen in Erwägung gezogen werden, besteht ein Nutzen der Anordnung der Zweigleitungen 201 in einer Reihe von parallelen Zweigen, die im Abstand voneinander angeordnet sind, darin, dass Paare von Sensor-Sendern/Empfängern nebeneinander in den parallelen Zweigen gesteuert werden können, so dass Sensorsignale von einem geeigneten Sensor von dem einen Sensor zum anderen durch den dazwischen liegenden Filterstoff übertragen werden können. Bei dieser Verfahrensweise kann der eine Sensorkopf einen Sender und der andere Sensorkopf einen Empfänger einschließen, oder beide Sensorköpfe können sowohl Sender als auch Empfänger enthalten. Durch die Übertragung verschiedener akustischer, elektrischer oder anderer Signale durch das dazwischen liegende Material können zusätzliche Informationen über vorhandene oder nahe bevorstehende Lecks bestimmt werden. Zum Fühlen einiger Zustände kann ein übertragenes Signal bessere Informationen liefern als ein reflektiertes. Zum Beispiel kann die Geschwindigkeit eines Tonim pulses, die zwischen beiden Sensoren gemessen wird, Informationen über die Dichte des dazwischen liegenden Bodens liefern. Da die Dichte durch den Feuchtigkeitsgehalt beeinflusst werden kann, zeigt eine Änderung der Schallausbreitungsgeschwindigkeit eine Veränderung der Bodenzustände an, was das Vorhandensein einer undichten Stelle signalisieren kann.
16 stellt einen Teil der Leckerfassungsstruktur 40B oder 40C dar, die einen Teil der Stammleitung 202 und ein Teilstück von mehreren Zweigleitungen 201A–201C zeigt. In dieser Abbildung wurden die mobilen Sensorköpfe 301A und 301B in benachbarte, parallele Zweigleitungen 201A und 201B gesteuert, so dass ein Sensorsignal von dem einen Sensorkopf 301B durch den anderen Sensorkopf 301A empfangen werden kann, nachdem es durch das Material zwischen den Zweigleitungen übertragen wurde.
Viertes Ausführungsbeispiel der Leckerfassungsstruktur
Als Nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel der Leckerfassungsstruktur mit Bezug auf die 17 bis 18 beschrieben. 17 und 18 veranschaulichen eine Leckerfassungsstruktur 40D, die zwei oder mehrere übereinander liegende Schichten von Leckerfassungs- und Rohrleitungssystemen 401–403 verwendet, wobei jede durch eine Dichtungsbahn 24 getrennt ist. Dadurch, dass eine, zwei oder mehrere Lagen übereinander geschichteter Leckerfassungsstrukturen vorgesehen sind, kann der durch die vorliegende Erfindung angebotene Schutzgrad auf die Risikohöhe zugeschnitten werden, die das spezifische, zu sperrende Material mit sich bringt.
17 stellt diese Ausführung dar, wobei zur Deutlichkeit die Mülldeponie 20 entfernt ist. In dieser Struktur nutzt das Sperrsystem 10 eine Leckerfassungsstruktur 40D, die zwei oder mehrere übereinander geschichtete Lagen von Leckerfassungs- und Rohrleitungssystemen 401–403, die jeweils durch eine Dichtungsbahn 24 getrennt sind, umfasst. Jedes Leckerfassungs- und Rohrleitungssystem 401–403 ist der Leckerfassungsstruktur 40B des oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels strukturell sehr ähnlich. Jedes Leckerfassungs- und Rohrleitungssystem 401–403 besteht aus einem Fischgratmuster (oder andere Anordnung) von Rohrleitungen, das eine große Zahl von Zweigleitungen 201 und eine Haupt- oder Stammleitung 202 aufweist, mit der jede der Zweigleitungen 201 verbunden ist. Zwischen den Zweigleitungen 201 wird ein Füllstoff mit geringer Durchlässigkeit wie Bentonit 203 verwendet, um getrennte Leckerfassungszonen genau festzulegen. Der Raum entlang jeder Zweigleitung 201 kann mit einem Filterstoff 390 gefüllt werden, um Schwemmgut und Feststoffteilchen aus dem Fluid zu entfernen, bevor es in die Zweigleitung 201 eintritt, in der es eine Blockierung verursachen könnte.
Diejenige Rohrleitung, die in jeder Lage den Stamm der Rohrleitung 202 mit Fischgratmuster bildet, ist ein Abfluss, der mit einer zu der Zugangsposition verlaufenden Rohrleitung 70 verbunden ist. Obwohl für die Rohrleitung 70 eine Anzahl von Verlegungsanordnungen in Erwägung gezogen wird, soll eine Anordnung, die die Anzahl von Perforationen in der Dichtungsbahn 24 minimiert, die Abflüsse von jeder Lage kombinieren und innerhalb jeder anderen verlaufen lassen wie es in 18 dargestellt ist. 18 ist eine Teilansicht des vierten Ausführungsbeispiels der Leckerfassungsstruktur, die zeigt, dass die Leckerfassungsstruktur 40D aus den übereinander geschichteten Leckerfassungs- und Rohrleitungssystemen 401–403 besteht. Für jedes Leckerfassungs- und Rohrleitungssystem 401–403 ist die entsprechende Stammleitung 202A–202C mit einer entsprechenden Rohrleitung 701–703, die sich unterhalb der Sperre erstreckt, verbunden. Wie in der Abbildung ersichtlich ist, erstreckt sich die Rohrleitung 701 von dem obersten Leckerfassungs- und Rohrleitungssystem 401 und hat einen relativ kleineren Durchmesser. Die Rohrleitung 702 erstreckt sich vom mittleren Leckerfassungs- und Rohrleitungssystem 402 und hat einen dazwischen liegenden Durchmesser. Die Rohrleitung 703 erstreckt sich vom unteren Leckerfassungs- und Rohrleitungssystem 403 und hat den größten Durchmesser. Wenn sich die Rohrleitung 701 von dem Leckerfassungs- und Rohrleitungssystem 401 nach unten erstreckt, tritt sie in die Rohrleitung 702 ein und verläuft im Inneren oder ist innerhalb der Rohrleitung 702 ineinander gesetzt. Dann, wenn sich die Rohrleitung 702 mit der darin befindlichen Rohrleitung 701 nach unten erstreckt, tritt sie in die Rohrleitung 703 ein, so dass die Rohrleitung 703 dann beide Rohrleitungen 701 und 702 enthält. Wie oben angemerkt ist, minimiert die ineinander gesetzte Ausführung von Rohrleitungen die Anzahl von Perforationen in der Dichtungsbahn 24.
In dieser Struktur wird jede übereinander geschichtete Lage durch eine undurchlässige Dichtungsbahn 24 getrennt. Dadurch, dass eine, zwei oder mehrere Lagen von übereinander geschichteten Leckerfassungsstrukturen vorgesehen sind, kann der durch die vorliegende Erfindung angebotene Schutzgrad auf die Risikohöhe zugeschnitten werden, die das zu sperrende Material mit sich bringt. Außerdem sorgt das übereinander geschichtete System für einen hohen Grad von Überwachungstauglichkeit, da die Unversehrtheit jeder von möglicherweise mehreren Dichtungsbahnen getrennt überwacht werden kann. Eine solche Verfahrensweise kann notwendig werden, um eine Eindämmung der höchst gefährlichen Stoffe zu sichern. So kann durch Abwägen der Schutzhöhe auf den Risikograd eine optimale ökonomische Lösung erreicht werden.
Es soll außerdem angemerkt werden, dass in diesem System benachbarte, übereinander geschichtete Lagen von Leckerfassungsmodulen ihre Zweigleitungen 201 haben können, die im Verhältnis zueinander versetzt angeordnet sind, so dass der Abstand zwischen den Zweigleitungen an benachbarten Lagen minimiert ist. Der Teilquerschnitt eines versetzt angeordneten Rohrleitungsplans ist allgemein in 19 dargestellt.
Bei der Verfahrensweise, die zwei oder mehrere Lagen von Rohrleitungen verwendet, können Paare von Sensor-Sendern/Sensor-Empfängern benachbart zueinander in parallelen Rohrleitungen, jedoch an gegenüber liegenden Seiten der Dichtungsbahn gesteuert werden, so dass Sensorsignale zwischen ihnen durch die Dichtungsbahn übertragen werden können. Dieses Konzept ist allgemein in 20 und 21 dargestellt. Durch das Übertragen verschiedener akustischer oder elektrischer Signale durch die Dichtungsbahn können zusätzliche Informationen über vorhandene oder anfängliche Ausfälle bestimmt werden. Der Rohrleitungsplan oberhalb und unterhalb der Dichtungsbahn kann sowohl für die zu verwendenden Sensortypen optimiert werden als auch die wirksamste Erfassung der gesamten Sperren-Dichtungsbahn bewirken.
Obwohl die Ausführung mit übereinander geschichteten Lagen, die oben beschrieben wurde, übereinander geschichtete Lagen von Rohrleitungen zeigt, die in einem Fischgratmuster mit einem Füllstoff aus gering durchlässigem Material zwischen den Zweigleitungen 201 zur Bildung von getrennten Leckerfassungszonen angeordnet sind, kann ein beliebiges vom ersten bis dritten Ausführungsbeispiel der Leckerfassungsstruktur 40A–40C in einem übereinander geschichteten System ausgebildet werden. Zum Beispiel würden in einer zweiten Ausführung zwei Leckerfassungsmodule 30 des ersten Ausführungsbeispiels mit einer zwischen ihnen befindlichen Dichtungsbahn 24, wie es allgemein in 22. und 23 gezeigt ist, übereinander geschichtet sein. Wie in der ersten Ausführung, können die Abflussleitungen 701 und 702 der zweiten Ausführung so angeordnet werden, dass die Rohrleitung 701 von der oberen Lage innerhalb der Rohrleitung 702 von der unteren Lage verläuft, um die Anzahl von Perforationen in der Dichtungsbahn 24 zu minimieren. Zusätzlich zu den gezeigten Beispielen, in denen übereinander geschichtete Lagen jeweils das gleiche Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung nutzen, können andere Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung zusammen in übereinander geschichteten Lagen eingesetzt werden.
Fünftes Ausführungsbeispiel der Leckerfassungsstruktur
Jedes der vier Ausführungsbeispiele der Leckerfassungsstrukturen, die oben beschrieben wurden, wird unter der Sperre unterhalb von einer oder mehreren Dichtungsbahnen 23 und 24 positioniert. Es soll jedoch angemerkt werden, dass eine beliebige der oben beschriebenen Leckerfassungs- und Rohrleitungsstrukturen nach der vorliegenden Erfindung auch unterhalb der Mülldeponie 20, jedoch über der ersten Dichtungsbahn (nicht dargestellt) positioniert werden kann. Diese Ausführung ist gut verwendbar, wenn von einem durch die Mülldeponie 20 sickernden Fluid für Überwachungs- oder Analysezwecke eine Probe genommen oder dieses gesammelt werden muss.
In einer solchen Struktur sammelt sich auf der ersten Dichtungsbahn kein durch die Mülldeponie hindurch sickerndes Fluid sondern wird in der Rohrleitungsstruktur abgeführt. Dies geschieht im Gegensatz zu der herkömmlichen Sperre, bei der sich durchsickerndes Fluid über der ersten Dichtungsbahn sammelt, bis eine Trennung oder ein Loch auftritt; wobei an diesem Punkt das angesammelte Fluid unmittelbar in die darunter liegende Struktur austreten kann.
Diese Struktur erlaubt außerdem die Bestimmung der Durchlässigkeit der zu sperrenden Stoffe und liefert Informationen über die Mengen von in das Wasser sickernden gefährlichen Stoffen.
Fluid, das durch die Mülldeponie sickert und durch das Rohrleitungssystem abgeleitet wird, kann zur Beseitigung oder Verarbeitung gesammelt oder verdampft werden, wobei der Rückstand auf die Mülldeponie zurückgeführt wird. Mit der Zeit kann austretendes Wasser eine ausreichende Menge von gefährlichen Stoffen aus der Mülldeponie entfernen, so dass das durch die Sperre mit sich gebrachte Risiko verringert ist.
Zusätzlich zur Positionierung einer Leckerfassungsstruktur oberhalb einer ersten Dichtungsbahn in einer normalen Sperre kann eine erste Leckerfassungs- und Rohrleitungsstruktur oberhalb der ersten Dichtungsbahn zur Probenentnahme von Fluid positioniert werden, wobei eine zweite Leckerfassungs- und Rohrleitungsstruktur unterhalb der ersten Dichtungsbahn angeordnet wird, so dass undichte Stellen in der Dichtungsbahn erfasst werden können.
Dichtungsmassen
Ein zusätzlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtungsmasse, die eine oder mehrere Komponenten enthalten kann, die besonders für Sperren anwendbar sind, die dazu beabsichtigt sind, neben anderen Stoffen, zum Beispiel Kohlenwasserstoffverbindungen, einzudämmen. Die Dichtungsmasse umfasst zumindest einen Stoff, der eine Affinität, Absortionseigenschaft oder chemische Reaktionsbereitschaft für Kohlenwasserstoffe besitzt, so dass die Masse dazu neigt, ein Leck zu verzögern oder abzudichten, wenn es einem Kohlenwasserstoffe enthaltenden Abfalleluat ausgesetzt ist. In der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels wird darauf verwiesen, dass diese Dichtungsmasse eine auf Kohlenwasserstoffe reagierende Verbindung enthält, wobei jedoch in Erwägung gezogen wird, dass die Wirkungen der auf Kohlenwasserstoffe reagierenden Verbindung, wenn sie einem Kohlenwasserstoffe enthaltenden Abfalleluat ausgesetzt ist, nicht nur chemische Reaktionen und/oder eine Absorption sondern auch Anziehungskraft, Oberflächenbeschichtung oder andere chemische oder physikalische Prozesse beinhalten, die dazu neigen, den Durchfluss von Kohlenwasserstoffverbindungen in einem Abfalleluat zu erschweren. Außerdem wird sich dem Fachmann erschließen, dass ein selektives Dichtungsmaterial nicht auf Kohlenwasserstoffverbindungen beschränkt sondern im Allgemeinen für jede Dichtungsmasse einschließlich eines oder mehrerer Stoffe anwendbar ist, die ausgewählt wurden, weil sie eine Affinität oder Reaktionsbereitschaft für die zu sperrende(n) spezifische(n) Verbindung(en) aufweisen.
Sperrsysteme, einschließlich die der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden, können mit einer oder mehreren Dichtungsbahnen 23 oder 24 und mit einer Schicht 21 oder 22 aus Lehm oder einem etwas anderen Material mit geringer Durchlässigkeit, die zwischen den Dichtungsbahnen angeordnet ist, aufgebaut sein. Ein wenig durchlässiges Material, das normalerweise in Sperren verwendet wird, ist trockener Lehm, der als Bentonit oder Natrium-Bentonit bezeichnet wird, wobei letzterer aus dem mit einer Natriumverbindung gemischten, trockenen Lehm gebildet ist. Bentonit ist eine abgebaute und verarbeitete Lehmmasse, der neben Montmarillonit (quellfähiger Ton) als Hauptmineral, verwandte Minerale wie Quarz, Glimmererde, Feldspat, Eisenkiese und Kalk sowie andere Minerale enthält. Bei Verwendung in einem Sperrensystem besitzt der Bentonit die Reaktion, sich bei Kontakt mit Wasser aufzublähen und neigt deshalb dazu, ein Leck in der Sperre in einem gewissen Umfang abzudichten. Das Abdichten wird durch weiteres Verringern der Durchlässigkeit des Lehms, durch Treibdruck, der dazu führt, dass eine Trennung oder ein Loch in der Dichtungsbahn geschlossen oder vermindert wird, oder durch die Aufnahme von Wasser durch den Lehm erreicht. Weil Bentonit eine gewisse Fähigkeit besitzt, kleine undichte Stellen abzudichten, wurde er normalerweise in Sperren als Unterstützung für die undurchlässige Dichtungsbahn verwendet.
Obwohl Bentonit eine Schwellwirkung besitzt, wenn er Wasser ausgesetzt ist, führen andere Abfalleluate einschließlich Kohlenwasserstoffverbindungen kein nennenswertes Aufblähen von Bentonit herbei. So unterstützt Bentonit die Verhinderung von Wasserleckstellen, unterstützt jedoch nicht, andere gefährliche Flüssigkeiten oder Verbindungen zurück zu halten. Folglich kann in Sperren, bei denen ein Abfalleluat wahrscheinlich Kohlenwasserstoffe oder andere gefährliche Stoffe enthält, Bentonit nicht allein als geeignete Unterstützung für die undurchlässige Dichtungsbahn funktionieren.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht aus einer mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung, die selbst oder mit Bentonit gemischt als Ersatz für die Lehmschicht in der Sperre verwendet werden kann. Obwohl sich dem Fachmann erschließen wird, dass viele Stoffe Affinität oder Reaktionsbereitschaft für Kohlenwasserstoffe besitzen, hat der gegenwärtige Erfinder herausgefunden, dass verschiedene Gummimischungen, einschließlich nicht vulkanisierter Kautschuk und vulkanisierter Kautschuk sowie nicht vulkanisierter und vulkanisierter Kunstkautschuk, verwendet werden können, um Kohlenwasserstoffe zu absorbieren und undichte Stellen, die Kohlenwasserstoffe enthalten, abzudichten.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht aus einer granulierten Mischung aus nicht vulkanisiertem oder vulkanisiertem Naturkautschuk oder nicht vulkanisiertem oder vulkanisiertem Kunstkautschuk und Bentonit. Das Verhältnis von Kautschuk zu Bentonit wird auf der Basis der erwarteten Zusammensetzung des Abfalleluats bestimmt. Wenn erwartet wird, dass das Abfalleluat einen hohen prozentualen Anteil an Wasser enthält, kann zum Beispiel eine Mischung von etwa 2% bis etwa 25% Kautschuk und etwa 75% bis etwa 98% Lehm verwendet werden. Wenn erwartet wird, dass das Abfalleluat einen höheren prozentualen Anteil von Kohlenwasserstoffen enthält, kann ein größerer prozentualer Anteil an Kautschuk verwendet werden. In einigen Situationen kann zum Beispiel eine Mischung von 75% Kautschuk zu 25% Lehm verwendet werden. Der gewünschte Effekt besteht für den Kautschuk und den Lehm darin, sich mit einer beliebigen durchsickernden Flüssigkeit zu vereinigen und/oder diese zu absorbieren und sich als Reaktion darauf aufzublähen, wodurch die undichte Stelle verhindert, absorbiert oder abgedichtet wird. Die oben erwähnten Verhältnisse sind als Beispiele gegeben. Bei Gebrauch wird das Verhältnis der beiden Verbindungen basierend auf der erwarteten Zusammensetzung des Abfalleluats geändert.
24(a) bis 24(d) veranschaulichen verschiedene Mischkombinationen, in denen die mit Kohlenwasserstoffen reagierende Masse 900 und das Lehmmaterial 901 aus Bentonit/Natriumbentonit kombiniert werden können. 24(a) veranschaulicht eine Mischung von ungefähr 50% zu 50% der mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Masse 900 und dem Lehmmaterial 901 aus Bentonit/Natriumbentonit. 24(b) stellt dar, dass die beiden Verbindungen in einer festgelegten Struktur gemischt werden können. 24(c) stellt eine Mischung der mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Masse 900 und dem Lehmmaterial 901 aus Bentonit/Natriumbentonit von ungefähr 25% zu 75% dar. 24(d) stellt eine Mischung der mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Masse 900 und dem Lehmmaterial 901 aus Bentonit/Natriumbentonit von ungefähr 75% zu 25% dar.
Zusätzlich zur Bildung einer harmonisch verbundenen Mischung aus Lehm und mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindun gen können der Lehm und die mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindungen miteinander geschichtet werden, so dass eine Schicht aus einer mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung an einer oder beiden Seiten von einer Lehmschicht angeordnet werden kann, oder es kann eine Lehmschicht an einer oder beiden Seiten von einer Schicht aus einer mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung angeordnet werden.
25(a) bis 25(e) stellen verschiedene Kombinationen dar, bei denen Schichten 900 einer mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung und Lehmschichten 901 aus Bentonit/Natriumbentonit kombiniert werden können. 25(a) zeigt eine Schicht 900 einer mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung über einer Bentonitschicht 901. 25(b) zeigt eine alternative Ausführung, bei der sich die Schicht 900 aus der mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung unterhalb der Bentonitschicht 901 befindet. 25(c) veranschaulicht zwei Schichten aus der mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung, eine Schicht 900A aus der mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung an der Oberseite der Bentonitschicht 901, und eine zweite Schicht 900B aus der mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung an der Unterseite der Bentonitschicht 901. 25(d) veranschaulicht zwei Bentonitschichten, eine Bentonitschicht 901A an der Oberseite der Schicht 900 aus der mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung und eine zweite Bentonitschicht 901B an der Unterseite der Schicht 900 aus der mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung. 25(e) veranschaulicht drei Schichten 900A–900C aus der mit Kohlenwasserstoffen reagierenden Verbindung und zwei Bentonitschichten 901A–901B, die in abwechselnden Lagen angeordnet sind.
Es soll angemerkt werden, dass eine solche Schicht aus Dichtungsmasse eine Dichtungsbahn dadurch entweder ergänzen oder ersetzen kann, indem eine undichte Stelle von Kohlenwasser stoff absorbiert und/oder gegen Durchsickern abgedichtet wird.

Claims

Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) mit einer Sperre, das umfasst: eine Vielzahl von Leckerfassungsmodulen (30), wobei die Module (30) unter der Sperre angeordnet sind und sich im Wesentlichen kontinuierlich erstrecken, so dass Fluid (102), das über ein Leck (100) in der Sperre austritt, in wenigstens einem Leckerfassungsmodul (30) aufgefangen wird, das unter dem Leck (100) angeordnet ist; und eine Vielzahl von Fluidleitungen (70), wobei jede der Vielzahl von Fluidleitungen (70) an einem ersten Ende mit einem der Vielzahl von Leckerfassungsmodulen (30) verbunden ist und an einem zweiten Ende an einem Zugangsdurchlass (60) zugänglich ist; wobei Fluid (102), das in einem Leckerfassungsmodul (30) aufgefangen wird, von dem Leckerfassungsmodul (30) über die damit verbundene Fluidleitung zu dem entsprechenden zweiten Ende der Leitung gelangt; und wobei die Position jedes Leckerfassungsmoduls in Bezug auf die Sperre bekannt ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Zugangsdurchlass (60) nicht größer als zur Aufnahme eines mobilen Sensors erforderlich dimensioniert ist.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach Anspruch 1, wobei der Zugangsdurchlass (60) durch einen offenen Graben oder einen Damm (130) verläuft.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Fluidleitungen (70) unter der Sperre zusammenlaufen und in wenigstens eine gemeinsame Leitung übergehen.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, das des Weiteren umfasst: einen mobilen Sensor zum Erfassen von Lecks (100), der so bemessen ist, dass er in die Fluidleitung passt, und der durch einen vorgegebenen Abschnitt der Fluidleitung bewegt werden kann, um die Position eines Lecks (100) zu ermitteln.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) mit einer Sperre, das umfasst: eine Leckerfassungsstruktur (40), die unter einer Sperre angeordnet ist, wobei die Leckerfassungsstruktur (40) eine Vielzahl von Leckeingrenzungszonen (204) hat und die Leckerfassungsstruktur (40) eine Abflussanordnung (76) enthält, die die Leckeingrenzungszonen (204) durchläuft; wenigstens eine Fluidleitung, die an einem ersten Ende mit der Abflussanordnung (76) der Leckerfassungsstruktur verbunden ist und an einem zweiten Ende an einer Zugangsposition (60) zugänglich ist; und gekennzeichnet durch: einen mobilen Sensor zum Erfassen von Lecks, wobei der mobile Sensor so dimensioniert ist, dass er in die wenigstens eine Fluidleitung passt, und wobei die Zugangsposition nicht größer als zur Aufnahme des mobilen Sensors erforderlich dimensioniert ist und der mobile Sensor durch die wenigstens eine Fluidleitung und die Abflussanordnung (76) der Leckerfassungsstruktur bewegt werden kann.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach Anspruch 5, wobei der mobile Sensor an einer Zugangsposition aus der Fluidleitung entfernt werden kann, so dass der mobile Sensor gewartet werden kann.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach Anspruch 5 oder 6, wobei der mobile Sensor wenigstens einen Lichtsensor, einen Feuchtigkeitssensor, einen Temperatursensor, einen Sensor der elektrischen Leitfähigkeit, einen pH-Sensor, ein Mikrofon, ein Kolorimeter oder einen Drucksensor enthält.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei der mobile Sensor wenigstens einen Ultraschallsender (6), einen Ultraschallempfänger (7) oder einen Ultraschall-Sendeempfänger enthält.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Abflussanordnung (76) in der Leckerfassungsstruktur (40) verzweigte perforierte Rohre enthält, die sich im Wesentlichen über die gesamte Leckerfassungsstruktur (40) erstrecken.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach Anspruch 9, das des Weiteren einen Füllstoff aus gering durchlässigem Material (203) umfasst, der sich im Wesentlichen zwischen den verzweigten perforierten Rohren befindet, um die Leckeingrenzungszonen (204) zu definieren.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach Anspruch 9 oder 10, wobei die verzweigten perforierten Rohe der Abflussanordnung (76) ein Fischgratmuster bilden, bei dem im Wesentlichen parallele perforierte Rohre von beiden Seiten eines Stammrohrs (202) abzweigen und bei dem das Stammrohr (202) mit der Fluidleitung verbunden ist.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die Abflussanordnung (76) aus einer Vielzahl aneinandergrenzender Fischgrat-Rohrgruppierungen besteht.
Verfahren zum Erfassen und Eingrenzen von Lecks in einer Sperre, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Leitungssystems (70) unter einer Sperre, wobei sich das Leitungssystem (70) über im Wesentlichen die gesamte Ausdehnung der Sperre er streckt und einen Zugangsdurchlass (60) umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass: der Zugangsdurchlass nicht größer als zur Aufnahme eines mobilen Sensors erforderlich dimensioniert ist; der mobile Sensor zum Erfassen von Lecks durch das Leitungssystem (70) bewegt wird, um Lecks zu erfassen; und die Position des mobilen Sensors überwacht wird, wenn der mobile Sensor durch das Leitungssystem (70) bewegt wird, so dass, wenn ein Leck erfasst wird, die Position des Lecks in Bezug auf die Sperre bestimmt werden kann.
Verfahren zum Erfassen und Eingrenzen von Lecks in einer Sperre nach Anspruch 13, das des Weiteren die folgenden Schritte umfasst: Versehen des mobilen Sensors mit einem Detektor zum Messen einer Umgebungsbedingung; periodisches Messen der Umgebungsbedingung, wenn der mobile Sensor durch die Leitung bewegt wird; Aufzeichnen der Position des mobilen Sensors entsprechend jeder der periodischen Messungen der Umgebungsbedingungen; und Aufzeichnen der periodischen Messungen der Umgebungsbedingungen.
Verfahren zum Erfassen und Eingrenzen von Lecks in einer Sperre nach Anspruch 14, das des Weiteren die folgenden Schritte umfasst: Aufzeichnen eines ersten Satzes von Positionen des mobilen Sensors und Messungen der Umgebungsbedingungen; Aufzeichnen eines zweiten Satzes von Positionen des mobilen Sensors und Messungen der Umgebungsbedingungen zu einem späteren Zeitpunkt; und Vergleichen des ersten und des zweiten Satzes von Positionen des mobilen Sensors und Messungen der Umgebungsbedingung, um zu ermitteln, ob sich die Messungen der Umgebungsbedingungen mit der Zeit verändert haben.
Leckerfassungssystem mit einer Sperre, das umfasst: eine Vielzahl von Leckerfassungsstrukturen (401–403), die unter einer Sperre angeordnet sind, wobei jede der Leckerfassungsstrukturen (401–403) eine Abflussanordnung (76) darin enthält; und eine Vielzahl von Fluidleitungen; dadurch gekennzeichnet, dass: die Vielzahl von Leckerfassungsstrukturen (401–403) übereinander geschichtet sind; eine im Wesentlichen undurchlässige Auskleidung (24) zwischen jeder der übereinander geschichteten Leckerfassungsstrukturen (401–403) angeordnet ist; jede der Vielzahl von Fluidleitungen an einem ersten Ende mit einer Abflussanordnung einer entsprechenden der Leckerfassungsstrukturen verbunden ist und an einem zweiten Ende an einer Zugangsposition (60) zugänglich ist; und die Zugangsposition nicht größer als zur Aufnahme eines mobilen Sensors erforderlich dimensioniert ist.
Leckerfassungssystem für eine Sperre nach Anspruch 16, das des Weiteren umfasst: eine Vorrichtung zum Erfassen eines Fluids in einer der Fluidleitungen, so dass Fluid, das durch die Sperre austritt, aufgrund der Schwerkraft in eine der Vielzahl von Abflussanordnungen (60) fließt und dort aufgefangen wird und weiter durch die entsprechende der Fluidleitungen zu der Zugangsposition fließt und erfasst wird.
Leckerfassungssystem für eine Sperre nach Anspruch 16 oder 17, das des Weiteren umfasst: eine Einrichtung zum Auffangen des austretenden Fluids an jedem der Vielzahl zweiter Leitungsenden.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach Anspruch 16, 17 oder 18, das des Weiteren umfasst: einen mobilen Sensor zum Erfassen von Lecks, der so bemessen ist, dass er in die Fluidleitung passt, und der durch einen vorgegebenen Abschnitt der Fluidleitung (701–703) und der Abflussanordnungen (76) der Leckerfassungsstruktur bewegt werden kann.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach einem der Ansprüche 16 bis 19, das des Weiteren umfasst: eine Vielzahl von Fluidleitungen (701–703), wobei jede der Vielzahl von Fluidleitungen (701–703) an einem ersten Ende mit einer Abflussanordnung (76) einer entsprechenden der Leckerfassungsstrukturen (401–403) verbunden ist und an einem zweiten Ende an einer Zugangsposition zugänglich ist, und wobei die Vielzahl von Fluidleitungen (701–703) über wenigstens einen Abschnitt ihrer jeweiligen Längen ineinander geschachtelt sind.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei jede der Leckerfassungsstrukturen (401–403) eine Vielzahl von Leckeingrenzungszonen (204) enthält und wobei jede der Abflussanordnungen (76) die Leckeingrenzungszonen (204) einer entsprechenden der Leckerfassungsstrukturen (401–403) durchläuft.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach einem der Ansprüche 16 bis 21, das des Weiteren umfasst: einen Füllstoff aus gering durchlässigem Material (203); wobei die Abflussanordnung (76) in der Leckerfassungsstruktur (401–403) verzweigte perforierte Rohre enthält, die sich im Wesentlichen über die gesamte Leckerfassungsstruktur (401–403) erstrecken, und wobei der Füllstoff aus gering durchlässigem Material (203) sich im Wesentlichen zwischen den verzweigten perforierten Rohren befindet, um die Leckeingrenzungszonen (204) zu definieren.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach Anspruch 22, wobei die verzweigten perforierten Rohre ein Fischgratmuster bilden, bei dem perforierte Rohre im Wesentlichen parallel von beiden Seiten eines Stammrohrs (202) abzweigen, und bei dem das Stammrohr mit der Fluidleitung (70) verbunden ist.
Leck-Erfassungs-und-Eingrenzungs-System (10) für eine Sperre nach einem der Ansprüche 16 bis 23, das des Weiteren umfasst: eine Vielzahl von Fluidleitungen (701–703); wobei wenigstens eine der Vielzahl von Leckerfassungsstrukturen (401–403) eine Vielzahl von Leckerfassungsmodulen (30) enthält und die Module (30) so miteinander verbunden sind, dass sie ein Gitter bilden, das unter einer Sperre anzuordnen ist und sich im Wesentlichen durchgehend erstreckt, so dass Fluid, das über ein Leck in der Sperre austritt und sich aufgrund der Schwerkraft nach unten bewegen würde, in einem oder mehreren Leckerfassungsmodulen aufgefangen und eingegrenzt wird, die sich unter dem Leck befinden; und wobei jede der Vielzahl von Fluidleitungen (701–703) an einem ersten Ende mit einem der Vielzahl von Leckerfassungsmodulen (30) verbunden ist und an einem zweiten Ende an einer Zugangsposition zugänglich ist.
Verfahren zum Konstruieren einer Einrichtung für den Einsatz als eine Sperre, das die folgenden Schritte umfasst: Herstellen eines Koordinatensystems zum Identifizieren bestimmter Positionen in der Einrichtung; Bereitstellen einer Vielzahl von Leckerfassungsmodulen (30), wobei die Koordinatenposition jedes Leckerfassungsmoduls in der Einrichtung bekannt ist; Verbinden der Vielzahl von Modulen (30) miteinander, so dass Fluid, das über ein Leck in einer Sperre austritt, die sich über den Leckerfassungsmodulen (30) befindet, in wenigstens einem Leckerfassungsmodul aufgefangen wird, das sich unter der Sperre befindet; und Installieren einer Vielzahl von Fluidleitungen (70), wobei jede der Vielzahl von Fluidleitungen (70) an einem ersten Ende mit einem der Vielzahl von Leckerfassungsmodulen (30) verbunden ist und an einem zweiten Ende an einem Zugangsdurchlass (60) zugänglich ist, wobei jede der Fluidleitungen (70) am zweiten Ende eine bekannte Verbindung mit dem entsprechenden der Vielzahl von Modulen (30) hat, dadurch gekennzeichnet, dass: der Zugangsdurchlass (60) nicht größer als zur Aufnahme eines mobilen Sensors erforderlich dimensioniert ist.