PL228599B1 - Device for hydromechanical cleaning and removing of bottom sediments from dam reservoirs - Google Patents
Device for hydromechanical cleaning and removing of bottom sediments from dam reservoirsInfo
- Publication number
- PL228599B1 PL228599B1 PL412852A PL41285215A PL228599B1 PL 228599 B1 PL228599 B1 PL 228599B1 PL 412852 A PL412852 A PL 412852A PL 41285215 A PL41285215 A PL 41285215A PL 228599 B1 PL228599 B1 PL 228599B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- sediment
- water
- sand trap
- conduit
- slotted
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catching Or Destruction (AREA)
- Barrages (AREA)
Description
(21) Numer zgłoszenia: 412852 (51) Int.CI.(21) Application number: 412852 (51) Int.CI.
E02B 3/02 (2006.01) E02F 5/28 (2006.01)E02B 3/02 (2006.01) E02F 5/28 (2006.01)
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 24.06.2015Patent Office of the Republic of Poland (22) Date of filing: 24/06/2015
Urządzenie do hydromechanicznego oczyszczania i usuwania osadów dennych ze zbiorników zaporowychA device for hydromechanical cleaning and removal of bottom sediments from dam reservoirs
σ>σ>
σ>σ>
m oom o. o
CMCM
CMCM
Q_Q_
PL 228 599 B1PL 228 599 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest instalacja do hydromechanicznego usuwania i rozdzielenia osadów dennych ze zbiorników zaporowych, pozwalająca na oczyszczenie dna zbiorników zaporowych z osadów oraz ich transport do dolnego stanowiska budowli piętrzącej i niwelację a nawet całkowitą likwidację erozji bezpośrednio przy dolnym stanowisku budowli piętrzącej.The subject of the invention is an installation for hydromechanical removal and separation of bottom sediments from dam reservoirs, allowing for the cleaning of the bottom of reservoirs from sediments and their transport to the lower position of the damming structure and leveling or even complete elimination of erosion directly at the bottom of the damming reservoir.
Piętrzenie wody w rzekach w celu utworzenia zbiornika retencyjnego powoduje istotna zmiana warunków przepływu. Przy znacznych wysokościach piętrzenia wody, rumowisko transportowane przez nurt rzeki osadza się w górnej części zbiornika, powodując zmniejszanie pojemności użytecznej zbiornika. Przy niższych piętrzeniach, budowanych na potrzeby poboru wody z rzeki na przykład dla przepompowni lub elektrowni wodnej, konieczne jest zabezpieczenie ujęcia wody przed rumowiskiem, by ustrzec przed uszkodzeniem lub zniszczeniem turbiny generatorów. Uniesienie punktów poboru wody poprzez zwiększenie głębokości wody w rzece, skutkuje zmniejszeniem średnich prędkości przepływu w pionie, co w konsekwencji związane jest z przerwaniem ciągłości przepływu transportowanego przez wodę rumowiska. Przyczynia się to do powstania dwóch zjawisk:The damming of water in rivers in order to create a retention reservoir causes a significant change in the flow conditions. At significant heights of water damming, the sediment transported by the river current settles in the upper part of the reservoir, reducing the usable capacity of the reservoir. At lower dams, built for the extraction of water from the river, for example for a pumping station or a hydroelectric power plant, it is necessary to protect the water intake against debris in order to prevent damage or destruction of the generator turbines. Raising the water intake points by increasing the water depth in the river results in the reduction of the average vertical flow velocities, which in turn is associated with the interruption of the continuity of the flow of sediment transported by the water. This contributes to two phenomena:
- zatrzymywania niesionego przez wodę materiału w zbiorniku lub osadniku;- retaining water-borne material in a tank or sedimentation basin;
- rozmycia dna i brzegów koryta rzeki poniżej piętrzenia.- blurring of the bottom and banks of the river bed below the damming.
Znane są techniczne metody usuwania osadów i przywracania pojemności zbiornika, do których można zaliczyć różne sposoby płukania rumowiska ze zbiornika lub bagrowania osadów. W przypadku klasycznego bagrowania osadów wykorzystuje się m.in. pogłębiarki ssące, których praca polega na zasysaniu wody i gruntu do rurociągu ssawnego podłączonego do pompy wydobywczej. Wydobyte rumowisko transportowane jest do dolnego poziomu budowli hydrotechnicznej i tam zrzucane do nurtu w miejsce uniesionego przez wodę złoża.There are known technical methods of sediment removal and restoration of the reservoir capacity, which may include various methods of washing sediment from the reservoir or dredging sediments. In the case of classic dredging of sludge, among others, suction dredgers whose work is to suck water and soil into a suction pipe connected to the extraction pump. The excavated sediment is transported to the lower level of the hydrotechnical structure and there it is dumped into the current in place of the deposit raised by the water.
Znane są sposoby bagrowania, w których zasysanie osadu i transport mieszaniny odbywa się wyłącznie przy wykorzystaniu różnicy poziomów wody między górnym i dolnym stanowiskiem budowli piętrzącej. Podczas bagrowania przewody, którymi transportowany jest osad z czaszy zbiornika do dolnego stanowiska, mogą być ułożone na dnie i przechodzić pod piętrzeniem (syfon) lub przewodami unoszącymi się na powierzchni i przeprowadzone ponad piętrzeniem (lewar). W pierwszym przypadku wlot do przewodu położony jest w górnej części do zbiornika i pozwala na ciągły pobór osadów. W drugim - przy bagrowaniu używa się barki, która umożliwia przemieszczanie po zbiorniku wlotu do przewodu ssawnego i sterowanie nim. Możliwe jest więc usuwanie osadu z różnych miejsc zbiornika. Grawitacyjne instalacje usuwania osadów poprzez hydrauliczne zasysanie określane są jako HSRS (Hydrosuction Sediment Removal System) lub SEPS (Sediment Evacuation Pipline System) opisane zostały w Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 121, Nr 6, czerwiec 1995, strony: 479-489.There are known dredging methods in which sucking up the sludge and transporting the mixture takes place only by using the difference in water levels between the upper and lower station of the damming structure. During dredging, the pipes used to transport the sediment from the reservoir to the lower station can be laid on the bottom and pass under the damming (siphon) or through the pipes floating on the surface and led above the dam (siphon). In the first case, the inlet to the pipe is located in the upper part of the tank and allows for continuous sludge intake. In the second - when dredging, a barge is used, which allows the inlet to the suction pipe to be moved around the tank and to be controlled. So it is possible to remove sediment from different places in the tank. Gravity sludge removal systems by hydraulic suction are referred to as HSRS (Hydrosuction Sediment Removal System) or SEPS (Sediment Evacuation Pipline System) and are described in Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 121, No. 6, June 1995, pages: 479-489.
Przy piętrzeniu wody dla potrzeb elektrowni wodnych, częstym elementem ujęcia wody są piaskowniki, w których celowo tworzy się warunki sprzyjające osadzania się rumowiska rzecznego oraz jego okresowego usuwaniu. Piaskownik taki najczęściej wykonuje się jako jeden lub dwa koryta betonowe z dnem w kształcie litery V. W klasycznych rozwiązaniach, przepływ wody przez piaskownik je st zatrzymywany, a zgromadzony osad jest wymywany silnym strumieniem wody i zrzucany do dolnego stanowiska.When damming water for the needs of hydroelectric power plants, sand traps are a frequent element of the water intake, in which conditions are deliberately created favoring the deposition of river sediment and its periodic removal. Such a sand trap is most often made as one or two concrete troughs with a V-shaped bottom. In classic solutions, the water flow through the sand trap is stopped, and the accumulated sediment is washed with a strong stream of water and discharged to the lower site.
Znane są także rozwiązania, które pozwalają usuwać rumowisko bez przerywania pracy piaskownika, także wyłącznie przy wykorzystaniu różnicy poziomów wody. Z opisu patentu WO/2002/088472 znana jest instalacja do usuwania piasku z piaskowników, zbiorników retencyjnych i sedymentacyjnych. Aby umożliwić nieprzerwaną pracę piaskowania, na jego dnie ułożony jest przewód z otworami. Początek przewodu w piaskowniku wystaje ponad poziom osadów, natomiast koniec wyprowadzony po za piaskownik. Po otworzeniu zasuwy na przewodzie, rozpoczyna się przepływ wody, która zasysa osad przez otwory w przewodzie do jego wnętrza. Woda wraz z usuwanym osadem zrzucana jest bezpośrednio do rzeki. Proces prowadzony jest wyłącznie dzięki różnicy poziomów wody w piaskowniku i rzece poniżej piętrzenia. Po opróżnieniu zasuwa jest zakręcana. Natężenie przepływy mieszaniny jest kontrolowane przez dodatkowy przewód, którym pobierana jest woda ponad warstwą osadu, a który łączy się z głównym przewodem poniżej odcinka z otworami. W innych rozwiązaniach, u podstawy ukośnych ścian piaskownika utworzony jest niewielki kanał o prostokątnym przekroju, który umożliwia stopniowe usuwanie osadu na długości piaskownika. Specjalny systemem zamknięć odcinają ten kanał od właściwego piaskownika. W rozwiązaniu firmy Bieri (system opatentowany przez Bieri Hydraulik, Szwajcaria) zamknięcie to tworzy szereg klap/żaluzji. Otwieranie i zamykanie ich wymaga j ednak dodatkowego napędu mechanicznego i źródła energii dla niego. W rozwiązaniu według patentuThere are also known solutions that allow to remove the debris without interrupting the sand trap, also only by using the difference in water levels. From the patent description WO / 2002/088472, an installation for removing sand from sand traps, retention and sedimentation reservoirs is known. To enable uninterrupted sandblasting work, a wire with holes is laid at its bottom. The beginning of the pipe in the sand trap protrudes above the sediment level, while the end leads beyond the sand trap. After opening the gate valve on the conduit, the flow of water begins, which sucks the sediment through the holes in the conduit to its interior. The water with the removed sediment is discharged directly into the river. The process is carried out solely due to the difference in water levels in the sand trap and the river below the damming. After emptying, the shutter is closed. The flow rate of the mixture is controlled by an additional pipe, which draws water above the sludge layer, and which connects to the main pipe below the section with holes. In other solutions, a small channel with a rectangular cross-section is formed at the base of the oblique sand trap walls, which allows gradual removal of sediment along the length of the sand trap. A special locking system cuts off this channel from the actual sand trap. In the Bieri solution (system patented by Bieri Hydraulik, Switzerland), this closure forms a series of flaps / shutters. However, opening and closing them requires an additional mechanical drive and a source of energy for it. In a solution according to the patent
PL 228 599 B1PL 228 599 B1
USA nr 5,330,289 (Serpent Sediment Sluicing System) kanał ten zamykany jest za pomocą elastycznego, giętkiego przewodu. W czasie pracy piaskownika przewód ten napełniony jest wodą i szczelnie zamyka kanał. W okresie wypłukiwania nagromadzonego piasku, przewód ten jest opróżniany z wody, unosi się na powierzchni wody, otwierając stopniowo kanał, którym przepływa woda wraz z rumowiskiem.No. 5,330,289 (Serpent Sediment Sluicing System), this channel is closed with a flexible, flexible conduit. When the sand trap is in operation, the conduit is filled with water and tightly closes the channel. During the period of washing away the accumulated sand, the conduit is emptied of water, it rises on the surface of the water, gradually opening a channel through which the water and rubble flows.
W opisanych rozwiązaniach nagromadzone w zbiorniku osady - rumowisko rzeczne, materiał organiczny, zanieczyszczenia - usuwane są bezpośrednio do rzeki. Z kolei w rozwiązaniu opisanym w Ecological Engineering Vol. 26, 2006 strony 182-189, aby nie pogarszać jakości wody w rzece poniżej piętrzenia, osad usuwany jest za pomocą systemu HSRS i kierowany jest do specjalnych stawów. W stawach tych materiał mineralny i organiczny osadza się, a czysta woda kierowana jest do rzeki. Często jednak nie jest możliwe stworzenie rozbudowanej infrastruktury do samoczynnej sedymentacji osadów i materiału organicznego.In the described solutions, the sediments accumulated in the reservoir - river sediment, organic material, pollutants - are removed directly to the river. In turn, in the solution described in Ecological Engineering Vol. 26, 2006 pages 182-189, in order not to worsen the water quality in the river below the damming, the sediment is removed by means of the HSRS system and directed to special ponds. In these ponds, mineral and organic material is deposited, and clean water is directed to the river. Often, however, it is not possible to create an extensive infrastructure for the self-sedimentation of sediments and organic material.
Dlatego celowym było opracowanie urządzenia jakie pozwoliłob y na nieprzerwane usuwanie rumowiska z górnego stanowiska piętrzenia i transport go do stanowiska dolnego, jakie nie wymagałoby budowy dodatkowych zbiorników lub osadników do sedymentacji osadów i cząstek organicznych przed odprowadzeniem wody do nurtu rzeki. Udało się to osiągnąć opracowując urządzenie według wynalazku.Therefore, it was purposeful to develop a device that would allow for the uninterrupted removal of sediment from the upper damming station and transport it to the lower one, which would not require the construction of additional tanks or settling tanks for sedimentation and organic particles before discharging water into the river current. This has been achieved by developing the device according to the invention.
Urządzenie do hydromechanicznego oczyszczania i usuwania osadów dennych ze zbiorników zaporowych według wynalazku, zawiera co najmniej dwa przewody o przekroju okrągłym: przewód rumowiska i wody jakie częściowo są połączone poprzez piaskownik szczelinowy i których wyloty znajdują się w dolnym stanowisku budowli piętrzącej. Średnice obu przewodów korzystnie są takie same, a ich wielkość zawarta jest w przedziale od 0,10 m do 1 m. Przy czym średnice przewodów rumowiska i wody określa się w oparciu o dane hydrologiczne zbiornika wodnego w jakim umieszczona jest budowla piętrząca w odniesieniu do natężenia objętościowego strumienia wody i rumowiska.The device for hydromechanical treatment and removal of sediments from dam reservoirs according to the invention comprises at least two round-section conduits: sediment and water conduits, which are partly connected by a slotted sand trap and whose outlets are located at the lower station of the damming structure. The diameters of both pipes are preferably the same, and their size is in the range from 0.10 m to 1 m. The diameters of the sediment and water pipes are determined based on the hydrological data of the water reservoir in which the damming structure is located in relation to the intensity volumetric flow of water and sediment.
Wlot do przewodu rumowiska, którym zasysane jest rumowisko i osad wraz z wodą, znajduje się blisko dna zbiornika/rzeki powyżej zapory, zatrzymującej rumowisko w zbiorniku i jest wykonany jako ruchoma, obrotowa wokół osi wzdłużnej przewodu rumowiska kształtka, której nie połączony z przewodem rumowiska odwiedziony jest od osi wzdłużnej przewodu rumowiska.The inlet to the sediment conduit, which sucks in the sediment and sediment together with the water, is located near the bottom of the reservoir / river above the dam, which holds the sediment in the reservoir, and is movable, rotating around the longitudinal axis of the sediment conduit, which is not connected to the sediment conduit is from the longitudinal axis of the sediment conduit.
W innym przykładzie wlot do przewodu rumowiska wykonany jest jako elastyczny fragment przewodu rumowiska odwiedziony od osi wzdłużnej przewodu rumowiska.In another example, the inlet to the sediment conduit is made as a flexible fragment of the sediment conduit away from the longitudinal axis of the sediment conduit.
Wlot przewodu wody, znajduje się pod zwierciadłem wody w zbiorniku, i zanurzony jest nie mniej niż pół metra poniżej zwierciadła wody w zbiorniku, a przewód wody pomiędzy wlotem wody a miejscem połączenia z przewodem rumowiska poprzez piaskownik szczelinowy jest zagięty tak, że zasadnicza część przewodu wody jest równoległa do przewodu rumowiska, przylega do przewodu rumowiska i znajduje się poniżej niego.The water line inlet is located under the water table in the tank and is immersed not less than half a meter below the water table in the tank, and the water line between the water inlet and the point of connection to the sediment line through the slotted sand trap is bent so that the main part of the water line it is parallel to the sediment conduit, adjacent to and below the sediment conduit.
Piaskownik szczelinowy zbudowany jest tak, że ma kształt zamkniętej i przedzielonej prętami komory o prostopadłościennym kształcie do jakiej przyłączone są rurowe przewody rumowis ka i wody oraz fragmenty tych przewodów przez jakie woda oraz rumowisko odpływa z piaskownika szczelinowego. Korzystnie gdy wylot przewodu rumowiska - górny przewód odpływowy odgięty jest od osi wzdłużnej przewodu rumowiska i odprowadzony do osadnika lub hydrocyklonu.The slotted sand trap is constructed in such a way that it has the shape of a closed and cuboidal chamber separated by bars, to which the debris and water pipes are connected, and the fragments of these pipes through which water and debris flows out of the slotted sand trap. Preferably, the outlet of the sediment conduit - the upper drain conduit is folded away from the longitudinal axis of the sediment conduit and discharged to a settling tank or hydrocyclone.
Na odcinku piaskownika szczelinowego przekroje przewodów zmieniają się z kołowych na prostokątne o szerokości w dnie nie mniejszej niż średnica przewodów. Długość piaskownika szczelinowego jest większa lub równa 20 średnicom przewodów. W 3/4 długości piaskownika, licząc od wlotu wody oraz rumowiska wykonane są co najmniej trzy, korzystnie szczelin, o szerokości od 2 cm do 5 cm, dobranej w zależności od średnicy miarodajnej usuwanego rumowiska. Przy czym korzystnie gdy odstęp między szczelinami równy jest szerokości szczeliny (szczeliny powstają poprzez wycięcie w dnie prostokątnego otworu, odstępy między tymi otworami mają szerokość tych szczelin). Piaskownik szczelinowy ustawiony jest korzystnie poziomo lub w innym przykładzie wykonania pod kątem nie większym 15° do poziomu.In the section of the slotted sand trap, the conductor cross-sections change from circular to rectangular, with a width at the bottom not less than the conductor diameter. The length of the slotted sand trap is greater than or equal to 20 pipe diameters. In 3/4 of the length of the sand trap, counting from the water inlet and the sediment, there are at least three, preferably, gaps, 2 cm to 5 cm wide, selected depending on the representative diameter of the sediment to be removed. Preferably, when the distance between the slots is equal to the width of the slot (the slots are formed by cutting a rectangular opening in the bottom, the intervals between these openings have the width of these slots). The slotted sand trap is preferably horizontal or in another embodiment at an angle of not more than 15 ° to the horizontal.
Podczas konstruowania urządzenia według wynalazku przyjęto, że działanie piaskownika będzie skuteczne wtedy, kiedy dolnym przewodem odpływa rumowisko grube (pi) bez domieszki rumowiska z frakcją drobną i organiczną (P2). Potwierdziły to badania laboratoryjne, w jakich efektywność działania urządzenia według wynalazku, obliczono jako iloczyn obu wspomnianych sprawności E = pi p2, i dochodziła ona do 90%.During the construction of the device according to the invention, it was assumed that the operation of the sand trap would be effective when coarse sediment (pi) flows through the lower conduit without any admixture of sediment with fine and organic fraction (P2). This was confirmed by laboratory tests, in which the efficiency of the device according to the invention was calculated as the product of both the aforementioned efficiencies E = pi p2, and it reached 90%.
PL 228 599 B1PL 228 599 B1
Dodatkowo jak wskazały badania prototypu prędkość przepływu mieszaniny v (wody i rumowiska) oraz prędkość swobodnego opadania wss cząstki w wodzie są czynnikami najistotniejszymi dla skutecznego usuwania rumowiska. Dodatkowo prędkość opadania zależy od wielkości, kształtu ziarna, gęstości oraz od tego czy opada pojedyncze ziarno (swobodne opadanie) czy większa ich ilość (opadanie skrępowane). Największą efektywność pracy piaskownika występuje kiedy prędkość średnia jest mniejsza od prędkości swobodnego opadania cząstki które miałyby być usunięte.Additionally, as indicated by the prototype tests, the velocity of the mixture flow v (water and sediment) and the velocity of free fall wss, particles in the water are the most important factors for effective sediment removal. In addition, the falling speed depends on the size, shape of the grain, density and whether a single grain falls (free falling) or a larger number (restricted falling). The sand trap is most effective when the average velocity is lower than the free fall velocity of the particles to be removed.
W badaniach dla cząstek kulistych o średnicy 6 mm i o różnych gęstościach piaskownik najskuteczniej pracował przy v = 0,4 m/s a prędkość wss = 0,53 m/s czyli v/wss = 0,75.In tests for spherical particles with a diameter of 6 mm and with different densities, the sand trap was most effective at v = 0.4 m / s and the speed wss = 0.53 m / s, i.e. v / wss = 0.75.
Na tej podstawie określono, że podczas usuwania ziaren frakcji żwirowej (2-25 mm) prędkość przepływu wody w przewodach piaskownika nie powinna być większa niż 0,3 m/s, co zapewnia konstrukcja według wynalazku.On this basis, it was determined that when removing the grains of the gravel fraction (2-25 mm), the speed of water flow in the sand trap pipes should not exceed 0.3 m / s, which is ensured by the structure according to the invention.
(wss = 0,3 m/s dla ziaren o średnicy 2 mm) co odpowiada objętościowemu natężeniu przepływu wody 8,6 m3/h (d = 0,1 m) i 860 m3/h (d = 1 m).(WSS = 0.3 m / s for particles with a diameter of 2 mm), which corresponds to the volumetric water flow rate 8.6 m 3 / h (d = 0.1 m) and 860 m 3 / h (d = 1 m).
Mieszanina wody i rumowiska dopływa przewodem rumowiska do piaskownika szczelinowego. W wyniku przepływu przez piaskownik, grubszy materiał mineralny (rumowisko wleczone) opada przez szczeliny do dolnego przewodu, którym jest transportowany bezpośrednio do dolnego stanowiska budowli piętrzącej. Woda unosząca drobniejsze frakcje oraz materiał organiczny (rumowisko unoszone i zawieszone), przepływająca ponad szczelinami piaskownika, kierowana jest korzystnie przewodem do osadnika lub hydrocyklonu położonego obok budowli upustowej zbiornika w celu dalszego oddzielenia części stałych od wody. Osad ten - w zależności od składu chemicznego (szczególnie metali ciężkich) - może być wykorzystany jako nawóz.The mixture of water and sediment flows through the sediment conduit to the crevice sand trap. As a result of the flow through the sand trap, the thicker mineral material (dragged sediment) falls through the slots into the lower conduit, which is transported directly to the lower position of the damming structure. The water that carries the finer fractions and the organic material (suspended and suspended sediment) flowing over the sand trap gaps is preferably directed via a conduit to a settling tank or hydrocyclone located next to the tank discharge structure to further separate the solids from the water. This sludge - depending on the chemical composition (especially heavy metals) - can be used as fertilizer.
Jak pokazały testy laboratoryjne oraz badania rzeczywiste w małej skali opracowane urządzenie pozwala znacząco ograniczyć lub nawet wyeliminować zjawisko erozji w dolnym stanowisku budowli piętrzącej.As shown by laboratory tests and small-scale real tests, the developed device allows to significantly reduce or even eliminate the erosion phenomenon in the lower stand of the damming structure.
Urządzenie do hydromechanicznego oczyszczania i usuwania osadów dennych ze zbiorników zaporowych przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy wzdłużny urządzenia według wynalazku, fig. 2 przedstawia widok urządzenia z góry.The device for hydromechanical cleaning and removal of bottom sediments from dam reservoirs is shown in the drawing, in which fig. 1 shows a longitudinal vertical section of the device according to the invention, fig. 2 shows a top view of the device.
P r z y k ł a d IP r z k ł a d I
Urządzenie do hydromechanicznego oczyszczania i usuwania osadów dennych ze zbiorników zaporowych według wynalazku, zawiera dwa przewody o przekroju okrągłym: przewód rumowiska (2) i wody (3) jakie częściowo są połączone poprzez piaskownik szczelinowy (4) i których wyloty znajdują się w dolnym stanowisku budowli piętrzącej (1). Średnice obu przewodów są takie same, a ich wielkość wynosi 1 m.The device for hydromechanical treatment and removal of bottom sediments from dam reservoirs according to the invention includes two pipes with a circular cross-section: sediment (2) and water (3), which are partially connected by a slotted sand trap (4) and whose outlets are located at the lower site of the structure damming (1). The diameters of both hoses are the same and their size is 1 m.
Wlot do przewodu rumowiska (2), którym zasysane jest rumowisko i osad wraz z wodą, znajduje się blisko dna zbiornika/rzeki powyżej zapory (1), zatrzymującej rumowisko w zbiorniku i jest wykonany jako ruchoma, obrotowa wokół osi wzdłużnej przewodu rumowiska (2) kształtka, której nie połączony z przewodem rumowiska (2) odwiedziony jest od osi wzdłużnej przewodu rumowiska (2).The inlet to the sediment conduit (2), which sucks in the sediment and sediment together with the water, is located near the bottom of the reservoir / river above the dam (1), which holds the sediment in the reservoir, and is movable, rotating around the longitudinal axis of the sediment conduit (2) the fitting, which is not connected to the sediment conduit (2) and is located away from the longitudinal axis of the sediment conduit (2).
Wlot przewodu wody (3), znajduje się pod zwierciadłem wody w zbiorniku, i zanurzony jest pół metra poniżej zwierciadła wody w zbiorniku, a przewód wody (3) pomiędzy wlotem wody a miejscem połączenia z przewodem rumowiska (2) poprzez piaskownik szczelinowy (4) jest zagięty tak, że zasadnicza część przewodu wody (3) jest równoległa do przewodu rumowiska (2), przylega do przewodu rumowiska (2) i znajduje się poniżej niego.The water line inlet (3) is located under the water table in the tank, and is immersed half a meter below the water table in the tank, and the water line (3) between the water inlet and the point of connection with the sediment line (2) through the slotted sand trap (4) it is bent so that a substantial part of the water line (3) is parallel to the rubble line (2), adjacent to, and below the rubble line (2).
Piaskownik szczelinowy (4) zbudowany jest tak, że ma kształt zamkniętej i przedzielonej prętami komory o prostopadłościennym kształcie do jakiej przyłączone są rurowe przewody rumowiska (2) i wody (3) oraz fragmenty tych przewodów (5) i (6) przez jakie woda oraz rumowisko odpływa z piaskownika szczelinowego (4). Wylot przewodu rumowiska 2 - górny przewód odpływowy (6) odgięty jest od osi wzdłużnej przewodu rumowiska (2) i odprowadzony do osadnika lub hydrocyklonu.The slotted sand trap (4) is constructed in such a way that it has the shape of a closed and cuboidal chamber separated by bars, to which the sediment (2) and water (3) pipes are connected, and the fragments of these pipes (5) and (6) through which water and the debris flows out of the slotted sand trap (4). Outlet of the sediment conduit 2 - the upper drain conduit (6) is bent from the longitudinal axis of the sediment conduit (2) and discharged to a sedimentation tank or hydrocyclone.
Na odcinku piaskownika szczelinowego (4) przekroje przewodów rumowiska (2) i wody (3) zmieniają się z kołowych na prostokątne o szerokości w dnie równej średnicy przewodów. Długość piaskownika szczelinowego (4) jest równa 20 średnicom przewodów (2) i (3). W 3/4 długości piaskownika, licząc od wlotu przewodów wody oraz rumowiska wykonane są trzy szczeliny o szerokości 2 cm a odstęp między szczelinami równy szerokości szczeliny (płaskowniki oddzielające szczeliny mają szerokość tych szczelin). Piaskownik szczelinowy ustawiony jest poziomo.In the section of the slotted sand trap (4), the cross-sections of the rubble (2) and water (3) conduits change from circular to rectangular with the width at the bottom equal to the diameter of the conduits. The length of the slotted sand trap (4) is equal to 20 diameters of pipes (2) and (3). In 3/4 of the length of the sand trap, counting from the inlet of the water and debris lines, there are three 2 cm wide gaps and the gap between the gaps is equal to the width of the gap (the flat bars separating the gaps have the width of these gaps). The slotted sand trap is positioned horizontally.
W badaniach laboratoryjnych efektywność działania urządzenia według wynalazku, obliczono jako iloczyn obu wspomnianych sprawności E = pi p2, i dochodziła ona do 90%.In laboratory tests, the efficiency of the device according to the invention was calculated as the product of the two efficiencies E = pi p2 mentioned and it reached 90%.
PL 228 599 B1PL 228 599 B1
Mieszanina wody i rumowiska dopływa przewodem rumowiska (2) do piaskownika szczelinowego (4). W wyniku przepływu przez piaskownik, grubszy materiał mineralny (rumowisko wleczone) opada przez szczeliny do dolnego przewodu (5), którym jest transportowany bezpośrednio do dolnego stanowiska budowli piętrzącej (1). Woda unosząca drobniejsze frakcje oraz materiał organiczny (rumowisko unoszone i zawieszone), przepływająca ponad szczelinami piaskownika, kierowana jest korzystnie przewodem (6) do osadnika lub hydrocyklonu położonego obok budowli upustowej zbiornika w celu dalszego oddzielenia części stałych od wody. Osad ten - w zależności od składu chemicznego (szczególnie metali ciężkich) - może być wykorzystany jako nawóz.The mixture of water and sediment flows through the sediment conduit (2) to the crevice sand trap (4). As a result of the flow through the sand trap, the thicker mineral material (dragged sediment) falls through the slots into the lower conduit (5), which is transported directly to the lower station of the damming structure (1). The water carrying the finer fractions and the organic material (suspended and suspended sediment) flowing over the sand trap gaps is preferably directed via a line (6) to a settling tank or hydrocyclone located next to the tank discharge structure to further separate the solids from the water. This sludge - depending on the chemical composition (especially heavy metals) - can be used as fertilizer.
Jak pokazały testy laboratoryjne oraz badania rzeczywiste w małej skali opracowane urządzenie pozwala znacząco ograniczyć lub nawet wyeliminować zjawisko erozji w dolnym stanowisku budowli piętrzącej.As shown by laboratory tests and small-scale real tests, the developed device allows to significantly reduce or even eliminate the erosion phenomenon in the lower stand of the damming structure.
P r z y k ł a d IIP r z x l a d II
Urządzenie do hydromechanicznego oczyszczania i usuwania osadów dennych ze zbiorników zaporowych według wynalazku, przewody o przekroju okrągłym: przewód rumowiska (2) i wody (3) jakie częściowo są połączone poprzez piaskownik szczelinowy (4) i których wyloty znajdują się w dolnym stanowisku budowli piętrzącej (1). Średnice obu przewodów są takie same, a ich wielkość wynosi 0,1 m.Device for hydromechanical treatment and removal of sediments from dam reservoirs according to the invention, pipes with a circular cross-section: sediment (2) and water (3) conduits, which are partially connected by a slotted sand trap (4) and whose outlets are located in the lower stand of the damming structure ( 1). The diameters of both hoses are the same and their size is 0.1 m.
Wlot do przewodu rumowiska (2), którym zasysane jest rumowisko i osad wraz z wodą, znajduje się blisko dna zbiornika/rzeki powyżej zapory (1), zatrzymującej rumowisko w zbiorniku i jest wykonany jako elastyczny fragment przewodu rumowiska (2) odwiedziony od osi wzdłużnej przewodu rumowiska (2).The inlet to the sediment conduit (2), which sucks in the sediment and sediment together with the water, is located near the bottom of the reservoir / river above the dam (1), which holds the sediment in the reservoir and is made as a flexible fragment of the sediment conduit (2) removed from the longitudinal axis the debris pipe (2).
Wlot przewodu wody (3), znajduje się pod zwierciadłem wody w zbiorniku, i zanurzony jest pół metra poniżej zwierciadła wody w zbiorniku, a przewód wody (3) pomiędzy wlotem wody a miejscem połączenia z przewodem rumowiska (2) poprzez piaskownik szczelinowy (4) jest zagięty tak, że zasadnicza część przewodu wody (3) jest równoległa do przewodu rumowiska (2), przylega do przewodu rumowiska (2) i znajduje się poniżej niego.The water line inlet (3) is located under the water table in the tank, and is immersed half a meter below the water table in the tank, and the water line (3) between the water inlet and the point of connection with the sediment line (2) through the slotted sand trap (4) it is bent so that a substantial part of the water line (3) is parallel to the rubble line (2), adjacent to, and below the rubble line (2).
Piaskownik szczelinowy (4) zbudowany jest tak, że ma kształt zamkniętej i przedzielonej prętami komory o prostopadłościennym kształcie do jakiej przyłączone są rurowe przewody rumowiska (2) i wody (3) oraz fragmenty tych przewodów (5) i (6) przez jakie woda oraz rumowisko odpływa z piaskownika szczelinowego (4). Wylot przewodu rumowiska 2 - górny przewód odpływowy (6) odgięty jest od osi wzdłużnej przewodu rumowiska (2) i odprowadzony do osadnika lub hydrocyklonu.The slotted sand trap (4) is constructed in such a way that it has the shape of a closed and cuboidal chamber separated by bars, to which the sediment (2) and water (3) pipes are connected, and the fragments of these pipes (5) and (6) through which water and the debris flows out of the slotted sand trap (4). Outlet of the sediment conduit 2 - the upper drain conduit (6) is bent from the longitudinal axis of the sediment conduit (2) and discharged to a sedimentation tank or hydrocyclone.
Na odcinku piaskownika szczelinowego (4) przekroje przewodów rumowiska (2) i wody (3) zmieniają się z kołowych na prostokątne o szerokości w dnie równej średnicy przewodów. Długość piaskownika szczelinowego (4) jest równa 20 średnicom przewodów (2) i (3). W 3/4 długości piaskownika, licząc od wlotu przewodów wody oraz rumowiska wykonane są trzy szczeliny o szerokości 5 cm, a odstęp między szczelinami równy szerokości szczeliny (pręty płaskie oddzielające szczeliny mają szerokość tych szczelin). Piaskownik szczelinowy ustawiony jest pod kątem 15° do poziomu.In the section of the slotted sand trap (4), the cross-sections of the rubble (2) and water (3) conduits change from circular to rectangular with the width at the bottom equal to the diameter of the conduits. The length of the slotted sand trap (4) is equal to 20 diameters of pipes (2) and (3). In 3/4 of the length of the sand trap, counting from the inlet of the water and debris lines, there are three 5 cm wide gaps, and the gap between the gaps is equal to the width of the gap (flat bars separating the gaps have the width of these gaps). The slotted sand trap is set at an angle of 15 ° to the horizontal.
W badaniach laboratoryjnych efektywność działania urządzenia według wynalazku, obliczono jako iloczyn obu wspomnianych sprawności E = ip- i dochodziła ona do 90%.In laboratory tests, the efficiency of the device according to the invention was calculated as the product of the two efficiencies E = ip- mentioned and it reached 90%.
Mieszanina wody i rumowiska dopływa przewodem rumowiska (2) do piaskownika szczelinowego (4). W wyniku przepływu przez piaskownik, grubszy materiał mineralny (rumowisko wleczone) opada przez szczeliny do dolnego przewodu (5), którym jest transportowany bezpośrednio do dolnego stanowiska budowli piętrzącej (1). Woda unosząca drobniejsze frakcje oraz materiał organiczny (rumowisko unoszone i zawieszone), przepływająca ponad szczelinami piaskownika, kierowana jest korzystnie przewodem (6) do osadnika lub hydrocyklonu położonego obok budowli upustowej zbiornika w celu dalszego oddzielenia części stałych od wody. Osad ten - w zależności od składu chemicznego (szczególnie metali ciężkich) - może być wykorzystany jako nawóz.The mixture of water and sediment flows through the sediment conduit (2) to the crevice sand trap (4). As a result of the flow through the sand trap, the thicker mineral material (dragged sediment) falls through the slots into the lower conduit (5), which is transported directly to the lower station of the damming structure (1). The water carrying the finer fractions and the organic material (suspended and suspended sediment) flowing over the sand trap gaps is preferably directed via a line (6) to a settling tank or hydrocyclone located next to the tank discharge structure to further separate the solids from the water. This sludge - depending on the chemical composition (especially heavy metals) - can be used as fertilizer.
Jak pokazały testy laboratoryjne oraz badania rzeczywiste w małej skali opracowane urządzenie pozwala znacząco ograniczyć lub nawet wyeliminować zjawisko erozji w dolnym stanowisku budowli piętrzącej.As shown by laboratory tests and small-scale real tests, the developed device allows to significantly reduce or even eliminate the erosion phenomenon in the lower stand of the damming structure.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412852A PL228599B1 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Device for hydromechanical cleaning and removing of bottom sediments from dam reservoirs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412852A PL228599B1 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Device for hydromechanical cleaning and removing of bottom sediments from dam reservoirs |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL412852A1 PL412852A1 (en) | 2017-01-02 |
| PL228599B1 true PL228599B1 (en) | 2018-04-30 |
Family
ID=57629046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL412852A PL228599B1 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Device for hydromechanical cleaning and removing of bottom sediments from dam reservoirs |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL228599B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114753314B (en) * | 2022-04-24 | 2024-01-19 | 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 | Sediment outflow structure of many silt channels |
-
2015
- 2015-06-24 PL PL412852A patent/PL228599B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL412852A1 (en) | 2017-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7943039B1 (en) | Catch basin for salt water sand | |
| US6953528B2 (en) | Flow control suction barrier apparatus and system | |
| US3854291A (en) | Self-cleaning filter for hydrological regeneration | |
| EP2436843B1 (en) | Method for forming reclaimed land within seawall and construction equipment thereof | |
| US7226242B2 (en) | Catch basin for salt water sand | |
| CN104805799A (en) | Heavy metal-polluted ephemeral stream sediment dredging method | |
| KR101656664B1 (en) | Cartridge modular infiltration trench preprocessing tank, filtration apparatus using the same and rainwater filtration method using the same | |
| JPH05505004A (en) | Method and apparatus for removing coarse sandstone from sewage | |
| CN108619787A (en) | Setting pot sandstone cleaning plant | |
| KR101067699B1 (en) | Non-point pollution decrease facilities by using a turbulent flow and filtration function | |
| PL228599B1 (en) | Device for hydromechanical cleaning and removing of bottom sediments from dam reservoirs | |
| KR100819548B1 (en) | A river pollutant removing equipment | |
| RU2186902C1 (en) | Process of erection of alluvial man-made deposit | |
| JP2011052376A (en) | Method for cleaning buried pipe for sewage | |
| Auel et al. | Sediment management in the Solis reservoir using a bypass tunnel | |
| KR101181324B1 (en) | Water treatment system | |
| JP2006082005A (en) | Muddy water treatment system and muddy water treatment method therefor | |
| EP3751057B1 (en) | Material transfer system for a body of water | |
| CN110914199A (en) | Deposit control system | |
| KR102036353B1 (en) | Environment-friendly duct-type eco-beam | |
| JP2008308894A (en) | Triple lake dam structure | |
| RU2604492C1 (en) | Method of cleaning water bodies from alluviums | |
| KR101239754B1 (en) | Lie-down type precipitation facility | |
| RU2219305C1 (en) | Process to clean beads of small rivers | |
| KR100680156B1 (en) | Sediment remove facility for river bottom |