SK3952001A3 - Measuring, warning and protecting system for the prevention of river polutions - Google Patents

Description

Merací, výstražný a ochranný systém na zabránenie zamorenia riek.

Oblasť techniky

Na riekach sa nachádzajú početné priemyselné zariadenia, ktoré využívajú vodu na chladenie chemicko-fyzikálnych procesov, na zmiešanie svojich substancií s riečnou vodou, na preplachovanie a čistenie nimi spracovávaných materiálov. Rieky sú rastúcou industrializáciou silno ohrozené, pretože mnohé priemyselné podniky nerobia nevyhnutné ochranné opatrenia na zariadeniach svojho podniku. Aby sa predišlo znečisťovaniu riek, popíšeme jeden merací, výstražný a ochranný systém, ktorý umožňuje optimálne kontrolovať meraciu techniku rieky a riadiť zásahový systém, ktorý vodu pri znečistení prechodne zachytí a tým si vytvorí čas pre nutné ochranné opatrenia.

Tieto opatrenia sú obzvlášť dôležité v oblastiach, ktoré disponujú len slabo rozvinutou infŕaštruktúrou. Tuná sa musia urobiť špeciálne opatrenia. Tieto opatrenia budú popísané v nasledujúcich kapitolách.

Doterajší stav techniky

V histórii posledného desaťročia sa stalo niekoľko nehôd na silne industrializovaných tokoch. Také nehody sú známe na Rýne po jednom požiari v švajčiarskom Sandoze v roku 1988. Vtedy sa dostalo väčšie množstvo škodlivej látky s hasiacou vodou do Rýna, pretože neboli plánované a vybudované žiadne zodpovedajúce rezervoáre. Z jednej zlatej bane v Kolumbii unikla v 90-tych rokoch viackrát kyanid obsahujúca čistiaca voda do rieky. Na Theise sa stala v roku 2000 podobná nehoda. Rovnako sa pomerne často sa vyskytujú menšie havárie na menej známych riekach, ktoré sa na verejnosť ani nedostanú. Sú to postupné zamorenia ťažkými kovmi, ktoré sú často príčinou zákerných chorôb.

Aby sme sa takého zamorenia vyvarovali sú známe systémy, ktoré slúžia k tomu, aby vylievajúce sa nechcené škodlivé látky z podnikových hraničných oblastí sa správne registrovali a taký rýchly výstražný systém sa uviedol do činnosti, ktorý by umožnil zaviesť opatrenia proti ďalšiemu rozširovaniu zamorenia.

·· ···· • · · • · ·	• · • · • ·	···· • ···	·· · • · · · • · ·
• · ·	··	···	·· ··

Na Rýne sa prevádzkuje jeden výstražný systém z meracích prístrojov TOC, ktorý sa nainštaloval v uzlových bodoch podnikových okruhoch chladiacej vody. Ak sa objaví trhlina na deliacej stene medzi okruhom vody výrobného procesu a okruhom chladiacej vody, dostane sa voda z výrobného procesu do chladiacej vody. Pri zvýšení koncentrácie organického uhlíka na asi 30 jednotlivých kanáloch spájajúcich sa v uzlových bodoch bude sa tlačiť prúd vody do Rýna, a preto sa musí trhlina hľadať, nájsť a odstrániť.

Podstata vynálezu

V oblastiach, ktoré disponujú slabo rozvinutou infraštruktúrou, je ťažké realizovať veľký počet meracích, výstražných a ochranných systémov. Väčšinou nedovoľujú finančné prostriedky nainštalovať väčší počet výstražných prístrojov. Okrem toho je často nutné rozsiahle vzdelávanie v širokej oblasti, dokonca v celej postihnutej oblasti, ktoré rovnako ovplyvňuje pôsobnosť zariadení.

V menej rozvinutých alebo pod ochranu prírody spadajúcich teritóriách môžeme uprednostniť nasadenie takých systémov, ktoré sú umiestnené v niekoľkých hlavných uzlových bodoch, ale ináč pozostávajú z pohyblivých jednotiek. Vďaka rýchlemu vývoju mikrosystémovej techniky v posledných rokoch, mohli sa vyvinúť súčasné meracie, výstražné a ochranné systémy, ktoré môžu byť zavedené aj na najmenšom priestore a teda aj v mobilnom okruhu môžu byť úspešne nasadené. Mobilné pozorovanie musí byť ale vykonávané v rýchlom slede, aby na ochranné opatrenia ešte zostalo dosť času. Na tomto princípe sú tuná, popri cestných dopravných prostriedkoch, opatrenia monitorovania vzduchu nenahraditeľné. Najlepšie sa na túto úlohu hodia vrtuľníky (1), ktoré môžu určiť • vizuálny súhrn príznakov (fenotyp), farbu, zákal, tvorenie peny na rieke pomocou kamery (4) • anomálie v podnikovej oblasti, prietrž hrádze na odkalištiach, nehody na armatúrach • brať vzorky vody a ihneď ich na lietajúcom stroji vyhodnotiť, a ·· ···· ·· ···· ·· • · · ··· ··· • · · · · ··· · · ·· ··· ·· ··· • výsledky prostredníctvom moderných komunikačných prostriedkov postúpiť na centrálu (pozri obrázok 1).

Prehľad obrázkov na výkresoch

Predmetný vynález bude zobrazený na priložených obrázkoch, kde :

Obrázok 1 zobrazuje pozorovanie tokov vizuálnym a fotografickým spôsobom, ako aj odoberanie vzoriek vody z rieky a okamžitú rýchlu analýzu, tuná napríklad z monitorovacieho vrtuľníka. Obrázok 2 zobrazuje vyobrazenie meracieho systému. Obrázok 3 zobrazuje vzduchom plnenú vodnú priehradu z umelej látky. Obrázok 4 zobrazuje hlavný tok so záchytným bazénom a obrázok 5 znázorňuje vyobrazenie záchytného bazéna.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Výsledky môžu byť odoslané prostredníctvom rádia, najlepšie bezdrôtového telefónu (Handy) 10 do centrály dispečingu 12. Táto metóda umožňuje nasadenie mikropočítačov, ktoré zasa umožňujú publikovanie údajov na Internete, pozri obrázok 2. Prostredníctvom týchto opatrení je potrebné odstrániť rozpory s normami životného prostredia. Tieto normy životného prostredia spolu s miestnymi smernicami týkajúcimi sa kvality vody, ako aj časové objektívne zhodnotenie zmien na toku slúžia k lepšiemu zadeleniu povinností a stanoveniu odpočtových kritérií, s ktorými sa ľahšie dajú vybrať optimálne opatrenia z oblastného katalógu parametrov.

Meranie kvality vody je len prvým krokom k predchádzaniu haváriám. Bez rýchlych zásahov nie sú možné nijaké ochranné opatrenia. Z tohto hľadiska je nutné alarmovať zásahový personál na dispečingu a aktivovať spomínané zásahové systémy v uzlových bodoch. Systém musí byť tak rozložený, aby v čo najkratšom čase bolo možné odvrátenie zamorenej vodnej masy. Na to sa najlepšie hodia nafukovacie vzduchové vankúše 16, ktoré pospájané vytvoria stenu krížom cez smer prúdu, pozri obrázok 3. Uzávery sa nafúkajú vzduchom 21 a za niekoľko minút sa rozvinú do plnej veľkosti. Vhodne uložené ukotvenia 15 sa postarajú o mechanickú stabilitu. Kompresor vháňajúci vzduch 18 alebo plynové fľaše so stlačeným vzduchom budú umiestnené v budove alebo v bunkri v zemi. Potrubie 19 spája kompresor alebo batériu fliaš so ·· ···· ·· ···· ·· • · ···· ··· • · · · · ··· · · ·· ··· ·· ··· vzduchovými vankúšmi 16. Odporúča sa zostaviť vankúše z viacerých segmentov. Tieto segmenty sú navzájom spojené spätným ventilom, takže vzduch môže prúdiť vždy len jedným smerom. Prostredníctvom týchto opatrení sa zaručí, že priesak jedného segmentu nepovedie k znefunkčneniu celého vodného prehradenia. Odsatie vzduchu 20 po ukončení práce sa uskutoční s tým istým kompresorom 18 cez spätné potrubie. Aby sa táto nafukovacia priehradná stena z umelej hmoty po dokončení práce mohla znovu stiahnuť na dno rieky a tam sa zložiť na jeden malý, a predovšetkým plocholežiaci modul na dne rieky, musí byť v stene zabudované zariadenie spätného stiahnutia.

Toto zariadenie sa musí pravidelne obmieňať, preskúšavať a udržiavať v dobrom stave. Malo by byť prispôsobené prírode a v krajine by malo byť postavené úplne nenápadne. Sedimenty a ľad sa musia z priehradného zariadenia odstrániť, poprípade držať na odľahlom mieste.

Zadržaná vodná masa sa musí samozrejme viesť do umelých záchytných bazénov 28. Tieto bazény musia byť zapustené do zeme a jedným prívodným kanálom 27 musia byť spojené s tokom. Nádrže musia byť vypočítané tak, že priemerná vodná masa, ktorá predstavuje havarijný prípad, môže byť v nich zachytená a ošetrená, pozri obrázok 4. Malá hĺbka vody sa napriek tomu môže v záchytných bazénoch stále udržiavať, pozri obrázok 5. Toto množstvo vody slúži v obdobiach sucha ako rezervoár vody a môže sa časom využiť ako druh rekreačnej oblasti.

Zhrnutie

K ochrane riek od znečistenia z priemyselných podnikov odporúča sa použiť merací, výstražný a ochranný systém. Pre meranie nechtiac vytečenej zamorenej vodnej masy z priemyselných zariadení sa odporúča použiť merací systém pozostávajúci zo stacionárnych uzlových bodov a z jednotlivých mobilných meracích staníc. Tieto stanice sa budú vyrábať také malé, že ich zabudovanie a prevádzka sú možné v autách, lodiach, ale predovšetkým v lietadlách, vrtuľníkoch alebo v teplovzdušných balónoch. Optické metódy vo vzduchu získavajú stále viac na význame. Takto sa môžu najlepšie pozorovať stav, farba, správanie sa a tvorba peny na vode. Naviac sa dajú odoberať vzorky vody a na palube vozidla, plavidla alebo lietajúceho objektu sa dajú • · • · »· ···· ·· ···· • · • ··· ·· · ·· ··· ·· · analyzovať. Údaje sa spracujú na počítači a potom sa cez Internet alebo aj mobilný telefón pošlú do centrálnej pozorovateľne. Tuná sa rozhodne o odvrátení toku do záchytných bazénov v krízovej situácii.

Ako vodné prehradenie proti zamorenej vodnej masy slúžia nafukovacie steny z umelej hmoty, ktoré v normálnom prípade ležia na dne rieky, avšak v tiesni je ich možné nafúkať plánovanou rýchlosťou, pozri obrázok 3. V takom prípade je voda odvádzaná do umelých bazénov, kde sa zachytí a môže sa ošetriť. Bazény môžu po zlepšení technického stavu vody slúžiť okolitým podnikom pre rekreačné alebo hospodárske účely, poprípade môžu byť využité v suchom období do určitej miery ako zásobárne vody.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Merací, výstražný a ochranný systém na predchádzanie nehodám na riekach v oblastiach so slabo rozvinutou infraštruktúrou vyznačujúci sa tým, že slúži k vzájomnému prepojeniu meraní vodnej sústavy stacionárnych bodov a mobilných pozorovacích jednotiek, ktorých mobilné pozorovanie pokračuje predovšetkým vzdušnou cestou, aby sa jednotlivé úseky rieky mohli v reálnom čase monitorovať prostredníctvom niekoľkých vzdušných pozorovacích jednotiek.
2. 2. Merací, výstražný a ochranný systém podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov vyznačujúci sa tým, že sú obzvlášť vhodné optické metódy pozorovania vizuálnych znakov zo vzduchu, ako farby, zakalenia a ďalších fyzikálnochemických vlastností.
3. 3. Merací a výstražný systém podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov vyznačujúci sa tým, že sú možné odbery vodných vzoriek z rieky, pričom nasleduje rýchla analýza na palube lietajúcich strojov.
4. 4. Merací, výstražný a ochranný systém s vyhodnocovacím systémom hodiacim sa k meraciemu a výstražnému systému podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov vyznačujúci sa tým, že prepája údaje v jednom mikropočítači získané z optických a analytických testov s Internetom, vyhodnocuje ich, a výsledky odosiela prostredníctvom systému Handy do riadiacej centrály.
5. 5. Merací, výstražný a ochranný systém pre odvedenie toku z hlavného koryta rieky do umelých a prirodzených vedľa ležiacich rybníkov vyznačujúci sa tým, že sa vybudujú rybníky s povahou bazénu, ktoré sú spojené prostredníctvom jedného kanála s riekou a nachádzajú sa nížinných regiónoch stojatých vôd s malou výškou.
6. 6. Merací, výstražný a ochranný systém vyznačujúci sa tým, že ako vodné prehradenie sa použijú nafukovacie rohožky, ktoré sa prispôsobia tvaru riečneho ·· ···· • · • ··· ·· ···· • · · ·· · ·· • · · · · ·· ··· ·· dna, sú vybavené vhodným mechanickým ukotvením ako aj zdvíhacím a späť sťahovacím mechanizmom upevneným na dne rieky, a sú navzájom prepojené cez spätné ventily. Rohožky sa v krízovej situácii veľkou rýchlosťou nafúknu pomocou kompresorov alebo stlačeného vzduchu z plynojemov, a po ukončení ochranných opatrení a po odsaní vzduchu a opäť poskladajú a pomocou späť sťahovacieho mechanizmu sa položia na dno rieky.
7. 7. Merací, výstražný a ochranný systém, s nafukovacím vodným prehradením, podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov vyznačujúci sa tým, že z umelej hmoty sa skladajúca masa z viacerých pneumatických jeden od druhého oddelených kusov sa spojí spätnými ventilmi prepúšťajúcimi len v jednom smere, aby len jednotlivé oddelené segmenty pri presakovaní netesnili a tak sa stali sa nefunkčnými.
8. 8. Merací, výstražný a ochranný systém podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov vyznačujúci sa tým, že kanály k záchytným bazénom sa chránia a prehradia obvyklým vodným prehradením z prírodnej zeminy a kameňov z hlavného toku, pričom miesto s výbušnými fľašami alebo zabudované dlhodobo stabilné, robustné vzduchové vankúše s rýchlym nafukovaním vzduchu sa využijú v krízovej situácii na prepustenie zamorenej vodnej masy.