Мероприятий по уменьшению фильтрационных потерь из водохранилищ и каналов в условиях сирии

Результаты предварительных расчетов гидроузла Кастун показали, что фильтрационные потери составляют 8,6 млн. м3/год, т. е. 31,82 % полного объема водохранилища; эти потери значительные. Для уменьшения фильтрационных потерь предлагаются 5 вариантов противофильтрационных мероприятий:

мероприятие 1 – экраны из глины на поверхностях аномалий и глинисто-цементная завеса в основании плотины; мероприятие 2 экраны из глино-силикатных материалов на поверхностях аномалий и глинисто-цементная завеса в основании плотины; мероприятие 3 экраны из полиэтиленовых материалов на поверхностях аномалий и глинисто-цементационная завеса в основании плотины; мероприятие 4 экраны из глины материалов на поверхностях аномалий и цементационная завеса в основании плотины; мероприятие 5 экраны из полиэтиленовых материалов на поверхностях аномалий и цементационная завеса в основании плотины.

Для каждого варианта были выполнены расчеты фильтрационного режима гидроузла по разработанной компьютерной программе.

Результаты расчетов фильтрационных потерь при разных мероприятиях даны на рисунке 4 и в таблице 2.

Выбор оптимального мероприятия при цене фильтрационных потерь, равной стоимости воды для орошения 1,2 фунт/м3, и при сроке эксплуатации гидроузла 40 лет, дан в таблице 3. Как видно из таблицы 3, оптимальное мероприятие – это мероприятие 3, имеющее наименьшую общую стоимость.

Из таблицы 2 видно, что минимальные фильтрационные потери происходят при мероприятии 5, а оптимальный вариант это мероприятие 3 как доказано в таблице 3.

Таблица 3 Затраты по мероприятиям с учетом стоимости фильтрационных потерь из водохранилища Кастун

Гидроузел Афамия. Гидроузел (рисунок 5) состоит из трех плотин А, В, С, семи насосных станций, трех водосбросов, магистрального канала PAF, канала G и трех водохранилищ А, В, С. Основные параметры сооружений гидроузла показаны в таблице 4.

Таблица 4 Характеристики гидроузла Афамия

Создана цифровая трехмерная модель гидроузла Афамия (рисунок 6).

Выделяются 3 инженерно-геологических элемента (рисунок 6). Грунтовые воды представлены двумя водоносными горизонтами. Первый (от поверхности) горизонт находится на отметках 220-230 м над уровнем моря, второй горизонт на отметках 175-185 м. Абсолютные отметки поверхности рельефа на участке модели изменяются от 298 м на водоразделе до 220 м в районе русла реки Альаси.

Результаты фильтрационных расчетов показали, что фильтрационные потери составляют 13,87 млн. м3/год, то есть 17,45 % полного объема водохранилища, эти потери значительные.

Для уменьшения фильтрационных потерь предлагаются 4 варианта противофильтрационных мероприятий на поверхностях аномальных зон и в основании плотин.

Мероприятие 1 экраны из глинистых грунтов на поверхностях аномалий и инъекционная глинисто-цементная завеса в основании плотины В; мероприятие 2 экраны из глино-силикатных материалов на поверхности аномалий и инъекционная глинисто-цементационная завеса в основании плотины В; мероприятие 3 экраны из полиэтиленовых материалов на поверхности аномалий и инъекционная глинисто-цементная завеса в основании плотины В; мероприятие 4 экраны из глинистых грунтов на поверхности аномалий и инъекционная цементационная завеса в основании плотины В.

Результаты расчетов фильтрационных потерь при разных мероприятиях даны на рисунке 7 и в таблице 5.

Выбор оптимального мероприятия при цене потерянной на фильтрацию воды, принимаемой равной стоимости воды для орошения 1,2 фунт/м3, и при сроке работы гидроузла 40 лет, дан в таблице 6. Как видно из таблицы 6, оптимальное мероприятие – это мероприятие 3, которое экономит 8,22 % полного объема водохранилищ, что дает возможность орошения дополнительно 730 га/год.

Таблица 6 Сравнение затрат противофильтрационных мероприятий с учетом стоимости фильтрационных потерь гидроузла Афамия

Ирригационный канал G3. Из водохранилища Кастун выходит ирригационный канал G3 трапецеидального поперечного сечения. Канал проложен в грунте с коэффициентом фильтрации грунта 2,5 м/сутки; длина канала 960 м. Расход канала 3,5 м3/с, ширина русла 3,25 м, средняя глубина русла 1,5 м. Канал работает во время ирригации в течение трех месяцев.

Результаты расчетов фильтрационных потерь из канала G3 показали, что они достигают 0,7 м3/с, т. е. 20 % расхода канала. В периоде работы канала (90 суток) фильтрационные потери составляют 5,443 млн. м3.

Для уменьшения фильтрационных потерь из канала предлагаются различные способы снижения фильтрационных потерь из канала:

– мероприятие 1 бетонная одежда толщиной 0,15 м, k= 0,0007 м/сут;

– мероприятие 2 асфальтобетонные облицовки толщиной 7 см, k= 0,0004 м/сут;

– мероприятие 3 полимерные пленки из полиэтилена толщиной 0,2 мм, k = 2 10-8 м/сут;

– мероприятие 4 – облицовка из глинистых материалов толщиной 0,5 м; k = 0,003 м/сут.

Для выбора оптимального мероприятия выполнены технико-экономические расчеты с учетом стоимости потерянной воды за период эксплуатации гидроузла (40 лет). Цена потерянной на фильтрацию воды принимается равной стоимости воды для орошения – 1,2 фунт/м3.

Сезонные фильтрационные потери проведены в таблице 7. Результаты технико-экономических расчетов указаны в таблице 8.

Минимальные фильтрационные потери из канала происходят при мероприятии 3. Сезонные фильтрационные потери из канала составляют 20 % от общего расхода без мероприятий; 2 % от общего расхода при мероприятия 1; 2,4 % от общего расхода при мероприятия 2; 1,5 % от общего расхода при мероприятии 3; 9 % от общего расхода при мероприятии 4.

Таблица 8 Сравнение затрат в мероприятия с учетом стоимости потерянной воды из канала G3

Анализ этих результатов показывает что, минимальные затраты происходят при устройстве мероприятия 3. Поэтому рекомендуется применить мероприятие 3, которое сэкономит 18,5 % от общего расхода в течение рабочего сезона канала.

Для определения влияния толщины облицовки канала на фильтрационные потери воды сделаны расчеты для бетонной и асфальтобетонной облицовок ирригационного канала G3. Результаты расчетов показаны в таблице 9.

Таблица 9 – Влияния толщины облицовки канала на фильтрационные потери