1. Техническое состояние объекта эксплуатации

После некоторого периода функционирования пруда расположенного в балке, произошли изменения его водохозяйственной характеристики, увеличились потери воды на фильтрацию, уменьшилась оросительная способность водоисточника; произошло частичное разуплотнение грунта тела плотины и снизилась её фильтрационная устойчивость.

Для оценки технического состояния объекта, его элементов службой эксплуатации в натурных условиях с помощью визуальных наблюдений и использования контрольно-измерительной аппаратуры были определены дефекты сооружений, фактические параметры и полученные значения затем были использованы для оценки работы сооружения. В результате проведенных наблюдений было установлено следующее: на сухом откосе плотины отмечено высачивание фильтрационных вод; замеры положения фильтрационного потока в теле грунтовой плотины по пьезометрам свидетельствуют о повышении его уровня по сравнению с предыдущим показанием (период сдачи объекта в эксплуатацию). Значения фактических потерь воды из пруда превышают проектные; отмечено затопление прилегающих к пруду земельных угодий.

Поэтому, уточнение эксплуатационных параметров сооружений необходимо осуществлять расчетным методом, используя данные натурных измерений, с последующим анализом полученных результатов для дальнейшей разработки эксплуатационных мероприятий по обеспечению нормальной их работы.

2. Оценка фильтрационной характеристики ложа пруда

Расчет фильтрационной устойчивости ложа пруда осуществляется в соответствии с действующими СНиПами 2.06.08-84 и 2.02.02-85 в следующей последовательности:

• установление исходных данных, полученных при проведении натурных наблюдений;

• расчет фильтрационных характеристик ложа пруда, тела плотины (удельный фильтрационный расход, положение депрессионной кривой, скорость фильтрации градиент напора);

Оценка фильтрационной характеристики пруда осуществляется на основе использования в расчете уточненных показателей: коэффициентов фильтрации грунтов, положения уровня грунтовых вод, слоя испарения с водной поверхности.

Расчет потерь воды на фильтрацию из пруда определяем через его дно и берега в условиях, когда фильтрационный поток объединяется и взаимодействует с грунтовым (II стадия фильтрации, расчетная схема 1).

Рисунок 1 – Фильтрационная схема расчёта потерь воды из пруда

Потери воды (м³) через дно пруда к моменту смыкания фильтрационного потока с грунтовыми водами определяется по формуле:

, м³ , (1)

где - недостаток насыщения грунта;0,13;

- глубина от дна пруда до уровня ГВ, (3-5м);

А – площадь зеркала воды пруда, м².

Потери воды на фильтрацию через берега пруда определяются по формуле проф. Н.Н.Веригина.

Объем воды, профильтровавшейся в берег на 1 п.м. водоема составит:

, м³ (2)

где - глубина грунтового потока при подпоре, м;

- глубина грунтового потока до подпора, м;

- средневзвешенный коэффициент фильтрации грунтов, м/сут.;

Т – время, в течение которого происходит фильтрация из водоема, сут.;

Время, в течение которого происходит фильтрация из водоема определяется по формуле:

, сут. (3)

где L - расстояние от берега пруда до положения точки депрессионной кривой, имеющей отметку НПУ до подпора, м;

- средняя мощность потока, м.

Величина объема потерь воды из пруда и время, в течение которого происходит фильтрация из водоемаТ определяются отдельно для правого и левого берегов, после чего устанавливают общие потери по формуле:

, м³ (4)

где - потери воды в правый берег пруда, м³;

- потери воды в левый берег пруда, м³.

Потери воды на испарение определяются по следующему выражению:

, м³ (5)

где - средняя площадь зеркала пруда, м², м²;

,

- средний слой испарения с водной поверхности пруда;

0,3-0,5м;

Суммарные потери воды из пруда составят:

, м³ . (6)

После установления общих потерь воды из пруда уточняем полезный объем пруда, который определяется по следующему выражению:

, м³ , (7)

где - полный объем пруда, м³;

- мертвый объем пруда, м³.

Затем определяем КПД пруда по формуле:

, (8)

при КПД< 0,7 пруд считается малоэффективным и требуется проведение мероприятий, направленных на повышение его водообеспеченности.

Уточняем оросительную способность пруда по формуле:

, га (9)

где - полезный объем пруда, м³;

Е – КПД закрытой оросительной сети; (0,96-0,98);

- средневзвешенная оросительная норма, м³/га, (2500м³/га).

Полученный результат оросительной способности пруда сравнивают с проектным показателем и рекомендуют мероприятия, направленные на повышение его водообеспеченности.

Для повышения водообеспеченности пруда необходимо проведение мероприятий, направленных на снижение фильтрационной способности его ложа с помощью противофильтрационных покрытий.