Спосіб осушення водосховища сироти

Реферат: UA 77530 U UA 77530 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гідротехнічного будівництва. Відомі способи створення водосховищ, які включають будівництво греблі на річці, в результаті чого відбувається акумуляція води (см. Советский энциклопедический словарь Москва Советская энциклопедия 1990, стр. 254). Недоліком цього рішення є затоплення великих територій, з усіма негативами, які при цьому виникають. Ці негативи настільки великі, що після досить значного періоду існування таких водосховищ прийшло розуміння необхідності їх ліквідації. Спосіб ліквідації таких водосховищ передбачає їх осушення, шляхом спуску накопиченої води. Що стосується потреби в акумуляції самої води, яку начебто ми ліквідуємо разом з ліквідацією водосховищ, то це зовсім не так. Йдеться про наступне. Існує рішення корисної моделі Водосховище сироти, патент України 39886, згідно якого акумуляцію води можна здійснювати на території, площа якої на декілька порядків менше площі затопленої землі традиційними водосховищами. Зокрема, існуючими водосховищами України затоплено майже 10 тисяч квадратних кілометрів землі, на якій накопичений корисний об'єм 3 води 26344 млн. м . Патент же 39886 дозволяє подвоїти цей корисний об'єм води, який буде 2 розміщений на території площею всього 100 км . Різниця, як бачимо така, якої глобальна практика гідротехніки не знала. Отже, виходячи з цього, можна стверджувати, що альтернативи ліквідації традиційних водосховищ в Україні (принаймні найбільш шкідливих) не існує. Однак рішення означеного аналогу ліквідації водосховищ має все ж одну особливість, яку можна трактувати не стільки як недолік, але як дещо не бажаний фактор. Зокрема, згідно аналогу ліквідується не тільки водосховище, але і ГЕС, що існують на великих водосховищах - як невід'ємний атрибут всього гідротехнічного комплексу при створенні водосховища. Але ж ГЕС, як би там не було, виробляє електроенергію. І хоч в Україні загальна потужність гідроенергетики мізерна в загальному об'ємі вироблення електроенергії (менше 5 %), одначе ці об'єкти енергетики вже існують. Не кажучи вже про те, що вони відіграють певну стабілізаційну функцію в пікові години доби споживання електроенергії. Тому виникло запитання: чи не можна вирішити проблему ліквідації традиційних водосховищ так, щоб зберегти вже існуючі на них ГЕС? Ідея саме цього питання викладена у патенті 39886, де сказано, що ліквідацію традиційних водосховищ можна зробити так, щоб зберегти існуючі ГЕС на Дніпрі. Ця ідея сприяла появі рішення патенту 54789 Сироти спосіб осушення водосховища, взято за найближчий аналог. Згідно цього технічного рішення пониження рівня води в водосховищі здійснюється після утворення в водосховищі двох дамб, орієнтованих вздовж русла ріки, яке залишається між цими дамбами, при цьому нижні кінці дамб по течії ріки стикуються з греблею водосховища, а верхні кінці дамб розміщуються в верховині водосховища. Отже, найближчий аналог дозволяє зробити неможливе в традиційній уяві - ліквідувати водосховище і зберегти при цьому греблю і ГЕС створену на цій греблі. Але це унікальне рішення має фактори, які дещо ускладнюють роботу знов утвореного гідротехнічного комплексу. Зокрема, зрозуміло, що на осушеній території водосховища буде збиратись вода від природних опадів та через дренування води з русла ріки, розташованого між двома утвореними дамбами. Тому цю воду потрібно буде пропускати через існуючу греблю в нижче розташоване русло ріки. Сама ця процедура начебто не дуже обтяжлива для гідротехнічного комплексу. Але любий додатковий елемент для пропуску води потребує дуже ретельної уваги, щоб не допустити його перекриття через захаращення, або через порушення самої конструкції водотоку. Якщо таке станеться, це вже велика і дуже прикра негативна подія, яка зводить нанівець сам факт осушення акваторії водосховища. Бо ж, при забитих водопропускних каналах, затоплення, чи навіть підтоплення осушеної території становить абсолютно реальну загрозу пошкодження чи навіть знищення всього, що на цій території буде посаджено, якщо мова йде про сільгоспугіддя, або ж створює умови суттєвого пошкодження і неабияк обтяжує умови експлуатації всього, що буде побудовано на цій території. Загалом, ця неприємність стосується любої діяльності, яка на цій території буде впроваджуватись. В основу корисної моделі поставлена задача усунення вище означених недоліків найближчого аналогу, забезпечуючи збереження всіх його позитивів. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб осушення водосховища, утвореного греблею через ріку, в заплаві котрої це водосховище утворено, включає створення відсипних з ґрунту споруд, що визначають шляхи руху води через водосховище, а на іншій площі водосховища акваторії вода випускається за межі нижче греблі, згідно корисної моделі, інша площа акваторії засипається ґрунтом до рівня, не нижче рівня верха греблі. 1 UA 77530 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель пояснюється кресленням, де на фіг. 1 - план водосховища до його осушення, а на фіг. 2, фіг. 3, фіг. 4 та фіг. 5 показані декілька варіантів здійснення запропонованого способу осушення водосховища. Отже, традиційно водосховище (фіг. 1) створюється будівництвом на річці 1 греблі 2, в результаті чого утворюється акваторія 3 водосховища. Наша задача, також як у найближчому аналозі, полягає в тому, щоб водосховище осушити, але зберегти греблю 2 разом з ГЕС, на ній утвореній, - на кресленні ГЕС умовно не показано, вважаючи, що варіанти можуть бути самими різними, вже зафіксованими реальними об'єктами таких електростанцій. Так от, на фіг. 2 показано рішення запропонованого способу, де в акваторії водосховища утворюється насипний з ґрунту масив 4. Рівень цього насипного масиву повинен бути не нижчим рівня верха греблі 2. В результаті, зовнішні контури водосховища 3 зберігаються, а в межах цього контуру утворилася незатоплена територія суші, що стала можливою через те, що об'єм відсипаного на цій території ґрунту витіснив з водосховища відповідну кількість раніше накопиченої в ньому води. На фіг. 3 показаний цей же спосіб осушення водосховища в варіанті, де утворюється не один, а два насипних з ґрунту масиви 4, що забезпечує утворення між цими масивами додаткового протоку водосховища 3, зберігаючи всі інші вище означені позитиви запропонованого способу. На фіг. 4 це ж рішення реалізується ще з більшої кількістю насипних з ґрунту масивів 4, і відповідно з більшої кількості проток водосховища 3. На фіг. 5 запропонований спосіб осушення реалізується в зворотній послідовності, кількість насипних з ґрунту масивів 4 створюється лише з двох таких територій, а протока водосховища 3 утворюється тільки одна. Загалом же, зберігаючи головну суть запропонованого способу осушення водосховища, цей спосіб має безліч варіантів його здійснення. Тому, вибір варіанту залежить від конкретних умов і загальної ситуації на кожному водосховищі. Що ж стосується згаданої сутності запропонованого способу, то ми наголошуємо його додатково - йдеться про те, щоб осушення акваторії водосховища здійснювати створенням в його акваторії додаткових (в порівнянні з найближчим аналогом) насипних масивів ґрунту, верхній рівень котрих не нижче рівня верха греблі на річці, в заплаві котрої ця гребля піднімає воду на рівень, потрібний для роботи ГЕС. Таким чином, забезпечується відновлення території суші, похованої під водою традиційними водосховищами, і зберігаються ГЕС на цих водосховищах. Тобто, маємо той же ефект, що і в найближчий аналог, але при усуненні всіх негативів і негараздів, пов'язаних з необхідністю пропуску води з осушеної території через греблю 2. Що стосується роботи ГЕС після нашого способу осушення акваторії водосховища, то певно, що загальне вироблення електроенергії дещо знизиться, через те, що об'єм накопиченої води в водосховищі (потрібної для роботи ГЕС) зменшиться. Тобто, при осушенні затопленої території водосховища ми залишаємо гідрологічний режим роботи русла річки, який дозволяє працювати ГЕС на греблі 2 практично так само, як і при існуючому традиційному водосховищі при існуванні його акваторії 3 (див. Фіг. 1). Певно, що деякі зміни режиму роботи ГЕС при нашому рішенні будуть. Наприклад, зменшення акумуляції води приведе до зменшення в літній період подачі води на турбіни ГЕС. Але цей фактор навряд чи має суттєве значення, виходячи з того, що (як зазначено вище) частка електроенергії, що виробляється на ГЕС, мізерна в загальній потужності електроенергетики України. Разом з тим, загалом потужності існуючих ГЕС в більшій їх частині ми зберігаємо. Не кажучи вже про те, що існують можливості, використовуючи особливості патенту 39886, суттєво підвищувати потужність існуючих ГЕС. Це буде наша наступна заявка, яка представить вирішення такої задачі. До цього потрібно додати, що наше рішення не втручається в технологію шлюзового господарства, якщо йдеться про осушення водосховищ на судноплавних ріках. Тому загалом, безпосередньо гідротехнічний комплекс на греблях водосховищ залишається не тільки врятованим, як і осушена територія водосховищ, але й робота цього комплексу може вдосконалюватись і покращуватись, враховуючи вище сказане - стосовно розвинення науковоінженерних ідей патенту 39886, що будуть зафіксовані нашими наступними заявками на винаходи. А поки що, продовжимо аналізувати доцільність та ефективність запропонованої корисної моделі, деталізуючи при цьому певні її особливості як технологічного, так і конструктивного характеру. Зокрема нема потреби пояснювати, як, і в залежності від чого, використовувати утворену нашим способом територію суші, розташованої на масивах 4. Можливостей і варіантів для цього безліч, що повинно виявлятись і конкретизуватись на кожному водосховищі спеціальними 2 UA 77530 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дослідженнями і проектами. Одначе необхідно наголосити, що загальний позитив від цих врятованих територій навряд чи можна переоцінити, враховуючи при цьому не тільки водногосподарські, землевпорядні та інші проблеми, які вважались абсолютно нездійсненими при традиційних уявленнях і підходах до проблеми осушення водосховищ. Йдеться про екологічній бік справи, без вирішення котрої перспектива річок, спотворених існуючими водосховищами, не тільки сумна, але й вже сьогодні ці ріки являють на землі смердючий і отруйний ланцюг виразок, що вбивають всю природу загалом. Надзвичайно важливим є питання про матеріально-фінансові витрати, які потрібні для реалізації запропонованої корисної моделі. Можна не сумніватись, що при традиційному підході до справи, відповідь на це питання була б абсолютно негативною для перспективи такої реалізації. Адже ясно, створення масивів 4 вимагає здійснення грандіозних об'ємів робіт і фінансових витрат. Хоч крихітна Голландія багатьма століттями відвоювання у океану значної частини своєї території давно спростувала думку вітчизняних любителів-захисників штучних, отруйних і смердючих, велетенських калюж практично на всіх ріках України, перетворених в багатьох випадках буквально в каналізаційні стоки і відстійники. Так. Наша концепція ліквідації всієї цієї наруги над природою вимагає величезних витрат, які невідомо звідки треба брати. І нам би нічого було цьому протиставити, якби ми сподівались на представлену корисну модель без комплексного використання її сумісно з патентом 39886. Навіть більше того, запропонована корисна модель (в додаток до патенту України 54789 - наш найближчий аналог) є логічним продовження патенту 39886. В результаті, отримуємо матеріально-фінансовий ефект, який багаторазово перекриває означені грандіозні витрати на створення масивів 4. Ефект, який не має аналогу в світовій практиці гідротехнічного будівництва. Більше того, реалізація нашої концепції ліквідації існуючих водосховищ має унікальну особливість. Вона не тільки не заморожує на довгий період гігантські капітальні вкладення, що притаманно традиційній гідротехніці, але й фінансує сама себе практично з перших днів здійснення цієї концепції. Ще важливіше, розмір цього самофінансування являє не примітивний рівень отримання коштів для здійснення необхідних заходів, а забезпечує надходження фінансового ресурсу, який значно перевищує потребу фінансування всього комплексу робіт. Особливості цього унікального феномену буде викладена в окремому науковоінженерному обґрунтуванні, яке буде представлено керівництву України. А поки що, декілька додаткових слів, як ілюстрація впровадження нашої концепції, наприклад, при ліквідації Київського водосховища. Проблему цього об'єкту можна вирішити впродовж 12, максимум 15 років, забезпечуючи комплексний позитивний ефект, який оцінюється сумою, значно більшою, ніж отримує Україна від експортної діяльності. Ретельно ця тема буде викладена, як уже сказано, в окремій нашій заявці, і в спеціальній додатковій аналітичній записці, яку ми представимо вищому керівництву України. Буде доведено, що наша концепція усуває буквально всі негаразди (включаючи радіаційну небезпеку) Київського водосховища, що нависає над Києвом і всім Придніпров'ям України до самого Чорного моря. Ще декілька міркувань стосовно створення і експлуатації звільнених від затоплення територій. Ця тема досить ретельно представлено в описі найближчого аналогу, але необхідно наголосити на наступному, хоч і прийдеться повторити вже вище викладену інформацію. Багаторазове згадування і посилання на патент 39886 передбачає, що це рішення забезпечує можливість створення вдвічі більшої акумуляції води в Україні проти нинішнього 3 сумарного об'єму всіх водосховищ 54842 млн. м . При цьому цей накопичений об'єм має лише 3 корисним тільки меншу половину (26344 млн. м , см. Справочник по водным ресурсам под редакцией Стрельцова Б.И. - Киев "Урожай" 1987. - С. 94-95). В нашому ж випадку 3 забезпечуємо порядку 110000 млн. м (можна ще й більше на стільки, скільки буде потрібно). Одначе, якщо нині водосховища в України поховали 10 тисяч квадратних кілометрів, зрозуміло, що подальше намагання збільшувати водонакопичення буде вимагати ще більшого затоплення 3 землі. Наш же спосіб дозволяє вказані 110000 млн. м акумуляції води розташувати на території 2 площею всього 100 км . Різниця, як бачимо, безпрецедентна в світовій практиці гідроенергетики. І саме цей фактор несе в собі весь комплекс унікальних переваг і позитивів патенту 39886, який з одного боку стає науково-інженерною основою запропонованого способу осушення водосховищ. І разом з тим, саме використання цих двох рішень разом забезпечує Україні техніко-економічний, екологічний та соціальний ефект, що, як уже зазначено, не має аналогу в світовій практиці гідротехнічного будівництва та економіки загалом. Після рекультивації отриманих земель та приведення їх в безпечний стан, вони повинні отримати особливий статус, який мусить бути функціонально пов'язаний з гідрологією самої 3 UA 77530 U 5 10 15 ріки. Це означає, що берегові зони масивів 4 повинні бути стійкими проти розмиву, через те, що швидкість течії води навколо цих зон багатократно підвищується. Тому, виходячи з головних особливостей патенту 39886, зрозуміло, що гірнича маса, яка буде утворюватись при реалізації цього патенту в переважній більшості буде створена скальними породами. А це саме те, що забезпечує найбільшу стійкість масивів 4 проти їх розмиву водою, якщо ці масиви будуть відсипані з указаних скальних порід. До цього необхідно додати, що наше рішення в комплексі з патентом 39886 дозволяє багаторазово підвищити надійність та безпечність експлуатації і самої греблі 2, яка традиційно виконується в ґрунтовому, не самому надійному варіанті. Ясно, що посиленням такої греблі, збільшенням її ширини шляхом додаткової відсипки тіла греблі гірничою гранітною масою, можна підвищити надійність та безпечність греблі до абсолюту. Всі інші можливі варіанти додаткових варіантів позитивів нашого рішення не чіпаємо, життя саме виявить їх потребу та доцільність. Отже, на завершення. Дана корисна модель, в комплексі з патентом 39886, створює для України матеріальнофінансовий ресурс, поряд з яким навряд чи щось можна визначити з усіх існуючих галузей економіки України. Разом з тим, саме цей ресурс, виходячи з його унікальної властивості самофінансування, стає головною основою відродження і стрімкого розвитку всієї економіки України, яка в найближчі 12-15 років має реальний шанс стати одною з найпотужніших в Європі. І не тільки в Європі. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб осушення водосховища, утвореного греблею через ріку, в заплаві котрої це водосховище утворено, який включає створення відсипних з ґрунту споруд, що визначають шляхи руху води через водосховище, а на іншій площі акваторії водосховища вода випускається за межі нижче греблі, який відрізняється тим, що інша площа акваторії засипається ґрунтом до рівня, не нижче рівня верха греблі. 4 UA 77530 U 5 UA 77530 U 6 UA 77530 U 7 UA 77530 U 8 UA 77530 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9