[go: up one dir, main page]

RU2385985C1 - Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope - Google Patents

Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope Download PDF

Info

Publication number
RU2385985C1
RU2385985C1 RU2009104257/03A RU2009104257A RU2385985C1 RU 2385985 C1 RU2385985 C1 RU 2385985C1 RU 2009104257/03 A RU2009104257/03 A RU 2009104257/03A RU 2009104257 A RU2009104257 A RU 2009104257A RU 2385985 C1 RU2385985 C1 RU 2385985C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
slope
embankment
permafrost
layer
Prior art date
Application number
RU2009104257/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Петрович Ягин (RU)
Василий Петрович Ягин
Владимир Андреевич Вайкум (RU)
Владимир Андреевич Вайкум
Original Assignee
Василий Петрович Ягин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Петрович Ягин filed Critical Василий Петрович Ягин
Priority to RU2009104257/03A priority Critical patent/RU2385985C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2385985C1 publication Critical patent/RU2385985C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)

Abstract

FIELD: construction. ^ SUBSTANCE: channel includes bed formed by channel bottom and side slopes of its boards, permafrost curtain made of ice soil in lower board of channel versus slope and anti-ice device. Bed is arranged over lower border of seasonal thawing layer, which was arranged at day surface of slope before channel creation, or - over day surface of slope. Lower board of channel is formed with embankment, height of which provides for passage of maximum rated flow of water along channel, and upper board of channel is formed fully or partially by slope. Permafrost curtain is arranged in embankment and is coupled with water impermeable layer of permafrost soils of slope. Anti-icing device may represent an additional part of embankment, which increases height of embankment to a value that provides for accumulation of all ice in the channel, or water drain pipe arranged along channel within the borders of seasonal thawing layer with perforation, enclosed into water-receiving prism from filtering soil material and hydraulically communicated to seasonal thawing layer of slope. In the second case ant-icing device may be arranged on day surface of slope in embankment at upper side from permafrost curtain, and may also be arranged on day surface of slope at upper side from channel and is equipped with permafrost screen, which is arranged in the form of additional embankment. Additional embankment represents a catch ditch, which diverts surface drain from channel, and simultaneously creates an upper part of upper board of channel. At the same time water drain pipe of anti-icing device is arranged on additional embankment of side, which is upper versus axis. ^ EFFECT: invention makes it possible to improve operational reliability of channel and to reduce costs of its construction. ^ 7 cl, 4 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к гидротехнике, а точнее к строительству каналов на многолетнемерзлых грунтах склона, имеющих жильные льды у поверхности склона и периодически встречающиеся незаполненные льдом глубинные трещины, в частности при создании сезонно действующего канала в обход накопителя промышленных отходов.The invention relates to hydraulic engineering, and more specifically to the construction of channels on permafrost slope soils that have vein ice at the surface of the slope and periodically occurring deep ice cracks unfilled with ice, in particular when creating a seasonally active channel bypassing the industrial waste storage.

Известен гидротехнический (водоотводящий, руслоотводящий, обходной и др.) канал на многолетнемерзлых грунтах склона, содержащий ложе, образованное дном и откосами бортов канала, заглубленного в многолетнемерзлые грунты склона, и мерзлотную завесу, выполненную из ледогрунта в низовом по отношению к склону борту канала [1 или 2].Known hydraulic (drainage, channel discharge, bypass, etc.) channel on permafrost soils of the slope, containing a bed formed by the bottom and slopes of the sides of the canal, buried in permafrost soils of the slope, and a permafrost curtain made of ice in the lower part of the channel [ 1 or 2].

Недостатки известного канала заключаются в следующем.The disadvantages of the known channel are as follows.

1. В северной криолитозоне в период последнего (позднеголоценового) похолодания в процессе одностороннего промерзания грунтов сверху вниз, происходящего в условиях постоянного проникновения в морозобойные трещины и поры грунта воды атмосферных осадков сверху и мигрирующей в зону промерзания воды снизу, ниже границы сезонного оттаивания грунтов в пределах коры выветривания практически повсеместно образовался водогазонепроницаемый ледогрунтовый слой-плащ. Под этим плащом до настоящего времени сохранились отдельные пустотелые трещины напряжений, по которым в предыдущие периоды промерзания под действием уклонов из-под аналогичных плащей вода вытекала в ближайшие места разгрузки.1. In the northern permafrost zone during the last (late Holocene) cooling during unilateral freezing of soils from top to bottom, occurring under conditions of continuous penetration of atmospheric precipitation water from above from above into the frost pores and pores of the soil and from below, migrating into the freezing zone below the seasonal thawing boundary of soils weathering crust almost everywhere a water-gas-tight ice-ground layer-cloak was formed. Separate hollow stress cracks have survived under this cloak to which, in previous periods of freezing, under the influence of slopes from under similar cloaks, water flowed to the nearest discharge sites.

О степени проницаемости мерзлых пород под плащом можно судить, например, по исследованию, которое было осуществлено на Вилюйской ГЭС-3, где воздух с дымом закачивали в изыскательскую штольню, выполненную в борту реки. При этом дым выходил через пустотелые скважины на расстоянии от 90 до 160 метров от источника задымления [3].The degree of permeability of frozen rocks under the cloak can be judged, for example, by a study that was carried out at Vilyui HPP-3, where air with smoke was pumped into a prospecting adit, performed on board the river. In this case, smoke exited through hollow wells at a distance of 90 to 160 meters from the source of smoke [3].

Современная геокриология позволяет полагать [4, стр.219], что толщина плаща невелика и может измеряться первыми метрами. При заглублении канала цельность плаща местами нарушается, что часто приводит к развитию интенсивной фильтрации воды из канала и, соответственно, аномально быстрому протаиванию многолетнемерзлых грунтов. Это приводит к недопустимым деформациям канала, а фильтрующая из канала вода в недопустимом объеме втекает в накопитель отходов.Modern geocryology suggests [4, p. 219] that the thickness of the cloak is small and can be measured in the first meters. When the canal deepens, the integrity of the cloak is disturbed in places, which often leads to the development of intense water filtration from the canal and, accordingly, an abnormally fast thawing of permafrost soils. This leads to unacceptable deformations of the channel, and the filtering water from the channel in an unacceptable volume flows into the waste accumulator.

2. Наледь, образующаяся на склоне при осенне-зимнем промерзании слоя сезонного протаивания (наледь надмерзлотных вод), заполняет канал со стороны его верхового борта, что усложняет пропуск по каналу вод весенних паводков.2. The ice formed on the slope during the autumn-winter freezing of the layer of seasonal thawing (frost of permafrost waters) fills the canal from the side of its upper side, which complicates the passage of spring floods through the canal.

3. Неорганизованный поверхностный сток со склона разрушает верховой борт канала.3. Unorganized surface runoff from the slope destroys the upper side of the channel.

4. Заглубление канала в многолетнемерзлые грунты связано с высокими затратами.4. Deepening the channel into permafrost soils is associated with high costs.

Указанные недостатки известного канала обуславливают его недостаточную надежность при эксплуатации и высокие затраты при создании.These disadvantages of the known channel cause its lack of reliability during operation and high costs when creating.

Задачей, на решение которой направлен заявляемый канал, является повышение его надежности и снижение затрат на его создание. Технический же результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в предотвращении нарушения водонепроницаемости верхнего слоя многолетнемерзлых грунтов (плаща) при создании канала, в повышении противоналедной безопасности канала в холодный период года, в отводе от канала поверхностного стока в теплый период года и в снижении затрат.The task to which the claimed channel is directed is to increase its reliability and reduce the cost of its creation. The technical result achieved by the implementation of the invention is to prevent the waterproofing of the upper layer of permafrost soils (raincoat) when creating a channel, to increase the anti-slip safety of the channel in the cold season, to divert surface runoff from the channel during the warm season, and to reduce costs.

Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что в гидротехническом канале на многолетнемерзлых грунтах склона, содержащем ложе, образованное дном канала и откосами его бортов, и мерзлотную завесу, выполненную из ледогрунта в низовом по отношению к склону борту канала, согласно изобретению, все ложе расположено, по меньшей мере, над нижней границей сезоннопротаивающего слоя, который образовывался у дневной поверхности склона до создания канала. Низовой борт канала образован насыпью, высота которой обеспечивает пропуск по каналу максимального расчетного расхода воды, а верховой борт канала образован частично или полностью склоном. Мерзлотная завеса выполнена в насыпи и сопряжена с водонепроницаемым верхним слоем многолетнемерзлых грунтов склона. Канал снабжен противоналедным устройством, а ложе канала может быть расположено над дневной поверхностью склона.This problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the hydraulic channel on permafrost soils of the slope containing a bed formed by the bottom of the channel and the slopes of its sides, and a frozen curtain made of ice ground in the downstream side of the channel, according to the invention, all the bed is located at least above the lower boundary of the seasonally propagating layer, which was formed at the day surface of the slope before the channel was created. The lower side of the channel is formed by an embankment, the height of which provides a passage through the channel of the maximum estimated water flow, and the upper side of the channel is formed partially or completely by a slope. The permafrost curtain is made in the embankment and is coupled with a waterproof top layer of permafrost slope soils. The channel is equipped with an anti-slip device, and the channel bed can be located above the day surface of the slope.

Кроме того, противоналедное устройство представляет собой в поперечном сечении канала дополнительную часть насыпи, увеличивающую высоту насыпи до величины, обеспечивающей аккумуляцию в канале всей наледи, которая может образоваться из воды, поступающей в канал в осенне-зимний период года из сезоннопротаивающего слоя склона.In addition, the anti-slip device is an additional part of the embankment in the channel cross section, increasing the embankment height to a value that ensures accumulation of all frost in the canal, which can form from the water entering the canal in the autumn-winter season from the seasonally sloping layer.

Противоналедное устройство также может представлять собой расположенную вдоль канала в пределах сезоннопротаивающего слоя водоотводящую трубу, выполненную с перфорацией, заключенную в водоприемную призму из фильтрующего грунтового материала, гидравлически сообщенную с сезоннопротаивающим слоем склона и обеспечивающую в осенне-зимний период года отвод из сезоннопротаивающего слоя склона воды, способной образовать в канале наледь.The anti-slip device can also be a drainage pipe located along the channel within the seasonally moving layer, made with perforation, enclosed in a water receiving prism from filtering soil material, hydraulically connected to the seasonally spreading layer of the slope and providing drainage from the seasonally flowing layer of the water slope in the autumn-winter season, able to form ice in the channel.

Противоналедное устройство с водопроводящей трубой может быть расположено на дневной поверхности склона частично или полностью в насыпи и с верховой стороны от мерзлотной завесы, при этом водоотводящая труба расположена в пределах нижней части сезоннопротаивающего слоя насыпи.An anti-slip device with a water supply pipe can be located partially or completely on the day surface of the slope in the embankment and on the upper side of the permafrost curtain, while the drainage pipe is located within the lower part of the seasonally spreading layer of the embankment.

Противоналедное устройство с водопроводящей трубой может быть расположено с верховой стороны от канала полностью на дневной поверхности склона или с заглублением в сезоннопротаивающий слой склона и снабжено мерзлотным поясом, выполненным в виде дополнительной насыпи. В этом случае водоотводящая труба расположена с верховой стороны от оси дополнительной насыпи в пределах сезоннопротаивающего слоя этой насыпи или склона, при этом дополнительная насыпь образует собой нагорную канаву, отводящую от канала поверхностный сток, а также может образовывать собой верхнюю часть верхового борта канала.The anti-slip device with a water supply pipe can be located on the upper side of the channel completely on the day surface of the slope or with a burial in the seasonally sloping layer of the slope and equipped with a permafrost belt made in the form of an additional embankment. In this case, the drainage pipe is located on the upper side from the axis of the additional embankment within the seasonally spreading layer of this embankment or slope, while the additional embankment forms a uphill ditch, which drains the surface drain from the canal, and can also form the upper part of the upper side of the canal.

Именно расположение ложа канала выше нижней границы сезоннопротаивающего слоя, а еще лучше выше дневной поверхности склона и выполнение противоналедного устройства по приведенным правилам позволяет достичь ранее указанный технический результат в сравнении с указанным выше известным каналом, выбранным в качестве прототипа.It is the location of the channel bed above the lower boundary of the seasonally spreading layer, and even better above the daily surface of the slope and the implementation of the anti-slip device according to the above rules allows to achieve the previously indicated technical result in comparison with the above-mentioned known channel selected as a prototype.

Проведенный заявителем анализ уровня техники не выявил аналога, совокупность признаков которого была бы тождественна всем признакам заявляемого канала. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art by the applicant did not reveal an analogue, the totality of the signs of which would be identical to all the signs of the proposed channel. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "novelty."

Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния высотного положения ложа канала относительно нижней границы сезоннопротаивающего слоя склона на достижение указанного технического результата: предотвращение нарушения водонепроницаемости верхнего слоя многолетнемерзлых грунтов. Дополнительно, впервые противоналедное устройство выполнено в виде дополнительной части насыпи, образующей низовой борт канала, а противоналедный пояс (дополнительная насыпь) впервые образует собою часть верхового борта канала. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».From the prior art determined by the applicant, the influence of the altitude position of the channel bed relative to the lower boundary of the seasonally sloping layer of the slope on the achievement of the indicated technical result has not been revealed: prevention of waterproofing of the upper layer of permafrost soils. Additionally, for the first time, the anti-slip device is made in the form of an additional part of the embankment forming the lower side of the channel, and the anti-ice belt (additional embankment) for the first time forms the part of the upper side of the channel. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".

Изобретение поясняется чертежами, представленными на фиг.1-4, на которых изображен поперечный разрез канала на многолетнемерзлых грунтах склона, противоналедное устройство которого в частных примерах выполнения представляет собой:The invention is illustrated by the drawings shown in figures 1-4, which depict a cross section of a channel on permafrost soils of the slope, the anti-icing device which in private examples of execution is:

на фиг.1 - дополнительную часть насыпи, увеличивающую ее высоту;figure 1 - an additional part of the embankment, increasing its height;

на фиг.2 - водоотводящую трубу, расположенную в насыпи с верховой стороны от ее мерзлотной завесы;figure 2 - drain pipe located in the embankment on the upper side from its permafrost;

на фиг.3 - водоотводящую трубу, расположенную с верховой стороны от канала в пределах нижней части сезоннопротаивающего слоя дополнительной насыпи, образующей собою верхнюю часть верхового борта канала;figure 3 - drain pipe located on the upper side of the channel within the lower part of the seasonally spreading layer of the additional embankment, which forms the upper part of the upper side of the channel;

на фиг.4 - водоотводящую трубу, расположенную с верховой стороны от дополнительной насыпи в пределах сезоннопротаивающего слоя склона.figure 4 - drain pipe located on the upper side of the additional embankment within the seasonal slope layer.

Пример 1 (фиг.1). Сезонно действующий гидротехнический канал расположен на многолетнемерзлых грунтах склона 1 в обход накопителя промышленных отходов 2.Example 1 (figure 1). A seasonally operating hydraulic channel is located on permafrost soils of slope 1, bypassing the industrial waste accumulator 2.

Канал содержит ложе 3, расположенное над дневной поверхностью 4 склона 1, мерзлотную завесу 5, выполненную из ледогрунта и сопряженную с водонепроницаемым верхним слоем многолетнемерзлых грунтов - плащом 6, и противоналедное устройство 7. Ложе 3 образовано дном 8, откосом 9 низового по отношению к склону 1 борта 10 и откосом 11 верхового борта 12. Низовой борт 10 образован насыпью 13, которая обеспечивает пропуск по каналу максимального расчетного расхода воды с уровнем 14, а верховой борт 12 образован полностью склоном 1. Мерзлотная завеса 5 расположена в насыпи и создана в зимний период года путем замораживания обильно увлажненного грунта посредством воздействия на насыпь 13 холодного атмосферного воздуха. Противоналедное устройство 7 в поперечном сечении канала представляет собой дополнительную часть 15 насыпи 13. Эта дополнительная часть 15 увеличивает высоту h насыпи 13 от временного уровня 16 ее гребня 17 до постоянного уровня 18, обеспечивающего аккумуляцию в канале всей наледи 19, которая может образоваться из воды, поступающей в канал в осенне-зимний период года из сезоннопротаивающего слоя 20 склона 1.The channel contains a bed 3, located above the day surface 4 of slope 1, a permafrost curtain 5 made of ice ground and paired with a waterproof upper layer of permafrost soils - raincoat 6, and anti-ice device 7. Bed 3 is formed by bottom 8, slope 9 of the bottom relative to the slope 1 side 10 and a slope 11 of the upper side 12. The lower side 10 is formed by the embankment 13, which provides a passage through the channel of the maximum estimated water flow at level 14, and the upper side 12 is formed completely by slope 1. The frozen curtain 5 is located in the embankment and established in winter season by freezing soil abundantly wetted by exposing the mound 13 of cold air. The anti-slip device 7 in the cross section of the channel is an additional part 15 of the embankment 13. This additional part 15 increases the height h of the embankment 13 from the temporary level 16 of its crest 17 to a constant level 18, which provides accumulation in the channel of all of the frost 19 that may form from water, entering the canal in the autumn-winter period of the year from the seasonally spreading layer 20 of slope 1.

На чертежах дополнительными позициями обозначены:In the drawings, additional positions denote:

21 - питательная канавка;21 - nutrient groove;

22 - стрелка, указывающая направление движения наледной воды в сезоннопротаивающем слое;22 - an arrow indicating the direction of movement of icy water in a seasonally spreading layer;

23 - верхняя граница многолетнемерзлых грунтов до создания канала;23 - the upper boundary of permafrost soils before the creation of the channel;

24 - верхняя граница многолетнемерзлых грунтов, установившаяся после создания канала.24 - the upper boundary of permafrost soils, established after the creation of the channel.

Канал возводят в следующей последовательности.The channel is being constructed in the following sequence.

Сначала насыпь 13 по высоте возводят до временного уровня 16 и создают в ней мерзлотную завесу 5. Планировочные работы производят только при необходимости и в минимальном объеме, причем без заглубления в многолетнемерзлые грунты. Затем канал в таком виде выдерживают один осенне-зимний период, в который уточняют фактический объем поступающей в канал из сезоннопротаивающего слоя 20 склона 1 воды и образующейся из нее наледи 19. После чего уточняют постоянный уровень 18 гребня 17, а насыпь 13 возводят до постоянного уровня 18 и в ней завершают создание мерзлотной завесы 5.First, the embankment 13 in height is erected to a temporary level 16 and a permafrost curtain is created in it 5. Planning work is carried out only if necessary and in a minimal amount, without burial in permafrost soils. Then the canal in this form can withstand one autumn-winter period in which the actual volume of water entering the canal from the seasonally moving layer 20 of slope 1 and the ice formed from it 19 is clarified. After that, the constant level 18 of crest 17 is specified, and the embankment 13 is raised to a constant level 18 and in it complete the creation of a permafrost curtain 5.

Канал работает следующим образом.The channel works as follows.

В теплое время года в канал поступает вода из регулирующей емкости водотока (не показан), а также вода осадков, стекающая в канал со склона 1. Водонепроницаемые плащ 6 и мерзлотная завеса 5 предотвращают фильтрацию воды из канала по всему периметру его живого сечения. При этом температура воды в канале ниже температуры атмосферного воздуха, обдувающего склон, поэтому толщина сезоннопротаивающего слоя 20 в канале обычно не превосходит толщину такого слоя на склоне. Следовательно, ни элементы канала, ни сезоннопротаивающий слой 20 в канале не могут повредить водонепроницаемый плащ 6.In the warm season, water enters the canal from the regulating capacity of the watercourse (not shown), as well as rainwater flowing into the canal from slope 1. The waterproof raincoat 6 and the frozen curtain 5 prevent the filtering of water from the canal around the entire perimeter of its live section. At the same time, the water temperature in the channel is lower than the temperature of the atmospheric air blowing around the slope; therefore, the thickness of the seasonally passing layer 20 in the channel usually does not exceed the thickness of such a layer on the slope. Therefore, neither the channel elements, nor the seasonally spreading layer 20 in the channel can damage the waterproof cloak 6.

В холодное время года поступление воды из регулирующей емкости в канал прекращается, а протаявший в теплое время года поверхностный слой склона 20 и такой же слой насыпи 13 покрываются снегом и медленно промерзают. Одновременно с этим канал аккумулирует в себе весь объем наледи 19, образующейся из надмерзлотной воды сезоннопротаивающего слоя 20 склона 1.In the cold season, the flow of water from the control tank into the channel ceases, and the surface layer of the slope 20 and the same layer of the embankment 13 melted in the warm season are covered with snow and slowly freeze. At the same time, the channel accumulates in itself the entire volume of ice 19 formed from the permafrost water of the seasonally spreading layer 20 of slope 1.

Пропуск по каналу вод весенних паводков осуществляется с выполнением установленных проектом мероприятий.The passage through the spring water flood channel is carried out with the implementation of the measures established by the project.

Пример 2 (фиг.2). Канал отличается от описанного в примере 1 канала тем, что противоналедное устройство 7 представляет собой расположенную вдоль канала водопроводящую трубу 25, выполненную с перфорацией и заключенную в водоприемную призму 26 из фильтрующего грунтового материала. Такое противоналедное устройство 7 расположено на дневной поверхности 4 склона 1 частично или полностью в насыпи 13, с верховой стороны от мерзлотной завесы 5 и гидравлически сообщено с сезонно протаивающим слоем 20 склона 1. При этом водоотводящая труба 25 расположена в пределах нижней части сезоннопротаивающего слоя 20 насыпи 1 и по длине снабжена герметизированными смотровыми патрубками 27.Example 2 (figure 2). The channel differs from the channel described in Example 1 in that the anti-skid device 7 is a water supply pipe 25 located along the channel, made with perforation and enclosed in a water receiving prism 26 from filtering soil material. Such anti-slip device 7 is located on the day surface 4 of slope 1 partially or completely in embankment 13, on the upper side from the permafrost curtain 5 and is hydraulically connected to the seasonally thawing layer 20 of slope 1. In this case, the drain pipe 25 is located within the lower part of the seasonal spreading layer 20 of the embankment 1 and is provided with sealed inspection tubes 27 along its length.

В таком канале создание мерзлотной завесы 5 целесообразно осуществить посредством сезонно действующего охлаждающего устройства, выполненного в виде замораживающих колонок 28.In such a channel, the creation of a permafrost curtain 5 is expediently carried out by means of a seasonally operating cooling device made in the form of freezing columns 28.

Особенность работы такого канала заключается, прежде всего, в том, что в осенне-зимний период года наледная вода 22 из сезоннопротаивающего слоя 20 склона 1 поступает в водоприемную призму 26 и водоотводящей трубой 25 выводится из канала. Этим предотвращается образование наледи 19 в канале, что позволяет уменьшить геометрические размеры канала и упростить его эксплуатацию.The peculiarity of the operation of such a channel is, first of all, in the fact that in the autumn-winter period of the year ice water 22 from the seasonally spreading layer 20 of slope 1 enters the water receiving prism 26 and the drain pipe 25 is removed from the channel. This prevents the formation of ice 19 in the channel, which reduces the geometric dimensions of the channel and simplify its operation.

Дополнительно, вода из водоприемной призмы 26 обильно увлажняет нижнюю, наиболее ответственную часть мерзлотной завесы 5, что в сочетании с исправно работающими замораживающими колонками 28 обеспечивает высокое качество мерзлотной завесы 5 и ее сопряжение с многолетнемерзлыми грунтами.Additionally, water from the water intake prism 26 abundantly moisturizes the lower, most critical part of the permafrost curtain 5, which, in combination with properly functioning freezing columns 28, ensures high quality of the permafrost curtain 5 and its interfacing with permafrost soils.

Пример 3 (фиг.3 и 4). Канал отличается от описанного в примере 1 канала тем, что противоналедное устройство 7 представляет собой расположенную вдоль канала водопроводящую трубу 25, выполненную с перфорацией и заключенную в водоприемную призму 26 из фильтрующего грунтового материала. Такое противоналедное устройство 7 расположено с верховой стороны от канала на дневной поверхности 4 склона 1 (фиг.3) или с частичным заглублением в сезоннопротаивающий слой 20 склона 1 (фиг.4) и снабжено мерзлотным поясом, который выполнен в виде дополнительной насыпи 29. Водоотводящая труба 25 расположена с верховой стороны от оси 30 дополнительной насыпи 29 в пределах сезоннопротаивающего слоя 20 этой насыпи 13 (фиг.3) или склона 1 (фиг.4). Дополнительная насыпь 29 образует собой нагорную канаву 31, отводящую от канала поверхностный сток 32 со склона 1, а также может образовывать собой верхнюю часть верхового борта 12 канала.Example 3 (FIGS. 3 and 4). The channel differs from the channel described in Example 1 in that the anti-skid device 7 is a water supply pipe 25 located along the channel, made with perforation and enclosed in a water receiving prism 26 from filtering soil material. Such anti-slip device 7 is located on the upper side of the channel on the day surface 4 of slope 1 (Fig. 3) or with a partial deepening in the seasonally spreading layer 20 of slope 1 (Fig. 4) and is equipped with a permafrost belt, which is made in the form of an additional embankment 29. Water discharge the pipe 25 is located on the upper side from the axis 30 of the additional embankment 29 within the seasonally propagating layer 20 of this embankment 13 (figure 3) or slope 1 (figure 4). The additional embankment 29 forms a upland ditch 31, which diverts a surface drain 32 from the channel from the slope 1, and can also form the upper part of the upper side 12 of the channel.

Мерзлотная завеса 5 в насыпи 13 такого канала выполняется с использованием замораживающих колонок или без них.The permafrost curtain 5 in the embankment 13 of such a channel is performed with or without freezing columns.

Особенность работы такого канала заключается прежде всего в том, что в осенне-зимний период года наледная вода 22 из сезоннопротаивающего слоя 20 не достигает канала, а перехватывается дополнительной насыпью 29 мерзлотного пояса и водоотводящей трубой 25 по трассе нагорной канавы 31 отводится от канала. В теплый период года нагорная канава 31 отводит от канала воду поверхностного стока 32 со склона 1.The peculiarity of the operation of such a canal is, first of all, that in the autumn-winter period of the year ice water 22 from the seasonally spreading layer 20 does not reach the canal, but is intercepted by an additional embankment 29 of the permafrost belt and a drain pipe 25 along the route of the upland ditch 31 is discharged from the canal. In the warm season, upland ditch 31 discharges surface runoff water 32 from slope 1 from the canal.

При осуществлении заявленного изобретения выполняются условия «промышленной применимости». Средства, воплощающие изобретение при его осуществлении, предназначены для использования в промышленности, а именно при гидротехническом строительстве; подтверждена возможность осуществления изобретения с помощью описанных или других известных до даты подачи заявки средств и методов; средства, воплощающие изобретение при его осуществлении, способны обеспечить получение указанного технического результата.When implementing the claimed invention, the conditions of "industrial applicability" are fulfilled. Means embodying the invention in its implementation are intended for use in industry, namely in hydraulic construction; the possibility of carrying out the invention using the described or other means and methods known prior to the filing date of the application is confirmed; means embodying the invention in its implementation, are able to provide the specified technical result.

ОбозначенияDesignations

1 - склон1 - slope

2 - накопитель промышленных отходов2 - industrial waste storage

3 - ложе (канала)3 - bed (channel)

4 - дневная поверхность (склона)4 - day surface (slope)

5 - мерзлотная завеса5 - permafrost curtain

6 - плащ6 - cloak

7 - противоналедное устройство (в целом)7 - anti-slip device (in general)

8 - дно (канала)8 - bottom (channel)

9 - откос (низового борта)9 - slope (bottom side)

10 - низовой борт10 - lower side

11 - откос11 - slope

12 - верховой борт12 - high side

13 - насыпь13 - embankment

14 - уровень воды в канале при максимальном расчетном расходе14 - water level in the channel at the maximum design flow rate

15 - дополнительная часть (насыпи)15 - additional part (embankments)

16 - временный уровень (гребня насыпи)16 - temporary level (mound crest)

17 - гребень (насыпи)17 - ridge (embankment)

18 - постоянный уровень18 - constant level

19 - наледь19 - ice

20 - сезоннопротаивающий слой20 - seasonally spreading layer

21 - питательная канавка21 - nutritional groove

22 - стрелка, указывающая направление движения воды в сезоннопротаивающем слое22 - an arrow indicating the direction of movement of water in the seasonally spreading layer

23 - верхняя граница многолетнемерзлых грунтов до создания канала23 - the upper boundary of permafrost soils before the creation of the channel

24 - верхняя граница многолетнемерзлых грунтов, установившаяся после создания канала24 - the upper boundary of permafrost soils, established after the creation of the channel

25 - водоотводящая труба25 - drain pipe

26 - водоприемная призма26 - water intake prism

27 - герметизированные смотровые патрубки27 - sealed inspection pipes

28 - замораживающие колонки28 - freezing columns

29 - дополнительная насыпь29 - additional embankment

30 - ось дополнительной насыпи30 - axis of the additional embankment

31 - нагорная канава31 - upland ditch

32 - верхняя часть верхового борта32 - upper part of the upper side

Источники информацииInformation sources

1. Ягин В.П., Вайкум В.А., Поваренкин В.А., Давыдов И.А., Нейланд Н.Н. К вопросу размещения твердых водосодержащих отходов ТЭЦ и других производств // Гидротехническое строительство. 1998. №6.1. Yagin V.P., Vaikum V.A., Povarenkin V.A., Davydov I.A., Neyland N.N. On the issue of placement of solid water-containing wastes of thermal power plants and other industries // Hydrotechnical construction. 1998. No. 6.

2. Гидротехнические сооружения хвостохранилища НМЗ. Вторая очередь строительства. Система водоотводящих сооружений. Чертежи: №166-13-3, №166-13-15. Красноярск: Гидропроект, 1987.2. Hydraulic structures of the tailings of the NMZ. The second phase of construction. Drainage system. Drawings: No. 166-13-3, No. 166-13-15. Krasnoyarsk: Hydroproject, 1987.

3. Фрункин В.Н., Шерман М.М. О строительстве Вилюйской ГЭС-3 на многолетнемерзлом полускальном основании // Гидротехническое строительство. 2003. №12).3. Frunkin V.N., Sherman M.M. About the construction of the Vilyui HPS-3 on a permafrost semi-rock base // Hydrotechnical Construction. 2003. No. 12).

4. Ершов Э.Д. Общая геокриология: Учеб. для вузов. - М.: Недра, 1990.4. Ershov E.D. General geocryology: Textbook. for universities. - M .: Nedra, 1990.

Claims (7)

1. Гидротехнический канал на многолетнемерзлых грунтах склона, содержащий ложе, образованное дном канала и откосами его бортов, и мерзлотную завесу, выполненную из ледогрунта в низовом по отношению к склону борту канала, отличающийся тем, что все ложе расположено, по меньшей мере, над нижней границей сезоннопротаивающего слоя, который образовывался у дневной поверхности склона до создания канала, низовой борт канала образован насыпью, высота которой обеспечивает пропуск по каналу максимального расчетного расхода воды, верховой борт канала образован частично или полностью склоном, а мерзлотная завеса выполнена в насыпи и сопряжена с водонепроницаемым верхним слоем многолетнемерзлых грунтов склона, при этом канал снабжен противоналедным устройством.1. The hydraulic channel on permafrost soils of the slope, containing a bed formed by the bottom of the channel and the slopes of its sides, and a frozen curtain made of ice in the lower side of the channel with respect to the slope, characterized in that the entire bed is located at least above the lower the boundary of the seasonal spreading layer, which was formed at the daytime surface of the slope before the canal was created, the lower side of the channel is formed by an embankment, the height of which provides a passage through the channel of the maximum estimated water flow The channel is formed partially or completely by a slope, and the permafrost curtain is made in the embankment and is associated with a waterproof top layer of permafrost slope soils, while the channel is equipped with an anti-slip device. 2. Канал по п.1, отличающийся тем, что все ложе расположено над дневной поверхностью склона.2. The channel according to claim 1, characterized in that the entire bed is located above the day surface of the slope. 3. Канал по п.1, отличающийся тем, что противоналедное устройство представляет собой в поперечном сечении канала дополнительную часть насыпи, увеличивающую высоту насыпи до величины, обеспечивающей аккумуляцию в канале всей наледи, которая может образоваться из воды, поступающей в канал в осенне-зимний период года из сезоннопротаивающего слоя склона.3. The channel according to claim 1, characterized in that the anti-skid device is in the cross section of the channel an additional part of the embankment, increasing the height of the embankment to a value that provides accumulation in the channel of all the frost that may form from the water entering the channel in the autumn-winter season of the season from the seasonal slope layer. 4. Канал по п.1, отличающийся тем, что противоналедное устройство представляет собой расположенную вдоль канала водоотводящую трубу, выполненную с перфорацией, заключенную в водоприемную призму из фильтрующего грунтового материала, гидравлически сообщенную с сезоннопротаивающим слоем склона и обеспечивающую в осенне-зимний период года отвод из сезоннопротаивающего слоя воды, способной образовать в канале наледь.4. The channel according to claim 1, characterized in that the anti-skid device is a drainage pipe located along the channel, made with perforation, enclosed in a water receiving prism from filtering soil material, hydraulically connected with a seasonally sloping layer of the slope and providing a tap in the autumn-winter season from a seasonally flowing layer of water that can form ice in the channel. 5. Канал по п.4, отличающийся тем, что противоналедное устройство расположено на дневной поверхности склона частично или полностью в насыпи и с верховой стороны от мерзлотной завесы, при этом водоотводящая труба расположена в пределах нижней части сезоннопротаивающего слоя насыпи.5. The channel according to claim 4, characterized in that the anti-skid device is located on the day surface of the slope partially or completely in the embankment and on the upper side of the permafrost curtain, while the drainage pipe is located within the lower part of the seasonally spreading layer of the embankment. 6. Канал по п.4, отличающийся тем, что противоналедное устройство расположено с верховой стороны от канала полностью на дневной поверхности склона или с заглублением в сезоннопротаивающий слой склона и снабжено мерзлотным поясом, который выполнен в виде дополнительной насыпи, при этом водоотводящая труба расположена с верховой стороны от оси дополнительной насыпи в пределах сезоннопротаивающего слоя этой насыпи или склона, причем дополнительная насыпь образует собой нагорную канаву, отводящую от канала поверхностный сток.6. The channel according to claim 4, characterized in that the anti-skid device is located on the upper side of the channel completely on the day surface of the slope or with deepening in the seasonally sloping layer of the slope and equipped with a permafrost belt, which is made in the form of an additional embankment, while the drainage pipe is located with the upper side of the axis of the additional embankment within the seasonally propagating layer of this embankment or slope, the additional embankment forming a mountain ditch, diverting surface runoff from the channel. 7. Канал по п.6, отличающийся тем, что дополнительная насыпь образует собой верхнюю часть верхового борта канала. 7. The channel according to claim 6, characterized in that the additional embankment forms the upper part of the upper side of the channel.
RU2009104257/03A 2009-02-09 2009-02-09 Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope RU2385985C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009104257/03A RU2385985C1 (en) 2009-02-09 2009-02-09 Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009104257/03A RU2385985C1 (en) 2009-02-09 2009-02-09 Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2385985C1 true RU2385985C1 (en) 2010-04-10

Family

ID=42671196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009104257/03A RU2385985C1 (en) 2009-02-09 2009-02-09 Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2385985C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2424396C1 (en) * 2010-04-21 2011-07-20 Василий Петрович Ягин Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope and cooling device of embankment (versions)
CN111912693A (en) * 2020-07-30 2020-11-10 石河子大学 Frozen soil, frozen soil and frozen soil engineering research foundation platform
RU2761875C1 (en) * 2020-12-06 2021-12-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова» (МГУ) Method for controlled soil hydromelioration in agricultural landscape in humid climate with intensive farming

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1382902A1 (en) * 1986-10-04 1988-03-23 Харьковский Отдел Водного Хозяйства Промпредприятий Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Водоснабжения,Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии "Водгео" Counter-seepage system
SU1687722A1 (en) * 1989-03-27 1991-10-30 Украинский Филиал Центрального Научно-Исследовательского Института Комплексного Использования Водных Ресурсов Canal
EP1524371A2 (en) * 2003-10-17 2005-04-20 Caldani Piante S.r.l. Channel lining structure and installation method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1382902A1 (en) * 1986-10-04 1988-03-23 Харьковский Отдел Водного Хозяйства Промпредприятий Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Водоснабжения,Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии "Водгео" Counter-seepage system
SU1687722A1 (en) * 1989-03-27 1991-10-30 Украинский Филиал Центрального Научно-Исследовательского Института Комплексного Использования Водных Ресурсов Canal
EP1524371A2 (en) * 2003-10-17 2005-04-20 Caldani Piante S.r.l. Channel lining structure and installation method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2424396C1 (en) * 2010-04-21 2011-07-20 Василий Петрович Ягин Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope and cooling device of embankment (versions)
CN111912693A (en) * 2020-07-30 2020-11-10 石河子大学 Frozen soil, frozen soil and frozen soil engineering research foundation platform
CN111912693B (en) * 2020-07-30 2023-06-30 石河子大学 A basic platform for frozen soil, frozen soil and frozen soil engineering research
RU2761875C1 (en) * 2020-12-06 2021-12-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова» (МГУ) Method for controlled soil hydromelioration in agricultural landscape in humid climate with intensive farming

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Woo et al. Hydrological connectivity and seasonal storage change of tundra ponds in a polar oasis environment, Canadian High Arctic
Woo et al. Progress in permafrost hydrology in the new millennium
Woo et al. Hydrogeomorphology of patchy wetlands in the High Arctic, polar desert environment
Woo Permafrost and hydrology
US20200277747A1 (en) Express flood mitigation works using elevated and or at ground level with tunnel integrated large scale aqueduct with numerous functions, with main function to divert flood water or river water away from cities in order to fight or mitigate flood events and effect of global warming, with discharge invert levels to the sea higher than high tide levels
Burn et al. Permafrost characterization of the Dempster Highway, Yukon and Northwest Territories
Mielko et al. Snowmelt runoff processes in a headwater lake and its catchment, subarctic Canadian Shield
RU2385985C1 (en) Hydrotechnical channel on permafrost soils of slope
Woo Northern hydrology
RU2416692C1 (en) Water engineering system on permafrost soils
Alter Water supply in Alaska
RU2244785C1 (en) Underground water reserve regulating method
RU2382139C1 (en) Riverbed-diversion structure of seasonal waterway on permafrost
Rachlewicz Floods in high Arctic valley systems and their geomorphologic effects (examples from Billefjorden, Central Spitsbergen)
Woo McMaster River and arctic hydrology
RU2304659C1 (en) Method for river flow regulation to provide flood control
RU2306384C1 (en) River flow control method
Woo et al. Breakup of small rivers in the subarctic
RU2392376C1 (en) Hydrotechnical channel under conditions of permafrost soils of slope
RU2249072C1 (en) Method for complex multilayer engineering protection of territory to be developed against underflooding
RU2592113C2 (en) Ground dam on permafrost base and method for creation thereof
RU2618336C1 (en) Method for regulating groundwater accumulations
Holubec et al. Performance of frozen tailings dams
Marsh Permafrost and lakes in the Mackenzie Delta
RU2385986C1 (en) Hydrotechnical channel deepened into permafrost soils of slope and method of its development