ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР

Небольшие речки длиной не более 100 км называют «малые реки». Их на территории России очень много. Они принадлежат разным гидрологическим бассейнам, находятся на территории различных административных областей, но судьбы их очень похожи. Когда-то их берега были покрыты зарослями ивняков и лозы, реки были полноводны. Заселялись территории, площадь лесов уменьшалась, на их месте появились пашни, в реки сразу стало поступать больше твердых взвесей: глины, песка, органических веществ - как следствие, уменьшилась полноводность. Основная масса воды стекала во время весеннего паводка, а летом речки мелели, превращались в жалкие ручьи с мутной водой, в них практически исчезала рыба.

В атмосферу выбрасываются сотни миллионов тонн окислов серы и азота, вызывающие кислотные дожди, которые губят леса и водоемы, памятники архитектуры. Загрязнения атмосферы и Мирового океана может привести к катастрофе - опасности для озонового слоя Земли, опустыниванию и обезлесению огромных территорий планеты.

Поэтому сейчас особенно актуален вопрос о поддержке гидрологического режима рек в маловодный период - межень. Этого можно добиться с помощью плотин и не просто плотин, а мельничных плотин. Водяные мельницы могут выполнять много функций без ущерба природе.

За плотиной появляются пруды длиной 2-3 км со значительными глубинами - до 5 м. Создается подпор грунтовых вод на пойменных лугах. Уровни грунтовых вод находятся на глубине 0,5-0,7 м от поверхности почвы. Возникают хорошие условия для роста и развития луговых трав, которые даже в засушливые годы давали бы высокие урожаи.

Водяные мельницы могут перерабатывать зерно в муку на территории, где был собран урожай, без потерь и хранения зерна в зернохранилищах. Возводятся такие мельничные плотины из местного строительного материала, ко­торый можно добыть здесь же, вблизи берегов (грунт, древесина, хворост, ивняк).

Саму плотину сооружают из деревянных щитов или ряжен. Такие сооружения обходятся сравнительно дешево. 10-12 рабочих из местного населения могут соорудить ее за неделю. Делать ее можно разборной многоразового пользования.

Во время весеннего половодья мельничные плотины разбираются, талые воды вместе с запасами воды в прудах создают высокий паводковый уровень воды в реке, во время которого прочищалось бы русло реки, а мелкозем выно­сился бы на пойму. Высокая вода обеспечивает затопление пойменных лугов. На лугах оседает основная масса взвешенных частиц, которые выносятся с по­лей, таким образом, из года в год пойма удобряется смытым гумусом.

Небольшие электростанции при таких плотинах могут вырабатывать некоторое количество электроэнергии. Это может ускорить процесс окупания затрат на их строительство, (рисунок 1).

Рис. 1 - Продольный разрез ряжевого здания ГЭС с двумя турбинами.

Размеры водосливного фронта деревянной плотины, длины подземного контура флютбета, поперечные сечения конструктивных элементов плотины - стоек, прогонов, упорного бруса и т. д. определяются на основании специальных расчетов. Такие сооружения относятся к iii кл. капитальности и должны рассчитываться на пропуск максимальных расходов вероятностью 2-3%, напоры на таких плотинах возможны от 0,5 до 2,5 м.

Некоторую особенность представляют плотины, которые возводят на реках, где весенний паводок превышает 4-5 м. В этом случае переходят на разборные плотины, у которых контрофорсы делаются поворотными и укладываются на флютбет.

В практике малого гидроэнергостроительства встречаются плотины без затворов, допускающие перелив воды через гребень.

Использование энергии потока воды малых рек с помощью простых и надежных установок могло бы понизить стоимость и быстрее окупить затраты на их строительство.

Гидротехнические сооружения на малых реках способны в существенной степени позитивно изменить экологическую ситуацию, а также способствовать решению энергетических и хозяйственных проблем малых приречных населенных мест.