Введение
Глава 1. Кольматаж элементов грунтовых плотин марганцевыми и железистыми соединениями 13
1.1. Оценка актуальности влияния хемогенного кольматажа на эксплуатационную надежность грунтовых плотин 14
1.1.1. Характеристика территорий, на которых потенциально возможен хемогенный кольматаж элементов гидротехнических сооружений 14
1.1.2. Примеры осложнений в работе гидротехнических сооружений в результате хемогенного кольматажа их элементов марганцем и железом... 16
1.2. Современное состояние изученности проблемы заиления элементов грунтовых плотин марганцевыми отложениями 21
1.2.1. Общие сведения об источниках поступления марганца в природные воды 21
1.2.2. Общие сведения о формировании железистых и марганцевых отложений 22
1.2.3. Морфология образования марганцевых отложений 24
1.3. Мероприятия по предотвращению и ликвидации последствий хемогенного заиления дренажей . 28
1.3.1. Мероприятия по защите мелиоративных дренажных систем от заохривания 28
1.3.2. Методы восстановления эффективности вертикального дренажа 29
1.3.3. Методы обезжелезивания и деманганации в водоподготовке 30
Выводы по главе 1 33
Глава 2. Натурные исследования состояния грунтовых плотин Боткинской ГЭС, эксплуатируемых в условиях прогрессирующего заиления дренажей 35
2.1. Характеристика гидротехнических сооружений 35
2.1.1. Общие данные 35
2.1.2. Конструкция грунтовых плотин и их дренажное обустройство 36
2.2. Гидрохимические условия в районе размещения гидроузла 37
2.3. Результаты натурных наблюдений 42
2.3.1. Конструктивные причины заиления дренажей 42
2.3.2. Объемы заиления элементов дренажа 44
2.4. Систематизация факторов влияния конструкции дренажных систем на формирование марганцевых отложений и видов отложений по зонам локализации 46
2.5. Факторы, влияющие на интенсивность хемогенного кольматажа элементов грунтовых плотин 50
2.6. Методика проведения мониторинга дренажа, подверженного заилению... 54
Глава 3. Лабораторные исследования марганцевого кольматажа на фильтрационные свойства грунтов 64
3.1. Результаты определений физико-механических характеристик марганцевых отложений 64
3.1.1. Взвешенные отложения из дренажного коллектора плотины № 2 65
3.1.2. Отложения со дна подводящей дренажной трубы колодца СК-2 плотины №2 65
3.1.3. Отложения из устья временного водоотвода из СК-3 плотины № 2 68
3.1.4. Отложения из отстойника колодца СК-5 плотины № 2 68
3.1.5. Физико-механические характеристики марганцевых отложений, находящихся в различном агрегатном состоянии 68
3.2. Исследование свойств грунтов, закольматированных хемогенными соединениями марганца 70
3.2.1. Исследование свойств закольматированного 1-го слоя обратного фильтра 70
3.2.2. Исследование свойств закольматированного прослоя по контакту песков тела плотины и 1-го слоя обратного фильтра 74
3.2.3. Исследование свойств закольматированного 2-го слоя обратного фильтра 75
3.3. Моделирование условий возникновения и развития кольматажа грунтов марганцевыми отложениями 77
3.3.1. Наблюдение естественной деманганации воды при аэрации проб подземных вод воздухом 79
3.3.2. Исследование механической суффозии «марганцевой суспензии» в поры песчаного грунта тела плотины № 2 79
3.3.3. Исследование механической суффозии «марганцевой суспензии» в поры гравийного материала 1 слоя обратного фильтра 82
3.3.4. Исследование механической суффозии «марганцевой суспензии» в поры галечникового материала 2 слоя обратного фильтра в условиях переменного направления подачи воды 83
3.4. Результаты исследования влияния марганцевого кольматажа на фильтрационные свойства грунтов... 83
3.4.1. Исследование влияния марганцевого кольматажа на пески тела плотины и материалы обратного фильтра в вертикальном фильтрационном приборе 83
3.4.2. Исследование влияния марганцевого кольматажа галечникового грунта 2 слоя обратного фильтра в горизонтальном фильтрационном лотке 87
Глава 4. Прогноз эксплуатационного состояния грунтовых плотин в условиях потенциального марганцевого заиления 93
4.1. Методика прогнозной оценки состояния грунтовых плотин, элементы которых подвержены заилению 93
4.2. Пример прогнозной оценки состояния грунтовых плотин Боткинской ГЭС, работающих в условиях заиления 97
4.2.1. Контролируемые показатели и технические средства контроля 97
4.2.2. Анализ динамики контролируемых показателей по данным визуальных и натурных наблюдений 98
4.2.3. Прогноз эксплуатационного состояния грунтовых плотин 104
Выводы по главе 4 106
Глава 5. Разработка конструкций элементов грунтовых плотин, обеспечивающих надежную работу (ТС в условиях потенциального заиления 108
5.1. Основные принципы конструирования элементов грунтовых плотин, работающих в условиях потенциального кольматажа 108
5.2. Разработка и классификация дренажных конструкций, эффективных в условиях заиления 110
Выводы по главе 5 117
Заключение 119
Список литературы 121
В Приложении
