|
О ветряках---->
Книги о ветряках и других источниках энергии
ГЛАВА 4.
Выбор типа ветроагрегата. Распределение водоисточников
и ветровые зоны.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОИСТОЧНИКОВ
Подавляющее большинство ветроустановок используется и будет применяться в ближайшие годы для подъема воды из шахтных колодцев.
Более 80% таких колодцев имеют глубину до 20 м. Статический горизонт примерно 60% скважин не превышает 60 м.
В Российской Федерации большинство шахтных колодцев имеет глубину до 10 м, а их дебит не превышает 0,5—0,6 м3/ч. Статический уровень воды в скважинах составляет в большинстве случаев 30—50 м, реже доходит до 70—80 м. В РСФСР в зонах с хорошими ветровыми условиями водоисточники обычно имеют небольшую глубину, что облегчает возможность использования ветродвигателей.
В пойме Волги вода находится на глубине 2—4м, а в приморской зоне поднимается даже до 1—2 м. Там же, в лиманах и впадинах, встречаются группы шахтных колодцев, использующих линзы слабоминерализованных вод. Толщина линз обычно 0,5— 0,6 м, но доходит в отдельных случаях до 3 м. Дебит их изменяется в широких пределах: от 0,1 до 5 м3/ч.
Пензенская область характеризуется значительным количеством скважин глубиной до 10 м, дебит которых очень большой (более 15 м3/ч). Примерно такое же положение в Краснодарском, крае. Шахтные колодцы глубиной до 10 м преобладают в Оренбургской области, Башкирской АССР, в Алтайском крае.
В районах РСФСР, где интенсивно развито отгонное животноводство, шахтные колодцы являются основным источником снабжения скота водой. В Калмыцкой АССР, например, шахтные колодцы составляют 94% общего числа водоисточников. Их глубина от 5 до 20 м, а дебит обычно не превышает 5 м3/ч. Большинство колодцев и почти все скважины имеют соленую воду, пригодную для поения животных, но непригодную для бытовых нужд. Ставропольский край, особенно его северные и восточные районы, плохо обеспечен водой, поэтому часто вода из одного-двух источников при помощи транспорта развозится по хозяйствам.
Вода в шахтных колодцах расположена неглубоко и залегает обычно в песчаных породах. Дебит их небольшой — 2—3 м3/сутки, реже до 15—20 м3/сутки. Большинство колодцев имеет деревянное и каменное крепление стенок, в последнее время чаще делают бетонные. Диаметр колец обычно не менее 1,5 м. Это необходимо, чтобы увеличить объем водоприемной части.
На таких колодцах возникают трудности с использованием ветроводоподъемника ВБ-3, так как раствор ног его башни у основания около 1,9 м и остается мало места для закладки фундаментов.
Средний уровень воды в скважинах 50—70 м. Но вода часто сильно минерализована и встречаются водоисточники, выделяю-
Стр. 70
щие сероводород. Это надо учитывать, так как газ, соединяясь с металлом водоподъемного оборудования, быстро разрушает его. Здесь лучше применять ленточные или шнуровые водоподъемники.
В Оренбургской области вода располагается на глубине, обычно не превышающей 20—25 м, при часовом дебите до 5 м3. Сейчас все большее значение начинают приобретать трубчатые колодцы, и поэтому в этой зоне найдут широкое применение агрегаты ВБ-3, ТВМ-3, ВЭН-4 и ВЭВ-1-6.
Глубина шахтных колодцев в Астраханской области, в том числе на Черных землях, изменяется от 8 до 30 м, их суточный дебит не превышает 8 м3, но часто он значительно меньше. Большинство колодцев имеет запас воды в подземном резервуаре (шатре) 4—6 м3.
В Украинской ССР скважины составляют около 35% общего числа водоисточников. Статический уровень воды в них обычно 30—40 м, а в центральной части республики доходит до 80—100 м. Шахтные колодцы, подавляющее большинство которых имеет глубину до 15 м, характеризуются относительно большим дебитом (более 2 м3 /ч). Вода слабоминерализованная, содержит мало песка. В этих условиях могут быть эффективно использованы водоподъемники всех типов, агрегатируемых с ветродвигателями.
В Белорусской ССР средняя глубина скважин не превышает 55 м. Шахтные колодцы расположены обычно по речной сети, имеют глубину от 10 до 20 м, а дебит 5—9 м3/ч. Здесь можно было бы использовать различные типы водоподъемников.
Большинство районов БССР отличается относительно невысокими среднегодовыми скоростями ветра, что предопределяет применение двигателей средней быстроходности или тихоходного типа, с которыми хорошо агрегатируются штанговые насосы (поршневые или плунжерные) и ленточные водоподъемники. Их целесообразно применять для привода от ветродвигателей.
Прибалтийские республики (Эстония, Латвия, Литва) хорошо обеспечены водоисточниками, среди которых реки, озера и пруды составляют около 20%. Для забора воды из открытых источников удобно применять поршневые насосы и особенно пневматические водоподъемники и центробежные плавающие насосы с ветродвигателями средней быстроходности, которые для лучшего использования энергии ветрового потока можно устанавливать на высоких берегах, пологих холмах и других возвышениях.
Эти же насосы, а также ленточные водоподъемники рекомендуется применять и на шахтных колодцах, глубина которых обычно не превышает 20 м. Хотя водообильные горизонты часто находятся на больших глубинах, напорные грунтовые воды поднимаются и динамический уровень воды в скважинах доходит до 2—5 м. На таких скважинах можно устанавливать насос любого типа.
В Азербайджанской ССР районы, наиболее перспективные для использования ветродвигателей, это Апшеронский полуостров
и Кубыстан. В них имеется много родников и колодцев глубиной 15—30 м. Низменная часть республики обводнена благодаря использованию артезианских вод из скважин глубиной до 200 м.
На шахтных колодцах наиболее выгодно применять ленточные и инерционные водоподъемники, а также насосы других типов, могущих работать в агрегате с двигателями высокой и средней быстроходности.
Казахская ССР — наиболее обширный район, где могут быть широко применены водоподъемники, в первую очередь на пастбищах. На отгонных пастбищах республики животных снабжают водой из прудов, озер, рек, копаней, но главным образом из шахтных колодцев, которых насчитывается больше 60 тыс. Характерная особенность их — небольшая глубина и малодебитность. Более 95% колодцев имеют уровень воды на глубине до 20 м, наиболее характерный дебит 0,3—0,7 м3/ч, а максимальный около 3,5—
4 м3/ч. Толщина слоя воды в среднем 0,8—1,5 м.
Трубчатых колодцев в республике пока еще мало, большинство имеет воду на глубине до 50 м, а дебит изменяется в широких пределах — от 3 до 35 м3/ч. В зоне г. Уральска и прилегающих районах глубина скважин увеличивается. Напротив, в долине р. Тобол, в Павлодарской области, на западе Кустанайской области и в районах низкогорья глубина залегания воды в колодцах уменьшается до 8—10 м.
На рисунке 37 приводится схематическая карта размещения водоисточников в Казахской ССР, составленная по материалам Казгипроводэлектро и Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации (ВНИИГИМ).
Большая часть территории республики имеет соленые или солоноватые грунтовые воды, залегающие на глубине до 20 м. В районе 1 (Прикаспийская низменность) основные верхние водоносные горизонты лежат на глубинах до 10 м, дебит их небольшой (от 0,2 до 0,8м3/ч). Восточнее лежит район II, где глубина расположения грунтовых вод несколько увеличивается (до 20 м), но снижается их минерализация. В пределах береговой полосы некоторых рек (Эмбы и др.) глубина залегания вод не превышает 4 м, но дебит остается небольшим.
В IV и V районах на возвышенных участках имеются пресные воды, на остальной части — солоноватые на глубине более 20 м. Дебит 0,4—0,5 м3/ч.
Тургайская равнина (район VI) имеет глубокие артезианские воды (глубина до 300 м), в большинстве мест — грунтовые воды относительно невысокой минерализации. Есть много колодцев (главным образом в низинах), глубина которых не превышает
5 м, а дебит до 0,3 м3ч. Встречаются массивы соленых грунтовых вод.
Район VII охватывает Сыр-Дарьинскую впадину, где воды мало. Все колодцы малодебитные, чаще со слабосолоноватой или
Стр. 72
Рис. 37
солоноватой водой на глубине 10—15 м. Район VIII расположен в северной части Кустанайской и Северо-Казахстанской областей. Имеет много озер и небольших рек. Большинство колодцев глубиной до 10 м, пресные, с дебитом до 0,7 м3/ч.
В значительной части Павлодарской и Семипалатинской об¬ластей (район IX) имеются засоленные грунтовые воды, но на пастбищах есть и колодцы с пресной водой.
Почти весь район X имеет грунтовые воды на глубине до 10 м, чаще пресные. Пресные подземные воды с дебитом до 7 м3/ч залегают на глубинах до 100 м.
Пока еще мало колодцев в районе XI. В пустыне Бетпак-Дала их глубина до 5 м, в понижениях до 10 м. Здесь много родников.
Лучше обеспечен водой район XII, где глубина колодцев самая различная: на западе и в центральной части до 40 м, в юго-западной и южных частях 4—7 м. В районах XIII—XV уровень грунтовых вод в песках от 2 до 3 м, но их дебит очень мал, поэтому устанавливать на колодцах средства механизации часто нецелесообразно.
Даже там, где глубина увеличивается до 10 м, дебит возрастает незначительно. В Чуйском артезианском бассейне дебит трубчатых колодцев большой, но там ветровой режим очень слабый. В районе XVI имеются напорные,чаще соленые воды, верхние же водоносные горизонты пресные. Но использовать ветродвигатель трудно из-за слабых ветров.
В соответствии с имеющимся опытом в условиях Казахстана можно использовать водоподъемные средства всех типов, за исключением поршневых насосов, которые следует применять с большой осторожностью в южной части республики и только на водоисточниках со слабоминерализованными и не засоренными песком водами.
Киргизская ССР обводнена в основном шахтными колодцами глубиной 10—25 м. Здесь целесообразно применять главным образом ленточные водоподъемники, а также инерционные и пневматические насосы.
В Узбекской ССР шахтные колодцы глубиной до 30 м составляют почти 3/4 всех колодцев. Наряду с этим есть колодцы инженерного типа, глубина которых превышает 80 м. Дебит их самый различный — от 10 до 80 м3/сутки. Скважины обычно неглубокие (до 20 м), с дебитом от 5 л/сек до 20 л/сек. Однако имеется некоторое количество трубчатых колодцев глубиной до 300м со статическим уровнем воды до 50 м. Лучше других обводнен юго-восток республики. Пастбищные зоны северо-запада (пустыня Кызылкум) имеют мелкие водоисточники с дебитом до 3 м3/ч.
Туркменская ССР имеет самые разнообразные гидрогеологические условия. На западе и северо-западе республики вода за-
Стр. 74
легает на глубине до 30 м. Дебит шахтных колодцев здесь от 5 до 30 м3/сутки.
В таблице 1 приводятся данные по колодцам, расположенным на пустынных пастбищах Центральных Каракумов, где развито отгонное животноводство.
Таблица 1
Глубины залегания первого водоносного горизонта Центральных Каракумов приведены на рисунке 38.
Рис.38
В этих районах целесообразно использовать ленточные, инерционные и пневматические водоподъемники и центробежные насосы.
В районах с особенно низкой обеспеченностью водой строят групповые колодцы, т. е. несколько мелких колодцев, расположенных близко один от другого (10—30 м). На таких источниках более выгодно использовать ветроагрегаты с электрической или пневматической трансмиссией, питающей несколько насосов небольшой производительности.
Если водоподъемное устройство выбирают в соответствии с гидрогеологическими условиями, то тип ветродвигателя определяется прежде всего ветровым режимом района, а мощность или производительность агрегата — количеством воды, потребляемой животными в хозяйстве.
Стр. 75
|
ВЕТРОНАСОСНЫЕ И ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АГРЕГАТЫ. СОДЕРЖАНИЕ
|
 |
| | |
