Дата-логгер Chatter™ фирмы MJK для контроля состояния водных объектов

 Сегодня регистрация данных не ограничивается параметрами технологических процессов ,такими как содержание растворенного кислорода ,величина pH или уровни заполнения. Для эффективного управления и развития инфраструктуры мы собираем и храним данные о состоянии резервуаров ,озер, рек, ручьев ,родников, поверхностных и грунтовых вод, гаваней  и множества других объектов.

  Регистрация данных вдали от территорий  городской застройки производится с помощью дата-логгеровс автономным питанием ,которые собирают информацию и передают ее в SCADA-системы ,соответствующие базы данных или по электронной почте.

  Размещаемые в общественных местах дата-логгерыимеют вандалоустойчивую конструкцию и передают сигнал тревоги при непредусмотренном вмешательстве в их работу

  Суточная отправка информация обеспечивает срок службы батареи в течение 5 лет

  Информация об уровне грунтовых вод  и  систем контроля  канализации  с привязкой к близлежащей урбанизированной территории может предотвратить ущерб на миллионы Евро.

О мониторинге растворенного кислорода

В Соединенных Штатах около  2500 гидроэлектростанций производят примерно  7% всей электроэнергии. Являясь по сути возобновляемым источником энергии, эти сооружения используются также в качестве источников водоснабжения и регуляторов стока. Плотины гидроэлектростанций  представляют собой преграду в  течении реки и 
влияют на водным режим, нерестовые миграции  и качество воды.

  Для уменьшения   негативного влияния на окружающую среду

и естественное состояние потоков, утверждены федеральные и местные

(на уровне штатов) минимальные требования к качеству воды. Одним из

параметров  мониторинга является содержание в воде растворенного кислорода. Содержание растворенного кислорода является важнейшим

показателем качества воды ,и гидроэлектростанции могут радикально  
изменять его нормальный уровень. Вода ,прошедшая через сооружения 
ГЭС,содержит меньше кислорода ,и смешиваясь с водой остальной части экосистемы ,может угрожать водной флоре и фауне реки ниже по течению 
от плотины. Мониторинг содержания растворенного кислорода позволяет удостовериться ,что его значения выше и ниже дамбы существенно совпадают.

  Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) и другие федеральные и местные органы управления утвердили процедуры отчетности и установили предельно допустимые значения содержания растворенного кислорода для гидроэлектростанций. Таким образом мониторинг  и контролирующие мероприятия способствуют снижению негативного влияния плотин на локальные водные экосистемы. FERC также предлагает меры по смягчению негативного эффекта при падении уровня содержаниярастворенного кислорода ниже допустимых значений. Проведение мониторинга позволяет оперативному персоналу своевременно прибегать к подобным мерам и минимизировать вред ,наносимый экосистемам.

Стеклопластиковый лоток H-flume при мониторинге стока с полей в зимних условиях

  Один из поставленных компанией Openchannelflow  заказных  фиберглассовых  лотков H-flumes, которые используются для мониторинга стока с полей в Вермонте в сельскохозяйственном институте Вильяма Х.Майнера. В конструкции лотка применены черное покрытие и встроенная нагревательная лента ,которые  обеспечивают свободное прохождение воды в зимних условиях.

  В холодное время года ,как правило, используются два и более способа утепления лотка (лучистые обогреватели, нанесение специального геля, окраска в темный цвет, нагревательные ленты) для повышения достоверности измерений. Такой всесторонний подход резко уменьшает вероятность обмерзания лотка.

Лотки H-Flumes для измерения расхода в открытых каналах

Лотки H-типа идеально  подойдут для учета воды (коммерческого и технического) в случае  , когда  необходимо  измерять  текущий  сток с полей и значительно больший дождевой сток .В США лотки H-типа широко используются при изучении родников,ручьев и других естественных водных потоков.

Узел учета сточных вод в канализационном колодце

В подавляющем большинстве случаев на выпусках сооружений водоочистки устраивают смотровые колодцы ( колодцы для отбора проб). Обычно в этих колодцах ставят водоотводные лотки с U-образным или прямоугольным сечением. По ним бежит и бежит себе водичка ,из которой время от времени берут пробы. 
ТКП 45-4.01-321-20018 «Канализация .Наружные сети и сооружения .Строительные нормы проектирования» :
«4.8.При присоединении канализационных сетей абонентов, отводящих производственные сточные воды или их смесь в централизованную канализацию населенного пункта, следует предусматривать выпуски с контрольными колодцами, размещаемыми за пределами территории абонентов.Указанные выпуски должны быть оборудованы запорными устройствами, приборами измерения количества отводимых сточных вод, устройствами для отбора проб и определения качественных параметров сточных вод.»
В таких колодцах можно организовать и коммерческий учет протекающих сточных вод, установив вместо отводного лотка гидрометрический лоток Паршалла (или лоток Палмера-Боулюса) подходящего размера и расходомер-счетчик MQU 99. Ультразвуковой датчик прибора имеет степень защиты корпуса IP68, блок управления расходомера –IP67, и при желании всю систему (не только датчик) можно разместить прямо в колодце- она выдержит затопление.
Расходомер MQU 99 включен в Государственный реестр средств измерений Республики Беларусь.
Место и условия установки лотка Паршалла должны соответствовать определенным условиям .Монтаж узла учета сточных вод можно поручить специалистам ,а можно выполнить своими силами .Последнее даже может оказаться более предпочтительным ,правда ,придется почитать специальную литературу. Зато потом при наборе знаний с эксплуатацией приборов проблем не будет. 

Правильно подобранный и установленный лоток Паршалла обеспечивает высокую повторяемость и высокую точность измерений (относительная погрешность в пределах 3-4 %) в течение долгого срока службы при совсем небольших эксплуатационных расходах. 
Лоток Палмера-Боулюса специально разработан для измерения расхода в безнапорных трубопроводах и по популярности уступает только лотку Паршалла. 
Лоток Палмера-Боулюса отличается простотой установки и чаще других лотков устанавливается именно в канализационных колодцах.

Как пример ,рассмотрим следующую ситуацию.
Предприятие получило технические условия на установку приборов учета хозяйственно-бытовых сточных вод на самотечном коллекторе диаметром 200 мм.Максимальный расход составляет 2 л/с. При таком расходе и диаметре максимальный уровень заполнения трубы вряд ли превысит 4 см,
а при среднем расходе 0,8-1 л/с будет и вовсе в районе 2,3-2,5 см,что создает некоторые трудности и при калибровке измерительного створа по МИ 2220-13, и при определении самого уровня наполнения в случае применения ультразвуковых уровнемеров-расходомеров для открытых каналов и незаполненных трубопроводов.
Использование же лотка Палмера-Боулюса размером 6 дюймов (DN150) позволяет получить интервал измерений расхода от 0,4418 л/с до 6,194 л/с при изменении уровня наполнения лотка от 46,7мм до 116,8мм. При 2 л/с уровень заполнения составит 77,2 мм. 
Относительная погрешность определения расхода с помощью лотков Палмера-Боулюса при правильной их установке лежит в пределах ±3%.Формулы расхода для основных типоразмеров «зашиты» в память некоторых известных контроллеров расхода,таких ,как MJK 713 или LUT440. Табличная расходная характеристика может быть внесена в память приборов «ВЗЛЕТ-РСЛ» или «ЭХО-Р-03» . 

Учет сточных вод по-белорусски

Проблема коммерческого учета сточных вод является актуальной для большинства промышленных предприятий. Ужесточающиеся требования экологического законодательства ,рост тарифов   и штрафов заставляют руководителей уделять этой  теме все больше внимания.

Узел учета сточных вод с треугольным водосливом

Треугольный   водослив с тонкой стенкой  применяется для  определения расхода  в открытых каналах. СТБ ISO 1438.1-99«Измерение расхода воды в открытых каналах с помощью водосливов и лотков Вентури» регламентирует порядок применения водосливов  и задает   формулы определения расхода воды через них . На этом узле учета расход через  водослив  определятся с помощью ультразвукового  расходомера MQU 99-S.

Разработанные в лаборатории Университета штата Юта гидрометрические лотки без горловины различаются по длине и ширине переходного сечения. Наиболее распространенные типы унифицированы .Однако доступны лотки Cutthroat  промежуточных и индивидуальных размеров.

Об истории   создания лотка

  Лотки  безгорловины (Cutthroat flumes) относятся к одному из типов водомерных лотков, разработанных сравнительно недавно. Их разработка началась в 60-х годах  в лаборатории водных ресурсов университета штата Юта,США Целью являлось  создание недорого  лотка, пригодного для мониторинга  поверхностных водных потоков в каналах  с практически полным отсутствием уклона. 

Гидрометрический лоток без горловины для оросительных каналов

Гидрометрический лоток без горловины по ГОСТ Р 51657.1-2000 -это гидрометрический лоток ,состоящий из входной и  выходной секций с плоским дном.

Отсутствие  протяженной горловины послужило  причиной  названия лотка.

Гидрометрический лоток без горловины

Основные области применения лотков без горловины в настоящее время :

Поверхностные воды

Ирригация

Водопользование

Промышленные стоки

Канализация

Водоочистка и водоотведение

Мелиорация

Шахтные воды

Трапециевидный гидрометрический лоток для измерения расхода солоноватых болотных вод

Трапециевидный лоток из нержавеющей стали используется для измерения расхода потоков солоноватых вод на заболоченных территориях. Нержавеющая сталь была выбрана для изготовления лотка  благодаря  устойчивости к воздействию соленой воды. В лотке установлена уровнемерная рейка и имеется успокоительный колодец для установки гидростатического датчика давления для измерения и регистрации уровня (и .соответственно) расхода в лотке .

Разработанный для использования в ирригационных каналах и протоках  гидрометрический лоток с трапециевидным каналом состоит из  расходящихся  наружу наклонных боковых   стенок меняющейся ширины  и  плоского днища. Самая узкая секция образует горловину лотка. В некоторых случаях боковые стенки смыкаются на дне лотка, образуя  V-образный порог над днищем.

Трапециевидный гидрометрический лоток в подземной бетонной камере с узким отводящим каналом

Трапециевидный гидрометрический лоток в подземной бетонной камере с узким отводящим каналом

На картинке поток движется слева направо.

Если посмотреть на правый концевой адаптер ,то нельзя не заметить ,что поток на выпуске по-прежнему находится в критическом режиме . Это показывает наличие гидравлического прыжка на выпуске из лотка . Бурлящая вода в концевом адаптере и мокрый пол камеры вокруг него свидетельствуют о недостаточной пропускной способности отводящего трубопровода ,что приводит к подтоплению лотка.

  При подборе гидрометрического лотка  пропускную  способность отводящего канала надо обязательно принимать во внимание.