Автоматизированные средства водоучета для управления водораспределением и рационального использования воды на внутрихозяйственной оросительной сети тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.02, кандидат технических наук Кожемяченко, Ирина Викторовна
- Специальность ВАК РФ06.01.02
- Количество страниц 208
Оглавление диссертации кандидат технических наук Кожемяченко, Ирина Викторовна
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОБОСНОВАНИЕ СОСТАВА СРЕДСТВ ВОДОУЧЕТА ДЛЯ
УПРАВЛЕНИЯ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРОСИТЕЛЬНОЙ ВОДЫ
1.1 Конструктивные особенности внутрихозяйственной сети и состояние управления вододелением
1.2 Уровни (стадии) организации управления водораспределением на внутрихозяйственной оросительной сетиб . 17 1.3 Основные математические модели водораспределения
1.4 Технологические требования к измерению элементов математической модели.
1.5 Современное состояние гидрометрического обеспечения внутрихозяйственной оросительной сети
1.6 Технико-экономические требования к разработке и исследованию средств автоматизированного учета воды для внутрихозяйственной оросительной сети . 29 '
1.7 Цель и задачи разработок и исследований средств автоматизированного учета воды
ГЛАВА П. РАСХОДОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДНЯ СООРУЖЕНИЙ
ВНУТРИХОЗЯЙСТВЕННОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СЕТИ.
2.1 Головные сооружения на хозяйственных водовыпусках
2.2 Регуляторы-водовыпуски с расходоизмерительными устройствами для участковых распределителей и временных оросителей
2.2.1 Расходоизмерительная приставка с переменным живым сечением /авторское свидетельство $529371/
2.2.2 Трубчатое сооружение с расходоизмерительным устройством для участковых распределителей и временных оросителей.
2.3 Расходоизмерительное устройство для трубопроводов насосных станций /авторское свидетельство .№667809 /
2.4 Учет расхода вода на сбросной сети.
Глава Ш. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЯ: ВТОРИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ РАСХОДА И СТОКА ВОДЫ ДЛЯ ВНУТРИХОЗЯЙСТВЕННОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СЕТИ.
3.1 Краткий анализ существующих конструкций расходо-измерительных приборов.
3.2 Теоретические предпосылки создания приборов учета расхода и стока.
3.2.1 Выбор оптимальной формы поршня-турбинки.
3.3 Вывод уравнения движения поршня-турбинки.
3.4.Экспериментальные исследования переносного перепадомера со счетчиком стока (ППС).
3.5 Результаты лабораторных исследований прибора ППС на гидравлическом стенде.
3.5.1 Погрешность измерения прибором ППС разности (перепада) уровней.
3.5.2 Погрешность в определении числа оборотов поршня-турбинки прибора ППС.III
3.6 Методы градуировки шкалы прибора ППС.
3.7 Математическая обработка опытных кривых зависимостей = Г (л h ) и П5 = F {&h'/z) по среднеарифметическому методу и методу наименьших квадратов.'.
Глава 1У. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА ПРИБОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЧЕТА РАСХОДА И СТОКА НА ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ.
4.1 Использование приборов ППС на насосной станции
ОПХ ВолжНИИГиМ.
4.2 Использование блока счетчика прибора ППС в приборах ДРС-66.
4.3 Производственная проверка (оценка погрешности) и внедрение приборов ДРС-66 с использованием блока счетчика стока ППС на сооружениях Саратовского магистрального канала им. Е.Е. Алексеевского . . . . . 136 4.4. Производственное внедрение автоматизированнаго учета на сбросах Энгельсской оросительной системы
ВЫВОДЫ,.:
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», 06.01.02 шифр ВАК
Комплекс научно-обоснованных технических решений повышения эффективности водораспределения на оросительных системах2018 год, кандидат наук Пахомов, Александр Алексеевич
Рационализация средств и методов учета воды на оросительных системах Саратовского Заволжья2007 год, кандидат технических наук Жихарева, Ольга Николаевна
Ускоренные гидрометрические способы определения расходов воды на открытых оросительных системах2001 год, кандидат технических наук Казаченко, Тамара Витальевна
Совершенствование технологии водораспределения на участках автоматизированных каналов с дополнительным источником орошения1985 год, кандидат технических наук Гольдштейн, Геннадий Абрамович
Система технологических и технических решений для рационального использования водных ресурсов и повышения эффективности орошения при возделывании риса2018 год, кандидат наук Островский, Николай Вячеславович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизированные средства водоучета для управления водораспределением и рационального использования воды на внутрихозяйственной оросительной сети»
Широкое развитие мелиорации в нашей стране после исторических: решений Майского /1966 года/ Пкенума ЦК КПСС стало одной из первостепенных общегосударственных задач.
Особое внимание Шенум уделил вопросам технического про-• гресеа в мелиорации, созданий совершенных способов управления производственными цроцессами при орошении Д.И.Брежнев, 1972; Решения Майского Шенума ЦК КПСС, 1966/.
Эффективность мелиорации земель во многом определяется состоянием эксплуатации оросительных систем. Современные системы требуют постоянного и квалифицированного надзора, четкого и оперативного управления процессами распределения вода по каналам межхозяйственной и внутрихозяйственной сети в соответствии с штанами водопользования, контроля за исшльзованием вода. I
В ряде решений и постановлений, щинятых партией и правительством /Материалы ХХУ1 съезда КПСС, 1961; Материалы Майского Шенума ЦК КШС 1962 года/ цредусмотрено увеличение площади мелиорированных земель в XI пятилетке на 7,5 мин .га, намечается обводнить в пустынных, голу пустынных и горных районах 21-28 шн.га пастбищ.
В осуществлении широкой программы гидромелиоративных: работ значительный вклад вносит мелиоративная наука. К важнейшим. задачам, решаемым ученыш-мелиораторами, следует отнести:
- исследования во до потребления сельскохозяйственных культур и оцределение на этой основе оптимальных, норм и сроков полива;
- создание и внедрение технически совершенных гидромелиоративных систем с высокоэффективной поливной техникой, совершенной конструкцией элементов ©ети, передовой технологией автоматизированного управления взаимосвязанными сложными технологическими роцессами водогодачи, межхозяйственного и внутрихозяйственного водораспределения, расчета и корректировок поливных режимов.
Конечная цель решаемых задач - своевременная подача вода в нужном для разжтш растений количестве и в заданные сроки, получение стабильных урожаев при одновременном соблюдении природоохранных ресурсов /Беличенко Ю.П., Швецов М.М.„ 1980; Карев В.Б., Шлык В.И., i960/.
Решение перечисленных выше задач и получение хороших результатов невозможно без оснащения оросительных, дренажных и сбросных систем средствами учета воды на всех балансовых участках /Андреева Н.В., 1976; Временное руководство ш проектированию службы эксплуатации оросительных систем. BTP-II-29-75, 1975; Временные указания по проектированию автоматизации во-дораапределениа на оросительных системах, 1971; Кожемячен-ко И.В., 1976; Натальчук М.Ф., I969r 1971; Олъгаренк© B.W. и др., 1976, 1980/.
Неооходимость коренного совершенствования системы учета воды вытекает из заданий Продовольственной Программы СССР, предусматривающей ввод в эксплуатацию 7,14-7,16 мян.га орошаемых земель в период I98I-I990 гг., что дополнительно потребует 60 шрд.мп^год. В то же время экономия только lüfo воды за счет повышения КВД, соблюдежя оптимальных поливных норм и планов водораспределения, что возможно только при четко налаженной системе контроля, позволяет шсвободить порядка 15 шрд.м3 воды, достаточной для орошения еще 2 млн.га.
Учитывая возможность совершенствования системы учета воды Минводхозом предусмотрено довести оснащенность мелиоративных систем средствами водоучета и приборами для определения норм и сроков полива до 7С$ площади и годностью оборудовать водоизмерительной аппаратурой и устройствами для определения расходов вода во внутрихозяйственные водовыдели /Основные направления и задания; совершенствования системы учета воды в мелиорации ж водном хозяйстве, 1962/.
Настоящая работа посвящена созданию и исследованиям технически совершенных средств во до учета практически для всех имеющихся сооружений открытой внутрихозяйственной сети гидромелиоративных систем.
В диссертационной работе освещаются следующие вопросы:
- анализ современного состояния планирования и осуществления водопользования на системах и в хозяйствах;
- предложения ш использованию автоттизированных средств при водораецредежении на внутрихозяйственной сети открытых каналов;
- разработка конструкций расходоизмерительных устройств и приборов учета расхода и стока;
- проведение лабораторных исследований предложенных конструкций;
- производственная проверка предложенных расходоизмери-тельных устройств и приборов на каналах и сооружениях оросительных систем;
- математическая обработка результатов исследований;
- определение экономической эффективности внедрения водомерных сооружений и автоматизированных средств учета воды на открытых каналах.
Управление оросительной водой на современных гидромелиоративных системах осуществляется на основе оперативной информации о головном водозаборе, водоподаче в магистральные каналы, межхозяйственную распределительную и внутрихозяйственную сеть, количестве поданной на поле и сбрасываемой воды (Семенов П.К; и др., 1981; Бочкарев Я .В., 1969, 1978; Курот-ченко В.И., 1979; ОСТ 33-26-80), т.е. необходимых контролируемых параметрах в сложном технологическом процессе "вода-поле-урожай" .
Сбор, обработка и анализ информации по отдельным параметрам позволяют определять величину составляющих элементов водного баланса на системе (объем водозабора из источника орошения, подача воды хозяйствам-водопользователям другим потребителям, аккумуляции воды в распределительной сети, технологические и непроизводительные сбросы); сопоставлять фактические и плановые показатели данных измерений; осуществлять решения о регулировании процессов вододеления, корректировок планов водопользования; вести строгий учет и контроль за рациональным использованием оросительной воды (Временные указания по проектированию автоматизации водораспределения на оросительных системах, 1971; Карев В.Б.', Шлык В .И., 1979; Краснов В .Е., 1962; Куротченко В .И., 1979; Коваленко П.И., 1978; Кожемяченко И .В;, 1979; Семенов П.К. и др.1, 1981; Устав эксплуатационной службы органов мелиорации и водного хозяйства СССР, 1971; Зауаттоп Т., 1981; Такел ока Н., 1979).
Для оперативного и балансового учета воды особо важную роль играет информация о расходах воды, анализ которой позволяет установить достигнута ли основная цель водораспределения, подано ли нужное количество воды и в срок к растениям." Важность получения достоверной оперативной информации о расходах воды возрастает в связи с ростом дефицита пресной воды, введением хозрасчета (Зузик Д.Т., 1980; Карев В.Б.,
Шлык В.й.;, 1979), проведением воднобалансовых исследований на системах, созданием автоматизированных систем диспетчерского управления технологическими процессами.
Анализ существующего состояния эксплуатационной гидрометрии на оросительных системах показывает, что на действующих оросительных системах сведения о водораспределении имеются только на крупных водозаборных и вододелительных узлах, подпорных или перегораживающих сооружениях магистральных и межхозяйственных каналов.' Основное же звено - внутрихозяйственная сеть остается без контроля^"
Отсутствие средств учета расхода и стока на внутрихозяйственной сети приводит к нарушению планового водопользования, увеличению непроизводительных сбросов, величина которых порой достигает 30-40% от головного водозабора (Карев В .Б., Шлык В.И., 1979; Кожемяченко И .В., 1981, 1982; Михайловский В.Н., 1956; Хамадов И .Б.', Бутырин М.В., 1975; Шпак И.О., 1982; Штепа Б.Г., 1979; Bos М., 1980\ ХгатегД., 1980).'
Учитывая важность и необходимость разработки средств автоматизированного учета воды, отмеченную Всесоюзными совещаниями, проведенными в 1970-1980 гг.;, была поставлена цель создания и внедрения расходоизмерительных устройств, водоучи-тываклцих приборов со счетчиками стока, уровнемеров (расходомеров) дои оперативного учета воды на внутрихозяйственной оросительной сети.*1
Цель исследований - научно обосновать, разработать и внедрить в практику проектирования и эксплуатации гидромелиоративных систем более совершенные технические средства оперативного учета расхода и стока оросительной воды на гидротехнических сооружениях внутрихозяйственной сети открытых каналов и мелиоративных насосных станций.'
-JO
Методика исследований.' Поставленная цель достигается путем изучения существующих методов, способов и средств измерения контролируемых параметров водораспределения, условий их применения, оценки существенных недостатков с помощью лабораторных исследований; экспериментального и теоретического обоснования более совершенных расходоизмерительных устройств и приборов, проведением их лабораторных и натурных исследований; технико-экономического обоснования их применения.1
В процессе проведения исследований использованы: теория моделирования (Зегжда А.П;', Х938:; Математическое моделирование, 1979; Норберт Винер, 1968; Чугаев P.P., 1975; Справочник по гидравлическим расчетам, Киселев П.Г., 1972), теория и конструктивные особенности приборов для^измерения расхода и количества жидкости (Андреева Н.В.:, 1976; Иванцов А .И., 1972; Катыс Г .П., 1965; Киенчук А.Ф.% Шевченко A.B.', 1972; Краснов В.Е., 1962; Кузник И.А? и др., 1974; Киясбейли А.Ш., Пе-рельштейн М.Е., 1974; Кожемяченко И.В. , 1978, 1981, 1982; Никитина Ф.А;, 1958; ОСТ 33-30-80, ОСТ 33-27-вО; Пикуш Н.В., 1967; Погодаев А.Я., 1971; Бабаева Н.Ф. и др., 1967; Соловьев А.И., 1966; Цейтлин В.П., 1968; Шевченко A.B., 1979; Крешевский П.П., 1975), методы математической статистики (Андреева H.B., 1976; Гнеденко Б.В. и др., 1965; Доспехов Б .А., 1969; Длина А.М., 1958; Зайдель А.Н., 1974; Иванцов А.И.', 1972; Молостов A.C., 1965; Яковлев К .П., 1953), основы гидравлики (Идельчик И.Е,:, 1975; Правила 28-64, 1978; Правила измерения расхода жидкости при помощи стандартных водосливов и лотков. РПД 99-77, 1977; Чугаев P.P., 1975; Киселев П.Т.1, 1972), эксплуатационной гидрометрии (Быков В.Д. , Васильев A.B., 1977; Железняков Г.В.', 1964, 1976; Краснов B.E. , 1964; Кузник И .А., Луконин Е.И., Пилипенко В .Я.', 1974; Рекомендации по
-IIпршенению водомерных устройств на мелиоративных системах, 19781? Хамадов ШБ^, Бутырин 1975^ Шаров 1968^
Ярцев В.Н.', 1951), гидродинамики (Никитина Ф.АЛ 1958; Бей-зельман РД.!, Цыпкин Б.В,, Берель Л.Я., 1975'; Чугаев Р.Р. , 1975)", а также основные графические методы обработки опытных данных (Блох Л.С'.', 1951"; Уорсинг А. и Дж.Геффнер, 1949; Уланова Е.С. , Сиротенко ОЩ.1, 1968) , современная вычислительная техника,1
Новизна научных положений заключается в следующем: разработаны схемы расходоизмерительных устройств для:
- трубопроводов насосных станций диаметром до 2000 мм (авторское свидетельство 1 667809) в сочетании с интегрирующей трубкой и диаметром 300-500 мм с диафрагмой;1
V Г/е ' 1---------' г ~ существующих типовых гидротехнических сооружений -9 приставку с переменным живым сечением (авторское свидетельство № 529371);
- трубчатых расходомеров-водовыпусков;
- предложена конструктивная схема прибора - переносного перепадомера со счетчиком стока (ППС), экспериментально изучены количественные и качественные характеристики разработанной моделиу получены величины погрешностей измерения расхода и стока';
- разработан и внедрен малогабаритный преобразователь уровня для сооружений на сбросных каналах внутрихозяйственной сети (УВ-1),
Реализация работы.' По результатам исследований составлены:
Г;» "Рекомендации по составлению внутрихозяйственного плана водопользования для условий Поволжья";
2 ; "Рекомендации по учету воды на внутрихозяйственной оросительной сети"!
3. "Рекомендации по составлению внутрихозяйственного плана водопользования и его реализации";*
Результаты исследований вошли составной частью в "Рекомендации по применению водомерных устройств на мелиоративных системах" (Киев, 1978) , выполненных по теме:"Систематизировать существующие конструкции водомерных устройств и разработать рекомендации по их применению" проблема 05 , задание 02 .07* Материалы исследований доложены на Л Республиканской конференции молодых ученых в Киеве', в 1976 г.', и на Всесоюзном совещании по автоматизации гидромелиоративных систем в г.Фрунзе , 1981 года и опубликованы в 18 печатных работах.
- 13
Похожие диссертационные работы по специальности «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», 06.01.02 шифр ВАК
Развитие методологии расчета параметров неустановившегося течения воды при водораспределении в каналах оросительных систем2011 год, доктор технических наук Ткачев, Александр Александрович
Параметры и режимы гидравлических регуляторов для внутрихозяйственной сети оросительных систем2020 год, кандидат наук Коженко Наталья Владимировна
Рациональное водопользование на оросительных системах Республики Дагестан2002 год, кандидат технических наук Магомедов, Муса Умаханович
Совершенствование способов и технических средств распределения воды в каналах для дождевальных машин2004 год, кандидат технических наук Луговой, Андрей Александрович
Разработка и исследование средств учета воды и автоматизации подачи заданных расходов на открытых оросительных системах Волгоградского Заволжья2003 год, кандидат технических наук Мелихов, Константин Михайлович
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.