Регулирование командных уровней в оросительных каналах Долинной зоны средствами гидроавтоматики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.02, кандидат наук Биленко, Виктор Алексеевич

• Биленко, Виктор Алексеевич
• кандидат наук
• 1995

Оглавление диссертации кандидат наук Биленко, Виктор Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ ........,........................................ 5

Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

РАЗРАБОТОК И ИССЛЕДОВАНИЙ.........,..................10

1.1. Характеристика, условия работы и особенности оросительных каналов долинной зоны и сооружения на них. Технические условия и требования к средствам регулирования командного уровня на оросительных каналах

долинной зоны....................................10

1.2. Обзор и анализ существующих и предложенных сооружений и устройств регулирования командного уровня

в каналах....................................,„...18

1.3. Обоснование постановки, цели и задачи разработок

и исследований.....„.................................. .34

Глава 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ, КОНСТРУКЦИИ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СРЕДСТВ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОМАНДНОГО УРОВНЯ В КАНАЛАХ.....................37

2.1. Технологическое обоснование и схемы регулирования командного уровня в каналах........ ..«>.„....«,.,. 37

2.2. Обоснование и выбор компоновочных схем автоматизации подпорных сооружений (АПС) ..................40

2.3. Конструкции и обоснование параметров средств автоматизации подпорных сооружений.....................44

2.3.1. Гидравлический затвор-автомат типа "плавающее крыло".44

2.3.2. Клапанный уравновешенный затвор-автомат командного уровня ......................................53

Глава'3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАСЧЕТ КЛАПАННЫХ

ЗАТВОРОВ-АВТОМАТОВ КОМАНДНОГО УРОВНЯ .............63

3.1. Состав исследований, экспериментальная установка,

аппаратура и точность исследований............... 63

3.2. Методика гидравлических исследований затворов-автоматов .........................70

3.2.1. Методика, исследования по выбору оптимальных параметров затворов-автоматов...................................70

3.2.2. Методика исследования гидродинамического взаимодействия затворов-автоматов с потоком .......72

3.2.3. Методика исследований пропускной способности затворов-автоматов командного уровня .............„79

3.3. Исследования по выбору оптимальных параметров затворов-автоматов ................................83

3.4. Исследования гидродинамического взаимодействия затворов-автоматов с потоком............................87

3.4.1. Исследование гидродинамического взаимодействия

затвора-автомата типа "плавающее крыло" с потоком..87 3.4.2. Исследование гидродинамического взаимодействия

клапанного уравновешенного затвора-автомата

командного уровня с потоком .............89

3.5. Исследование пропускной способности

затворов-автоматов командного уровня ......95

3.5.1. Исследование пропускной способности

затвора-автомата типа "плавающее крыло" .......... 95

3.5.2. Исследование пропускной способности клапанного уравновешенного затвора-автомата

командного уровня ...»...................,........98

З.б. Методика гидравлического расчета затворов-автоматов командного уровня .................».............. 101

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СРЕДСТВ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОМАНДНОГО УРОВНЯ НА СТРУКТУРУ ПОТОКА И ПРОЦЕССА РЕГУЛИРОВАНИЯ КОМАНДНОГО УРОВНЯ ВОДЫ В КАНАЛЕ .....................Л07

4.1. Состав и методика исследований...............о........ 107

4.2. Исследование скоростной структуры потока в зоне влияния подпорного сооружения ............................ 114

4.3. Исследование процесса регулирования и оценка показателей качестза переходных процессов ................... 121

4.4. Методика гидравлического расчета автоматизированного подпорного сооружения ............................... 127

4.4.1. Определение конструктивных и гидравлических параметров

АПС 127

4.4.2. Проверка работоспособности затворов-автоматов командного уровня .................................... 130

Глава 5. АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАЗРАБОТОК И ИССЛЕДОВАНИЙ. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОНТАЖУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ .................... 134

5.1. Внедрение автоматизированного подпорного сооружения ..134

5.1.1. Описание объекта внедрения и выбор компоновочной схемы АПС .........

134

5.1.2. Расчет конструктивных параметров АПС................ 135

5.2. Рекомендации по монтажу и эксплуатации АПС .......... 146

5.3. Технико-экономические показатели .......о............ 149

5.3.1. Технико-экономический расчет по выбору наивыгоднейшего варианта .......................................149

5.3.2. Расчет абсолютной экономической эффективности ....... 151

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ...............................................154

СПИСОК -ЛИТЕРАТУРЫ .........

155

ПРИЛОЖЕНИЯ____............................................... 165

В В'Е Д Е Н И Е

Актуальность. Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий и автоматизированных систем управления процессами водораспре-деления на гидромелиоративных системах особенно актуально в связи с развитием и внедрением рыночных отношений, решением продовольственной программы и является одним из главных направлений прогресса в мелиорации.

Повышение водообеспеченности и продуктивности орошаемых земель возможно на базе внедрения совершенных технологий управления процессом водозабора, водораспределения и водоподачи на гидромелиоративных системах, использующих возобновляемую гидравлическую

энергию потока.

В общей проблеме комплексной автоматизации оросительных систем важное место занимает автоматизация водораспределения на магистральных каналах, в которых сосредоточен основной объем воды.

Из известных схем автоматизации водораспределения: регулирование по верхнему бьефу, по нижнему бьефу, смешанное регулирование, регулирование при непосредственном отборе расходов и др., каждая из которых реализуется различными средствами автоматизации с учетом конструктивных особенностей и режимов работы автоматизируемых сооружений, наиболее просто реализовать схему автоматизации водораспределения по непосредственному отбору расходов. Она наиболее экономична: отсутствуют перегораживающие сооружения, не требуется завышения дамб каналов для создания резервов и т.п. Эту схему можно применять практически на всех каналах. По этой схеме канал устраивают сквозным, без перегораживающих сооружений или с подпорными'автоматизированными сооружениями, обеспечивающими командование при пропуске минимальных расходов воды.

Цели и задачи исследований. В настоящее время имеются технические решения средств гидравлической автоматизации подпорных сооружений. Но производство не имеет научно обоснованных рекомендаций по их проектированию, выбору оптимальных параметров и т.д. Учитывая это, целью настоящей работы являлись гидравлические исследования и совершенствования средств гидравлической автоматизации подпорных сооружений.

При этом возникла необходимость в решении ряда задач:

- обобщить и проанализировать характеристики, выяснить особенности подпорных сооружений, классифицировать их по выполняемым функциям, режимам работы и др. На этой основе сформулировать технологические и технические требования к средствам автоматизации;

- дать технологическое обоснование и разработать компоновочные схемы автоматизированных подпорных сооружений(АПС),'

-дать гидравлическое обоснование и получить зависимости между гидравлическими и конструктивными параметрами АПС и средств их гидравлической автоматизации. При этом необходимо изучить:

1) гидродинамическое взаимодействие затворов-автоматов с потоком;

2) явление истечения из-под указанных затворов-автоматов (ЗА) и получить формулы расхода истечения, являющиеся функциональными зависимостями, связывающими гидравлические и конструктивные параметры;

3) динамику регулирования с определением быстродействия и устойчивости работы;

г выполнить комплексные исследования, позволяющие обосновать формы и размеры АПС, включающие:.

I) исследование пропускной способности АПС;

2) исследование кинематической и скоростной структуры потока в зоне влияния АПС,

- разработать методику расчета АПС;

- выполнить исследования процесса регулирования и определить показатели качества регулирования;

- выполнить производственное внедрение АПС, разработать практические рекомендации производству по проектированию и определить технико-экономические показатели.

Методика исследований основана на применении физического и математического моделирования, модельных экспериментов -и использовании ЭВМ. В работе использован аналитический метод исследования, позволяющий установить количественные связи между параметрами предлагаемых АПС,средств гидравлической автоматизации. В основу методики экспериментальных исследований АПС и средств гидравлической автоматизации заложен метод проведения активного эксперимента по изучению взаимовлияния различных элементов АПС.

Исследование переходного процесса, оценка влияния значений параметров регулирующих устройств, технологических особенностей и эксплуатационных режимов выполнялось методом математического моделирования на ЭВМ. Исследования качества регулирования проводились в соответствии с методикой однофакторного эксперимента.

Основные положения, выносимые на защиту:

- технологическое обоснование и схемы автоматизации подпорных сооружений предлагаемыми средствами гидроавтоматики;

- конструкции принципиально новых средств гидравлической автоматизации подпорных сооружений - затвора-автомата типа "плавающее крыло" и клапанного затвора-автомата предельного уровня;

- теоретическое и экспериментальное обоснование предложенных средств гидроавтоматики;

- методика инженерного расчета АПС и средств его гидравлической автоматизации.

Научная новизна. На основании обзора и анализа существующих систем стабилизации командных уровней, их конструктивных особенностей и технологических характеристик сделан вывод о необходимости усовершенствования конструкций АПС и средств для их гидравлической автоматизации, сформулированы технические условия и требования к АПС и средствам гидравлической автоматизации.

По результатам анализа работы магистральных каналов, подпорных и перегораживающих сооружений на них, как объектов автоматизации, выполнено технологическое обоснование и разработаны компоновочные схемы подпорных сооружений, автоматизированных предложенными клапанными затворами-автоматами.

Разработаны конструкции принципиально новых клапанных затворов-автоматов-предельного уровня.

Получены теоретические зависимости и экспериментально выявлены количественные связи между конструктивными и гидравлическими параметрами клапанных затворов-автоматов предельного уровня.

Разработана методика инженерного расчета автоматизированных подпорных сооружений и средств гидравлической автоматизации.

Практическая ценность. Предлагаемые средства автоматизации, доведенные до конкретных инженерных расчетов, позволяют автоматизировать подпорные сооружения на каналах долинной зоны, практически не нарушая структуру потока в канале, сократив удельную материалоемкость затворов, уменьшив тем самым, капитальные затраты на строительство.

Реализация работы. Результаты исследований приняты в практику проектирования проектным институтом " Кыргызгипроводхоз", используются в учебном процессе на факультете Природообустройст-ва Кыргызского ордена "Знак Почета" сельскохозяйственного института им. К.И. Скрябина, вошли в учебную литературу.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях: гидромелиоративного факультета Кыргыз ского СХИ (г.Фрунзе, 1977...1986, 1990)

и Джамбулского гидромелиоративно-строительного института (г.Джамбул, 1988), а также на Всесоюзной конфренции "Повышение эффективности использования водных ресурсов в сельском хозяйстве" (г.Новочеркасск, 1989).

Публикации. Содержание работы освещено в 8 работах и 4 технических решениях, признанных на уровне изобретений.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов, списка использованной литературы; включает ^55 страниц машинописного текста, £ рисунков, у таблиц, список использованной литературы состоит из III наименований, в том числе б иностранных.

Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАЗРАБОТОК И ИССЛЕДОВАНИЙ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Регулирование командных уровней в оросительных каналах Долинной зоны средствами гидроавтоматики»

1.1. Характеристика, условия работы и особенности

■ оросительных каналов долинной зоны и сооружения на них. Технические условия и требования к средствам регулирования командного уровня на оросительных каналах долинной зоны

Эффективность распределения воды на оросительных системах главным образом определяется техническим совершенством водорегули-рования на межхозяйственной сети, в которой сосредоточен основной объем воды. Поэтому в работе намечены к рассмотрению магистральные и межхозяйственные каналы.

В Кыргызской Республике имеется 25839 км оросительной сети /13,41,75/, в том числе протяженность магистральных и межхозяйственных каналов составляет 5771 км, из них 768 км в бетонной облицовке.

Магистральные и межхозяйственные каналы по пропускной способности и протяженности можно подразделить на следующие группы, представленные в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Классификация магистральных и межхозяйственных каналов по пропускной способности и протяженности

Группы !

!Пропускная {

{способность, м3/с I

¡Протяженность,Шроцент от общей ? км |протяженности, %

I

до 2,0 2,0...5,0

2775,8 1702,4

48,1 29,5

П

Продолжение табл. 1.1

Группы

!Пропускная

{Протяженность, '{Процент от общей } км (протяженности, %

способность, м3/с }

км

Ш

5,0...10,0 10,0...25,0 свыше 25,0

611,7 352,2 328,9

10,6 6,1 5,7

1У

У

Все рассматриваемые каналы также условно можно разделить на две группы: каналы равнинной (долинной зоны) и предгорной зоны. Предметом нашего рассмотрения являются каналы первой группы,, общая протяженность которых превышает 500 км.

Данные каналы проходят с минимально допустимыми уклонами, исходя из условия незаиляемости, а иногда и с нарушением этого условия для соблюдения командования над большей территорией.

Эти каналы могут пересекаться в одном или на различных уровнях с каналами предгорной зоны, подпитывая друг друга и составляя единую оросительную систему. На рис. 1.1. показана линейная схема Сокулукского участка магистрального канала ЗШК, как наиболее характерного для магистральных каналов долинной зоны.

Учитывая большое количество и вместе с тем общность каналов долинной зоны, рассмотрим особенности и технические характеристики их на примере типичных каналов орошаемой зоны Кыргызстана. Техническая характеристика составлена по данным /41,75,93,94/ и сведена в таблицу 1.2. В основу характеристики положены: тип, протяженность, уклоны, поперечные сечения, расход и скорости воды, наполнения каналов и количественные характеристики по сооружениям водораспределения.

В результате анализа, приведенного выше материала, можно отметить следующие особенности, которые необходимо учитывать при

12

Линейная схема Сокулукского участка ЗБЧК

Ус/го£нь/е о5о$Н1те/м/я-- ёодоЗыпусх -н{-6- - $шер о лерееора&ибя/я-

~~7~/~~ щам еоор^мемелг

~ - л од/гормде ааар^мете ;ТГ~ - опросное мщмгеше ^ _ ¡¡аесеин махал и/пё/м,

- /№>/¿7.

Рис. 1.1.

^ Таблица 1.2

Техническая характеристика некоторых межхозяйетвенных каналов и сооружений воцораспределения

оросительных систем долинйой зоны Кыргызской Республики

Наименование канала:

! !

Источник, ^подпитка

Длина, ¿м

Стро-! итель!

I bhco-!^kjioh ! та, ! дна ! м ! I !

Î !

3 ! 4 !

5

l

Гидравлические элементы

j Сооружения-водо распределения, шт. |

Зало-Шири-! Расходам'/е! Наполнение ! Скорость , ! Пере ! Под- ! Сброс ! Водо жение на ! ! м , ! м/с !готэа!поБ-!нме

отко-!по

!

4-

м/с

! гора!пор-

!жива!ные

сов !дну,.!мак- !мини-!мак- !мини-^мак-!мини-!ющие!> ! м 1си- !маль-!си- !маль-!си- !маль-! i ' !маль-!ный !маль-!ное■, !мальЧ-"ная !

•!ный 1

!

!

!ная

!

I" ' -I

ные !мер-!ные

г -г ■ !

! I I

i-j-i

Водовыпуски

!с не!с обе Всего!обес!спе-!пе-г !чен-!чен-!ным !ным !коман команГдова^-

!дова¡нием .Жнием! j-1

б !- 7 ! 8 ! 9- ! 10 ! II ! 12 ! 13 ! 14 ! 15 1 16 ! 17 I 18 I 19 I 20

I. ЗБЧК " 146,8 i 4 8 7 7 117 10 107

I.I Головное от- р деление 0...238 р . Чу, . Красная 23,8 4,1 0,00010 2,0 18,0 ' 61,0 24,4 3,33 2,00 0,74 0,56 нет нет I нет 10 нет 10

1.2 Нооруекое от- р. Чу, деление 238...440 р.Наорус 20,2 4,0 0,00013 2,0 16*0 56,0 22,4 3,14 1,88 0,75 0,55 нет ■ нет I нет 13 нет 13

1.3 Аламудунское отделение 440...639 р. ЧУ, 19,9 р. Аламудун 4,0 0,00013 2,0 16,0 .51,0 20,4 2,98 1,80 0,78 .0,55 I I 2 I 24 I 23

1.4 Сокулукское отделение 639...837 ; р. Чу, р. Сокулук 19,8 3,75 0,00017 2,0' 16,0 52,0 20,8 2,80 1,67 0,86. 0,65 1 з- I 2 . 16 3 13

1.5 Ак-Суйское отделение^.-' 837...1109 Р- Чу, р. Ак-Суу 27,2 3,50 0,00016 2,0 14,0 42,0 16,8 2,74 1,61 0,81 0,61 нет нет I I • 28 нет . 28'

1,6 Кара-Балтин-ское отделение 1109...i486 р. Чу 35,7 2,8 0,00012 1,5 13,0 26,0 10,4 1,97 - * 1,41 0,82" 0,50 2 4 I 2 26 6 йо

2. ВБЧК 95,6 4 II 3 9 56 17 39

2.1 Головное отделение 0...128 - р. Чу 12,8 3,67 0,00020 21,0 10,0 43,8 « 17,5 2,92 ь 1,81 0,90, 0,60 \ нет нет нет I II нет II

2.2 Шамсинское отделение 128...396 , р. Чу 26,8 р. Кызыл-Суу 2,6 0,00014 1,5 10,0 18,0 7,2 2,13 . 1,25 0,64 0,48 нет нет нет нет 10 нет 10

2.3 Кегетинекое. отделение -396...680 р. Чу 28,4 2,35 0,00014 1,5 8,0 12,0 4,8 1,86 1,11 0,59 '0,44 2 4 I 4 17 _ 5 12

2.4 Кантское отделение 680,..912 р. Чу р. Ноорус 23,2 2,4 0,00025 1,5 10,0 15,0 6,0 .1,80' ч 0,94 0,76 0,55 I - 4 . I 3 II 7 4'

2.5 Аламудунское от- р..Чу, деление 912...956 р.Аламудун . 4,4 2,5 0,00025 1,5 5,0- .8,0 3,2 1,60 0,96 0,75 0,50 ч I 3 I нет 7 5 2

3. ЧОРК ВБЧК ' 2,7 1,0 0,00060 0 10,0 8,0 3,2 0,74 0,42 -1,-08 0,76, I I I • 2 14 9 5

Вид о бли-цо в-ки,

21

ррунт

бетон

Продолжение табл. 1.2

!

Наименование канала

! Источник,

!подпитка

¡Длина, КМ

!

}Строи }тель-|ная |

!высока, м '

2

Уклон Дна

' ! ■

IЗало-!Шири ■ }жение!по

Готко-!^»

!сов ! ! !

I

3

4 !

б ! 7

Гидравлические элементы

Сооружения водораспределения, шт; : Г

Расход, ! Наполнение!Скорость, »ПереШод-м'Ус ! м ! м/с |гора!пор- !Сброс!Водо! Водовыпуски Вид обли-' цовки

ные !мер-! -. »с нео!с обе ! !ные !Всего!беспе!спе-! ! !чен- !чен-! ! !ным !ным ! ! !коман!коман ! Ь . !дова-!дова^ ! ! • !нием !нием'

мак- !мини-!мак- !мини-!мак- !мини!^®р{ныв си- !маль-!си- !маль-!си» Ыаль!*"4 | маль-!ныйч !маль-!ное. !маль^!ная ! | ный. ! !ное ! ^ная | | \ ; ■} ! 1 ! 1 ,

8 1 9 ! 10 ! II ! 12 Ь 13 ! 14 ! 15 16 ! 17 ! 18 !' 19 ! 20 V 21 • V-

3.

да.

4.МКР--12;0.. ЛЗО 130...164

ВБЧК

ВБЧК ВБЧК

5. Кара-Дарьинс- р. Кара-кии подпиты- Дарья вающий канал

169...241

241...-289

6. Араван-Акбуринский • канал:

83..Л16 р. Ак-Бура

90...93, 104...

106

7. Большой Таласский канал

0...97 р. Талас

97...148 376...458 •

2,7

3,4 13,0

7.2 4,8

5.3 0,5

9,7 5Д 8,2

1,0 0,00060

0 10,0

2,0 0,00050 2,0. 6,0 2,4 0,00050 2,0 5,0

1,8 0,00033 1,5 6,0

1,8 0,00013 1,5 5,0

3,0 0,00036 . 1,5 6,0

3,0 0,00036 1,5 3,5

2,85 0,00030 1,5 5,0

2,85 0,00030 1,5 5,0

2,4 0.000302 1,5 5,0

8,0.3,2 0,74 0,42 1,08.0,76 I I

16,0 . 3,5 1,71 0,75 0,98 0,62 нет I 11,5 2,9 1,54 0,72 0,91 0,62 I 2

нет I

2

нет 2

14

6 4

9

3

4

5

"3 нет

бетон грунт

п

25,0 3,0 ,2,49 0,75 1,05 0,74 нет I

I

15,0 3,0 2,15 0,75 1,05 0,85 нет нет I 15,0 6,0 2,15 0,85 0,85 0,64 нет нет нет 7,5 3,0 1,48 0,88 0,71 0,53 нет нет нет,

нет 4 3 I ■ и -

нет 12 5 7 бетон

2 . 8 I 7 грунт

нет нет нет нет бетон

2 3 нет г 3 грунт

I 2 \ 2 нет и

3 3 , 3 нёт

I

автоматизации водораспределения.

1. Большинство каналов проложены в земляных, необлицованных

9

руслах с уклонами Ь = 0,0001.. .0,0006.

2. Каналы имеют малые скорости течения (до I м/с), большое наполнение - от I до 4 м с поперечным сечением каналов до 70 м^.

3. Трассы каналов в основном проходят в полувыемке-полунасыпи, хотя и встречаются участки в выемке и в насыпи, при пересечении рек и малых водотоков. В основном каналы имеют правильное трапециедальное сечение с заложением откосов Щ = 1,5...2,0.

4. Каналы в основном запроектированы из условия одностороннего командования над орошаемой территорией. При пропуске по каналам минимальных расходов возникает необходимость в создании подпора, т.е. командного уровня, а в некоторых случаях, и в строительстве перегораживающих сооружений. Так, например, на Западной ветке Большого Чуйского канала (ЗБЧК) построено 8 подпорных и 4 перегораживающих сооружений, два из которых предназначены для создания командного уровня. На Восточной ветке БЧК (ВБЧК) имеется II подпорных и 4 перегораживающих сооружения, большинство из которых предназначены для создания командного уровня воды.

Для иллюстрации на рис. П.11иШ.2 приведены фотографии подпорных, перегораживающих сооружений и водовыпусков.

По данным управления межрайонных распределительных каналов (УМРК) Кыргызстана /35,41/ необходимость в создании подпора, т.е. командного уровня, составляет 5...20 % от периода пропуска по каналу расчетных расходов воды. В остальное время работы канала командование обеспечено и в создании подпора нет необходимости. Для иллюстрации в таблице 1.3 приведены значения среднедекадных расходов по ЗБЧК, а на рис. 1.2 представлен график изменения уровня воды в ЗБЧК в створе водовыпуска Р-9, где показано необ-

Таблица 1.3

Ведомость среднедекадных значений расходов воды (м3/с) по каналу ЗБЧК за Аламединским акведуком

Апрель ! 1 Май Июнь ! Июль

Год 1 I ! П- Г~Ш ! I ! П Г~Ш ! I ! П Г~Ш 1 I ! П ! Ш

1985 1,42 2,00 9,34 14,79 20,18 37,47 38,71 42,30 45,30 47,91 50,71 49,84

1986 4,19 17,21 14,55 16,55 24,45 31,46 37,12 40,09 42,97 46,84 48,50 48,95

1987 2,4 2,20 5,60 9,80 18,70 27,20 34,70 39,80 47,10 47,20 46,60 43,10 ^

Август ! Сентябрь ! Октябрь ! Ноябрь

Год -!-1-

I ! П ! Ш ! I ! П ! Ш ! I ! П ! Ш I I ! П ! Ш

1985 44,20 28,78 33,31 33,49 26,48 24,41 23,69 20,88 17,02 11,65 6,46

1986 47,30 43,78 29,58 27,19 27,50 24,30 20,97 8,81 7,61 7,82 7,86

1987 45,90 49,60 49,70 46,90 36,80 26,20 17,20 9,60 4,01 2,20

График изменения уровней воды ЗБЧК в створе Р-9 (1985г.)

4 м § £ § го 1 § ^ 1

т — — ■ _ — — —

месть/ /V V V/ У// V/// /X X х г/

ёетдь/ Ф1* 4Ф 4Ф 4Ф Ф1*

I - наполнение в канале; 2 - командный уровень; 3 - периоды с необеспеченным командованием.

Рис. 1.2.

ходимое наполнение в канале в периоды с необеспеченным командованием. По данным того же управления около 30 % всех водо выпусков являются водовыпусками с необеспеченным командованием. Следовательно, плановая водоподача в них затруднена, а в некоторые периоды и невозможна без устройства сооружений для создания командного уровня.

Из изложенного видно, что наиболее узким местом на МК долинной зоны является регулирование командованием над водовыпус-ком в режиме заполнения - опорожнения канала, что и предопределило предмет разработок и исследований.

Исходя из особенностей рассматриваемых каналов и режимов их работы, факторов, вызывающих нестабильность водораспределения, а также исходя из опыта эксплуатации этих каналов и сооружений водораспределения на них, можно сформулировать технические условия и требования к средствам регулирования командного уровня.

Средства регулирования командного уровня должны:

1. Обеспечивать требуемое командование над отводами при работе канала в режиме заполнения - опорожнения;

2. Не влиять на пропускную способность канала, т.е. при работе канала в режиме нормальной эксплуатации обеспечивать расчетную пропускную способность отверстий (пролетов) подпорных сооружений;

3. Обеспечивать свободный пропуск в нижний бьеф плавника, мусора, наносов;

4. Работать в автоматическом режиме на прямом использовании гидравлической энергии потока;

5. Быть технологичными в изготовлении, простыми в эксплуатации, надежными в работе, обладать малой металлоемкостью;

6. Иметь необходимую чувствительность в работе, зона не-

чувствительности не должна превышать заданных пределов, определяемых требованиями эксплуатации, особенно в режиме опорожнения канала (нечувствительность по перепаду уровней на подпорном сооружении не должна превышать 5 % расчетной глубины ^ ).

С учетом сформулированных требований ниже рассматриваются существующие и предложенные средства регулирования командного уровня в рассматриваемых каналах.

1.2. Обзор и анализ существующих и предложенных сооружений и устройств регулирования командного уровня в каналах:

Регулирование командного уровня осуществляется подпорными и перегораживающими сооружениями.

Учитывая множество типов и конструкций рассматриваемых сооружений, способов и средств регулирования командного уровня и с целью облегчения анализа, нами предложена классификация подпорных сооружений по следующим обобщенным классификационным признакам: по сроку службы, продолжительности воздействия на поток, характеру регулирования и способу регулирования /27,43,44/.

Классификация представлена на рис. 1.3.

Рассмотрим наиболее оригинальные, типичные, нашедшие применение в практике, доведенные до стадии инженерного расчета сооружения и устройства регулирования командного уровня в соответствии с классификацией и с позиций'соответствия сформулированным техническим условиям и требованиям, предъявляемым к ним.

Ниже приводится анализ работы подпорных сооружений согласно классификационным признакам.

По сроку службы подпорные сооружения делятся на временные и постоянные. Временные подпорные сооружения нашли широкое примене-

Признаки классифика ции

По сроку службы

По степени регулирования сеченир

По продолжительности воздействия на

поток

По степени подвижности рабочего органа

о виду рабочего органа

По способу движения

По конструктивным признакам

Классификационная схема подпорных сооружений и их рабочих органов

Подпорные сооружения ■ ~

Временные

Постоянные

С постоянным сечением

С переменным сечением

Постоянно действующие

Временно

действующие

шодвижныи

Комбинированный

Подвижный

Водосливы

Затворы

Оболочки и др.

Поступательное

Вращательное

1

Перекатываемые

е-« X о О,

нгн

ф •

я СЪ

X |=с

Л

ч к

сб

£ ф

о 3

и и

ф

1=3 ч

о ф

с =Г

ч

ф з х

Ри-о СС £ ей

О)

к к о о ч

ф я

X

*=3

ы

ф я

X

а, о

Ен К ф о

ф

X £-< X ф

и ф

о

Е

ф

3

X

«=С

К

т

ф

а

з

си

м

ф Е

\о ей

СЪ сб Ш

ф

а

и о ИГ

Л ^

ей га

Рис. 1.3.

ние на внутрихозяйственной оросительной сети и при поливе. Устройство временных подпорных сооружений на межхозяйственной сети и магистральных каналах является экономически неоправданным, т.к. вызывает непредсказуемые нарушения структуры потока, размыв ложа канала за сооружением, заиление в верхнем бьефе и др., хотя в некоторых случаях их все же устраивают (рис.Ш.З). Временные подпорные сооружения из дальнейшего рассмотрения нами исключены.

Постоянные подпорные сооружения нашли широкое применение в практике.

По степени регулирования сечения подпорные сооружения можно разделить на сооружения с постоянным сечением и с переменным сечением.

Подпорными сооружениями с постоянным сечением могут быть водосливы различных типов, например, фронтальные, полигональные, щелевые и др. (рис. 1.4). Щелевые водосливы с тонкой стенкой и практического профиля нашли применение на каналах Чуйской долины (рис.Ш.4). Указанные подпорные сооружения выполнены из железобетона и являются неподвижной постоянно действующей преградой, введенной в поток. Подпор в канале создается как при пропуске минимальных, так и максимальных расходов воды, что ведет к завышению параметров канала, а следовательно, и его стоимости. Создать подпор при пропуске расходов практически невозможно или это сопряжено с применением ручного труда (рис.Ш.5), т.к. возникает необходимость в установке шандор.

Подпорные сооружения с переменным сечением - это сооружения, положения рабочих органов которых меняется в процессе работы, например, затворы, оболочки и др.

По продолжительности воздействия на поток подпорные сооружения могут быть постоянно или временно действующими.

Подпорные сооружения

1-1

1- 1 1

__ ГТ

¿у/// /// к

Рис. 1.4.

с постоянным сечением

Б.

— -

—_ — ••

полигональный щелевой водослив.

Постоянно действующие подпорные сооружения, воздействуя на поток, создают подпор в канале. Рабочими органами этих сооружений являются: водослив, затворы, или оболочки, находящиеся в потоке. Этот класс сооружений нашел широкое применение в практике Грис.1.5, 1.6). Чаще всего по степени подвижности рабочего органа они являются комбинированными, т.е. включающими неподвижные водосливные стенки или бычки и затвор, или оболочку, прикрепленную к ним. Встречаются в практике сооружения, состоящие из одного затвора или оболочки, прикрепленные непосредственно к дну канала или к береговым устоям, находящимся вне потока. Эти сооружения являются временно действующими, т.к. затвор или оболочка могут укладываться на дно или полностью выводиться из потока. При этом они уже не оказывают воздействия на поток (рис. 1.7).

Для создания и автоматического поддержания командного уровня в каналах используются затворы-автоматы самого различного принципа действия и конструкций: клапанные, секторные, сегментные, прислонные и др. "Конструкции этих авторегуляторов уровня разработаны Я.В. Бочкаревым /8, 24,26/, Э.Э. Маковским /64,65/, В.В. Шаровым /103/, М.Ф.. Финке /96/, фирмой Нейрпик /82/, институтом УкрНИИРиМ /55/ и др. Схемы некоторых сооружений данного типа представлены на рис. 1.8. Большинство этих сооружений обеспечивает качественное регулирование уровня воды в верхнем бьефе, но при пропуске максимальных расходов, они создают значительный подпор, что ведет к завышению параметров канала и его удорожанию. К тому же все перечисленные типы авторегуляторов, кроме сегментного затвора-автомата с корректором положения прямого действия (рис.1.8), функционируют при значительном'перепаде отметок верхнего и нижнего бьефов, что трудно обеспечить в каналах с малыми уклонами долинной зоны. Наконец,перегораживающие сооружения, оборудованные выше

Стоечный подпорный шлюз I - I

1 1 1 1 1 1 1 1 1 и 1 1 1 1 1

Рис. 1.5.

Шлюз-регулятор

А-А

а

Рис. 1.6.

Временно действующие подпорные устройства

1-радиальная обшивка;

2-ось вращения;

3-противовес; 4-попла-вок; 5-рама; 6-сливные пороги; 7-дренажный трубопровод с задвижкой.

1-клапанный затвор;

2-подъемный механизм с электроприводом;

3-трос; 4-ниша.

1-металлический затвор;

2-водонаполняемая оболочка;

3-регулировочное устройство;

4-впускной трубопровод;

5-дренажный трубопровод с задвижкой.

А - Опрокидывающийся регулятор стабилизации

бьефа;

уровней воды верхнего

В- - клапанный затвор с электроприводом; В - складная антивибрационная плотина конструкции Б. Борна.

Рис. 1.7

Авторегуляторы уровня верхнего бьефа

А

—*777—/77 ' /7?—757—777

1-сегментный щит;

2-рама; 3-рычаги-корректоры;

4-шарниры;

5-ось вращения

¿77—777-77?—777~~777

1-затвор; 2-ось вращения; 3-противовес; 4-задатчик уровня; 5-корректор;

-777—77?—77?-77?—77?-77?-Л-У 7//

1-затвор; 2-ось вращения;

3-впускное отверстие;

4-выпускное отверстие;

5-мембранный клапан;

6-задатчик уровня.

У77—777—777—777\ _

т _ *—77?—77?—777-

1-щит; 2-ось вращения; 3-ле-

кало; 4-противовес; 5-забраль-ная стенка.

А - сегментный затвор-автомат прямого действия Я.В. Бочкарева; Б - секторный авторегулятор Э.Э. Маковского; В - сегментный уравновешенный затвор с корректором положения прямого действия; Г - авторегулятор М.Ф. Финке.

Рис. 1.8.

указанными затворами, являются металлоемкими и дорогостоящими, т.к. при регулировании ими перекрывается все живое сечение потока.

Вместе с тем, применение этой группы сооружений необходимо в том случае, когда неэоходимо создать подпор,близкий к максимальному, который невозможно обеспечить другими типами гидротехнических сооружений.

Как видно из выше приведенного анализа, для создания командного уровня перекрывать все живое сечение потока вовсе необязательно, а в некоторых случаях и нежелательно.

Ниже рассматриваются наиболее типичные конструкции затворов применительнок подпорным сооружениям на основе сформулированных выше принципов.

1. Секторные затворы /43/.- это опускные затворы, имеющие поперечное сечение в виде сектора (рис.1.9,а). Затвор закрепляется на флютбете сооружения на горизонтальной оси, вращаясь вокруг которой, он'может частично или полностью опускаться в специальную нишу или камеру давления .

Маневрирование затвором осуществляется за счет изменения давления в камере противодавления. Давление регулируется задвижками •', установленными на выпускных и впускных каналах. Задвижки управляются вручную или автоматически.

Применение секторных затворов для данной цели нецелесообразно, т.к. требует развитого подземного контура, значительного перепада уровней и ограниченной мутности потока, что невозможно обеспечить на каналах долинной зоны.

2. Крышевидные затворы /38,50/ состоят из двух полотнищ, каждое из которых вращается вокруг своей горизонтальной оси и в приподнятом состоянии напоминает крышу (рис. 1.9,6).

Затворы уровня верхнего бьефа

1-затвор; 2-горизонтальная ось 3-камера давления; 4-задвижки; 5-впускной канал-; б-выпускной канал.

7////////

1-верховое полотнище; 2-ролики; 3-низовое полотнище; 4-камера давления; 5-оеи вращения.

4 £ # <е

1-щит; 2-шарнир; 3-флютбет; 4-гибкая оболочка; 5-регулирую-щая емкость; 6-сифонное устройство; 7-воздушная трубка'.

Г

1-полотнище затвб^а;

2-водяной карман;

3-крепление;

4-водоперепускной трубопровод.

А - секторный затвор с верховой осью вращения; Б - Крышевидный затвор типа дахвер; В - мягкий регулятор уровня;

Г - затвор - регулятор конструкции Гипроречтранса.

Рис <, 1.9.

Верхнее полотнище I опирается при помощи роликов 2 на наружную поверхность низового полотнища 3.

Управление крышевидными затворами осуществляется изменением давления в камере 4, которое действует на внутренний контур обоих полотнищ.

Рассматриваемые затворы имеют те же недостатки,что и секторные, и находят применение на русловых плотинах.

3. Мягкие конструкции авторегуляторов /33,85/. Из большого многообразия конструкций авторегуляторов с мягкими оболочками, описанных Б.И. Сергеевым /25/, рассмотрим те технические решения,

которые могут использоваться в качестве автоматизированных подпорных сооружений. Мягкий регулятор конструкции В.Н. Щедрина, Б.И. Сергеева и др. /4/ (рис. 1.9,в) имеет жесткий щит I, шарниром 2 соединенный с флютбетом 3. Гибкая оболочка 4 совместно со щитом образует регулирующую емкость 5. Регулирование уровня верхнего бьефа производится с помощью сифонного устройства б, соединенного с емкостью 5 и снабженного воздушной трубкой 7.

Другим типом подпорного сооружения может служить затвор-регулятор конструкции Гидроречтранса /85/ (рис. 1.9,г), включающий полотнище затвора I и водяной карман 2 из эластичного, нерастяги-вающегося и водонепроницаемого материала. Этот карман 2 прикрепляется плотным стыком 3 к дну водотока и соединяется водоперепуск-ным трубопроводом 4 под плотиной с нижним бьефом. Трубопровод 4 снабжается известными (неавтоматизированными) средствами перекрытия, которые позволяют регулировать подачу воды в карман 2.

Наряду с достоинствами мягких конструкций: эластичностью, портативностью, они обладают и недостатками - малой устойчивостью от повреждений и температурных воздействий, засоряемостью донными и влекомыми наносами, подвержены вибрациям.

В связи с этим, данные конструкции не выдерживают длительной эксплуатации и не получили широкого распространения на оросительных каналах.

4. Клапанные затворы /37,50/. Этот тип затворов является, на наш взгляд, наиболее перспективным с точки зрения их применения для создания и поддержания необходимого уровня в верхнем бьефе в отводах из магистральных каналов. Такие затворы обычно наклонены к потоку по течению и вращаются на горизонтальной оси, укрепленной на пороге сооружения.

В зависимости чэт расположения противовеса различают клапанные затворы, уравновешиваемые сверху (рис. 1.10,а) или снизу

С/

(рис. 1.10,6).

Такие затворы рассчитываются на определенный уровень воды, при изменении которого они автоматически опускаются или поднимаются. Автоматический, качающийся, клапанный затвор с противовесом в шахте (рис. 1.10,а) работает следующим образом.

При повышении уровня воды над расчетным, вода поступает в шахту I, где находится противовес 2, удерживающий щит 3 в верхнем положении. Противовес становится легче, так что давление воды на щит превышает усилие от противовеса и щит опускается.

Дальнейшим развитием затворов, предназначенных для перекрытия отверстий в гидротехнических сооружениях, реках и каналах, является конструкция Ю.М. Федорова /5/, изображенная на рис. 1.10р. Она включает в себя фундаментную плиту I, с установленным на ней клапанным затвором 2, который шарнирно соединен с подкосом криволинейной формы 3. Силовой гвдроцилиндр 4 установлен в галерее 5 и соединен с подкосом посредством системы тяг б. Опускание происходит за счет собственного веса затворов и гидростатического давления воды, а подъем - за счет усилия от гидроцилиндра, питающего-

Клапанные затворы с низовой осью вращения

А

1 - полотнище затвора;

2 - ось вращения; ":3 - жесткая тяга; 4 - противовес._

3

I - шахта; 2 - противовес; 3 -

щит; 4 - ось вращения; 5 - водолив; б - регулятор._

I -

4

полотнище затвора; ось вращения; 3 - трос; противовес; 5 - улитка.

Г

твор; 3-подкос; 4-гидроцилиндр; 5-галерея; 6-система тяг; 7-ось вращения.

А - уравновешенный сверху; Б - уравновешенный снизу; В - с противовесом в шахте; Г -' конструкции Ю.М. Федорова.

Рис. 1.10.

ся от внешнего источника давления. Таким образом, описываемая плотина является полуавтоматизированным сооружением, кроме того, наличие сложной кинематической системы не обеспечивает достаточной надежности и может стать причиной заклинивания затвора.

В связи с этим, исходя из технических требований к подпорным сооружениям, которые будут сформулированы в следующем параграфе, был предложен принцип регулирования достаточно простыми и неметаллоемкими конструкциями затворов, частично перекрывающими живое сечение потока и работающими на использовании возобновляемой энергии потока /18, 27/ (рис. 1.10,г). Из автоматизированных затворов, реализующих этот принцип, был рассмотрен пневматический затвор для

перектг...... отверстий гидротехнических сооружений П.М. Чистякова,

М.Л. Мамонтова и др. сотрудников Ленинградского отделения института Гидропроект к?-. С.Я. Жука /2/. Этот затвор (рис. 1.11,а) содержит полотнище I с горизонтальной осью вращения 2. Полотнище затвора со стороны верхнего бьефа имеет днище, а со стороны нижнего бьефа выполнено из отсеков 3 с водонепроницаемыми .перегородками 4, соединенных с источником сжатого воздуха. При открытом отверстии, затвор лежит на дне камеры и все полотнище заполнено водой. Для подъема затвора в отсеки нагнетается сжатый воздух по трубопроводам, расположенным на торцовых бортах полотнища, что связано с затратой дополнительной внешней энергии.

Известным изобретением в области автоматизации подпорно-перего-раживающих сооружений является устройство для регулирования уровня воды в ГТС конструкции Я.В. Бочкарева /8/, содержащее (рис. 1.11,6) щитовой затвор I с поплавком 2, установленный на горизонтальной-оси 3, соединенный с флютбетом 4 гибкой оболочкой 5, которая образует камеру б, сообщающуюся с верхним и нижним бьефом. На выступах 7 в боковых стенках сооружения укреплены резиновые пластины для защи-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Биленко, Виктор Алексеевич, 1995 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Агроскин И.л., Дмитриев Г.Т., иикалов Гидравлика.-M.-JI.: Энергия, 1964.- 352 с.

2. A.c. 308147,СССР МКЙ Е 02 В 7/26. Затвор для перекрытия отверстий гидротехнических сооружений/ П.М. Чистяков, М.А. Мамонов, С.С. Агалаков и А.Б. Мошков.- № 1390007/29-14; Заявлено 05.01.1970; Опубл. 01.07.1971, Бюл. № 21,- 2 с.

3. A.c. 636321, МКИ Е 02 В 7/26. Гидротехнический затвор/ Я.В. Бочкарев, В.А. Биленко (СССР).-№ 2426659/29-15; Заявл. 07.12.76; Опубл. 05.12.78, Бюл. № 45.

4. A.c. 768876 СССР, МКИ Е 02 В 7/20. Мягкий регулятор / В.Н. Щедрин, В.И. Сергеев, В.А. Волосухин и A.B. Крошнев.-

№ 2725692/29-15; Заявл. 19.02.79; Опубл. 7.10.80, Бюл. № 37.

5. A.c. 897926, СССР, МКИ Е 02 В 7/16. Плотина / Ю.М. Федоров. - № 295I2II/29-I5; Заявл. 02.07.80; Опубл. 15.01.82,

Бюл. № 2.

6. A.c. 960362; СССР, МКИ Е 02 В 7/48. Крышевидный затвор / В.В. Бархатов,'A.n. Красовский, Ю.А. Степаненко^ № 3276417/2915; Заявлено 02.03.81; Опубл. 23.09.82, Бюл. №35.-2 с.

7. A.c. 1033626 СССР, МКИ Е 02 В 7/40. Водоподпорное сооружение / С.С. Сатаркулов, П.И. Дуюнов.- № 2857686/29-15; Заявл. 20.12.79;.Опубл. 07.08.83, Бюл. №29.- 2с.

8. A.c. I05955I СССР, МКИ G 05 Д 9/02. Устройство для регулирования уровня воды в бьефах гидротехнических сооружений /

Я.В. Бочкарев.- № 3382453/18-24; Заявл. 15.01.82; Опубл. 7.12.83, Бюл. № 45.

9. A.c. 1090794 СССР, МКИ Е 02 В 7/26. Гидротехнический затвор / В.К. Штенцель, Л.Ф. Северов.- № 3470389/29-15; Заявл. 16.07.82; Опубл. 07.05.84, Бюл. № 17.- 3 с.

10. A.c. I186727 СССР, МКИ E 02 В 7/26. Устройство для перекрыт^ ¿«-л ^оки, впадающей в море / Я.В. Бочкарев, В.А. Би-ленко.- № 3719062/29-15; Заявл. 03.02.84; Опубл. 23.10.85, Бюл. № 39.

11. A.c. I331949 СССР, МКИ Е 02 В 7/26. Гидротехнический затвор / Я.В. Бочкарев, В.А. Биленко.- № 4047550/29-15; Заявл. 01.04.86; Опубл. 23.08.87, Бюл. № 31.

12. A.c. 1820365 СССР, МКИ G 05 Д 9/00. Регулятор уровня верхнего бьефа в гидротехнических сооружениях / Б. И. Мельников, А.И. Рохман, В.А. Биленко.- № 4923589/24; Заявл. 28.02.91; Опубл. 07.06.93, Бюл. № 21.

13. Айманбаев Н.К., Соболин Г.В., Акенеев Ж.А. и др. Современное состояние земельно-водных ресурсов, оросительных систем и пути интенсификации орошаемого земледелия Киргизской ССР/ Часть I / Под ред. А.У. Орозбаева, А.Г. Сизинцева.- Фрунзе: Кырг.НИИ экономики агропрома, 1989.- 146 с.

14. Альферович А.Н. Рациональный тип автоматических устройств гидравлического действия для регулирования подпорных уровней воды в равнинных водотоках // Комплексное использование водных ресурсов - ВНИИ гидротехники и мелиорации.- 1979.- Вып.7.-

С. 135-142.

15. Беляшевский H.H. Гидравлический расчет русловых плотин, оборудованных крышевидными затворами. - Киев: Наукова думка,

1977.

16. Беляшевский H.H., Пивовар Н.Г., Калантыренко И.И. Расчеты

нижнего бьефа за водосбросными сооружениями на нескальных основаниях.- Киев: Наукова думка, 1973.- 230 с.

17. Биленко В.А. Исследование и расчет автоматизированных подпорных сооружений для ирригационных каналов равнинной зоны // Повышение эффективности использования водных ресурсов в

сельском хозяйстве: Тез. конф. 25-29.09.89- Новочеркасск,

1989.- С. 191-192.

18 Биленко В.А. Автоматизированные подпорные сооружения ддя 'ирригационных каналов долинной зоны // Гидравлическая автоматизация оросительных систем- Фрунзе, Кырг. СХИ, 1990-

С. 28-36.

19 Биленко В.А. Лавров Н.П. Исследование скоростной структуры штока в зоне влияния автоматизированного подпорного сооружения // Локальные системы автоматизации в мелиорации-

Фрунзе, 1986- С. 85-91.

20 Бочкарев Я.В., Биленко В.А. Шдпорное сооружение, оборудованное затвором типа "плавающее крыло", для магистральных и межхозяйственных каналов с малыми уклоняй // Механизация и автоматизация оросительных систем- Фрунзе, 1977- С. 69-7..

21 Бочкарев Я.В., Биленко В.А., Рохман А.И. Автоматизация водораспределения на межхозяйственных каналах способом непосредственного отбора расхода воды и средства для его реализации // Эксплуатация и автоматизация гидротехнических сооружений / ММиВХ СССР,Кырг. ин-т "Оргтехводстрой"- Фрунзе,

1982- С. Ю-12.

22 Бочкарев Я.В., Биленко В.А., Рохман А.И. Подпорно-ката-'строфическое сооружение- Фрунзе: Киргиз.ШЙ, 1984- Информ.

листок №-4-84.

23 Бочкарев Я.В., Биленко В.А., Плеханов В.Е. Технологическое обоснование и схема автоматизации водораспределени.. непосредственным отбором с резервными объемами вне канала //

. Гидравлическая автоматизация оросительных систем- Фрунзе,

Кирг. с.-х. ин-т, 1990- С. 37- 42.

24 Бочкарев Я.В. Гидравлическая автоматизация водораспределения на оросительных системах- Фрунзе: Кыргызстан, 1971-

262 с.

25. Бочкарев Я.В. Гидроавтоматика в орошении,- М. : Колос,

1978.- 188 с.

26. Бочкарев Я.В., Овчаро в Е.Е. Основы автоматики и автоматизация производственных процессов в гидромелиорации.- М. : Колос, 1981,- 336 с.

27. Бочкарев Я.В. Эксплуатационная гидрометрия и автоматизация оросительных систем.- М. : Агропромиздат, 1987.- 176 с.

28. Бочкарев Я.В., Натальчук М.Ф. Практикум по эксплуатации и автоматизации гидромелиоративных систем.- М.: Колос.-1980.

29. Бочкарев Я.В., Коваленко П.И., Сергеев А.И. Основы автоматики и автоматизации гидромелиоративных систем.- М.: Колос, 1993 .

30. Бочкарев Я.В. Математические модели оперативного планирования и управления, принципы и схемы автоматизации водо-распределения на магистральных (межхозяйственных) каналах при автоматизации методом динамического регулирования // Локальные системы автоматизации в мелиорации.- Фрунзе, 1986.-

С. 3-17.

31. Бочкарев Я.В., Войченко Г.Т. Технология и технологические схемы автоматизации водораспределения на крупных магистральных каналах (на примере ЗБЧК) // Тр. Кырг. с.-х. ин-та. Серия инженерная.- Фрунзе, 1972. Вып. 17. т.4.- С. 88-93.

32. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике.-М.: Наука, 1986.

33. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных.- М. : Колос.- 1967.- 194 с.

34. Волков И.М.. Кононенко П.Ф.. Федичкин И.К. Гидротехнические сооружения.- М.: Колос, 1968,- 464 с.

35. Войченко Г.Т. Режим работы сооружений водораспределения на крупных магистральных каналах (на примере ЗБЧК), технические условия и требования к авторегуляторам // Вопросы механизации и автоматизации оросительных систем.- Фрунзе: Мектеп, 1973.- С.55- 65.

36. Ганкин М.Э. Автоматизация и телемеханизация гидромелиоративных систем.- М.: Колос, 1965.- 344 с.

37. Гидротехнические сооружения / Под ред. Н.П. Розанова.- М.: Агропромиздат, 1985.- 432 с.

38. Гидротехнические оооружения: Справочник проектировщика. -М.: Стройиздат, 1983.--543 с.

39. Гидротехнические подпорно-регулирующие устройства: Аннотированный обзор изобретений. В 2-х т. / Юж.НИИГиМ.- Новочеркасск, 1984.

40. Гинц A.C., Иноземцев A.C. К вопросу о коэффициенте расхода косого водослива // Тр. Оме. с.-х. ин-та .- Омск.- 1969.Т. 46.- С. 48-52.

41. Годовой отчет Чуйского бассейнового управления оросительных систем Киргизской ССР за 1985, 1986, 1987 гг.

42. Гончаров В.Н. Основы динамики русловых процессов.- M.-JI.: Гидрометеоиздат, 1954.- 378 с.

43. Гришин М.М. Гидротехнические сооружения (в двух частях). С.2.- М.: Высшая школа, 1979.- 3336 с. ■

44. Дементьев В.Г. Орошение.- М.: Колос, 1979.- 304 с.

45. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа.- М.: Наука. 19Щ,- 368 с.

46. • Джайчибаев Д. Земельно-водные ресурсы Киргизии, пути рационального их использования и охрана.- Фрунзе: Кыргызстан, 1977.- 116 с.

47. Дэскэлэску Н0 Рациональное распределение воды в оросительной сети/ПероС Рум. и предисл.В.К.Штепа.-М.:Колос,1982.-158 с.

48. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений.-JI. : Наука, 1989.- 112 с.

49. Замарин Е.А., Фандеев В.В. Гидротехнические сооружения.-Изд. 5-е.- М.: Колос, 1965„- 623 с.

50. Закусилов H.A. Автоматизация оросительных систем и ее экономическая эффективность.-Фрунзе: йлим, 1975.- 165 с.

51. Иващенко H.H. Автоматическое регулирование.-М. : Машиностроение, 1978.- 736 с.

52. Инструкция (методика) по определению экономической эффективности капитальных вложений в орошение и осушение земель и обводнение пастбищ.-M.: 1972.- 34 с.

53. Кибальников C.B., Биленко В.А., Технология и средства автоматизации первоначального зализа на распределительной сети рисовой оросительной системы// Водозабор и водораспределение на оросительных системах.-Фрунзе, 1984,- С. 77-81.

54. Коваленко П.И., Тугай A.M. Мелиоративные гидротехнические сооружения о- Киев: Будивельник, 1975.- 126 с.

55. Коваленко П.И. Автоматизация мелиоративных систем,- М„: Колос, 1983.- 304 с.

56. Коваленко Б.Г., Олейник A.B., Чернецов И.А. Методика определения экономической эффективности автоматизации управления межхозяйственным водораспределением на оросительных системах.-М.: 1984,- 67 с.

57. Ковальчук Ю.Г. Конструкция и методика расчета затвора-автомата для каналов осушительно-увлажнительных систем// Вопросы строительства и эксплуатации мелиоративных систем.-Киев,1979,-С. 162-165.

58р Красовский А.П. Разработка и исследование устройств гидравли-

ческой автоматики рек-водоприемников и водоисточников осушитель.-но-увлажнительных систем:Автореф.дис...канд.техн.наукДкрНИИГиМо-Киев: 1985.- 18 с.

59. Курганов А.М.,Дупляк В.Д. Гидравлический расчет водовыпускных сооружений.-Киев:Будивельник, 1982.- 96 с.

60. Куротченко В.И. Принципы построения средств централизованного управления процессом водораспределения.-Фрунзе:Илим,1979.-270 с.

61. Леви Н.И. Моделирование гидравлических явлений.-Л.¡Энергия,1967.

62о Луговой А.С. Технология и технологические системы автоматизации оросительных систем с неравномерной подачей (на примере Красно-реченской системы)//Вопросы автоматизации оросительных систем и технология орошения.- Фрунзе,1976.-С.135-146.

63. Луговой А.С. Исследования истечения через полигональные в плане водосливы в трапециедальных каналах//! р. Кырг. с.-х. ин-т а Сер. инженерная.-Фрунзе:Мектеп,1971.-Вып.16.-Т А.-С.21-24.

64. Маковский Э.Э. ,Волчкова В.В. Гидравлические регуляторы стабилизации уровней воды на системах каскадного регулирования на ирригационных объектах. -Фрунзе :Илим, 1970. -С .23-34.

65о Маковский Э.Э. Автоматизация гидротехнических сооружений в системах каскадного регулирования.-Фрунзе:Илим,1972«-302 с.

660 Маковский Э.Э, ,Волчкова В„В. Автоматизированные автономные системы трансформации неравномерного стока.-Фрунзе:Илим,1981.-379с.

67. Маковский Э.Э. ,Волчкова В.В. Автоматизация гидротехнических сооружений.-Фрунзе:Илим,1984о- 142 с.

68. Масюк АоА. Регулирование уровня воды в параболических лотках оросительных систем гидравлическими автоматами клапанного типа: Автореф.дис./Киев, 1968.- 23 с,

69. Мельников Б.И.,Завгородний В0М„,Рохман А.И. Методичес-

кие указания к курсовому проектированию: "Внутрихозяйственная оросительная сеть". Часть II.- Фрунзе, Кырг. с.-х.ин-т, 1989.50 с.

70. Милович А.Я. Теория динамического взаимодействия тел и жидкости.- М., 1955.- 310 с.

71. Милович А.Я. Теория деления и соединения потоков жидкости.-Л.-М.: Минречфлот COOP, 1947.- НО с.

72. Мирцхулава Ц.Е. Надежность гидромелиоративных сооружений.-М.: Колос, 1974.- 277 с.

73. Мирцхулава Ц.Е. Методика установления поля скоростей в придонном слое турбулентного потока // Новые методы измерения и приборы для гидравлических исследований.- М., 1961.- С. 98101.

74. Натальчук М.Ф. и др. Эксплуатация гидромелиоративных систем." М.: Колос, 1983.- 279 с.

75. Орошение земель в Средней Азии и Казахстане / A.M. Волы-нов, В.А. Забелин, А.К. Кияткин, М.С. Луженева .- М.: Колос, 1980.- 239 с/

76. Отрешко А.И. Инженерные конструкции.- М.: Колос, 1968.455 с.

77. Офицеров А.С. Гидравлика водослива / 0НГИ.-М.-Л., 1938.200 с.

78. Панова В.Я. Сооружения для распределения и учета воды при орошении.- М.: Колос, 1966.- 126 с.

79. Пеплов Э.Э. Автоматические вододействующие сегментные затворы // Гидротехника и мелиорация.- 2958.- № 9.- С. 45-48.

80. Проектирование гидротехнических сооружений.- М.: Колос, 1977.- 384 с.

81. Рекомендации по гидравлическому расчету водосливов. Часть II. Косые, боковые, криволинейные и кольцевые водосливы/

Под ред. P.P. Чугаева.- Л.: ВНИИГ, 1976.- 22 с.

82. Розанов Н.П. и др. Гидротехнические сооружения / Н.П. Розанов, Я.В. Бочкарев, B.C. Лапшенков и др. / Под ред. Н.П. Розанова.- М.: Агропромиздат, 1985.- 432 с.

83. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента (справочное пособие).- М.: Наука, 1971 .

84. Руководство по проектированию автоматизации водораспределения на оросительных системах. ВТР-П-10-76. Киев, 1977.208 с.

85. Сергеев Б.И. Расчет мягких конструкций гидротехнических сооружений.- Новочеркасск, 1973.- 230 с.

86. Рахманов Ж.М. Моделирование и управление в разветвленных водораспределительных системах: Автореферат дис./ Ташкент, 1988.- 21 с.

87. СНИП 2.06.03-85. Мелиоративные системы и сооружения.-М.: ЦИГП Госстроя СССР, 1986.- 60 с.

88. Сооружения // Мелиорация и водное хозяйство : Справочник.-М.: Агропромиздат, 1987.- С. 82-99.

89. Справочник по гидротехнике.- М.: ВОДГЕО, Госиздат по строительству и архитектуре, 1955.- 828 с.

90. Справочник по гидравлическим расчетам / П.Г. Киселев, А.Д. Альтшуль, Н.В. Данильченко и др. // Под ред. П.Г. Киселева.- М.: Энергия, 1972 .- 294 с.

91. Справочник. Мелиорация и водное хозяйство. Орошение / И.П. Айдаров, К.Л. Арент, В.П. Баякина и др. // Под ред. Б.Б. Щумакова.- М.: Агропромиздат, 1990.- 416 с.

92. Степанов П.М. К вопросу о расчете пропускной способности полигональных (ломаных) в плане водосливов с тонкой стенкой// Известия ВУЗов. Энергетика.- № 4.93. Степанов П.М. О пропускной способности водосливов с тонкой

стенкой полигональной в плане / Аннот. законченных в 1963 г. науч.-исслед. работ по гидротехнике.- M.-JI.; Госэнергоиздат, 1965.

94. Технический проект "Реконструкция канала ВШК",- Фрунзе: -Кыргызгипроводхоз, 1980.

95. Технический проект "Реконструкция Араван-Акбуринского канала (П очередь):.- Фрунзе: Проектный институт Кыргызгипроводхоз.- 1984 г.

96. Финке М.Ф. Щит-автомат для регулирования горизонта воды в верхнем бьефе перегораживающих сооружений // Гидротехника и мелиорация.- 1956.- № 3.- С.41-46.

97. Хамадов И.Б. Гидродинамические силы воздействия потока на автоматический затвор гидравлического действия, регулирующий постоянный горизонт воды верхнего бьефа // Вопросы гидротехники.- Ташкент, I960.- С. 11-28-(Сб.науч.тр./САНИИРИ).

98. Хамадов И.Б., Гартунг A.A. Устройства гидроавтоматики для регулирования расходов и горизонтов воды // Вопросы гидротехники.- Ташкент, 1968.- С. 25-41т(Сб.науч.тр. / САНИИРИ; т. 32).

99. Хамадов И.Б., Шаров В.В. К оценке надежности работы затворов стабилизации уровней воды на стадии проектирования автоматизированных оросительных систем // Вопросы гидротехники.-Ташкент, 1970.- С. 106-129.- (Сб.науч.тр. / САНИИРИ).

100. Хамадов И.Б., 0м Л.А. Принципиальная схема и режимы работы каналов с системами регулирования по верхнему бьефу // Тр. САНИИРИ.-Ташкент, 1967.-Вып. 115.101. Хамадов И.Б., Эйгорн Ф.Я., 0м Л.А. Системы гидравлического автореуупирсвания на оросительных каналах. // Гидротехника

и мелиорация 1967.- № 3,- С.36.

102. Чугаев P.P. Гидравлика : Учебник для ВУЗов,- Л.:

Энергоиздат, 1982.- 672 с. ЮЗ. Шаров В.В. 0 надежности автоматических регуляторов оросительных систем // Гидротехника и мелиорация.- 1968.- №5.-С. 18-21.

104. Штернлихт Д.В. Гидравлика.-М.: Энергоатомиздат.- 1984.

105. Юревич Е.И. Теория автоматического управления.- Л.:"Энергия".-1969.- 375 с.

106.^ ¿¿ес1 Збабез Ра^ек^. 4У /03,

¿>1} ¡/¿¿¿огсо кУ^а^у/ - ¿2^

¿/уга$£е месг./¿¿^¿/^е ¿,

/а

гея

¿¿и '¿0/7? а -¿I с Зб/г^Расе ¿¿<?/г

Гъа/гзаа^бояя ер ¿¿е Л о?Л / /ууу ,

ИЪ.ГгояЛь ^сг/?* Рс Р. РАеаг-бв г? ¿г^г

/леямгея - /^агся:

ш./^'г^т -¿¿/яр.. <2ес£а/7

¿¿//7а. УО/2 *

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение I

Подпорные сооружения в период эксплуатации

на канале

на канале ВБЧК

У-

Водовыпуск с необеспеченным командованием на канале ЗБЧК

Рис. П.1.2

Временные подпорные сооружения на канале ЗБЧК

на Араван-Акбуринском канале

Подпорное сооружение на ЗБЧК, выполненное в виде водослива с тонкой стенкой

Вид со стороны нижнего бьефа

Вид со стороны верхнего бьефа Рис. П.1.4

Подпорные сооружения на магистральных каналах с деревянными шандорами

на канале ЗБЧК (Р-9)

на канале ВБЧК

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Таблица П.2.1

Опытные данные для определения параметров щелевого отверстия

Высота bxo-î- Напор в ! Расход ! Высота , . ......—........—....................—........ 1' | Относитель-|Отношение! АбсолютноеЮтноеи-

да d м верхнем бьефе {-) м | воды I а ¡Ю-3 м3/с \ щели | сх ! м ! ный напор i н t OL 1 i i i a ol ; отклонение! t i i ! тельное отклоне ние в %

I 2 ! 3 ! 4 ! 5 1 6 ! 7 ! 8

0,02 0,090 3,05 0,0115 4,50 0,575 0,013 2,3

0,02 0,085 2,90 0,0120 4,25 0,600 0,038 6,8

0,02 0,078 2,56 0,0110 3,50 0,550 - 0,012 - 2,1

0,02 0,095 ЗД0 0,0150 4,75 0,575 0,013 2,3

0,04 0,102 5,86 0,0220 2,55 0,550 - 0,012 - 2,1

0,04 0,103 5,70 0,0220 2,58 0,550 - 0,012 - 2,1

. 0,04 • 0,115 6,30 0,0220 2,87 0,550 - 0,012 - 2,1

0 s 04 0,139 7,50 0,02.40 3,49 0,590 0,028 4,9

0,06 0,132" 9,70 0,0330 2,20 0,550 - 0,012 - 2,1

0,06 0,153 10,80 0,0320 2,55 0,530 - 0,032 - 5,6

0,06 0,109 9,00 0,0340 1,81 0,566 0,004 0,7

0,06 0,121 9,30 . 0,0330 2,04 0,550 - 0,012 - 2,1

0,08 0-,185 . 14,80 0,0420 2,31 0,525 - 0,037 - 6,6

0,08 0,169 15,50 0,0470 2,12 0,587 - 0,025 4,4

" 0,08 0,182 16,20 0,0460 2,2,7 0,575 0,013 2,3

0,08 0,179 15,60 0,0470 . 2,24 0,587 • 0,025 4,6

0,10 0,200 20,70 0,0577 2,00 0,570 0,008 1,4

0,10 ■ 0,209 22,10 0,059 2,09. 0,590 0,028 4,9

o,ro 0,192 20,50 0,057 1,92 0,570 0,008 M

0,10 0,197 18,90 0,054 1,97 0,540 - 0,022 - 3,9

/

Расчет и анализ сходимости расчетных значений коэффициента пропорциональности

Напор в верхнем бьефе Ц

т_

0,06 0,07 0,09 0,11 0,14

м

Гидродинамический момент )\/1 Гд

!

н м 1

0,722 0,983 1,211 1,492 1,860

1,00 1,25 1,65 1,96 2,33

нальности

Коэффициент пропорцио- ^Относитель- !Среднее

} '

1,00 1,31 1,61 1,98 2,48

ное отклоне-

!теоретичес I 1 |ние

кий К

I т.

1,025 1,28 1,69 2,01 3,39

АК_

б" -2,5 +2,3 - 4,7 -1,5 +3,8

квадратическое отклонение

с?

7

3,3

Табл. П.2.3

Анализ сходимости расчетных и опытных данных по определению коэффициента пропорциональности для средней части полотнища затвора К

Угол открытия затвора

Погонный (погонный ¡Отношение

гидродинамичес4-гидростати-кий момент !ческий мо-—. !мент_

М ГА 1 М гст

н } н

А'

сСо

¡Опытное зна!теоретическое!относитель-! Средне-!чение коэф-!значение ко- !ное отклонен квадрати !фициента !эффициента !ние ! ческое

!пропорцио- !пропорциональ4- ! отклоне-

!нальности !ности ! ! ние *

ДКср% I . 6 %

I к

СР оп

Корт

I ! 2 ! 3 ! 4 ! 5 ! 6 ! 7

10,0 1,265 1,257 0,159 1,008 1,015 0,7

20,0 1,442 1,494 0,317 0,965 0,956 -1,0

30,0 1,556 1,775 0,476 0,877 0,877 0,0

40,0 1,619 2,090 0,635 0,775 0,769 -0,8

44,84 1,606 2,252 0,712 0,713 0,709 -0,6

50,0 1,513 2,430 0,794 0,623 0,640 2,7

54,55 1,470 2,600 0,866 0,568 0,576 1,4

63,0 1,304 2,890 1,000 0,451 0,441 -2,3

8

Оз

<2

Таблица П,2 Л

Ведомость опытных данных для определения гидродинамического давления, действующего на полотнище клапанного уравновешенного затвора-автомата

!Рассто-! поворота!яние от! полотни-!шарнира! ща зат- !до дре-! вора !надного!

!отверс-' / !тия ОСо ' ?

! 10 ^ м!

Показания пьезометров по вертикалям

Ь

I, Ю~2 м'

I | П \

ш

1У

У

Гидродинамическое давление по вертикалям Рь, н/м£

I

II

Ш"

1У

У

<2 сл

I

3 !

4

5

6

7

8

9

10

10,00 10,00 10,00 ' 10,00 10,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 30,00 30,00 30,00 30,00 30,00 40,00 40,00 40,00 40,00 40,00 44,83 44,83 44,83 44,83 44,83 • 50,00 • 50,00 50,00 50,00 50,00 : 54,55 54,55 54,55 54,55 • 54,55

1,2 3,9 5,9 7,4 8,2 1,2 3,9 5,9 7,4 8,2 1,2 3,9 5,9 7,4 8,2

I

,2

3,9 5,9 7,4 8,2 1,2 3,9 5,9 7,4 8,2 1,2 3,9 5,9 7,4 8 2 1,2 3,9 5,9 7,4 8,2

6.5 5,9

6.6

7.2 •

7.6 5,4

5.1 5,9 6,6 -

6.7

4.4 4,7 '

5.3

5.7 .

5.6

3.5 ,

3.8 4,5

4.7

4.4

3.2 3,7

4.1

4.2

3.7

2.3

3.2

3.5 3,5

2.8 2,1 2,9' 3,1 3,0

2.3

8,1 8,1 8,0 7,9 7,8

7.7

7.6

7.5

"

7.3

7.2 6,9.

6.8

6.6 6,0 6,6

6.4 6,1

5.8

4.9 5,9

5.8

5.7 5,4 4,1

6.4

5.3 5,0

4.5 3,0

4.9

4,9 4,7 4,0 2,5

8,1 8,1 8,1 8,0 7,9 8,0 7,9 7,9 7,7 7,4 7,7

7.6

7.4 6,9 6,3 7,1

.7,0

6.7 6,1 5,1

6.8 6,6 6,3

5.5

4.5 6,3 6,1

5.6 4,8.

3.5 5,9

5.6 5,2. 4,1 2,9

8,1 8,1 8,1 8,0 7,9 8,1 8,0 8,0 7,8

7.5

7.8

7.6 7,5 7,1

6.4

7.5

7.3

7.0

6.4 5,3

7.1 7,0

6.6

5.9 4,6 6,6

6.3 6,0

5.0 3,6

6.1 5,9

5.4 4,4 3,0

8,1 8,1 8,1 8,0 7,9 8,1 8,0 8,0 7,9 7,4 7,9

7.8 7,6

7.3

6.4

7.5 7,4 7,1 6,4

5.3

7.4

7.0

6.6

5.9 4,6 6,8

6.5

6.1 5,0

3.6

6.3 6,0 5,5

4.4 2,9

554 278 189 129

105 458 244 188 155 III 375 258 208 167

113 303 22.8 220 181 120 283 248 226 189

114 203

232 217 184

106 192

233 223 191 109

714 498 329 199 125 688 494 348 245 171 655 478 358 257

153 613 488 380 291 170 553 458 386 309

154 513

442 367 284 116 473

443 383 293 129

714 498 339 209 135 718 524 388 265 181 705 548 -418. 287 183 663 548. 440 321 190 643 538 443 319 194 603 522 427 314 166, 573 503 433 301 169

II

714 498 339

209 135 728 534 398 275 191 515 548 428 307 193 703 578 470 351

210 673 578 476 359 204 633 542 467 334 176 593 533 453 331 179

12

714 498 339

209 135 728 534 398 285 181 724 568 438 327 193 703 588 480 351

210 703 578

476 359 204 613 562

477 334 176 613 543 453 331 169

Таблица По2.5

Сопоставление опытных значений коэффициента пропорциональности С вычисленными значениями

Высота!Глубина{Глубина!Момент сил, !Напор !Перепад!Отношение

модели}в верх-!в нижнем |нем {бьефе !бьефе

!действующих на!

¡затвор, н м

Н

!уровней) » г

! 7 !

2

Коэффициент пропорциональное ти

г

}

1

Относительное

откло-

р' м I НЬБ II ! м ! Нкв м !• Мгл| Мгст ! ! м ! > |. м • 0 ' 1 Р ! VI . г \ о л1 2 Т }нение " IА К %

г ! ^ ! * ! 4 ! О ! У У хи [ XX ! ^

о; 118 0,151 0,123 0,767 1,497 0,033 0 028 0 237 0 848 I 181 I 223 3,43

0 118 0,151 0,140 1,087 I, 008 0,033 0 он 0 093 0 333 I 078 I 072 -0,57

0 118 0,151 0,143 0,929 0,920 0,033 0 008 0 068 0 242 I 010 I 046 3,44

0 118 0,151 0,128 1,557 I 327 0,033 0 023 0 195 0 700 I 173 I 180 0,59