Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631:5

МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПОТЕРЬ ВОДЫ

М.Н. Сенников

Е.О. Омаров

Для защиты каналов от повреждений и предотвращений чрезмерных потерь воды на фильтрацию в руслах, в большинстве случаев устраивают различные облицовки. Облицовка должна обладать достаточной прочностью, устойчивостью и долговечностью, допускать большую скорость воды в канале, чем обуславливается уменьшение поперечного сечения канала и снижение в связи с этим объёма земляных работ. На основании приведённого анализа современных защитных покрытий оросительных каналов, обеспечивающих снижение фильтрационных потерь воды, рекомендована облицовка из полимербитумных вяжущих (ПБВ). Перспективным направлением в настоящее время в условиях Павлодарской области является использование асфальтополимербитумных (АПБ) материалов облицовок. Исследования проводились на базе строительной лаборатории Джамбульского комбината дорожно-строительных материалов и практически внедрены на полигоне ПСЭО «Павлодармелиорация». Определение вязкости ПБВ и температуры размягчения в зависимости от содержания полимера проводились с использованием приборов и оборудования, регламентированных ГОСТ-ми.

Конструкции каналов с защитными облицовками на Лебяжинской и Павлодарской оросительных системах разработана рациональная технология и организация строительства облицованных каналов под ДМ «Кубань». Данная технология определяет основные конструктивные и технологические особенности применения в России и Казахстане эффективных противофильтрационных одежд и рациональных технологий. Эта технология может быть применена как к открытым участковым оросителям под ДМ «Кубань», так и к хозяйственным и межхозяйственным каналам (до 10 м/с), на которых требуется устройство защитных покрытий или реконструкция действующих каналов на грунтах с большими коэффициентами фильтрации. Использование данного материала облицовок подобрано с учётом всех факторов, определяющих технико-экономическую целесообразность осуществления мероприятий по защите русла открытых водоёмов от деформации и по снижению потерь воды на фильтрацию.

Современный подход к проблемам проектирования мелиоративных объектов связан с непременным условием детального технико-экономического обоснования проектных решений. Характер проектирования предполагает наличия множества вариантов, технически пригодных для решения заданной производственной программы. Однако в каждом из них по-разному учитываются и используются производственные ресурсы. Для решения подобных задач за последнее время предложены методы математического программирования в области водохозяйственного проектирования, регулировании речного стока и ирригации. В работе рассмотрена постановка задачи и основные принципы экономико-математического моделирования оросительной системы. Эта система представляет собой производительный объект, которое определяется наличием производительных сил, уровнем организационной деятельности и степенью навыков коллектива. Некоторые производительные силы (земельные и трудовые ресурсы) имеют вполне определённые размеры в любой отрезок времени, легко могут быть измерены и учтены. Водные же ресурсы, осадки и температура подвержены случайным изменениям, размеры их пока не могут прогнозироваться детерминировано на любой момент времени. противофильтрационный вода оросительный мелиоративный

В таких условиях результаты производственной деятельности оросительной системы изменяются из года в год, прием изменения эти вероятностны. Оросительная система должна обеспечить производство определенной сельскохозяйственной продукции (В). Одновременно с точки зрения интересов хозяйств должно обеспечиваться ежегодное получение максимально возможных размеров прибыли (П), для составления ежегодного плана необходимо принять, как расчетную величину, определенные значения размеров водных ресурсов (W), обеспеченность которых в многолетнем ряду будет P. Годовой или сезонный размер стока (или расхода), либо расходы отдельных (критических) периодов могут быть представлены в виде дискретного ряда величин определенной вероятности и обеспеченности: где - соответственно сток; - вероятность и -обеспеченность, (-1,2,3…)

Если характер изменения водности источников за многолетний период известен (известна вероятность появления расходов и стоков воды), то можно за многолетний период определить некоторую величину возможной прибыли как математическое ожидание величины Тогда:

Установив максимальное значение мы найдем то единственное расчетное значение размера водных ресурсов , планируя использование которых ежегодно течение всего многолетнего периода получим наивысшую отдачу от оросительной системы. В таком случае будет выступать в качестве расчетной обеспеченности водных ресурсов.

Задачи увеличения производства сельскохозяйственной продукции, снижения ее себестоимости и повышения эффективности производства успешно решаются при осуществлении определенных инвестиций. Современное состояние данной оросительной системы характеризуется величиной являющейся функцией , где - земельные, - водные, Т - Трудовые, Ф - производственные фонды. Осуществление инвестиций К прежде всего изменяет величину производственных фондов номер варианта инвестиций), улучшает качественные показатели земельных ресурсов, изменяет характер забора воды из источника и подачи ее на поля, повышает фондо - и энерговооруженность труда, изменяет численность и структуру работников, т.е. формируется новое состояние оросительной системы, характеризующееся производительными силами , качественно и количественно отличными от исходного состояния. Для такого нового состояния оросительной системы можно установить свою величину среднемноголетнего максимального эффекта

Эффективность осуществленных инвестиций в этом случае будет измеряться соотношением величин и и может быть установлен коэффициент рентабельности инвестиций. Инвестиции по любой оросительной системе могут быть направлены на осуществление, как отдельных мероприятий, так и различных их сочетаний, причем размер инвестиций будет зависеть от состава и объема проектируемых мероприятий. В свою очередь и эффективность осуществляемых изменений (Э) будет зависеть от намеченных мероприятий, то есть Поэтому очевидно, что для выбора наиболее эффективного варианта инвестиций (состава мероприятий и их объемов) необходимо, чтобы

Путем решения уравнения (12) определяется возможный состав мероприятий, их объем и размер необходимых инвестиций , осуществление которого на данной оросительной системе, обеспечивает наивысший показатель эффективности вкладываемых дополнительно средств. Рассмотренная выше обобщенная постановка технико-экономической задачи адаптирована к различным мероприятиям по реконструкции оросительных систем. Среди этих мероприятий большое внимание было уделено вопросам обеспечения пропускной способности каналов. В частности подробно рассмотрены вопросы формирования гидравлически и статически устойчивых форм поперечного сечения каналов.

Наиболее эффективной проектной формой поперечного сеяния каналов, проложенных в несвязных и полусвязных грунтах, является криволинейная очереченая параболой третьей пятой степеней, для очертания предельно устойчивых (для русл статического и динамического равновесия) откосов каналов. Их очертания зависят от угла естественного откоса грунта под водой, коэффициента зацепления мелкозернистого грунта (С) пульсационного характера турбулентного потока (Т) а также от наибольшей глубины потока. Численные значения удельного смоченного периметра каналов, имеющие параболическую форму сечения, весьма мало изменяются с изменением степени параболы, описывающие эти сечения. Кроме того, с увеличением значений b показатель степени параболы гидравлически устойчивого сечения канала возрастает. Это позволяет не требовать высокого качества формирования откосов в процессе разработки каналов и назначать степень параболы из условия удовлетворения статической устойчивости откосов канала в зависимости от грунта, из которого сложено его русло.

Создание такой формы поперечного сечения обеспечивается совместной работы (в единой системе) папильонажных и рамоподъёмной лебедок с прибором положения земснаряда в канале (забое), глубиномером и вакуумметром. Исследование процессов разработки грунта при формировании поперечных сечений русл каналов предлагаемым способом проводилось на основании теории планирования экспериментов. Проведён цикл исследований по изучению динамических и кинематических характеристик взвесенесущих потоков охватывающий широкий диапазон изменения средних скоростей гидротранспортирования, объёмных консистенций пульпы, крупности твёрдых частиц и их плотности. По закону сохранения энергии при диссипации кинетическая энергия потока переходит в другие виды. Следовательно, всякий напорный поток пульпы благодаря существованию вихрей, возникающих по самым разнообразным причинам, выполняет роль широкополосного генератора акустической энергии. Поэтому на основе установленных амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) полей акустической энергии, выделяемой потоком пульпы, можно судить о состоянии потока, его транспортирующей способности в режиме напорного гидротранспорта грунта. Изучение режимов гидротранспортов на основе изменения АЧХ, выделяемой потоком, проводилось в лабораторных условиях на стенде «имитатор взвесенесущих потоков » при различных скоростях движения твёрдых частиц в потоке V=1,0-2,5 м/с, их весовой консистенции С=0-32% и фракционного состава грунта d=0,3-80,0 мм.

Исследования проведенные по трехфакторному плану, позволили установить зависимость АЧХ потока пульпы от его основных параметров.

Математическая модель для оценки параметров гидротранспорта наносных отложений позволяет получить с основным фактором влияющим на АЧХ выделяемые потоком через частицы энергии, является скорость и средний диаметр наносных отложений. Несколько меньше влияние консистенции пульпы . Причем, увеличение весовой консистенции, фракционного состава наносных отложений и скорости твердых частиц приводит к уменьшению выхода (коэффициента уровнения регрессии при Х1,Х2,Х3 с отрицательным знаком ). На основании этой модели установлены и обобщены функциональные зависимости суммарной АЧХ от конкретных зон и условий работы.

Исследования, проведенные по трехфакторному плану возводили установить взаимосвязь суммарной АЧХ от основных параметров потока в виде неполного полинома второго порядка. Приведенные исследования и теоретические разработки позволяют сделать следующие выводы: для крупнозернистых грунтов наиболее существенным фактором, влияющим на АЧХ, является весовая консистенция частиц в потоке и их средний диаметр (несколько меньше влияния скорости); благодаря динамическому взаимодействию частиц, транспортирующей способности , характеристик потока по уровню диссипации механической энергии потока; исследования АЧХ потока рекомендуется производить с помощью низкочастотной контрольно-измерительной аппаратуры.

Наиболее существенными факторами (в порядке их значения), влияющими на АЧХ, выделяемой потоком через частицы механической энергии являются v, d и С. Это позволило устанавливать динамику изменения производительности земснаряда и исследовать эффективность их режимов в зависимости от условий работы.

Проведенные исследования по оценки уровня технического состояния ОС обуславливает актуальность оптимизации применяемых технических решений. Обобщенная оптимизационная задача по выбору некоторых комплексов машин ставится в заданном времени , объема и вида выполненных работ. Требуется определить число машин различных типов, необходимых для выполнения каждого вида работы. Минимальное значение функции стоимости реконструкции в единицу времени при ограничениях на имеющиеся в наличии парк машин в условиях выполнения работ по видам операции.

При формировании математических моделей использовалась методика моделирования целевой функции, решение которой позволяет определить оптимальную технологию и организацию работ по реконструкции облицованных каналов. Предлагаемый подход учитывает возможность сравнения технологических процессов не только различных машин и последовательности операций, но и строительного материала, применяемого при этом. Таким образом, данная модель, несмотря на сравнительную простоту, является достаточно универсальной.

Литература

1. Совершенствование способов поддержания оросительных систем в рабочем состоянии. Уч. Пособие. Тараз;из-во ТарГУ, 2000.

2. Сенников М.Н. Мониторинг природно-технического комплекса при эксалуатации оросительных систем. Материалы международной конференции. Книга 1. Алматы: КазНАУ, 2004.

Аннотация

Предусматриваются противофильтрационные мероприятия по снижению потерь воды и предлагается ее рациональная технология.

Суды? с?зілуге ысырап болу іс-шаралары ?арастырылып, оны? тиімді пайдалануды? технологиясы ?сынылады.

The against filtrations measure on the rebuke was fez water and here rational technologic.

Размещено на Allbest.ru