CC BY
31
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ПЕРЕФОРМИРОВАНИЕ ДНА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОХРАНИЛИЩ УЗБЕКИСТАНА
Махфуз Ахмади
соискатель,
Уразмухаммедова Зиёда Валижоновна,
ассистент
Дехканова Надира Тухтавой кизи
магистр
Ташкентский институт инженеров ирригации имеханизации сельского хозяйства REFORMING THE BOTTOM WHEN OPERATING RESERVOIRS OF UZBEKISTAN
Mahfouz Ahmadi
applicant
Urazmukhammedova Ziyoda Valijonovna,
assistant
Dekhkanova Nadira Tuhtavoi Kizi
master
Tashkent institute of irrigation and agricultural mechanization engineers
АННОТАЦИЯ
В статье рассматривается вопросы переформирование дна наливных и русловых водохранилищ Узбекистана. Приводится современное состояние переформирование дна заиление водохранилищ. Диапазон годового объема заиления водохранилищ меняется от 0,08-45 млн м3.Средняя величина годовой потери емкости наливных водохранилищ составляет 0,11 %, отмечено в основном заиление таких водохранилищ, в которых происходит только за счёт селевых паводков. Годовой твердый сток таких рек составляет 0,03 - 0,7 % ёмкости водохранилищ. Прогнозировано,что при таком раскладе, полное их заиление, произойдет после 150 -1000 лет эксплуатации водохранилища. В статье приводится данные об отклонениефактического заиления водохранилищ от проектного, что составляет от 1,5 до 7,2% RESUME
The article deals with the reformation of the bottom of the bulk and channel reservoirs of Uzbekistan. The current state of the bottom reformation of siltation of reservoirs is given. The range of annual siltation of reservoirs varies from 0.08-45 million m3. The average annual loss in capacity of bulk reservoirs is 0.11%, mainly siltation of such reservoirs, which occur only due to mudflows, is noted. The annual solid runoff of such rivers is 0.03 -0.7% of the reservoir capacity. It is predicted that in this scenario, their full siltation will occur after 150-1000 years of operation of the reservoir. The article provides data on the deviation of the actual siltation of reservoirs from the design, which is from 1.5 to 7.2%
Ключевые слова: переформирование дна, водохранилище, русловой, наливной, наносы, донный, возвещённый, полезный объем,эксплуатация
Keywords: bottom reformation, reservoir, channel, bulk, sediment, bottom, announced, useful volume, operation
Введение. Уменьшение полезного объема водохранилищ приводит к уменьшению объема резервной воды для вегетации, что приводит к со крашениюплощади орошаемых земель республики. Поскольку настоящая работа посвящена к данному вопросу, ее актуальность не вызывает сомнений. Анализ современного состояния
переформирования дна водохранилищ Узбекистана является основною целью настоящей работы. Рассмотрение данных натурных исследований и материалов батиметрического центра Республики Узбекистана и определение динамику и интенсивности переформирования их дна, служит методом данных исследований. Получение прогнозных данных о полной заиляемости наливных и русловых водохранилищ является результатом настоящей работы.
Метод исследования. Поскольку в результате переформирования дна происходит уменьшение полезного объема водохранилищ. Для его определения ведется многие исследовательские работы и гидрометрические измерения.Анализ результатов этих работ является основным методом исследования.
Результаты исследований и обсуждения Опыт эксплуатации наливных и русловых водохранилищ Узбекистана показывает, что практически во всех водохранилищах происходит интенсивное переформирование дна. Это обстоятельство связано в первую очередь наличием большого объема взвешенных и донных наносов в поступающем потоке воды. Во многих эксплуатируемых водохранилищах существуют следующие проблемы, препятствующие их более
эффективному использованию по назначенному направлению:
• Из-за высокой температуры, а также достаточно большой площади зеркала водохранилища происходит большие потери воды на испарение - с водной поверхности ежегодно испаряется слой воды толщиной 1,5-2 метра, эти потери увеличиваются с зарастанием берегов различных растений, обычно камыша;
• Потери воды на фильтрацию. Фильтрация к тому же ухудшает мелиоративное состояние прилегающих земель из-за поднятия уровня грунтовых вод, тем самим ухудшает их экологическое состояние;
• Уменьшение полезного объема водохранилища [1;с.153-156,2;с.46-48].
При поступлении воды в водохранилище происходит резкое изменение гидрологического и гидравлического режимов потока. Поскольку
характерным для водохранилищ нашей республики является перераспределения стока реки по времени - аккумулируя часть стока вовневегетационный период, для подачи этого объёма в необходимое время происходит некоторые нежелательные процессы с точки зрения эксплуатации. Например, в чашу водохранилища, водные потоки поступают со значительным количеством наносов (12-17кг/м3 и более), в результате резкого уменьшения средней скорости потока основное количество этих наносов осаждается в водохранилищах. Поскольку, водохранилища аккумулируют всего 0,3-10 % годового стока реки и степень годового заиления ёмкости таких водохранилищ составляет в среднем 0,5-2,0%. Они через 25-50 лет могут потерять половину своей полезной ёмкости, что означает выхода из строя их через 40-80 лет.
Динамика изменения полезных объемов водохранилищ приведена в таблице
Таблица-1
ДАННЫЕ О ЗАИЛЕНИИ ВОДОХРАНИЛИЩ
№ Название водохранилищ Источник Проектные данные Замеренные данные
Год ввод а Полны й объем, млн.м3 Полная площад ь зеркала при НПУ Год замер ов Полны й объём, млн.м3 Полна я площа дь зеркал а Объём осевш их наносо в млн.м3 Годово й объём наносо в, млн.м3
1 Акдарьинское Акдарья 1984 112.5 12.7 2002 92.57 11.6 19.93 1.11
2 Андижанское Карадарья 1983 1900 56
3 Ахангаранское Ахангаран 1978 210.36 5.2 2000 187.9 2.9 22.46 1.02
4 Джиззакское Санзор 1973 100 13.75 1996 82.2 13.75 17.8 0.77
5 Каттакурганск ое Зарафшан 1968 900 84.5 1991 900 84.5 0
6 Южносурханс кое Сурхандар ья 1967 800 65
7 Куюмазарское Амударья, Зарафшан 1960 310 17.2 2002 306.7 17.2 3.3 0.08
8 Пачкамарское Гузардарь я 1968 260 12.4 1996 207.5 11.9 52.5 1.88
9 Талимаржанск ое К МК, Амударья 1985 1525 77.4
1 0 Ташкентское Ангрен 1964 250 20.7 1997 190.2 16.5 59.8 1.81
1 1 Тудакулское АБМК, Зарафшан 1969 1200 162 2003 1200 162 0
1 2 Тупалангское Тупаланг 1992 100 8.85
1 3 Хиссаракское Аксу 1987 170 4.1 1999 156.53 4.1 13.47 1.12
Таблица-2
№ Название водохранилищ Источник Данные Батиметрического Центра
Год замер Полный объём, млн-м3 Полная площадь зеркала Общий объём наносов млн-м3 Годовой объём наносов, млам3
1 Акдарьинское Акдарья 2004 93.17 13.97 19.33 0.97
2 Андижанское Карадарья 2003 1664.8 57.28 235.21 11.76
3 Ахангаранское Ахангаран 2002 200.16 5.6 10.2 0.43
4 Джиззакское Санзор 2003 80.08 13.08 19.92 0.66
5 Каттакурганское Зарафшан 2003 697.46 84.5 202.54 5.79
6 Южносурханское Сурхандарья 2002 503 57 297 8.49
7 Куюмазарское Амударья, Зарафшан 2002 274.5 16.7 35.5 0.85
8 Пачкамарское Гузардарья 2004 192.6 14.4 67.4 1.87
9 Талимаржанское К МК, Амударья 2002 1464 60.97 3.59
10 Ташкентское Ангрен 2001 207.68 20.17 42.32 1.14
11 Тудакулское АБМК, Зарафшан 2002 1035.4 175.32 164.6 4.99
12 Тупалангское Тупаланг 2003 83.35 2.71 16.65 1.51
13 Хиссаракское Аксу 2003 147.6 4.79 22.4 1.40
Во многих водохранилищах, работающие ирригационном и гидроэнергетическом режимах происходят следующие явления[3;с.58-59,4;с.75-79,5;с.122-128,6;с.78,7;с.17]:
• Для нормальной работы Гидроэлектростанции требуется поддерживать определенный уровень воды в водохранилище, при котором на мелководных площадях водохранилища наблюдается зарастания различных подводных растений. Это способствует резкого уменьшения средних скоростей потока и осаждению частиц твердых материалов-наносов на дно водохранилища, врезультате которого происходит заиление.Заиление в свою очередь приводит к резкому уменьшению полезного объема водохранилища;
• В процессесработке ирригационных водохранилищ, некоторое количество наносов заилившие в зоне полезной емкости, начнут перемещаться в зону мёртвого объёма.
• В ирригационных водохранилищах намного меньше зарослей,подводных растений, задерживающих мелкие наносы и заполняющие своими остатками часть полезной емкости водохранилища. Этот вопрос, представляющий определенный научный интерес является еще недостаточно изученным.Следует отметить, что все вышеизложенные относятся к долинным водохранилищам.
Поскольку, в наливные
водохранилищапоступают только взвешенные наносы, транспортируемые водным
потокомпоступающие из реки, часто могут протекать через водохранилище вместе с потоком, а также если учитывать факт о том, что в период заполнения наливных водохранилищ(в зимние месяцы и перед вегетацией) средняя мутность рек Центральной Азии) составляет минимальное
значение(0,5-4кг/м3)[8;с.78-102], то можно определить, что ежегодно в водохранилище будут заиливаться на 0,002-0,004 часть от полезной емкости водохранилища для полного их заиления водохранилища потребуется несколько сотен лет. Обычно во многих реках мероприятии обеспечивающие предотвращение поступление донных и крупных фракций взвешенных наносов выполняются на головном водозаборном сооружении на реке и они, как правило, не попадают в водохранилища. На подъёме паводка, когда поток несет наибольшее количество наносов и в то же время расход реки еще небольшой, можно регулироватьобъема подачу воду в наливные водохранилища, тем самым уменьшить объемы их заиление[9;с.74-75].
Как показывает результаты исследований в водохранилищах бассейнов рек Амударья и Сырдарья проектный срок заиления мёртвого объёма этих водохранилищ изменяется от 34 до 126 лет и срок заиления общего объёма водохранилища более 700 лет. Средняя величина годовой потери емкости наливных водохранилищ составляет 0,11 %, поэтому заиление таких водохранилищ, в основном, происходит только за счёт селевых паводков. Годовой твердый сток таких рек составляет 0,03 - 0,7 % ёмкости водохранилищ, т.е. полное их заиление, произойдет после 150 -1000 лет эксплуатации водохранилища.
Эксплуатационными службами установлен жесткий контроль за динамикой изменения полезного в результате переформирования русла водохранилищ. Следует отметить, из-за уплотнение отложений с течением времени, в том числе на дне водохранилища, а также достаточных погрешностей во время гидрометрических измерений она является что это очень трудоемкой и приближенной работой.
Чем продолжительнее период наблюдения за заилением водохранилища и больший объем заиления, тем точнее полученные результаты.
Анализ данных эксплуатационных служб, за ходом переформирования русла у плотин русловых водохранилищ, расположенных на территории нашего государство ёмкостью более 50 млн. м3 с начала их эксплуатации до настоящего времени показали следующие:
• Главным фактором уменьшение полезного объема водохранилища является
происходит вследствие осаждения наносов поступившие в водохранилище в месте с потокам. В результате резкого расширения русла во входе уменьшается средняя скорость, которые приводит к уменьшению транспортирующей способности потока, способствующие началу процесса заилении;
• Действительный объем осажденных наносов в водохранилище всегда превышает проектный объем, исключение составляет Кассансайское водохранилище, где фактический
Название водохранилища Объем превышение от проектного объема
Тюямуюнский, 1,5
Кайраккумский 1,5
Ташкентский 1,5
Южносурханский 1,5
Андижанскому 1,8
Чимкурганский 4,7
Ахангаранскому, Пачкамарскому 6,2-7,2
Талимарджанский, Каттакурганскому, Куюмазарскому 1,25-2,00
• Как показал анализ деформационных процессов динамика изменения объёма поступающих наносов зависит от месторасположение водохранилища, если водохранилище ниже расположено в низкой отметки к нему будет поступать большое количество наносов, в противном случае количество поступающих наносов в водохранилище гораздо будет меньше. Кроме этого уменьшение полезного объёма водохранилище, способствует снижению интенсивности процесса заиления[1;с.45-49].
• Поскольку этот процесс является одним из основных проблем русловой гидравлике, авторы настоящей работе считают необходимым изучению проблемы переформирования дна заиления русловых водохранилищ, с применением современных методов вычислительной математике[10;с.96-99].
Как нам известно, мертвый объём водохранилищасоздаётся для обеспечения нормальной установки элементов
гидротехнических (водосбросных и
водовыпускных) сооружений гидроузла выше отметки среднего дна русла реки, соответствующиек нормативным требованиям производства строительных работ, экономии материальных средств, при строительстве и эксплуатации. В некоторых случаях, мёртвый объём водохранилища создаётся, для предотвращения поступлениядонных наносов через водосбросные сооружения. Поступление крупных донных наносов может привести к разрушению водопропускных сооружений.
Обычно мертвый объём долинных водохранилищбудет располагаться
непосредственно у самой плотины и водовыпускных сооружений. Так как у самой плотины расположены максимальные глубины при
значительной ширине, то скорость потока имеет незначительную величину, поток имеет минимальную транспортирующую способность, и практически он максимальной степени осветляется.
В гидротехнической эксплуатационной практике не рекомендуется снижать отметку уровня воды в водохранилище ниже отметки мёртвого объёма. В свою очередь наличие мертвого объёма приводит кувеличению потерь на испарение и фильтрацию, а также резкому ухудшению экологического состояния окружающей среды. Наличие мёртвой застойной зоне водохранилища способствует скоплению различных
биологических, химических, радиационных и строительных отходов транспортируемые водным потоком
При снижении уровня воды в водохранилище происходит частичный промыв отложенных наносов и смещение их на нижележащих участках водохранилища.
Так как сработка водохранилищ происходит к концу вегетационного периода, когда по реке проходят малые расходы, то эффект переотложения наносов будет так же небольшим, так как объём смыва наносов имеет прямую зависимость от расхода реки. Но даже этот эффект приводит к тому, что часть наносов выносится в зону мертвого объёма и даже может выноситься через водовыпуски в нижний бьеф.
Эффект заиления мертвого объёма будет увеличиваться по мере заиления полезного объёма водохранилища.
Мертвый объём водохранилища, работающего в ирригационном режиме, полностью заилится раньше, чем будет заилен значительный полезный объём.
В связи с возникновением необходимости прогнозов процесса заиления в водохранилищах и уточнения полезных емкостей водохранилищ,
требуется производитьтопографическую съёмку дна водохранилищ. На основании полученных материалов натурных гидрометрических измерений корректируется расчетный объём водохранилища. Такие гидрометрические работы, требуют большую физическую и техническую обеспечению и представляют определенную сложность при выполнении. К сожалению, такие съёмки производились редко и нерегулярно.
Для решения проблем заиления наливных водохранилищ авторами настоящей работы предложена новая конструкция подводящего канала с наносохранилищем [10;с.96-99].
Выводы и рекомендации:Фактические материалы наблюдений за заилением водохранилищ показывают, что фактический объём заиления водохранилищ, особенно долинных, всегда больше проектного объёма заиления, что показывает на низкое качество гидрологических материалов, заложенных в проектах, так как ежегодная потеря ёмкости водохранилища является одним из показателей водохранилища, необходимо уточнить эту величину по всем долинным водохранилищам;
Необходимо предусматривать дополнительные конструкции позволяющие уменьшить объема поступающих наносов в чашу водохранилища.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ:
1.Ахмекдходжаева И.А. Метод прогноза потери ёмкости русловых водохранилищ сезонного регулирования. Диссертация на соиск.ученой степени кандидата технических наук. Т.2008.
2.Гирник Е. И.Долгосрочные прогнозы стока воды по рекам бассейна Сырдарьи в условиях искусственно измененного их режима, //Труды САШГЖ. отчет за 1971 г, Ташкент.
3.Вуглинский В,С. К вопросу о методике влияния водохранилищ на речной сток, //Труды по ГТС, Москва. 1981.-291 с.
4.Барышников Н,3 «Морфология, гидрология и гидравлика пойм, // Л. Гидрометеоиздат 1984 г. -280 с.
5.Ю. Блохинов Е.Г, Распределения вероятностей величин речного стока,// М, Наука-1974 г.-169 с,
6.Великанов М.А, Гидрология сущи. .// Гидрометеоиздат. Ленинград,1948 г.-125 с
7.Вендров С,Л, Проблемы преобразования речных систем. 2 издан. Гидрометеоиздат. Ленинград. -1979 г, -208 с,
8.Вишневский 3.И «Влияние регулирования стока на экологическую обстановку в устьях рек, //Матр.совещ. Экология и гидравлика будущего, Часть ХП.Ленинград. 1990 г.-145 с
9.ВуглинскийВ,С. К вопросу о методике влияния водохранилищ на речной сток, //Труды ГТй . Москва. 1981 г. -291 с
10.Bazarov D/R. Shodiev, B., Norkulov, B.,Kurbanova, U, Ashirov, B.Aspects of the extensionof forty exploitation of bulker servoirs for irrigation and hydropower purposes Volume 97, 29 May 2019, №0500822nd International Scientific Conferenceon Construction the Formation of Living Environment, FORM 2019; www.scopus.com
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ БЕСПЛОТИННЫХ ВОДОЗАБОРОВ
Абдул Латиф Гаюр
соискатель Норкулов Бехзод Эшмирзаевич старший преподователь, Артикбекова Фатима Кучкаровна
ассистент
Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства ANALYSIS OF EXISTING DAMLESS WATERINTAKES
Abdul Latif Gayur
Applicant
Norkulov Behzod Eshmirzaevich,
Senior Lecturer Artikbekova Fatima Kuchkarovna
assistant
АННОТАЦИЯ
В статье приводится анализ существующих компоновочных схем бесплотинных боковых водозаборов. Бесплотинные водозаборы классифицированы по принципу подобия гидравлической структуры потока Н.Ф. Данелия. Данная классификация является перспективным, так как позволяет объединять водозаборные сооружения в группы, для которых могут быть разработаны единые методики проектирования, строительства и эксплуатации, а также способы регулирования движения донных наносов. Обоснована необходимость устройства порога во входе головного сооружения.
