CC BY
1UO'T: 532.546.
QOPLAMALI KANALLARNING DINAMIK MUSTAHKAMLIGI TADQIQOTI
Allayorov Davronjon Shamsiddin o'g'li t.f.f.d., katta o'qituvchi, "Toshkent irrigatsiya va qishloq xo'jaligini mexanizatsiyalash muhandislari instituti" Milliy tadqiqot universiteti, e-mail: [email protected] ,
Zokirov Ilhomjon Bahtiyor o'g'li tayanch doktorant, "Toshkent irrigatsiya va qishloq xo'jaligini mexanizatsiyalash muhandislari instituti" Milliy tadqiqot universiteti , e-mail: ilhomj onzokirov1@gmail. com,
Annotatsiya. Ushbu maqolada qoplamali kanallarning gidravlik jihatdan dinamik mustahkamligi tadqiq etilgan. Tadqiqotlar Shimoliy Farg'ona magistral kanali PK276+00 -PK578+00 piketlarida olib borildi. Qoplamali kanalning turli xil suv sarflarida oqimni loyqa uzatish qobilyati hozirgi kunda keng qo'llanilib kelinayotgan formulalar yordamida qiyosiy baholandi. Natijada oqim tashuvchanlik qobilyati minimum qiymati A.M.Arifjonov usuliga, maksimal qiymati esa Engelund va Hansen usuliga to'g'ri keldi.
Аннотация. В данной стате исследуется гидравлическая динамическая устойчивост покрытых каналов. Исследования проводилис на Северном Ферганском магистралном канале между пикетами PK276+00 и PK578+00. Способност канала с покрытием пропускат мутный поток при различных расходах воды была сравнително оценена с исползованием широко применяемых формул. В резултате минималная пропускная способност потока соответствовала методу А.М. Арифджонова, а максималная — методу Энгелунда и Хансена.
Abstract. This article investigates the hydraulic dynamic stability of lined canals. The research was conducted on the North Fergana main canal between the PK276+00 and PK578+00 reference points. The ability of the lined canal to transmit turbid flow at various water discharges was comparatively assessed using widely used formulas. As a result, the minimum flow carrying capacity corresponded to the method of A.M. Arifjonov, and the maximum flow capacity was determined by the method of Engelund and Hansen.
Kalit so'zlar: sug'orish kanali, gidravlik elementlar, beton kanal, gidravlik yiriklik, loyihalash, oqim tashuvchanlik qobilyati.
Ключевые слова: Ирригационный канал, гидравлические элементы, бетонный канал, гидравлические характеристики, проектирование, пропускная способност потока.
Keywords: Irrigation canal, hydraulic elements, concrete canal, hydraulic characteristics, design, flow carrying capacity.
Kirish: Tuproq o'zanli kanallardan bo'ladigan filtratsiya natijasida suv yo'qotilishi, tizim samaradorligining past bo'lishiga, yer osti suvlarining ortiqcha to'yinishi natijada esa qishloq xo'jaligi sug'oriladigan maydonlarining botqoqlanishiga hamda sho'rlanishiga olib keladi [1]. Mamlakatimizda foydalanilayotgan irrigatsiya tarmoqlarining qarib 75 foizini tuproq o'zanli kanallar tashkil etadi va bu kanallarda filtratsiya sarfi va ushbu kanallar suv oluvchi daryolarda oqiziqlar miqdorining yuqoriligi natijasida manbadan olingan suvning 40 foizga yaqini tarmoqda behuda sarf bo'lmoqda, kerakli suv miqdori esa ekin maydonlariga yetib bormayapti [4,5]. Bunday muammolarni oldini olish, sug'orish tizimlarini foydali ish koeffitsiyentini 0,63 dan 0,73 gacha oshirish uchun yurtimizda irrigatsiya tarmoqlarini rekonstruksiya qilish bo'yicha davlat dasturlari ishlab chiqilib, rekonstruksiya ishlari olib borilmoqda [6].
Tuproq o'zanli kanallarni beton qoplamalar bilan qoplash ishlari murakkab jarayon bo'lishi bilan bir qatorda, katta miqdordagi mablag'larni talab etadi [7,8]. Kanal o'zanini beton yoki temir beton qoplamalar bilan qoplash asosan suv juda tanqis bo'lgan tizimlarda, suv tezligini boshqarish
zaruriyati bo'lgan tizim qismlari va inshootlarda, kanal filtratsiya koeffitsiyenti yuqori bo'lgan tuproqlarda loyihalanganda qo'llanilib, suv isrofgarchiligini 90-95 foizgacha kamaytirish imkonini beradi [9,10]. Respublikamiz hududidagi sug'oriladigan maydonlarining aksariyati tekislikda joylashgan bo'lib, ularga xizmat ko'rsatuvchi sug'orish tarmoqlarida keng tarqalgan muammolardan biri o'zanni loyqa bosishidir[11,12].
Qoplamali kanallarni loyqa bosishi, tizim samaradorligini pasaytirishi bilan bir qatorda ekspluatatsion murakkabliklarni keltirib chiqaradi. Loyqa bosgan qoplamali kanallni mexanik tozalashda turli ekskavatorlardan foydalanish qoplama sifatining yomonlashishiga olib kelsa, gidromexanizatsiya usuli katta mablag'larni, qo'l kuchi bilan tozalash esa ko'p vaqt talab etadi. Shu sababli qoplamali kanallarning gidravlik hisobida uning dinamik mustahkamligini ta'minlash alohida ahamiyat kasb etadi. Oqimning loyqa uzatishi qobiliyatini aniqlash bo'yicha ko'plab tadqiqotlar amalga oshirilgan. Adabiyotlarni tahlil qilish va tabiiy dala sharoitida tadqiqotlar olib borish orqali har xil kesimli kanallarda oqimning tashuvchanlik qobilyatini baholashda quyidagi formulalardan hozirgi kunda ko'plab tadqiqotlarda taqqoslovchi sifatida keltirilgan:
Engelund va Hansen formulasi S.X.Abalyans formulasi
Yang formulasi A.M.Arifjanov formulasi
E.A.Zamarin formulasi
5 =
0,05-B-fl2^1'5^1'5 (s-1)2^0'5 d
(1)
5 = 0,018 —
R W
(2)
S = 0,001 -ct-d-h
S = a
fl3
gR • W
S = 0,022 —
Wo
fl R •¿■■Û
W
(3)
(4)
(5)
Bu yerda: C - Shezi koeffitsiyenti, mxn /5 ; d - cho'kindi zarrasi o'rtacha diametri, m ; s =
— - nisbiy zichlik;pt - cho'kindi zichligi, kg/m3;p - suv zichligi, kg/m3- chuqurlik
Pw w
bo'yicha o'rtacha tezlik, m/s; h - oqim chuqurligi, m ; i - kanal tubi nishabligi; R - gidravlik radius, m ; S-oqimning loyqa uzatish qobiliyati; W - gidravlik yiriklik, m/s ; B-o'zandagi suvning erkin sathdagi kengligi.
Tadqiqot obyekti va muammoning qo'yilishi. Bugungi kunda sug'orish tarmoqlarini beton qilinmaganligi sababli, eng ko'p suv yo'qotilishlari Qoraqalpog'iston Respublikasida (43%), Namangan viloyatida (40%), Navoiy va Xorazmda (38%) va Buxoroda (37%) tashkil etayotganligi va umumiy tizimda samarasiz ketgan yillik suv miqdori 14 mlrd.kub metrni tashkil etmoqda [15,16]. Namangan viloyatida ikkita magistral, transchegaraviy ahamiyatga ega kanal mavjud bo'lib, bular Katta Namangan va Shimoliy Farg'ona magistral kanallaridir (1-rasm).
Pt
71°36'30"E 71°37"30"E 71"38'30"E 71"39,30"E 7Г40'30"Е
71°36'30"E 71'37'30"E 71"3830"E 71'39'30"E 71'40'30"E
1-rasm. Namangan viloyati magistral kanallari.
Kanalning o'zani tabiiy tuproqdan (supes, suglinok, qum) tashkil topgan bo'lib, ko'ndalang kesimi trapetsiya shaklida va gidravlik elementlari kanal uzunligi bo'yicha suv sarfiga mos ravishda o'zgarib boradi. Adabiyotlar tahlilidan ma'lum bo'ldiki, kanallarni beton qoplamalar bilan qoplash filtratsiya sarfini 80-90% ga kamaytiradi. Ammo ushbu jarayonda aniq gidravlik hisoblashlarga tayangan holda samaradorlikni ta'minlash va kanalning loyqa uzatish qobiliyatini oshirish ham muhim masalalardan hisoblanadi. Maqolada, Shimoliy Farg'ona kanali misolida qoplamali kanallarning gidravlik parametrlari o'zgarishining kanaldan foydalanishda uning dinamik mustahkamli ta'siri o'rganilgan.
Tadqiqot metodi. Qoplamali kanallarning gidravlik hisobiga oid tadqiqotlar, hamda ushbu yo'nalishdagi amaliy loyihalar tahlili kanallarni beton qoplamalar bilan qoplash jarayoni quyidagi 3 xil yondashuvga asoslanganligini ko'rsatadi.
1. kanalning mavjud loyihaviy parametrlari asosida betonlash;
2. ho=const betonlash;
3. gidravlik eng qulay kesim shartlari asosida betonlash.
Har bir yondashuv asosida aniqlangan kanal gidravlik parametrlari turlicha bo'lib, bu holat oqim kinematikasining shakllanishida o'z aksini topadi. Kanal dinamik mustahkamligini ta'minlash uning loyqa uzatish qobiliyatini baholashni taqozo etadi. Oqimlarning loyqa uzatish qobiliyatini hisoblash bo'yicha ko'plab tadqiqotlar olib borilgan va hisoblash formulalari tavsiya etilgan. Maqolada, yuqorida keltirilgan Engelund va Hansen, Abalyans, Yang, Arifjanov, Zamarin kabi olimlarning formularidan foydalanib Shimoliy Farg'ona kanalini dinamik mustahkamligi turli sarf rejimlari uchun tekshirilgan.
Tadqiqot natijalari. Gidravlik hisoblash ishlari natijalariga ko'ra kanalning mavjud loyihaviy parametrlari asosida va gidravlik eng qulay kesim shartlari asosida betonlashda kanal gidravlik parametrlari orasidagi farq katta ekanligi aniqlandi (1-jadval).
1-jadval
Shimoliy Farg'ona kanalini betonlashning tavsiyaviy parametrlari
_ (PK276+00 -PK578+00 ) __
Suv sarfi Kanal tubi Suv Kanal bermasi Qurilish
Yondashuvlar kengligi chuqurligi balandligi chuqurligi
m3/sek m m m m
I 60 18 2.32 0.40 3.21
II 60 12 2.81 0.40 3.21
III 60 2.5 4.48 0.40 4.88
Yuqoridagi gidravlik parametrlar asosida Shimoliy Farg'ona magistral kanali rekonstruksiya qilinsa, oqimning loyqa uzatish qobiliyati oqim sarfiga nisbatan bir-biridan keskin farq qiladi (2 -rasmlar).
Suv sarfi (Q, m3/s)
2-rasm. 2-yondashuvga asosan oqim tashuvchanlik qobilyatining o'zgarishi.
3-xil yondashuv asosida aniqlangan kanal gidravlik parametrlari oqimning loyqa uzatish qobiliyatida ham keskin farqlarni keltirib chiqaradi (3-rasmlar).
■ l-yondashuv ■2-yondashuv ■ 3-yondashuv
3-rasm. Maksimum va minimum sarf rejimlarida oqim tashuvchanlik qobiliyati.
Xulosa. Hozirgi kunda tuproq o'zanli kanallarni betonlash ishlari amalga oshirilayotgan bo'lishiga qaramay, kanallarni loyqa bosish jarayonlari kuzatilmoqda. Shimoliy Farg'ona magistral kanalida oqimni tashuvchanlik bir necha usullar bilan aniqlandi. Hisob ishlari 3 xil yondashuvga asoslanib hisoblandi. Turli xil sarflarda oqim tashuvchanlik qobilyati o'zgarishining minimum qiymati A.M.Arifjonov usulida I-yondashuvda 0.84 kg/m3 ga, II-yondashuvda 0.9 kg/m3 ga, III-yondashuvda 0.76 kg/m3 ga teng bo'ldi. Maksimum qiymati esa Engelund va Hansen usulida I-yondashuvda 2.53 kg/m3 ga, II-yondashuvda 3.14 kg/m3 ga, III-yondashuvda 5.5 kg/m3 ga teng bo'ldi. Oqim tashuvchanlik qobiliyati murakkab gidravlik jarayon bo'lib, buni aniqlashda
o'zanning gidravlik va gidrologik parametrlarini, cho'kindi zarrachalarini o'lchamlarini to'g'ri baholash muhim ahamiyatga ega.
ADABIYOTLAR
1. Arifjanov, A., Jurayev, S., Qosimov, T., Xoshimov, S., & Abdulkhaev, Z. (2023). Investigation of the interaction of hydraulic parameters of the channel in the filtration process. E3S Web of Conferences, 401. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202340103074
2. Lund, A. A. R., Gates, T. K., & Scalia, J. (2023). Characterization and control of irrigation canal seepage losses: A review and perspective focused on field data. In Agricultural Water Management (Vol. 289). Elsevier
3. Arifjanov, A., Fatxullaev, A. Natural Studies for Forming Stable Channel Sections. Journal of Physics: Conference Series, Vol 1425(1), Tashkent. 2020. 9 p.
4. Fatxulloyev A., Gafarova A., Otakhonov M., Allayorov D. 2020. The hydraulic efficiency of the soil canals. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 883(1), 012042. DOI 10.1088/1757-899X/883/1/012042.
5. Raveendra K. Design of Irrigation Canals. Planning and Evaluation of Irrigation Projects. Elsevier: Academic Press,Cambridge. 2017. pp. 283-318.
6. El-Kady, M., Wahby, H., & Andrew, J. W. (1984). Lining of Egyptian canals. Techniques and economic analysis.
7. Code, W. E. Design and Construction of Small Concrete Lined Canals. Journal of College of Agriculture. Tucson, 2011, 48 p.
8. Han, X., Wang, X., Zhu, Y., Huang, J., Yang, L., Chang, Z., & Fu, F. (2020). An Experimental Study on Concrete and Geomembrane Lining Effects on Canal Seepage in Arid Agricultural Areas. Water (Switzerland), 12(9). https://doi.org/10.3390/W12092343
9. Brett, E., Michael, Ch., Robert, M. Rational regime model of alluvial channel morphology and response. Earth Surface Processes and Landforms, Vol 29, Wiley. 2004, pp. 511-529.
10. Abdulrahman, A. Best hydraulic section of a composite channel. Journal of Hydraulic Engineering, 133 (6), 2007. pp. 695-697.
11. Parker, A., & Harris, A. (2018). "Challenges and Solutions in the Application of Digital Technologies for Water Measurement." Water Utility Management, 22(3), 167-176. doi :10.1002/wum .1442
Otakhonov, M., Atakulov, D., Zokirov, I., Xudoyshukurov, Q. (2024). "Parametr of a parabola-shaped canal method of determination". International Scientific conference on Green Energy-2024, https://doi.org/10.1051/e3sconf/202458701005
