Расходомерное сооружение для внутрихозяйственных каналов с земляным руслом Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

учебное пособие / А.П. Карпенко. - Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. - 446 с.

2. Кащенко С.А., Майоров В.В. Модели волновой памяти. Изд. стереотип. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2014. - 288 с.

3. Букреев И.Н., Горячев В.И., Мансуров Б.М. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. - 4-е изд. переб. и доп., Москва: Техносфера, 2009. - 712с.

4. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс, 2-е издание.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2008. - 1104 с.

5. Акинин М.В., Никифоров М.Б., Таганов А.И. Нейросетевые системы искусственного интеллекта в задачах обработки изображений. - М.: Горячая линия - Телеком, 2016. - 152 с.

© Лавренков Ю.Н., 2016

УДК 626.823.6 (045/046)

Мамбетов Эрик Мунайтбасович

старший преподаватель кафедры «Механика и природообустройство» Кыргызский государственный

университет строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова

Бишкек, Кыргызская Республика

РАСХОДОМЕРНОЕ СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ ВНУТРИХОЗЯЙСТВЕННЫХ КАНАЛОВ

С ЗЕМЛЯНЫМ РУСЛОМ

Аннотация

В статье дается краткая характеристика на внутрихозяйственные каналы с земляным руслом и причины - почему на этих водотоках не обеспечивают учет воды расходомеры типов «фиксированное русло», «водосливы с тонкой стенкой».

Отмечая, что наиболее подходящим к условиям внутрихозяйственных каналов с земляным руслом является расходомер типа «Конусный насадок», указываются недостатки таких сооружений, из-за которых построенные сооружения не используются в качестве средств при учете воды.

В последние годы для улучшения водоучета построенные сооружения заменяются на расходомеры типа «Диафрагма», характеристика одного из них (на Р-2-6 системы ЗБЧК) приводится в публикуемой статье.

Ключевые слова

Внутирихозяйственные каналы с земляным руслом, водомерные сооружения, фиксированное русло, водослив с тонкой стенкой, «диафрагма», «конусный насадок».

Внутрихозяйственные каналы с земляным руслом, как известно [1], имеют малые размеры (Ь=0,5-1,0м, Нстр=0,6-0,8м, т=1, 1<0,001, где Ь - ширина водотока по дну, Нстр - строительная высота, т - откосы, 1 -уклоны по дну) и, следовательно, малые пропускные способности ^тах=0,2-0,5м3/с). Эти каналы подвержены заилению наносами и зарастанию растительностью (в нижней зоне - камышом).

Для учета воды в таких каналах строятся, как правило, водомерные сооружения типа «фиксированное русло» и «водослив с тонкой стенкой». Но эти расходомеры, как показывают результаты исследований их работы [1], в год ввода их в эксплуатацию сразу же выходят из строя - отводящие от сооружений водотоки сильно заиливаются наносами (илом, песком) и зарастают растительностью (в нижней зоне - камышом), в результате:

- резко уменьшается их живое сечение, приводя тем самым к уменьшению пропускной способности самих водотоков;

- расходомеры перестают работать при равномерном (водомер типа «фиксированное русло») и свободном (водослив с тонкой стенкой) режимах истечения, из-за создания подпоров переменного характера.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №5/2016 ISSN 2410-700X_

Возникновение подпоров переменного характера лишает возможности использования многочисленных и дорогостоящих расходомеров в качестве средств для измерения расходов воды.

Для учетаводы в таких сложных условиях в 50-тые годы прошлого столетия в нашей республике стали строить конусный насадок САНИИРИ-Бутырина (сокращенно КНСБ) по схеме, приведенной на рис. 1.Количество построенных сооружений составляет 10, при этом они построены непосредственно на отводящих из ЗБЧК (ЗападныйБольшой Чуйский канал) распределителях; рассчитаны они на пропуск максимальных расходов от 0,2 до 0,5м3/с.

Действительно, расходомеры типа КНСБ обеспечивают измерение расходов воды при подпорном режиме. Однако, в процессе их эксплуатации были выявлены следующие недостатки:

- КНСБ не подлежит градуировке путем установки ротора гидровертушки на выходе из отверстия насадка, так как, из-за конусности последнего, струи имеют форму, не свойственную параллельноструйному течению потока;

- на самом КНСБ отсутствует элемент, регулирующий параметры водопропускного отверстия с тем, чтобы обеспечить напорный режим течения в водоводе при пропуске по нему расходов воды от максимального и до минимального их значений.

1-1

( "г ? а et X "С

'- | 1

Ln Lr La

план

- I E 1

СЕ 1 LÜ CÜ

T

| E !

Рисунок 1 - Типичная схема КНСБ, построенных на распределителях Западной ветки

Большого Чуйского канала (ЗБЧК)

2-2

Рисунок 2 - Схема расходомера типа «Диафрагма». 1 - диафрагма из бетона; 2 - напорное водопропускное отверстие; 3 - низкие стенки, возводимые из блоков; 4 - плита; 5 - измеритель скорости.

Наравне с другими недостатками, именно отмеченные положения вывели всех построенных КНСБ из строя, в результате в последнее десятилетие построенные конусные насадки стали заменять на расходомера типа «Диафрагма» [3]. Этот расходомер, также как конусный насадок, работает в подтопленном режиме истечения, имеет простую конструкцию, подлежит к применению после его градуировки и на нем имеется возможность регулировать параметры водопропускного отверстия напорного водовода. Однако, к существенным его недостаткам относятся металлоемкость (диафрагма, рама, полка, винтовые подъемные устройства и другие элементы изготавливаются из металла) и дороговизна его изготовления.

В целях удешевления строительства, расходомер необходимо было возводить из бетона, а это требовало проведение определенной работы по изменению первоначальной его конструкции. В результате выполнения такой работы было разработано несколько компоновок расходомера, одна из которых приведено на рис 2. Следует отметить, что в настоящее время именно по такой компоновке строятся расходомеры типа «Диафрагма», при этом ими заменяются неработающие расходомеры типа «Водослив с тонкой стенкой» (на системе ВБЧК) и «Конусные насадки» (на системе ЗБЧК).

Построенные расходомеры (один из них показан на рис. 3) типа «Диафрагма» в целом обеспечивают учет воды при подаче ее водопользователям, при этом их градуировка осуществляется в присутствии представителей всех заинтересованных организаций и предприятий.

Рисунок 3 - Расходомер типа «Диафрагма» на системе ЗБЧК (здесь ранее был построен КНСБ). 1 и 2 -подводящий и отводящий каналы, 3 - диафрагма из бетона, 4 - гидрометрический мост, используемый при градуировке расходомера.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №5/2016 ISSN 2410-700X_

Для наглядности о нормальной работе расходомера типа «Диафрагма», ниже приводится один пример. В 1950 году на распределителе Р-2-6 системы ЗБЧК был построен расходомер (гидропост №24) типа «Конусный насадок», с размерами (рис. 1): d=496мм; Б=672мм; расходы - 0,1-0,3м3/с. Хотя данный конусный насадок и назывался расходомером, однако его не смогли использовать для учета воды по вышеуказанным причинам, а именно - из-за невозможности градуировки сооружения и регулирования параметров водопропускного отверстия конусного насадка.

При такой ситуации служба эксплуатации вынуждена была проводить замеры расходов воды на временном гидропосту типа «фиксированное русло», расположенному в нижнем бьефе. Но этот гидропост не отвечал предъявляемым к нему требованиям.

Поэтому, для повышения точности учета воды, конусный насадок был переделан на диафрагму. Напорный водоток имеет прямоугольное сечение, шириной по дну 0,6м; строительная высота 0,9м. Размеры водопропускного отверстия на выходе из напорного водовода - 1 X а = 0,6 X 0,2 м. Скорости потока при выходе из напорного водовода(^з) измерялись гидровертушкой Гр-21м. Кроме того, эти же скорости рассчитывались теоретически по формуле^ = ^2gZ, где Z - напор (рис. 2), д - ускорение силы тяжести.

Расходы воды определялись по формуле Q3 = ш • va, где ш = I • а - площадь водопропускного отверстия в конце напорного водовода.

Результаты проведенной работы приведены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты замеров расхода воды на гидропосту №24

напор Z, м Площадь отверстия ю, м2 Скорость при выходе из водовода, м/с Расход Q3, м3/с Коэффициент расхода ц

V3 vT

0,03 0,12 0,70 0,77 0,080 0,89

0,05 0,12 0,88 0,99 0,106 0,88

0,07 0,12 1,04 1,17 0,125 0,89

0,09 0,12 1,17 1,33 0,140 0,88

0,11 0,12 1,31 1,47 0,157 0,87

средний:0,88

В этой таблице приведены также результаты определения коэффициента расхода по формуле ^ =

Qз

Данные таблицы 1 свидетельствуют, что:

- на данном этапе исследований построенный расходомер типа «Диафрагма» работал при Ъ<0,11м, при которых его пропускная способность составила @з<0,157м3/с;

- измеренные рз и теоретические^ скорости мало отличаются друг от друга;

- коэффициент расхода ц=0,87-0,89 и в среднем составляет 0,88.

Рассматриваемый расходомер, при необходимости может пропустить и большие расходы, чем

0.160.3/с, для чего увеличивается Ъ более, чем 0,11м.

За период эксплуатации расходомера отложение наносов в верхнем бьефе не наблюдалось, так как они промывались потоком воды при протекании ее по напорному водоводу.

Список использованной литературы:

1. Мамбетов Э.М., Садыбакова Д.К. К вопросу учета воды во внутрихозяйственных оросительных каналах с земляным руслом. Вестник КГУСТА им.Н.Исанова. №2 2015г. стр 73.

2. Сатаркулов С.С., Полотов А.П. Эксплуатационные показатели КНСБ и пути улучшения водоучета на них. Сборник «Вопросы водного хозяйства (гидротехника)». Выпуск 2. Бишкек 2004г. стр 106.

3. Сатаркулов С.С., Кошматов Б.Т. Абдрасулов И.А. Патент №129 КР. Бюл, №9 2011г.

© Мамбетов Э.М., 2016