WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

На правах рукописи

ТКАЧЕВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗВИТИЕ МЕТОДОЛОГИИ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ ТЕЧЕНИЯ ВОДЫ ПРИ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИИ В КАНАЛАХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Специальность: 05.23.16 – «Гидравлика и инженерная гидрология», 06.01.02 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Новочеркасск - 2011

Работа выполнена на кафедре «Гидравлика и инженерная гидрология» в ФГБОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» Научный консультант – доктор технических наук, профессор Иваненко Юрий Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Коханенко Виктор Николаевич доктор технических наук, профессор, Штеренлихт Давид Вениаминович доктор технических наук, профессор Щедрин Вячеслав Николаевич Ведущая организация – ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

Защита состоится 30 марта 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.049.02 при ФГБОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» по адресу: 346428, г. Новочеркасск, Ростовская обл., ул. Пушкинская, 111, НГМА, ауд. 339 (код 8635 факс 22-4459).

С диссертацией можно ознакомиться в научном отделе библиотеки ФГБОУ ВПО НГМА.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять учёному секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан 27 декабря 2011 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Лапшенкова С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Комплексный, системный подход к управлению технологическими процессами водоучёта и водораспределения на открытых оросительных каналах позволяет качественно улучшить работу всех звеньев проводящей системы. Главными задачами при проектировании, строительстве, эксплуатации и реконструкции оросительных каналов в этой связи становятся оптимизация водоотборов, разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий водораспределения. С особой актуальностью это проявляется в условиях оросительных магистральных каналов, нетехнологические сбросы воды из которых достигают 30 – 40% и более.

Эффективный процесс управления водораспределением невозможен без использования средств локального регулирования уровней воды по бьефам сооружений, улучшения оперативного контроля и проведения специальных исследований динамических процессов течения воды, сопровождающихся сложными колебательными перемещениями расходов и уровней свободной поверхности каналов.

Возникающие гидравлические переходные процессы непосредственно связаны с многократной и частой сменой режимов работы насосных станций, гидротехнических сооружений. Последствия, вызванные волновыми процессами, связаны не только с потерями воды, но и с угрозой перелива воды через дамбы каналов, созданием непредвиденных аварийных ситуаций.

Существенным резервом экономии водных ресурсов являются объёмы бьефов в самих оросительных магистральных каналах, рациональное использование которых позволяет необходимое количество воды аккумулировать в нужном бьефе, оперативно подавать потребителям, избегать дополнительных затрат на сооружение бассейнов регулирования, экономить значительную часть электроэнергии.

При разработке способа активного управления водораспределением при неустановившемся режиме течения в оросительных каналах в основу положен принцип обеспечения полного соответствия между количеством воды, поступающей в водозабор, и её требуемым количеством, потребляемым в хозяйствах. Реализация этого принципа на современных оросительных систе мах (ОС) возможна на основе автоматизации технологических процессов водоподачи и водоотведения.

Разработка и внедрение способа активного автоматизированного управления технологическими процессами водораспределения на оросительных магистральных каналах с применением средств локального регулирования уровней воды по бьефам сооружений, с использованием резервных объёмов воды в бьефах осуществлялась в соответствии с планом важнейших НИР НГМА по теме: 03.02.02 – «Разработать научно обоснованные мероприятия по устойчивому и безопасному функционированию водных объектов в условиях активного техногенного воздействия» согласно «Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса на 2006-2010гг.» Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области.

Цель исследований – разработать методы расчета параметров неустановившегося течения водных потоков в каналах ОС для совершенствования технологии водоизмерения и активного водораспределения.

В связи с поставленной целью определены следующие задачи исследования:

- разработать единый алгоритм автоматизированного регулирования водоподачи на объекты орошения;

- получить решения дифференциальных уравнений характеристик в конечно-разностном виде для расчёта неустановившегося течения воды в бьефах оросительных магистральных каналов;

- найти решение краевой задачи для целей активного управления водораспределением и водоизмерения с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров каналов и в средних точках;

- разработать алгоритмы расчёта управляющих воздействий величин открытий затворов сооружений с дискретно-импульсным законом регулиро вания уровней и расходов воды по бьефам перегораживающих сооружений с учётом различных возмущающих воздействий на систему;

- предложить и обосновать метод расчёта изменения объёма сработки (наполнения) многогранника регулирования резервных объёмов на расчётном участке бьефов оросительного магистрального канала по длине в процессе активного управления водораспределением;

- разработать математические модели и алгоритмы расчёта гидравлических переходных процессов на основе полученных решений, соответствующих различным режимам эксплуатации оросительных магистральных каналов;

- исследовать характеристики динамических процессов в открытых каналах ОС в зависимости от структуры возмущающих воздействий и параметров восприимчивости системы бьефов к этим воздействиям;

- разработать новый способ определения расходов воды в протяжённых магистральных каналах на основе аналитических решений дифференциальных уравнений Сен-Венана с использованием метода малых возмущений;

- выполнить натурные исследования по уточнению гидравлических характеристик Азовского магистрального канала (АзМК), а также параметров гидротехнических сооружений и величин забираемых расходов воды в створах водоотбора.

Научная новизна работы:

- аналитические решения дифференциальных уравнений характеристик в конечно-разностном виде для расчёта неустановившегося течения воды в бьефах оросительных магистральных каналов;

- решение краевой задачи по определению параметров водных потоков с неустановившимся режимом течений для целей активного управления водораспределением и водоизмерения с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров каналов и в средних точках;

- алгоритмы расчёта управляющих воздействий величин открытий затворов перегораживающих сооружений, обеспечивающих дискретно импульсное регулирование уровней и расходов воды по верхнему и нижнему бьефам;

- математические модели гидравлических авторегуляторов с дискретно-импульсным законом регулирования уровней и расхода воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений с учётом различных возмущающих воздействий на систему;

- алгоритмы расчётов стационарных и нестационарных режимов движения воды для целей активного управления водораспределением и водоизмерения.

Объект исследования — это гидравлические параметры неустановившегося течения воды при водораспределении в каналах ОС.

Предмет исследований - методы исследования и способы расчетов неустановившегося течения воды для целей оптимизации водопользования и водораспределения на ОС.

Основные положения, выносимые на защиту:

- разработанные алгоритмы расчёта неустановившегося движения воды в оросительных магистральных каналах, полученные на основе аналитических решений дифференциальных уравнений в конечно-разностном виде, обеспечивающие повышение точности расчёта гидравлических параметров;

- полученные алгоритмы решения краевой задачи с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров и в средних точках, обеспечивающие реализацию способа активного управления водораспределения;

- впервые предложенные методы расчёта переходных гидравлических процессов и компьютерные программы для решения задач согласования режимов работы агрегатов головной насосной станции с режимами работы перегораживающих и водораспределительных сооружений в условиях опорожнения и заполнения бьефов магистрального канала водой;

- разработанные алгоритмы расчёта гидравлических параметров и компьютерные программы для решения задач исследования взаимосвязи качества переходного процесса в зависимости от длины расчётного бьефа, сопро тивления русла, характера начальных и граничных условий, с обоснованием расходной характеристики перегораживающих и водораспределительных сооружений с затопленным истечением из-под затвора;

- впервые полученные математические модели для условий установившегося и неустановившегося течения воды, обеспечивающие рациональное управление водораспределением по АзМК и повышение водообеспеченности сельскохозяйственных культур на полях орошения.

Практическая значимость работы.

Информация, полученная в результате проведения натурных исследований, а также в процессе исследования переходных гидравлических процессов на имитационной математической модели, может быть использована: при выборе и обосновании схем регулирования для способа активного управления водораспределением и водоизмерения в оросительных магистральных каналах; для согласования режимов работы агрегатов головной насосной станции с режимами работы перегораживающих и водораспределительных сооружений в условиях опорожнения и заполнения бьефов магистрального канала водой; для обоснования настроечных параметров регуляторов; для обоснования точности контролируемых параметров, обеспечивающих устойчивое состояние процесса водораспределения в бьефах магистрального канала.

Результаты исследований использовались в Весёловском филиале ФГУ «Управление Ростовмелиоводхоз», внедрены на мелиоративных системах Ростовской области, применяются в учебном процессе при чтении лекций студентам по дисциплине «Математическое моделирование в гидротехнике».

Предложенный способ активного управления водораспределением использован службой эксплуатации АзМК в Весёловском районе Ростовской области, Магистрального канала Пригородной ОС г. Краснодара.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях научных секций «Эксплуатация гидромелиоративных систем» отделения Земледелия, мелиорации водного и лесного хозяйства Россельхозакадемии (Новочеркасск, 2000 г.), Междуна родной научно-производственной конференции (Новочеркасск, 2003г.), Региональной научно-практической конференции, посвящённой 95-летию мелиоративного образования на Юге России (Новочеркасск, 2003 г.), Международной научно-теоретической конференции по гидравлике, посвящённой 100-летию со дня рождения Р. Р. Чугаева (Санкт-Петербург, 2004 г.), Международных научно-практических конференциях (Новочеркасск, 2006 г., Краснодар, 2008 г., Москва, 2009, 2011 гг.), на Межвузовских координационных совещаниях по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Курск, 2003 г., Ульяновск, 2005 г., Калуга, 2008 г.), Всероссийских научнопрактических конференциях (Новочеркасск, 2008 г., 2011г.), а также ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов (Новочеркасск 1998-2011 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 научных работ, включая 11 статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ, 2 монографии, 1 учебное пособие.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Общий объём составляет 297 страниц машинописного текста, включая 75 рисунков, 25 таблиц, списка литературы из 253 наименований (в том числе 24 иностранных автора) и 4 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, практическая значимость работы и основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена рассмотрению существующих способов расчета параметров неустановившегося движения водного потока в оросительных каналах при управлении водораспределением и водоизмерением. Существующие статические методы регулирования и управления технологическими процессами водораспределения и водообеспечения не решают проблем минимизации непроизводительных сбросов воды. По своей сути они не мо гут учитывать сложные динамические процессы, которые имеют место в каналах от магистральных до внутрихозяйственных распределителей.

В практике эксплуатации и проектирования ОС применяются в основном две схемы управления водораспределения: регулирование по верхнему бьефу, регулирование по нижнему бьефу. С помощью первой схемы организуются системы управления «по плану», а с помощью второй – «по требованию».

На абсолютном большинстве действующих ОС используется метод централизованного диспетчерского управления водораспределением «по плану» с ручным управлением технологическими процессами, разработанный в 1950-70 гг. для условий ОС Средней Азии.

Существуют отдельные ОС, оснащённые средствами телемеханики, локальной автоматизации и информационно-советующих систем. Но в настоящее время реализация таких систем на практике ограничена.

Управлять водными потоками на большинстве систем можно только в очень узком технологическом диапазоне, суть которого сводится к одному режиму – непрерывный (длительно не изменяемый) ток воды в створе потребителей.

В условиях высокодинамического водопотребления, характерного для объектов с поливом дождеванием, и экономических перемен, связанных с введением платы за подачу воды, существующие методы централизованного водораспределения не способны обеспечить рациональное водопользование, так как с позиции экономного водопользования они неуправляемы.

Большинство существующих рекомендаций по эксплуатации и проектированию допускает расчленение сложной разветвлённой оросительной сети на отдельные подзадачи, увязка которых в единую сеть производится только для условий стационарного установившегося режима работы объекта.

Это и является причиной того, что до настоящего времени не удалось создать инженерные методы выбора схем водораспределения, степени автоматизации и телемеханики процессов и минимально необходимый уровень оснащения распределительный сети средствами водоучёта.

Новый подход к вопросам проектирования, эксплуатации и рекон струкции ОС предполагает рассмотрение систем управления водораспределением и систем водоучёта как единого технологического комплекса с применением стандартизированных средств измерения расходов и объёмов воды.

Использование численных методов решения уравнений Сен-Венана и создание на их базе математических моделей позволяет анализировать динамические процессы, происходящие во взаимоувязанной разветвлённой оросительной сети методами системного анализа и впервые дать научно обоснованные рекомендации по объединению в единое целое систем управления (ручное и автоматизированное) и систем водоучёта.

Для рационального регулирования водоподачи на автоматизированных ОС необходим обязательный учёт возникающего в каналах неустановившегося движения воды.

Исследование свойств неустановившихся течений в открытых потоках и вопросы водораспределения в оросительных каналах описаны многими отечественными и зарубежными учёными М.С. Грушевским, В.И. Коренем, Ж.А. Кюнж, Ф.М. Холли, А. Вервей, В.А.Большаковым, Ю.Г. Иваненко, Т.П. Клещевниковой, В.В. Коваленко, Е.В. Еременко, В.С. Синельщиковым, С.А. Христиановичем, Н.Г. Мелещенко, Э.Э. Маковским, В.А. Рожновым, О.Ф. Васильевым, А.Ф. Воеводиным, В.В. Волчковой, Е.П. Галяминым, П.И. Коваленко, В.Н. Щедриным, В.И. Ольгаренко, А.Е. Косолаповым, О.П. Кисаровым, В.Н. Коханенко, Ю.Г. Ковальчуком, Г.В. Ольгаренко, В.И. Коржовым, Е.А. Скачедубом, Э.Э. Маковским, А.Н. Милитеевым, В.С. Никифоровской, В.П. Рогунович, Дж. Дж. Стокером, Хартри (Hartree D.R.), Прейсманом, Эбботом, Ионеску, Н. Дэскэлеску, Лайтхиллом, Уитхэмом и др.

Метод характеристик явился основой разработанной Ю. Г. Иваненко, В. И. Коржовым и А. А. Ткачевым математической модели неустановившегося течения воды в системе открытых призматических каналов, соединённых последовательно. В разработанном методе исходные дифференциальные уравнения Сен-Венана в частных производных преобразуются в эквивалентную систему обыкновенных дифференциальных уравнений характеристик.

Применение полученных аналитических решений дифференциальных урав нений характеристик предполагает использование итерационного процесса.

В методе характеристик расчёт начальной характеристики (т. е. характеристики, представляющей в волновой плоскости кривую движения фронта волны, нарушающей первоначальный режим) заменяет задание начальных условий.

В настоящее время на открытых водотоках, каналах и в напорных трубопроводах применяются прямые, косвенные и парциальные методы измерения расхода и количества (стока) воды.

К наиболее распространённым существующим методам для определения расходов жидкостей в открытых и напорных потоках можно отнести методы «скорость-площадь», методы с использованием гидрометрических сооружений и с использованием сужающих устройств в трубопроводах.

Рассмотрен способ определения расхода воды, запатентованный Ю. Г. Иваненко, В. Н. Щедриным и основанный на использовании аналитического решения обыкновенного дифференциального уравнения неравномерного установившегося течения воды в открытом русле. Расчётный участок открытого канала с призматическим руслом, выполнен с обратным уклоном дна. В двух створах расчётного участка (начальном и конечном) измеряются глубины и затем по формуле, являющейся аналитическим решением дифференциального уравнения неравномерного установившегося режима течения воды, вычисляется величина расхода.

Вторая глава посвящена расчётным зависимостям и алгоритмам, основанным на методе характеристик, используемых для целей управления водораспределением и водоизмерения в бьефах магистральных каналов.

При разработке способа активного управления водораспределением в основу положен принцип обеспечения полного соответствия между количеством воды, поступающей в водозабор, и тем её количеством, которое потребляется в хозяйствах. Для реализации этого принципа на современных ОС должна осуществляться системная автоматизация технологических процессов водоподачи и водоотведения с учётом динамических процессов течения воды в каналах.

В процессе эксплуатации каналов следует учитывать дополнительные возможности в связи с использованием имеющихся резервных ёмкостей в бьефах каналов. В этом случае можно избежать дополнительных затрат на сооружение бассейнов регулирования; более оперативно подавать воду потребителям в результате аккумуляции необходимого объёма в нужном бьефе.

В работе для расчёта установившегося и неустановившегося режимов течения воды разработан программный комплекс, основанный на методе характеристик. В программный комплекс входят несколько версий программы «СТАТИКА» и несколько версий программы «ДИНАМИКА». Версии программ отличаются друг от друга специфическими особенностями заложенных в них граничных и начальных условий, каждая из которых предназначена для решения отдельно взятой задачи из группы задач.

Для выявления и изучения особенностей, соответствующих разным режимам и условиям эксплуатации открытых каналов ОС, а также изучения особенностей и характера взаимосвязей между параметрами неустановившегося течения воды в процессе активного управления водораспределением на имитационной математической модели выполняются исследования переходных гидравлических процессов.

Целью расчёта переходных гидравлических процессов является выбор и обоснование схем регулирования для реализации способа активного управления водораспределением в открытом магистральном канале с головной насосной станцией.

Для расчёта параметров одномерного неустановившегося течения воды в открытых призматических руслах в работе применён метод характеристик.

Разностная схема, сконструированная для решения сформулированной задачи, основывается на характеристических направлениях. Особенностью схемы является возможность рельефного выделения деталей, относящихся к движению воды. При выборе конечно-разностной схемы учитывались такие факторы, как численная устойчивость, точность, время вычислений, а также простота программирования и включения граничных условий.

В методе характеристик система одномерных квазилинейных дифференциальных уравнений в частных производных гиперболического типа СенВенана с двумя неизвестными функциями и двумя независимыми перемен ными в области гладких решений приводится к эквивалентной системе обыкновенных дифференциальных уравнений характеристик:

Q g Q g Q2 gi0 d B dX, (1) B 2C2R Qg Q2 d d gi0 (2) dt, B 2C2R где в уравнениях (1), (2) и далее : Q – расход воды, м3/с; g – ускорение силы тяжести, м/с; t – время, с ; x – пространственная координата, вдоль которой движется поток, м; – площадь живого сечения водотока, м2; С – коэффициент Шези, м0,5/с; R – гидравлический радиус, м; i0 – уклон дна водотока; B – ширина водотока по верху, м.

Знак (+) отвечает прямой волне возмущения и прямой характеристике, знак (-) отвечает обратной волне возмущения и, соответственно, обратной характеристике.

При заданных краевых условиях точное решение дифференциальных уравнений (1), (2) невозможно даже для наиболее простого случая прямоугольного русла. Для приведения уравнений к квадратурам их правую часть преобразуют к виду:

( Пк 1)( Пк 2s)H d 2(1 j1Пк) ( Пк 1)d Пк ( Пк 1)( Пк 2s) Hcp d si0dX, (3) (1 j1Пк)2(1 j1Пк) ( Пк 2s) H d (1 j1Пк) ( Пк 2s) d Пк. (4) Hcp i0 gsdt d (1 j1Пк)(1 j1Пк) В уравнениях (3), (4):

gk gf j1 , C2Bki0 Cf Bf i0 k BkHk Bf Hf s (5) 2 k f , 1 Hcp Hk Hf, Hcp Hk Hf, 2 где j1, s,Hcp, Hcp среднеарифметические значения малоизменяемых величин между створами k-f расчётного участка, k, f - смоченный периметр Q2B в створах k,f расчётного участка Пк - параметр кинетичности.

gРассмотрим на характеристической плоскости (X, t ) две точки Mk,f 1 и Mk1,f, в которых известны величины Пк,H,X,t. Проведём через эти точки прямую и обратную характеристики f и k. Тогда в точке пересечения характеристик Mk,f могут быть определены элементы неустановившегося течения воды.

Исследуя связи между точками Mk1,f и Mk,f на прямой характеристике f и между точками Mk,f 1 и Mk,f на обратной характеристике k, запишем аналитические решения дифференциальных уравнений (3), (4) в конечных разностях:

( Пкk1,f 1)( Пкk1,f 2s) (H Hk,f ) k1,f 2(1 j1Пкk1,f ) ( Пкk,f 1)( Пкk,f 2s) (H Hk,f ) k1,f 2(1 j1Пкk,f ) (Hk1,f Hk,f ) (1 j1Пкk1,f ) ln (6) j1 (1 j1Пкk,f ) (1 j1Пкk1,f ) (1 j1Пкk,f ) (Hk1,f Hk,f ) ln j1 (1 j1Пкk,f ) (1 j1Пкk1,f ) 2s i0(Xk1,f Xk,f ), ( Пкk1,f 2s) ( Пкk,f 2s) ( Hk1,f Hk,f ) (1 j1Пкk1,f ) (1 j1Пкk,f ) ( Hk1,f Hk,f )1 (1 j1Пкk1,f ) (1 j1Пкk,f ) (7) ln j1 (1 j1Пкk,f ) (1 j1Пкk1,f ) 2i0 gs(tk1,f tk,f ), ( Пкk,f 1 1)( Пкk,f 1 2s) (Hk,f 1 Hk,f ) 2(1 j1Пкk,f 1) ( Пкk,f 1)( Пкk,f 2s) (Hk,f 1 Hk,f ) 2(1 j1Пкk,f ) (Hk,f 1 Hk,f ) (1 j1Пкk,f 1) (8) ln j1 (1 j1Пкk,f ) (1 j1Пкk,f 1 ) (1 j1Пкk,f ) (Hk,f 1 Hk,f ) ln j1 (1 j1Пк ) (1 j1Пкk,f 1 ) k,f 2s i0(Xk,f 1 Xk,f ), ( Пкk,f 1 2s) ( Пкk,f 2s) ( Hk,f Hk,f ) (1 j1Пкk,f 1) (1 j1Пкk,f ) ( Hk,f 1 Hk,f )1 (1 j1Пкk,f 1) (1 j1Пкk,f ) (9) ln j1 (1 j1Пкk,f ) (1 j1Пкk,f 1) 2i0 gs(tk,f 1 tk,f ).

Система алгебраических соотношений (6), (7), (8), (9) решается методом итераций при заданных начальных и граничных условиях. В качестве начальных условий в методе характеристик применяются аналитические решения дифференциальных уравнений начальных характеристик.

В третьей главе рассматриваются законы регулирования водоподачи и водораспределения на головной насосной станции и на перегораживающих сооружениях магистрального канала.

Краевые условия задаются в характерных конструктивных узлах канала. Характерными конструктивными узлами являются: створы волновых возмущений, створы сопряжения волновых возмущений и створы отражения волновых возмущений, расположенные в начале, в промежуточных сечениях и в конце канала.

Рассмотрим случай расположения створа возмущения в некотором начальном сечении водотока. Исходная характеристика обратная. В точке Mk,f 1 на начальной характеристике известны все параметры: время tk,f 1, расстояние Xk,f 1, глубинаHk,f 1, параметр кинетичности потокаПкk,f 1. В точке Mk,f, расположенной в створе возмущения, известно только расстояние Xk,f. Соединим точки Mk,f 1 и Mk,f обратной характеристикой.

Для определения неизвестных параметров tk,f, Hk,f, Пкk,f в точке Mk,f створа возмущения воспользуемся соотношениями на обратной характеристике:

( Пкk,f 1 1)( Пкk,f 1 2s) (Hk,f 1 Hk,f ) 2(1 j1Пкk,f 1) ( Пкk,f 1)( Пкk,f 2s) (Hk,f 1 Hk,f ) 2(1 j1Пкk,f ) (Hk,f 1 Hk,f ) (1 j1Пкk,f 1) (11) ln j1 (1 j1Пкk,f ) (1 j1Пкk,f 1 ) (1 j1Пкk,f ) (Hk,f 1 Hk,f ) ln j1 (1 j1Пк ) (1 j1Пкk,f 1 ) k,f 2s i0 (Xk,f 1 Xk,f ), Q2 Bk,f k,f где Пкk,f .

gk,f В створе возмущения задается величина возмущенного расхода Qk,f.

Расход, площадь поперечного сечения и средняя скорость связаны уравнением неразрывности:

Qk,f k,f Uk,f. (12) Подставляя в (11) значение возмущенного расхода, преобразуем это соотношение в трансцендентное уравнение, из которого методом итераций определяется значение Hk,f в точке Mk,f створа возмущения и, следовательно, параметр кинетичности Пкk,f.

Значение времени tk,f в точке Mk,f створа возмущения определяется из соотношения:

( Пкk,f1 2s) ( Пкk,f 2s)( Hk,f1 Hk,f ) tk,f tk,f1 2i0 gs (1 j1Пкk,f1) (1 j1Пкk,f ) (13) ( Hk,f1 Hk,f ) (1 j1Пкk,f1) (1 j1Пкk,f ) ln.

4i0 gj1s (1 j1Пкk,f ) (1 j1Пкk,f1) Таким образом, в точке Mk,f сетки характеристик определяются все неизвестные параметры неустановившегося движения: время, глубина воды и, следовательно, площадь поперечного сечения потока и параметр кинетичности. Средняя скорость течения воды определяется из соотношения (12).

Для определения характеристик неустановившегося движения воды в створах сопряжения и створах отражения также получены необходимые расчётные зависимости.

Контроль за режимом работы и управлением затворами перегораживающих сооружений осуществляется в дискретные моменты времени в соответствии с математическими зависимостями, описывающими процесс кон троля и управления. Ему соответствуют расчётные операции управляющих воздействий и уставок.

В качестве математических зависимостей для расчёта управляющих воздействий затворами перегораживающих сооружений рассматриваются законы регулирования дискретного действия.

Для стабилизации глубины (уровня) и расхода воды на заданной уставке Qуст (t) в верхнем и нижнем бьефах на заданной уставке используются дискретный (импульсный) и пропорциональный законы регулирования.

В настоящее время в процессе эксплуатации магистральных оросительных каналов возникает необходимость повышения качества управления подачи воды потребителям в узлах водовыдела.

При решении этой задачи необходимо обеспечить командование территорией, т. е. обеспечение необходимого уровня воды в заданных створах водовыдела в определённое время. С этой целью на многих ОС создаются дополнительные резервные ёмкости в виде бассейнов регулирования, в которых происходит накопление расчётного объёма воды и последующая сработка его в заданное время.

Используемые в настоящее время гидравлические методы расчёта не в состоянии обеспечить необходимый уровень управления водоподачей. В связи с этим была поставлена и решалась задача поиска такого способа, который позволит значительно повысить качество управления мелиоративным объектом (магистральным каналом) путём снижения непроизводительных сбросов на существующем магистральном канале с заданным уровнем обеспеченности оросительной водой водопользователей в узлах водовыдела. При этом основное внимание уделялось возможности использования имеющихся резервных ёмкостей в бьефах магистрального канала при реализации способа активного управления. Данный способ позволяет задействовать перегораживающие сооружения и перераспределять объёмы воды в бьефах магистрального канала таким образом, чтобы обеспечить командование территорией в узлах водовыдела в любой момент времени при отключении одного агрегата насосной станции или пролёта регулирующего сооружения.

Объём сработки (наполнения) многогранника в виде обелиска регули рования резервных ёмкостей на расчётном участке бьефов магистрального канала определяется по формуле:

W nb,ns xp nb,ns xt nb,ns xp nb,nsl xt nb,nsl 2 2 b nb,ns b nb,ns glp nb,ns glt nb,ns 2 b nb,nsl b nb,ns glp nb,nsl glt nb,nsl 6 2 3 m nb,ns glp nb,ns glt nb,ns glp nb,nsl glt nb,nsl glp nb,ns glt nb,ns glp nb,nsl 2 2 (14) glt nb,nsl glp nb,ns glt nb,ns glp nb,nsl 2 glt nb,nsl, гдеW nb,ns – объём сработки (наполнения) многогранника в виде обе лиска регулирования резервных ёмкостей на расчётном участке бьефов магистрального канала; nb – номер расчётного бьефа; ns, nsl – номера створов, соответственно последующего и предыдущего; b nb,ns – ширина во дотока по урезу воды; m nb,ns – заложение откоса канала; xp nb,ns, xt nb,ns – координаты расчётных створов на последующем и предыду щем временных расчётных шагах (координаты расчётных створов могут незначительно видоизменяться, так как в методе характеристик координатная сетка является нерегулярной); glp nb,ns, glt nb,ns – глубины воды в расчётных створах канала на последующем и предыдущем временных расчётных шагах.

В четвертой главе рассматривается способ активного управления водораспределением в магистральных каналах с локальным регулированием уровней воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений.

Среди существующих способов автоматизированного управления технологическими процессами водораспределения, позволяющих минимизиро вать холостые и нетехнологические сбросы воды, наиболее простым и легко осуществимым является разработанный способ активного управления водораспределением. Способ активного управления водораспределением, автоматически перераспределяя резервные ёмкости каналов, позволяет использовать излишки накопленных объёмов воды.

Предлагаемый способ может применяться для управления водораспределением в открытых магистральных каналах. Он называется активным потому, что основные элементы управления сосредоточены и осуществляются на головной насосной станции. При этом вся система бьефов магистрального канала на всём его протяжёнии автоматически перерегулируется и самонастраивается применительно к новому гидравлическому режиму канала. Манипуляции управления производятся путём отключения, а затем включения одного из агрегатов головной насосной станции на период активного управления.

Активное управление водораспределением предполагает использование в контуре управления локальных регуляторов по уровню верхнего или нижнего бьефов в виде перегораживающих сооружений. Место установки локальных регуляторов в системе бьефов (перегораживающих сооружений) магистрального канала находится в процессе проведения специальных имитационных исследований на математической модели.

Водопотребление на рассматриваемой ОС может быть предельно обеспеченным, обеспеченным и недостаточно обеспеченным. Предельно обеспеченным называется водопотребление, при котором общая сумма отборов воды действующими водопотребителями равна расходу головной насосной станции. Обеспеченным (недостаточно обеспеченным) называется водопотребление, при котором общая сумма отборов воды действующими водопотребителями меньше (больше) расхода головной насосной станции.

Обеспеченное водопотребление может быть 50%, 75% (в общем случае n %). Таким образом, предельно обеспеченное водопотребление является 100 %. Для случая предельно обеспеченного водопотребления:

n QНС (15) q Qсбр, i i где QНС - расход головной насосной станции (головного водозабора), м3/с;

n - количество отборов воды; qi - расход i -го отбора воды, м3/с; Qсбр - расход сброса в конце магистрального канала, м3/с.

При реализации способа активного управления водораспределением должны быть выполнены имитационные исследования динамических гидравлических режимов.

Имитационные исследования динамических процессов проводились на математической модели АзМК с головной насосной станцией для случаев 75%, 85% и 95% обеспеченного водопотребления.

АзМК представляет собой русло трапецеидального сечения протяжённостью более 80 километров. С целью получения более точных результатов расчётов канал был разбит на 34 бьефа.

Головная насосная станция оборудована четырьмя насосными агрегатами равной производительности Qагр = 5 м3/с.

Данные по бьефам с гидравлическими элементами и схематизированными значениями расходов водопотребления, уточнёнными в процессе проведения натурных исследований на АзМК, приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Гидравлические элементы в бьефах АзМК (выборка) Длина Зало- Ширина Отбор воды, м3/с ШерохоУклон бьефа, жение по дну, ватость 75% 85% 95% м откоса м 0,018 0,00006 5000 1,0 14,0 0,50 0,50 0,0,018 0,00006 2000 1,0 12,0 0,30 0,30 0,0,020 0,00006 3000 1,0 10,0 0,25 0,25 0,0,020 0,00006 1500 1,0 9,0 0,30 0,30 0,0,020 0,00006 2250 1,0 9,0 0,20 0,20 0,0,020 0,00006 750 1,5 9,0 0,30 0,60 0,… ………………… 0,020 0,00005 5500 1,0 6,0 0,40 0,40 0,0,020 0,00006 1000 1,0 6,0 0,30 0,30 0,0,020 0,00006 1250 1,0 6,0 0,30 0,30 0,0,020 0,00006 1000 1,0 6,0 0,15 0,35 0,0,020 0,00006 2250 1,0 6,0 0,30 0,30 0,0,020 0,00006 1500 1,0 6,0 0,30 0,30 0,0,020 0,00006 3250 1,0 5,0 0 0 Расчётный шаг для каждого бьефа математической модели магистрального канала принимается 250 м. Контроль за режимом работы и управлением затворами перегораживающих сооружений осуществляется в дискретные моменты времени в соответствии с математическими зависимостями, описывающими процесс контроля и управления. Ему соответствуют расчётные операции управляющих воздействий и уставок.

В качестве математических зависимостей для расчёта управляющих воздействий затворами перегораживающих сооружений рассматриваются законы регулирования дискретного действия.

Имитационными исследованиями определено место установки трёх локальных регуляторов уровней воды по верхнему бьефу перегораживающих сооружений, указанные в таблице 2. Локальные регуляторы должны быть установлены на перегораживающих сооружениях в 20, 27 и 30 бьефах.

Процесс неустановившегося течения воды начинается с момента отключения одного агрегата головной насосной станции (с изменением расхода с 15 до 10 м3/с). Этот процесс сопровождается понижением уровня воды в бьефах канала.

Таблица 2 – Данные по перегораживающим сооружениям АзМК № Ширина Количество Открытие Наличие ребьефа затвора, м затворов затвора, м гулятора 6 0,65 0,90 0,96 2,5 2 2,5 Нет 10 0,65 0,92 0,97 2,5 2 2,0 Нет 18 0,66 0,95 0,96 2,0 2 1,3 Нет 20 0,65 0,94 0,97 2,0 2 1,2 Да 24 0,65 0,96 0,97 2,0 2 0,8 Нет 27 0,60 0,96 0,97 2,0 2 0,6 Да 30 0,60 0,95 0,96 2,0 2 0,6 Да Через шесть часов отключённый агрегат вновь включается (с изменением расхода с 10 до 15 м3/с), при этом отборы воды сохраняются на прежнем уровне. Этот процесс сопровождается подъёмом уровней воды в бьефах канала. Один полный период активного управления водораспределением продолжается 24 часа. Таким образом, за 24 часа осуществляется весь цикл процесса управления водораспределением, включающий в себя управление водоподачей на головной насосной станции и управление водоотбором в точках водовыдела.

Выборочные результаты расчётов неустановившегося течения воды в тия потока Коэф. верт.

Коэф. расхода сжатия потока Коэф. гор. сжа бьефах АзМК для обеспеченности 95% при отключении и включении одного из агрегатов головной насосной станции в продолжение одного полного периода активного управления водораспределением, равного 24 часам, приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Данные расчёта неустановившегося течения воды при включении и отключении одного агрегата насосной станции АзМК по бьефам для отбора 95% обеспеченности при наличии 3-х регуляторов уровней воды по верхнему бьефу сооружений Расход, Глубина, Расстояние, Скорость, Время, № характеристики м3/с м м м/с с 1 бьеф 0 15,00 2,05 0 0,46 180 10,00 1,69 0 0,38 222720 15,00 2,01 0 0,47 8755 бьеф 0 13,65 2,30 13500 0,53 28180 10,19 1,95 13500 0,48 252720 13,31 2,21 13500 0,54 9039 бьеф 0 11,25 2,19 21000 0,46 44180 8,66 1,93 21000 0,41 270720 10,65 2,05 21000 0,47 92017 бьеф 0 7,75 2,12 36500 0,36 79180 6,79 1,98 36500 0,34 306720 6,85 1,93 36500 0,36 95619 бьеф 0 6,85 2,00 46500 0,38 102180 6,44 1,93 46500 0,37 330720 6,00 1,85 46500 0,37 98023 бьеф 0 4,95 1,78 55500 0,32 124180 4,86 1,74 55500 0,33 352720 4,27 1,75 55500 0,28 100226 бьеф 0 3,70 1,53 61500 0,29 140180 3,66 1,49 61500 0,30 368720 3,25 1,50 61500 0,26 101929 бьеф 0 2,55 1,04 70500 0,35 166180 2,22 0,99 70500 0,32 395720 1,90 1,02 70500 0,27 1046В качестве начального и граничных условий приняты гидравлические параметры канала по бьефам, соответствующие установившемуся неравномерному течению с расходом воды Q = 15 м3/с и глубиной воды в голове ка нала h = 2,05 м.

Активное управление процессами водораспределения осуществлялось средствами пакетов прикладных программ «СТАТИКА» и «ДИНАМИКА».

Характеристика нулевая отвечает начальному установившемуся процессу течения воды в бьефах канала с расходом воды Q = 15 м3/c и периоду времени t = 0. Характеристика первая отвечает началу неустановившегося процесса течения воды в бьефах канала с изменением расхода воды на головной насосной станции до Q = 10 м3/c и пониженными отборами в точках водовыдела 95% обеспеченности.

Характеристика 180-я отвечает условиям неустановившегося процесса течения воды с расходом воды в головном створе канала Q = 10 м3/с и периоду времени t = 6 часов. Характеристика 181-я отвечает условиям неустановившегося процесса течения воды с расходом воды в головном створе канала Q = 15 м3/с. Характеристика 720-я отвечает условиям неустановившегося процесса течения воды с расходом воды в головном створе канала Q = 15 м3/с и периоду времени t = 24 часа. На 720-й характеристике полный суточный интервал управления водораспределением завершается. Этот момент характеризуется восстановленными глубинами воды в бьефах магистрального оросительного канала.

На рисунках 1, 2 представлены графики изменения глубин и расходов в зависимости от удалённости расчётных створов от головного створа магистрального канала для отбора расходов воды максимально возможной, 95% обеспеченности при наличии трех регуляторов уровней по верхнему бьефу сооружений.

Анализ рисунка 1 показывает, что глубина удерживается на авторегуляторах на уровне первоначального значения, между регуляторами несколько снижается, понижение достигает порядка 0,1-0,2 м.

Рисунок 1 – Зависимость изменения глубин от удалённости бьефов от головного створа АзМК (95%) Таким образом, использование авторегуляторов при активном способе управления водораспределением позволяет обеспечить заданный уровень в требуемых бьефах даже при максимальном отборе воды потребителями.

Рисунок 2 – Зависимость изменения расходов от удалённости бьефов от головного створа АзМК (95%) Из рисунка 2 следует, что с отключением одного агрегата в конце первого полуцикла регулирования наблюдается снижение расходов воды на всем протяжёнии магистрального канала. В бьефе 1 для первого полуцикла имеется максимальное снижение порядка 5 м3/с с последующим уменьшением изменения расхода воды по длине до хвостовой части. В течение второго полуцикла, после включения одного агрегата насосной станции, расход по длине канала увеличивается и в конце цикла регулирования практически достигает начального значения. В бьефах с 14 по 18 эта разница составляет порядка 1м3/с при постоянном объёме. Этот факт подтверждает невозможность использования традиционных методов водоизмерения, справедливых для стационарного режима течения воды.

При размещении авторегуляторов уровня воды в заданных створах наблюдается волновое понижение расхода в процессе управления с постепенным увеличением расхода над исходным до 1,3 м3/с при неизменном значении уровней (рисунок 3,4), для 26 бьефа в процессе управления наблюдается значительное снижения расхода (порядка 1,1 м3/с) с последующим увеличением на 0,2 м3/с (рисунок 3,4) при практически неизменном уровне.

Рисунок 3 – Зависимость изменения глубин от времени в конечных створах 19, 26 и 29 бьефов (95%) При сопоставлении графиков изменения расходов и уровня воды на авторегуляторах в процессе управления можно обнаружить несоответствие заданным уровням расходов воды на подъёме и спаде. Это несоответствие диктует необходимость применения соответствующих методов и средств, спра ведливых для динамического режима управлением водораспределением.

Рисунок 4 – Закон изменения расхода от времени на гидравлических авторегуляторах в конечных створах 19, 26 и 29 бьефов (95%) На рисунке 5 графики показывают, что в соответствии с принятым дискретным (импульсным) законом регулирования авторегуляторы выполняют функцию обеспечения заданного уровня командования территории. Для бьефа величина открытия затворов изменяется в диапазоне 1,2-0,7 м, для 26 в диапазоне 0,6-0,22 м, для 29 бьефа порядка 0,6-0,2 м.

Рисунок 5 – Закон изменения величины открытия затворов от времени на гидравлических авторегуляторах в конечных створах 19, 26 и 29 бьефов (95%) W=f(№ бьефа) W, м3/с 1 6 11 16 21 № бьефа -4 0-8 0-12 0-16 0-20 0-24 06 часов 24 часа Рисунок 6 – Изменение ёмкостей канала по длине в процессе управления водораспределением с локальным регулированием уровней воды на сооружениях (95%) Рисунок 6 показывает, что в процессе цикла активного управления водораспределения идёт постепенная сработка имеющихся на начало динамического процесса объёмов. Максимальное снижение объёмов достигается на 20-м бьефе.

W, м3/с 50Т, час 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,-50-100-150-200-2501-й бьеф 4-й бьеф 10-й бьеф 20-й бьеф 30-й бьеф Рисунок 7 – Изменение ёмкостей канала в бьефах в процессе управления водораспределением с локальным регулированием уровней воды на сооружениях при (95 %) На рисунке 7 чётко просматриваются закономерности изменения ёмкости канала в бьефах в процессе управления водораспределением с локальным регулированием уровней воды на сооружениях при 95% обеспеченности отборов воды в точках водовыдела. Наибольшее понижение объёмов наблюдается в головных бьефах, т. е. там, где отсутствуют регуляторы уровней по верхнему бьефу. В бьефе 10 имеется незначительное снижение объёма, в бьефе 20 происходит постепенное снижение объёма в цикле регулирования с тем, чтобы обеспечить заданный уровень, выдерживаемый на авторегуляторе. В 30 бьефе объём в процессе активного управления практически не изменяется.

Аналогично, в диссертации рассматривается способ активного управления водораспределением в магистральных каналах с локальным регулированием уровней воды по нижнему бьефу перегораживающих сооружений.

Так же, как и в способе активного управления водораспределением с использованием локальных регуляторов уровней по верхнему бьефу перегораживающих сооружений, были проведены имитационные исследования для случаев 75%, 85%, 90% обеспеченности.

Пятая глава посвящена выбору местоположения и необходимого количества локальных регуляторов расходов воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений для целей активного управления водораспределением в магистральных каналах.

Преимуществом рассматриваемого способа управления с локальным регулированием расходов воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений является возможность использования только одного локального регулятора уровня воды. Для стабилизации уровня воды, соответственно, в верхнем и нижнем бьефах на заданной уставке использован дискретный (импульсный) закон регулирования. Каждый бьеф был разбит на участки протяжённостью 500 м.

Имитационные исследования динамических процессов проводились на математической модели АзМК с головной насосной станцией для случая водопотребления 90 % обеспеченности.

Данные по бьефам с гидравлическими элементами со схематизирован ными значениями расходов водопотребления, уточнёнными в процессе проведения натурных исследований для локального регулирования расходов воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений на АзМК, приведены в таблице 1. Имитационными исследованиями определено место установки одного дополнительного локального регулятора расходов воды по нижнему бьефу перегораживающих сооружений между 26 и 27 бьефами.

На рисунке 8 представлена зависимость изменения глубин от удалённости бьефов от головного створа магистрального канала для отбора расходов воды 90% обеспеченности при наличии регулятора расхода по верхнему бьефу сооружений. Для заданных условий 90-я характеристика соответствует 6 часам первого периода цикла управления, а 360-я отвечает 24 часам. Полный цикл активного управления водораспределением составляет 24 часа.

В первом полуцикле регулирования 90% обеспеченности на протяжёнии 6 часов наблюдается довольно значительное снижение уровней в головной части магистрального канала порядка 0,3 м, на авторегуляторе, установленном между 26 и 27 бьефам, глубина удерживается практически на уровне первоначального значения. Во втором цикле регулирования включается агрегат насосной станции, уровень воды в бьефах магистрального канала повышается в последующие 18 часов, несколько понижаясь на авторегуляторе.

H=F(№ бьефа) H, м 2,2,1,1,1,0,0,0,№ бьефа 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 0-я характеристика 90-я характеристика 360-я характеристика Рисунок 8 – Зависимость изменения глубин от удалённости бьефов от головного створа магистрального канала (90%) Q=F(№ бьефа) Q, м3/c 12,7,2,№ бьефа 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 0-я характеристика 90-я характеристика 360-я характеристика Рисунок 9 – Зависимость изменения расходов от удалённости бьефов от головного створа магистрального канала для (90%) Как показывает анализ рисунка 9, с отключением одного агрегата наблюдается снижение расходов воды в головной части канала с 1-го по 18-й бьеф, так в 1 бьефе для первого полуцикла имеется максимальное снижение порядка 5 м3/с с последующим уменьшением изменения расхода воды по длине до 17 бьефа, в 18 бьефе расход практически не меняется. Так, в 19 бьефе эта разница составляет порядка 1м3/с при постоянном объёме. В головной части канала конечное значение расходов несколько ниже исходных. Это подтверждает возможность перераспределения аккумулирующих объёмов воды в бьефах магистрального канала с целью повышения качества управления водораспределением, более эффективного использования водных ресурсов.

На рисунке 10 представлена зависимость изменения глубин воды в конечных створах 19, 26 и 29 для отбора расходов воды 90% обеспеченности при наличии регулятора расхода по верхнему бьефу сооружений. Для бьефа характерно волновое изменение уровня с понижением на 0,15 м в течение первого полуцикла регулирования с восстановлением глубин во втором полуцикле. В конечном створе 26 бьефа глубина постепенно понижается в процессе регулирования на 0,1 м, в 29 глубина практически не изменяется.

H, м Изменение уровня воды во времени в конечных створах бьефов 2,2,1,1,1,1,0,0,0,0,Т, час.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 19-й бьеф 26-й бьеф 29-й бьеф Рисунок 10 – Зависимость изменения глубин от времени в конечных створах 19, 26 и 29 бьефов (90%) Изменение расхода воды во времени в конечных створах бьефов Q, м3/c Т, час 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 19-й бьеф 26-й бьеф 29-й бьеф Рисунок 11 – Зависимость изменения расходов от времени в конечных створах 19, 26 и 29 бьефов для отбора расходов воды 90% обеспеченности при наличии регулятора расходов по верхнему бьефу сооружений На рисунке 11 для 19 бьефа характерно волновое изменение расхода в процессе управления с постепенным восстановлением при таком же изменении уровня (рисунок 10), для 26 бьефа в процессе управления наблюдается удержание расхода в начальном состоянии при некотором снижении уровня.

Аналогичные процессы характерны и для 29 бьефа. При сопоставлении графиков изменения расходов и уровня воды на авторегуляторах в процессе управления можно обнаружить довольно близкое соответствие расходов заданным уровням воды на подъёме и спаде. Это допускает использование в определённых условиях с регуляторами расхода по верхнему бьефу сооружений соответствующих методов и средств, справедливых для установившегося режима управлением водораспределением.

Аналогичные исследования были проведены для способа активного управления водораспределением с локальным регулированием расходов воды по нижнему бьефу перегораживающих сооружений.

Шестая глава посвящена вопросам применения аналитических решений дифференциальных уравнений Сен-Венана для целей водоизмерения в оросительных магистральных каналах.

Учитывая высоко динамичный характер течения при смене режимов работы головной насосной станции, актуальной задачей является разработка новых оптимальных способов и методов водоучёта и водоизмерения при неустановившемся режиме течения воды в открытых водотоках.

За последние десятилетия практически не изменились основные требования к средствам водоучёта и водоизмерения, которые были разработаны применительно к условиям статического регулирования водораспределением. Это связано, прежде всего, с применением водоучётных и водоизмерительных средств, разработанных и используемых в условиях установившегося равномерного течения воды, когда соблюдается однозначная зависимость между глубиной и расходом воды на подъёме и на спаде уровней.

В условиях эксплуатации сооружений при неустановившемся режиме течения воды, существующие средства водоизмерения не применимы. Поэтому в комплексе задач, определяющих решение проблемы водоизмерения, на участках водотоков, отводящих воду от сооружений, важным направлением является разработка новых способов водоизмерения при неустановившемся режиме течения воды.

Когда граница водотока, находящаяся в направлении (или против) течения воды, находится далеко от створа возмущения расхода или уровня и не влияет на характер течения в водотоке, то эту границу можно считать лежащей в бесконечности. Такие водотоки называют водотоками полуограниченной, или полубесконечной протяжённости, а движущиеся в них волны называют «волнами одного направления».

В работе получены аналитические решения линеаризованных диффе ренциальных уравнений Сен-Венана с применением метода полного интеграла.

Процесс линеаризации системы дифференциальных уравнений СенВенана состоит в разложении параметров неустановившегося течения воды при малых возмущениях на составляющие вида:

H H0 H, U U0 U, (16) где Q0B0 U H Q, и отбрасывании высших степеней и произведений возмущений H, U и их производных.

Параметры, отмеченные нулевым индексом, отвечают режиму невозмущённого установившегося течения воды.

Можно получить следующие уравнения возмущённого течения:

Q Q H 2U02 2 Q B0H 0, (17) (U0 C0)Bt X X H Q B0 0, (18) t X где 0 2gi2 C0 g, , (2gi0 i0C0Ф), (19) B0 U 2 1 m2 b 2mH0 Ф (1 2y) .

b 2H0 1 m2 (b mH0)H0 Подстановкой вида Пx PM Пta x(U0 C0 ) t (U0 C0 ) Q (U0 C0)B0 H e e (20) ПП система уравнений (17), (18) приводится к одному гиперболическому дифференциальному уравнению в частных производных первого порядка относительно функции H(x,t):

H H B0 (U0 C0)B0 t x, (21) Пx M a P (U0 C0 ) eПta x(U0 C0 ) t e (U0 C0) П где M, P, a - постоянные параметры, определяемые из начальных условий.

Общим решением дифференциального уравнения (21) является соотношение в виде полного интеграла:

Пx 1P (U0 C0 ) B0H Ф x (U0 C0) t e (U0 C0) П(U0 C0), (22) MC a eПta x(U0 C0 )t (U0 C0) П (П 2aC0) где функция Ф и постоянный параметр C определяются из граничных условий.

Применив теорию полного интеграла, будем искать решение, описывающее процесс трансформации волны одного направления, движущейся в бесконечно длинном призматическом канале с начальным равномерным режимом течения воды.

Для начального и граничного условий в створе возмущения, задаваемых в виде:

B0H(x,0) 0, B0H(0,t) t, (23) где - постоянный параметр, получены аналитические решения для водотока полуограниченной протяжённости (0 x < ), которые имеют вид:

2C0T B0H (U0 C0) Пx e (U0 C0 ) 2C0T Пa(U0 C0 ) a(U0 C0) e e ПT (U0 C0 ) eПT 1 (П 2aC0) Пa(U0 C0 ) x(U0 C0 )t eПta x(U0 C0 )t (U0 C0 ) e 2C0Ta 2C0T Пa(U0 C0 ) (П 2aC0) a(U0 C0) ПT (U0 C0 ) e e eПT 1 (П 2aC0) x (U0 C0) t (24) (U0 C0), 2C0 Ta(U0 C0) Q (П 2aC0) Пa(U0 C0 ) x(U0 C0 )t eПta x(U0 C0 )t (U0 C0 ) e 2C0T Пa(U0 C0 ) a(U0 C0) e e ПT (U0 C0 ) eПT 1 (П 2aC0) Пta x(U0 C0 ) t e 2 C0 T 2C0T Пa(U0 C0 ) a(U0 C0) e e ПT (U0 C0 ) eПT 1 (П 2aC0) x (U0 C0) t (25) , где T - время распространения начального возмущения до расчётного створа х, определяемое по формуле:

x T . (26) (U0 C0) Получены аналитические решения линейных дифференциальных уравнений одномерного неустановившегося течения воды для открытых водотоков полуограниченной протяжённости, которые могут быть использованы для целей водоизмерения. В работе приведён пример расчёта для условий сброса воды из водохранилища в нижний бьеф.

В седьмой главе анализируются натурные исследования на АзМК и даются рекомендации по оптимизации водораспределения в открытых каналах ОС.

Оценка степени адекватности параметров переходных гидравлических процессов, полученных на математической модели, фактическим значениям проведена на основании их сопоставления с данными специальных натурных исследований на АзМК. В качестве начального и граничных условий приняты необходимые для расчёта гидравлические параметры канала по бьефам на рассматриваемом участке канала длиной 22 км, соответствующие установившемуся неравномерному течению с расходом воды Q = 10 м3/с и глубиной воды в голове канала H = 1,76 м.

Гидрограф изменения расходов воды на головной насосной станции задан функцией Q=f(T) в начале 1-го бьефа (рисунок 12).

Q, м3/с Q=f(T) T, с 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 500Q=f(T) в начале 1-го бьефа Q=f(T) в конце 5-го бьефа Q=f(T) в конце 9-го бьефа натурные данные Рисунок 12 – Функциональная зависимость изменения расхода потока от времени в бьефах 1, 5, На этом же рисунке представлены расчётные графики изменения расходов воды в зависимости от времени в створах в конце 5-го и в конце 9-го бьефов. В таблице 4 приведены данные по перегораживающим сооружениям АзМК на расчётном участке.

Таблица 4 – Данные по перегораживающим сооружениям АзМК Величина отКоэффициенты Ширина Количество за№ бьефа крытия сжатия потока затвора, м творов затвора, м 6 0,65 0,90 0,96 2,5 2 3,10 0,65 0,92 0,97 2,5 2 1, На расчётном графике зависимости H f (T) (рисунок 13) прослеживается подъём глубин при включении агрегата и снижение при отключении.

H, м H=f(T) 2,2,2,2,2,1,1,T, с 1,0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 500H=f(T) в начале 1-го бьефа H=f(T) в конце 5-го бьефа H=f(T) в конце 9-го бьефа натурные данные в конце 5-го бьефа натурные данные в конце 9-го бьефа натурные данные в начале 1-го бьефа Рисунок 13 – Функциональная зависимость изменения глубины потока от времени в бьефах 1, 5, В бьефах 5 и 9, достаточно удалённых от головной насосной станции, влияние включения и отключения агрегата на рассматриваемый процесс характеризуется временным запаздыванием, определяемым временем добегания расчётных расходов воды до контролируемых створов. Натурные данные по глубинам, наложенные на расчётные зависимости, подтверждают достаточную степень адекватности параметров переходных гидравлических процессов их расчётным значениям.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. На основе предлагаемого автором нового способа активного управления водораспределением и водоизмерения разработан единый подход к решению задач автоматизированного регулирования водоподачи на объекты орошения. Данный способ позволяет задействовать перегораживающие сооружения и перераспределять объёмы воды в бьефах магистрального канала таким образом, чтобы обеспечить командование территорией в узлах водовыдела в любой момент времени при отключении одного агрегата насосной станции. В результате имитационных исследований установлен максимально возможный временной период отключения одного агрегата, составляющий часов. Полный период активного управления водораспределением соответ ствует 24 часам.

2. Впервые получены аналитические решения обыкновенных дифференциальных уравнений характеристик для расчёта одномерного неустановившегося течения воды в бьефах оросительных магистральных каналов. При заданных краевых условиях точное решение этих дифференциальных уравнений невозможно, поэтому предварительно использовалась линеаризация малоизменяемых параметров с преобразованием к квадратурам.

3. Определены краевые условия для конструктивных элементов оросительного магистрального канала и решена краевая задача для целей активного управления водораспределением и водоизмерения с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров каналов и в средних точках. Получены расчётные зависимости для определения характеристик неустановившегося движения воды в створах возмущения и отражения.

4. Разработаны алгоритмы для расчёта управляющих воздействий величин открытий затворов сооружений с дискретно-импульсным законом регулирования уровней и расходов воды по бьефам перегораживающих сооружений с учётом возмущающих воздействий на систему, к которым относятся:

включение и отключение агрегата головной насосной станции, изменение величин отборов расходов воды в створах водовыделов и др. Контроль за режимом работы и управлением затворами перегораживающих сооружений осуществляется в дискретные моменты времени в соответствии с полученными зависимостями, описывающими эти процессы.

5. Впервые разработан метод расчёта изменения объёма сработки (наполнения) резервных ёмкостей на расчётном участке бьефов оросительного магистрального канала по длине в процессе активного управления водораспределением. В качестве резервной ёмкости рассматривается многогранник в виде обелиска или клина.

6. Разработаны математические модели и алгоритмы расчёта гидрав лических переходных процессов, соответствующих различным режимам эксплуатации оросительных магистральных каналов. Алгоритмы управления водораспределением разработаны применительно к условиям работы магистральных каналов с машинным водоподъёмом с учётом работы бльшей части водопотребителей «по требованию». Для расчёта установившегося и неустановившегося режимов течения воды реализован пакет прикладных программ для различных краевых и граничных условий.

7. Выполненные исследования характеристик динамических процессов в открытых каналах ОС в зависимости от структуры возмущающих воздействий и от параметров восприимчивости системы бьефов оросительных каналов к возмущающим воздействиям подтверждают необходимость совместного использования средств локального регулирования и математических моделей, реализующих управление поведением мелиоративной системы. При проведении имитационных исследований на математической модели на примере АзМК с использованием авторегуляторов расходов и уровней воды по верхнему и нижнему бьефу сооружений для различных случаев обеспеченности по водоотборам анализировались изменения уровней, расходов, средних скоростей, резервных объёмов воды в фиксированных створах, бьефах и по длине оросительного магистрального канала.

8. В условиях эксплуатации сбросных сооружений, входящих в состав мелиоративной сети, при неустановившемся режиме течения воды, существующие средства определения расходов не применимы. Поэтому в комплексе задач, определяющих решение этой проблемы, на участках водотоков, отводящих воду от сооружений, важным направлением является разработка новых способов определения расходов при неустановившемся режиме течения воды. С использованием метода малых возмущений получены аналитические решения уравнений Сен-Венана, на основе которых разработан новый способ определения расходов воды в протяжённых магистральных каналах.

9. По результатам натурных исследований уточнены гидравлические характеристики АзМК, а также параметры гидротехнических сооружений и значения забираемых расходов воды в створах водоотбора. При проведении натурных исследований проводились уточнения расходов водоотборов в заданных фиксированных створах водотока, глубин воды в заданных сворах, гидравлических и морфометрических параметров русла на расчётных участках, данных по характеристикам затворов на перегораживающих сооружениях (конструктивных особенностей затворов, их количества, размеров, величин открытия затворов и др.). Натурные данные подтверждают достаточную степень адекватности параметров переходных гидравлических процессов их расчётным значениям.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 1. Разработанный способ активного управления водораспределением может применяться для управления водораспределением в открытых магистральных каналах с головной насосной станцией. Реализация способа активного управления на АзМК позволяет за одни сутки экономить объём воды W = 6·3600·5 = 108 000 м3 и количество электроэнергии, необходимой для работы одного насосного агрегата в течение 6 часов.

2. Для расчёта реализации способа активного управления водораспределением использовать разработанный программный комплекс, основанный на методе характеристик. В программный комплекс входят несколько версий программы «СТАТИКА» и несколько версий программы «ДИНАМИКА».

3. Использовать полученные расчётные зависимости для определения объёма сработки/наполнения резервных ёмкостей в бьефах магистрального канала.

4. При разработке авторегуляторов управления затворами перегораживающих сооружений использовать разработанные алгоритмы работы регуляторов уровней и расходов воды по верхнему и нижнему бьефам сооружений.

5. Использовать полученные аналитические решения линеаризованных дифференциальных уравнений Сен-Венана в открытых водотоках полуограниченной при совершенствовании способов водоизмерения расходов воды в протяжённых магистральных каналах.

Список опубликованных работ, отражающих основное содержание диссертации 1. Из перечня ВАК ведущих рецензируемых научных журналов и изданий 1. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Лобанов Г.Л. Численный метод решения дифференциальных уравнений характеристик неустановившегося течения воды в открытых руслах //Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн.

науки. 2000. № 1. С. 56-60 (автор - 50%).

2. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Лобанов Г.Л. Математическое моделирование активных средств управления водораспределением в открытых руслах //Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2000. № 1. С. 53-(автор - 50%).

3. Ткачев А. А. Активное управление водораспределением в магистральных каналах с предельно обеспеченным (100%) водопотреблением с локальным регулированием уровней воды на перегораживающих сооружениях //Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2006. №2.

С.100-109.

4. Ткачев А. А. Управление водораспределением в каналах с локальным регулирование уровней воды по верхнему бьефу перегораживающих сооружений// Мелиорация и водное хозяйство. 2008. №5. С. 37-40.

5. Ткачев А.А. Повышение эффективности функционирования оросительных магистральных каналов в условиях неустановившегося течения воды // Труды Кубан. гос. агр. ун-та. спец. вып., посвящ. междунар. науч.практ. конф. «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства плодородия» (9-12 сентября 2008 г., г. Краснодар) г. Краснодар, 2008. С. 94-99.

6. Ткачев А.А. Расчёт расходов воды в магистральных каналах для неустановившегося режима течения // Гидротехн. стр-во. 2009. №3. С. 42-47.

7. Ткачев А. А., Иваненко Ю.Г., Иваненко Н.Г. Расчёт кинематических волн паводков // Труды Кубан. гос. агр. ун-та. 2010. № 1(22). С. 191-1(автор - 50%).

8. Ткачев А.А. Управление водораспределением в оросительных магистральных каналах // Вестник Сарат. госагр. ун-та. 2010. №6. С. 24-27.

9. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Тараканов Н.А. Методика расчёта элементов бороздкового полива при установившемся течении воды с переменным расходом //Мелиорация и водное хозяйство. 2010. №4. С. 30-31 (автор - 50%).

10. Ткачев А.А. Расчёт переходных процессов в бьефах магистрального канала при различных схемах регулирования для способа активного управления водораспределением // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн.

науки. 2011. № 3. С. 86-91.

11. Ткачев А.А. Анализ результатов расчёта переходных гидравлических процессов для способа активного управления водораспределением на примере магистрального канала Пригородной оросительной системы г.

Краснодара // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2011. № 4.

C.112-116.

2. Авторские свидетельства и патенты 12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011613468 «Программа моделирования процессов управления водораспределением с использованием локальных регуляторов уровней воды по верхнему бьефу сооружений» от 4 мая 2011 г. / Иваненко Ю.Г., Ткачев А.А., Коржов В.И.; заявитель и правообладатель ФГОУ ВПО Новочерк. гос.

мелиор. акад.; опубл. 20.09.2011, Бюл. 3. (часть 1) 189 с. (автор - 40%).

3. Монографии, учебные пособия 13. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г. Теоретические принципы и решения специальных задач гидравлики открытых водотоков : учеб. пособие / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 2001. 203 с (автор - 50%).

14. Ткачев А.А. Оптимизация процессов управления водораспределением на магистральных оросительных каналах : монография / Новочерк.

гос. мелиор. акад. Новочеркасск : Оникс+, 2007. 146 с.

15. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г. Теоретические и прикладные проблемы гидравлики рек и каналов / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 2007. 250 с (автор - 50%).

4. Прочие издания 16. Ткачев А.А. Проектирование устойчивого русла в несвязных грунтах и оптимизация гидравлических режимов в подводящих каналах насосных станций //Актуальные вопросы мелиораций и природопользования:

тез. докл. науч.-техн. конф. аспирантов и студ. (27 мая 1997г., г. Новочеркасск)/ Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 1997. С. 38-39.

17. Ткачев А.А. Алгоритмы функционирования активных средств управления для оптимизации процессов водораспределения в каналах оросительных систем /Тез. докл. науч.-техн. конф. аспирантов и студ. (апрель 1998 г.) / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 1998. С. 47-50.

18. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Лобанов Г.Л. Алгоритмы для способа водоизмерения при переходных динамических режимах течения воды в руслах полуограниченной протяженности //Мелиорация антропогенных ландшафтов: межвуз. сб. тр. / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 1999. Т. 7 : Охрана и использование водных ресурсов юга России. С. 9-14 (автор - 40%).

19. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г. Аналитический метод решения дифференциальных уравнений начальных характеристик неустановившегося течения воды в открытых руслах // Актуальные вопросы повышения эффективности водных мелиораций в южном Федеральном округе : (материалы науч.

секции «Эксплуатация гидромелиоративных систем» отд-ния земледелия, мелиор. и лесн. хоз-ва Россельхозакадемии). Новочеркасск, 2000. С. 103-1(автор - 50%).

20. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г. Применение дифференциальных уравнений характеристик для расчёта неустановившегося течения воды в от крытых руслах //Актуальные вопросы повышения эффективности водных мелиораций в южном Федеральном округе : (материалы науч. секции «Эксплуатация гидромелиоративных систем» отд-ния земледелия, мелиор. и лесн.

хоз-ва Россельхозакадемии). Новочеркасск, 2000. С. 109-113 (автор - 50%).

21. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Лобанов Г.Л. Аналитический метод решения дифференциальных уравнений неравномерного установившегося течения воды в открытых призматических руслах с прямым уклоном дна //Мелиорация антропогенных ландшафтов: межвуз. сб. тр. / Новочерк. гос.

мелиор. акад. Новочеркасск, 2000. Т. 11 : – Водохозяйственные проблемы юга России. С. 66-68 (автор - 40%).

22. Ткачев А.А. Программный комплекс управления водораспределением в магистральных каналах оросительных систем //Информационные технологии в обучении и сельскохозяйственном производстве : материалы междунар. науч.-произв. конф. (23-24 апреля 2003 г., г. Новочеркасск) г. Новочеркасск, 2003. С. 48-50.

23. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Яновский А.С., Лобанов Г.Л., Калистратов И.И. Натурные и имитационные исследования переходных гидравлических процессов на Азовском магистральном канале //Мелиорация и водное хозяйство : материалы регион. науч.-практ. конф., посвящ. 95-летию мелиоративного образования на Юге России /ФГОУ ВПО Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск : НПО «ТЕМП», 2003. Вып. 2. Т. 2. С. 98-102 (автор 30%).

24. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Яновский А.С. Способ активного управления водораспределением в магистральных каналах оросительных систем с головной насосной станцией //Мелиорация и водное хозяйство: материалы регион. науч.-практ. конф., посвящ. 95-летию мелиоративного образования на Юге России /ФГОУ ВПО Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск : НПО «ТЕМП», 2003. Вып. 2. Т. 2. С. 86-90 (автор - 40%).

25. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Яновский А.С. Имитационные и натурные исследования переходных гидравлических процессов на Азовском магистральном канале //Гидравлика (наука и дисциплина): материалы междунар. науч.-теор. конф. СПб.:Изд-во СПбГПУ, 2004. С. 66-68 (автор - 40%).

26. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Калистратов И.И. Исследование характера взаимосвязей между параметрами неустановившегося течения воды для целей водоизмерения //Новые технологии управления движением технических объектов: сб. статей по материалам 7-й междунар. науч.-техн. конф.

(15-17 декабря 2004 г., г. Новочеркасск). Ростов-н/Д : Изд-во СКНЦ ВШ, 2004. Вып. 5. С. 152-159 (автор - 40%).

27. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Калистратов И.И. Новый способ водоизмерения в магистральном канале с головной насосной станцией при неустановившемся течении воды //Новые технологии управления движением технических объектов: сб. статей по материалам 7-й междунар. науч.-техн.

конф. (5-17 декабря 2004 г., г. Новочеркасск). Ростов-н/Д : Изд-во СКНЦ ВШ, 2004. Вып. 5. С. 159-164 (автор - 40%).

28. Ткачев А. А., Иваненко Ю.Г., Иваненко Н.Г., Калистратов И.И.

Расчёты неустановившегося течения воды в открытых руслах полуограниченной протяжённости // Двадцатое пленарное межвуз. координ. сов. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов, (13-15 октября 2005 г., г. Ульяновск) : докл. и краткие сообщения. Ульяновск, 2005. С. 173-175 (автор - 40%).

29. Ткачев А. А., Иваненко Ю.Г. Исследование переходных гидравлических процессов на Азовском магистральном канале // Двадцатое пленарное межвуз. координ. сов. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов, (13-15 октября 2005 г., г. Ульяновск) : докл. и краткие сообщения.

Ульяновск, 2005. С. 175-177 (автор - 60%).

30. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г. Современное состояние проблемы водоизмерения и водоучёта в открытых каналах оросительных систем // Изв.

ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2006. прилож. № 3. С. 101-1(автор - 50%).

31. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г. Расчёт попусков сбросных расходов воды из водохранилищ // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки.

2006. прилож. № 4. С. 69-77 (автор - 50%).

32. Ткачев А.А. Информационное, технологическое, математическое и программное обеспечение активного управления водораспределением в открытых магистральных каналах с головной насосной станцией // Вопросы мелиорации. 2006. №3-4. С. 38-44.

33. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г. Расчёт переходных процессов в бьефах магистрального канала при различных схемах регулирования для способа активного управления водораспределением // Вопросы мелиорации. 2006.

№3-4. С. 56-61 (автор - 50%).

34. Ткачев А.А. Активное комплексное управление водораспределением в магистральных каналах оросительных систем //Экологические проблемы природопользования в мелиоративном земледелии: материалы междунар. науч.-практ. конф. (2-3 февраля 2006 г., г. Новочеркасск): в 2 т. /М-во с.-х. РФ; отд-ния. мелиор., водн. и лесн. хоз-ва Россельхозакадемии; Новочерк. гос. мелиор. акад.; междунар. акад. Экологии и природопользования;

ред. кол. В.Н. Шкура. : Новочеркасск, ООО НПО «Темп», 2006. Т.1. С. 69-71.

35. Ткачев А.А. Исследование характера взаимосвязей между параметрами неустановившегося течения воды в магистральных каналах ОС с целью водоизмерения и водоучёта при различных схемах регулирования // Изв.

ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2007. № 4. С. 91-96.

36. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Иваненко Н.Г. Применение теории длинных волн для расчёта попусков воды из водохранилищ // Изв. ВУЗов.

Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2007. № 4. С. 87-91 (автор - 40%).

37. Ткачев А.А., Танага Ю.А. Водоизмерение и водоучёт в магистральных каналах оросительных систем // Проблемы мелиорации и водного хозяйства : материалы науч.-практ. конф. студ. и молодых учёных, посвящ.

100 – летию мелиор. образования на юге России / Новочерк. гос. мелиор.

академия; редкол. : В.Н. Шкура [и др.]. Новочеркасск : Оникс+, 2007. Вып. 6.

С. 170-172 (автор - 70%).

38. Ткачев А.А., Иваненко Ю.Г., Иваненко Н.Г. Новый способ водоизмерения на реках // Проблемы мелиорации и водного хозяйства: мат. науч.практ. конф. студ. и молодых учёных, посвящ. 100 – летию мелиор. образования на юге России / Новочерк. гос. мелиор. академия; редкол. : В.Н. Шкура [и др.]. Новочеркасск : Оникс+, 2007. Вып. 6. С. 172-178 (автор - 40%).

39. Ткачев А.А. Активное управление водораспределением в магистральных оросительных каналах с предельно обеспеченным водопотреблением с применением локального регулирования расходов воды по верхнему бьефу сооружений //Безопасность водохозяйственных объектов юга России и мелиорации антропогенных ландшафтов: материалы всерос. науч.-практ.

конф. (24-25 января 2008 г., г. Новочеркасск). Новочерк. гос. мелиор. акад.

Новочеркасск : Лик, 2008. С.36-41.

40. Ткачев А.А. Способ расчёта распространения трансформации длинных волн в реках и каналах // Двадцать третье пленарное межвуз. координ. сов. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (8-10 октября 2008 г., г. Калуга): докл. и краткие сообщения. – Калуга: КГПУ, 2008.

С.194-195.

Подписано в печать..2011г. Формат 60.841/Объём п.л. Тираж 100 экз. Заказ № Типография НГМА, 346428, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.