книги из ГПНТБ / Механизация и автоматизация оросительных систем и технология орошения сельскохозяйственных культур сборник научных статей гидромелиоративного факультета

им. К. И. Скрябина ведется работа по созданию компоновоч­ ных схем сооружений, максимально удовлетворяющих сфор­ мулированным выше условиям и требованиям.

3.И л ь я с о в А. Т. «Сток и водный баланс речных бассейнов Киргизии» Труды Среднеазиатского и.-и. гидрометеорологического института. Вы­ пуск 43 (58) Гидрометеоиздат. Л., 1969 г.

4.К о ч е р г а Ф. А. «Селевые потоки и борьба с ними». Изд. «Узбеки­ стан», Ташкент, 1968 г.

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО СЕЛЕДУКА-ВОДОЗАБОРА

Старший преподаватель А. С. ЛОПАТИН

Для решения задач подключения селеопасных водотоков в оросительные системы в целях более рационального ис­ пользования горных источников нами совместно с профессо­ ром Я- В. Бочкаревым разработана конструкция автомати­ ческого селедука-водозабора [1] (авторское свидетельство № 338605 на имя А. С. Лопатина и Я- В. Бочкарева), состоя­ щего из лотка прямоугольной формы и подвижных створок с водоприемными лотками циркульной формы, удерживае­ мых противовесами в закрытом ^положении. Автоматизация работы автоматического селедука-водозабора основана на использовании энергии движущегося потока, непосредственно влияющего на подвижные створки.

Для оптимизации параметров и на этой основе проекти­ рования наиболее рациональной компановки необходимо ус­ тановить связи между элементами сооружения, дать теоре­

30

тические обоснования их параметров, что и является предме­ том настоящей работы.

Основным элементом автоматического селедука-водозабо- ра являются подвижные створки, которые обеспечивают со­ средоточение потока по ширине (создавая таким образом возможность отбора осветленной воды из верхних горизон­ тов), сброс излишних вод и беспрепятственный пропуск се­ лей. В закрытом положении створки удерживаются противо­ весами. Устойчивость положения подвижных створок (а так­ же вес противовеса) во многом зависит от того, под каким углом створки располагаются (в первоначальном закрытом положении) к оси потока (угол «а», рис. 1,6), как размеще­ ны тросы, которыми створки соединены с противовесами, положение тросов в свою очередь определяется его длиной и углом поворота блока при вращении створок (угол «р»).

Прежде, чем приступить к определению оптимальных ве­ личин указанных параметров, следует оговориться, что угол «а» в пределе может иметь значение от 0° (створок нет —

смотрим три основных схемы (рис. 1), охватывающие весь диа­ пазон рационального крепления троса к створке: схема «а»— направление троса перпендикулярно боковой стенке сооруже­ ния; схема «б» — направление троса по хорде сектора вращения створки; схема «в» — направление троса перпен­ дикулярно подвижной створке.

Очевидно, что оптимальной будет та схема, которая удов­ летворит одновременно условиям минимизации длины троса и угла «р».

Согласно чертежу (рис. 1) видно, что минимальная длина троса будет при креплении его по схеме «а», максимальная— по схеме «в». Для определения же величины угла «|3» прове­ дем необходимые вычисления по всем трем схемам, -выражая угол «р» через угол «а».

31

С х е м а „ £

Рис. 1. Схемы размещения тросов противовеса.

Окончательно имеем:

2/-sina-tgp= / (1—cosu)

или

32

СО

1544

Рис. 2. Графики зависимости угла $ от угла я.

со

\

С х е м а «б».

h = /( l—cos-g-) — как стрелка сегмента. С другой сто­

роны из чертежа (рис. 1, б) h = (a + c)tgp, но а = / • sin - | —

V2cosTT J

ввиду, что b-=l. -sina, окончательна имеем

С х е м а «в».

По полученным связям (1), (2), (3) построены кривые в диапазоне изменения а от 0° до 90° (рис. 2), анализ которых показал, что как колебания, так и значения «Р» менее всего при расположении тросов по схеме «б».

Исходя из изложенного, видим, что оптимальный вариант размещения тросов — это расположение их по схеме «б», так

34

практических расчетах можно пренебречь). Тогда можно за­ писать:

где Рг,ст>— гидростатическое давление;

Примем Н = Н{„ где Нр — расчетный напор в верхнем бьефе, и проанализируем изменение веса противовеса в зависимости от различных углов «а» (створки в закрытом положении), принимая Нр и Ь — одинаковым для всех исследуемых слу­ чаев.

Тогда G = f(K), где К = ф(ос), а следовательно оптималь­ ным будет такой угол «а», при котором «К» (и соответствен-

36

Р-ис. 4. График зависимости коэффициента «к» от угла а.

но вес противовеса) будет минимальным. Из анализа, пост­ роенного по связи (7) графика (рис. 4), учитывая, что «а» в пределе может принимать значения от 0° до 90° (как об этом уже говорилось выше) видим, что самый рациональный угол направления створок к оси потока (в закрытом положении находится в пределах 65—75° (теоретически, самый оптималь­ ный — 70°). В этих пределах коэффициент К = 1,29 (для оптимального угла К=1,28), и тогда из уравнения (7), учи­ тывая, что —1 т/м3, вес противовеса определится:

где Ki = 0,16 т/м3,

Ь — ширина лотка, м; Н — напор в верхнем бьефе, м.

37

ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПОНОВКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ С ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ СХЕМОЙ БОРЬБЫ С НАНОСАМИ*

Аспирант МЕЛЬНИКОВ Б. И.

При тяжелых условиях водозабора на участках рек гор­ но-предгорной зоны, обусловленных: сложностью русловых явлений; большой амплитудой сезонных и суточных колеба­ ний уровней, расходов воды и твердого стока; наличием быстронарастающих паводков, во время которых поток транспор­ тирует значительное количество донных наносов, органичес­ кого мусора и других плавающих предметов; конструктивным несовершенством некоторых построенных водозаборных codружений, не всегда обеспечивается надежная защита водо­ приемников от поступающих наносов, которые затем попадая в отводящие каналы вызывают их заиление и ряд вредных затруднений при эксплуатации.

Так, по данным ВНИИКА мелиорации при размещении водоприемников нормально к направлению речного потока в канал может поступать до 30% донных наносов в паводок

( М ) .

Помимо этого на многих водозаборных сооружениях обес­ печение заданного режима работы оросительной системы осу­ ществляется систематическим наблюдением и вмешательст­ вом в процесс водозабора эксплуатационным персоналом.

С целью улучшения режима работы водозаборного соору­ жения, повышения эффективности борьбы с наносами перед водоприемником и в его камере, обеспечения подачи постоян­ ного заданного расхода воды в отводы в зависимости от ус­ ловий водоотвода, способов борьбы с наносами, применяемых средств автоматизации, автором совместно с профессором Я. В. Бочкаревым разработано несколько компоновок водо­ заборных сооружений для участков рек горно-предгорной зоны, основанных на двухступенчатой схеме борьбы с нано­ сами (3).

Внедрение их сдерживается отсутствием научно-обосно­ ванных рекомендаций по методике расчета и проектированию. Поэтому возникает необходимость в обосновании парамет­

39