Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы и конструкции для определения потерь воды из каналов оросительных систем. Научный обзор
.pdf
ке изолированного отсека и заделывают пазы цементным раствором. Через
верх полотнищ в устроенные анкера-отверстия пропускают монтажные
тросы, натяжением которых в перерывах между поливами при заполненном водой канале создают мягкие водонепроницаемые перегородки.
Для фиксирования монтажных тросов в натянутом положении используют
анкерные опоры, установленные на бермах канала. В изолированном отсеке устанавливают мерные рейки и прибор для учета испарения воды с водной поверхности канала, заполняют отсек водой и длительно его промачивают. В условиях установившегося фильтрационного режима осуществляют замеры объема потерь воды на фильтрацию и испарение в изолированном отсеке, и расчетным путем определяют удельный фильтрационный
расход из отсека канала, интенсивность фильтрации и коэффициент
фильтрации облицовки.
К основным недостаткам способа можно отнести недостаточную точность измерения уровня воды по водомерной рейке с вероятной ошибкой
± 5-10 % и слоя испарения воды по прибору для учета испарения с вероятной ошибкой ± 10 %. Кроме того, на точность измерения будет влиять возможность волнения в изолированном отсеке под действием ветра и выпадение атмосферных осадков за период наблюдений. Суммарно общая погрешность определения потерь на фильтрацию может достигать 15-20 %.
В работе [20] также рассматривается способ определения потерь воды на фильтрацию из каналов с использованием изолированных водных
отсеков, включающий выполнение пазов по границам отсека на всю толщину облицовки по периметру опорожненного от воды канала на участке
изолированного отсека, заделку пазов цементным раствором, установку
в изолированном отсеке мерных реек и прибора для учета испарения воды
с водной поверхности канала, заполнение отсека водой и длительное его
промачивание, замеры объема потерь волы на фильтрацию и испарение
в изолированном отсеке в условиях установившегося фильтрационного
режима и расчетное определение удельного фильтрационного расхода и
51
отсека канала, интенсивности фильтрации и коэффициента фильтрации
облицовки.
Недостатком приведенного способа является высокая трудоемкость
производства работ, связанная с полным опорожнением канала, устройством изолированного отсека участка канала, связанного с монтажом металлических перегородок, необходимых для создания изолированного отсека
на оросительном канале, установкой мерных приборов, заполнение отсека
канала водой, поддержание в канале в течение определенного времени соответствующего уровня воды.
В. М. Бойко и Е. А. Богатов разработали способ точечного измерения
потерь воды через швы и облицовку гидротехнических сооружений [21],
заключающийся в использовании фильтромеров. При данном способе измеряют потери воды через монолитные облицовки канала и поперечные
швы с помощью фильтромерных полостей, прижимаемых к облицовке через легко деформируемый материал. Фильтромерные полости устанавливают вдоль откоса по поверхности облицовки или вдоль шва, прижимают
к облицовке и с помощью прокладок уплотняют полости. Внутрь полостей
подают из тарированных емкостей воду, и измеряют ее расход.
Недостатком приведенного способа является невозможность определения потерь воды через облицовку, швы которой выполнены с закладными профильными элементами, т. е. облицовку, имеющую открытые трещины и скрытые пустоты вдоль швов. Все это в целом снижает точность
измерения.
Одно из первых изобретений по способу определения фильтрационных потерь зарегистрировано еще в 1962 г. Г. В. Абелишвили [22]. Этот
способ включает укладку эластичного водонепроницаемого экрана с ребристой поверхностью по контуру выбранного для исследования участка
ирригационного канала, закрепление торцевых концов экрана к поверхности канала, установку в подэкрановую полость резиновой трубки, по кото-
52
рой в нее подается вода, и соединение ее с автоматическим поплавковым
расходомером.
Недостатком данного способа является трудоемкость проведения работ, связанная с приклеиванием эластичного ребристого водонепроницаемого экрана к поверхности облицовки.
Ю. М. Косиченко и А. В. Ищенко разработали устройство для измерения фильтрационных потерь через облицовку водоема. Изобретение относится к устройствам для измерения абсолютных фильтрационных потерь
в любых точках смоченного периметра действующих облицованных каналов, бассейнов и других сооружений [23].
Недостатками данного устройства являются громоздкость и сложность изготовления, занесение наносами на время измерений, а также невозможность определения фильтрационных потерь по всему периметру
канала.
В работе [24] рассматривается фильтромер, предназначенный для
определения потерь воды на фильтрацию из каналов и водоемов, которые
содержат фильтрационный стакан, соединенный гибким водоводом с измерительным устройством.
Недостатком известных фильтромеров является низкая точность измерения, которая обусловливается пристенным просачиванием и образованием разности давления в стакане и за его пределами, вызываемых течением в водоеме.
А. Ф. Зоценко предложен фильтромер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, движущийся элемент выполнен
из водостойкого материала с объемным весом, равным объемному весу воды [25].
Недостатком этого фильтромера является низкая точность измерений
вследствие трения пузырька воздуха о стенки трубки и его всплывания при
негоризонтальном положении трубки.
В работе [26] рассматривается фильтромер, который относится
53
к контрольно-измерительной технике и может быть использован в сельском хозяйстве для исследования фильтрационных свойств грунтов в водоемах при переменном уровне воды, для определения фактических поливных норм при поливах затоплением, например при поливе по полосам,
при затоплении рисовых чеков и лиманов.
Однако точность замеров прибором снижается при быстром подъеме
или падении внешнего уровня, например при поливе напуском по полосам
или при затоплении чека и сбросе с него воды при поливе люцерны.
54
Заключение
Гидрометрический метод заключается в сопоставлении величин,
пропускаемых расходов воды в разных створах по длине изучаемого канала. Применяется на каналах любых категорий при установившемся режиме
путем сравнения единичных расходов и при неустановившемся режиме
путем сравнения средних расходов за время наблюдения. Пригоден когда
потери из канала превышают величину, соответствующую погрешности
измерения расходов.
Данный метод имеет ряд недостатков.
При определении потерь воды на участках канала с помощью данного метода необходимо, чтобы участок канала соответствовал предъявляемым к нему требованиям, а именно: проходил в одинаковых грунтах
с одинаковым режимом грунтовых вод; имел однообразное сечение;
не имел на всем своем протяжении водовыпусков и сбросов в канал; имел
протяженность, допускающую определение разности в створах измерения
с достаточной точностью; имел на верхнем и нижнем створах условия,
предъявляемые к участкам гидрометрических постов.
Также недостатком является необходимость проведения подготовительных работ перед проведением измерений: съемка участка и его описание; установка пьезометров для наблюдения за уровнем грунтовых вод;
взятие образцов грунта в районе участка проб и донных отложений; оборудование участка для наблюдений и измерений.
Показания, полученные с помощью данного метода, не показывают
общую картину фильтрационных потерь, т. к. зависят от факторов, которые имеют значение в момент измерения, таких как установившийся режим течения, наполненность канала, климатические условия.
Использование ручного труда при проведении измерений весьма
трудоемко.
Из положительных сторон следует отметить погрешность, которая
находится в пределах 2-5 %, и возможность проведения расчетов при конкретных условиях.
55
Балансовый метод заключается в сопоставлении объема воды, поступающей на участок баланса и за его пределы, базируется на материалах
оперативного учета оросительной воды, выполняемого оросительной системой при водораспределении. По сути является тем же гидрометрическим
методом, применяемым к сети каналов, и охватывает более значимые рамки измерения с минимальным периодом наблюдения в 10 дней.
К недостаткам данного метода можно отнести то, что к участку измерений предъявляются те же требования, которые нужны для гидрометрического способа. Также недостатком является его трудоемкость, связанная с регулярным сбором данных на гидропостах не менее 4 раз в сутки, и
большой объем аналитической работы.
К достоинствам можно отнести объективность измерения средних
потерь воды за период.
Объемный метод учитывает потери воды из отсеков канала, образованных перемычками. Применяется на каналах, допускающих опорожнение на время замеров, если определение потерь средствами гидрометрии
не представляется возможным.
К недостаткам данного метода можно отнести необходимость проведения работ после остановки работы канала. Достаточная технологическая
сложности установки перегораживающих перемычек не дает общей картины фильтрации из канала.
Из положительных качеств – высокая точность метода, простота
проведения расчетов, возможность рассмотрения конкретного участка, нет
зависимости от климатических и иных переменных факторов.
Расчетный метод основан на использовании теоретических и эмперических зависимостей, применяется для ориентировочной оценки потерь
и КПД каналов при их проектировании, а также планировании полевых
исследований, выборе для них технических средств и вероятного объема
работ.
Из недостатков можно отметить низкую точность ввиду применения
56
упрощений и различных коэффициентов, которые могут не отражать актуального состояния канала.
Из положительных сторон – скорость и дешевизна данного метода.
Расчет потерь, связанный с использованием точечных фильтромеров,
заключается в определении фильтрации отдельных точек ложа канала
с помощью специальных приборов – фильтромеров. Применяется на действующих каналах с расходом более 1 м3/с, когда потери не могут быть
определены гидрометрическими измерениями или когда их необходимо
детализировать.
К недостаткам можно отнести следующее: не дает полной картины
фильтрации по каналу в целом, существуют сложности установки фильтромера и его герметизация.
Плюсы – легко анализировать полученные данные.
Проведя детальный анализ существующих методов определения потерь на фильтрацию, не вызывает сомнения тот факт, что разработка нового метода определения потерь на фильтрацию из оросительных каналов
по-прежнему является актуальной задачей в области мелиорации, так как
требуется разработка современных универсальных способов, обеспечивающих высокую точность, относительную простоту их выполнения, применимых как в земляных, так и в облицованных руслах каналов, а также
для измерения потерь как для каналов после их остановки, так и для каналов в период их эксплуатации.
57
Список использованной литературы
1 Щедрин, В. Н. Эксплуатационная надежность оросительных систем / В. Н. Щедрин, Ю. М. Косиченко, А. В. Колганов. – Ростов н/Д.:
СКНЦ ВШ, 2004. – 390 с.
2 Методические указания. Расход жидкости в открытых каналах систем водоснабжения и канализации. Методика выполнения измерений при
помощи стандартных водосливов и лотков: МИ 2406-97 ГСИ: утв. ВНИИР
15.05.97. – М., 1997. – 33 с.
3 Рекомендации по определению потерь воды на фильтрацию из оросительных каналов. – Ташкент: САНИИРИ, 1979. – 77 с.
4 Наставление гидрометеорологическим станциям и постам / Гидротехнические наблюдения и работы на малых реках. – Л.: Гидрометеоиздат,
1975. – Вып. 2. – Ч. 2. – 264 с.
5 Быков, В. Д. Гидрометрия / В. Д. Быков, А. В. Васильев. – 2-е изд. –
Л.: Гидрометеоиздат, 1965. – 501 с.
6 Гириллович, И. А. Гидрометрия / И. А. Гириллович. – Л.–М.: Гл.
ред. строит. лит., 1937. – 326 с.
7 Справочник по гидрометеорологическим приборам и установкам. –
Л.: Гидрометеоиздат, 1971. – 432 с.
8 Тяпкин, Н. Д. Приборы для определения скорости и расхода воды в
открытых руслах, реках и каналах / Н. Д. Тяпкин. – М.: ГГИ, 1901. – 321 с.
9 Методические указания. Государственная система обеспечения
единства измерений. Расход воды на реках и каналах. Методика выполнения измерений методом «скорость – площадь»: МИ 1759-87: утв. Всесоюзным науч.-исслед. институтом расходометрии 11.06.86. – М., 1986. – 86 с.
10 Государственная система обеспечения единства измерений. Правила метрологии. Порядок проведения поверки средств измерений:
ПР 50.2.006-94: утв. приказом Госстандарта России № 125 18.07.94. – М.:
ВНИИМС Госстандарт России, 1994 – 10 с.
58
11 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения: РМГ 29-99: утв. Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации
28.05.99: введ. в действие с 01.01.01. – Минск, 2001 – 58 с.
12 Глубшев, К. С. Указания по организации и проведению эксплуатационной гидрометрии на оросительных системах Ростовской области /
К. С. Глубшев. – Ростов-на-Дону, 1958. – 44 с.
13 Кабаков, М. М. Балансовые русловые наблюдения и их использование при эксплуатации оросительных систем / М. М. Кабаков. – Фрунзе:
Изд-во АН Кирг. ССР, 1957. – 182 с.
14 Кабаков, М. М. О потерях воды из оросительных каналов и способах их количественной оценки / М. М. Кабаков // Труды юбилейной сессии
АН Кирг. ССР, 1958. – С. 3-19.
15 Костюков, Е. В. Определение КПД оросительных каналов /
Е. В. Костюков // Гидротехническое строительство. – 1935. – № 5. –
С. 35-39.
16 Аверьянов, С. Ф. Фильтрация из каналов и ее влияние на режим
грунтовых вод / С. Ф. Аверьянов. – М.: Колос, 1982. – 237 с.
17 Пат. 2111310 Российская Федерация, МПК Е 02В 13/00 G 01N
33/24. Способ определения потерь воды при свободной фильтрации через
грунт / Макарычева Е. А.; заявитель и патентообладатель ВНИИГиМ
им. А. Н. Костякова. - № 94036825/13; заявл. 30.09.94; опубл. 20.05.98,
Бюл. № 18. – 4 с.
18 Пат. 2329354 Российская Федерация, МПК Е 02В3/16. Способ контроля водопроницаемости деформационных швов гидротехнических сооружений / Алимов А. Г.; заявитель и патентообладатель ГНУ ПНИИЭМТ
РАСХН – № 2007102483/03, заявл. 22.01.07; опубл. 20.07.08, Бюл. № 20. –
9 с.
19 Пат. 2312182 Российская Федерация, МПК E02B 3/16. Способ определения потерь воды на фильтрацию из каналов / Алимов А. Г.; заяви-
59
тель и патентообладатель ГНУ ПНИИЭМТ РАСХН. – № 2006109077/0, заявл. 22.03.06; опубл.10.12.07; Бюл. № 34. – 10 с.
20 Алимов, А. Г. Натурные исследования противофильтрационных
одежд оросительных каналов / А. Г. Алимов, Э. И. Гольденберг,
В. М. Иванов // Гидротехника и мелиорация. – 1977. – № 8. – С. 33-38.
21 А.с. 592915 СССР, МКИ Е 02 B 3/16, А 01 G 25/00. Устройство
для определения потерь воды в канале через противофильтрационные облицовки / В. М. Бойко, Е. А. Богатов (СССР). – № 2379895/29-15; заявл.
14.06.76; опубл. 15.02.78, Бюл. № 6. – 2 с.
22 А.с. 151137 СССР, МКИ Е 02 B 3/16. Способ определении абсолютных фильтрационных потерь на участке ирригационного канала /
Г. В. Абелишвили (СССР). – № 754261/30-15; заявл. 30.11.61; опубл.
01.01.62, Бюл. № 20. – 2 с.
23 А.с. 1148927 СССР, МКИ Е 02 B 1/02. Устройство для измерения
фильтрационных потерь через облицовку водоема / Ю. М. Косиченко,
А. В. Ищенко (СССР). – № 3668638/29-15; заявл. 02.12.83; опубл. 07.04.85,
Бюл. № 13. – 3 с.
24 А.с. 1054744 СССР, МКИ G 01 N 15/08. Фильтромер / Н. Н. Бовт,
А. Ф. Пузанов (СССР). – № 3465597/18-25; заявл. 05.07.82; опубл. 15.11.83,
Бюл. № 42. – 2 с.
25 А.с. 1054782 СССР, МКИ G01N 33/24. Фильтромер / А. Ф. Зоценко
(СССР). – № 3378886/29-15; заявл. 07.01.82; опубл. 15.11.83, Бюл. № 42. –
2 с.
26 А.с. № 966563 СССР, МКИ G 01 N 15/08. Фильтромер / Л. И. Тарасов, Ф. И. Мустакимов (СССР). – № 3262918/18-25; заявл. 16.03.81;
опубл. 15.10.82, Бюл. № 38. – 3 с.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]