Повышение эффективности технологии очистки от затопленной древесины малых рек Ангаро-Енисейского региона

• Автор: Губин, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Братск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

1 Современное состояние вопроса и задачи исследований
1.1 Влияние водного транспорта леса на водную среду
1.2 Количественная и качественная оценка затопленной древесной массы
1.3 Технологии и оборудование сбора затопленной древесины
1.4 Выводы и задачи исследований
2 Теоретические исследования усилий подъема затопленной древесины
2.1 Некоторые сведения из теории грунтов
2.2 Схематизация залегания топляковой древесины
2.3 Теоретический расчет усилий подъема сортимента, погруженного под уровень дна на глубину к при подъеме за середину
2.4 Теоретический расчет усилий подъема сортимента, погруженного под уровень дна на глубину /г при подъеме за оконечность
2.5 Теоретический расчет усилий подъема затопленной древесины частично погруженной в грунт при подъеме ее за середину
2.6 Теоретический расчет усилий подъема затопленной древесины частично погруженной в грунт при подъеме ее за оконечность
2.7 Ограничение величин сил прилипания и защемления
2.8 Выводы
3 Экспериментальные исследования процесса подъема топляковой древесины
3.1 Цели и задачи экспериментальных исследований
3.2 Обоснование условий моделирования
3.3 Описание лабораторной установки
3.4 Методика проведения лабораторных опытов
3.5 Анализ экспериментальных лабораторных исследований
3.6 Анализ результатов теоретико-экспериментальных исследований
3.7 Выводы
4 Технология очистки малых рек от затопленной древесины и экономическое обоснование ее эффективности
4.1 Разработка технологии очистки рек от затопленной древесной массы
4.2 Обоснование экономической эффективности сбора затопленной древесной массы на малых реках АЕР
Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Актуальность темы. В процессе использования водоемов в качестве лесотранспортных путей происходит частичная потеря древесины. Долговременное нахождение в водной среде этой древесной массы оказывает отрицательное действие: изменяются гидрологические характеристики водоемов, морфологические, появляются трудности для судоходства. Очистка рек и водохранилищ от затопленной древесины позволяет частично нивелировать эти негативные последствия деятельности человека, а также имеет и другие выгоды: вовлечение в производство новых, ранее не используемых, объемов древесины, что позволит сохранить часть древостоев от вырубки, предотвращение образования заторов на лесосплавных трассах в местах, где ранее имел место утоп сплавляемой древесины, обеспечить свободный проход косяков рыб в мелководных нерестовых реках.
Разработкой техники и технологий очистки водоемов от затопленной древесной массы занимались такие организации как ЦНИИлесосплава, Гипро-лестранс, Санкт-Петербургская ГЛТА, МГУЛ, кафедра ИВР СибГТУ, БрГУ и дрВ основном это были теоретические разработки технологий и агрегатов на уровне предложений, за исключением серийно выпускаемых агрегатов ЛС-41 и ТАЦ. В основу положено использование крана с грейферным захватом.
Эти агрегаты применяются в местах постоянного скопления древесины (рейды, запани). Существенным недостатком является невозможность использовать их на малых реках из-за габаритов. При работе ТАЦ использует гидромониторную установку для размыва грунта с целью уменьшения сопротивления подъему, что влечет за собой образование большого «факела» взвеси, негативно влияющего на экологическое состояние водного объекта.
Использование,гидроманипуляторов, установленных на судах с малой осадкой, на топлякоподъемных работах позволяет проводить эти работы на малых реках, ранее используемых для молевого сплава. Использование устбеспрепятственный приток воды под подошву тела. В зоне 7 давление со стороны «свободного» конца тела будет создавать деформацию грунтового массива; процесс прекратится, когда произойдет отрыв «свободного» конца от подошвы. В зоне 5 после преодоления сил защемления возникнет сила трения, действие которой прекратится после выхода торца из контакта с грунтом. На границе зон 2 и 5 будет присутствовать сила трения грунта о грунт. На линии между 3 и 4 зонами возникнет сила сжатия грунта.
После заполнения 1 водой сила сжатия в зонах 3 и 4 заставит тело смещаться «свободным» концом в зону, заполненную водой, что приведет к возникновению силы прилипания в зоне 3. Также в процессе подъема будем наблюдать трение тела о грунт, возникающее благодаря «протаскиванию» его.
2.5 Теоретический расчет усилий подъема затопленной древесины частично погруженной в грунт при подъеме ее за середину
При определении усилий подъема топляка частично погруженного в грунт, так же, как и в случае полностью погруженного под слой грунта тела, будем рассматривать две схемы приложения сил: подъем за середину и за оконечность.
При подъеме за середину сопротивление подъему будет складываться
из следующих составляющих: вес тела во взвешенном состоянии де, сила присоса Рпр и сила сопротивления воды Рг
Рт=Че+Рпр + Рг- (2.28)
Вес тела во взвешенном в воде состоянии определится по формуле
2.2. Так как в рассматриваемом случае будет отсутствовать сила сопротивления смещению, то сила присоса определится по формуле
РпР=Рприл+Р, (2.29)
Силу прилипания найдем по формуле