Совершенствование технологии очистки воды в оросительных каналах

• Автор: Горбачева, Мария Петровна
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Проблемы очистки оросительной воды от мусора растительного происхождения в открытых каналах

и водозаборах

1.1 Анализ состояния проблемы

1.2 Факторы интенсивного размножения водорослей

1.3 Литературный обзор средств по очистке оросительной воды

от мусора и водорослей

2 Уравнения гидродинамики и диффузии

2.1 Исходные уравнения

2.2 Уравнения гидродинамики в двумерном в плане приближении

2.3 Уравнение диффузии в двумерном в плане приближении
2.4 Диффузия примеси в равномерном потоке воды
2.5 Стационарная диффузия в равномерном потоке
2.6 Продольная нестационарная диффузия в равномерном потоке
2.7 Постановка краевой задачи
2.8 Решение краевой задачи методом малых возмущений
2.9 Решение задачи в нулевом и последующих приближениях
2.10 Частные случаи диффузии примеси в открытом канале
2.11 Проведение вычислительных экспериментов
2.12 Применение асимптотических разложений
3 Разработка технического предложения по механической
очистке оросительной воды
3.1 Применение эффекта искусственной поперечной
циркуляции потока
3.2 Техническое предложение и основные характеристики
устройства активной механической очистки оросительной
воды

3.3 Теоретическое обоснование основных размеров устройства активной механической очистки
оросительной воды
3.4 Определение сопротивления воды при движении
3.5. Выбор движителя устройства активной механической
очистки оросительной воды
4 Утилизация водорослевой массы для удобрения
сельскохозяйственных культур
4.1 Проблемы повышения плодородия
сельскохозяйственных угодий на территории РФ
4.2 Влияние водорослевой массы на урожайность
сельскохозяйственных культур
4.3. Утилизация водорослевой массы
5 Экономическая оценка устройства активной
механической очистки оросительной воды
Выводы по диссертации
Список использованной литературы
Приложение!. Вычисление интегралов
Приложение 2. Программы вычисления функции erf х
Приложение 3. Программа для расчета концентрации
примесей растительного происхождения в мелиоративных каналах в зависимости от времени
Приложение 4. Программа для расчета концентрации
примесей растительного происхождения в мелиоративных каналах в зависимости от расстояния
Приложение 5. Численные значения вычислений в виде
таблиц
Приложение 6. Патент РФ на полезную модель
Приложение 7 Справки об использовании научных разработок

Введение
Создание благоприятных условий для наиболее полного использования биоклиматического и социально- экономического потенциалов, направленных на обеспечение населения страны достаточным количеством продовольствия, всегда остаётся важнейшей обязанностью государства. Возможности решения этой проблемы определяются наличием в стране пригодных для сельскохозяйственного производства земель, их биоклиматическим потенциалом [43].
Реализация национального проекта по развитию АПК России, предусматривающего увеличение объёмов производства животноводческой продукции, невозможна без наличия устойчивой кормовой базы.
В природных и социально - экономических условиях современной России создать такую базу позволит лишь восстановление мелиорации после негативных изменений, которым подвергся мелиоративный комплекс страны за годы реформирования АПК.
Развитие мелиорации в России, происходившее в 1966-1990 годы, в последние десятилетия в силу различных проблем, связанных с переходом страны к рыночной экономике, было приостановлено. Практически прекратились работы по строительству, ремонту и реконструкции мелиоративных систем, вследствие чего значительно ухудшилось их техническое состояние. Площадь орошаемых земель сократилась по сравнению с 1991 г. на 24 %, осушаемых - на 9 %, более чем на 50 % площади орошаемых земель наблюдаются подъём грунтовых вод, засоление, происходит заболачивание земель. Всё это приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и, как следствие, снижению продуктивности животноводства [2].
Эффективность мелиорации оценивается не только уровнем урожая, но и подержанием благоприятных экологических условий для человека и агроландшафта, рациональной системы защиты окружающей среды [105].

Наряду с механическим способом очистки оросительной воды большое применение получил способ, основанный на поперечной циркуляции потока.
Согласно [104], при движении воды в открытом канале возможно возникновение вторичных течений двух типов:
- вторичные течения, обусловленные центробежными силами инерции на повороте русла;
- вторичные течения, обусловленные неравномерностью распределения касательных напряжений по смоченному периметру русла и неустойчивостью прямолинейного осредненного движения в целом.
Как следует из [30, 39, 111, 112], вторичные течения играют существенную роль в переносе взвешенных и плавающих наносов.
Согласно исследованиям В.М. Маккавеева [53], при равномерном движении воды из общих уравнений гидродинамики не следует, что в потоке может возникнуть самопроизвольная поперечная циркуляция. Опыты, обнаруживающие такую циркуляцию, объясняются особыми условиями входа потока на опытный участок гидравлического лотка, в первую очередь неравномерностью распределения касательных напряжений по смоченному периметру русла [30].
Расчет плана течения и поля концентраций примесей осредненного турбулентного потока при равномерном движении воды в трапецеидальном русле без учета вторичных течений поперечной циркуляции подробно рассмотрен в монографии И.Л. Шеренкова [104].
С другой стороны, можно предположить, что поперечная циркуляция в равномерном потоке создается искусственно с помощью специальных устройств. В разное время в качестве такого устройства предлагалась система поверхностных или донных струенаправляющих щитов. В настоящее время для создания искусственной поперечной циркуляции используют другие способы: гидроструйный, воздушно-пузырьковый, комбинированный и т.п. [30].