Совершенствование методов расчета речных и мелиоративных сооружений

• Автор: Медведев, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 257 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ЗАИЛЕНИЕМ

И ИХ НАУЧНОТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

1.1. Заиление и размывы русел каналов оросительных систем

1.2. Методы борьбы с заилением оросительных каналов.

1.3. Роль наносов в общей проблеме эксплуатации гидротехнических сооружений

1.4. Проблемы регулирование твердого стока в водохранилищах

и каналах с применением отстойников

Глава 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ДЕФОРМАЦИИ РУСЕЛ

2.1. Модели руслового потока и его транспортирующей способности .

2.2. Ирригационные водохранилища и водозаборы.
2.3. Естественная отмостка русла
2.4. Русловые деформации на участках подводных переходов магистральных трубопроводов
Глава 3. ДИНАМИКА РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ДВИЖЕНИИ
, ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ
3.1. Уравнение гидродинамики для потока жидкости с частицами
3.2. Анализ уравнения движения стационарного
плоского взвесенесущего потока
3.3. Длина пути насыщения потока взвесями
3.4. Гипотеза о связи диффузии взвешенных частиц
с величиной размыва ложа русла
3.5. Верификация метода.
3.6. Русловые деформации при грядовом движении наносов
Глава 4. РАЦИОНАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОГО И
ЖИДКОГО СТОКА В ЭЛЕМЕНТАХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ .
4.1 Условия рационального водозабора из естественных водоисточников .
4.2 Основные принципы рационального распределения твердого стока
по элементам оросительной сети.
4.3. Методика расчета рационального деления взвесенесущего потока
по элементам оросительной сети
4.4. Методика расчета динамически устойчивых русел рек и каналов оросительной системы
4.5. Методы регулирования твердого стока в элементах оросительной сети при условии рационального водозабора
Глава 5. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ РУСЕЛ РЕК ОТ РАЗМЫВА НА УЧАСТКАХ
ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ ТРУБОПРОВОДОВ
5.1. Постановка задачи.
5.2. Прогнозирование русловых процессов на участках подводных переходов
5.3. Оценка безопасности состояния подводных магистральных трубопроводов .
5.4. Методика определения выноса фунта из тела намыва
5.5. Гидравлическая схема защиты .
5.6. Гидротехнические мероприятия и основные положения
по технологии производства намывных работ
Глава 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ И
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ.
6.1. Защита подводных переходов через р.Обь и
Алешкинскую протоку
6.2. Изучение состояния подводных переходов
в послеремонтный период
6.3. Технические решения по защите подводных
переходов магистральных газопроводов через реки РФ .
6.4. Экономическая эффективность предложенных
технических решений
Выводы
Список литературы


Проектные параметры современных отстойников, в частности их продольные размеры, не обеспечивают необходимых условий осаждения мелкозернистых фракций, которые не осаждаются в отстойнике, практически в полном объеме транспортируются по каналам и аккумулируются вследствие потери транспортирующей способности потока в местах забора воды на полив. Создание искусственных экранов не является эффективным методом решения проблемы фильтрации и размыва русел каналов, так как ежегодная очистка каналов от наносов приводит к разрушению этих экранов. Главной задачей современного этапа изучения процессов заиления и размыва русел является разработка теории и на её основе новых методов расчета транспортирующей способности водного потока в руслах рек и каналов. От успешного решения данной задачи зависит эффективность расчета отстойников, выбор проектных параметров каналов и технологии работы очистительной техники. Проектные параметры каналов с течением времени будут изменяться вследствие переформирования их русел под воздействием взвесене-сущего потока, стремящегося выработать русло, соответствующее минимуму диссипации энергии среднего движения. Изменение проектных параметров каналов, влечет за собой изменение транспортирующей способности потоков в каналах, которое невозможно учесть при разработке проектов ирригационных систем. Полученные выводы свидетельствуют о несовершенстве современной концепции борьбы с заилением. В практическом плане разрешен только один вопрос - защита ирригационных систем от заиления донными наносами. В данной работе концепция борьбы с заилением рассматривается с позиции регулирования транспортирующей способности водных потоков в ирригационной системе на основе разработки новых методов расчета транспортирующей способности потока. Это позволит отказаться от применения технических средств сдерживания потока мелкозернистых фракций от их попадания в ирригационные системы. Бессмысленность такого подхода очевидна, поэтому рациональный выход из создавшегося положения видится в том, чтобы не осаждать мелкозернистые фракции, а, наоборот, беспрепятственно пускать их по каналам до орошаемых полей, обеспечивая повышение плодородия почв за счет осаждения илов. Для решения этой задачи и необходимы новые, более современные методы расчета транспортирующей способности водных потоков, разработка которых и является главной целью данной работы. Уменьшение глубин (скоростей) течения в местах забора воды должно компенсироваться уменьшением поперечных сечений канала или увеличением уклонов с целью сохранения транспортирующей способности потока вдоль всего канала. В свою очередь новые эффективные методы расчета транспортирующей способности позволят выбирать такие проектные параметры каналов, при которых их заиление будет исключено и, следовательно, будут созданы условия для экранирования русел каналов с целью защиты их от размыва и снижения потерь на фильтрацию. В данной работе предложен новый способ защиты русел рек и каналов, основанный на искусственном формировании слоя отмостки. Перспективы развития отечественного агропромышленного комплекса во многом определяются эффективностью научных разработок, качеством проектирования, строительства и эксплуатации мелиоративных систем. Современные методы проектирования мелиоративных систем имеют ряд существенных недостатков, приводящих в последующем к серьезным проблемам в эксплуатации и низкому качеству технического состояния мелиоративных объектов. Успешное решение этих задач во многом связано с решением проблемы транспорта взвешенных наносов, что определяет актуальность и значимость этой проблемы. Уф - фактический объем воды, поданный на севооборотные участки за поливной период, тыс. УП - плановый объем воды (брутто), необходимый для подачи на севооборотные участки, тыс. Главная причина того, что на действующих гидромелиоративных системах с сетями открытого типа (коэффициент водоподачи значительно меньше единицы, Кп<< 1), связана с заилением проводящих каналов и дренажных систем вследствие уменьшения значений транспортирующей способности водных потоков в канале и дрене по сравнению с транспортирующей способностью потока в водоисточнике. Разработка эффективных методов расчета транспортирующей способности взвесенесущих потоков позволит решить задачи о пропускной способности водоприемников и качестве воды в них.