автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Обоснование выбора компоновочно-конструктивного решения рыбозащитного сооружения водозабора

На правах pyvcTnicii

ДЬЯЧЕНКО .Владимир Борисошч

0Б0СН03А1ПЩ ВЫБОР/.- КО!.а]ОНОВОШЮ-КОНСТРУК'И53НОГО РЕЕЕШ ШБОЗАЩИТНОГО СООРУЖЕНИЯ ЕОДОЗЛБОРЛ

Специальность : 05.23.07 - "Пщротвмтоское и :.галяоратш2ко0 строительство"

АВТОРЕФЕРАТ т.ц:::; i;a со;:скаш:з учег-Юа стопой::! кгшдпдатз то:ш:г;аск;:х изу::

Нопочерхзсск-t S25

Работа выполнена в Новочоркасской государственной мелиоратив пой академии (НГЫА) 'О- ■ ' .

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент ИВАНОВ П.В.

••Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Кузнецов Е.В.

- кандидат технических наук, г >

. . профессор Сукало Г.М..

Ведущая. оргшц:защ:й - акционерное общество институт "Ростовский Водоканалпроект"

Зацита достоится " 1Я-" О/П/рб^Ц 1593 г. в Ю час, на заседании диссертационного' совета К 120.76.02 в Новочерхас-ской государственно!! келиорагивной академии по адресу: , 346409, г. Новочеркасск Ростовской области, * ул. Пушкинская, 111, оуд. 236.

С диссертацией петою ознакомиться в библиотеке ШЫА.

Отзывы на автореферат в двух экзешлярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретари диссертационного совета. •. ' ' •

Автореферат разослан " 6 * М-ЩЬШ 1996 г. .

Ученый секретарь диссертащюнногр ■,.

совета, к.т.н., доцент ■••'* - ' . В.А.Хражовсюй

* ... V

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ!.' ' с

Актуальность теми. Зачастую шикая зфЕектив-эсть защиты молоди рыб при- забора вода розко изменяет условия га стествешюго воспроизводства к приводит к истощению рыбных запа-ов. С целью снижения влияшя указанного фактора необходимо проек--¡тровать и вводить з эксплуатацию впсокогф1окт*.1в!ше рыбоза'дитше ;.)орут:.ош;я и устройства (РЭУ и Р2С). Необходимо ответить, что нз-мотря ла длительную истсрнп пргздшотая РЗУ, ряд вопросов их лро-ктирования разработан недостаточно. •

Одной из составим* • частей решения прсбле-г.ш сзпсгонпя гиба-ти одода ртб при заборе води, является вкбор экодсхЪ-зконс^изски бсснсзанного, !:о,.'лснс20ч:£о-::о!:стру:;т;1ппох'о варианта водозабора с ибсзсситсЯ. По Касп1£"!гХа на ходогиборах в пределах дельти

. полги ежегодно погибает 0-14 ш:рд. пт.'рпб. »

Работа выполнялась в р^.глах. коорд:п-а:г.'.сш1ого плана ШГГ СССР о заданна С5.01 "Разработать п ■ внедрить ко:.:ш:окс !,:зрсяр:'!ятаЯ, пбоз.гдитн!!:: устройств и ркбспрслуслппх сссру:::ев:б: для сохранения воспроизводства риб при г!:орготегсс::г:: л -годохосп" .венком

трснтельстве" прсбле:--! 0.55.01. Крс;:з того, г;пга р:.:~тл со- ■ с

тветстгг.'от "Республиканской (С эдзеэльнсЛ)' целевой пзучпе-технп-

ч и

.оской ярогра:.?.'.£- на 1992 - .19"5 гг.'1 (ггрсблема "Разработать :ош8 к1соког^2кти?.ш:о 'тахнолэпп: и гхь'структагшгз рспгэкия по

О. .

¡охранению рпбннх запасов - в нетечтгннзх 'срспгзгл'л").

Ц е -л ь я робота является разработка г." то-яги теххписо-зконо-' этсс::ого сбоснова:в:я ;:с:.та:1о-о,™.о-::о::струг.т;г~:сго ¿ариакта зле-:ентсв технологи:: пр>ае::т:гровг.":л ГЕС водозеберз в составе водохозяйственной снстегл! (ВХС у. - Епбср варианта проектного ресэкия в шзчительнсЯ степени определяется п ссло~!яется гадрологичесютл

г.кторами, ихтиблогической ситуацией'водоисточника, иуздзмк водо-

потребления, факторами, в основном имечдими случайный характер и другими. В соответствии с целью основными задачами являются:

- оценка 1юдо:;-юсти 'работа действующих РЗУ в состэео водозабора;

- разработка информационного обеспечения для проектирования рыбозацпты в составе водозабора;

- разработка критерия и методики анализа вариантов проектного решения водозабора с РЗУ;

- разработка .имитационной модели,.реализованной на ЭВМ, и позволящей анализировать т^ррианты компоновочно-конструктивного peceiniK водозабора с рабозацитой; '

- совершенствование технологи! проектирования водозабора с

РЗУ. - '

%

Неходкий материал и методика исследований.

Задачи постаслэшг-ю в работе, реаались путем разработки аналнти-í

чески и 1_литгциошшх моделей с использование:: математических методов и персональных ЭВИ. Необходимая для разрасочк:; .-.годик и рекомендаций информация была получена в результате обработки фактического материала, проведения обследований сукестзуэда водозаборов, нурнало? наблэдешЛ.-за работой действующих РЗУ на реках Док, Волга, Кубань. ■ ■

, . • , . ъ. '

Автор за ив пае т: •' °

- системный подход при ькборе варианта компоновочно-конструктивного решения водозабора с риСозаадтой;.

- методику определения надежностных показателей F3y и РЗС;

- методику оценки проектного реиеная вариантов водозабора с рыбозагдатой; . ' '

технологию проектирования водозабора с РЗУ, в которой анализ проектного реыения проводится еще на стадии ТЭО. '-•'..

■5 *

Научную новизну работа составляют:

- выбор компоновочно-конструктивного варианта рыбозааитного сооружения на основе математических методов ептишзаци : с учетом экспертшх оценок; . *

- методика устанавливавшая количественные и качественные показателе! для каздого воз'моглсго. к рассмотрении-варианта конструкции рыбоза-цити в различной среда эксплуатации; ' •

- критерий оцежи качества применяемой шбозадиты л эколого-слгансмический критерий сптгстззщз! компоновочно-конструктивного варианта водозабора с рыбозагглтсй;'

- установленные показатели надежности работы ?ЗС Далекого магистрального канала; ' . .. ■

- алгоритм и з:мнтацпо;гсзя модель функцно-шровЕ-шя БХС для выбора эколого-экономпчески обссноЕагпюго варианта конструкции рыбо-задаты, доведешше до-программного-продукта.

Практическую ценность работа составляют: • - аклвные базы данных по .типовым и плдгтуц'алышм лроакгзгл.! репекиям КЗУ;

- методасл. рекомендации, алгоритмы и прогрг-.лгее обосполе-ние, по выбору экологически и экономически обоснозапного ко.мпено-вочно-кояотрукгиЕного варианта водозабора с рыбозацитой на стадии ГЭО.

Внедрен к'-е результатов работы осут,естпле-но в Научно-производственном предприятии' "РостаггстроЯ", АО институте "Ростовский Зодокзналпроскт" при реконструкции 2-е:! очереди водозабора Уфимского Нефтеперерабатывающего з.-голл ;п р. Го."л п г. Уфе, выборе варианта зсс:.шсновочко-констру:ст::в::сго р-г-.!п:л с'-"Волгский автомобильный завод. Водозаборные ссору: .-л ::п ::у.г?ы-

■ .С

шевсхом Еодохрзщ;.^:^-". Крэяэ того, банк данных, содержгчвй мифо] нация по зкспЗ^гифучядш водозаборам внедрен в Центральном управ-лзиги рийохозя^стБонно« экспертизы я нормативов по охра::о и бос-производству рибных запасов ?ос;:о:.:рцбси;ог;стЕз, а таге» КгспНЛ1РХ£ А п р о 0 а ц к я работе. Результаты работа, дс-спадуьаг.'.сь к пояучкли пэ^-гтвлгауэ оцоику на ко:: горазд:;: г.:з«одых учмих споцналкстов по тядаххзу хозяйству (г. Новочеркасск^ 1522}, парта;. •йуда'ородЕоХ кок^орзнщз: "Ехо.тогкч-зсккз ресурсы Ксспнг.зкого кора" (г- Астрахань, 1552), хсхГоразд:::: "¡¡рс5:;з:.а: ¡.•.г-.-г.зрзцг/.'. лакано: ?ссс;:::" (г. Кзгзчеркг.сс::, 1953), р^л^.и; N21 ;;рр::гаи;а: ГосюьзкоЛ :об.пазт;:,! (г. -КзЕОчзркоссг., 15^5), с/Па:::;/. чаучао-грзкткчзско,. "3;;о::згз-ак^кау.кчоск::: ас::-.;кти :::с;:луатац;::: гхдра". зх;::ла:л спета:.: к кс::с„;:,а;с;,а:г,:.,

орс::аа:.:1:л (г. Пссочсркасск, 193а;: а '.о:а::_ ::а : :......•;;...

Кэучкого :ьата РАН " Водчиз-рзсурзк ?ссс:и:, их :;.:;:-

снсз ::спольас^а:1::& к с:!рз:;а" (г.ЛЛзсквз, 1955).

П С л :: к а и, и ц. По рззульгата:.: гстзднле-гп: ь дкссерта-ц::о-12!о^ работе ксглздэцгн::^ счуйачкссако 7 ¿:зча'.;::;:: раЗат.

Структура:; сазам ¿кссзртаи,,:;:. Дксс.-ртац.:.-: :::: :..-..-....::.:.:, клт:: г:;аз; :: С;;,::.'. аЗ:.;: дхаз^--

25 таблиц, 51 страница'ирпда::з::.:Л ;: слизка ::сл;;;х:ххах;сХ .:./:■:-р.т.-урц ::з 120 ::а:::.:з;;оьик::П.

томатнчзекза мздадиззаалис" к л стзаа/лззХ лзЗ:д:.'. ар.;/, тл-ик/чаа--лзла обзалова:::;.: ::ззз:хаз ;; р:,сзз,..-;л..л:д

сзх Кза ,-зллззгзЛ тоау;;арз1аз;;::аЛ :.:зд;:орзткл;зА акад..:,:.:;;.

СОДЕНТДКЯ РАБОТУ

В первой главе выполнен анализ методов защиты мода рыб от попадагая в водозаборные сооружения. Рассмотрена нор-тиЕная и исходная информация, метода и математические модели :ализа процессов протеках-сих в ВХС, а тгкю суцоствутсдао техноло- . ;и прооктиросг.'гия рыбо?адлтн в составе водозабора.

Отмечен значительный вклад ряда отечественных (Розанов К.П., :дрпга В.П., Гришин М.М., Лапшенков B.C.. Порядин А.О., Нот.шоа М., Крилов Н.?.!., Парков Д.С., Пахоруков A.M., Нусенбаум Л.Н., ■ Еич В.А., иыплязв A.c., йсурп В.Н., Изеольсгой Ii.С., Сегаль Г.Я. "уцинъ:и А.И., Михеев П.А., Исаев Л -1Г., Петражевпч З.В., и др.) зарубе-лшх (Bates 1).Г/., "urns .1.7/., Brett J.E., Loder R.T., •ho Michael IV., r/n 1 es J.11.) исследователей.

В главе приведем сведения о наиболее распространенных коне-зукциях.-FSC и РЗУ. Дана критическая сцешса суглствуг^йх подходов проектировали» рыбоза^иты. Учитывая, что в публикацн-

с приводятся различные оценки эколого-эконсмнческсй аффективнос-действу <сзих водозаборов с рыбозспзиой,' был проведен их анализ обоснование выбора" аналитической модели ВХС. Рассматривается 5зая модель эколого-зкснсмнческоЗ ептпг.-кггшгл, параметров и роки-;в Флскционирозакия ВХС с учетом рыбоохраны. ■Устанавливается, го предложенная модель только дает подход к анализу проектных ре-, зюй водозабора с F3y, по' но предполагает рспоцно собственно за-зчи проектирования в явной вида. Сдзлап еувоц о целесообразности 0 ззработки комплексных методах тохгсшо-оког.сггпоксого обоснования »яоновочно-кокструктивного решения водозабора с РЗУ п совергси-гвования существующей тог'олопт проектирования.-

Вторая глава посвяг.еиа вопроса1.; разработки :йформзцион-эго и методического, обеспечения процесса автоматизированного вы-

бора экологически н экономически обоснованного компоновочно-конст-руктавяого решения водозабора с ;РЗУ. .

С целью упрощения и ускорения поиска необходимой проектной информации автором бил ccfздaн автоматизированный банк данных типо-еых и индивидуальных проектных решений РЗУ. Банк представлен в виде програмхюгр продукта - автоматизировашгой информационно-поисковой системы на ПЭШ IBM PC, ориентированной на цели прооктирова-пия рыбозалоГш в состава водозабора. Заполнение банка данных только на основе нормативных м литературных источников выявило необходимость сбора дополнительных данных. . . . " : '

, ' г •

Для рспания этой задачу были разработаны два документа. Первый - лист опроса специалистов (акспертов) по оценке надежности обеспечения водоподачи водозабором б критические периоду эксплуатации. Под .термине:; "критический период эксплуатации" понимаются: тяжелый каносшв рсга:л *н иуго-ледовый режимы, большое 'количество плавапгзго кусора, высокая мутность и т.д.. Второй - лист опроса ■ специалистов по оценке надз:г:ости н: целесообразности. применения нвкоторох типов. РЗУ в критичеекке периоды эксплуатации.«

Обработанные по известна; статистаческкы зависимостям, показатели в щу,е итогового, докуиснта экспертных оценок . рекомендуется использовать в качестве коупршзпт математической модели. . .* • • Для околого-экопо13?»оской оптсмизац1ш компоновочно-конструктивного рааения водозабора нами предложено идектифицировать ка&уЯ вариант водозабора (к) функцией качества водозабора a^(q(tbq(i), а8). Данная Функция, это вектор парамзгров. каадый из которых от-г. ражает количественно и качественно влияние среда эксплуатации (расход водозабора <J(th расход водоисточника q(t) и другие характеристики водоисточника' а8) на выбранный компоновочно-конструктивный вариант водозабора. Очевидно, что эти' параметры - к'оупенен-

-V . .'• ■"■ ' Л'\:1 •• 9 О' . . -.,■■■■■■•.

ты функщш качества водозабора, влшюг на посдедагэ ках полоагго-льно (улучкая ак(д(г),5(1),йа)), так . п отрщатольно (ухудпая

— * е

а^^)^^)^)) с .'точзсп зрения сбеспече:тя падегзгого отбора тра-•Зуемых количеств вода при достаточно высокой рыбоз^'.ткс,"; эффективности. Например,- ихтиолсгичесгсимя исследог.гшмя!' установлено, что концентрация покатгапсоз пше у вогнутого берега, соответственно параметр, отрэ^акций этот фактор.- параметр отрицательного влияния на функция качества. * • .. '

Для формирования Ov(q(t),q(t),a;,) параметр:!, отракагтае умень-сение рыбопотерь и увеличение надэггпсстл Еодоподачи и параметры, отрг:'.агг;1е увеличение рибопотерь и .уменьшение паде:з:ости водопода-чи. грутппфуют и' кормзгруэт з гиде параметров положительного влития (а+) и параметров отрицательного влияний (а-).

Соответственно, фугагция зспзггется в виде:

aK(q(t),qCt),а0)

(1-a+) + a" —-, (i)

q(t)

Поскольку в настоящее время не имеется кспструкц:::! РЗУ со 103Z задатой молоди рыб при достаточно высокой тзхгппегксД надежности, необходимы меры повышения двух показателей. Сти моры, a аколого-эзсснсмпческне стороны фун;сцимг.фования водозабора, учтены предлагаемой методикой фсрм:фования o.,;(q(t),q(t),2;;).

' Выбирал варианты..- компоновочно-конструктивного решения водозабора с РЗУ, проз;:т:фовдиг;'отражает каждый .вариант набором ифэ-::енных численно параметров. Затем по зависимости (1) рзсстит'.'пл-ется' функция a¡t(q(t) ,q(í) ,aG) для кЬядого, варилита. "з псах ранных вариантов конструкций, ндангифгтцировглзл::: ¡;ун:сн;:оЛ r.,(q(t), .q(i),a ), применяя 6ко:гс:.етсо-матсмзт5г;еасу:з :-одаль, г::::г. вариант, обеспечкваэднй олтз:мэдьну»-Ееднч".ну разности мл: ту Го-.тсм

у'' водопользователей и. ущербом рыбного гсглйства годсисто'птина при о

опрсдолешш кагогталышл гатратах на строительство этого варизн: водозабора с°РЗУ. .

Исходным:! данными для получения'функции качества водозабор являются следующие основные фактору среда эксплуатации: гадравл:: ческий рогам в зоне действия водозабора; наносный и щто-ледовня режимы; мутность воды в водоисточнике; сезонные и суточщэ мнгра щш покатшхков; тип питания водоисточника (снеговой, дожде воя ледниковый, подземный); факторы, влияющие на надежность эксплуат ции водозабора с РЗУ.

Нймз предложены паракэтрн, отракахгое указанные фактора влк кия среды зкеплуатацзд на компоновочно-конструктивное ресение' ко дозабора, а гаю;:э методика ¿'.-„¡.-¡новдония их численного значения:

- параметр а*, учитн^.)с": целесообразность применения различных типов РЭУ з заданных диапазонах расходов водозабора:

- параметр а~ позволяет учесть влияние биолого-гидравличес ких условна участков водоисточника ка концентрацию молоди рыб;

- параметр о^ учитывает влияние применения забора воды и: ковза* на концентрацию рыб в зоне действия водозабора;

- параметр а+ показывает целесообразность ' применения типа; РЗУ в различных условиях оксплуатаиил;

- параметр а~ позволяет учесть вртккальноз распределение ?.:: ходи ]' связанную с эта глуб;шу размещения водоприемных отверст;:; водозабора; .

- параметр. а* учихывезт' ьяишие внутр'.тодового распределения стока на надобность отбора требуемы:; количеств воды;

- .гтаргмз1р п~ нзззелязт учесть обеспеченно забора вода тре-оус:.:з:'о дачзат; з (для коммунального водозабора);

- параметр отражает степень влияжя крптичзск;::: рз::аа.:з1

(наносного п суго-ледового) на надежность забора воды пазлпчказ.гк ком::з::озочно-конструктпв;:ы:.:п варианта:,::: водозабора;

« г

- параметр а* вводится для повшения обосновашгасти выбора варианта компоновочно-конструктивного решения Еодозабора и отражает экспертные ецззгки специалистов по целесообразности, применения рассматриваешь вариантов."

Вопросы технической г.адеглности водозаборов и РЗУ, таг::: наделось обеспечения водой водопотребнтелей, разработаны и систематизированы недостаточно. Поэтому памп предложено несколько параметров, отраг.'а-щих эти характеристики.

Для учета показателей надежности водозабора вводится параметр а~о. Прл эте.м учитывается надо:з-:ость в узком - а' (надеж;..сть технического устройства, пмззядего сроднее время безотказной работу, иг:1. трг/эпси па ои-гез :: т.п.) и сироком - э?о (падем-псстт, :^-с!;-*;ЧС-кпя кэдопотребл.т отраслей водой) сг.-нслах. Плрг:-

; ч.". лре.ч ;',*.■•;ел счрдеччгь ччч среднее лрч'мччлч.чч-:^ п.в :':::: :—:г./;-,:г:ов.

- ¡1 у::(■у.ог.п;;;::; Грлчо:.ч:;1ДУ ;

.;; л.. : рас..:';.; ч •..;• арччметччоснсму из г" - сце;{ли техн:-чгской нзде:~-остн рнбозаи-пты и а^ - зпелортнзя оценка сггпп,пэл.не-т:пм РЗУ. -

.:;. ;яу :.чч.ч ::: -в-.згь - м.::уб./с:::; свассб . • ~ •'.: ..:; . .: ?ччч размер з':.::.::.асмоЛ молоди - "ч;

■л о '!-'•<'■ • • . ч'^счих. ооооч - - ч.?; ю;учсго ччч.ч.

сетки - 20 м; высота сетки' - б м. По результатам, обследования в соответствии Ь поло-:епнялн теория надежности систем авторе?.! хгред-ло>:е:ш г. расс.т,тг лтил сспогныо надогвоегг^г» харак.-оспсъ'пки: >:п-т;нспе:-ость с*.::азс; >.(*)', вероятность безотказно?. т&еога Ъ(\)х

за !{♦.}; гстоп'.сот.: 7'р;

восстановления -с; сроднее время бозсгччччгЧ: рпсотя 2(1,). .-'-ззулъ-

тэта обработал материмо» оСслодовслий , а тага® многолетних данных вахтешшх г^риадов дежурных смен РЗС Д?,!К приведены в таблицах 1 и 2.

. По результатам вшкшгоишх обследований предложены мероприятия по повышению надежности элементов и РЗС в целом, а накоп-

Таблица 1

Основные показатели наденюсти элементов рыбозащит-ного сооруг.оиия Донского магистрального канала

Каимоновыг.-.а элемента РЗС Еорогтность безотказной работы Вероятность отказа Ь(^) Интенсивность отказов ' элементов мго), сут-1

Патрубок подачи вода от насоса & флейте 0,286 0,125

Электрока-Соль двага-тглей насосов флейт 0,500- 0,500 0,125

Глектродви-гателп насосов флейт - 0,875 ' 0,125 0,125 0

Поомцвкая . флейч а 0,873 0,125 0,125 "

Консольный . подвес, насос ной установки к еэ привод 0,500 , 0,500 0,250 <

Касоз тгоомнвной флейты 0,750 0,250 0,125

РЗС в целом 0,375 0,625 * 0,250

леккяй статисглчс-екий материал, рекомендовано использовать для проекг.фовац;ш иодобяас РЗС в зрадаз:энном, либо автоматизировак-

еом вапианте.

о

■ '. Таблица 2 Показатели наде-аюстл насосов про?гш$-тх флейт РВС ДЖ в 1932 и 1994- гг.

Год наблндо- Ш1Я Период наблюдения сут. • ? , сут. сут-1

'сроки •дродох-а-зьпость г

8.04-31.05 • 94 43»¿о4 0,125 0.5С0 0,375

1994 22.06-8:09 79 ' 69,500 0,010 0,875 0,125

Четвертая г л п з а посвящена вопросам разработки :ам;:тзщ'.ош;с" модели экслого-экснсазнзскол спт-):'г:гаи;п: ' параметров ВХС с учзтем рз-бсохрз:--г, база рзссмотр;:п;ых з пзрзсл главе компонентов ебщзй аналитическая модели, которая ;з:;зт гид:

п

г-: ( Го (ас*.'),*') - ? ^С^.-

О 1

-Э(«^) 3- ннцо,)|, (2)

при условии: 0 ^ а^ £ дСИ) ,Х с 10,2],

где о - ргрчетаЛ расход водозгз'зрт, ».-.-""/сех; •

9С )<"}* - зксно?,згческий зффзкт ■ основных отраслей во-

допотребптелей за период врймзнц усл. ден. ед.;

91 (Ч«>»«!(').*)<!* -'стоимость ущерба, наносимого водозабором рыбному хозяйству , зз грркед [г,г5 г.о 1-му вндоразмору рыб, усл. ден. ед., (где га - число учитываемых вндорзсмэроз рыб)

й1= у., - общественная стоимостная сцетзса одной особи ^ - о"0!":2 отчей сзс'и ' ссотнзтстз\чздс-го вида, достигшей

о

и ■

71 - кооффицзюнт промыслового возврата (Быгз!вге:.:ости до про-голового возраста) особей i-го видоразмэра;

- коеффзпзнезгг приведения будущей стоимости особи рыб 1-го вздоразизра к моменту сопоставления &гйоктов и уцзрбзд но ВХС;

(q(t),t) - интенсивность гибзли р:;б ,1-го ькдор^екзра при заборе во щ по источника;

П(оо), 3(q>tq(t)}(i-t - кгаиталовдозленпл и зкоялуазлцлоллл-:: затраты на строительство водозабора з: рзу, усд.ден.ед. ;

Е - ког^ажоат прзи-здс-нзгя каштглэвйокежй к текуд-ел затрата:.:.

Анализ .вкезсгш-хся прздлононип, дзнлы-э, пздучеллло ь роЕуль.тат-.-обследований действующа РЗС, позволила онрзделкть' путк давыпения обоснованности выбора хомпозовочаси-кс-нструктквного решения водозабора с РЗУ за счет автезлгтазациг. xçoiisccà аг.злкзг ироонткы?. pocs-

взтъ £HaJu:Tii4ùL;.ry;j ï.-.оде::^ ¡С; ллл ц^лч: одло:;:;л.:.;п.оЛ олллл.лгл;, л

лл зкепдуатаыпи, на базе, созгг.злоллуллзл кмлтадлл'здзо^ л.

0дг;г-.п:зацля варианта вздовзОора IS5" зга стадли 130 г-гид-л;;.-елсл в игме-неюи: ко^олэво'пзо-кслстр^тззлзго рзлз;л:я в гаке;^ параметров (t},q(t) г.д.), и отыскании нлззлучлзго (экономически выгодного) варианта. Для кйздого варианта компс-зовза! з: конструкции водозабора и Г2У предложены экономические показатели. "

Одщ из основных экономических показателей - -J^-,, отраве? взлнгрыз у осг.отп^г. отраслей при саборо вода. Показатель рассчитывается для каждого варианта конструкции водозабора (к), з в прзде-лл-л варианта - для каждого рз:лз.:з зкеплуатациеззних расходов q*(t) сч пзлксд вззмозлз. Зависимость для гасчега г-1., ^ зл:Лл:л;л кг:-: т*-

15 3

t=1

ГК13 =

(3)

3, - nor;-r:ï t 07 пелодад'гсг го:;ч ;-отр"-б:ггол.т1, усл.

;;-э::".'?.-./!Г j ••.;;•. •■ -n .г--- -пса;

Т---М,- т:;\.г, о?г .■■> :.'jr::o;:r¡ (оут:::;}:

- т:';с::од д.-у^зг'ср'; k-ro варианта .¡систру:::::::: в -

'XMjHL1 куб/с,;

'í0 - ::о_-;-4..щ::ент показного действия кгстс:п подач:: воду псг-

p!7opt.t г-ксножческь! показатель - г^^ , отражает потери раб-

": (}}-(*) каждого D ст:;' :т:

вод-';"'-Г-";:; .соотсег;

'kl 3

v.r.crc3 мсдзл! и записывается в

следукт.с!.: виде:

4:1.1

Г[ 2 d1-Clt.''li:.a4.o|(t)+3¡..ql(t)]

1=1

: : '"'с:; j -'"-У: ■

3 ::ачсст::е критерия о::с.-.сго-:.::с::ож':ос::сП ситг.м.нза-.вгп и -.-¿п-

гк13 ■ " гк13 ^^ - (5)

На основании функции качества водозабора (1), критерия (5)., его компонент (3) к (4) в соответствии с принципами имитационного моделирования на ЗБ", был составлен алгоритм, приведенный на рис 1.

На начальном этапе моделирования', вводятся экономические к технические показатели ВХС (блоки 1,2), а такке компоновочно-конструктивные варианта. Еодозабора с рыбозащптой (блоки 3,13,14), представленные набором параметров и функцией &.(.; (блок 4). По. введении:.', исходным данным и ихтиологической информант имитируется концентрация иокатной колода учитывао?.ги видораз.\иров С^-по часам суток с примененном метода ¡,'онто-Карло," а та;с;:е варианты эксплуатационного регема водозабора .о *(t) .(блоки 5-11). "всспз данных, подготовленный нредпдуцимл процедурами используется для расчетов экономических показателей и гс^ (блок 12). Из мас-

сива показателей г^*^ к используя критер;й оптимизации (6),

выб;фзатся оптимальные ("блок 15). Итогом работа модели являтся вывод оптимального из рассматривается: при проектировании вариантов

о

водозабора с РЗУ, эксплуатационного рс-гзыа этрго варианта водозабора численных значений показателей п Гщ^' процитированных концентраций молоди рыб по часам суток С^^, а такге численное значение фуииБ^Ц качества о.(.) (блок 16):

■'Алгоритм н.\п:тациод2-:о2'модел;1 ВХС ре ализован: автором на языке РАБСА! для ПЗВМ типа ХЕ"1 п доведен до программного продукта.

Исходя из того, что з:^::о:.в:чес:а:е показатели (3) и (4), вхо-' дя^ке в состаз критерия (5) рассчптызазтся с использованием концентраций рыб, то для установления соответствия фактического ряда

* с - *

наблюдений и ряда, сходолпрозашюго на 5К<", была выполнена проверка адзкззтносж: модели ската путем расчета ::ог2;*:пц::ал?а вариации. . Сравнение статистических показателей подтвердило адекватность'мо-

t . 6.

У1фупн21шая блок-схема алгоритма имитационной модели ВХС .

• • о

доли ската и деатсларпесгь получаемых рззулзталсз модолчрзлснкл.-

Проаагка работеспособности г:.":7сц::с:~.сЛ еттат.::. 'ал з

модал:^саа:и:н работы FSCX-λ где з качестлл л,л;с;;л:и лзлллл попользовались результата обследовании (гл. П.. .,- кми-тацис:глого зкепаркмэпта наиболее спра~да:плл: длл укааа::г.с.. задачи сказалась варьнрог.атгиг: показателей г." :: af, длл' типа "7-сбрпз-

18-'. ' "■-■ - ■ • нал плоская сотка*.:! "комгчоскоо сетчатое с рыбоотЕодом". По результатам проведанного илктпционного эксперимента получены зависимости потерь рыбного хозяйства водоисточника при 1ф:амонон;ш указанных тапов РЭУ. Эта завясюгасти для РЗУ типа "У-образная плоская сетка" приведены на рисунке 2.

Результаты экспериментов подтвердили работоспособность одели, а тэкез концепции заложенные в ее алгоритм и оказались следующими: при а*=0,9 и а^=0,Э значение потерь усл.ден. ед; для реальных ко показателей кадзгности, полученных в результате натурных исследований на РЗС ДЖ (а*=0,9 и а* =0,3?5), зпачзнко потерь' г^ .,=832,71 усл.ден.ед.

3 пятой главе привздена гекзмзнлузмзл гг.-::: тзллалз-ги.ч проектирования рибооадктниг-.- сооружения водезабега.

Зависимость потерь разного хозяйства от показателей "целесообразности" и нздезлюз-.и РЗС 7Л5С тила "У-осразная плоская сетка''

у л. Д-Г^

¿52

Г •

• 1 ! ! 1 .. 1 .. :

0,1

ел о, г

й!с 2 ..

В отличие с г • сущемзу кщпх, данная технология пред: палата': установлена пазамзтзез кач;ства и нмитазлз:л;оз мл.!;,-.: лира-

ванне для конкурирующих вариантов (рис. 3. где двойной лпшей выделены оиерацш, отличные от градищюной методики проектирования).

Для подготовь исходной информации.к вводу з ПЗРЛ приведена методика, основанная на использовашш баз данных (в г::д<з г.Ллоз).

Там ;:е приводятся результаты работы дотационной модели при анализе вариантов проекта реконструкции ' 2-ой очереди водозабора Уфимского Кефтенерерабатываугдего завода (КПЗ) на р. -Белая в г. Уфе. Автором рассматривались два варианта водозабора - береговой и русловой с различзл.лзи РЗУ в их составе. Тзнты РЗУ, a такме значения критериев, получешше в результате работы ззгитационной моделл; .приведены в таблице 3.

Таблица 3

Параметры наде^юсти, целесообразности РЗУ рассмотренных в составе водозабора Уйзмского 1ШЗ и значения критериев

Тип водозабора Т;ш РЗУ Целесообразность, РЗУ, aj Надежность РЗУ, а^ Выпгоып •fai 1 Потери

Езрегсвои (номер К=1 ) Кассетный фильтр 0,5 0,8 4S81,05 23,58

ВПЗ 0,1 0,6 - -

Налюзийное 0,3 0,7 - -

Вихревая -------- 0,4 0,8 4930,00 14,78

Русловой • (номер :л=2 ) . Кассета на затопленном вздо-пвиеззгике 0,5 t 0,8 4933,5S

ЗСКТЗПНОЗ Я ,7 0,8 . 4985,41 15,15

Анализ результатов мятпцкошого мэделзфовонпя для водсзабо-

»

га Уфимского 2213 дозволяет сделать выгод,- что лучший вариант," зло русловой водозабор с Г2У зонтичного типа (тп ='.Э70,2в усл.дел.од).

Предложенная методика также применялась для зллллла вариантов компоновочно-конструктивного релелня ойелтз "Волжский алтс:*збнлъ-ныГл завод. Водозабор::::? сооружения лз усс::с: зздзлроглл.-.глз'*.

Схема ешкшшеы опоращй при проектировании гес

Базц данных е

Нормативно документы

Авторские свидетельства и патенты

Типовые

проектые

ресзния

Экспертные оценки ' конструкция водозаборов

Ихтиологические

показатели

водоисточников

X

Исходные данные

Рыбоводно-биологическое обоснование проекта

Естественно-историческая характеристика района

проектирования

Технико-зкономпескне характеристики водозабора

X

Разработка состоя рыбозаэдтных мероприятий

Установление конкурируй ^ завиантоз и' выделение параметров функции качества

Компоногпчно-конструк.двный вариант 1

Параметры функции качества . варианта 1

компоновочно'

конструктивный вариант 2! 1

Павамзтры функции качества . варианта К

Имитационное моделирование работы водозабора

Эколого-зксномически! показатели' варианта 1

1

Эколого-оконсмические показатели варианта К

1

Оптимальный ооггншзационно-технический ваопант

Согласование', с органам рыбоохраны

положительное

X

Приятие рзлен::.

отрицательное

Окончательное .конструирование . рыбоза^ггц в составе водозабора

Рис. 3

Для данного объекта автором рассматривались варианта: островной и с глубиннш забором вода с различите! РЗУ1 Типы РЗУ и значения критериев по каждому варианту приведены в таблще 4.

Результаты имитационного моделированпя для водозабора объекта "Волжский автомобильный завод" показали, что оптимальный вариант, • это соорутание с глубтгым заборов води, оборудованное РЗУ типа кихрзЕсй камеры (г°=4813,39усл.ден.од).

' - ' . * Таблица 4 ■

Параметры надеигости, целесообразности РЗУ рассмотренных в составе водоззбора объекта "Вольский автозавод".к значейия.критериев

■ Тип водозабора Тип РЗУ '. Целесообразность^ Надежность РЗУ. •Ваитраз 413 Потери

Островной (номер Кассетный фЯЛЫр 0,5 0.7 •1233,56 233.82

Плоская сетка 0,5 0.7 4856,03 147.63

С глубинным забором вода ■ (».'омер Ь=2) Вихревая . камера - 0,6 . 0,6 4894,93 ' 81,54

Сильтрухд. водоприэн-кнк ензоу-Еверх . . 1 0.7 0,0

Зонтичное ОД , 0,0 • 85.70

' V. :'.'■*'.' '■'■■'': .-У'■"/■ .

1. Аяаяо лгтерэтурга а 0

' зал наличие большого адггэствз йсдсггбсроз прз ко- ■

. торах, ксмпгляст^э лг-гэ пэ ухп'гга-

л:сь сооб-з. ¿ибо пэдосгатэчз^. В ' сзту'стггупга техно-

логиях проектирования отсутствует. спетгглшЗ подход к шберу компоновочно-конструктивного варианта водозпборз с РЗУ.

2. Предложен .комплексный, сколого-зкопсмическзй подход к

оптимизации параметров водозабора с РЗУ, основанный на применении математического моделирования и новых кнформацяошшх технологий.

3. Решена задача'создания баз дашшх типовых и индивидуальных проектных решений ГЗУ в составе водозабора. Создано программное обеспечение роализупдее хранение и поиск информации по типовым и индивидуальным проектным решениям РЗУ.

4. Предложен подход и форм документов для сбора дополнительной информации путем опроса специалистов-экспертов по оценке на-дстзюсти и целесообразности применишя некоторых типов водозаборов и РЗУ в различных условиях эксплуатации.

5. Поставлена и реженп задача синтеза математических методов и экспертных оценок при оптимизации комташвочио-конструктивного ранения водозабора с РЗУ.

в. Предложен набор параметров и обобщенный критер-.гй (функция

качества) для оценки каждого кошсротного комлоновочно-конструктив-

ного варианта водозабора с РЗУ. Даются рекомондащш • для установле-t . ния численных значений параметров функции качества.

7. Выполнены обследования РЗС на Донском магистр.:' а'.ом канале 31 установлены показателе! эксплуатационной надехаюсти РЗС в виде V-образной плоской сети:.'На основе анализа результатов'обследования предложены маронрняг.гя по -вовыжаггию эксплуатациошюй на-до121оста, а .следовательно, и рыбозаднтной эффективности указанного типа РЗС» °

8. установлен вид целевой фуншща для оптимизации варианта компоновки и конструкции Еодозабора с КЗУ, в которой сопоставляется выигрш у водопотребляюсих отраслей и потери рыбного хозяйства водоисточника при заборе, воды. .. '

9. Разработана имитационная капель функционирования ВХС для выбора наилучшего компоновочно-конструктивного режекия. Модель

23 " . -

доведена до программного продукта и реалюоввна на ПЭВМ • 1РЛ РС. Проведен-; нмптацконнмо эксперименту для действующего объекта - ри-боза:;пт7-ого сооружения Лопского магистрального кона; 1. Получена а:.:влС7Вй окояаачосх'л харзктерпстггк при раз"'/;;::;;; ■¡.—•.. «телях пзде";ссти указанного объекта.

10. РаараЗотача тегнолзгпл сбссиовс.гля варианта конструктивного р-л";;<;•..•> ;; составе : еу.олаборв. Гчссл'а.ч оСосповпи-

г:гб-р "~хгч'::'-гг::э-::с::с?рукт::тг.огэ варианта водозабора с "ГУ /л:с:ллаа вол лсч:""I 3;'оло;"о-гч:счв'л:чае::х;: подходом, привл?-• ,-г.г. ;:ор"аУч:хса и др. :п:Тса.ман:*н, а

J

11. Гвуувлвв". ус ас лвчс';воа луол те;:::о.гогпн проектирования, г-т у-лу-чча д'-вввус'чс "угсуат соччпл'лгчЛ с*т*.-е::т, г.чрача-

- ' а'орав ■ ал: а;-:;'/"а",:;-■ а у; вэхчал'лч:::", н'нравлетпг::: на улуч-чвлчо среду счсуллвл человека.

ГТа У"а -чаасччаччл огтублучеваул: слууллале раГалл;: 1. 'Чллусо л."., "ва::ов П.В. ',втс?'агнзп'вог алгче Саччи уч-

_ тт-,-^.._ г;. °?-97.

Увала: П.в., Двлчочло 3.". Эчолого-ачечсаапесччо аапв:вгч чал да в чв::л ' в: чв : :ч "чал: "челчччаааччтчх спет??! //Тез. иск*.- Ул......... ОПО г; 7°"ГО.

ву у...... Г.вч. а'у-'чаа З.В. слодв'т*о-г*уч:а'вга?счс^ а'1. "-

//Виохевччесчло ресурс:: Каспийского моря: Тез. дс::л. *-вч !'.г:ду-нар. 1:01:5. - Астрахань, 1592. -~С. 1СГ7-109.

4. Иванов И.В., Дья'.:.й:о В.Б. Учет надежности рыбозащитных устройств при вариантном Нроекрфовании речных водозаборов // Проблемы мелиорации и экономики Пга России: Тез. конф. - Новочеркасск: .НИМИ, 1993. - С. 132. ' . . '

5. Кардаа Б.А:, Иванов П.В., Дьяченко В-.В. Имитационная модель для выбега ссновнгх компоновочно-конструктивных параметров водозабора с учетом рыбоохраны //Актуальные вопросы водного хозяйства и мелиорации Сб. научп. статей. /НИМИ.- Новочеркасск, 1994 -

С. 55-58.9

6. 'Дьяченко В.Б., Иванов П.В. Технология автоматизировашю- • го выбора оптимального варианта рыбозадиты в составе водозабора. //Проблем ирригащм Ростовской власти:. Тез. конф. - Новочеркасск: там, 1995. -С. 75-76. ' ' '

7. Дьяченко В.В., -.Чистяков Л.А. Использование экспертных оценок для выбора компоновочно' - конструктивного решения водозабора с РЗУ.' //Проблемы ирригации Ростовской области: Тез. конф. -Новочеркасск: НИМИ,' 1995. С. 79.

Подписано в вечать 1.03.96г. Тира." ЮОэкз. Заказ^ЗЗ Типография КШД. г .Новочеркасск • Пугакинскач Ш .