автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Развитие методологии расчета параметров неустановившегося течения воды при водораспределении в каналах оросительных систем

На правах рукописи

О'

ТКАЧЕВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗВИТИЕ МЕТОДОЛОГИИ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ ТЕЧЕНИЯ ВОДЫ ПРИ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИИ В КАНАЛАХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Специальность: 05.23.16 - «Гидравлика и инженерная гидрология», 06.01.02 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

_ 1 идр 2С12

Новочеркасск - 2011

005010856

Работа выполнена на кафедре «Гидравлика и инженерная гидрология» в ФГБОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия»

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Иваненко Юрий Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Коханснко Виктор Николаевич

доктор технических наук, профессор, Штеренлихт Давид Вениаминович

доктор технических наук, профессор Щедрин Вячеслав Николаевич

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аг-

Защита состоится 30 марта 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.049.02 при ФГБОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» по адресу: 346428, г. Новочеркасск, Ростовская обл., ул. Пушкинская, 111, НГМА, ауд. 339 (код 8635 факс 22-44-59).

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научном отделе библиотеки ФГБОУ ВПО НГМА.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять учёному секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан 10 февраля 2012 г.

Учёный секретарь

рарный университет»

диссертационного совета

Лапшенкова С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Комплексный, системный подход к управлению технологическими процессами водоучёта и водораспределения на открытых оросительных каналах позволяет качественно улучшить работу всех звеньев проводящей системы. Главными задачами при проектировании, строительстве, эксплуатации и реконструкции оросительных каналов в этой связи становятся оптимизация водоотборов, разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий водораспределения. С особой актуальностью это проявляется в условиях оросительных магистральных каналов, нетехнологические сбросы воды из которых достигают 30 - 40% и более.

Эффективный процесс управления водораспределением невозможен без использования средств локального регулирования уровней воды по бьефам сооружений, улучшения оперативного контроля и проведения специальных исследований динамических процессов течения воды, сопровождающихся сложными колебательными перемещениями расходов и уровней свободной поверхности каналов.

Возникающие гидравлические переходные процессы непосредственно связаны с многократной и частой сменой режимов работы насосных станций, гидротехнических сооружений. Последствия, вызванные волновыми процессами, связаны не только с потерями воды, но и с угрозой перелива воды через дамбы каналов, созданием непредвиденных аварийных ситуаций.

Существенным резервом экономии водных ресурсов являются объёмы бьефов в самих оросительных магистральных каналах, рациональное использование которых позволяет необходимое количество воды аккумулировать в нужном бьефе, оперативно подавать потребителям, избегать дополнительных затрат на сооружение бассейнов регулирования, экономить значительную часть электроэнергии.

При разработке способа активного управления водораспределением при неустановившемся режиме течения в оросительных каналах в основу положен принцип обеспечения полного соответствия между количеством воды, поступающей в водозабор, и её требуемым количеством, потребляемым в хозяйствах. Реализация этого принципа на современных оросительных систе-

мах (ОС) возможна на основе автоматизации технологических процессов во-доподачи и водоотведения.

Разработка и внедрение способа активного автоматизированного управления технологическими процессами водораспределения на оросительных магистральных каналах с применением средств локального регулирования уровней воды по бьефам сооружений, с использованием резервных объёмов воды в бьефах осуществлялась в соответствии с планом важнейших НИР НГМА по теме: 03.02.02 - «Разработать научно обоснованные мероприятия по устойчивому и безопасному функционированию водных объектов в условиях активного техногенного воздействия» согласно «Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса на 2006-2010гг.» Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области.

Цель исследований — разработать методы расчета параметров неустановившегося течения водных потоков в каналах ОС для совершенствования технологии водоизмерения и активного водораспределения.

В связи с поставленной целью определены следующие задачи исследования:

- разработать единый алгоритм автоматизированного регулирования водоподачи на объекты орошения;

- получить решения дифференциальных уравнений характеристик в конечно-разностном виде для расчёта неустановившегося течения воды в бьефах оросительных магистральных каналов;

- найти решение краевой задачи для целей активного управления водо-распределениём и водоизмерения с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров каналов и в средних точках;

- разработать алгоритмы расчёта управляющих воздействий величин открытий затворов сооружений с дискретно-импульсным законом регулиро-

вания уровней и расходов воды по бьефам перегораживающих сооружений с учётом различных возмущающих воздействий на систему;

- предложить и обосновать метод расчёта изменения объёма сработай (наполнения) многогранника регулирования резервных объёмов на расчётном участке бьефов оросительного магистрального канала по длине в процессе активного управления водорасиределением;

- разработать математические модели и алгоритмы расчёта гидравлических переходных процессов на основе полученных решений, соответствующих различным режимам эксплуатации оросительных магистральных каналов;

- исследовать характеристики динамических процессов в открытых каналах ОС в зависимости от структуры возмущающих воздействий и параметров восприимчивости системы бьефов к этим воздействиям;

- разработать новый способ определения расходов воды в протяжённых магистральных каналах на основе аналитических решений дифференциальных уравнений Сен-Венана с использованием метода малых возмущений;

- выполнить натурные исследования по уточнению гидравлических характеристик Азовского магистрального канала (АзМК), а также параметров гидротехнических сооружений и величин забираемых расходов воды в створах водоотбора.

Научная новизна работы:

- аналитические решения дифференциальных уравнений характеристик в конечно-разностном виде для расчёта неустановившегося течения воды в бьефах оросительных магистральных каналов;

- решение краевой задачи по определению параметров водных потоков с неустановившимся режимом течений для целей активного управления во-дораспределением и водоизмерения с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров каналов и в средних точках;

- алгоритмы расчёта управляющих воздействий величин открытий затворов перегораживающих сооружений, обеспечивающих дискретно-

импульсное регулирование уровней и расходов воды по верхнему и нижнему бьефам;

- математические модели гидравлических авторегуляторов с дискретно-импульсным законом регулирования уровней и расхода воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений с учётом различных возмущающих воздействий на систему;

- алгоритмы расчётов стационарных и нестационарных режимов движения воды для целей активного управления водораспределением и водоиз-мерения.

Объест исследования — это гидравлические параметры неустановившегося течения воды при водораспределении в каналах ОС.

Предмет исследований - методы исследования и способы расчетов неустановившегося течения воды для целей оптимизации водопользования и водораспредёления на ОС.

Основные положения, выносимые на защиту:

- разработанные алгоритмы расчёта неустановившегося движения воды в оросительных магистральных каналах, полученные на основе аналитических решений дифференциальных уравнений в конечно-разностном виде, обеспечивающие повышение точности расчёта гидравлических параметров;

- полученные алгоритмы решения краевой задачи с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров и в средних точках, обеспечивающие реализацию способа активного управления водо-распределения;

- впервые предложенные методы расчёта переходных гидравлических процессов и компьютерные программы для решения задач согласования режимов работы агрегатов головной насосной станции с режимами работы перегораживающих и водораспределительных сооружений в условиях опорожнения и заполнения бьефов магистрального канала водой;

- разработанные алгоритмы расчёта гидравлических параметров и компьютерные программы для решения задач исследования взаимосвязи качества переходного процесса в зависимости от длины расчётного бьефа, сопро-

тивления русла, характера начальных и граничных условий, с обоснованием расходной характеристики перегораживающих и водораспределительных сооружений с затопленным истечением из-под затвора;

- впервые полученные математические модели для условий установившегося и неустановившегося течения воды, обеспечивающие рациональное управление водораспределением по АзМК и повышение водообеспеченности сельскохозяйственных культур на полях орошения.

Практическая значимость работы.

Информация, полученная в результате проведения натурных исследований, а также в процессе исследования переходных гидравлических процессов на имитационной математической модели, может быть использована: при выборе и обосновании схем регулирования для способа активного управления водораспределением и водоизмерения в оросительных магистральных каналах; для согласования режимов работы агрегатов головной насосной станции с режимами работы перегораживающих и водораспределительных сооружений в условиях опорожнения и заполнения бьефов магистрального канала водой; для обоснования настроечных параметров регуляторов; для обоснования точности контролируемых параметров, обеспечивающих устойчивое состояние процесса водораспределения в бьефах магистрального канала.

Результаты исследований использовались в Весёловском филиале ФГУ «Управление Ростовмелиоводхоз», внедрены на мелиоративных системах Ростовской области, применяются в учебном процессе при чтении лекций студентам по дисциплине «Математическое моделирование в гидротехнике».

Предложенный способ активного управления водораспределением использован службой эксплуатации АзМК в Весёловском районе Ростовской области, Магистрального канала Пригородной ОС г. Краснодара.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях научных секций «Эксплуатация гидромелиоративных систем» отделения Земледелия, мелиорации водного и лесного хозяйства Россельхозакадемии (Новочеркасск, 2000 г.), Междуна-

родной научно-производственной конференции (Новочеркасск, 2003г.), Региональной научно-практической конференции, посвященной 95-летаю мелиоративного образования на Юге России (Новочеркасск, 2003 г.), Международной научно-теоретической конференции по гидравлике, посвящённой 100-летию со дня рождения Р. Р. Чугаева (Санкт-Петербург, 2004 г.), Международных научно-практических конференциях (Новочеркасск, 2006 г., Краснодар, 2008 г., Москва, 2009, 2011 гг.), на Межвузовских кеординационных совещаниях по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Курск, 2003 г., Ульяновск, 2005 г., Калуга, 2008 г.), Всероссийских научно-практических конференциях (Новочеркасск, 2008 г., 2011г.), а также ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов (Новочеркасск 1998-2011 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 научных работ, включая 11 статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ, 2 монографии, 1 учебное пособие.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Общий объём составляет 297 страниц машинописного текста, включая 75 рисунков, 25 таблиц, списка литературы из 253 наименований (в том числе 24 иностранных автора) и 4 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, практическая значимость работы и основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена рассмотрению существующих способов расчета параметров неустановившегося движения водного потока в оросительных каналах при управлении водораспределением и водоизмерением. Существующие статические методы регулирования и управления технологическими процессами водораспределения и водообеспечения не решают проблем минимизации непроизводительных сбросов воды. По своей сути они не МО-

гут учитывать сложные динамические процессы, которые имеют место в каналах от магистральных до внутрихозяйственных распределителей.

В практике эксплуатации и проектирования ОС применяются в основном две схемы управления водораспределения: регулирование по верхнему бьефу, регулирование по нижнему бьефу. С помощью первой схемы организуются системы управления «по плану», а с помощью второй - «по требованию».

На абсолютном большинстве действующих ОС используется метод централизованного диспетчерского управления водораспределением «по плану» с ручным управлением технологическими процессами, разработанный в 1950-70 гг. для условий ОС Средней Азии.

Существуют отдельные ОС, оснащённые средствами телемеханики, локальной автоматизации и информационно-советующих систем. Но в настоящее время реализация таких систем на практике ограничена.

Управлять водными потоками на большинстве систем можно только в очень узком технологическом диапазоне, суть которого сводится к одному режиму - непрерывный (длительно не изменяемый) ток воды в створе потребителей.

В условиях высокодинамического водопотребления, характерного для объектов с поливом дождеванием, и экономических перемен, связанных с введением платы за подачу воды, существующие методы централизованного водораспределения не способны обеспечить рациональное водопользование, так как с позиции экономного водопользования они неуправляемы.

Большинство существующих рекомендаций по эксплуатации и проектированию допускает расчленение сложной разветвлённой оросительной сети на отдельные подзадачи, увязка которых в единую сеть производится только для условий стационарного установившегося режима работы объекта. Это и является причиной того, что до настоящего времени не удалось создать инженерные методы выбора схем водораспределения, степени автоматизации и телемеханики процессов и минимально необходимый уровень оснащения распределительный сети средствами водоучёта.

Новый подход к вопросам проектирования, эксплуатации и рекон-

струкции ОС предполагает рассмотрение систем управления водораспреде-лением и систем водоучёта как единого технологического комплекса с применением стандартизированных средств измерения расходов и объёмов воды.

Использование численных методов решения уравнений Сен-Венана и создание на их базе математических моделей позволяет анализировать динамические процессы, происходящие во взаимоувязанной разветвлённой оросительной сети методами системного анализа и впервые дать научно обоснованные рекомендации по объединению в единое целое систем управления (ручное и автоматизированное) и систем водоучёта.

Для рационального регулирования водоподачи на автоматизированных ОС необходим обязательный учёт возникающего в каналах неустановившегося движения воды.

Исследование свойств неустановившихся течений в открытых потоках и вопросы водораспределения в оросительных каналах описаны многими отечественными и зарубежными учёными М.С. Грушевским, В.И. Коренем, ЖА.Кюнж, Ф.М.Холли, А. Вервей, В.А.Болыыаковым, Ю.Г.Иваненко, Т.П. Клещевниковой, В.В. Коваленко, Е.В. Еременко, B.C. Синелыциковым, С.А. Христиановичем, Н.Г. Мелещенко, Э.Э.Маковским, В.А. Рожновым, О.Ф. Васильевым, А.Ф. Воеводиным, В.В. Волчковой, E.II. Галяминым, ПИ. Коваленко, В.Н. Щедриным, В.И. Ольгаренко, А.Е. Косолаповым, О.П. Кисаровым, В.Н Коханенко, Ю.Г. Ковальчуком, Г.В. Ольгаренко, В.И. Коржовым, Е.А. Скачедубом, Э.Э. Маковским, А.Н. Мюштеевым, B.C. Никифоровской, В.П. Рогунович, Дж. Дж. Стокером, Хартри (Hartree D.R.), Прейсманом, Эбботом, Ионеску, Н. Дэскэлеску, Лайтхиллом, Уитхэмом и др.

Метод характеристик явился основой разработанной Ю. Г. Иваненко, В. И. Коржовым и А. А. Ткачевым математической модели неустановившегося течения воды в .системе открытых призматических каналов, соединённых последовательно. В разработанном методе исходные дифференциальные уравнения Сен-Венана в частных производных преобразуются в эквивалентную систему обыкновенных дифференциальных уравнений характеристик. Применение полученных аналитических решений дифференциальных урав-

нений характеристик предполагает использование итерационного процесса. В методе характеристик расчёт начальной характеристики (т. е. характеристики, представляющей в волновой плоскости кривую движения фронта волны, нарушающей первоначальный режим) заменяет задание начальных условий.

В настоящее время на открытых водотоках, каналах и в напорных трубопроводах применяются прямые, косвенные и парциальные методы измерения расхода и количества (стока) воды.

К наиболее распространённым существующим методам для определения расходов жидкостей в открытых и напорных потоках можно отнести методы «скорость-площадь», методы с использованием гидрометрических сооружений и с использованием сужающих устройств в трубопроводах.

Рассмотрен способ определения расхода воды, запатентованный Ю. Г. Иваненко, В. Н. Щедриным и основанный на использовании аналитического решения обыкновенного дифференциального уравнения неравномерного установившегося течения воды в открытом русле. Расчётный участок открытого канала с призматическим руслом, выполнен с обратным уклоном дна. В двух створах расчётного участка (начальном и конечном) измеряются глубины и затем по формуле, являющейся аналитическим решением дифференциального уравнения неравномерного установившегося режима течения воды, вычисляется величина расхода.

Вторая глава посвящена расчётным зависимостям и алгоритмам, основанным на методе характеристик, используемых для целей управления во-дораспределением и водоизмерения в бьефах магистральных каналов.

При разработке способа активного управления водораспределением в основу положен принцип обеспечения полного соответствия между количеством воды, поступающей в водозабор, и тем её количеством, которое потребляется в хозяйствах. Для реализации этого принципа на современных ОС должна осуществляться системная автоматизация технологических процессов водоподачи и водоотведения с учётом динамических процессов течения воды в каналах.

В процессе эксплуатации каналов следует учитывать дополнительные

возможности в связи с использованием имеющихся резервных ёмкостей в бьефах каналов. В этом случае можно избежать дополнительных затрат на сооружение бассейнов регулирования; более оперативно подавать воду потребителям в результате аккумуляции необходимого объёма в нужном бьефе.

В работе для расчёта установившегося и неустановившегося режимов течения воды разработан программный комплекс, основанный на методе характеристик. В программный комплекс входят несколько версий программы . «СТАТИКА» и несколько версий программы «ДИНАМИКА». Версии программ отличаются друг от друга специфическими особенностями заложенных в них граничных и начальных условий, каждая из которых предназначена для решения отдельно взятой задачи из группы задач.

Для выявления и изучения особенностей, соответствующих разным режимам.и условиям эксплуатации открытых каналов ОС, а также изучения особенностей и характера взаимосвязей между параметрами неустановившегося течения воды в процессе активного управления водораспределением на . имитационной математической модели выполняются исследования переходных гидравлических процессов.

. , Целью расчёта переходных гидравлических процессов является выбор и обоснование схем регулирования для реализации способа активного управления водораспределением в открытом магистральном канале с головной насосной станцией.

Для расчёта параметров одномерного неустановившегося течения воды в открытых призматических руслах в работе применён метод характеристик. Разностная схема, сконструированная для решения сформулированной задачи, основывается на характеристических направлениях. Особенностью схемы является возможность рельефного выделения деталей, относящихся к движению воды. При выборе конечно-разностной схемы учитывались такие факторы, как численная устойчивость, точность, время вычислений, а также простота программирования и включения граничных условий.

В методе характеристик система одномерных квазилинейных дифференциальных уравнений в частных производных гиперболического типа Сен-Венана с двумя неизвестными функциями и двумя независимыми перемен-

ными в области гладких решений приводится к эквивалентной системе обыкновенных дифференциальных уравнений характеристик:

В

ю

©

со

+,

= 8

оэ2С2Я

+

(¡(О^ё

'о

СИ

<в2С2К

(11,

¿X, (1)

(2)

где в уравнениях (1), (2) и далее : - расход воды, м3/с; % - ускорение силы тяжести, м/с2; I - время, с ; х - пространственная координата, вдоль которой движется поток, м; (о - площадь живого сечения водотока, м2; С - коэффициент Шези, м°'5/с; Я - гидравлический радиус, м; ¡0 - уклон дна водотока; В -ширина водотока по верху, м.

Знак (+) отвечает прямой волне возмущения и прямой характеристике, знак (-) отвечает обратной волне возмущения и, соответственно, обратной характеристике.

При заданных краевых условиях точное решение дифференциальных уравнений (1), (2) невозможно даже для наиболее простого случая прямоугольного русла. Для приведения уравнений к квадратурам их правую часть преобразуют к виду:

[(УПк±1)(л/Пк±2¥)н1

1 2(1-/Пк)

+Н

ср

|(>/Ш±1)<к/пк

а-гпк)

-й

(УПк ± 1)(л/Пк + 2?) 2(1-^Пк)

■=810сК,(3)

В уравнениях (3), (4):

1 О-^Пк) ] + аТш Г (Упк ± 2 з")

(1-]'Пк) .

44 (1-**)

■ = 10Л/^с11. (4)

/

ш

-+-

gXf

_ , 1 Б = — 2

ВкНк |

Юк 0),-

где ] , 3,Нср,^Нср - среднеарифметические значения малоизменяемых величин между створами расчётного участка, %к, %(• - смоченный периметр

в створах ^расчётного участка Пк =

ад2В всо3

- параметр кинетичности.

Рассмотрим на характеристической плоскости (X, I) две точки и в которых известны величины Пк,Н,Х,1. Проведём че-

рез эти точки прямую и обратную характеристики Гик. Тогда в точке пересечения характеристик Мк£ могут быть определены элементы неустановившегося течения воды.

Исследуя связи между точками Мк_] и Мк ^ на прямой характеристике Г и между точками и Мк £ на обратной характеристике к, запишем аналитические решения дифференциальных уравнений (3), (4) в конечных разностях:

\pb-Af +1)(УПкк_1>г +25)]

2(1-]!Пкк_и)

+

2(1-?ПккЛ) (Нкч/+нк,г) 1

(Нк-1,Г~Нк,г) +

1п

2 и

(1-/Шкчг)

2з10(Хк_1Г-ХкГ),

(р<к-Ц +25) ^

л ;'г7,л \ л -'гг. ч Ку^-Ц ) +

]п

2 ^

-1)(УПкк;М -2?)

+

2(1-/Пкк1-_[)

2(1 -Упкк>г) (нм-і+нк>г) 1

(Нк/_і -Нк>г) +

(Нк,м-Нк>г)-

1п

(1-/Пкк.м)

О-І'Пк^)

+

(8)

, (Нк,г-1 +Нк,г) 1 +-:-:--¡=-1п

2 77

= 21П0(Хкі-ч (ТіЬцч-25) (у/Щ^-Щ

+■

(7^77+7%) і 2 ^

,1п

(9)

Система алгебраических соотношений (6), (7), (8), (9) решается методом итераций при заданных начальных и граничных условиях. В качестве начальных условий в методе характеристик применяются аналитические решения дифференциальных уравнений начальных характеристик.

В третьей главе рассматриваются законы регулирования водоподачи

и водораспределения на головной насосной станции и на перегораживающих сооружениях магистрального канала.

Краевые условия задаются в характерных конструктивных узлах канала. Характерными конструктивными узлами являются: створы волновых возмущений, створы сопряжения волновых возмущений и створы отражения волновых возмущений, расположенные в начале, в промежуточных сечениях и в конце канала.

Рассмотрим случай расположения створа возмущения в некотором начальном сечении водотока. Исходная характеристика обратная. В точке Мк на начальной характеристике известны все параметры: время ^

расстояние , глубина параметр кинетичности потока Пкк {■_]. В

точке Мк ^, расположенной в створе возмущения, известно только расстояние . Соединим точки и М^д- обратной характеристикой.

Для определения неизвестных параметров ^ ^, Нк £, Пкк { в точке Мк £ створа возмущения воспользуемся соотношениями на обратной характеристике:

2(1 -^Пк^)

+

(- осуп^у - 2-§->

2(\-}1Пки) (нк,м +НкГ) 1

1п

(1- /Пкк,Г_!)

(1 -]гПккд)

+

(11)

(НМ--1 1

1п

а-^пкк^) д+^пк^)

где

Пкк,Г =

«ОкАг

В створе возмущения задается величина возмущенного расхода Су.

Расход, площадь поперечного сечения и средняя скорость связаны уравнением неразрывности:

=®к,г (12>

Подставляя в (11) значение возмущенного расхода, преобразуем это соотношение в трансцендентное уравнение, из которого методом итераций определяется значение Ііу в точке Мк ґ створа возмущения и, следовательно, параметр кинетичности Пк^.

Значение времени ^ в точке створа возмущения определяется из соотношения:

к-/ -V-!'

(х/ї^-Дг)

аї

1п

(і-^гьу-і)

(13)

Таким образом, в точке сетки характеристик определяются все

неизвестные параметры неустановившегося движения: время, глубина воды и, следовательно, площадь поперечного сечения потока и параметр кинетичности. Средняя скорость течения воды определяется из соотношения (12).

Для определения характеристик неустановившегося движения воды в створах сопряжения и створах отражения также получены необходимые расчётные зависимости.

Контроль за режимом работы и управлением затворами перегораживающих сооружений осуществляется в дискретные моменты времени в соответствии с математическими зависимостями, описывающими процесс кон-

троля и управления. Ему соответствуют расчётные операции управляющих воздействий и уставок.

В качестве математических зависимостей для расчёта управляющих воздействий затворами перегораживающих сооружений рассматриваются законы регулирования дискретного действия.

Для стабилизации глубины (уровня) и расхода воды на заданной уставке С?уст(1:) в верхнем и нижнем бьефах на заданной уставке используются дискретный (импульсный) и пропорциональный законы регулирования.

В настоящее время в процессе эксплуатации магистральных оросительных каналов возникает необходимость повышения качества управления подачи воды потребителям в узлах водовыдела.

При решении этой задачи необходимо обеспечить командование территорией, т. е. обеспечение необходимого уровня воды в заданных створах водовыдела в определённое время. С этой целью на многих ОС создаются дополнительные резервные ёмкости в виде бассейнов регулирования, в которых происходит накопление расчётного объёма воды и последующая сработка его в заданное время.

Используемые в настоящее время гидравлические методы расчёта не в состоянии обеспечить необходимый уровень управления водоподачей. В связи с этим была поставлена и решалась задача поиска такого способа, который позволит значительно повысить качество управления мелиоративным объектом (магистральным каналом) путём снижения непроизводительных сбросов на существующем магистральном канале с заданным уровнем обеспеченности оросительной водой водопользователей в узлах водовыдела. При этом основное внимание уделялось возможности использования имеющихся резервных ёмкостей в бьефах магистрального канала при реализации способа активного управления. Данный способ позволяет задействовать перегораживающие сооружения и перераспределять объёмы воды в бьефах магистрального канала таким образом, чтобы обеспечить командование территорией в узлах водовыдела в любой момент времени при отключении одного агрегата насосной станции или пролёта регулирующего сооружения.

Объём сработки (наполнения) многогранника в виде обелиска регули-

рования резервных ёмкостей на расчётном участке бьефов магистрального канала определяется по формуле:

W(nb,ns) = [(хр(пЬ,пз) + х1;(пЬ,щ) - хр(пЬ,пз1) - х1(пЬ,пз1))/2] х

х{[(2-Ь(пЬ, пэ) + Ь(пЬ,пэ)) • (glp(nb,ns) - £к(пЬ,пз)) +

+(2 • Ь(пЬ,пз1) + Ь(пЬ,пз)) • (glp(nb,nsl) - ёк(пЬ,пз1))]/б + +2/3-т(пЬ,т)- ^1р(пЬ,пз)-^К(пЬ,п5))2 -(glp(nb,nsl)-

2 2 -^и(пЬ,п51)) + (^р(пЬ,ш)-^1{;(пЬ,ш)) -^1р(пЬ,пз1)-

2

-^(пЬ,ш1)) + ^1р(пЬ,П8)-^к(пЬ,ш))-(^1р(пЬ,пз1) -

(14)

-§11(ПЬ,П51))]},

гдeW(nb,ns) - объём сработки (наполнения) многогранника в виде обелиска регулирования резервных ёмкостей на расчётном участке бьефов магистрального канала; пЬ - номер расчётного бьефа; Ш , ш! - номера створов, соответственно последующего и предыдущего; Ь(пЬ,пз) - ширина водотока по урезу воды; т(пЬ, пэ) - заложение откоса канала; хр(лЬ, п.я) , х1:(пЬ,ш) - координаты расчётных створов на последующем и предыдущем временных расчётных шагах (координаты расчётных створов могут незначительно видоизменяться, так как в методе характеристик координатная сетка является нерегулярной); §1р(пЬ, пз) , glt(nb,ns) - глубины воды в

расчётных створах канала на последующем и предыдущем временных расчётных шагах.

В четвертой главе рассматривается способ активного управления во-дораспределением в магистральных каналах с локальным регулированием уровней воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений.

Среди существующих способов автоматизированного управления технологическими процессами водораспределения, позволяющих минимизиро-

вать холостые и нетехнологические сбросы воды, наиболее простым и легко осуществимым является разработанный способ активного управления водо-распределением. Способ активного управления водораспределением, автоматически перераспределяя резервные ёмкости каналов, позволяет использовать излишки накопленных объёмов воды.

Предлагаемый способ может применяться для управления водораспределением в открытых магистральных каналах. Он называется активным потому, что основные элементы управления сосредоточены и осуществляются на головной насосной станции. При этом вся система бьефов магистрального канала на всём его протяжёнии автоматически перерегулируется и самонастраивается применительно к новому гидравлическому режиму канала. Манипуляции управления производятся путём отключения, а затем включения одного из агрегатов головной насосной станции на период активного управления.

Активное управление водораспределением предполагает использование в контуре управления локальных регуляторов по уровню верхнего или нижнего бьефов в виде перегораживающих сооружений. Место установки локальных регуляторов в системе бьефов (перегораживающих сооружений) магистрального канала находится в процессе проведения специальных имитационных исследований на математической модели.

Водопотребление на рассматриваемой ОС может быть предельно обеспеченным, обеспеченным и недостаточно обеспеченным. Предельно обеспеченным называется водопотребление, при котором общая сумма отборов воды действующими водопотребителями равна расходу головной насосной станции. Обеспеченным (недостаточно обеспеченным) называется водопотребление, при котором общая сумма отборов воды действующими водопотребителями меньше (больше) расхода головной насосной станции.

Обеспеченное водопотребление может быть 50%, 75% (в общем случае п %). Таким образом, предельно обеспеченное водопотребление является 100 %. Для случая предельно обеспеченного водопотребления:

<Знс=1Ч1 05)

¡=1

где ' Расх°Д головной насосной станции (головного водозабора), м3/с;

п - количество отборов воды; q¡ - расход г-го отбора воды, м3/с; (Зсбр -

расход сброса в конце магистрального канала, м3/с.

При реализации способа активного управления водораспределением должны быть выполнены имитационные исследования динамических гидравлических режимов.

Имитационные исследования динамических процессов проводились на математической модели АзМК с головной насосной станцией для случаев 75%, 85% и 95% обеспеченного водопотребления.

АзМК представляет собой русло трапецеидального сечения протяжённостью более 80 километров. С целью получения более точных результатов расчётов канал был разбит на 34 бьефа.

Головная насосная станция оборудована четырьмя насосными агрегатами равной производительности (2аГр = 5 м3/с.

Данные по бьефам с гидравлическими элементами и схематизированными значениями расходов водопотребления, уточнёнными в процессе проведения натурных исследований на АзМК, приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Гидравлические элементы в бьефах АзМК (выборка)

Шероховатость Уклон Длина бьефа, м Заложение откоса Ширина по дну, м Отбор волы, м3/с

75% 85% 95%

0,018 0,00006 5000 1,0 14,0 0,50 0,50 0,50

0,018 0,00006 2000 1,0 12,0 0,30 0,30 0,30

0,020 0,00006 3000 1,0 10,0 0,25 0,25 0,25

0,020 0,00006 1500 1,0 9,0 0,30 0,30 0,30

0,020 0,00006 2250 1,0 9,0 0,20 0,20 0,20

0,020 0,00006 750 1,5 9,0 0,30 0,60 0,60 -

0,020 0,00005 5500 1,0 6,0 0,40 0,40 0,40

0.020 0,00006 1000 1,0 6,0 0,30 0,30 0,30

0,020 0,00006 1250 1,0 6,0 0,30 0,30 0,30

0,020 0,00006 1000 1,0 6,0 0,15 0,35 0,35

0,020 0,00006 2250 1,0 6,0 0,30 0,30 0,30

0,020 0,00006 1500 1,0 6,0 0,30 . 0,30 0,30

0,020 0,00006 3250 1,0 5,0 0 0 0

Расчётный шаг для каждого бьефа математической модели магистраль-

ного канала принимается 250 м. Контроль за режимом работы и управлением затворами перегораживающих сооружений осуществляется в дискретные

моменты времени в соответствии с математическими зависимостями, описывающими процесс контроля и управления. Ему соответствуют расчётные операции управляющих воздействий и уставок.

В качестве математических зависимостей для расчёта управляющих воздействий затворами перегораживающих сооружений рассматриваются законы регулирования дискретного действия.

Имитационными исследованиями определено место установки трёх локальных регуляторов уровней воды по верхнему бьефу перегораживающих сооружений, указанные в таблице 2. Локальные регуляторы должны быть установлены на перегораживающих сооружениях в 20, 27 и 30 бьефах.

Процесс неустановившегося течения воды начинается с момента отключения одного агрегата головной насосной станции (с изменением расхода с 15 до 10 м3/с). Этот процесс сопровождается понижением уровня воды в бьефах канала.

Таблица 2 - Данные по перегораживающим сооружениям АзМК

бьефа Коэф. расхода Коэф. гор. сжа-| тая потока Коэф. верт. сжатия потока Ширина затвора, м Количество заіворов Открытие затвора, м Наличие регулятора

6 0,65 0,90 0,96 2,5 2 2,5 Нет

10 0,65 0,92 0,97 2,5 2 2,0 Нет

18 0,66 0,95 0,96 2,0 2 1,3 Нет

20 0,65 0,94 0,97 2,0 2 1,2 Да

24 0,65 0,96 0,97 2,0 2 0,8 Нет

27 0,60 0,96 0,97 2,0 2 0,6 Да

30 0,60 0,95 0,96 2,0 2 0,6 Да

Через шесть часов отключённый агрегат вновь включается (с изменением расхода с 10 до 15 м3/с), при этом отборы воды сохраняются на прежнем уровне. Этот процесс сопровождается подъёмом уровней воды в бьефах канала. Один полный период активного управления водораспределепием продолжается 24 часа. Таким образом, за 24 часа осуществляется весь цикл процесса управления водораспределепием, включающий в себя управление водоподачей на головной насосной станции и управление водоотбором в точках водовыдела.

Выборочные результаты расчётов неустановившегося течения воды в

бьефах АзМК для обеспеченности 95% при отключении и включении одного го агрегатов головной насосной станции в продолжение одного полного периода активного управления водораспределением, равного 24 часам, приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Данные расчёта неустановившегося течения воды при включении и отключении одного агрегата насосной станции АзМК по бьефам для отбора 95% обеспеченности при наличии 3-х регуляторов уровней

воды по верхнему бьефу сооружений

№ харакгсрисшю- Расход, м3/с Глубина, м Расстояние, м Скорость, м/с Время, с

1 бьеф

0 15,00 2,05 0 0,46 0

180 10,00 1,69 0 0,38 22208

720 15,00 2,01 0 0,47 87521

5 бьеф

0 13,65 2,30 13500 0,53 2814

180 10,19 1,95 13500 0.48 . 25266

720 13,31 2,21 13500 0,54 I 90359

9 бьеф

0 11,25 2,19 21000 0,46 4465

180 8,66 1,93 21000 0,41 27021

720 10,65 2,05 21000 0,47 92037

17 бьеф

0 7,75 2,12 36500 0,36 7973

180 6,79 1,98 _ 36500 0,34 30671

720 6,85 1,93 36500 0,36 95652

19 бьеф

0 6,85 2,00 46500 0,38 10274

180 6,44 1,93 46500 0,37 33016

720 6,00 1,85 46500 0,37 98029

23 бьеф

0 4,95 1,78 55500 0,32 12479

180 4,86 1,74 55500 0,33 35240

720 4,27 1 1,75 55500 0,28 100282

26 бьеф

0 3,70 1,53 61500 0,29 14087

180 3,66 1,49 61500 0,30 36858

720 3,25 1,50 61500 0,26 101921

29 бьеф

0 2,55 1,04 I 70500 0,35 16688

180 2.22 0,99 70500 0,32 39533

720 | 1,90 1,02 70500 0,27 104668

В качестве начального и граничных условий приняты гидравлические

параметры канала по бьефам, соответствующие установившемуся неравномерному течению с расходом воды <2=15 м3/с и глубиной воды в голове ка-

нала Ь = 2,05 м.

Активное управление процессами водораспределения осуществлялось средствами пакетов прикладных программ «СТАТИКА» и «ДИНАМИКА».

Характеристика нулевая отвечает начальному установившемуся процессу течения воды в бьефах канала с расходом воды = 15 м3/с и периоду времени 1=0. Характеристика первая отвечает началу неустановившегося процесса течения воды в бьефах канала с изменением расхода воды на головной насосной станции до <3 = 10 м3/с и пониженными отборами в точках во-довыдела 95% обеспеченности.

Характеристика 180-я отвечает условиям неустановившегося процесса течения воды с расходом воды в головном створе канала <3 = 10 м3/с и периоду времени Л - 6 часов. Характеристика 181-я отвечает условиям неустановившегося процесса течения воды с расходом воды в головном створе канала С? = 15 м3/с. Характеристика 720-я отвечает условиям неустановившегося процесса течения воды с расходом воды в головном створе канала С? = 15 м3/с и периоду времени ? = 24 часа. На 720-й характеристике полный суточный интервал управления водораспределением завершается. Этот момент характеризуется восстановленными глубинами воды в бьефах магистрального оросительного канала.

На рисунках 1, 2 представлены графики изменения глубин и расходов в зависимости от удалённости расчётных створов от головного створа магистрального канала для отбора расходов воды максимально возможной, 95% обеспеченности при наличии трех регуляторов уровней по верхнему бьефу сооружений.

Анализ рисунка 1 показывает, что глубина удерживается на авторегуляторах на уровне первоначального значения, между регуляторами несколько снижается, понижение достигает порядка 0,1-0,2 м.

Н.м

\

у N . .ч \ ■ - ■ -и і»« - ч г •

■ \

■

і Оч У л

1 і і !

...!. .

О 2 4 6 3 10 12 14 18 18 20 22 24 26 28 30 32 34 —"—Начало динамического процесса —»-б часов - -> - 24 часа № бьефз

Рисунок 1 - Зависимость изменения глубин от удалённости бьефов от головного створа АзМК (95%)

Таким образом, использование авторегуляторов при активном способе управления водораспределением позволяет обеспечить заданный уровень в требуемых бьефах даже при максимальном отборе воды потребителями, а, к%

1 1

Ьм

4

N — — і -

— і К4

■

- —

\

41

О 2 4 8 8 1С 12 14 16 18 20 22 74 26 28 30 32

—1—Начало динамического процесса —»-бчасоэ -'-24часа № бьефа

Рисунок 2 - Зависимость изменения расходов от удалённости бьефов от головного створа АзМК (95%)

Из рисунка 2 следует, что с отключением одного агрегата в конце первого полуцикла регулирования наблюдается снижение расходов воды на всем

протяжении магистрального канала. В бьефе 1 для первого полуцикла имеется максимальное снижение порядка 5 м3/с с последующим уменьшением изменения расхода воды по длине до хвостовой части. В течение второго полуцикла, после включения одного агрегата насосной станции, расход по длине канала увеличивается и в конце цикла регулирования практически достигает начального значения. В бьефах с 14 по 18 эта разница составляет порядка 1м3/с при постоянном объёме. Этот факт подтверждает невозможность использования традиционных методов водоизмерения, справедливых для стационарного режима течения воды.

При размещении авторегуляторов уровня воды в заданных створах наблюдается волновое понижение расхода в процессе управления с постепенным увеличением расхода над исходным до 1,3 м3/с при неизменном значении уровней (рисунок 3,4), для 26 бьефа в процессе управления наблюдается значительное снижения расхода (порядка 1,1 м3/с) с последующим увеличением на 0,2 м3/с (рисунок 3,4) при практически неизменном уровне.

Н, м

0.00 200 4.00 6 00 а 00 10 00 12.00 14 00 16 00 15.00 20 00 22 00 24 00 26 00 2Й 00 30 00 — 19-й бьеф - - 26-й бьеф 29-й бьеф Т. час

Рисунок 3 — Зависимость изменения глубин от времени в конечных створах 19, 26 и 29 бьефов (95%)

При сопоставлении графиков изменения расходов и уровня воды на авторегуляторах в процессе управления можно обнаружить несоответствие заданным уровням расходов воды на подъёме и спаде. Это несоответствие диктует необходимость применения соответствующих методов и средств, спра-

ведливых для динамического режима управлением водораспределением.

О, и'ÍC

ООО 2.00 4.00 6 00 8 00 10 00 12 00 14.00 16 00 18.00 20 00 22 ОС 24.00 2« 00 26 00 30 СО -19-й Бьеф --26-й бьеф ~ 29-й бьеф Т, час

Рисунок 4 - Закон изменения расхода от времени на гидравлических авторегуляторах в конечных створах 19,26 и 29 бьефов (95%)

На рисунке 5 графики показывают, что в соответствии с принятым дискретным (импульсным) законом регулирования авторегуляторы выполняют функцию обеспечения заданного уровня командования территории. Для 19 бьефа величина открытия затворов изменяется в диапазоне 1,2-0,7 м, для 26 в диапазоне 0,6-0,22 м, для 29 бьефа порядка 0,6-0,2 м.

н.и

j i i i

— ч — — — 1 i i j

— — — j ;

i i 1 1 1

— 1 t -. ^

; j 1 i — —

Г 1 i i 1

ООО 2 00 4 00 6,00 8 00 10.00 12 00 14 00 16 00 18 00 20 00 2200 24 00 2600 2800 3000 —79-й бьеф --2б-й бьеф — 29-й бьеф - Т, час

Рисунок 5 - Закон изменения величины открытия затворов от времени на гидравлических авторегуляторах в конечных створах 19, 26 и 29 бьефов (95%)

Рисунок 6 - Изменение ёмкостей канала по длине в процессе управления водораспределением с локальным регулированием уровней воды на сооружениях (95%)

Рисунок 6 показывает, что в процессе цикла активного управления во-дораспределения идёт постепенная сработка имеющихся на начало динамического процесса объёмов. Максимальное снижение объёмов достигается на 20-м бьефе.

к, м'/с

Рисунок 7 - Изменение ёмкостей канала в бьефах в процессе управления водораспределением с локальным регулированием уровней воды на сооружениях при (95 %)

На рисунке 7 чётко просматриваются закономерности изменения ёмкости канала в бьефах в процессе управления водораспределением с локальным регулированием уровней воды на сооружениях при 95% обеспеченности отборов воды в точках водовыдела. Наибольшее понижение объёмов наблюдается в головных бьефах, т. е. там, где отсутствуют регуляторы уровней по верхнему бьефу. В бьефе 10 имеется незначительное снижение объёма, в бьефе 20 происходит постепенное снижение объёма в цикле регулирования с тем, чтобы обеспечить заданный уровень, выдерживаемый на авторегуляторе. В 30 бьефе объём в процессе активного управления практически не изменяется.

Аналогично, в диссертации рассматривается способ активного управления водораспределением в магистральных каналах с локальным регулированием уровней воды по нижнему бьефу перегораживающих сооружений.

Так же, как и в способе активного управления водораспределением с использованием локальных регуляторов уровней по верхнему бьефу перегораживающих сооружений, были проведены имитационные исследования для случаев 75%, 85%, 90% обеспеченности.

Пятая глава посвящена выбору местоположения и необходимого количества локальных регуляторов расходов воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений для целей активного управления водораспределением в магистральных каналах.

Преимуществом рассматриваемого способа управления с локальным регулированием расходов воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений является возможность использования только одного локального регулятора уровня воды. Для стабилизации уровня воды, соответственно, в верхнем и нижнем бьефах на заданной уставке использован дискретный (импульсный) закон регулирования. Каждый бьеф был разбит на участки протяжённостью 500 м.

Имитационные исследования динамических процессов проводились на математической модели АзМК с головной насосной станцией для случая во-допотребления 90 % обеспеченности.

Данные по бьефам с гидравлическими элементами со схематизирован-

ными значениями расходов водопотребления, уточнёнными в процессе проведения натурных исследований для локального регулирования расходов воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений на АзМК, приведены в таблице 1. Имитационными исследованиями определено место установки одного дополнительного локального регулятора расходов воды по нижнему бьефу перегораживающих сооружений между 26 и 27 бьефами.

На рисунке 8 представлена зависимость изменения глубин от удалённости бьефов от головного створа магистрального канала для отбора расходов воды 90% обеспеченности при наличии регулятора расхода по верхнему бьефу сооружений. Для заданных условий 90-я характеристика соответствует 6 часам первого периода цикла управления, а 360-я отвечает 24 часам. Полный цикл активного управления водораспределеиием составляет 24 часа.

В первом полуцикле регулирования 90% обеспеченности на протяжении 6 часов наблюдается довольно значительное снижение уровней в головной части магистрального канала порядка 0,3 м, на авторегуляторе, установленном между 26 и 27 бьефам, глубина удерживается практически на уровне первоначального значения. Во втором цикле регулирования включается агрегат насосной станции, уровень воды в бьефах магистрального канала повышается в последующие 18 часов, несколько понижаясь на авторегуляторе.

Н,м

0 -^--- .. ____1 1 1 , I______^ № бьефа

О 2 4 в в 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 -♦-0-я характеристика -*-80-яхарактериетика -»-ЗбО-яхарактеристжа

Рисунок 8 - Зависимость изменения глубин от удалённости бьефов от головного створа магистрального канала (90%)

О, м'/с

характеристика -«-80-яхарастеристика -*-36Э-яхарактеристика

Рисунок 9 - Зависимость изменения расходов от удалённости бьефов от головного створа магистрального канала для (90%)

Как показывает анализ рисунка 9, с отключением одного афегата наблюдается снижение расходов воды в головной части канала с 1-го по 18-й бьеф, так в 1 бьефе для первого полуцикла имеется максимальное снижение порядка 5 м3/с с последующим уменьшением изменения расхода воды по длине до 17 бьефа, в 18 бьефе расход практически не меняется. Так, в 19 бьефе эта разница составляет порядка 1м3/с при постоянном объёме. В головной части канала конечное значение расходов несколько ниже исходных. Это подтверждает возможность перераспределения аккумулирующих объёмов воды в бьефах магистрального канала с целью повышения качества управления водораспределением, более эффективного использования водных ресурсов.

На рисунке 10 представлена зависимость изменения глубин воды в конечных створах 19,26 и 29 для отбора расходов воды 90% обеспеченности при наличии регулятора расхода по верхнему бьефу сооружений. Для 19 бьефа характерно волновое изменение уровня с понижением на 0,15 м в течение первого полуцикла регулирования с восстановлением глубин во втором полуцикле. В конечном створе 26 бьефа глубина постепенно понижается в процессе регулирования на 0,1 м, в 29 глубина практически не изменяется.

10 12 14

18 18 20 22 2* 26 28 30 32 -26-й бьеф -29-й бьеф

Рисунок 10 - Зависимость изменения глубин от времени в конечных створах 19,26 и 29 бьефов (90%)

Рисунок 11 - Зависимость изменения расходов от времени в конечных створах 19, 26 и 29 бьефов для отбора расходов воды 90% обеспеченности при наличии регулятора расходов по верхнему бьефу сооружений

На рисунке 11 для 19 бьефа характерно волновое изменение расхода в процессе управления с постепенным восстановлением при таком же изменении уровня (рисунок 10), для 26 бьефа в процессе управления наблюдается удержание расхода в начальном состоянии при некотором снижении уровня. Аналогичные процессы характерны и для 29 бьефа. При сопоставлении графиков изменения расходов и уровня воды на авторегуляторах в процессе управления можно обнаружить довольно близкое соответствие расходов заданным уровням воды на подъёме и спаде. Это допускает использование в

определённых условиях с регуляторами расхода по верхнему бьефу сооружений соответствующих методов и средств, справедливых для установившегося режима управлением водораспределением.

Аналогичные исследования были проведены для способа активного управления водораспределением с локальным регулированием расходов воды по нижнему бьефу перегораживающих сооружений.

Шестая глава посвящена вопросам применения аналитических решений дифференциальных уравнений Сен-Венана для целей водоизмерения в оросительных магистральных каналах.

Учитывая высоко динамичный характер течения при смене режимов работы головной насосной станции, актуальной задачей является разработка новых оптимальных способов и методов водоучёта и водоизмерения при неустановившемся режиме течения воды в открытых водотоках.

За последние десятилетия практически не изменились основные требования к средствам водоучёта и водоизмерения, которые были разработаны применительно к условиям статического регулирования водораспределением. Это связано, прежде всего, с применением водоучётных и водоизмерительных средств, разработанных и используемых в условиях установившегося равномерного течения воды, когда соблюдается однозначная зависимость между глубиной и расходом воды на подъёме и на спаде уровней.

В условиях эксплуатации сооружений при неустановившемся режиме течения воды, существующие средства водоизмерения не применимы. Поэтому в комплексе задач, определяющих решение проблемы водоизмерения, на участках водотоков, отводящих воду от сооружений, важным направлением является разработка новых способов водоизмерения при неустановившемся режиме течения воды.

Когда граница водотока, находящаяся в направлении (или против) течения воды, находится далеко от створа возмущения расхода или уровня и не влияет на характер течения в водотоке, то эту границу можно считать лежащей в бесконечности. Такие водотоки называют водотоками полуограниченной, или полубесконечной протяжённости, а движущиеся в них волны называют «волнами одного направления».

В работе получены аналитические решения линеаризованных диффе-

ренциальных уравнений Сен-Венана с применением метода полного интеграла.

Процесс линеаризации системы дифференциальных уравнений Сен-Венана состоит в разложении параметров неустановившегося течения воды при малых возмущениях на составляющие вида:

Н = Н0+АН, и = и0+Ди, (16)

где

ди = _ОоВоДН+±Лд,

Щ ®0

и отбрасывании высших степеней и произведений возмущений АН , Д11 и их производных.

Параметры, отмеченные нулевым индексом, отвечают режиму невозмущённого установившегося течения воды.

Можно получить следующие уравнения возмущённого течения:

от ЗХ (ЭХ

0 а эх

где

ио

2^0

В0

Ф = (1 + 2у)

Подстановкой вида

(17)

(18)

(19)

2\Ц

+ т

Ь + 2тЦ

о

Ь + 2НП л/Г н-т

(Ь + тН0)Н0

Пх

(20)

Др = (и0+С0)В0АН-1е"(и»±с») + М -пыфни^с,,.]

П П

система уравнений (17), (18) приводится к одному гиперболическому дифференциальному уравнению в частных производных первого порядка относительно функции АН(х,1):

и ЭДН ,тт ЗДН

<л дх

Пх .

(21)

<и0±с0)

= _^Де-т+а[*-(ио±со)'] Р П (и0±С0)'

где М, Р, а - постоянные параметры, определяемые из начальных условий.

Общим решением дифференциального уравнения (21) является соотношение в виде полного интеграла:

Пх

+ (22)

-е """ ............. +- С

I ^ _ 3 ■-Пна[х-чип±с„)>1

П(П±2аС0) (и0 + С0)

где функция Ф и постоянный параметр С определяются из граничных условий.

Применив теорию полного интеграла, будем искать решение, описывающее процесс трансформации волны одного направления, движущейся в бесконечно длинном призматическом канале с начальным равномерным режимом течения воды.

Для начального и граничного условий в створе возмущения, задаваемых в виде:

В0ДН(х,0) = 0, В0ДН(0,1) = а, (23)

где С, - постоянный параметр, получены аналитические решения для водотока полуограниченной протяжённости (0 < х < да), которые имеют вид:

В0ЛН = +,_2;С°Т X

(и0+с0)

П* е си0±с0> _ 1

. а(и0+С0) (П±2аС0) ±2С0т[п+а(и0±с0)] е-Пт _е <"оТС0) . , -ПТ 1 + е — 1

+

2СС0Та [п+а(и0±с0)][х-(и01с0)»] е-Ш+а[х-(и0±с0)1]_е (и0Тс0)

(П±2аС0) а(и0 + С0) (П±2аС0) ±2С0т[П+а(и0±е0)] е-Пт _е (и0тс0) + е"пт-Ь

(и0тс0)

[х-(и0 + С0)1]

(24)

-П1+а[х-(и0±с(1и] _

(П±2аС0)

[П+а(и0±с0)][х-(и0тс0)(]

(Ч0+С0)

а(Ц0+С0)

(П±2аС0) ±2СС0Т

±2 С,

'0т[п+а(и0±с0)]

-Пт _ (и0+с„)

е -е

• +

+ е'ш -1

;-П1+а[х-(и0±С0)1]

ау0+С0) (П±2аС0)

-Пт

е -е

т[п+а(и0±с0)] (и„тс0)

+ е

-пт

-С[х-(и0ТС0)^ (25)

где Т - время распространения начального возмущения до расчётного створа х, определяемое по формуле:

х

Т = -

(26)

(и0±с0)

Получены аналитические решения линейных дифференциальных уравнений одномерного неустановившегося течения воды для открытых водотоков полуограниченной протяжённости, которые могут быть использованы для целей водоизмерения. В работе приведён пример расчёта для условий

сброса воды из водохранилища в нижний бьеф.

В седьмой главе анализируются натурные исследования на АзМК и даются рекомендации по оптимизации водораспределения в открытых каналах ОС.

Оценка степени адекватности параметров переходных гидравлических процессов, полученных на математической модели, фактическим значениям проведена на основании их сопоставления с данными специальных натурных исследований на АзМК. В качестве начального и граничных условий приняты необходимые для расчёта гидравлические параметры канала по бьефам на рассматриваемом участке канала длиной 22 км, соответствующие установившемуся неравномерному течению с расходом воды О1 = 10 м3/с и глубиной воды в голове канала Н = 1,76 м.

Гидрограф изменения расходов воды на головной насосной станции задан функцией 0=Г(Т) в начале 1 -го бьефа (рисунок 12).

О, м3/с

№

9 - ---.-- --:-----,---- ----------,----------

О 5000 10000 15000 20000 25000 ЗОООО 35000 40000 45000 50000

-СМ(Т) в начале 1-го бьефа --СИ(Т) в конце 5-го бьефа

-СМ(Т) в конце 9-го бьефа ♦ натурные данные

Рисунок 12 - Функциональная зависимость изменения расхода потока от времени в бьефах 1, 5, 9

На этом же рисунке представлены расчётные графики изменения расходов воды в зависимости от времени в створах в конце 5-го и в конце 9-го бьефов. В таблице 4 приведены данные по перегораживающим сооружениям АзМК на расчётном участке.

Таблица 4 - Данные по перегораживающим сооружениям АзМК

№ бьефа Коэффициенты сжатия потока Ширина затвора, м Количество затворов Величина открытия затвора, м

6 0,65 0,90 0,96 2,5 2 3,0

10 0,65 0,92 0,97 2,5 2 1,7

На расчётном графике зависимости Н = Г(Т) (рисунок 13) прослеживается подъём глубин при включении агрегата и снижение при отключении.

О 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000

"' Н=^Т) з начале 1-го бьефа -Н=((Т) в конце 5-го бьефа

—-Н=Г(Т) в конце 9-го бьефа а натурные данные в конце 5-го бьефа

& натурные данные в конце 9-го бьефа 0 натурные данные в начале 1-го бьеф:

Рисунок 13 - Функциональная зависимость изменения глубины потока от времени в бьефах 1,5,9

В бьефах 5 и 9, достаточно удалённых от головной насосной станции, влияние включения и отключения агрегата на рассматриваемый процесс характеризуется временным запаздыванием, определяемым временем добега-ния расчётных расходов воды до контролируемых створов. Натурные данные по глубинам, наложенные на расчётные зависимости, подтверждают достаточную степень адекватности параметров переходных гидравлических процессов их расчётным значениям.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе предлагаемого автором нового способа активного управления водораспределением и водоизмерения разработан единый подход к решению задач автоматизированного регулирования водоподачи на объекты орошения. Данный способ позволяет задействовать перегораживающие сооружения и перераспределять объёмы воды в бьефах магистрального канала таким образом, чтобы обеспечить командование территорией в узлах водо-выдела в любой момент времени при отключении одного агрегата насосной станции. В результате имитационных исследований установлен максимально возможный временной период отключения одного агрегата, составляющий 6 часов. Полный период активного управления водораспределением соответ-

ствует 24 часам.

2. Впервые получены аналитические решения обыкновенных дифференциальных уравнений характеристик для расчёта одномерного неустановившегося течения воды в бьефах оросительных магистральных каналов. При заданных краевых условиях точное решение этих дифференциальных уравнений невозможно, поэтому предварительно использовалась линеаризация

малоизменяемых параметров с преобразованием к квадратурам.

3. Определены краевые условия для конструктивных элементов оросительного магистрального канала и решена краевая задача для целей активного управления водораспределением и водоизмерения с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров каналов и в средних точках. Получены расчётные зависимости для определения характеристик неустановившегося движения воды в створах возмущения и отражения.

4. Разработаны алгоритмы для расчёта управляющих воздействий величин открытий затворов сооружений с дискретно-импульсным законом ре- ' гулирования уровней и расходов воды по бьефам перегораживающих сооружений с учётом возмущающих воздействий на систему, к которым относятся: включение и отключение агрегата головной насосной станции, изменение величин отборов расходов воды в створах водовыделов и др. Контроль за режимом работы и управлением затворами перегораживающих сооружений осуществляется в дискретные моменты времени в соответствии с полученными зависимостями, описывающими эти процессы.

5. Впервые разработан метод расчёта изменения объёма сработки (наполнения) резервных ёмкостей на расчётном участие бьефов оросительного магистрального канала по длине в процессе активного управления водораспределением. В качестве резервной ёмкости рассматривается многогранник в виде обелиска или клина.

6. Разработаны математические модели и алгоритмы расчёта гидрав-

лических переходных процессов, соответствующих различным режимам эксплуатации оросительных магистральных каналов. Алгоритмы управления водораспределением разработаны применительно к условиям работы магистральных каналов с машинным водоподъёмом с учётом работы большей части водопотребителей «по требованию». Для расчёта установившегося и неустановившегося режимов течения воды реализован пакет прикладных программ для различных краевых и граничных условий.

7. Выполненные исследования характеристик динамических процессов в открытых каналах ОС в зависимости от структуры возмущающих воздействий и от параметров восприимчивости системы бьефов оросительных каналов к возмущающим воздействиям подтверждают необходимость совместного использования средств локального регулирования и математических моделей, реализующих управление поведением мелиоративной системы. При проведении имитационных исследований на математической модели на примере АзМК с использованием авторегуляторов расходов и уровней воды по верхнему и нижнему бьефу сооружений для различных случаев обеспеченности по водоотборам анализировались изменения уровней, расходов, средних скоростей, резервных объёмов воды в фиксированных створах, бьефах и по длине оросительного магистрального канала.

8. В условиях эксплуатации сбросных сооружений, входящих в состав мелиоративной сети, при неустановившемся режиме течения воды, существующие средства определения расходов не применимы. Поэтому в комплексе задач, определяющих решение этой проблемы, на участках водотоков, отводящих воду от сооружений, важным направлением является разработка новых способов определения расходов при неустановившемся режиме течения воды. С использованием метода малых возмущений получены аналитические решения уравнений Сен-Венана, на основе которых разработан новый способ определения расходов воды в протяжённых магистральных каналах,

9. По результатам натурных исследований уточнены гидравлические характеристики АзМК, а также параметры гидротехнических сооружений и

значения забираемых расходов воды в створах водоотбора. При проведении натурных исследований проводились уточнения расходов водоотборов в заданных фиксированных створах водотока, глубин воды в заданных сворах, гидравлических и морфометрических параметров русла на расчётных участках, данных по характеристикам затворов на перегораживающих сооружениях (конструктивных особенностей затворов, их количества, размеров, величин открытия затворов и др.). Натурные данные подтверждают достаточную степень адекватности параметров переходных гидравлических процессов их расчётным значениям.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Разработанный способ активного управления водораслределением может применяться для управления водораспределением в открытых магистральных каналах с головной насосной станцией. Реализация способа активного управления на АзМК позволяет за одни сутки экономить объём воды W = 6-3600-5 = 108 ООО м3 и количество электроэнергии, необходимой для работы одного насосного агрегата в течение 6 часов.

2. Для расчёта реализации способа активного управления водораспределением использовать разработанный программный комплекс, основанный на методе характеристик. В программный комплекс входят несколько версий программы «СТАТИКА» и несколько версий программы «ДИНАМИКА».

3. Использовать полученные расчётные зависимости для определения объёма сработки/налолнения резервных ёмкостей в бьефах магистрального канала.

4. При разработке авторегуляторов управления затворами перегораживающих сооружений использовать разработанные алгоритмы работы регуляторов уровней и расходов воды по верхнему и нижнему бьефам сооружений.

5. Использовать полученные аналитические решения линеаризованных дифференциальных уравнений Сен-Венана в открытых водотоках полуограниченной при совершенствовании способов водоизмсрения расходов воды в протяжённых магистральных каналах.

Список опубликованных работ, отражающих основное содержание диссертации

1. Из перечня ВАК ведущих рецензируемых научных журналов и изданий

1. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Лобанов Г.Л. Численный метод решения дифференциальных уравнений характеристик неустановившегося течения воды в открытых руслах //Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2000. № 1. С. 56-60 (автор - 50%).

2. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Лобанов Г.Л. Математическое моделирование активных средств управления водораспределением в открытых руслах //Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2000. № 1. С. 53-56 (автор - 50%).

3. Ткачев А. А. Активное управление водораспределением в магистральных каналах с предельно обеспеченным (100%) водопотреблением с локальным регулированием уровней воды на перегораживающих сооружениях //Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2006. №2. С. 100-109.

4. Ткачев А. А. Управление водораспределением в каналах с локальным регулирование уровней воды по верхнему бьефу перегораживающих сооружений// Мелиорация и водное хозяйство. 2008. №5. С. 37-40.

5. Ткачев A.A. Повышение эффективности функционирования оросительных магистральных каналов в условиях неустановившегося течения воды // Труды Кубан. гос. агр. ун-та. спец. вып., посвящ. междунар. науч,-практ. конф. «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства плодородия» (9-12 сентября 2008 г., г. Краснодар) г. Краснодар, 2008. С. 94-99.

6. Ткачев A.A. Расчёт расходов воды в магистральных каналах для неустановившегося режима течения // Гидротехн. стр-во. 2009. №3. С. 42-47.

7. Ткачев А. А., Иваненко Ю.Г., Иваненко Н.Г. Расчёт кинематических волн паводков // Труды Кубан. гос. агр. ун-та. 2010. № 1(22). С. 191-195 (автор - 50%).

8. ■ Ткачев A.A. Управление водораспределением в оросительных магистральных каналах // Вестник Сарат. госагр. ун-та. 2010. №6. С. 24-27.

9. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Тараканов H.A. Методика расчёта элементов бороздкового полива при установившемся течении воды с переменным расходом //Мелиорация и водное хозяйство. 2010. №4. С. 30-31 (автор - 50%).

10. Ткачев A.A. Расчёт переходных процессов в бьефах магистрального канала при различных схемах регулирования для способа активного управления водораспределением // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2011. №3. С. 86-91.

11. Ткачев A.A. Анализ результатов расчёта переходных гидравлических процессов для способа активного управления водораспределением на примере магистрального канала Пригородной оросительной системы г.

Краснодара // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2011. №4. С. 112-116.

2. Авторские свидетельства и патенты

12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011613468 «Программа моделирования процессов управления во-дораспределеиием с использованием локальных регуляторов уровней воды по верхнему бьефу сооружений» от 4 мая 2011 г. / Иваненко Ю.Г., Ткачев A.A., Коржов В.И.; заявитель и правообладатель ФГОУ ВПО Новочерк. гос. мелиор. акад.; опубл. 20.09.2011, Бюл. 3. (часть 1) 189 с. (автор - 40%).

3. Монографии, учебные пособия

13. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Теоретические принципы и решения специальных задач гидравлики открытых водотоков : учеб. пособие / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 2001. 203 с (автор - 50%).

14. Ткачев A.A. Оптимизация процессов управления водораспреде-лением на магистральных оросительных каналах : монография / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск : Оникс+, 2007. 146 с.

15. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Теоретические и прикладные проблемы гидравлики рек и каналов / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 2007. 250 с (автор - 50%).

4. Прочие издания

16. Ткачев A.A. Проектирование устойчивого русла в несвязных грунтах и оптимизация гидравлических режимов в подводящих каналах насосных станций //Актуальные вопросы мелиораций и природопользования: тез. докл. науч.-техн. конф. аспирантов и студ. (27 мая 1997г., г. Новочеркасск)/ Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 1997. С. 38-39.

17. Ткачев A.A. Алгоритмы функционирования активных средств управления для оптимизации процессов водораспределения в каналах оросительных систем /Тез. докл. науч.-техн. конф. аспирантов и студ. (апрель 1998 г.) / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 1998. С. 47-50.

18. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Лобанов Г.Л. Алгоритмы для способа водоизмерения при переходных динамических режимах течения воды в руслах полуограниченной протяженности //Мелиорация антропогенных ландшафтов: межвуз. сб. тр. / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 1999. Т. 7 : Охрана и использование водных ресурсов юга России. С. 9-14 (автор-40%).

19. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Аналитический метод решения дифференциальных уравнений начальных характеристик неустановившегося течения воды в открытых руслах // Актуальные вопросы повышения эффективности водных мелиораций в южном Федеральном округе : (материалы науч. секции «Эксплуатация гидромелиоративных систем» отд-ния земледелия, мелиор. и леей, хоз-ва Россельхозакадемии). Новочеркасск, 2000. С. 103-109 (автор-50%).

20. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Применение дифференциальных уравнений характеристик для расчёта неустановившегося течения воды в от-

крытых руслах //Актуальные вопросы повышения эффективности водных мелиораций в южном Федеральном округе : (материалы науч. секции «Эксплуатация гидромелиоративных систем» отд-ния земледелия, мелиор. и лесн. хоз-ва Россельхозакадемии). Новочеркасск, 2000. С. 109-113 (автор - 50%).

21. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Лобанов Г.Л. Аналитический метод решения дифференциальных уравнений неравномерного установившегося течения воды в открытых призматических руслах с прямым уклоном дна //Мелиорация антропогенных ландшафтов: межвуз. сб. тр. / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 2000. Т. 11 : - Водохозяйственные проблемы юга России. С. 66-68 (автор - 40%).

22. Ткачев A.A. Программный комплекс управления водораспреде-лением в магистральных каналах оросительных систем //Информационные технологии в обучении и сельскохозяйственном производстве : материалы междунар. науч.-произв. конф. (23-24 апреля 2003 г., г. Новочеркасск) г. Новочеркасск, 2003. С. 48-50.

23. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Яновский A.C., Лобанов Г.Л., Кали-стратов И.И. Натурные и имитационные исследования переходных гидравлических процессов на Азовском магистральном канале //Мелиорация и водное хозяйство : материалы регион, науч.-практ. конф., посвящ. 95-летию мелиоративного образования на Юге России /ФГОУ ВПО Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск : НПО «ТЕМП», 2003. Вып. 2. Т. 2. С. 98-102 (автор -30%).

24. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Яновский A.C. Способ активного управления водораспределением в магистральных каналах оросительных систем с головной насосной станцией //Мелиорация и водное хозяйство: материалы регион, науч.-практ. конф., посвящ. 95-летию мелиоративного образования на Юге России /ФГОУ ВПО Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск : НПО «ТЕМП», 2003. Вып. 2. Т. 2. С. 86-90 (автор - 40%).

25. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Яновский A.C. Имитационные и натурные исследования переходных гидравлических процессов на Азовском магистральном канале //Гидравлика (наука и дисциплина): материалы междунар. науч.-теор. конф. СПб.:Изд-во СПбГПУ, 2004. С. 66-68 (автор - 40%).

26. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Калистратов И.И. Исследование характера взаимосвязей между параметрами неустановившегося течения воды для целей водоизмерения //Новые технологии управления движением технических объектов: сб. статей по материалам 7-й междунар. науч.-техн. конф. (15-17 декабря 2004 г., г. Новочеркасск). Ростов-н/Д : Изд-во СКНЦ ВШ, 2004. Вып. 5. С. 152-159 (автор - 40%).

27. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Калистратов И.И. Новый способ водоизмерения в магистральном канале с головной насосной станцией при неустановившемся течении воды //Новые технологии управления движением технических объектов: сб. статей по материалам 7-й междунар. науч.-техн. конф. (5-17 декабря 2004 г., г. Новочеркасск). Ростов-н/Д : Изд-во СКНЦ ВШ, 2004. Вып. 5. С. 159-164 (автор - 40%).

28. Ткачев Л. А., Иваненко Ю.Г., Иваненко Н.Г., Калистратов И.И. Расчёты неустановившегося течения воды в открытых руслах полуограниченной протяжённости // Двадцатое пленарное межвуз. координ. сов. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов, (13-15 октября 2005 г., г. Ульяновск) : докл. и краткие сообщения. Ульяновск, 2005. С 173-175 (автор-40%).

29. Ткачев А. А., Иваненко Ю.Г. Исследование переходных гидравлических процессов на Азовском магистральном канале // Двадцатое пленарное межвуз. координ. сов. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов, (13-15 октября 2005 г., г. Ульяновск): докл. и краткие сообщения. Ульяновск, 2005. С. 175-177 (автор - 60%).

30. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Современное состояние проблемы водоизмерения и водоучёта в открытых каналах оросительных систем // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2006. прилож. № 3. С. 101-106 (автор - 50%).

31. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Расчет попусков сбросных расходов воды из водохранилищ // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2006. прилож. № 4. С. 69-77 (автор - 50%).

32. Ткачев A.A. Информационное, технологическое, математическое и программное обеспечение активного управления водораспределением в открытых магистральных каналах с головной насосной станцией // Вопросы мелиорации. 2006. №3-4. С. 38-44.

33. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Расчёт переходных процессов в бьефах магистрального канала при различных схемах регулирования для способа активного управления водораспределением // Вопросы мелиорации. 2006 №3-4. С. 56-61 (автор - 50%).

34. Ткачев A.A. Активное комплексное управление водораспределением в магистральных каналах оросительных систем //Экологические проблемы природопользования в мелиоративном земледелии: материалы меж-дунар. науч.-практ. конф. (2-3 февраля 2006 г., г. Новочеркасск): в 2 т. М-во с.-х. РФ; отд-ния. мелиор., водн. и лесн. хоз-ва Россельхозакадемии; Ново-черк. гос. мелиор. акад.; междунар. акад. Экологии и природопользования; ред. кол. В.Н. Шкура.: Новочеркасск, ООО НПО «Темп», 2006. Т.1. С. 69-71.

35. Ткачев A.A. Исследование характера взаимосвязей между параметрами неустановившегося течения воды в магистральных каналах ОС с целью водоизмерения и водоучёта при различных схемах регулирования // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2007. № 4. С. 91-96.

36. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Иваненко Н.Г. Применение теории длинных волн для расчёта попусков воды из водохранилищ // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2007. № 4. С. 87-91 (автор - 40%).

37. Ткачев A.A., Танага Ю.А. Водоизмерение и водоучёт в магистральных каналах оросительных систем // Проблемы мелиорации и водного хозяйства : материалы науч.-практ. конф. студ. и молодых учёных, посвящ. 100 - летаю мелиор. 'образования на юге России / Новочерк. "гос. мелиор.

академия; редкол.: В.Н. Шкура [и др.]. Новочеркасск : Оникс+, 2007. Вып. 6. С. 170-172 (автор-70%).

38. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Иваненко Н.Г. Новый способ водо-измерения на реках // Проблемы мелиорации и водного хозяйства: мат. науч.-практ. конф. студ. и молодых учёных, посвящ. 100 - летаю мелиор. образования на юге России / Новочерк. гос. мелиор. академия; редкол.: В.Н. Шкура [и др.]. Новочеркасск : Оникс+, 2007. Вып. 6. С. 172-178 (автор - 40%).

39. Ткачев A.A. Активное управление водораспределением в магистральных оросительных каналах с предельно обеспеченным недопотреблением с применением локального регулирования расходов во'ды по верхнему бьефу сооружений //Безопасность водохозяйственных объектов юга России и мелиорации антропогенных ландшафтов: материалы всерос. науч.-практ. конф. (24-25 января 2008 г., г. Новочеркасск). Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск: Лик, 2008. С.36-41.

40. Ткачев A.A. Способ расчёта распространения трансформации длинных волн в реках и каналах // Двадцать третье пленарное межвуз. коор-дин. сов. по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (8-10 октября 2008 г., г. Калуга): докл. и краткие сообщения. - Калуга: КГПУ, 2008. С.194-195.

Формат 60х841/|6 Заказ № 63

07.02.2012г. Тираж 100 экз.

Подписано в печать Объем 2.0 усл. п. л.

Отдел оперативной полиграфии ФГОУ ВПО НГМА, 346428, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111.

ВВЕДЕНИЕ

1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ И ВОДОИЗМЕРЕНИЕМ В МАГИСТРАЛЬНЫХ КАНАЛАХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

1.1 История развития систем водораспределения и водоизмерения. Основные направления и этапы развития.

1.2 Традиционные методы управления водораспределением на действующих ОС.

1.3 Современные тенденции совершенствования систем управления водораспределением и водоизмерением.

1.4 Выявление связей уровня технического оснащения ОС с уровнем технологического обеспечения управления водораспределением и водоизмерением.

1.5 Установившееся и неустановившееся течение воды в каналах оросительных систем. Математические модели.

1.6 Существующие средства водоучёта.

Выводы.

2 РАСЧЁТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ И АЛГОРИТМЫ, ОСНОВАННЫЕ НА МЕТОДЕ ХАРАКТЕРИСТИК, ДЛЯ ЦЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ И ВОДОИЗМЕРЕНИЯ В БЬЕФАХ МАГИСТРАЛЬНЫХ КАНАЛОВ.

2.1 Основные положения.

2.2 Имитационные исследования переходных гидравлических процессов в магистральных каналах ОС.

2.3Обеспеченность данными и приведение расчетных участков естественных не призматических русел к призматическим.

2.4 Дифференциальные уравнения характеристик неустановившегося течения воды в магистральном канале с головной насосной станцией.

2.4.1 Приведение дифференциальных уравнений в частных производных Сен-Венана к обыкновенным дифференциальным уравнениям характеристик.

2.4.2 Численный метод решения дифференциальных уравнений характеристик неустановившегося течения воды в открытых руслах.

2.5 Аналитический метод решения дифференциальных уравнений начальных характеристик неустановившегося течения воды в открытых руслах.

2.6 Аналитический метод решения дифференциальных уравнений характеристик неустановившегося течения воды в открытых руслах.

Выводы.

3 ЗАКОНЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДОПОДАЧИ И ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА ГОЛОВНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ И НА ПЕРЕГОРАЖИВАЮЩИХ СООРУЖЕНИЯХ

В БЬЕФАХ МАГИСТРАЛЬНОГО КАНАЛА.

3.1 Информационно вычислительные услуги по информационному, математическому, технологическому и программному обеспечению.

3.2 Краевые условия для оросительного магистрального канала.

3.2.1 Створы возмущения.

3.2.2 Применение метода характеристик для расчета средних точек в бьефах магистрального канала.

3.2.3 Створы сопряжения.

3.2.4 Створы отражения.

3.3 Математическое описание контроля и управления режимом работы перегораживающих сооружений.

3.4 Изменение объёма сработки (наполнения) многогранника регулирования резервных ёмкостей на расчётном участке бьефов магистрального канала по длине в процессе управления водораспределением.

Выводы.

4 СПОСОБ АКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ В МАГИСТРАЛЬНЫХ КАНАЛАХ С ГОЛОВНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИЕЙ С ЛОКАЛЬНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ УРОВНЕЙ ВОДЫ ПО ВЕРХНЕМУ И НИЖНЕМУ БЬЕФАМ ПЕРЕГОРАЖИВАЮЩИХ СООРУЖЕНИЙ.

4.1 Общие положения.

4.2 Активное управление водораспределением в магистральных каналах с локальным регулированием уровней воды по верхнему бьефу перегораживающ их сооружений.

4.2.1 Водопотребление 75% обеспеченности.

4.2.2 Водопотребление 85% обеспеченности.

4.2.3 Водопотребление 95% обеспеченности.

4.3 Активное управление водораспределением в магистральных каналах с локальным регулированием уровней воды по нижнему бьефу перегораживающих сооружений.

4.3.1 Водопотребление 75% обеспеченности.

4.3.2 Водопотребление 85% обеспеченности.

4.3.3 Водопотребление 90% обеспеченности.

Выводы.

5 ВЫБОР МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ И НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА ЛОКАЛЬНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ РАСХОДОВ ВОДЫ ПО ВЕРХНЕМУ И НИЖНЕМУ БЬЕФАМ ПЕРЕГОРАЖИВАЮЩИХ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ АКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ В МАГИСТРАЛЬНЫХ КАНАЛАХ.

5.1 Выбор местоположения и необходимого количества локальных регуляторов расходов воды по верхнему бьефу перегораживающих сооружений для водопотребления 90% обеспеченности.

5.2 Выбор местоположения и необходимого количества локальных регуляторов расходов воды по нижнему бьефу перегораживающих сооружений для водопотребления 90% обеспеченности.

Выводы.

6 ПРИМЕНЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ СЕН-ВЕНАНА ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ВОДОИЗМЕРЕНИЯ НА РЕКАХ И ОРОСИТЕЛЬНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ КАНАЛАХ.

6.1 Полный интеграл для линейного неоднородного дифференциального уравнения с частными производными первого порядка.

6.2 Применение теории полного интеграла для расчета неустановившегося течения воды в открытых водотоках полуограниченной (полубесконечной) протяженности. Волны одного направления.

6.3 Линеаризация уравнений одномерного неустановившегося течения воды в призматических руслах при начальном возмущении равномерного режима.

6.4 Новый способ водоизмерения в магистральных каналах значительной протяженности.

Выводы.

7 НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВНИЯ НА АЗОВСКОМ МАГИСТРАЛЬНОМ КАНАЛЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПТИМИЗАЦИИ

ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ОТКРЫТЫХ КАНАЛАХ ОС.

7.1 Цель проведения натурных и имитационных исследований переходных гидравлических процессов на Азовском магистральном канале.

7.2 Описание объекта исследований.

7.3 Натурные и имитационные исследования установившегося течения воды на Азовском магистральном канале.

7.4 Натурные и имитационные исследования неустановившегося течения воды на Азовском магистральном канале.

7.5 Системы учётного (коммерческого) и технологического водоучёта.

7.6 Обоснование минимального уровня технического оснащения

ОС средствами водоучёта с ручным управлением водораспределения.

7.7 Принципы поэтапной реконструкции действующей сети и систем управления.

Выводы.

Актуальность работы. Комплексный, системный подход к управлению технологическими процессами водоучёта и водораспределения на открытых оросительных каналах требует качественного улучшения работы всех их звеньев. При проектировании, строительстве, эксплуатации и реконструкции оросительных каналов главными проблемами становятся оптимизация водоотборов из естественных водных источников и разработка и внедрение высокоэффективных водосберегающих и энергосберегающих технологий. Особое отношение эти проблемы имеют к оросительным магистральным каналам, нетехнологические сбросы воды из которых достигают 30 - 40% и более.

Эффективный процесс управления водораспределением невозможен без использования средств локального регулирования уровней воды по бьефам сооружений, улучшения оперативного контроля и проведения специальных исследований динамических процессов течения воды, сопровождающихся сложными колебательными перемещениями расходов и уровней свободной поверхности каналов.

Возникающие гидравлические переходные процессы непосредственно связаны с многократной и частой сменой режимов работы насосных станций, гидротехнических сооружений. Последствия, вызванные волновыми процессами, связаны не только с потерями воды, но и с угрозой перелива воды через дамбы каналов, созданием непредвиденных аварийных ситуаций.

Существенным резервом экономии водных ресурсов являются объёмы бьефов в самих оросительных магистральных каналах, рациональное использование которых позволяет необходимое количество воды аккумулировать в нужном бьефе, оперативно подавать потребителям, избегать дополнительных затрат на сооружение бассейнов регулирования, экономить значительную часть электроэнергии.

Среди существующих способов автоматизированного управления технологическими процессами водораспределения, позволяющих минимизировать холостые и нетехнологические сбросы воды, наиболее простым и легко осуществимым является разработанный Иваненко Ю.Г. и Ткачевым A.A. [182, 183] способ активного управления водораспределением в открытых магистральных каналах с головной насосной станцией.

В настоящее время, с развитием вычислительной техники и численных методов решения задач гидравлики открытых водотоков, большие возможности приобретает математическое моделирование. В связи с этим технологически целесообразно и экономически оправдано при исследовании сложных гидравлических переходных процессов проводить имитационные исследования на математической модели объекта. В этом случае натурному объекту ставится в соответствие функциональная математическая модель объекта и на математической модели проводятся специальные имитационные исследования. Использование математической модели позволяет получать более глубокие не только качественные, но и количественные результаты.

При разработке способа активного управления водораспределением в основу положен принцип обеспечения полного соответствия между количеством воды, поступающей в водозабор и тем её количеством, которое потребляется в хозяйствах. Для реализации этого принципа на современных оросительных системах должна осуществляться автоматизация технологических процессов водоподачи и водоотведения.

Разработка и внедрение способа активного автоматизированного управления технологическими процессами водораспределения на оросительных магистральных каналах с применением средств локального регулирования уровней воды по верхнему и нижнему бьефам сооружений, с использованием резервных запасов объемов воды в бьефах, позволяющих оптимизировать процессы управления водораспределения и минимизировать холостые и нетехнологические сбросы, является актуальной проблемой.

Цель исследований - разработать методы расчета параметров неустановившегося течения водных потоков в каналах ОС для совершенствования технологии водоизмерения и активного водораспределения.

В связи с поставленной целью определились следующие задачи:

- разработать единый алгоритм автоматизированного регулирования водоподачи на объекты орошения;

- получить решения дифференциальных уравнений характеристик в конечно-разностном виде для расчёта неустановившегося течения воды в бьефах оросительных магистральных каналов;

- найти решение краевой задачи для целей активного управления водораспределением и водоизмерения с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров каналов и в средних точках;

- разработать алгоритмы расчёта управляющих воздействий величин открытий затворов сооружений с дискретно-импульсным законом регулирования уровней и расходов воды по бьефам перегораживающих сооружений с учётом различных возмущающих воздействий на систему;

- предложить и обосновать метод расчёта изменения объёма сработки (наполнения) многогранника регулирования резервных объёмов на расчётном участке бьефов оросительного магистрального канала по длине в процессе активного управления водораспределением; разработать математические модели и алгоритмы расчёта гидравлических переходных процессов на основе полученных решений, соответствующих различным режимам эксплуатации оросительных магистральных каналов;

- исследовать характеристики динамических процессов в открытых каналах ОС в зависимости от структуры возмущающих воздействий и параметров восприимчивости системы бьефов к этим воздействиям;

- разработать новый способ определения расходов воды в протяжённых магистральных каналах на основе аналитических решений дифференциальных уравнений Сен-Венана с использованием метода малых возмущений;

- выполнить натурные исследования по уточнению гидравлических характеристик Азовского магистрального канала (АзМК), а также параметров гидротехнических сооружений и величин забираемых расходов воды в створах водоотбора.

Научная новизна работы:

- аналитические решения дифференциальных уравнений характеристик в конечно-разностном виде для расчёта неустановившегося течения воды в бьефах оросительных магистральных каналов;

- решение краевой задачи по определению параметров водных потоков с неустановившимся режимом течений для целей активного управления во-дораспределением и водоизмерения с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров каналов и в средних точках;

- алгоритмы расчёта управляющих воздействий величин открытий затворов перегораживающих сооружений, обеспечивающих дискретно-импульсное регулирование уровней и расходов воды по верхнему и нижнему бьефам;

- математические модели гидравлических авторегуляторов с дискретно-импульсным законом регулирования уровней и расхода воды по верхнему и нижнему бьефам перегораживающих сооружений с учётом различных возмущающих воздействий на систему;

- алгоритмы расчётов стационарных и нестационарных режимов движения воды для целей активного управления водораспределением и водоизмерения.

Объект исследования — это гидравлические параметры неустановившегося течения воды при водораспределении в каналах ОС.

Предмет исследований - методы исследования и способы расчетов неустановившегося течения воды для целей оптимизации водопользования и водораспределения на ОС.

Основные положения, выносимые на защиту:

- разработанные алгоритмы расчёта неустановившегося движения воды в оросительных магистральных каналах, полученные на основе аналитических решений дифференциальных уравнений в конечноразностном виде, обеспечивающие повышение точности расчёта гидравлических параметров;

- полученные алгоритмы решения краевой задачи с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров и в средних точках, обеспечивающие реализацию способа активного управления водораспределения;

- впервые предложенные методы расчёта переходных гидравлических процессов и компьютерные программы для решения задач согласования режимов работы агрегатов головной насосной станции с режимами работы перегораживающих и водораспределительных сооружений в условиях опорожнения и заполнения бьефов магистрального канала водой;

- разработанные алгоритмы расчёта гидравлических параметров и компьютерные программы для решения задач исследования взаимосвязи качества переходного процесса в зависимости от длины расчётного бьефа, сопротивления русла, характера начальных и граничных условий, с обоснованием расходной характеристики перегораживающих и водораспределительных сооружений с затопленным истечением из-под затвора;

- впервые полученные математические модели для условий установившегося и неустановившегося течения воды, обеспечивающие рациональное управление водораспределением по АзМК и повышение водообеспеченности сельскохозяйственных культур на полях орошения.

Практическая значимость работы.

Информация, полученная в результате проведения натурных исследований, а также в процессе исследования переходных гидравлических процессов на имитационной математической модели, может быть использована: при выборе и обосновании схем регулирования для способа активного управления водораспределением и водоизмерения в оросительных магистральных каналах; для согласования режимов работы агрегатов головной насосной станции с режимами работы перегораживающих и водораспределительных сооружений в условиях опорожнения и заполнения бьефов магистрального канала водой; для обоснования настроечных параметров регуляторов; для обоснования точности контролируемых параметров, обеспечивающих устойчивое состояние процесса водораспределения в бьефах магистрального канала.

Основные положения диссертации использованы при разработке темы 03.02.02 - «Разработать научно обоснованные мероприятия по устойчивому и безопасному функционированию водных объектов в условиях активного техногенного воздействия» согласно «Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса на 20062010гг.»

Отдельные результаты использовались в Веселовском филиале ФГУ «Управление Ростовмелиоводхоз», внедрены на мелиоративных системах Ростовской области. Применяются в учебном процессе в высших учебных заведениях в курсе дисциплины Математическое моделирование в гидротехнике.

Предложенный способ активного управления водораспределением использован службой эксплуатации АзМК в Веселовском районе Ростовской области, Магистрального канала Пригородной ОС г. Краснодара.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях научных секций «Эксплуатация гидромелиоративных систем» отделения Земледелия, мелиорации водного и лесного хозяйства Россельхозакадемии (Новочеркасск, 2000 г.), Международной научно-производственной конференции (Новочеркасск, 2003г.), Региональной научно-практической конференции, посвящённой 95-летию мелиоративного образования на Юге России (Новочеркасск, 2003 г.), Международной научно-теоретической конференции по гидравлике, посвящённой 100-летию со дня рождения Р. Р. Чугаева (Санкт-Петербург, 2004 г.), Международных научно-практических конференциях (Новочеркасск, 2006 г., Краснодар, 2008 г., Москва, 2009, 2011 гг.), на

Межвузовских координационных совещаниях по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Курск, 2003 г., Ульяновск, 2005 г., Калуга, 2008 г.), Всероссийских научно-практических конференциях (Новочеркасск, 2008 г., 2011г.), а также ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов (Новочеркасск 1998-2011 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 научных работ, включая 11 статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ, 2 монографии, 1 учебное пособие.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Общий объём составляет 297 страниц машинописного текста, включая 75 рисунков, 25 таблиц, списка литературы из 253 наименований (в том числе 24 иностранных автора) и 4 приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе предлагаемого автором нового способа активного управления водораспределением и водоизмерения разработан единый подход к решению задач автоматизированного регулирования водоподачи на объекты орошения. Данный способ позволяет задействовать перегораживающие сооружения и перераспределять объёмы воды в бьефах магистрального канала таким образом, чтобы обеспечить командование территорией в узлах водовыдела в любой момент времени при отключении одного агрегата насосной станции. В результате имитационных исследований установлен максимально возможный временной период отключения одного агрегата, составляющий 6 часов. Полный период активного управления водораспределением соответствует 24 часам.

2. Впервые получены аналитические решения обыкновенных дифференциальных уравнений характеристик для расчёта одномерного неустановившегося течения воды в бьефах оросительных магистральных каналов. При заданных краевых условиях точное решение этих дифференциальных уравнений невозможно, поэтому предварительно использовалась линеаризация малоизменяемых параметров с преобразованием к квадратурам.

3. Определены краевые условия для конструктивных элементов оросительного магистрального канала и решена краевая задача для целей активного управления водораспределением и водоизмерения с учётом граничных условий в створах возмущений, сопряжений бьефов на перегораживающих сооружениях, в створах изменения гидравлических параметров каналов и в средних точках. Получены расчётные зависимости для определения характеристик неустановившегося движения воды в створах возмущения и отражения.

4. Разработаны алгоритмы для расчёта управляющих воздействий величин открытий затворов сооружений с дискретно-импульсным законом регулирования уровней и расходов воды по бьефам перегораживающих сооружений с учётом возмущающих воздействий на систему, к которым относятся: включение и отключение агрегата головной насосной станции, изменение величин отборов расходов воды в створах водовыделов и др. Контроль за режимом работы и управлением затворами перегораживающих сооружений осуществляется в дискретные моменты времени в соответствии с полученными зависимостями, описывающими эти процессы.

5. Впервые разработан метод расчёта изменения объёма сработки (наполнения) резервных ёмкостей на расчётном участке бьефов оросительного магистрального канала по длине в процессе активного управления водораспределением. В качестве резервной ёмкости рассматривается многогранник в виде обелиска или клина.

6. Разработаны математические модели и алгоритмы расчёта гидравлических переходных процессов, соответствующих различным режимам эксплуатации оросительных магистральных каналов. Алгоритмы управления водораспределением разработаны применительно к условиям работы магистральных каналов с машинным водоподъёмом с учётом работы большей части водопотребителей «по требованию». Для расчёта установившегося и неустановившегося режимов течения воды реализован пакет прикладных программ для различных краевых и граничных условий.

7. Выполненные исследования характеристик динамических процессов в открытых каналах ОС в зависимости от структуры возмущающих воздействий и от параметров восприимчивости системы бьефов оросительных каналов к возмущающим воздействиям подтверждают необходимость совместного использования средств локального регулирования и математических моделей, реализующих управление поведением мелиоративной системы. При проведении имитационных исследований на математической модели на примере АзМК с использованием авторегуляторов расходов и уровней воды по верхнему и нижнему бьефу сооружений для различных случаев обеспеченности по водоотборам анализировались изменения уровней, расходов, средних скоростей, резервных объёмов воды в фиксированных створах, бьефах и по длине оросительного магистрального канала.

8. В условиях эксплуатации сбросных сооружений, входящих в состав мелиоративной сети, при неустановившемся режиме течения воды, существующие средства определения расходов не применимы. Поэтому в комплексе задач, определяющих решение этой проблемы, на участках водотоков, отводящих воду от сооружений, важным направлением является разработка новых способов определения расходов при неустановившемся режиме течения воды. С использованием метода малых возмущений получены аналитические решения уравнений Сен-Венана, на основе которых разработан новый способ определения расходов воды в протяжённых магистральных каналах.

9. По результатам натурных исследований уточнены гидравлические характеристики АзМК, а также параметры гидротехнических сооружений и значения забираемых расходов воды в створах водоотбора. При проведении натурных исследований проводились уточнения расходов водоотборов в заданных фиксированных створах водотока, глубин воды в заданных сворах, гидравлических и морфометрических параметров русла на расчётных участках, данных по характеристикам затворов на перегораживающих сооружениях (конструктивных особенностей затворов, их количества, размеров, величин открытия затворов и др.). Натурные данные подтверждают достаточную степень адекватности параметров переходных гидравлических процессов их расчётным значениям.

1. Абдураупов P.P., Иваненко Н.Г. Начальные характеристики переходных процессов в открытых руслах // Материалы X конференции молодых ученых Узбекистана по сельскому хозяйству (секция гидротехники орошения, мелиорации и ирригации). Ташкент, 1980. С. 3-7.

2. Автоматизация процессов водораспределения на оросительных системах. Фрунзе: Илим, 1987.

3. Айбушев P.M., Есин А.И. О частном решении уравнений Сен-Венана для трапецеидального русла // Совершенствование методов гидравлических расчетов водопропускных и очистных сооружений: межвуз. науч. сб. Саратов: СПИ, 1992. С. 82-86.

4. Айдаров И.П., Голованов А.И. Мелиоративный режим орошаемых земель и пути его улучшения //Гидротехника и мелиорация. 1986. № 8. С.44-47.

5. Алтунин B.C., Рассолов Б.К., Соколов С.А. Охрана экологической среды при гидротехническом строительстве //Гидротехн. стр-во. 1987. № 5. С.7-10.

6. Анализ эффективности орошения // Сб. труд, по водным ресурсам. / Пер. Союзводпроекта. 1987 г. Нью-Йорк : ООН, 1985.

7. Архангельский В.А. Расчеты неустановившегося движения в открытых руслах. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1947. 134 с.

8. Атавин А. А., Букреев В. И., Васильев О. Ф., Дегтярев В. В., Янен-ко А. П. Гидродинамические аспекты нештатных и аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях; под ред. В. В. Дегтярева. Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2009.327 с.

9. Атавин A.A., Васильев О.Ф., Воеводин А.Ф. Методы расчета неустановившихся течений в системах открытых русел и каналов // Численные методы механики сплошной среды. 1975. Т. 6. №4. С. 21 30.

10. Атавин A.A., Гладышев М.Т., Шугрин С.М. О разрывных течениях в открытых руслах // Динамика сплошной среды / Ин-т гидромеханики СО ЛИ СССР. Новосибирск, 1975. Вып.22. С. 22-35.

11. Багров М.Н., Кружилин И.П. Оросительные системы и их эксплуатация. М.: Агропромиздат, 1988. 254 с.

12. Беликов В.В., Зайцев A.A., Милитеев А.Н. Численное моделирование кинематики потока на участке неразмываемого русла // Водные ресурсы, 2001. Т. 28. №6. С.701-710.

13. Беликов В.В., Зайцев A.A., Милитеев А.Н. Математическое моделирование сложных участков русел крупных рек // Водные ресурсы. 2002. Т. 29. № 6. С. 698-705.

14. Билик O.A. Автоматизация водораспределения в оросительных системах//Автоматизация технически совершенных мелиоративных систем: материалы совещания / ВНИИГиМ. М., 1981. С. 77-91.

15. Большаков В.А. Численный метод расчета неустановившегося процесса стока ливневых вод в открытых руслах // Гидравлика и гидротехника : респ. межвед. науч.-техн. сб. Киев : Техника, 1970. Вып.9. С. 5-10.

16. Большаков В.А., Галецкий В.О., Денисенко И.Д. и др. Учет воды при автоматизированном регулировании водоподачи в каналы // Мелиорация и водное хозяйство. 1988. № 3. С. 37-39.

17. Большаков В.А., Клещевникова Т.П. Численные расчеты регулирования расходов и уровней воды в оросительных каналах // Гидравлика и гидротехника: респ. межвед. науч.-техн. сб. Киев, 1974. Вып. 18. С. 125-132.

18. Большаков В. А., Клещевникова Т.П. Математические примеры решения задач гидравлики : техн. гидромеханики : учеб. пособие / Киев, автомобил. дор. ин-т. Киев : Кади, 1980. 115 с.

19. Большаков В.А., Клещевникова Т.П. Применение метода конечных элементов в решениях задач гидравлики открытых русел и сооружений//Гидротехн. стр-во. 1980. №11. С.48-50.

20. Большаков В. А., Леонтьева В. Н. Инженерные методы расчета неустановившегося движения ливневых вод/Техн. упр. Миндорстроя УССР, ЦБТИ. Киев, 1974. 141 с.

21. Бондарев Э.А., Воеводин А.Ф. О численном решении начально-краевых задач для нагруженных дифференциальных уравнений//Динамика сплошной среды/Ин-т гидродинамики СО ЛИ СССР. Новосибирск, 1999. Вып. 114. С. 12-15.

22. Бондарев Э.А., Воеводин А.Ф. Разностный метод решения начально-краевых задач для нагруженных дифференциальных и интегро-дифференциальных уравнений // Дифференциальные уравнения. М., 2000. Т.36. №11. С. 1560-1562.

23. Бондарев Э.А., Воеводин А.Ф., Катышев В.В., Петлина A.B. Численный метод решения начально-краевой задачи с нелокальным граничным условием//Обратные задачи и информационные технологии. М., 2003. Т. 1. №2. С. 31-40.

24. Бочкарев Я.В. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов в гидромелиорации. М.: Колос, 1981. 335 с.

25. Вазов В., Форсайт, Дж. Разностные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных / пер. с англ. М.-Л. : «Мир», 1963. 464 с.

26. Васильев О.Ф. Основы механики винтовых и циркуляционных потоков. М.: Госэнергоиздат, 1958. 144 с.

27. Васильев О.Ф. Математическое моделирование гидравлических и гидрологических процессов в водоемах и водотоках : (обзор работ, выполненных в Сиб. отд-нии РАН) // Водные ресурсы. 1999. Т. 26. №5. С. 600-611.

28. Васильев О.Ф., Воеводин А.Ф. Математическое моделирование качества воды в системах открытых русел // Динамика сплошной среды / Инт гидродинамики СО ЛИ СССР. Новосибирск, 1975. Вып. 22. С. 73-76.

29. Васильев. О.Ф., Гладышев М.Т. О расчете прерывных волн в открытых руслах // Изв. АН СССР. МЖГ, 1966. №6. С. 184 189.

30. Васильев О.Ф., Квон В.И., Лыткин Ю.М., Розовский И.Л. Стратифицированные течения // Итоги науки и техники : обзор : сер. «Гидромеханика»/ ВИНИТИ. М., 1975. Т8. С. 74-131.

31. Васильев О.Ф., Темноева Т.А., Шугрин С.М. Численный метод расчета неустановившихся течений в открытых руслах // Изв. АН СССР. Механика. 1965. № 2. С. 17-25.

32. Воеводин А.Ф., Никифоровская B.C., Овчарова A.C. Численные методы решения задачи о неустановившемся движении воды на устьевых участках рек // Тр. / Аркт. и Антаркт. науч.-исслед. ин-та (ААНИИ). СПб : «Гидрометеоиздат», 1983. Т. 378. С.23-34.

33. Воеводин А.Ф., Никифоровская B.C., Чернышева Р.Т. Об одном численном методе для расчета резко изменяющихся течений в руслах и водотоках // Динамика сплошной среды / Ин-т гидромеханики СО ЛИ СССР. Новосибирск. 1975. Вып.22. С. 89-98.

34. Воеводин А.Ф., Шугрин С.М. Численные методы расчета одномерных систем. Новосибирск : Наука, 1981. 208 с.

35. Вопросы автоматизации систем орошения в зарубежных странах. М.: Союзводпроект, 1985. 75 с.

36. Временное руководство по проектированию и эксплуатации автоматизированных оросительных систем / НПО «Югмелиорация»; разраб. Ю.Г. Иваненко. Новочеркасск, 1989. 33 с.

37. Выбор направлений автоматизации на основе гидравлических исследований в системе открытых каналов для целей управления водораспре-делением на МОС : отчет о НИР / НПО «Югмелиорация». Новочеркасск, 1988. 117 с.

38. Галямин Е.П. Оптимизация оперативного распределения водных ресурсов в орошении. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 272 с.

39. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений : справ, пособие / под. ред. А. Б. Векслера. М.: Энергоатомиздат, 1988. 624 с.: 6 ил.

40. Гиргидов А.Д. Механика жидкости и газа (гидравлика). 2-е изд., испр. СПб.: СПбГПУ, 2003. 545 с.

41. Горбунов A.A. Совершенствование системы водораспределения на оросительной сети с групповой работой ДМ «Кубань» : автореф. канд. техн. наук. Киев, 1985. 18 с.

42. ГОСТ 24. 601-86. Автоматизированные системы управления. Состав и содержание работ по стадиям создания : Введ. М.: Изд-во стандартов, 1986. 12 с.

43. ГОСТ Р 51657.0-2000. Водоучет на гидромелиоративных и водохозяйственных системах: общие положения. Введ. М.: Изд-во стандартов, 2000. 29с.

44. Гришанин К.В. Устойчивость русел рек и каналов. Л. : Гидрометеоиздат, 1974. 143 с.

45. Грушевский М.С. Некоторые вопросы неустановившегося движения воды в естественных руслах и водоемах // Тр. /Гос. гидрол. ин-т. JL, 1965. Вып. 121. С.188-191.

46. Грушевский М.С. Расчеты неустановившегося движения воды в реках : практ. пособие / Гос. гидрол. ин-т. JL, 1967. С. 5-43.

47. Грушевский М.С. Волны попусков и паводков в реках. JI. : Гидро-метеоиздат, 1969.336 с.

48. Грушевский М.С. Неустановившееся движение воды в реках и каналах. Л. : Гидрометеоиздат, 1982. 288 с.

49. Грушевский М.С., Иванова A.A. Машинные расчеты неустановившегося движения в призматическом русле по неявной разностной схеме и сопоставление их с расчетами методом характеристик // Тр. /Гос. гидрол. инт. Л, 1965. Вып. 121. С.66-67.

50. Грушевский М.С., Розенберг Л.И., Федосеев В.А. Исследования неустановившегося движения в открытых потоках // Тр. V Всесоюз. гидрол. съезда. Л., 1976. Т. 2: Водные ресурсы и водный баланс. С. 65-74.

51. Гуревич М.И. Теорий струй // Механика в СССР за 50 лет : в 4-х т.; под ред. Л.И. Седова (гл. ред.) и др.. М. : Наука, 1970. Т.2 : Механика жидкости и газа. С. 3-776.

52. Девятов Б.Н., Демиденко Н. Д. Теория и методы анализа управляемых распределенных процессов / Акад. наук СССР, Сиб. отд-ние, Ин-т теплофизики; отв. ред. Э. Э. Маковский. Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1983. 271. Библиогр. : С. 261-271.

53. Дульнев В.Б. Установившееся неравномерное движение жидкости с переменным расходом в открытых руслах заданной формы // Изв. /ВНИИГ. Л., 1959. Т. 62. С. 78-91.

54. Дэскэлеску, Н. Рациональное распределение воды в оросительной сети. М. : Колос, 1982.158 с.

55. Еременко Е.В., Синелыциков B.C. Гидравлический расчет автоматического регулирования водоподачи в системе оросительных каналов // Гидротехника и мелиорация. 1975. № 2. С. 56-61.

56. Жарковский A.M., Марголин М.Ш. Проектирование саморегулирующихся каналов оросительных систем // Мелиорация и водное хозяйство. Мелиоративные системы: обзор, информ / ЦБНТИ Минводхоза СССР. М., 1989. Вып. 2. С 58-60.

57. Железняков Г.В. Пропускная способность русел каналов и рек. JI.: Гидрометеоиздат, 1981. 312 с.

58. Жуковский Н.Е. Собрание сочинений: В*7 т. Т.З: Гидравлика / под ред. Лейбензона Л.С., Христиановича С.А. и др. Л. : Гостехиздат, 1949. 700 с.

59. Затворы-автоматы гидравлического действия и примеры их расчета: учеб. пособие / Новочерк. инж.-мелиор. ин-т; Ольгаренко В.И. (гл. ред.) Новочеркасск, 1978.40 с.

60. Иваненко Н.Г. Имитационные модели гидравлических переходных режимов при динамическом регулировании водораспределения на оросительных системах: дис. канд. техн. наук / Новочерк. инж.-мелиор. ин-т. Новочеркасск, 1995.138 с.

61. Иваненко Ю. Г., Кадыров A.A., Пулатов А.Г. Установившееся неравномерное течение воды в открытых руслах с переменным расходом // Сб. науч. тр. /САНИИРИ. Ташкент, 1978. Вып. 157. С. 98-100.

62. Иваненко Ю.Г. и др. Способ определения расходов воды на открытом водотоке с призматическим руслом // Патент на изобрет., ВНИИГПЭ, заявка № 034015/10/014309 от 06.04.94.

63. Иваненко Ю.Г. Устойчивые потоки в неразмываемых и размываемых руслах. Новочеркасск: НПО Югмелиорация, 1990. 222 с.

64. Иваненко Ю.Г., Аун A.A. Расчет прерывных волн в открытых призматических руслах с помощью ЭВМ // Тр. / Ташк. ин-т инж. ирриг. и мех. с.-х. Ташкент, 1977. Вып. 93. С.38-40.

65. Ивонин В.М. Противоэрозионные системы водосбросов: учеб. пособие. Новочеркасск, 1989. 95с.

66. Инструкции по контролю за рациональным распределением и использованием оросительной воды для оросительных систем / НПО «Югмели-орация»; сост. В.И. Ольгаренко. Новочеркасск, 1986. 56 с.

67. Инструкция по оперативному межхозяйственному водораспреде-лению на оросительных системах / Сред. науч. исслед. ин-т ирригации. Ташкент, 1985. 41 с.

68. Инструкция по составлению планов водопользования оросительных систем / Сред, науч.- исслед. ин-т ирригации. Ташкент, 1985. 52 с.

69. Историк B.JI. Численное исследование резко изменяющихся течений в открытых руслах // Гидравлика и фильтрация. М., 1979. С. 16-27.

70. Исходные материалы под типовые технические решения для проектирования автоматизированных систем управления водораепределения в ОС в равнинных регионах : отчет о НИР / Союзводпроект. М., 1989.118 с.

71. Кадзаев М.Б. Совершенствование эксплуатации оросительных систем. М.: Колос, 1983. 81 с.

72. Калинин Г.П., Милюков П.И. Приближенный метод расчета неустановившегося движения воды водных масс /Тр. /Центр, ин-т прогнозов. М., 1958. Вып. 66. С. 66-72.•5

73. Каналы саморегулирующиеся с расходом воды до 2 м /с для оросителей и тупиковых распределителей автоматизированных оросительных систем с широкозахватной дождевальной техникой: техн. решения. М.: В/О Союзводпроект, 1984. 100 с.

74. Канторович В.К., Кучмент JI.C. Применение метода конечных элементов к расчетам неустановившегося движения воды по уравнениям Сен-Венана // Водные ресурсы. 1981. № 6. С. 45-54.

75. Карасев, И.Ф. Коваленко В.В. Стохастические методы речной гидравлики и гидрометрии. С.-Петербург : Гидрометеоиздат, 1992. 206 с.

76. Картвелишвили H.A. Неустановившиеся открытые потоки. JI.: Гидрометеоиздат, 1968. 126 с.

77. Картвелишвили Н.А. Потоки в недеформируемых руслах. Л. : Гидрометеоиздат, 1973. 279 с.

78. Киенчук А.Ф., Пардаев Х.В. Вопросы межхозяйственного водо-распределения при децентрализации управления //Вопросы мелиорации и использования водных ресурсов. Ереван : Айастан, 1985. С. 3.

79. Кисаров О.П. Производственные функции в задаче размещения ирригационных сооружений // Математический анализ экономических моделей. Новосибирск : Наука, 1972. С.205-111.

80. Кисаров О.П. Особенности экономического обоснования перспективного планирования ирригации // Тр. / Новочер. инж.-мелиор. ин-т. Новочеркасск, 1973. Т. 13. Вып. 1 : Гидротехн. сооружения мелиор. систем. С. 6876.

81. Кисаров О.П. Планирование размещения орошаемых земель в условиях риска // Тр. / Новочер. инж.-мелиор. ин-т. Новочеркасск, 1974. Т.Н. Вып. 2 : Освоение орошаемых земель и защита почв от эрозии на Северном Кавказе. С.19-31.

82. Кисаров О.П. Стохастические модели в ирригации//Проблемы кибернетики. М.: Наука, 1974. Вып.28. С. 17-42.

83. Кисаров О.П. Система моделей перспективного планирования ирригаций : автореф : дис. д-ра. техн. наук. Новосибирск, 1975. 45с.

84. Кисаров О.П. Планирование размещения орошаемых земель в условиях риска//Методы системного анализа в проблемах рационального использования водных ресурсов. М.: ВЦ АН СССР, 1977. Т.1. С. 189-212.

85. Кисаров О.П., Косолапов А.Е. Системное управление в эксплуатации оросительных систем : учеб. пособие. Новочеркасск, 1980. 90 с.

86. Кисаров О.П., Шереметов В.К. Организация проектирования АСУ на оросительных системах Ростовской области // Методы системного анализа в управлении водохозяйственными системами: сб. статей / НИМИ; редкол. О.П. Кисаров и др.. Новочеркасск, 1979. С. 3-9.

87. Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам. М.: Гос-энергоиздат, 1972. 312 с.

88. Киссель Н.Л. Оросительная сеть при дождевании. Киев : Урожай, 1965. 136 с.

89. Коваленко В.В. Измерение и расчет характеристик неустановившихся речных потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 158 с.

90. Коваленко П.И. Управление мелиоративными системами. Киев : «Знание» УкрССР, 1978. 47 с.

91. Коваленко П.И. Автоматизация мелиоративных систем. М. : Колос, 1983. 304 с.

92. Коваленко П.И. Выбор режима водораспределения автоматизированных оросительных систем//Гидротехника и мелиорация. 1983. № 6. С. 31-33.

93. Коваленко П.И. Принципы автоматизации управления оросительными системами //Теоретические и прикладные вопросы автоматизации управления мелиоративными системами. Киев, 1984. С. 3-7.

94. Коваленко П.И., Донченко П.А., Осинина JI.M. Критерии выбора способа водораспределения на оросительных системах // Вопросы строительства и эксплуатации мелиоративных систем. Киев : УкрНИИГиМ, 1980. С. 41-45.

95. Коваленко Э.П. Неустановившееся движение воды в открытых руслах // Тр. / Ин-т энергетики АН БССР. Минск, 1960. Вып. 12. С. 3-219.

96. Коваленко Э.П. Исследование движения воды в открытых руслах. Минск : Изд-во АН СССР, 1963. 224 с.

97. Ковальчук Ю.Г., Прокопчук А.П. Средства измерения расхода и количества воды на мелиоративных системах : каталог-справ. Киев : Хреща-тик, 1992. 48 с.

98. Кокорин Ю.В., Лаксберг А.И., Троицкий В.П. Гидравлический расчет недеформируемых (при отсутствии грунтообмена) каналов в несвязных грунтах / Тр. / Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1976. № 346. С. 23-31.

99. Колганов A.B. Водохозяйственный комплекс Южного федерального округа: современное состояние, проблемы управления // Мелиорация и водное хозяйство. 2006. № 5. С. 2-4.

100. Колганов A.B., Щедрин В.Н., Коржов В.И. Проблемы управления и совершенствования информационного обеспечения в мелиоративной отрасли // Мелиорация и водное хозяйство. 2000. № 6. С. 2-3.

101. Корень В.И., Кучмент JI.C. К постановке граничных условий при численном интегрировании уравнений Сен-Венана // Метеорология и гидрология. 1967. №6. С.105-107.

102. Корень В.И., Кучмент JI.C. Численное интегрирование уравнений Сен-Венана по явным схемам при расчетах неустановившегося движения воды в реках//Тр. / Гидрометеор.науч.-исслед. центр СССР. JL, 1967. вып.8. С.49-61.

103. Коржов В. И. Как повысить качество управления водопользованием на оросительных системах // Мелиорация и водное хозяйство. 2007. № 4. С. 24-26.

104. Косиченко Ю.М. Гидравлика мелиоративных каналов : учеб. пособие/Новочеркасск, 1992. 175 с.

105. ИЗ. Косиченко Ю.М., Щедрин В.Н. Надежность функционирования оросительных систем и сооружений / ЦНТИ «Меливодинформ».М., 1995.4.2. 186 с.

106. Косиченко Ю.М., Щедрин В.Н. Надежность функционирования оросительных систем и сооружений / ЦНТИ «Мелиоводинформ». М., 1995. 4.1. 94 с.

107. Косолапов А.Е. Яшулова H.A., Кувалкин A.B. Система поддержки принятия решений (СППР) для управления водными ресурсами в бассейне р. Дон//Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 1999. Т.1. №6. С.553-570.

108. Коханенко В.Н. Методы решения гидравлических задач по течению плановых спокойных стационарных потоков воды Шахты: ЮРГУЭС, 2003. 107 с.

109. Коханенко В.Н., Дуванская Е.В. Вывод уравнений движения спокойного стационарного планового потока воды в плоскости годографа скорости//Новые технологии управления движением технических объектов. Новочеркасск : ЮРГТУ, 2000. С. 75-79.

110. Коханенко В.Н., Косиченко Ю.М., Дуванская Е.В. Методы решения гидравлических задач по течению плановых спокойных стационарных потоков воды / ЮРТУЭС. Шахты, 2003. 67 с.

111. Куротченко В.И. Централизованное автоматическое управление водораспределением. Фрунзе : Илим, 1983. 171 с.

112. Кюнж, Ж.А., Холли, Ф.М., Вервей, А. Численные методы в задачах речной гидравлики: практическое применение / пер. с англ. М.: Энерго-атомиздат, 1985. 256 с.

113. Ле Меоте, Б. Введение в гидродинамику и теорию волн на воде / пер. с англ. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 367 с.

114. ЛятхерВ.М., Прудовский A.M. Гидравлическое моделирование. М.: Энергоатомиздат, 1984. 330 с.

115. Маккавеев В.М., Коновалов И.М. Гидравлика. Л.-М. : Речиздат, 1940. 570 с.

116. Маковский Э.Э. Автоматизация гидротехнических сооружений в системах каскадного регулирования расходов воды. Фрунзе : Илим, 1972. 226 с.

117. Маковский Э.Э., Волчкова В.В. Статические характеристики гидравлических регуляторов расхода и уровней воды // Системы каскадного регулирования ирригационных объектов. Фрунзе : Илим, 1967. С.17-21.

118. Маковский Э.Э., Волчкова В.В. Компоновка гидротехнических сооружений в системах каскадного регулирования расходов воды//Автоматические водораспределяющие устройства. Фрунзе : Илим, 1974. С. 31-47.

119. Маковский Э.Э., Волчкова В.В. Автоматизированные автономные системы трансформации неравномерного стока. Фрунзе: Илим, 1981. 380 с.

120. Маковский Э.Э., Атаманова О.В. Влияние наиболее рационального местоположения стабилизаторов расхода воды по длине звена каскада канала // Материалы IV науч. конф. КРСУ : тез. докл. Бишкек, 1997. С.56-57.

121. Маковский Э.Э., Молчанов В.В. Автоматизация гидротехнических сооружений. Фрунзе: Илим, 1984. 191 с.

122. Маковский Э.Э., Рожнов В.А., Волчкова В.В. О конструкции гидравлических регуляторов уровней воды//Гидротехника и мелиорация. 1970. №6. С. 59-64.

123. Марчук Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982. 320 с.

124. Математическое моделирование прогнозов формирования стока и его прогноз / В.И. Корень (отв. ред.) // Тр. / Гидрометеор, науч. исслед. центр СССР. Л., 1977. Вып. 191. С. 100-102.

125. Мелещенко Н.Т. Применение теории длинных волн малой амплитуды к вопросам суточного регулирования//Изв. / ВНИИГ. М., 1940. Т. 28. С.201-264.

126. Мелещенко Н.Т Плановая задача гидравлики открытых водотоков // Изв. / ВНИИГ. М., 1948. Т.36. С. 3-33.

127. Мелещенко Н.Т, Якубов М.С. Методика расчетов неустановившегося движения в открытых руслах по методу акад. С .А. Христиановича //Изв. / ВНИИГ. М., 1948. Т.38. С.71-94.

128. Мелещенко Н.Т., Якубов М.С. Методика расчета прерывной волны в призматическом русле // Изв. / ВНИИГ. М., 1948. Т. 38. С. 29-70.

129. Методические рекомендации по оперативному межхозяйственному распределению на оросительных системах зоны недостаточного естественного увлажнения. Киев, 1985. 67 с.

130. Милитеев А.Н., Базаров Д.Р. Двумерные в плане уравнения для размываемых русел // Сообщение по прикладной математике / Выч. центр РАН. М., 1997. 17 с.

131. Милитеев А.Н., Сладкевич М.С. Конечно- разностная схема для решения двумерных уравнений теории мелкой воды. Деп. в ИНФОРМЭНЕРГО, 1983. № 1234. ЕЫ- Э83.

132. Михалев М.А. Гидравлический расчет каналов с водоворотом. Л.: Энергия, 1971. 184 с.

133. Мишуев A.B., Сладкевич М.С., Селедкин A.A. Теоретический анализ отражения волн при взаимодействии прерывной волны с водосливом // Тр. / Моск. инж-строит. ин-т. М., 1983. № 189. С. 18-25.

134. Навоян Х.А. Расчет боковых водосливов на каналах прямоугольного сечения со спокойным потоком//Изв. / ВНИИГ. М., 1972. Т. 99. С. 98107.

135. Натальчук М.Ф. Эксплуатация оросительных систем. М. : Колос, 1971. 144 с.

136. Новейший современный способ транспортирования воды. Динамическое регулирование : проспект. Франция, 1983. 14 с.

137. Ольгаренко В.И., Ольгаренко Г.В. Современная концепция эксплуатации оросительных систем / Мелиорация и водное хозяйство. 1999. №2. С. 21-22.

138. Ольгаренко В.И., Ольгаренко Г.В., Рыбкин В.Н. Эксплуатация и мониторинг мелиоративных систем : учебник для вузов / Новочерк. гос. ме-лиор. акад. Коломна, 2006. 390 е., ил.

139. Ольгаренко И.В. Управление технологическими процессами на экологически сбалансированных оросительных системах // Мелиорация и водное хозяйство. 2007. № 4. С. 26-30.

140. Оффенгенден С.Р., Панадиади А.Д., Ярушкин О.В. Эксплуатация гидромелиоративных систем. М. : Колос, 1972. 608 с.

141. Пахомов A.A., Колобанова H.A., Скворцов В.Ф. Расчет переходных процессов в каналах с автоматическим регулированием водопода-чи // Изв. / Нижневолж. агроуниверсит. комплекс : наука и высшее профес. образование. 2010. Вып 4 (20). С. 176-181.

142. Пахомов A.A., Скворцов В.Ф. Автоматизация водораспределения на открытой внутрихозяйственной сети // Вопросы мелиорации / ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». 2008. № 1-2. С. 23-33.

143. Петров Г.А. Движение жидкости с изменением расхода вдоль пути. М. : Стройиздат, 1951.281 с.

144. Поляков Ю.П. Пути улучшения оросительных систем на Северном Кавказе // Рациональное использование орошаемых земель на Северном Кавказе: тез. докл. науч.-произв. конф. (4-6 июня 1974 г.)/Ставр. с.-х. ин-т. Ставрополь, 1974. С. 11-15.

145. Пославский В.В. Проблемы орошения в Средней Азии. Избранные труды. Ташкент : Фан, 1983. 231 с.

146. Правила технической эксплуатации ирригационных оросительных систем Союза ССР /Н.К.З. М., 1938 г. 14 с.

147. Правила технической эксплуатации оросительных систем / Минводхоз. М., 1975 г. 42 с.

148. Проектирование саморегулирующихся каналов ОС с водораспре-делением «по плану» и «по требованию»: пособие к ВСН 33-2.2 / М-во мели-ор. и вод. хоз-ва СССР; Союзводпроект. М., 1988. 142 с.

149. Производственные исследования на оросительных системах. Фрунзе : Изд-во АН Кирг. СССР, 1961. 305 с.

150. Рекомендации по оценке эффективности использования воды на оросительных системах / В.И. Ольгаренко, Н.Ф. Чередниченко, В.Г. Грин-ченко разраб. Новочеркасск, 1983. 61 с.

151. Рекомендации по расчету гидродинамического воздействия потока на напорную грань секторного затвора, расположенного во входном оголовке типовых трубчатых сооружений / НИМИ. Новочеркасск, 1980. 18 с.

152. Решеткина Н.М., Веригина JI.M. Орошение и проблема экологии в степной зоне Европейской части СССР // Мелиорация и водное хозяйство. 1989. №5. С. 57-61.

153. Рогунович В.П. Автоматизация математического моделирования движения воды и примесей в системе водотоков. JI. : Гидрометеоиздат, 1989. ' 263 с.

154. Рожнов В.А. Совершенствование водораспределения на оросительных системах : автореф : д-ра техн. наук. Ташкент, 1986. 23 с.

155. Рожнов В.А. Автоматизация процессов водораспределения на оросительных системах. Фрунзе : Илим, 1987. 152 с.

156. Самарский А. А., Николаев Е. С. Методы решения сеточных уравнений. М. : Наука, 1978. 592 с.

157. Семенчин Е. А., Вандина Н. В. Анализ системы уравнений Сен-Венана аналитическими и численными методами / Научный журнал КубГАУ, 2010. №64(10). С.72-76.

158. Скачедуб Е.А., Калиманов Т.А., Скачедуб А.Е. Концепция создания информационно-аналитической системы обеспечения мониторинга в бассейне реки // Тез. VIII Междунар. симпозиума и выставки «Чистая вода России-2005». Екатеринбург, 2005. С.93.

159. Состояние водообеспеченности и пути ее повышения на действующих оросительных системах : закл. отчет по НИР / О.П. Кисаров, рук. Новочеркасск, 1995. 23 с.

160. Стокер, Дж. Дж. Волны на воде / пер. с англ. M.-JI. : Изд-во иностр. л-ры, 1959. 217 с.

161. Технические решения по снижению непроизводительных сбросов воды из каналов оросительных систем: предварительные рекомендации по проектированию/Союзводпоект. М., 1985. 203 с.

162. Технические указания по эксплуатации межхозяйственных оросительных каналов и сооружений: НТД-33.02.АД. 23.01.83. Киев, 1983. 85 с.

163. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Лобанов Г.Л. Математическое моделирование активных средств управления водораспределением в открытых руслах //Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2000. № 1. С. 5356.

164. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Лобанов Г.Л. Численный метод решения дифференциальных уравнений характеристик неустановившегося течения воды в открытых руслах // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2000. № 1. С. 56-60.

165. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Теоретические принципы и решения специальных задач гидравлики открытых водотоков : учеб. пособие / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск, 2001. 203 с.

166. Ткачев A.A. Информационное, технологическое, математическое и программное обеспечение активного управления водораспределением в открытых магистральных каналах с головной насосной станцией // Вопросы мелиорации. 2006. №3-4. С. 38-44.

167. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Расчёт переходных процессов в бьефах магистрального канала при различных схемах регулирования для способа активного управления водораспределением // Вопросы мелиорации / ФГНУ ЦНТИ Мелиоводинформ. 2006. №3-4. С. 56-61.

168. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Расчёт попусков сбросных расходов воды из водохранилищ // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки.2006. прилож. № 4. С. 69-77.

169. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Современное состояние проблемы водоизмерения и водоучёта в открытых каналах оросительных систем // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2006. прилож. № 3. С. 101-106.

170. Ткачев A.A. Оптимизация процессов управления водораспределением на магистральных оросительных каналах : монография / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск : Оникс+, 2007. 146 с.

171. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г. Теоретические и прикладные проблемы гидравлики рек и каналов / Новочерк. гос. мелиор. акад. Новочеркасск,2007. 250 с.

172. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Иваненко Н.Г. Применение теории длинных волн для расчёта попусков воды из водохранилищ // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2007. № 4. С. 87-91.

173. Ткачев А. А. Управление водораспределением в каналах с локальным регулирование уровней воды по верхнему бьефу перегораживающих сооружений // Мелиорация и водное хозяйство. 2008. №5. С. 37-40.

174. Ткачев A.A. Повышение эффективности функционирования оросительных каналов в условиях неустановившегося течения воды // Тр. // Куб. гос. агр. ун-т : Науч. журнал. Серия : Агроинженер. 2008. №2. С. 91-98.

175. Ткачев A.A. Расчёт расходов воды в магистральных каналах для неустановившегося режима течения // Гидротехн. стр-во. 2009. №3. С. 42-47.

176. Ткачев А. А., Иваненко Ю.Г., Иваненко Н.Г. Расчёт кинематических волн паводков // Тр. // Куб. гос. агр. ун-та. 2010. № 1(22). С. 191-195.

177. Ткачев A.A. Управление водораспределением в оросительных магистральных каналах // Вестник Сарат. госагр. ун-та. 2010. №6. С. 24-27.

178. Ткачев A.A., Иваненко Ю.Г., Тараканов H.A. Методика расчёта элементов бороздкового полива при установившемся течении воды с переменным расходом // Мелиорация и водное хозяйство. 2010. №4. С. 30-31.

179. Ткачев A.A. Расчёт переходных процессов в бьефах магистрального канала при различных схемах регулирования для способа активного управления водораспределением // Изв. ВУЗов. Сев-Кавк. регион. Сер. Техн. науки. 2011. №3. С. 86-91.

180. Турсунов A.A., Эшмурадов Ю.М. Образование крутых волн перемещений в больших каналах /Тр. /Ленингр. политехи, ин-т. Л., 1978. № 346 : Гидротехника и водное хозяйство. С.32-36.

181. Филиппов Е.Г. Гидравлика гидрометрических сооружений для открытых потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 288с.

182. Христианович С.А. Неустановившееся движение воды в каналах и реках // Некоторые новые вопросы механики сплошной среды. М., Изд во АН СССР, 1938. С. 3-215.

183. Чалов P.C. Географические исследования русловых процессов. М.: Изд-во МГУ, 1979. 232 с.

184. Чертоусов М.Д. Гидравика : спец. курс. 4-е изд. М.-Л.: Госэнерго-издат, 1962. 630 с.

185. Чоу, В.Т. Гидравлика открытых каналов / пер.с англ. М.: Стройиз-дат, 1969. С. 464.

186. Шаров И.А. Организация водопользования на оросительных системах. М.: Сельхозиздат, 1943. 14 с.

187. Шаров И.А. Эксплуатация гидромелиоративных систем. М.: Колос, 1968. 384 с.

188. Штеренлихт Д.В. Гидравлика : учеб. для вузов. 3-е изд., перераб., доп. М.: КолоС, 2006. 656 с.

189. Щедрин В.Н. Совершенствование конструкций открытых оросительных систем и управление водораспределением. М., 1998. 159 с.

190. Щедрин В.Н., Иваненко Ю.Г., Ольгаренко В.И., Жарковский A.M. Филиппов Е.Г. Гидравлика гидрометрических сооружений для открытых потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 238 с.

191. Щедрин В.Н., Иваненко Ю.Г., Ольгаренко В.И., Жарковский A.M., Филиппов Е.Г. Системные принципы водоучета и управления водораспределением на оросительной сети. Новочеркасск, 1994. 235 с.

192. Щедрин В.Н., Коржов В.И. Совершенствование технологии управления водо-распределением на открытых оросительных системах / ЦНТИ «Мелиоводинформ». М., 1996. 80 с.

193. Янишевский Н.А. Организация планового водопользования с учетом современных требований сельхозпроизводства. Ташкент, 1957. 105 с.

194. ABBOT, М.В. The application of desing systems to problems of unsteady flow in open channels. Int. Symp. on Unsteady Plow in open channels, BHRA Fluid Engg., Gran-field, UK, 1976,25 p.

195. Bondarev, E., Kapitonova T. Simulation of multiphase flow in porous media accompanied by gas hydrate formation and dissociation// Engineering Thermophysics, 1999, v. 9, # 1-2, p. 83-97.

196. Bondarev, E., Sleptzov, S. Peculiarities of the dynamics of a gas hydrate layer on pipe walls // Russian J. of Engineering Thermophysics, V. 10, # 4, 2002, p. 337-343.

197. Clemmens, A.J. and Replogle J.A. (1987). «Mechanical-hydraulic, dual-acting controllers for canal discharge rates» //J. Irrig. and Drain. Engrg., 113(1), 69-85.

198. Dedrick, A.R. and Zimbelman D.D. (1981). «Automatic control of irrigation water delivery to and on-farm in open channels» //Tran. s. Eleventh

199. Syrnp. on Irrig. and Drain, ICID. R7, 113-128.

200. Dewey, H.G. Jr. and Madsen W.R. (1976). «Flow control and transient on the California aqueduct» // J. Irrig. and Drain. Engrg., ASCE, 102(IR3), 335348.

201. Fread, D.L. (1993), «Flow Routing», in Handbook of Hydrology, ed David R. Maidment, McGraw-Hill, New York.

202. Fread, D.L. and Lewis, J.M. (1998) «The NWS FLDWAV Model: Theoretical Description/User Documentation», Hydrological Res. Lab., National Weather Service. HRL-406.

203. French, R.H. (1985) Open Channel Hydraulics, McGraw-Hill, New1. York.

204. Garcia-Navarroa, P., Saviron, J. M. (1992). McCormack's method for the numerical simulation of one-dimensional discontinuous unsteady open channel flow. Journal of Hydraulic Research, Volume 30, Issue 1.

205. Hremond (1987). «Dynamic regulation on the canal de provence». Planning, operating, rehabilitation and automation of irrigation water deliver systems, ASC'. E Symp. Proc., Vortland, Oreg., 180-200.

206. Jin Ming and Fread, D. L. (1997). «Dynamic flood routing with explicit, and implicit numerical solution schemes», Journal of Hydraulic Eng., ASCE, 123(3), 166-173.

207. Jin Ming and Fread, D. L. (1999) «One-dimensional modeling of, mud/debris unsteady flows", Journal of Hydraulic Eng., ASCE, 25(8), 827-834.

208. Jin Ming and Fread, D.L. (2000). «Discussion on the Application of 1 Relaxation Scheme to Wave-Propagation Simulation in Open-Channel Networks», Journal of Hydraulic Eng., ASCE, 126(1), 89-91.

209. Martin H. Dam-Break Wave in Horizontal Channels with Parallel and Divergent Side Walls. Proceedings XX Congress JAHR, vol.11, Moscow, 1983.

210. Ming Jin, Samuel Coran and Jack Cook (2006). New One-Dimensional Implicit Numerical Dynamic Sewer and Storm Model, Haestad Methods Inc, 37 Brookside Road, Waterbury, CT 06708.

211. Morris, E. M., Woolhiser, D. A., (1980). Unsteady one-dimensional flow over a plane: Partial equilibrium and recession hydrographs. Water resources research, vol. 16, no. 2, pp. 355-360.

212. Perelman, L. Cross Entropy multiobjective optimization for water distribution systems design // L. Perelman, A. Ostfeld, E. Salomons. 2008.

213. Pioss, L. (1987). «Canal automation using the electronic filter level offset (El -FLO) method». Planning, operation, rehabilitation and automation of irrigation water delivery systems, ASCF Symp. Proc., Portland, Oreg,. 164-175.

214. Schmitz and Edenhover, J. Flood routing in the Danube River by Implicit Method of Characteristics (IMOC). Proc. Int. Conf. On Appl. Math. Modelling Mitteilungen des Inst. Fur Meereskunge der 3 rd Univ. West Germany, 1983.

215. Unsteady Flow in Open Channels. Edited by Mahmod, K., and Yevdjevich, V. Water Resourses Publications, Fort Collins, Colorado, 1975, v. 1, v. 2.

216. Walker, R.E. (1987). «Long crested weirs» Planning, operation, rehabilitation and automation of irrigation water delivery system., ASCE Symp. Proc.

217. Yen, B. C., (2001). «Hydraulics of Sewer System», in Stormwater Collection Systems Design Handbook, ed. Larry W. Mays, McGraw-Hill, New York.