автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Регулирование наносного режима при водозаборе на горно-предгорных участках рек

На правах рукописи

АБИДОВ МУРАТ МУХАМЕДОВИЧ

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАНОСНОГО РЕЖИМА ПРИ ВОДОЗАБОРЕ НА ГОРНО-ПРЕДГОРНЫХ УЧАСТКАХ РЕК

Специальность 05. 23. 07 - Гидротехническое строительство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 2006

Работа выполнена на кафедре гидротехнических сооружений Московского государственного университета природообустройства

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Румянцев Игорь Семенович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Ведущая организация - Закрытое акционерное общество ПО "Совинтервод"

Защита состоится ЯП ЛМЛ 2006 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.045.02 в Московском государственном университете природообустройства по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 19, аудитория 201/1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Московского государственного университета природообустройства

Автореферат разослан апреля 2006 г.

Ученый секретарь

Кавешников Николай Трофимович

- кандидат технических наук Щербаков Алексей Олегович

диссертационного совета, кандидат технических наук

Евдокимова И.М.

ЛО06-А

Общая характеристика работы Актуальность работы. Задача гарантированного качественного забора воды на горно-предгорных участках рек для нужд потребителей, представляющая одну из основных проблем водного хозяйства рассматриваемого региона, связана с совершенствованием конструкций и методов расчетного обоснования многочисленных гидротехнических сооружений в составе компоновок гидроузлов, мелиоративных систем и комплексов для водоснабжения. Ввиду малой плотности населения и ограниченной численности поселений, приуроченных в основном к малым водотокам, а также сложного геологического строения и рельефных условий, строительство крупных водохранилищ здесь не всегда экономически оправдано. Кроме того, наиболее пригодные участки для строительства плотин находятся в областях с наиболее сложным рельефом, вдали от крупных массивов, удобных для орошаемого земледелия. Значительная часть орошаемых земель представлена небольшими разрозненными участками из-за сложности рельефа и пестроты почвенного покрова. Все эти факторы определяют необходимость использования низконапорных гидроузлов и дальнейшего совершенствования их конструкции и режимов эксплуатации.

В последние несколько десятилетий в горных и предгорных районах государств СНГ коэффициент водозабора на многих низконапорных водозаборных сооружениях в отдельные периоды года достигает почти 100%. Работа гидроузла при этом чрезвычайно осложняется наличием большого количества наносного материала. В этих условиях, как показывает практика, для осуществления качественного водозабора наиболее рациональной схемой эксплуатации сооружения является режим периодического занесения и промыва верхнего бьефа. Такой режим работы водозаборного гидроузла вызывает необходимость привязать его сооружения к естественному режиму руслового потока и уменьшить интенсивность руслоформирующих процессов. Для бесперебойной работы водозаборного гидроузла необходимо правильно учитывать накопление наносных отложений в подпорном бьефе за период безнаносного водозабора и решать комплекс вопросов по промыву наносных отложений в возможно короткие сроки, учтя при этом возможное влияние водозаборного сооружения на нижерасположенные по течению участки нижнего бьефа. Только добившись определенного баланса наносов в зоне водозабора, можно обеспечить надежную работу всего гидроузла в течение длительного времени. Борьба с процессом занесения подпорного бьефа до настоящего времени остается актуальной проблемой.

Цель работы. Целью настоящей диссертационной работы является разработка на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований новых подходов к повышению эффективности регулирования наносного режима при водозаборе на горно-предгорных участках рек с использованием косонаправленного циркуляционного порога в составе низконапорного

гидроузла. ----

Задачи исследований. Для достижени I ЧдйНой 1 вши ^обходимо решить следующие основные задачи: БИБл ИОТека i

- рассмотреть возможные варианты улучшения регулирования наносного режима при водозаборе на горно-предгорных участках рек и выбрать наиболее эффективный;

- исследовать качественную и количественную картины занесения и промыва подпорного бьефа при устройстве в составе водозаборного гидроузла косонаправленного наносозащитного донного порога с перераспределением эпюры скоростей и удельных расходов в сторону промывника;

- изучить схему оптимального угла расположения в плане наносорегу-лирующего порога перед водоприемником из условия эффективного протекания процессов занесения и последующего промыва подпорного бьефа от наносных отложений;

- рассмотреть влияния геометрических размеров наносорегулирующе-го донного порога на процессы регулирования наносного режима перед водоприемником низконапорного водозаборного гидроузла;

- уточнить существующие методы расчета процессов занесения и промыва подпорного бьефа на горно-предгорных участках рек с учетом предлагаемых мероприятий по повышению эффективности регулирования наносного режима при водозаборе;

- составить рекомендации по проектированию косонаправленного к потоку донного порога переменной высоты в составе низконапорного гидроузла на горно-предгорных участках рек из условия улучшения наносного режима.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- в диссертации разработаны, научно обоснованы и экспериментально проверены новые подходы к повышению эффективности процессов занесения и последующего промыва подпорных бьефов, а также к обоснованию различных параметров конструктивных элементов и компоновочных решений водозаборных гидроузлов;

- изучены вопросы назначения конструктивных размеров и выбора оптимального планового расположения наносорегулирующих порогов перед водоприемником;

- уточнены существующие методы расчетов вышеуказанных процессов;

- даны рекомендации по проектированию и эксплуатации низконапорных водозаборных гидроузлов на горно-предгорных участках рек.

Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается использованием, наряду с традиционными измерительными устройствами, современных прикладных программ для ЭВМ по обработке трехмерных поверхностей, достаточная точность которых была установлена в многочисленных проводившихся ранее исследованиях. Ряд результатов удовлетворительно согласуется с эмпирическими данными, полученными другими авторами.

Практическая ценность. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании и реконсгрукции низконапорных водозаборных гидроузлов на горно-предгорных участках рек, несущих большое количество донных наносов. Использование разработанных в диссертации методик дает возможность обосновать экономичные проектные решения водозаборных со-

оружений и их отдельных элементов. Разработанные рекомендации обеспечат увеличение срока безаварийной эксплуатации речных гидроузлов как на Северном Кавказе, так и в других регионах с аналогичными природно-климатическими условиями.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях Московского государственного университета природообустройства в 2003, 2005 гг, а также на заседании кафедры гидротехнических сооружений в 2006г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано четыре печатные работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и выводов. Работа изложена на 199 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 134 рисунками, содержит 7 фотографий и 4 таблицы. Список использованной литературы содержит 221 наименование книг и статей отечественных и иностранных авторов.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований, показаны научная новизна, достоверность и практическая ценность полученных результатов, приведены сведения о структуре и объеме диссертационной работы.

В первой главе диссертации рассматриваются природные условия формирования поверхностного стока на Северном Кавказе, классификация рек по участкам. Здесь же выполнен анализ конструктивных особенностей и эксплуатационных характеристик существующих водозаборных гидроузлов, современное состояние изученности вопроса процессов занесения и промыва подпорных бьефов и существующие методы расчета.

Горные и предгорные участки рек имеют свои гидрологические особенности, обусловленные специфическими природными условиями формирования стока. Здесь можно отметить большое количество как взвешенных, так и влекомых потоком донных наносов крупных фракций; неустойчивое русло с относительно малыми глубинами и большими скоростями водного потока; изменчивость во времени стока реки, иногда в десятки раз за одни сутки; внезапность прохождения паводков, главным образом ливневых; наличие шуги и донного льда при неустойчивом зимнем режиме; селевые явления. Указанные факторы оказывают большое влияние на процессы руслоформирования на участке искусственного подпора гидротехническими сооружениями и чрезвычайно осложняют работу водозаборных гидроузлов. При проектировании водозаборных гидроузлов совокупность факторов, связанная с накоплением наносных отложений и возможностью их оперативного смыва рассматривается не в должной степени. Данная ситуация частично оправдывает себя при низких коэффициентах водозабора до 0,5...0,6. Но даже в этом случае не исключена возможность завала подпорного бьефа наносными отложениями. Опыт работы существующих низконапорных водозаборных гидроузлов на горнопредгорных участках рек показал затруднения при их эксплуатации. Особенно усложняется процесс эксплуатации гидроузлов при образовании в подпорном

бьефе непромываемых областей наносных отложений. Предлагаемые и используемые на низконапорных гидроузлах методы удаления наносных отложений земснарядами, механической очисткой и другие способы малоэффективны в условиях малых водохранилищ из-за значительной стоимости проведения работ. В таких условиях, как показывает практика, для осуществления качественного водозабора наиболее рациональной схемой эксплуатации сооружения является режим периодического промыва верхнего бьефа. Ранее относительно слабо были рассмотрены вопросы взаимосвязи конструктивной компоновки водозаборных гидроузлов с режимом занесения и промыва подпорного бьефа.

Учитывая весь накопленный опыт работы водозаборных гидроузлов, отметим, что боковой водозаборный гидроузел наиболее применим для горно-предгорных участков рек в виду простоты конструкции, минимального стеснения русла реки, благоприятных условий для промыва подпорного бьефа. Однако условие обеспечения эффективной работы водозаборного гидроузла в сложных наносных условиях требует создания на подходе к водоприемнику благоприятных гидравлических условий для отвлечения наносов к промывнику, их аккумуляции и более эффективного промыва. Хорошими качествами как средство борьбы с наносами при водозаборе из рек с тяжелым наносным режимом обладает косонаправленный ступенчатый циркуляционный порог. Однако работа водозаборов с косонаправленным циркуляционным порогом в режиме занесения и промыва еще мало изучена и требует дальнейших исследований.

Нами также рассмотрено современное состояние изучаемых вопросов процесса занесения и промыва подпорных бьефов и существующие методы расчета, подразделяющиеся на две основные группы. Точные теоретические расчеты, опирающиеся на совместное решение систем трех дифференциальных уравнений, определяющих движение жидкости при медленно изменяющихся процессах: уравнения неравномерного медленно изменяющегося движения жидкости, уравнения неразрывности и уравнения деформации или баланса наносов. К данной группе методов относятся разработки И.И.Леви,

B.Н.Гончарова, К.В.Гришанина и др. Эмпирические и полуэмпирические методы, разработанные на основе обширных лабораторных и детальных натурных исследований. Основы данных методов разработаны в работах

C.Т.Алтунина и И.А.Бузунова. Дальнейшее развитие они получили в исследованиях Н.Ф.Данелия, В.Н.Шолохова, Э.В.Костюченко, В.С.Лапшенкова, И.С.Румянцева, Р.К.Кромера и многих других.

Вопросами промыва наносных отложений в верхних бьефах водозаборных сооружений, а также в камерах отстойных бассейнов занимались И.И. Леви, A.M. Мухаммедов, Ф.Ш. Мухамеджанов, В.А. Мухин, К.Ф. Артамонов, Г.В. Калиниченко, И.С. Румянцев, Р.К. Кромер, В. Граф, В. Вили и другие. Авторами рассматривались различные аспекты изучаемого процесса. Имеются как теоретические, так и экспериментальные проработки. Обзор работ показал, что в представленных исследованиях вопрос повышения эффективности процессов аккумуляции и промыва подпорного бьефа путем совер-

шенствования конструктивных элементов сооружения изучен мало и требует дополнительных исследований.

Во второй главе рассмотрена методика проведенных нами лабораторных гидравлических исследований, приводится описание экспериментальной установки, средств измерения и оценка точности проведенных измерений в соответствии с теорией ошибок.

Экспериментальные исследования были проведены нами в лаборатории гидравлики водопропускных сооружений кафедры гидротехнических сооружений Московского государственного университета природообустройства. Лабораторная установка располагалась на русловой площадке, представляющей собой металлический лоток прямоугольного сечения длиной 5,07 м и шириной 1,9м. Модель водозаборного сооружения располагалась в концевой части лотка. При этом в пределах руслового лотка были смоделированы: участок подхода к сооружению, водоподпорная плотина и участок нижнего бьефа. Лабораторная модель водозабора была выполнена в масштабе 1:25. При проектировании и строительстве модельной установки были строго выполнены все требования моделирования по Фруду с проверкой достижения автомодельно-сти по числу Рейнольдса. При этом, поскольку в изучаемом нами явлении донные наносы являются определяющими, были использованы общеизвестные показатели подвижности донных наносов У/У„ и со/У, где V - средняя скорость потока, У„ - неразмывающая скорость для донных наносов; о - гидравлическая крупность донных наносов. В наших исследованиях данные параметры поддерживались в пределах натурных значений. Кроме этого, перед зоной подпора и в отводящем русле нижнего бьефа поддерживались участки с естественными гидравлическими характеристиками потока реки.

Исследования проводились на модели бокового низконапорного водозаборного гидроузла, выполненной из органического стекла. Сооружение моделировалось пятипролетной щитовой водоподпорной плотиной с тремя русловыми промывными пролетами и двумя промывными пролетами перед водоприемником (рис.1). Отверстия перекрывались плоскими затворами, с возможностью фиксации их положения по вертикали. Боковой отвод располагался под углом 90° к геометрической оси сооружения и также перекрывался плоским затвором. Для борьбы с наносами использовалась поперечная циркуляция, возбуждаемая циркуляционными порогами различной конструкции, выполненными из органического стекла. Для контроля деления расхода потока между водоприемником и промывником в нижнем бьефе сооружения были установлены два успокоительных резервуара, оснащенные мерными треугольными водосливами с углом 90°.

Подача наносов осуществлялась дозатором непрерывного действия, установленным на подводящем участке в начале лотка. Достаточная крупность русловых отложений и влекомых наносов позволяла использовать лабораторную смесь наносов со средним диаметром более 0,7 мм. Последнее, в свою очередь, удовлетворяет одновременно требованиям турбулентного обтекания частиц песка, изложенным в работах В.И. Гончарова, Н.С. Знаменской, И.И. Леви и др.

После завершения строительства модели была проведена тщательная нивелировка и гидравлическая тарировка элементов сооружения. При этом была выявлена необходимость более правильного воспроизведения гидравлической шероховатости подводящего русла за счет закрепления на участке подводящего русла тонкого слоя песка, моделирующего естественную отмос-тку русла.

При определении методики проведения экспериментальных исследований были рассмотрены все влияющие факторы и условно принята модель некоторого "гипотетического" сооружения, запроектированного в наиболее часто встречающихся условиях горно-предгорных участков рек. Для исследований принята типичная река горно-предгорной зоны. Подводящее русло принималось шириной, соответствующей устойчивой ширине для руслоформи-рующего расхода. Основные исследования проводились для расхода QCp«> «>>, при котором донный порог должен работать с максимальной эффективностью. Для принятой типичной горной реки по общепринятой методике определись морфометрические характеристики русла и подбирался грансостав наносов. При проведении исследований мутность потока ограничивалась величиной 2 кг/м . Учитывая, что почти все водозаборные сооружения с донными порогами в межень работают на подпоре, то есть при Fr < 1, исследования проводились при спокойном состоянии потока в верхнем бьефе.

Величину коэффициента водозабора а8 при проведении опытов ограничивали значениями ав = 0,5; 0,7; 0,8; 0,9. Наполнение в верхнем бьефе сооружения в межень не должно превышать наполнения Нмакс в русле в паводок и в первом приближении принималось НВб - Нмахс = 1,7 м.

На первой стадии исследований были изготовлены три порога с разной длиной L и одинаковой средней высотой Рср. Уклон гребня порога принимался постоянным и равным (гр=0,1. Длина порогов L рассчитывалась с условием установки их в верхнем бьефе водозаборного сооружения под углами у = 15°; 22°; 30° к направлению руслового потока и проводились измерения параметров гряды занесения при различных коэффициентах водозабора. Затем проводились исследования промыва верхнего бьефа от наносных отложений. Подтопление порога h„ со стороны водоприемника поддерживалось не более Рср. Далее нами изучалось влияние на процессы занесения и промыва подпорного бьефа высоты порога.

Началу каждого опыта предшествовал режим пропуска бытового расхода для формирования на всем протяжении подводящего канала естественного бытового русла. Для повышения надежности результатов моделирования на бытовом участке русла контролировались параметры подвижности донных наносов V/VH и co/V. При заданном коэффициенте водозабора в условиях постоянной подачи расхода воды и наносов осуществлялось формирование гряды занесения. Параметры гряды наносных отложений измерялись при прохождении определенных створов по длине русла. После завершения этапа занесения подпорного бьефа проводилась вторая часть опытов - промыв отложившихся наносов. Открывались затворы промывных отверстий плотины и производился смыв наносов. Нивелировались отметки поверхности смыва че-

рез определенные промежутки времени в зависимости от интенсивности размыва. Для фиксации состояния подвижного ложа расход воды при замерах пропускался поверх затвора водоприемника.

В целях подтверждения достоверности получаемых результатов была осуществлена оценка точности проводимых измерений. Предельные относительные ошибки измерений составляли для расходов - 2,47.. .0,90 %, глубин -4...0,4 %, отметок дна - 0,3 %, скоростей потока - 3,89..0,59 % . Таким образом, величины погрешностей находятся в приемлемом диапазоне.

В третьей главе обсуждаются результаты лабораторных исследований процесса занесения подпорного бьефа водозаборного гидроузла.

Визуальные наблюдения и инструментальные замеры позволили выявить подробную качественную картину занесения верхнего бьефа низконапорного гидроузла при различных вариантах конструкции косонаправленного порога и гидравлических характеристиках водозабора (рис.2). В ходе проведения лабораторных исследований нами получены экспериментальные данные X, Y, Z поверхностей занесения и промыва подпорного бьефа с четкой детализацией всех форм рельефа русла. Полученные данные были обработаны нами в программе "Поверхность". Программа позволяет построить цифровую модель поверхности по исходным данным координат в отдельных произвольных точках. При этом производился переход от нерегулярной сетки к регулярной согласно алгоритма интерполяции Kriging. В конечном итоге цифровая модель модельного русла была представлена в виде значений координат в узлах прямоугольной регулярной сетки, дискретность которой определялась необходимостью детализации всех форм поверхности. В нашем случае необходима была четкая детализация гребня гряды занесения и областей размыва.

С построенными таким образом поверхностями занесения и промыва производились различные операции и преобразования. Нами вычислялись объемы между двумя поверхностями, рассечение поверхностей на профили и участки, вычисление объемов по участкам и другие операции. Для ускорения расчетов был написан дополнительный программный модуль на языке программирования Basic, позволяющий обрабатывать большие массивы данных Н) j. В программе построения поверхностей формировалась регулярная сетка поверхности со значениями координат в узлах Y¡j, Z¡j. По полученным результатам формировался массив данных H,j и рассчитывались объемы различных поверхностей по формуле

JL J2. Н; 1 + Н; i + Н ; , , ; + Н; , , ; . f ^

v = £|У—ьт—чм—ii^Z-.дх.ду, (1)

1=1 № 4

где Н^у - высотные отметки в узлах регулярной сетки цифровой модели рельефа, м;

Дх, Ау - размеры регулярной сетки поверхности, м. Проведенные нами исследования показали, что косонаправленный порог переменной высоты у водоприемника увеличивает величину подпора, дополнительно к существующему подпору на сооружении, улучшая эксплуатационные показатели. Кроме того, перераспределение расходов по ширине и длине подпорного бьефа вызывает отвлечение гряды наносных отложений от

водоприемника по ширине бьефа и вперед ближе к промывным отверстиям подпорной плотины по длине бьефа.

Повышение коэффициента водозабора ведет к увеличению подпора ДН на сооружении и допустимое время занесения 1Д0„ увеличивается (рис. 3). Допустимое время занесения подпорного бьефа при различных коэффициентах водозабора определялось из условия начала попадания влекомых наносов в водоприемник водозабора. На рисунке 3 мы видим, что увеличение угла установки порога ведет к повышению емкости подпорного бьефа и, следовательно, времени допустимого занесения в результате возникновения дополнительного подпора. При угле установки порога 15° подпор практически не проявляется, и результаты близки к варианту занесения бьефа без порога.

Изучая экспериментальные данные можно отметить снижение высоты фронта гряды занесения перед донным порогом в связи с возникновением поперечной циркуляции при натекании потока русла на претраду-порог (рис. 4). Однако, при высоком водозаборе и значительном подпоре поперечная циркуляция, отвлекающая наносы к промывнику, перестает функционировать и на деление наносов оказывает основное влияние отбор поверхностного расхода.

Для оценки равномерности процесса занесения подпорного бьефа по ширине, подводящее русло было разбито нами на несколько створов: два створа противоположного порогу берега промывника Ь/В = 0,17 и Ь/В = 0,33 (а), два средних створа по ширине русла Ь/В = 0,50 и Ь/В = 0,67 (б), два створа в зоне действия косонаправленного порога переменной высоты Ь/В = 0,83 и Ь/В = 1,00 (в). Здесь Ь - расстояние до рассматриваемого створа по ширине; В - ширина подводящего русла реки.

Количественным показателем характеристики занесения подпорного бьефа наносами принято значение следующего параметра

К=^-100%, (2)

где \V3aHec - объем занесения подпорного бьефа наносными отложениями, определяемый с использованием программы построения поверхностей как разность поверхности гряды занесения на текущий момент времени и поверхности дна бытового русла;

WBБ - первоначальный объем верхнего бьефа, определяемый как разность свободной поверхности потока на момент начала процесса занесения и поверхности дна бытового русла.

Данный параметр характеризует увеличение объема занесения подпорного бьефа в процентах от первоначального объема верхнего бьефа на момент начала занесения. Полученные графики позволяют оценить равномерность занесения по ширине подпорного бьефа.

Наибольшая неравномерность гряды наносных отложений наблюдается при высоких коэффициентах водозабора. При установке наносорегулирующе-го порога под большим углом к потоку (у=30°) неравномерность занесения также несколько увеличивается. Если при а„ = 0,3 на конец периода занесения бьефа и стабилизации положения фронта гряды разность значений параметра

составляет около 10%, то при высоких коэффициентах водозабора а„ = 0,5...0,7 уже наблюдаются различия в 12... 16%, а при а„ = 0,9 - около 25% (рис.5,а). Это связано с увеличением значения дополнительного подпора в верхнем бьефе и большей неравномерностью деления расхода потока, а, следовательно, наносов по ширине бьефа между промывником и водоприемником. Для варианта установки порога под углом 22° соответствующие показатели снижаются и равны: при ос„ = 0,3 - 5%, при а„ = 0,5...0,9 - около 10. ..15% (рис.5,б). Следует отметить, что нами рассматриваются осредненные данные по всей длине створа, а непосредственно у порога, как было показано на профилях (рис. 4), объемы занесения уменьшаются по ширине бьефа. При уменьшении угла установки порога показатели занесения практически не изменяются (рис.6,а). Для случая занесения без устройства порога перед водоприемником, при больших значениях коэффициента водозабора в конце периода занесения, когда гряда наносных отложений подходит к водоприемнику, здесь также наблюдается увеличение неравномерности формирования высоты гряды наносов по ширине бьефа порядка 20% (рис.6,б). Данное обстоятельство связано с увеличением неравномерности распределения расхода между водоприемником и промывником и подтягиванием основной массы транспортируемых потоком наносов к водоприемнику. Устройство порога отодвигает наносные отложения в сторону промывных отверстий водосбросной плотины и улучшает условия водозабора в целом.

Таким образом, рекомендуемый нами угол установки порога составляет 20...25° в плане по отношению к оси потока. Уменьшение угла установки порога практически не влияет на равномерность занесения бьефа. Следует учитывать, что при уменьшении угла установки порога увеличивается его длина. Порог работает в верхнем бьефе как водослив с тонкой стенкой, и увеличение длины порога приводит к уменьшению напора перед водоподпорной плотиной. При этом уменьшается величина допустимого объема занесения и, как следствие, снижается время допустимого занесения подпорного бьефа. Кроме того, происходит увеличение материальных затрат, трудоемкость и повышение времени строительства порога.

При рассмотрении влияния на процесс занесения бьефа высоты наносо-регулирующего порога следует учитывать, что эффективность процесса занесения верхнего бьефа определяется увеличением объема занесения при сохранении равномерности формирования гряды наносных отложений по ширине бьефа. Проанализировав полученные результаты, мы рекомендуем при проектировании высоту донного порога принимать в пределах 0,7 Н для наиболее неблагоприятного случая работы сооружения, где Н - напор в верхнем бьефе (рис.8). Повышение значения высоты порога Р приводит к увеличению мощности формирующейся гряды наносных отложений по всей ширине русла и ухудшает условия промыва. Понижение величины Р ведет к значительному уменьшению объема допустимого занесения подпорного бьефа из условия безнаносного водозабора, что приводит к ухудшению эксплуатационных показателей гидроузла

По результатам экспериментальных исследований нами разработана уточненная методика расчета занесения подпорного бьефа при устройстве перед водоприемником косонаправленного к потоку донного порога. Определены основные характеристики гряды наносных отложений и параметры ее передвижение в период занесения подпорного бьефа до допустимого объема, приведенные ниже.

Высоту гряды наносных отложений на момент занесения подпорного бьефа до допустимого значения приближенно можно определять по формуле, полученной приведением случая занесения бьефа с косонаправленным порогом к случаю занесения прямолинейного подпорного бьефа без порога

h^=l,12Kn^, (3)

ср

где Кп - коэффициент влияния на формирование гряды косонаправленного порога.

Подпор в створе водозаборного сооружения АН можно представить как АН = Hq, - h6, где Нср - средний напор в створе водозаборного сооружения, м; h6 - глубина воды в бытовом русле, м.

Коэффициент влияния на формирование гряды косонаправленного порога определяется отношением средней глубины воды в бьефе с порогом к средней глубине воды на прямолинейном участке бьефа без порога:

„порог

(4)

ср пр

где Н™рог и Нср Пр - средняя глубина воды в бьефе с порогом и средняя глубина воды на прямолинейном участке бьефа без порога соответственно, м.

Проанализировав полученные опытные данные, а также, учитывая экспериментальные данные С.Т. Алтунина для струенаправляющих дамб и Г.В. Соболина для косонаправленных порогов переменной высоты, коэффициент влияния косонаправленного порога может быть принят равным Кп = 1,2...1,4.

Расчет занесения подпорного бьефа производится в следующей последовательности. Сначала принимается предположение о незатопленном режиме работы порога и подбором определяется глубина в начале порога hi по обычным формулам гидравлики с учетом работы донного порога:

(5)

где шп - коэффициент расхода порога;

Дг' = W-l'noB-c<Ma> (6)

гпор - уклон гребня порога;

гпов - уклон свободной поверхности потока в створе порога;

ho2=hoI+A/-/, (7)

hoI=h1+Ka^-; (8)

2g

hj, h2 - глубина потока над гребнем в начале и конце порога, м.

Затем проверяется подтопление порога, и, если подтверждается первоначальное предположение, то глубина h, принимается за расчетную. Если сопряжение потока за порогом оказывается затопленным, то глубина hi с учетом подтопления определяется по формуле

(9)

где оп- коэффициент подтопления порога.

Высота гряды занесения устанавливается по приведенной выше

формуле (3), предварительно рассчитав средний напор в створе водозаборного сооружения

Hcp = hcp + Pcp, (10)

где hcp - средняя глубина потока, переливающегося через порог, м,

hcp=h01+Ai-L/2; (И)

Рср - средняя высота порога, м.

Высота гряды hrp, в произвольно выбранной точке в любой момент времени может быть с приемлемой точностью определена по формуле, предложенной И.С. Румянцевым и Р.К. Кромером. Уклон поверхности гряды J0 и длину гряды Lrp за период занесения подпорного бьефа до допустимого объема W,on из условия безнаносного водозабора рекомендуется принимать по методике И.С. Румянцева и Р.К. Кромера.

Характер изменения скорости перемещения фронта гряды (рис.8) в исследуемых нами условиях, отнесенный к любому моменту времени в интервале т=0...1, определяется с учетом влияния наносорегулирующего порога по формуле

где С0 - средняя скорость движения гряды на прямолинейном участке; т = t,/taon - безразмерное время.

В четвертой главе обсуждаются результаты экспериментальных исследований процесса промыва занесенного подпорного бьефа водозаборного гидроузла.

Визуальные наблюдения и инструментальные замеры позволили представить подробную качественную картину процесса промыва занесенного верхнего бьефа низконапорного гидроузла при различных вариантах конструкции косонаправленного порога и гидравлических характеристиках водоот-бора (рис. 9-12). На рисунках 9 и 10, построенных с помощью программы Arc Map 3.2 пакета ГИС, показаны разные периоды промыва гряды наносных отложений (светлая поверхность) по сравнению с бытовой поверхностью дна русла (поверхность в оттенках серого). Представленный порядок построения позволяет показать пространственную картину промыва подпорного бьефа от наносных отложений и ограничить промываемые и непромываемые зоны русла при различных коэффициентах водозабора и конструкциях наносорегулирующего порога. В результате перераспределение расходов по ширине верх-

него бьефа донный порог удаляет гряду наносных отложений от водоприемника по ширине бьефа и вперед ближе к промывным отверстиям подпорной плотины по длине бьефа, что улучшает условия промыва. Кроме того, устройство порога вызывает некоторое сужение живого сечения потока в зоне промывных пролетов плотины, что также увеличивает интенсивность промыва. Косонаправленный порог перед водоприемником является определенным препятствием при промыве подпорного бьефа и при его расположении под большим углом к потоку реки происходит неравномерное размытие фронта гряды по ширине бьефа, а перед порогом образуется бар непромываемых наносных отложений. Промывной расход сразу сбивается к одному берегу, поверхность гряды наносных отложений частично обнажается и эффективность промыва снижается. В створе промывных пролетов подпорной плотины наоборот происходит увеличение продольных скоростей течения и поток работает весь период промыва на глубинный размыв.

Для оценки эффективности промыва верхнего бьефа по ширине, подводящее русло было разбито нами на несколько створов, аналогично опытам по занесению бьефа.

Количественным показателем величины промыва верхнего бьефа от наносных отложений принято значение следующей характеристики

К№ = ——-100%, (13)

WBБ

где \Упром - объем смываемых наносных отложений, определяемый с использованием программы построения поверхностей как разность поверхности смыва на текущий момент времени и поверхности дна бытового русла;

WвБ - первоначальный объем верхнего бьефа, определяемый как разность свободной поверхности потока на момент начала процесса занесения и поверхности дна бытового русла.

Данный параметр характеризует уменьшение объема занесения верхнего бьефа в процентах от первоначального объема бьефа на момент начала занесения. Полученные графики позволяют оценить степень неравномерности промыва по ширине верхнего бьефа (рис. 13-14). Нулевое значение параметра определяет смыв всех наносных отложений в рассматриваемом створе, накопившихся за период занесения бьефа. Отрицательное значение показателя К„ указывает, что в рассматриваемом створе после полного смыва наносных отложений начинается глубинный размыв отмостки русла.

Рассмотрение общей картины процессов занесения и промыва верхнего бьефа показывает, что эффективность промыва определяется в основном условиями формирования гряды наносов, созданными на этапе занесения верхнего бьефа. Поэтому выводы по оптимальной конструкции наносорегули-рующих сооружений при промыве в основном подтверждают сделанные выводы при обсуждении занесения бьефа и при эксплуатации указанные процессы следует рассматривать только взаимосвязано.

На рисунке 13 представлена картина промыва при установке порога под углом 30° к потоку русла. Для коэффициента водозабора 0,3 и 0,5 промыв в

створе порога удовлетворителен. Однако при повышении водозабора до 0,9 половина подпорного бьефа, прилегающего к наносорегулирующсму порогу, вообще не промывается (рис. 13,а). При этом в створе донного порога остается около 20% наносных отложений, а в зоне промывных отверстий подпорной плотины поток работает на глубинный размыв отмостки русла. Более благоприятная картина промыва бьефа наблюдается на рисунке 13,6, соответствующих схеме расположения донного порога в плане под углом 22° к потоку русла. Полный промыв подпорного бьефа в данном случае наблюдается при 0,9Т. Отметим также, что при значении 0,5Т наблюдается промыв 80...90% всех наносных отложений в подпорном бьефе. Указанное обстоятельство показывает, что более эффективны кратковременные периодические промывы подпорного бьефа. При уменьшении угла установки порога эффективность промыва практически не повышается (рис. 14,а).

Для варианта промыва занесенного верхнего бьефа без устройства донного порога перед водоприемником при больших коэффициентах водозабора створ наносорегулирующего порога также не промывается (рис. 14,6). При коэффициентах водозабора равных 0,7 и 0,9 в створе наносорегулирующего порога остается порядка 10% наносных отложений, при этом динамика промыва заметно ухудшается. Так за время 0,5'Т в створе порога промывается лишь около 40% наносных отложений. В то же время, в зоне промывных отверстий подпорной плотины поток работает на глубинный размыв отмостки русла.

Представляет интерес распределение интенсивности промыва наносных отложений по ширине и длине бьефа одновременно. Подводящее русло кроме указанного выше разбиения на створы по ширине, было разбито на участки по длине подпорного бьефа через каждые 10 см. Для проведения расчетов был составлен программный модуль на языке программирования Basic. По полученным при построении поверхностей участков координатам X, Y и Н подсчитаны смываемые объемы наносов по участкам (рис.16). Проведенные исследования показали, что осредненные показа!ели промыва не всегда достоверно показывают полный промыв створа бьефа. Более детальное рассмотрение процесса по длине сгвора показывает на отдельных участках около 10% остаточных объемов наносных отложений, а на других участках идет глубинный размыв отмостки русла (рис. 16,6). Если при повышенных коэффициентах водозабора ав = 0,7...0,9 для угла установки nopoiа в плане у = 30° осредненные данные показывают остаток 20% наносов (рис. 13,а), то при рассмотрении участков по длине створа мы видим остаток до 38% наносов на отдельных участках по ширине верхнего бьефа (рис. 16,а).

При неравномерном размыве гряды наносных отложений, в створе донного порога и водоприемника при значительной мощности наносных отложений гряда наносов частично обнажается и не смывается даже при длительных промывах. Промывной поток концентрируется на пониженных участках промываемой гряды наносов в створе промывных пролетов плотины, может разбиваться на отдельные рукава. В то время, как в створе водоприемника образуются зоны непромываемых наносных отложений, в створе промывных пролетов плотины поток работает на глубинный размыв отмостки русла и эффективность промыва резко снижается.

В результате проведенных исследований нами показано, что наносоре-гулирующий порог, установленный под углом 25...30° к оси потока реки создает значительное препятствие прохождению промывного расхода и в створе порога образуются мощные трудносмываемые наносные отложения (рис. 11). При установке порога под углом около 20° в плане по отношению к оси потока наблюдается более эффективный равномерный промыв гряды наносных отложений. В данном случае порог мало препятствует прохождению промывного расхода и в створе порога промыв наносных отложений проходит более равномерно (рис. 12). Уменьшение угла установки порога приводит к уменьшению подпора на сооружении в целом, что ведет к уменьшению допустимого объема занесения и, следовательно, допустимого времени занесения. В то же время эффективность промыва практически не повышается.

Проанализировав полученные экспериментальные результаты (рис. 15), мы рекомендуем при проектировании высоту донного порога принимать в пределах 0,7'Н, где Н - напор в верхнем бьефе при наиболее сложных условиях водозабора. Повышение высоты порога приводит к увеличению мощности наносных отложений в подпорном бьефе. Увеличение мощности наносных отложений при неизменной величине промывного расхода приводит к более неравномерному смыву наносных отложений вследствие увеличения транспортирующей способности потока за счет большой разности между отметками поверхностей воды над грядой и в нижнем бьефе гидроузла (рис. 15). Понижение высоты порога Р ведет к значительному уменьшению объема допустимого занесения подпорного бьефа из условия безнаносного водозабора, что приводит к ухудшению эксплуатационных показателей гидроузла. Существенного же улучшения эффективности промыва не наблюдается.

При больших коэффициентах водозабора и значительной мощности наносных отложений в бьефе возможной схемой эксплуатации водозабора может быть режим с кратковременными периодическими промывами подпорного бьефа до подхода гряды наносных отложений в плотную к наносорегули-рующему порогу, то есть уменьшив время допустимого занесения до 0,8...0,9 1:д0,1. При этом влияние наносорегулирующего порога в основном определяется углом его установки. В данном случае время промыва может быть уменьшено до половины. Указанные мероприятия при сложных наносных условиях повысят эффективность промыва гряды наносных отложений.

По результатам экспериментальных исследований уточнена методика расчета промыва занесенного подпорного бьефа при устройстве перед водоприемником косонаправленного к потоку порога. Общая продолжительность промыва верхнего бьефа определяется по уточненной формуле с учетом коэффициента влияния порога Кп = 1,2... 1,4

кпЛ/С у Ко^

Анализ экспериментальных данных показывает некоторое уменьшение времени промыва при устройстве наносорегулирующего порога. Данное обстоятельство объясняется более равномерным промывом наносных отложений

у водоприемника, увеличение транспортирующей способности потока в результате перераспределения расходов в сторону промывника и уменьшением непромываемых зон наносных отложений в бьефе.

Распределение объемов смываемых наносных отложений на протяжении периода промыва и расчеты параметров зоны влияния промыва с приемлемой точностью могут определяться по методике И.С. Румянцева и Р.К. Кромера.

Заключение

1. Рассмотрев опыт работы существующих водозаборов на горно-предгорных участках рек, мы рекомендуем в рассматриваемых условиях проектировать боковой водозаборный гидроузел, как наиболее приемлемый в виду простоты конструкции и благоприятных условий промыва подпорного бьефа. Однако, для эффективной работы сооружения необходимо создание на подходе к водоприемнику гидравлических условий для отвлечения наносов к про-мывнику, их аккумуляции и оптимального промыва путем устройства косона-правленного к потоку донного порога переменной высоты в верхнем бьефе.

2. Проведенные нами исследования показали, что косонаправленный порог переменной высоты у водоприемника увеличивает величину подпора дополнительно к существующему подпору на сооружении, улучшая эксплуатационные показатели. Кроме того, перераспределение расходов вызывает отвлечение гряды наносных отложений от водоприемника по ширине бьефа и вперед ближе к промывным отверстиям подпорной плотины по длине бьефа, повышая качество отбираемого расхода воды и улучшая условия промыва.

3. Эксперименты показали, что эффективность промыва определяется условиями формирования гряды наносов на этапе занесения бьефа. При нате-кании потока русла на преграду-порог возникает поперечная циркуляция и донные наносы аккумулируются у промывника с некоторым снижением уровня гряды перед водоприемником. В результате нейтрализуется отрицательное влияние на движение донных наносов отбираемого руслового расхода. В условиях повышенного коэффициента водозабора без порога наблюдается аккумуляция наносных отложений в створе водоприемника и гряда наносов здесь практически не промывается, а на других участках идет более интенсивный глубинный размыв отмостки русла. Кроме этого, ухудшение промыва происходит при значительном увеличении мощности наносных отложений в бьефе, вследствие повышения интенсивности смыва наносов за счет большей разности отметок поверхности воды над грядой и в нижнем бьефе.

4. При проектировании рекомендуем принимать угол установки порога в плане 20...25 ° к оси потока подводящего русла из условия более оптимального формирования гряды наносных отложений и равномерного её промыва.

5. Проанализировав полученные экспериментальные результаты, мы рекомендуем при проектировании высоту донного порога принимать в пределах 0,7'Н, где Н - напор в верхнем бьефе водозаборного сооружения при наиболее сложных условиях водозабора.

6. Высоту гряды наносных отложений на момент занесения подпорного бьефа до допустимого значения приближенно можно определять по формуле

(3). Коэффициент влияния на формирование гряды косонаправленного порога определяется по формуле (4) и может быть принят равным Кп = 1,2... 1,4 (К„ = 1,2 при ав = 0,3; К„ = 1,4 при ав = 0,9).

7. Расчет занесения подпорного бьефа производится по формулам (5) -(10). Характер изменения скорости перемещения фронта гряды в исследуемых нами условиях, отнесенный к любому моменту времени занесения определяется с учетом влияния наносорегулирующего порога по формуле (11).

8. Общая продолжительность промыва верхнего бьефа определяется по уточненной нами формуле (14) с учетом коэффициента влияния порога Кп= 1,2...1,4. Распределение объемов смываемых наносных отложений и расчеты параметров зоны влияния промыва с приемлемой точностью могут быть определены по методике И.С. Румянцева и Р.К. Кромера.

9. Проведенное более детальное рассмотрение процесса промыва по длине створа показывает на отдельных участках остаточные объемы наносных отложений, когда осредненные показатели дают полный промыв створа. На других участках при этом идет глубинный размыв отмостки русла.

10. Анализ полученных нами экспериментальных данных показал, что при больших значениях коэффициента водозабора и значительной мощности наносных отложений в бьефе эффективной схемой эксплуатации гидроузла можно рекомендовать режим с кратковременными периодическими промывами подпорного бьефа до подхода гряды наносных отложений к наносорегули-рующему порогу, уменьшив время занесения до 0,8...0,91ДОП, а время промыва - до половины

11. Изучение опытных данных показало, что общая эффективность процессов занесения и промыва занесенного бьефа при устройстве донного порога повышается на 20...40% за счет: создания дополнительного подпора на сооружении, упорядочения аккумуляции наносных отложений в створе промыв-ника, равномерного промыва наносных отложений у водоприемника, увеличения транспортирующей способности потока в результате перераспределения расходов в сторону промывника и уменьшения непромываемых зон наносных отложений в бьефе.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в работах:

1. Абидов М.М. Пути совершенствования процессов регулирования наносного режима при водозаборе из горных рек. // Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции. -М.: МГУП, 2003, с.96-97.

2. Абидов М.М. Проблемы повышения эффективности борьбы с наносами на горных водозаборных гидроузлах, имеющих донные пороги в верхнем бьефе.// Сб. материалов Всероссийской научно-технической конферен-ции.-М.: МГУП, 2003, с.95-96.

3. Абидов М.М. Регулирование наносного режима при водозаборе из рек горной зоны.//Сб.научных трудов МГУП. Часть I - М.: МГУП, 2005,с.288-294.

4. Абидов М.М. Режим промыва верхнего бьефа гидроузлов горных рек при устройстве в составе сооружения косонаправленного порога переменной высоты.// Сб. научных трудов МГУП. Часть I,- М.: МГУП, 2005, с.294-298.

Рис. 1 Схема экспериментальной установки и модели водозаборного сооружения

T = t,/t„„„ = 0,n

ю 1.0

ч 0.8

Рис 2. Картина занесения верхнего бьефа. Угол установки порога в плане у = 22° Коэффициент водозабора ав = 0,5

06

/

Л

У у

/ /

/ Y

У

у \

У

Угол установки порога в плане 30* Угол установки порога в плане 22* Угол установки порога в плане 15° Без порога

0.30 0 50 0.70 0.90 а<

Рис 3 Зависимость taon Лстаб от коэффициента водозабора at 1доп - допустимое время занесения верхнего бьефа; ^таб - время стабилизации фронта гряды.

220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 б)

80 70 80 90 «О 30 20 10 О

Расстояние от водозаборного сооружения , см

220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Расстояние от водозаборного сооружения , см

Рис.4. Динамика занесения подпорного бьефа у = 22°. а„ = 0,9 а) створ промывника; б) створ наносорегулирующего порога

a) Kw,% 100

Í

-

у г* i

I

f/

I ✓ i ■а

гР //

)

/

h

/ ул

/Я **

--

ч-

б) Kw, % 100

л V

/у

é Г

А У, Г

•А

г

Л

/

I

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 7 0 8 0.9 1.0

t//4

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 9

10t /t

l| l 1д(

Рис.5. Занесение подпорного бьефа, а, = 0,9. а) у = 30°; б) у = 22°

О - Ь/В0,17 Д-Ь/В = 0,33 О - Ь / В = 0,67 О - Ь / В • 0,50 +-Ь/В = 0,83 ^-Ь/В = 1,00

Ь - расстояние до рассматриваемого створа по ширине; В - ширина подводящего русла реки

— 4

- - - уф

£

у А У

у

у*

у*\ '4,

У

У* И!

Л

6) Кж, % 100

-

к

Г/ IX и и

* >

/А

-

•--

-

4 ук

л _

ж - - -

- -

0.0 01 0.2 0.3 0 4 0 5 0 6 0 7 0.8 0 0 1 О4' "¡»к 0 0 01 0 2 0 3 0.4 0 $ Об 0 7 0 8

Рис.6. Занесение подпорного бьефа ав = 0,9 а) у = 15°; б) бел иоро1 а

0-Ь'В = 0,17 Д-Ь/В = 0,33 0 -Ь/В = 0,в7 0-Ь/В = 0,50 + - Ь / В = 0,83 ?-Ь/В'1,00

V/, см3 XV, см3 VI», см3

1 О*

Р/Н = 0,837

Рср = 3,0 см а, = 0,5

к

///

у,

/

р/ V

V

г/

4

т г

4

У -

0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 01 у 1 0.0 02 04 06 08 1Ч /I 0,0 02 0 4 06 0,8 1 ¡X

Рис. 7. Динамика процесса занесения подпорного бьефа при различных значениях р / н

О - Ь / В «= 0,17 Д-Ь/В»0,33 □ - Ь/В-0,67 0 -Ь/В = 0,50 +-Ь/В = 0,83 7-Ь/В'1,00

а)

Сдг, см/мин 12

\

\

, *

\ |

№

V IV

х Зод .а О в^

т X *

0.0 0 1 0.2 0.3 0.4 0 5 0.6 0.7 0 8 0.9 1 0 1.1 1.2

Сдг, см/мин

12

1

\

V

*

1Л * у

■О

4

1л X

ян М

0.0 01 0 2 0.3 0.4 0.5 0 6 0.7 0.8 0 9 1 0 1 1 1.2

Сдг, см/мин

12

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 О.в 0 7 0.8 0.9 1 0 1.1 1.2, /,

11 / 1 ДОИ

Рис.8. Движение гребня гряды в верхнем бьефе гидроузла, а) у = 30°, б) у = 22°, в) у = 15°

■ О Коэффициент водозабора ■ 0,3

• ф Коэффициент водозаборе ■ 0,5

* ▼ Коэффициент водозабора * 0,7 + х Коэффициент водозабораа 0,9.

■ • * 4 Движение гребня гряды а верхнем бьефе гидроузла

без устройства порога

а, = 0,3 а„ = 0,5 ав = 0,7 ' а, = 0,9

Рис.9. Промыв занесенного подпорного бьефа, х = \, / Т = 1; у = 30° Т время промыва верхнего бьефа от наносных отложений

а„ = 0,7 а„ = 0,9

Рис.10. Промыв занесенного подпорного бьефа, т = Ъ / Т = 1; у = 22° Т - время промыва верхнего бьефа от наносных отложений

220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 »0 70 60 50 40 30 20 10 0

Расстояние от водозаборного сооружения , см

220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100

80 70 60 50 40 30 20 10 0

Расстояние от водо*аоорного сооружения , см

Рис.11. Динамика промыва занесенного подпорного бьефа, у = 30°; а„ = 0,9 а) створ промывника; б) створ наносорегулирующего порога.

220 210 200 190 180 170 180 150 140 130 120 110 100 90 6)

Ю 70 80 50 40 30 20 10 0 Расстояние от водозаборного сооружения , см

220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90

30 20 10 0

того сооружения, см

Рис.12. Динамика промыва занесенного подпорного бьефа, у = 22°; а, = 0,9 а) створ промывника; б) створ наносорегулирующего порога.

а)«*, У.

-

¡V к

ч,

_ -

N

§ 8*1

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.8 0.7 0.8 0.9 1.0

0.0 0.1 0.2 0Л 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

х,1 т ...... ™ "" "" *" "" "" "" ¿7/т

Рис. 13. Промыв занесеного подпорного бьефа. Коэффициент водозабора ав = 0,9. Вариант компоновки с расположением порога под углом а) у = 30°; б) у = 22°;

О - Ы В «0,17 Д-Ь/В»0,33 □ • Ь/В = 0,67 0 -Ь/В = 0,50 +-Ь/В = 0,83 ?.Ь/В>1,00

Ь - расстояние до рассматриваемого створа по ширине; В - ширина подводящего русла реки

0 0 0.1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0.8 0.9 1 011 /Т 0 0 0 1 0 2 0.3 0.4 0 5 0 8 0 7 0 8 0 9 1 0(; /Т

Рис.14. Промыв занесенного подпорно! о бьефа, ав = 0,9. а) у = 15°; б) без поро1а

a) Kw, V. 60

J

— —I J< ........l'- l' l' P —' ' "I— V I

6) Kw, % 60 50 40 30

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200

Створы no длине

20

10

0®-

-10 -20

-30-I1

w

V

V

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200

Рис. 16. Остаточные объемы наносных отложений на конец промывного периода на участках по длине и ширт^м^'е^а™"'

а) Угол установки порога в плане у = 30°. Коэффициент водозабора ав = 0,9;

б) Угол установки порога в плане у = 22°. Коэффициент водозабора а, = 0,9;

Щ -Ь/В = 0,17 И "Ь/В = 0,33 □ - b ' В = 0,50 g -b/B = 0,67 щ -b/B = 0,83 щ -b/B-1,00

Московский государственный университет природообустройства (МГУП) Зак № Тираж 100

¿ûûê-A

"~97т 9190

Введение.

Глава 1. Состояние изученности рассматриваемого вопроса и его значение.

1.1. Природные условия формирования поверхностного стока на Северном Кавказе и классификация рек по участкам.

1.2. Конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики водозаборных сооружений.

1.2.1. Боковые водозаборы.

1.2.2. Фронтальные водозаборы.

1.2.3. Донно-решетчатые водозаборы.

1.2.4. Ферганские водозаборы.

1.2.5. Бесплотинные водозаборы на реках горно-предгорной зоны.

1.3. Обзор изученности вопросов занесения и промыва верхнего бьефа.

Анализ методов расчета.

1.3.1. Занесение подпорных бьефов во время эксплуатации.

Аналитические и эмпирические методы расчета.

1.3.2. Промыв занесенного подпорного бьефа.

Выводы.

Глава 2. Методика проведения экспериментальных исследований.

2.1. Описание экспериментальной установки.

2.2. Измерительные приборы и регистрирующая аппаратура.

2.3. Методика проведения экспериментальных исследований эффективности регулирования наносного режима донным порогом.

2.4. Оценка погрешности производимых измерений.

Выводы.

Глава 3. Обсуждение результатов лабораторных исследований занесения верхнего бьефа водозаборного гидроузла.

3.1. Общая картина занесения подпорного бьефа низконапорного водозаборного гидроузла с наносорегулирующим порогом.

3.2. Рассмотрение количественных характеристик процесса занесения подпорного бьефа низконапорного гидроузла.

3.3. Влияние на процесс занесения подпорного бьефа водозаборного гидроузла высоты наносорегулирующего порога.

3.4. Методика расчета режима занесения подпорного бьефа с учетом влияния наносорегулирующего порога.

Выводы.

Глава 4. Обсуждение результатов лабораторных исследований промыва верхнего бьефа водозаборного гидроузла.

4.1. Общая картина промыва занесенного подпорного бьефа.

4.2. Рассмотрение количественных характеристик процесса промыва занесенного подпорного бьефа низконапорного гидроузла.

4.3. Влияние на процесс промыва верхнего бьефа водозаборного гидроузла высоты наносорегулирующего порога.

4.4. Методика проведения расчета режима промыва занесенного подпорного бьефа с наносорегулирующим порогом.

Выводы.

Задача гарантированного качественного забора воды на горно-предгорных участках рек для нужд потребителей, представляющая одну из основных проблем водного хозяйства рассматриваемого региона, связана с совершенствованием конструкций и методов расчетного обоснования многочисленных гидротехнических сооружений в составе компоновок гидроузлов, мелиоративных систем и комплексов для водоснабжения.

Развитие горного орошаемого земледелия и необходимость водообеспечения населенных пунктов определяет все увеличивающееся потребление воды, как на питьевые, так и на технические нужды и на производство сельскохозяйственной продукции. Ввиду малой плотности населения и ограниченной численности поселений, приуроченных в основном к малым водотокам, а также сложного геологического строения и рельефных условий, строительство крупных водохранилищ не всегда экономически оправдано. Кроме того, наиболее пригодные участки для строительства плотин находятся в областях с наиболее сложным рельефом, вдали от крупных массивов, удобных для орошаемого земледелия. Значительная часть орошаемых земель представлена небольшими разрозненными участками из-за сложности рельефа и пестроты почвенного покрова. Все эти факторы определяют необходимость использования низконапорных гидроузлов и дальнейшего совершенствования их конструкции и режимов эксплуатации.

В последние несколько десятилетий в горных и предгорных районах государств СНГ коэффициент водозабора на многих низконапорных водозаборных сооружениях в отдельные периоды года достигает почти 100%. Работа гидроузла при этом чрезвычайно осложняется наличием большого количества наносного материала [185, 140, 98 и др.]. В этих условиях, как показывает практика, для осуществления качественного водозабора наиболее рациональной схемой эксплуатации сооружения является режим периодического занесения и промыва верхнего бьефа. Такой режим работы водозаборного гидроузла вызывает необходимость привязать его сооружения к естественному режиму руслового потока и уменьшить интенсивность руслоформирующих процессов. Для бесперебойной работы водозаборного гидроузла необходимо правильно учитывать накопление наносных отложений в подпорном бьефе за период безнаносного водозабора и решать комплекс вопросов по промыву наносных отложений в возможно короткие сроки, учтя при этом возможное влияние водозаборного сооружения на нижерасположенные по течению участки нижнего бьефа. Только добившись определенного баланса наносов в зоне водозабора, можно обеспечить падежную работу всего гидроузла в течение длительного времени.

Ранее вопросы взаимосвязи конструктивной компоновки водозаборных гидроузлов с режимом занесения и промыва подпорного бьефа были рассмотрены относительно слабо. Несмотря на накопленный опыт возведения водозаборных сооружений, конструктивные элементы в составе их компоновки в основном назначались из условия недопущения наносов в водоприемник при определенных условиях эксплуатации сооружения, а правильному учету и оптимальному распределению наносных отложений из условия более эффективного проведения последующего промыва уделялось мало внимания. В результате этого многие существующие водозаборные гидроузлы были занесены наносными отложениями, несмываемыми даже при проведении дли** тельных промывок. Предлагаемые и используемые на низконапорных гидроузлах методы удаления наносных отложений земснарядами, с помощью механической очистки и другие способы оказались малоэффективны в условиях малых водохранилищ из-за значительной относительной стоимости проведения работ.

Борьба с процессом занесения подпорного бьефа до настоящего времени остается актуальной проблемой.

Цель работы. Целью настоящей диссертационной работы является разработка на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований новых подходов к повышению эффективности регулирования наносного режима при водозаборе на горно-предгорных участках рек с использованием косонаправленного циркуляционного порога в составе низконапорного гидроузла.

Задачи исследований. Для достижения намеченной цели предполагалось решить следующие основные задачи:

- рассмотреть возможные варианты улучшения регулирования наносного режима при водозаборе на горно-предгорных участках рек и выбрать наиболее эффективный;

- исследовать качественную и количественную картины занесения и промыва подпорного бьефа при устройстве в составе водозаборного гидроузла косонаправленного наносозащитно-го донного порога с перераспределением эпюры скоростей и удельных расходов в сторону про-мывника;

- изучить схему оптимального угла расположения в плане наносорегулирующего порога перед водоприемником из условия эффективного протекания процессов занесения и последующего промыва подпорного бьефа от наносных отложений с исключением образования непромы-ваемых зон наносов перед водоприемником при различных режимах водоотведения;

- рассмотреть влияния геометрических размеров наносорегулирующего донного порога на процессы регулирования наносного режима перед водоприемником низконапорного водозаборного гидроузла на горно-предгорных участках рек, работающего в режиме периодического занесения и промыва подпорного бьефа при различных характеристиках водозабора;

- разработать уточненные методы расчета процессов занесения и промыва подпорного бьефа на горно-предгорных участках рек с учетом предлагаемых мероприятий по повышению эффективности регулирования наносного режима при водозаборе;

- составить рекомендации по проектированию косонаправленного к потоку донного порога переменной высоты в составе низконапорного гидроузла на горно-предгорных участках рек из условия улучшения наносного режима.

Научная новизна. В диссертации разработаны, научно обоснованы и экспериментально проверены новые подходы к повышению эффективности процессов занесения и последующего промыва подпорных бьефов, а также к обоснованию различных параметров конструктивных элементов и компоновочных решений водозаборных гидроузлов. Изучены вопросы назначения конструктивных размеров и выбор оптимального планового расположения наносорегу-лирующих порогов перед водоприемником. Уточнены существующие методы расчетов вышеуказанных процессов.

Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается использованием наряду с традиционными измерительными устройствами современных прикладных программ для ЭВМ по обработке трехмерных поверхностей, достаточная точность которых была установлена в многочисленных проводившихся ранее исследованиях. Ряд результатов удовлетворительно согласуются с эмпирическими данными, полученными другими авторами.

Практическая ценность. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании и реконструкции низконапорных водозаборных гидроузлов на горнопредгорных участках рек, несущих большое количество донных наносов. Использование разработанных в диссертации методик дает возможность обосновать экономичные проектные решения водозаборных сооружений и их отдельных элементов. Разработанные рекомендации обеспечат увеличение срока безаварийной эксплуатации речных гидроузлов как на Северном Кавказе, так и в других регионах с аналогичными природно-климатическими условиями.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях Московского государственного университета природообустройства в 2003, 2005 гг., а также на заседании кафедры гидротехнических сооружений в 2006 г.

Реализация работы. Материалы проведенных исследований предполагается внедрить в практику проектирования и эксплуатации низконапорных водозаборных гидроузлов на горнопредгорных участках рек.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано четыре печатные работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и выводов. Работа изложена на 199 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 134 рисунками, содержит 7 фотографий и 3 таблицы. Список использованной литературы содержит 221 наименование книг и статей отечественных и иностранных авторов.

1. Аверкиев А.Г., Макаров И.И., Синотин В.И. Бесплотипные водозаборные сооруже-ния. -Л. : Энергия, 1969.-164с., ил.

2. Алтунин СТ. Водозаборные узлы и водохранилища.-М.: "Колос", 1964. - 431с., ил.

3. Алтунин С Т . Регулирование русел рек нри водозаборе.-М.: Сельхозиздат, 1950.- 248с., ил.

4. Алтунин С Т . Регулирование русел. 2-е издание.-М.: Сельхозиздат, 1962.- 352с., ил.

5. Алтунин СТ., Бузунов И.А. Вопросы формирования и расчета русл рек у гидроузлов. - Труды института сооружений АН Узб. ССР, 1955, вып. VII.

6. Алтунин СТ. Моделирование размываемых русел и речных сооружений // Академия наук СССР. Русловые процессы. - М., АН СССР, 1958. - 24 с.

7. Артамонов К.Ф. и др. Некоторые результаты лабораторных исследований движения воды на повороте открытого русла. - Фрунзе, 1968.- 185 с.

8. Артамопов К.Ф. Регулировочные сооружения и работы на реках в предгорпых рай- онах// АН Киргизской ССР.- Фрунзе, 1957.- 171с., ил.

9. Артамонов К.Ф. Регулировочные сооружения нри водозаборе на реках в предгорных районах// АН Киргизской ССР.- Фрунзе, 1963.- 344с., ил.

10. Артамонов К.Ф., Крошкин А.Н. Вопросы гидротехнической классификации устой- чивых аллювиальных участков горных рек// Киргизский НИИВХ. Вопросы водного хозяйства(гидротехника). Вып.26.-Фрунзе: Кыргызстан, 1972.-е. 3-9.

11. Артамонов К.Ф., Крошкин А.Н., Талмаза В.Ф. Методические указания по расчету ус- тойчивых аллювиальных русел горных рек при проектировании гидротехнических сооружений.- М . : Колос, 1972.-64 с.

12. Артамонов К.Ф., Рамазан М.С, Сатаркулов С, Талмаза В.Ф. Водозаборное соору- жение для горных участков рек// Изв. АН Киргизской ССР. Серия естественных и техническихнаук. Том V. Вып. 3.- Фрунзе, 1963.

13. Артамонов К.Ф., Талмаза В.Ф. Борьба с наносами при водозаборе из горных рек. // IX Международный конгресс по ирригации и дренажу. - М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1975,С.4.

14. Арыкова А.И. Исследование винтообразного движения потока с переменным расхо- дом в промывной галерее траншейной пескогравиеловки: Дисс.... докт.техн.наук.- М., 1968.

15. Арыкова А.И., Жулаев Р.Ж. Улучшенный тип водозабора с донной решетчатой гале- реей// АН Казахской ССР.- Алма-Ата, 1961.- 81с., ил.185

16. Афанасьев В.А., Данилко В.П., Кромер Р.К., Понер П.Д., СаловП.Г. Натурные ис- следования водозаборных сооружений на реках Иссык и Талгар// САНИИРИ, Казахский НИ-ИВХ.-Вын. 142., ч.П.-Ташкент, 1974.-е. 61-70.

17. Ахмедов Б.М. Исследование некоторых гидравлических вонросов регуляционного сооружения с совмещенным водозабором для горных рек. Вестник сельскохозяйственной науки..№1,Баку, 1981, с. 84-87.

18. Ахмедов Т.Х., Шаг И.П. Исследование ферганского водозабора е донным циркуля- ционным порогом. // В сб.: Проблемы гидроэнергетики и водного хозяйства, Алма-Ата, 1970,вын. 7, с. 229-236.

19. Ачкасов Г.П. Исследование совмещенных (бычковых) водозаборов: Дисс....канд.техн.наук.-М., 1968.-215с., ил.

20. Барекян А.Ш. Расход донных наносов и устойчивость русл рек. - Труды ВНИИГиМ, 1960, т. XXXV, с. 85-99.

21. Бековицкий Э.Л., Каневский З.И., Модзалевский А.И. Водозаборные сооружения на зарегулированной реке// Труды ВОДГЕО. Водонронускные н водозаборные сооружения. -М.,1988.-С.102-107.

22. Бенадди Абдельхай Гидравлические особенности иснользования донных порогов для уменьшения заносимостп подпорных бьефов на горно-предгорных участках рек. Дисс. ... канд.техн. наук. - М., 1996. - 210 с , ил.

23. Беррамдан Мохаммед. Разработка методов прогноза режимов промывки верхнего бьефа водозаборных гидроузлов. Дисс.... канд.техн.наук.-М., 1985.- 160с., ил.

24. Бобохидзе Ш.С. Послойно-решетчатый водозабор. Дисс...канд. техн.наук.-Тбилиси, 1954.-235с., ил.

25. Бондаренко B.C. Бесплотинный водозабор для рек с тяжелыми гидрологическими и наносными режимами// Труды НИМИ., т.16., Вын. 6.- Новочеркасск, 1975.- с.140-147.

26. Бондаренко B.C. Разработка и исследование бесплотинного водозабора для рек с тя- желыми гидрологическими и наносными режимами. Дисс...канд.техн.наук.— Новочеркасск,1975.-212с, ил.

27. Бондарь Ф.И., Ереснов Н.В., Семенов СИ., Суров И.Е. Снециальные водозаборные сооружения.-М.: Госстройиздат, 1963.-325с, ил.

28. Бочкарев Я.В. Гидравлическая автоматизация горных водозаборных узлов.- Фрунзе: Кыргызстан, 1969.- 185с, ил.

29. Брызгалов А. Влияние щирины и угла фронта беснлотинного водозабора на захват в отвод донных наносов и плавающих тел//Доклады ТСХА, Вып. 56.- М., I960.- с.201-216.186

30. Брызгалов А. Область захвата потока при бесплотипиом водозаборе//Доклады ТСХА, Гидротехника и мелиорация., Вып. 56.- М., I960.- с.193-199.

31. Брэшиэрз Х.А., Фрог P.P. Стабилизация речного русла для транспортирования оро- сительной воды и борьбы с наносами (США). // IX Международный конгресс по ирригации идренажу. - М . : ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1975. с.224.

32. Валентини Л.А. К вопросу головного водозабора на горных и предгорных участках малых рек.// Труды САНИИРИ., Вып. 104.- Ташкент, 1959.- с.3-14.

33. Вартазаров Я., Трегубова Ю.Г. Рациональные схемы плотинных головных узлов ирригационных систем. Труды ГрузНИИГиМ, Тбилиси, 1947.

34. Великанов М.А. Гидрология суши. 5-ое издание. - Л: Гидрометеорологическое изд- ВО.-1964.

35. Великанов М.А. Динамика русловых потоков.- М.: Госиздат., с.П., 1955.- 396с.

36. Великанов М.А. Исследование размываюших скоростей.-Л., М.: ГОНТИ, 1931.-72 с.

37. Великанов М.А. Русловой процесс- М: Физматгиз, 1958.

38. Витрешко И.А. Водозаборные сооружения на крунных водоемах. Уч. пособие. - М.: МИСИ, 1982.

39. Водозаборные сооружения для водоснабжения из поверхностных источников//Под ред. К.А. Михайлова и А.С. Образовского.- М.: Стройиздат, 1976.- 368с., ил.

40. Водозаборные узлы для оросительных систем рек горно-предгорной зоны// Киргиз- ский НИИЭА.- Фрунзе, 1990.- 241с., ил.

41. Волков И.М. и др. Гидротехнические сооружения.- М.: Колос, 1968.- 464с., ил.

42. Волобой A.M. Двухстороннее водозаборное сооружение с прямолинейным зарегули- рованным руслом// Киргизский НИИВХ. Вопросы водного хозяйства (гидротехника). Вып. 26.-Фрунзе: Кыргызстан, 1972.-С.31-36.

43. Волобой A.M. Исследование взаимодействия подводящего зарегулированного русла с элементами водозаборного сооружения на реках горно-предгорной зоны.Дисс....канд.техн.наук.-М., 1977.-220с., ил.

44. Волобой A.M. Криволинейное подводящее зарегулированное русло как средство ста- билизации условий водозабора на реках горно-предгорной зоны//Киргизский НИИВХ. Вопросыводного хозяйства (гидротехника). Вып. 26.- Фрунзе: Кыргызстан, 1972.- с.36-40.

45. ВСН-П-14—76. Инструкция по проектированию низконапорных плотинных речных водозаборов оросительных систем. — М.: В/О Союзводпроект, 1976.- 57 с.

46. Высочанский Б.Л. Каменно-набросные регулировочные сооружения на реках горно- предгорной зоны. Автореф. дисс....канд.техн.наук.-Ташкент, 1965.187

47. Гаджалски И., Гаджев Г. Режим наносов р. Искар и меры по предотвращению их зав- лечения в оросительные каналы (Болгария). // IX Международный конгресс по ирригации и дре-нажу. - М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1975. с. 192.

48. Гегелия Т.Г. Новая схема водозабора Тирольского типа с рациональным промывом.- М.: Гидротехническое строительство, 1944.-№ 8-9.

49. Гидрология и гидротехнические сооружения// Нод ред. Г.Н. Смирнова - М.: Высшая школа, 1988.-473 с.

50. Гидротехнические сооружения// Нод ред. Розанова Н.Н.- М.: Агропромиздат, 1985.- 432с., ил.

51. Гончаров В.Н. Движение наносов. - Л., М.: ОНТИ, 1938.

52. Гончаров В.Н. Динамика русловых потоков. -Л. : Гидрометеоиздат, 1962, 373 с.

53. Грилашвили К.З. К вопросу моделировапия явлений плоских преград на неразмы- ваемом основании // Тр. ВНТ Совещания по вопросам водозаборов и русловым процессам. —Тбилиси, 1960.-Т. 1.

54. Гришанин К.В. Динамика русловых потоков.- Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 428с.

55. Гришанип К.В. Теория руслового процесса. - М.: Транспорт, 1972, 215 с.

56. Гришанин К.В. Устойчивость русл рек и каналов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974,- 144с.

57. Гришин М.М. Гидротехнические сооружения.- М.: Госстройиздат, 1962.- 763с.

58. Гхош Р. Наносорегулирующие устройства на низконанорной плотине Кош и на вос- точном магистральном канале (Индия). // IX Международный конгресс по ирригации и дренажу.- М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1975. с. 99.

59. Данелия З.Н. Экспериментальное исследование комбинированного водозабора для горных и предгорных участков рек: Автореф. дисс....канд.техн.наук.- Тбилиси, 1965.- 27 с.

60. Данелия Н.Ф. Водозаборные сооружения на реках с обильными донными наносами: Дисс....докт.техп.наук.-М., 1958.-т. 1-4.

61. Данелия Н.Ф. Водозаборные сооружения на реках с обильными донными наносами.- М., Колос, 1964.- 336 с , ил.

62. Данелия Н.Ф. Основы эксплуатации бокового водозабора с наносоперехватывающи- ми галереями. "Гидротехника и мелиорация" № 9,1959.

63. Данелия Н.Ф. Фронтальный водозабор с двусторонними боковыми наносонерехва- тывающими галереями. "Гидротехника и мелиорация" № 3, 1953.

64. Данелия Н.Ф., Бобохидзе Ш.М. Нослойно-решетчатый водозабор. - М.: Гидротехни- ческое строительство. - № 2,1962.

66. Дамелия Н.Ф., Садомова В.В. Некоторые типы водозаборных сооружений на изгибе реки. Труды ГрузНИИГиМ, вып. 4(17), Тбилиси, 1956.

67. Дейнека В.И. Гидравлические исследования водозабора для предгорных рек Украи- ны: Автореф.дисс....канд.техн.наук.-Киев, 1968.

68. Диалло Мамаду Дюльде Солокуре. Совершенствование расчетов и конструкций со- оружений водозаборных гидроузлов для рек Гвинеи: Дисс....канд.техн.наук.- М., 1992-171с., ил.

69. Дианов В.Г. Водозаборные сооружения на реках. (Основы проектирования).- Таш- кент: Узбекистан, 1974.- 112 с., ил.

70. Дианов В.Г. Мероприятия по улучшению ирригационных водозаборов на реках с обильными донными наносами. // IX Международный конгресс по ирригации и дренажу. - М.:ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1975. с. 30.

71. Домрина Г.В. Наносорегулирующее устройство беснлотинных водозаборов малой производительности из горных рек с высокой концентрацией взвешенных наносов:Дисс....канд.техн.наук.— Новочеркасск, 2000.- 204 с , ил.

72. Дульнев В.Б. Деление донных наносов в открытом русле// ВНИИГиМ им. В.Е.Веденеева.-М.-Л., Госэнергоиздат, 1948.-т. 38., с. 114-121.

73. Егиазаров И.В. Моделирование русловых процессов. - В кн.: Русловые процессы, М.:, Изд. АН СССР, 1958., с. 154 - 161.

74. Егиазаров И.В. Сопоставление методов расчета расходов наносов с измерениями в натуре. - В кн.: Методы изучения и использования водных ресурсов. - М.: Наука, 1964. с. 5-23.

75. Жаманмурунова Б.Т. Исследование бокового водозабора с удаленным промывным шлюзом: Дисс...канд.техн.наук.-Алма-Ата, 1967.- 121 с , ил.

76. Жулаев Р.Ж. Водозаборные сооружения с донной решетчатой галереей и методика их гидравлического расчета: Дисс...канд.техн.наук.-Алма-Ата, 1958.- 344 с , ил.

77. Замарин Е.А. Горный водозабор. Доклады Всесоюзной ордена Ленина академии Сельскохозяйственных наук. - М.: МСХ СССР.- вып. 7, 1950 (ВАСХНИЛ).

78. Замарин Е.А., Фандеев В.В. Гидротехнические сооружения.- М.: Колос, 1965.- 618 с , ил.

79. Зегжда А.П. Теория подобия и методика расчета гидротехнических моделей. - М.: Госстройиздат, 1938. - 164 с, ил.

80. Злобин Е.К., Тужилкин A.M. Примеры расчета элементов речных водозаборных со- оружений. Учебное пособие. - Тула, 1992.

81. Знаменская Н.С. Гидравлическое моделирование русловых процессов. Л.: Гидроме- теоиздат, 1992. - 239 с , ил.

82. Знаменская Н.С. Грядовое движение наносов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1968. — 186 с. 189

83. Знаменская Н.С. Донные наносы и русловые процессы. - Л.: Гидрометеоиздат., 1976. -190 с., ил.

84. Ибад-заде Ю.А. Гидравлика горных рек: (Русловые и гидроморфологические расче- ты). - М.: Стройиздат, 1986. - 160 с, ил.

85. Ибад-Заде Ю.А. Движение наносов в открытых руслах.— М. Стройиздат, 1974.- 351 с

86. Игамбеков Б.У., Салов П.Г., Уланович Ю.В., Шайпитенов К.Ш. Оиыт эксплуатации гидроузла па реке Тышкан и пути совершепствовапия водозабора на малых горных реках// Тру-ды ТИИИМСХ. Водозаборные гидроузлы аридной зоны.- Ташкент, 1987.- с. 13-22.

87. Кавешников Н.Т. Разработка методов расчетного обоснования, конструирования и эксплуатации сооружений комплексных низконапорных гидроузлов: Дисс....докт.техн.наук.—М., 1997.

88. Караушев А.В. Теория и методы расчета речных наносов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977.-271 с.

89. Кнороз B.C. Неразмывающие скорости для мелкозернистых грунтов. - Гидротехни- ческое строительство, 1953, № 3. - с. 21-24.

90. Колар В. Оптимизация конструкций наносорегулирующих головных сооружений (Чехославакия). // IX Международный конгресс по ирригации и дрепажу. - М.: ЦБНТИ Минвод-хоза СССР, 1975. с. 159.

91. Колесников И.Т. Водозабор с промывной галереей в пороге и винтовым движением в ней воды: Дисс....канд.техн.наук.-М., 1946.- 235 с , ил.

92. Колесников И.Т. Промывные галереи с винтообразным движением воды. "Гидротех- ническое строительство" Ш 7,1950.

93. Кондюрин М.А. Разработка и расчет новой конструкции наносоперехватывающей галереи для водозаборов из рек: Дисс....канд.техн.наук.- Новочеркасск, 1982.- 176 с , ил.

94. Кондюрина Т.А. Прогноз качества воды и защита водозаборных сооружений на ма- лых реках: Автореф.дисс....докт.техн.наук.- Екатеринбург, 2000.- 50 с , ил.

95. Копалиани З.Д. Лабораторные исследования грядового движения крупных наносов. - Труды ГГИ, 1972, вып. 204, с. 61-75.

96. Корюкин Н. Регулирование русел рек в мелиоративных целях. - М.: Колос, 1972. — 272 с , ил.

97. Костюченко Э.В. Упрощенный метод расчета переформирования верхнего бьефа низконапорных плотин. — Изв. АН Кирг. ССР, серия ест. и техн. наук, 1960, вып. 9, с. 133-145.

98. Кромер Р.К. Исследование нроцессов занесения и промыва подпорных бьефов низ- конапорных гидроузлов на реках горно-предгорной зоны: Дисс....канд.техп.наук.- М., 1979.

99. Кромер Р.К. Исследования периодической аккумуляции наносов в верхнем бьефе во- дозаборов // Вестник с-х науки Казахстана. - 1982. - №. 9. с. 84-88.190

100. Кромер Р.К. Метод расчета занесения верхних бьефов речных водозаборов // Гидро- техника и мелиорация. - 1985. -J^ fe 12. с. 18-21.

101. Кромер Р.К. Моделирование руслового процесса перед водозаборным сооружением. // Труды ТИИИМСХ. Водозаборные гидроузлы аридной зоны.- Ташкент, 1987. с. 27-35

102. Кромер Р.К. Особенности движения наносов в условиях подпора // Вестник с-х науки Казахстана. - 1983.-№ 9. с. 81-84.

103. Кромер Р.К. Оценка среднего диаметра влекомых наносов горных рек // Метеороло- гия и гидрология. - 1983. -Яз 2. с. 110-113.

104. Кромер Р.К. Работа водозаборных сооружений горно-предгорной зоны Казахстана// Горные геосистемы, Советский комитет по программе ЮНЕСКО. "Человек и биосфера".- М.,1982.-с. 105-106.

105. Кромер Р.К. Расчеты по задержанию и удалению наносов при заборе воды на ороше- ние // Тезисы докладов Второй всесоюзной конференции "Динамика и термика рек, водохрани-лищ и эстуариев", 22-24 октября 1983г. - М. 1984. с. 226-227.

106. Кромер Р.К. Удаление отложений наносов периодическими промывками подводя- щих русл // Гидротехника и мелиорация. - 1983. -JV» 12. с. 18-22.

107. Крошкин А.Н. Устойчивая ширина и средняя глубина аллювиального русла горной реки// Киргизский НИИВХ. Вопросы водного хозяйства (гидротехника). Вып. 26.- Фрунзе: Кыр-гызстан, 1972.-С.10-15.

108. Лапшенков B.C. Прогнозирование заиления верхних бьефов гидроузлов. // IX Меж- дународный конгресс по ирригации и дренажу. — М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1975. с.45.

109. Лапшенков B.C. Прогнозирование русловых деформаций в бьефах речных гидроуз- лов. - Л . : Гидрометеоиздат, 1979. - 239с.

110. Леви И.И. Динамика русловых потоков. - М.: Л.: Госэнергоиздат, 1957. - 252с.

111. Леви И.И. Моделирование гидравлических явлений. - Л.: Энергия, 1967. - 246 с , ил.

112. Леви И.И. Отстойники и промывные устройства. - Л., М.: ОНТИ, 1938. - 212 с.

113. Липатов К.Г. Новый тип водозаборного сооружения с автоматической очисткой от донных и придонных наносов. "Гидротехника и мелиорация" № 1,1950.

114. Лятхер В.М., Прудовский A.M. Гидравлическое моделирование. М.: Энергоатомиз- дат, 1984.-342 с , ил.

115. Маккавеев Н.И., Чалов Р.С. Русловые процессы. Учебник. - М.: Изд-во МГУ, 1986, 264 с , ил.

116. Мелик-Нубаров Г. Водозабор с донной решеткой: Дисс....докт.техн.наук.- Тбили- си, 1959.-2 т.-330 с , ил.191

117. Мелик-Нубаров Г. Водозаборы с донной решеткой. — М. — Л.: Госэнергоиздат, 1961.-164 с.

118. Мелиоративные системы и сооружения. Речные плотинные водозаборы (пособие к СНиП 2.06.03.-85.). Мипводхоз СССР.- М., 1987.- 40 с.

119. Методические указания по регулированию твердого стока на водозаборных узлах горно-предгорной зоны Казахстана// Кахахский НИИВХ.- Алма-Ата, 1987.— 47 с.

120. Милович А.Я. Теория деления и соединения потоков жидкости.— М.-Л.: Мипречфлот СССР, 1947.-96 с.

121. Мирцхулава Ц.Е. Размыв русел и методика оценки их устойчивости. - М : Колос, 1967.

122. Михайлов К.А. Проектирование ирригационных сооружений. Заккнига, Тбилиси, 1932.

123. Мольбер М., Понсар А. "Электрисити Де Франс" в области строительства высоко- горных водозаборов с автоматической промывкой (Франция). // IX Международный конгресс поирригации и дренажу. - М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1975. с. 165.

124. Морецкий Б.Т. Бесплотиппые водозаборы па крупных реках Таджикской ССР: Дисс....канд.техн.наук.—Душамбе, 1948.- 148 с.

125. Мусаев З.А. Разработка новых конструкций основных сооружений речных гидроуз- лов и их теоретическое обоснование: Дисс....докт.техн.наук.- Баку, 1990.- 431 с , ил.

126. Мухамеджапов Ф.Ш. К расчету промыва подпорпых бьефов и ирригационных от- стойников: Автореферат дис.... канд. техн. наук / ТИИИМСХ. Ташкент, 1962. 15с.

127. Мухамедов A.M. Эксплуатация низконапорных гидроузлов на реках транспорти- рующих наносы. - Ташкент: Фан, 1976. - 338 с.

128. Мухин В.А. К расчету промыва верхних бьефов гидроузлов // Вопросы водного хо- зяйства (гидротехника), Фрунзе, 1972. Вып. 26. — с. 69-72.

129. Наджимов Ф.Н. Исследование двустороннего плотинного водозаборного узла на предгорном участке реки: Дисс....канд.техн.наук.-Ташкент, 1952.-288 с , ил.

130. Нгуен Ван Туан Регулирование русла и борьба с наносами при бесплотинном водо- заборе в условиях рек Вьетнама: Дисс....канд.техн.наук.- Ташкент, 1974.— 125 с.

131. Никитин И.К. Криволинейные отстойные сооружения с непрерывным промывом// Труды САНИИРИ. Вып. 86.-Ташкент, 1957.-е. 3-36.

132. Орлов И.Я. Движение донных наносов. - Гидротехника и мелиорация , 1950, Ш 11, с. 71-77.

133. Попенко Б.В., Черепанова A.M. Особенности работы некоторых ферганских водоза- боров в юго-восточных районах Казахстана// Труды ТИИИМСХ. Водозаборные гидроузлыаридной зоны.-Ташкент, 1987.-е. 22-26.

134. Посхранян СМ. Гидродинамический расчет плоского потока с боковым отводом// АН Арм.ССР. Ш 6.- Ереван, 1957.- с.31-38.

135. Потапов М.В. Теория циркуляционного потока, возбуждаемого донными направ- ляющими. // Сочинения. - Т. 1. - М.: Сельхозиздат, 1950. - с. 137-171.

136. Рамазан М.С. Опыт эксплуатации водозаборного сооружения с поверхностно- водозахватной галереей// Изв. АН Киргизской ССР. Серия естественных и технических паук.Том V. Вып. 3.- Фрунзе, 1963.- 160 с , пл.

137. Рекомендации по проектированию плотиппых водозаборов оросительных систем.— М.: В/о "Союзводпроект", 1978.- 148 с , ил.

138. Ресурсы поверхпостпых вод СССР. Основные гидрологические характеристики. Том 8, Северный Кавказ,-Л.: Гидрометеоиздат, 1980.

139. Розанова Н.Н. Моделирование работы гидротехнических сооружений - М.: Изд-во РУДН, 1998.-109С.

140. Розовский Л.И. Движение воды на повороте открытого русла// АН Укр.ССР.-Киев, 1957.-186 с.

141. Россинский К.И. Моделирование деформаций речных русел// Труды ГГИ. Вып. 143.- 1968.-с. 186-203.

142. Россинский К.И., Любомирова К.С. Основные закономерности движения речных на- носов. Водные ресурсы, 1972, № 1.

143. Россинский К.Н. Движение донных наносов// Труды ГГИ. Вып. 160.- 1968.- с. 102- 139.

144. Рудаков И.К. Совершенствование водозаборных гидроузлов и водозаборов перехо- дов для оросительных систем предгорной зоны. Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - Бишкек,1996.

145. Румянцев И.С. Исследование кинематической структуры потока и деформации русла на участке внезапного расширения по глубине. - М.: Труды МГМИ, 1969.

146. Румянцев И.С. Исследование кинематической структуры потоков и переформирова- ний дна на участках подводных переходов дюкерного типа: Дисс....канд.техн.наук.-М., 1970.193

147. Румянцев И.С. Натурные исследования переформирования поперечного сечения подводных русловых траншей // Труды МГМИ, 1970, вып. 2. - с. 121-139.

148. Румянцев И.С. Развитие теории, методов расчетного обоснования и нроектирования водонронускных сооружений речных гидроузлов и мелиоративных систем:Дисс....докт.техн.наук.- М., 1990.

149. Румянцев И.С, Мацея В.Ф. Гидротехнические сооружения.- М.: Агронромиздат, 1988.-430 с , ил.

150. Румянцев И.С, Штеренлихт Д.В., Яковлева Л.В. Лабораторные исследования мест- ных размывов в створах свободно уложенных подводных трубопроводов. // Труды МГМИ, 1970,вып. 2 .-с . 97-120.

151. Русских Л.П. Исследование горного решетчатого водозабора с искусственным воз- буждением поперечной циркуляции: Дисс....канд.техн.наук.-Алма-Ата, 1966.- 122 с , ил.

152. Рядова З.И. Водозабор с открытой промывной галереей. // Труды САНИИРИ, 1969, вып. 120, с. 399-407.

153. Рядова З.И. Водозабор с реактивным порогом// Вопросы гидротехники. Вып. 26.- Ташкент, 1965.-е. 32-36.

154. Салов П.Г. Гидравлический и наносный режимы речных водозаборов с фронтальным конфузорным водоприемником: Дисс....канд.техн.наук.-Джамбул, 1980.

155. Саралидзе А.Э. Исследования нового типа донного водозабора: Дисс....канд.техн. наук.-Тбилиси, 1953.- 165 с, ил.

156. Сатаркулов С С К вопросу выбора угла отвода при бесплотипном водозаборе// АИ Киргизской ССР. Серия естественных и технических наук. Том V. Вып. 3.- Фрунзе, 1963.— с.141-146.

157. Сатаркулов СС. Иекоторые вопросы бесплотинного деления жидких и твердых расходов в условиях горных рек Киргизии: Дисс. ... канд . техн. наук. - Ташкент, 1965.-200 с и л .

158. Сатаркулов С С , Виноградова А.Г. Водозаборное сооружение для высокогорных участков рек// Киргизский НИИВХ. Вопросы водного хозяйства (гидротехника). Вып. 26.-Фрунзе: Кыргызстан, 1972.-е. 22-27.

159. Скрыльников В.А. Иекоторые закономерности процесса занесения верхних бьефов низконапорных гидроузлов. //Труды САИИИРИ, вып. 120. -Ташкент, 1970, с. 231-248.

160. СИиП 11-50-74. Гидротехнические сооружения речные. Основные положения проек- тирования. - М.: Стройиздат, 1975. - 24 с.

161. СНиИ 11-52-74. Сооружения мелиоративных систем. - М.: Стройиздат, 1975. - 25 с. 194

162. Соболин Г.В. Борьба с наносами при водозаборе в каналы оросительных систем гор- но-предгорной зоны: Дисс....докт,техн.наук.-М., 1987.

163. Соболин Г.В. Возбуждение ноперечной циркуляции ступенчатым норогом к методу борьбы с наносами на водозаборных гидроузлах и каналах.: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. -Ташкент, 1966.

164. Соболин Г.В. Гидротехнические сооружения на горно-предгорных участках рек и каналов Киргизии. - Фрунзе, 1966. - 184 с.

165. Соболин Г.В. Защита сооружений на реках и каналах от наносов.- Фрунзе: Кыргыз- стан, 1968.-200 с , ил.

166. Соболин Г.В. Опыт эксплуатации водозаборных узлов Киргизии. - Фрунзе: Кыргыз- стан, 1985.-80 с , ил.

167. Соболин Г.В., Рудаков И.К. Результаты лабораторных исследований водозаборных узлов и гидротехнических сооружений. - Фрунзе, 1959.

168. Соколов Д.Я. Водозаборные устройства для гидростанций. ОНТИ.-М.-Л., 1937- 372 с.

169. Снравочник по гидравлическим расчетам/ Под ред. П.Г. Киселева.- М.: Энергия, 1972.

170. Справочник проектировщика. Гидротехнические сооружения// Под общ.ред. В.П.Недриги.- М.: Стройиздат, 1983.- 543 с , ил.

171. Студеничников Б.И. Размывающая способность потока и методы русловых расчетов. - М.: Изд. лит. по строительству, 1964. - 184 с.

172. Талмаза В.Ф. Некоторые особенности движения влекомых наносов на реках горно- предгорной зоны. В кн.: Динамика и термика рек. - М., 1973, с. 317-325.

173. Талмаза В.Ф., Крощкин А.Н. Гидроморфометрические характеристики горных рек. - Фрунзе: Кыргизстан, 1968. - 203с.

174. Тимирова Р.В. Плотинный водозабор на горно-предгорных участках рек Средней Азии: Дисс....канд.техн.наук.- Тащкент, 1966.- 239 с , ил.

175. Тимирова Р.В. Результаты лабораторных исследований гидроузла на р. Бадирбек// Вопросы гидротехники. Вып. 26.- Ташкент, 1965.- с. 25-31.

176. Тимирова Р.В., Классен З.А. К вопросу определения расхода влекомых наносов па горно-предгорных участках рек. - Труды САНИИРИ. Вын. 124. - Ташкент, 1970, с. 197-205.

177. Ушаков А.П. Зимняя эксплуатация плотины Чумыш из реки Чу в 1934-35 гг.// Труды САНИИРИ.-Ташкент, 1937.-е. 35-48.

178. Ушаков А.П., Аладьин Н.А. Результаты исследований зимнего режима Боз-су ГЭС в 1935-36 гг.// Труды САНИИРИ.- Ташкент, 1937.- с. 77-92.195

179. Ушаков А.П., Шолохов В.Н. Ферганский тип водозабора примеиительно к условиям снегово-дождевого питания источника// Труды САНИИРИ. Вып. 91.- Ташкент, 1958.- с. 27-54.

180. Ушаков А.П., Шолохов В.Н., Якштас И.А. Противонаносные устройства низкона- порных узлов ферганского типа. - Бюллетень НТИ САНИИРИ, Ташкент, 1958, № 3.

181. Ушаков А.П., Шолохов В.Н., Якштас И.Я. Низконапорные водозаборные узлы фер- ганского типа.— Ташкент: Наука, 1962.- 129 с.

182. Филончиков А.В. Проектирование автоматизированных водозаборных узлов па гор- ных реках // Ин-т "Киргизгипроводхоз".- Фрупзе: Кыргызстан, 1990.- 376 с , ил.

183. Филопчиков А.В. Развитие теории, методов расчетного обоснования и проектирова- ния автоматизированных водозаборных гидроузлов для горных рек: Дисс....докт.техн.наук. вформе научного доклада.- М., 1992.- 62 с, ил.

184. Филончиков А.В. Разработка и исследование автоматизированных водозаборных уз- лов на горных участках рек: Дисс....канд.техн.наук.- Фрунзе, 1972.

185. Хачатрян А.Г. Исследование поперечпой циркуляции в применении к борьбе с дон- ными наносами при бесплотинном водозаборе// Поперечная циркуляция в открытом потоке и еегидротехническое применение.-М.: ОГИЗ Сельхозиздат, 1936.—с. 227-228.

186. Ходжаев С. Исследование некоторых конструктивных элементов, улучшающих водозабор ферганского типа.: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - Ташкент, 1965. - 24 с.

187. Дамба Батдорж Усовершенствование методики проектирования верхних бьефов во- дозаборных гидроузлов на реках Хангайской горной зоны Монголии: Дисс....канд.техн. наук.-Новочеркасск, 1996.- 139 с, ил.

188. Черепанова A.M. Улучшенная компоновка водозабора ферганского тина: Дисс...канд.техн.наук.-Джамбул, 1985.- 163 с , ил.

189. Чернышов В.Т., Пресняков К.А. Технологические процессы на горном водозаборе донно-решетчатого тина.- Бишкек: Илим, 1991.-100 с , ил.

190. Чудновский СМ., Степанов А.И., Мезенева Е.А. Водозаборные сооружения из по- верхностных источников.- Л., 1989.- 84 с , ил.

191. Шамов Г.И. Речные наносы. -Л. : Гидрометеоиздат, 1959, 378 с , ил.

192. Шамов Г.И. Формула для определепия предельной скорости и расхода донных нано- сов. - Труды ГГИ, 1952, вып. 36.

193. Шапиро Х.Ш. Регулирование твердого стока при водозаборе в оросительные систе- мы.- М.: Колос, 1983.- 272 с, ил.

194. Шаумян В.А. Научные основы орошения и оросительных сооружений.- М.: ОГИЗ Сельхозиздат, 1948.-758 с.

195. Шмальцель Н.П. Исследование бесплотинного водозабора.- ГТС. № 7.,1947- с.24-25. 196

196. Шолохов В.Н. К вопросу о формировании русел в бьефах низконапорных плотин па горно-предгорных участках рек// Труды САНИИРИ. Вып. 84.- Ташкент, 1957.- 40 с.

197. Шолохов В.Н. Результаты гидравлических исследований плотины па реке Кугарт в связи с ее реконструкцией// Труды САНИИРИ. Вып. 97.- Ташкент, 1959.- с. 3-17.

198. Шолохов В.Н. Способы повышепия коэффициента безнаносного водозабора из узлов ферганского типа// Труды координациоппых совещаний по гидротехнике. Вып.Х1.-М.-Л.: Энер-гия, 1964.

199. Штеренлихт Д.В. Взаимодействие набегающего потока и трубопроводов на перехо- дах через реку. Автореф. дисс. ... докт. техн. наук. - М.: МГМИ, 1970.

200. Штеренлихт Д.В. Местный размыв дна в створе подводных переходов нефтегазопро- водов. Экспресс-информация Мингазпрома, № 1, 1966.

201. Штеренлихт Д.В., Румянцев И.С. Экспериментальные исследования заносимости подводных поперечных русловых траншей. В кн.: Аннотации законченных научно-исследовательских работ но гидротехнике за 1969 г., 1970. - с. 326-327.

202. Шульц В.Л. Реки Средней Азии. Часть I и П. -Л.: ГИМИЗ, 1965.

203. Эксплуатационная оценка и пути совершенствования водозаборных узлов ороси- тельных систем Киргизии// Киргизский НИИЭА.- Фрунзе, 1990.

204. De Cesare G., Schleiss A. Physical and numerical modelling of turbidity currents. Laboratory of Hydraulic Constructions, Swiss Federal Institute of Technol-ogy Lausanne. // Proc of XXX Congress IAHR, 2001.

205. Drobir H., Kienberger V., Krouzecky N. The wetted rack length of the tyro- lean weir. Institute of Hydraulic Engineering, Vienna University of Technology Vi-enna // Proc of XXX Congress IAHR, 2001.

206. Gerdov G. Peculiarities of the mountain river forms. - Proc. Of the Second Intern. Symposium on river sedimentation, Nanjing, China Water Recources and Elec-tric Power Press., 1983.

207. Graf W.N. Hydraulics of sediment transport, Mac Graw Hill, New York, 1971.

208. Hoffman L. Die Gerollfracht in Wildbuchen. - Mitteilungen der Forstlicher Bundesbuchsanstalt, 1970, № 8.197

209. Huber A. Modellversuche Zur spulung Von Auflangungen. Mitteilingen der VAN№ 53, Zurich, 1981.

210. Randkivi A.J. Basiv concepts of sediment transport. Outline for JAHR Monograph scouring, Juli, 1982.

211. Razvan Ernest River intakes and diversion dams. - Elsevier Science Pub- lishers B.V., 1989.

212. Zanke U. Grundlagen des sediment transport. Springer Verlag, 1982. 198