автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Удосконалення методики розрахунку систем подачi i розподiлу води сiльскогосподарських водопроводiв

Г"" П ^ Київський Державний технічний університет ., . будівництва і архітектури . .

• На оравах рукопису X О Р У і! И й Віктор Петрович

УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДИКИ РОЗРАХУНКУ СИСТЕМ ПОДАЧІ І РОЗПОДІЛУ ВОДИ СІЛЬСКОГОСПОДАРСНОЕС ВОДОПРОВОДІВ

05.23.04- Водопостачання,каналізація„ будівельні системи охорони водних ресурсів • . '

Автореферат дисертації на ’ здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Київ-1993

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Одеському інженерно-будівельному інституті. Науковий керівник кандидат технічних наук,професор Степанов М.Н Офіційні опоненти: ;

1. Доктор технічних наук »професор Пивовар М.Г.

2. Кандидат технічних наукідоцент Боровський К.Р.

Провідна організація -інститут Укрводпроект. .

Захист відбудеться * /£■ " О / 1994 р. о /*3> годині

на засіданні Спеціалізованої вченої рада К.068.05.08 Українського державного технічного університету будівництва та архітектури за адресою: 252037, м.Київ-37, Повітрофлотський проспект, ЗІ, кім. 406.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці.

Автореферат розісланий • /г- /г _ 1993 року;

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради _ . кандидат технічних наук, .

професор В.Ф.Накорчевська

ЗАГАЛШ. ІЇАРШЕИіСИіЛІ РОБОТІ!

Лк^уальіпсть_роботи . Пршінятиіі Ііерховною Радою України акон "Про пріоритетність соціального розпитку села та агропро-йслоаого комплексу а народному господарстві України", в якому елш;у увагу приділено покращенню .¡.штловнх та культурно-побуто-их уі.:оа :л,ття сільського населення, розвитку кої.^пального гоо-одарства на основі прискорення науково-технічного прогресу,під-кідедня еДектпшіості та економічності роботи інженерних систем споруд, висуває я;: периочергозі задачі вдосконалення методів роектуваніш систем сільськогосподарського водопостачання, у ккх пайскладніисю і найдорожчою• частішов е системи подачі і роз-оділу води, котрі складаються із мікшінй елементів, що знахо -яться в гідравлічній взаємодії. • '

До цих сестєп ставлять вшогл надійного забезпечення всіх , повивачів водою в заданній кількості і'під необхідніш напором рн нашенпкх витратах на будівництво та експлуатацію водопро-ідніїх споруд. .•

Проте питання.’, проектування сільськогосподарського водопос-ачання на Україні не приділялось належної уваги. Проблеми цієї алузх до теперішнього часу практично залишаються маловивченими..

В зв'язку з цим, особливу актуальність мають питання, що зв'язані з розробкою нормативної бази сільськогосподарського здоспозшзання.а також вдосконалення, методики г.ідравлічшіх та' зхніко-економічних розрахунків групових сільськогосподарських здопроводів та вибору оптимальних режимій сумісної роботи водо-зовідних споруд. Вирішення цих питань дасть мо;іливість обгрун-звано визначати розміри водопровідній споруд і в умовах гостро-з дефіциту.прісних вод вирішувати задачі їх економії та раціо-. зльного:використання. '

Метою £оботи_ б розробка на основі теоретичних і експериментальних дослідкень методики розрахунку систем подачі і .

розподілу води сільськогосподарських водопроводів з урахуван-. ням реальних умов їх будівництва і. експлуатації, а тако.з обгрунтування розмірів і режимів водоспоживання. \

В задач і_ДОслщжень входило ; ...

І. Натурні дослідження діючих сільськогосподарських водопроводів з метою,отримання їх реальних характеристик роботи. '

. 2. Узагальнення результатів цих досліджень/на основі наукового підходу уточнення нормативів і режимів водоспоживання в системах сільськогосподарського водопостачання.

3. Уточнення методики техніко-еконоиічних розрахунків

групових сільськогосподарських водопроводів для визначення оптимальних діаметрів і довжини трубопроводів. ' ■

4. Розробка методики розрахунків сумісної роботи насосних

станцій і групових сільськогосподарських водопроводів для визначення оптимальних режимів такої роботи при різних .режимах водоспоживання. , . • .

Обпекти і методика_досДідж.ень . Робота виконана на основі . комплексних теоретичні« і натурних досліджень систем сільськогосподарського водопостачання. Натурні дослідження виконувались в Одеській, Миколаївській і Херсонській областях, а також рес публіці Крим. Режими водоспоживання вивчались за допомогою спеціально розробленої конструкції водоміра-самогіисця, а характеристики насосів і трубопроводів - за загальновідомими методиками.

При обробці результатів досліджень і розробці методів розрахунку

■ V ■ - - 2 ' ■

використовувався сучасній; математичний апарат з виконанням розрахунків на ЕОМ. ■ '

Наукова новизна роботі;. На. основі теоретичних і натурних досліднень одернано ряд нових результатів. '

Б цілому наукова новизна полягає у • встановленні науково-обгрунтованих, нормативів та режимів водоспоживання в системах . сільськогосподарського водопостачання південних регіонів Украї- . нк, уточненні методики техніко-еконоі.'ічша розрахунків систем подачі, та розподілу води, групові« сільськогосподарських водопроводів та вибору, оптимальних режимів сумісної роботи водовода і насосних станцій підказки. , .

. ІІа захист виносяться :

- результати натурних досліднень діючих сільськогосподарських

водопроводів по встановленню розмірів і решалів водоспоянван- ‘ ня, а тако;л характеристик водопровідних споруд ; "

- практичні рекомендації по вдосконаленню нормативної бази

сільськогосподарського водоспоживання в південних регіонах ' України ; . • .. .

- теоретичні залежності по визначенню економічних діаметрів

труб і граничної довівдни водовода, якого прокладають в одну . і дві лінії ; , . . ... ' :

- методичні рекомендації по вибору на ЕОМ оптимальних режимів-роботи споруд групових.сільськогосподарських водопроводів.

Практична цінність роботи і її реалізація . Робота виконувалась у відповідності'з рішенням Комісії Президії Ради Міністрів . УРСР з питань науково-технічного прогресу /протокол від 24.04.91р.

' ' ■ ■ " _ з _■ ' ' ' . ' ' ■■■

ії 85 / по проблемі 08.593 " Розробити та впровадити системі; і обладнання-для сільськогосподарського водопостачання".

■ . На основі виконаних дослідницьких робіт розроблені практич ні рекомендації по визначенню розрахункових витрат води в сільськогосподарському водопостачанні, вибору оптимальної схеми подачі води і економічних діаметрів труб, а таш;; виконанню опти-ілізаційних розрахунків групових сільськогосподарській водопроводів. - .

Результати досліджень передані е інститути Укрводпроект та Укрпівденгіпроводгосп і використані в " Руководстве по проектированию л зксплуатациц систем сельскохозяйственного водо- . снаб;:;ешя" / Киїе-00 / та " Довідшпу по сільськогосподарсько-’ му водопостачанню і каналізації " / й.їе-92 /. Рекомендації варонадаені через проектні та водогосподарські організації прі; проектуванні, будівництві та експлуатації сільськогосподарськії’ водопроводів. .

Апдобацід £оботи_і__цї;блікадп . Основні полонення дисертації частково відображені в двох знітах з науково-дослідницької роботи, у якихвідповідальним виконавцем був автор, а тако 8 опубліковано-наукових статтях і І книзі. Результати роботи доповідались, обговорювались і були схвалені на республіканських науково-технічних конференціях і науковій семінарах в Київ сьг.оку, Харківському та Одеської^ інхенерно-будізельних інститутах, а такок Українському інституті інкенерів’ водного господарства. " . . '■ . ■ '

об^єн ¿о^оти.. Дисертація складається із вступу, 4 розділі загальних висновків і рекомендацій, списку використаної лігерг тури, додатків.; Загальний об'єм дисертації сторінок, маш

• повненого тексту, включаючи рисунки і .таблиці. ■. -• •;

• • .' ■ ■ ■ • . ■ ■ у

' . ■ ■ ‘ .V - - 4..- . ■ ■ .' ■:

У вступі.. сформульовані задачі наукові» доолідаень. Ііідоіча-зться, що проблеглі сільськогосподарського водопостачання до цього часу загашаються іялоеішчєшді. Розвитої; сільських населених пунктів, покращення їх ііщеиориого обладнання в умовах гострого дефіциту прісних вод загострили як кількісну, так і якісну сторону цієї проблемі та обуг.овшш необхідність розробки і впровадження міроприємств, які направлені на ефективне використання енергетичних, і,матеріальних.і водних ресурсів. •

Іі педшц_главі_ дисертації виконало аналіз існуючих методів розрахунку систем сільськогосподарського водопостачання.. Дана : характеристика сучасного стану сільськогосподарського водопоста-чашія в Україні і існуючих методів-розрахунку групових сільськогосподарських водопроводів. ,

Ь даний час забезпеченість сільського населення України централізований водопостачанняі.: макхе вдвічі нюла.нік' в середнього по бувшоїму СРСР / 23,?,» проти 45,!$'/. 623 сільських населених пунктів південних областей України з населенням в кількості біля 320 тисяч-чоловік використовують для господарсько-питних потреб привозну воду. . . ' • , ’ ' . ’

. Більиість сільських розвідних водопровідних і.'ерек проектуються та будуються з водосііо;:шваішяь': із водорозбірних колонок. Про-ге сільські нктелі наш рідко. користуються. В більиості випадків сільські будинки підключаються до водопровідних ліній, а водоспоживання здійсняється через внутрішні водорозбірні; крани або дворові стояки, які утеплюють взилчу.. При цього зйачна кількість вони витрачається на-полив присадибних ділянок. ., '

Сільськогосподарське водопостачання має специфічну.особли -вість, яка• відрізняє його від міських' ЕОДОПрОЕОДІВ і полягав в

2-68і$ ' ' - - 5- ■' \ . ■'

необхідності подачі водо на великі' відстані з нерівномірно розмі-

щенмш водосповивачами і нерівна;ірнш.3 водоспоживанням яг, на про-• ' * ’ ■ . ' . . . тязі'доби, так і на протязі року. • . •

У відповідності з Постановов Кабінету Міністрів Україні; від I4.03.IS92 р. й 134 на великій території наиої дераави будуть'будуватися у великих масштабах групові сільськогосподарські водо- . проводи. Планується до 2000 року побудувати біля 9 тис.км водоводів і більше 14 глс.юі розвідних'водопровідних'мерея. Ці споруди повинні бути економічними, надійними і працювати в оптимальних рекшах. ' ' . '

Основою раціонального використання питної води.б наукове нормування-її споживання. Проте до цього часу відсутня розвинута нормативна база по водоспоживанню, а*такок єдині методологічні принципи встановлення потрібної кількості води для різних категорій водостшшачів і фактичних режимів її витрачання.

Вивченням фактичного водоспоживання. і розробкою нормативної бази по розмірам і рехал.*.шл водоспокивання. займались відомі вчені і спеціалісти В.С.Оводов, М.О.Карамбиров, Г.ІД.І.іелікян, М.О.Єро- , хін, В.М.Долінська, А.О.Кемелєв, К.О.Небольсина, 1,1.1, ¡>1.1.Пер— ■ шиї, Л.О.Шопенськіш, К.Ш.Ашіряєв та іниі.

В даний час .питоме водоспоживання і коефіцієнти нерівномірності витрачання води для населених пунктів пр.пймаоть згідно СНііП 2.04.02-84, вимоги якого єдині для міст і . сіл. При цьоілу .

кількість ступенів благоустрою ::штлової забудови скорочено до-трьох, що не.відповідає дійсності. Топу, шірокии. діапазон значень витрат води для. одного і того самого ступеню благоустрой,а.такоз умовність їх прив’язування до конкретних умов зводять практично > до нуля точність {.методы; визначення витрат води. Крім того,- в СіііЛ кома даних по. розрахунковий графікам водоспоаиваяяя для міст

і сіл s різкою кількіогц іутгєліе.. - ,. ; • - ■ : ' - - ,

- в - ■ ' .

^осліджопп.': ¡ю:.аиалп, і;;о п-тсі:е водов.ікхомісіівя для і;осилл:;.:; пунктів, яке наьелеио в СІІіЛ <¿.04.02-84, для оільоькогосподарсько* го водопостачання є підикі^еїш:. і'підлягає уточненню. Де підтверджується і зарубі:::нсга практикой нормування водоспоживання в сіль-ськіи місцевості. ' . - . . . ’

¡ірій того, дія Уцоїі України режим водоспоживання на системах сільськогосподарського водопостачання недостатньо вивчено,відсутні статистичні дані і спостереження за водоспоживанням на діючих системах водопостачання / (¡античні грапіки добового, сезонного, річного Еодоспо/ііаанім /. Тому режш водоспоашіанпя, якіііі прпйла-ить прл; розраду шах с ільськогосподарськпх водопроводів, не відображає дійсної картини подачі і споживання води. ■ ' '

¿ік відомо, ссноішмп споруда:.« групових сільськогосподарських водопроводів е водоводи, котрі прокладають в одну ліній,що вша-гае створення.аварійних і протипожежних запасів води. Проте вартість цих запасних резервуарів не враховують в існуючій методиці виконання техніко-економічшмх розрахунків при виборі економічних. діаметрів труб водовода, . ■ ; .

¡ірії.', того, в даний’яас не розроблена методика вибора оптимального режима роботи' насосних станцій групового водопровода при різних режимах водоспоживання при якому забезпечуються всі водо. споживачі розрахунковими витратами води під необхіднш напором при найменших витратах'електроенергії. В США скорочення витрат електроенергії на подачу.води абонентам відбувається не тільки . е результаті підвищення ККД окремих насосних агрегатів*але. ц . значно більиою міро» за рахунок оптш.мізації решмів роботи насосних станцій з урахуванням сезонних, добових та погодинних коливань водоспоживання. . . . ; •

Як показали наші дослідження, ця задача моеє бути вирішена . тільки шляхом послідовного наближення і для її р.озв«язуЕ'ання

. 2* . . - 7 - ' '

необхідно розробити аналітичні методи з використання.! ЕОМ.

У ДЙКГІи_Главі_ дисертаційної роботи приведені результати дослідження водоспоживання в сільських населених пунктах.Водоспоживання розглядається як випадковий процес. Для виріиення задачі дослідяень, яка полягає в оцінці існуючих рівнів та рейшів водоспоживання і розробці пропозицій щодо оптимальних нормативів витра чаїшя води, були розроблені методика і комплекти водолічильників-, самописців, які автоматично записували витрати води в комні про-

і.шіки часу /рис.І /. Прилад регіструс кокне обертання великої стрілки водолічильника на діаграмі манометра-самописця МТС-7І2, котрий нас годинниковій гєханізм. ІУсткна цих-засічок характеризує інтенсивність водоспоживання в даний інтервал часу. .

Об'єкти водопостачання підбирались таким чином, щоб вони, були обладнані водолічляьндкаїш відповідного калібру,при якиу нічна витрата води була б не меішою найменсіої Витрати води, яку це . моке зарегіртрувати данілі водолічильник. При виконанні дослідаєнь діаграми змінювались кскен день в один і той час. .

Було встановлено, що визначаючи витрати-води з точністю +12,5,‘і достатньо виконати від 16 дб 3.0 вимірювань, цоб одержати дані з . надійністю 95 . .

Натурні дослідг.ення сільськогосподарського водоспоживання виконувались в населених пунктах південних областей України. Ь Одесі кіЕ області дослідження велись на Біляївсхкої,? водопроводі та в селищі Сарата, Миколаївській - на Єданець.кому груповому водопроводі, в Херсонській - в селиці Білозірка, а в Криму - в радгоспі "Пяткозерний" Красноперекопського району. . . :

Дослідаеаня.показали,цр середня питоме водоспоживання в різні

періоди часу для одних і тих самих спокивачів ыоае змінюватись в

значних мемах. •. .. ' ■ . ■ ■ . • ■ ■_ ■ . ■ ■

. " ' ■ . . " ■ . • - . ■ . ■ • . 1 . Були Екісоневі натурні досяідгенвд режимів водоспоживання в

... ■ . ' ." - 8 ■ •••' ■ '■ : '• ■■■•■ . ;

.Рис., І. Схема приладу для автоматичного і безперервного записування витрат води: І - корпус водолічильника; 2. - циферблат; 3 - стрілочний

механізм водолічильника; 4 - постійний магніт; 5 - геркон;' б г а’сдну- . вальний провід; 7 - джерело електричного живлення; 8 - корпус манометра- ' самописця МТС-7І2; 9 - електромагніт; 10 - стрілка; II -..перо для записування на діаграмі;. 12 - діаграма ыанометра-самописця МТС-7І2

сільських населених пунктах Одеської області і республіки Крім.

Ці дослідаеная показали, що максимальні коефіцієнти погодинної НерІБНОІЛІрНОСТІ водоспоживання для сільських населених пунктІЕ південних облаотей України в середньої,¡у дорівнюють /*»*■<■. =4,0.

Наші дослідження показали, що вода споживається нерівномірно не тільки по годинам доби, але й на протязі кожної години.Для дослідження цього питання були виділені 15-хвіілинні періоди водоспоживання і визначались витрати води для кожного періода, ¡до дало можливість установити нерівномірність водоспоживання на протязі кожної годшш доби та порівняти графіки з інтервалами І5-хви-ллниого і погодинного водоспомвання /рис.2/. Це порівняння показало, що такоіііальшш коефіцієнт нерівномірності І5-хвилинного водоспокивання в 2 рази боільше максимального коефіцієнта погодинної нерівномірності водоспоживання,для одних і тих самих водоспо-кивачів. ' ”

. .Для уточнення нормативів водоспоживання в системах сільськогосподарського водопостачання внесені слідуючі пропозиції; .

І. Розширити діапазон ступенів благоустрою районів сільськогосподарської г.итлової забудови по способу розбору та споживання води, включие’Дп водорозбір в будинках,-обладнаних централізованим водопостачанням без каналізації / з автономною каналізацією/. . . ' ' ■

. 2. Всі області України по кліматичним умовам / середня кількість опадів і сума температур за. вегетаційний період/ умовно .поділяються на три кліматичні зони: полісся, лісостеп і степ з ко-есоіцієятаї.ш витрат, для кожної зони відповідно-0,9 ; 1,0 і 1,2.

3. Середньодобове зарік пктоке водоспойшани, л/добу на .

■ І'людину необхідно зменшити порівняно з СІМІ 2.04^02-84 на.' -25..'.ЗОЇ. ' \ ■ ' ' ■ •'■ ■ . ; ■ .' ' ' '' " ' ,7

V ■ Це підтвердне 'і -загубілний досвід. Згідно зарубіжним данш

. ; ■: ’. - ю - ■■■' • ' : . ■

15-хвилинні: витрати води, % рдоб

■ підтримання подачі води на рівні 150.,.200 л/добу на І людину вважається достатнім для створення кои'іортнпх умов життя для на-оєлешш. ■ ■ • .. . ■ : '

Наші дослід):;еішя показали, що коефіцієнт погодинної нерівномірності водосполашаніш має обернено пропорційну залежність від кількості жителів і з достатньою для практичные цілей точні. стю може бути обчислений за формулою

Кг'.^нс. = 3,Н Л/ °'г3 /ІА

де А/ - кількість жителів в населеному пункті, а мадешаль-на секундна-витрата'води'в житловій зоні селища,л/с, в добу максимального господарсько-питного водоспо-. кивання - за формулою '.

-Д- °,vr

Q.M.C -- 3,6 м' К$,ї~. л/ у.о /2/

де С^о - питоме водоспоживання,л/добу,ка І жителя,яке• пркйда-ється в залежності від ступеню.благоустрою житлової.

; зони /способу водорозбору / ; - : -

Кут.*.-’ максимальний коефіцієнт добової нерівномірності водо-

■ споживання. ' ■ • ' . .

За формулою /2/ можна визначити виграти води-по всім ділянкам водопровідної мережі села, якщо відома кількість жителів. яку ВОНИ обслуговують. . ,

•£ дасертації- приведена розроблена автором мет

дика техніко—економ.ічних розрахунків водопроводів групових систем сільськогосподарського водопостачання. Показано,що при.вико

- нашіі таїхх. розрахунків необхідно враховувати вартість запасног протипожежного резервуара, 'яку. доцільно' зобраиатв у вегляді-bile

- 12 - • ' ■. : ' ■"

Р - У + од <£ / з /

Встановлена залежність будівельної вартості цих резервуарів від діаметра водовода і обчислені параметри,які входять у формулу / 3 / для резервуарів різних типів.

Теоретично обгрунтовано, що економічний фактор у формулі економічно найвигідніиого діаметра труб водовода, якого прокладу-ють у одну лінію, слід визначити за форі,тлою:

де К . ^ І т - коефіцієнт і показники степені відповідно а і оі у-формулі гідравлічного . ■ уклону , .

і - К-Ць ; /5/

а .

б* - вартість І квт години електроенергії ; ■

~ ККД насосних агрегатів,які подають воду ;

$ і Л ~ коефіцієнт.і показник степені у формулі питомої

■ вартості будівництва трубопровода діаметром СІ :

' " С X * всі* ' / б /

.. ■■■-'■ ■ . \ ■

. Ен - нормативний коефіцієнт ефективності' капітальних

. -" ... - ■ • вкладень ; . ■ ■ ' ■ . ■

: ; - із - ■ ' , ■-

/

Pi ¡ P2- P3 ~ cy¿a відрахувань на амортизацію і поточний'решит

, в $! відповідно від будівельної вартості трубопровода, насосної станції, і резервуара .; . . '

- вартість насосної станції, яка приходиться на ■ І кВт встановленої потужності ; ,

■ Z - коефіцієнт запасу потужності насосно-силового

■ обладнання ; ' '

8760 ' - кількість годин у році ; . ■

. - коефіцієнт, який враховує нерівномірність пода- '

. . чі 'вода по водоводу, на протязі розрахункового . •

періоду ііого експлуатації і-дорівнює

; X" (к, к'к,у" ': п/

. -Кл - коефіцієнт нерівномірності, подачі води- насосами . за добу шксншльного водоспоживання ¡

І( і і Кз - коефіцієнти відповідно добової і річної нерівно. . мірності водоспоживання ; • . ,

и) і £ - параметры у горі.улі / 4 / ; ■ .

£ - доваина водовода. ' . ■

На конкретній прикладах показано,що економічній фактор у-уор-кулі економічно найвигіднinoro діаметра труб водовода, який' прокла-дують у одну лінію,. зі.іеніцуеться на 60-100,J внаслідок впливу на нього будівельної вартості протипожежного резервуара. При цьоцу із . .збільшешш.; доваяні;' водовода цей вплив зіденцується.' ' • ■

." Гранична дов::шыа. водовода, при якій будуть економічно рівно-ціннвді. обвдва ’ варіанти прокладання водйізода.у одну або .декілька '.

. ліпііі, визначається за форгулоа ’ • ' ' • . - 1 . •_ ' • .

’ - 14 - '

вг = (Ен + Р3)( У + и)(і<У(Ен+ Рі)(а(»-/) +

+ ё( п<{1 - <і?)] + к (Ц)о (-^1 ~і - . ' /8/

іуА А + ыобу)1

де /7 - кількість ліній водовода у другому варіанті ;

<ЛЛ і ¿2^- економічно найвигідніаі діаметри труб водовода від. повідно в першому і другоі.іу варіантах.

Якщо фактична доЕ;:шяа водовода буде ыеныа значення ¿г.% обчисленого за формулою / 8/, то водовод економічніше буде прокладати у дві лінії. : ' .

Максимальна відстань кік підключеннями водосдоживачів до водовода при якій водоеод доцільно прокламувати у дві лінії, визначається за .формулою . .

/*.: ЄгА*Г /3/

. ' . ■ ' ' ) - ■ ■

де . Я - кількість підключень до водовода.

Виконано аналіз зміни діаметра в.одовода від густоти підключення до нього водоспокивачів. Дослідження показали, що навіть при п'яти підключеннях діаметр водовода зменшиться у два рази, а при збільшенні кількості підключень він.змінюється за логарифмічною залежністю. ' ' . : . . : .. .

Зроблено уточнення значень граничних економічних витрат води- і швидкостей для вибору економічно НаЙЕИГЇДНІШІХ діамет-рів.труб водовода, який прокладаєтеся у одну і дві лініїіз різню матеріалів. ' ' ; ’ •- ' .

- Ці. значення, які обчислені з урахуванщш зі.:іни. економічних параг.етрів,Приведені, в- Додатках дисертації. ’

;:У' У ■■ ; ' . ';'У■■ ' • . -■ :.. , . . У

2 четверті]} главі дисертаційної роботи приведені результати натурних досліджень Єлаяецького групового водопровода, які виконувались з метою узагальнення досвіду експлуатації діючих грудневих водопроводів для розробки методики оптішізаційних розрахунків їх роботи. . ' . . • . . ■ :

В ході досліджень вивчались технічніш стан,, конструктивні особливості і фактичні характеристики водопровідних споруд, а такоя режими їх сумісної роботи. . ' - .

Ці дослідження показали, що максимальний коефіцієнт добової нерівномірності водоспоживання ,за період 1984...1990 роки до-, рівнював Ннякс.рсЗ’. — 1,62, а на протязі року спостеріга-

ється нерівномірність: 2&,і річної подачі вода; припадає на Ц квартал, на П і ІУ кгартали - 25/3, а на І квартал припадає мінімальна подача води в обсязі 21%,

’ На нагарному водоводі групового водопроводу проводилось манометричне знімання тиску з використанням манометрів-самопкс-ців МТС-7І2. їх показання автоматично записувались на діаграмах, які змінювались щоденно. . ...

. При випробуваннях насосної станції витрата води, яка подавалась насосом, вимірювалась об'ємним способом. Дня цього використовувався резервуар,чистої води місткістю 2000 м3, 'розмірами в плані 24x18 м і площею дзеркала води 423 м*% Зміна-рівня води в резервуарі вимірювалась поплавковім рівнеміром з точністю +0;001м, напір насоов'- зразковим манометром і' мановакуумметром,обертання вала насоса-тахометром, а потужність насоса - за допомогою вольтметра і амперметра» Подача і напір насоса, який випробувався,змінювались за допомогоа засувки на напірній лінії, . . '

. В результаті натурних дослідаень Єлаяецького групового во~ допровода встановлені фактичним.гідравлічний опір трубопроводів і характеристики відцентрових насосів, впязлені причини гідрав-. - 16 -

лічних ударів, які виникають в трубах, та розроблені рекоиенда-ції по інтенсифікації роботи системи подачі і розподілу води цього водопроводу. . .

Розроблена методика вибору оптимального рениму сумісної роботи споруд групового сільськогосподарського водопроводу..В її основу покладено математичне моделювання сумісної роботи діючих водопровідних споруд та знаходження оптимального рішеннЯіПри якому всі водосдо;лщачї будуть забезпечені розрахунковою витратою водії під необхідна: напором при найменших витратах електроенергії. .

В загальної.у випадку, коли до водовода підключено п водо-спопивачів /рис.З/, які иітрачавть воду за власна.', гращ і к ом »відомих характеристиках насосів, гідравлічних опорах трубопроводів

і відмітках рівніз воді; в резервуарах, подача насосної станції за І -ту годину доби визначається за йорк,улою

+ \/Ь) + А (*Н} -&)

/ Ю /

де -

/и/

п

+ Оі + (3 э)j +...+ -Зь ^ <3^ ]

Рис.З -Розііа-гуіікова схема подачі води т> грунопому' ¿одопійіїоду: І - приймальний

резервуар; 2 - насос:« станція; 3 - шштрниП ьодоптд; 4 -точка і^одоБтдбору;,

<4 Hj - hi r - H г j

/14/

7 цих уоргулах: ' ■ ’ .

- параметри аналітичної характеристики Q-H насоса;

Hrj ~ геометрична зііоота водой ідДогу у насоса для J' -ої

годами доби, яка дорівнює різниці відохток рівнів води у. прг4'л.-.альноі.:у і кінцевоі.аг резервуарах /рис.З / ;

>к і $ь ~ гідравлічні опори, відповідно ш.унікацій насосної станції і водоводу на ділліщі від насосної станції до першого водоспоглізача ;

£п~ гідравлічні опори водовода на ділянках їді» точками лід. ключення до нього ЕОДоспо;::ивачів /рис.З/ ;

Q.I ■ - витрата водп і -то водоспо;;;ивача за j - у годину доби. ■ 1 ■ .

Прз; розрахунках на ЕОМ визначаються слідуючі розрахункові показники : - '

а/ подача насосів за кокну годину доби Qkj , а о тле, і за ЦОбу рОЗраХУНКОВОГО ВОДОСПОїїШЗШШЯ Of, geS. . = /L Q н j ;

б/ значення коливань рівнів води в приймальному і кінцевому резервуарах за копну годину доби, Л Hfj і д Mzj , а отже,і глибину регулюючих об’ємів води в цих резервуарах до початку колі-гіОЇ години

в/ регулюючу. єі,шість резервуарів '

W 4 т (^Q^ Ніжине ■ ; Wl - и)і Н і ляхе /15/

56' НінвКС. І и хмки - максимальні глибина води відповідно

’ в кінцевому і приймальному резерву а«

. ■ . . . рах, м ; , ’

г/витрата електроенергії, і£Вт *год, за ко;:;цу годину і . зч .

щ протязі доби д/ - ¿L. .

' ' J31 ■

. 19 . .

д/ оптимальний режим роботи насосів для забезпечення розрахун-нового водоспоживання під необхідним напором при найменших витратах електроенергії.

Аналогічно вирішується задача по визначенню оптимального режиму водовідбору із водоводу споживачами у свої місткості, при якому 'існуючими насосами буде забезпечена подача розрахункового добового водоспоживання при мінімальних витратах електроенергії. Задача вирішується розрахунками на ЕОМ методом послідовного на-бликення. •

. . , . . ОСНОВНІ ВИСНОВКИ '

. І. Питанням удосконалення методики проектування сільськогосподарського водопостачання в. Україні не приділялось налекної уваги, внаслідок чого існують великі недоліки в розрахунках систем подачі і розподілу води,групових сільськогосподарських водопроводів. ■ ' .

2. Проведений аналіз сучасного.стану питань проектування і експлуатації систем сільськогосподарського водопостачання, який виконано яа.основі літературного огляду, анкетного опитування обл-водгоспів і натурних обстежень діючих сільськогосподарських водопроводів в Одеській, Миколаївській і Херсонській областях, дав можливість одержати слідуючі результати: .

а/ централізованим водопостачанням забезпечено лише 23,3$ сільських населених пунктів, а їх експлуатація знаходиться на низькому рівні ; . . .

б/ в даний час відсутня розвинута нормативна база по сіль-ськогосподгрськоіму водоспоживанню, а нормативи водоспоживання для' сільських населених пунктів приймають такими ж,як і для міст,що не зовсім правильно ; ' . . • .

" ■' :, ■.. т'іР - .. ■' : ■■■■■■

в/ існуюча .методика техкіко-еконошчного-розрахунку водоводів в групових системах сільськогосподарського водопостачання не враховує необхідності встановлення запасних протипояекнпх резервуарів ; ' .

г/ не вирішуються питання вибору оптимального режима роботи насосних станцій групового водопровода при різних регллах водоспоживання.

. 3. Виконані натурні дослідження господарсько-питного і по-

ливного водоспоживання в селах південних областей України за допомогою водомірного приладу, конструкція якого дає можливість автоматично записувати на протязі доби інтенсивність водоспоживання. Ці дослідження показали:

а/ фактичні розміри водоспоживання коливаються в значних могдах ; • ... ■ •

б/ максимальний коефіцієнт 15-хвилинного водоспоживання у

2 рази більшій максшального коефіцієнта погодинної нерівномірності водоспоживання. . . .

4. Для удосконалення нормативної бази сільськогосподарського водоспоживання в Україні внесені слідуючі рекомендації:

■ а/ нормативи сільськогосподарського водоспоживання слід .приймати в залежності від кліматичної зони /полісся, лісостеп,

степ / ; . .

б/ включити в норматив як спосіб .водоспоживання в сільській місцевості через централізований водопровід При автономній ка' налізації. ' . ' ■ , . :.

„5. Запропонована «гаркула /І/ для визначення максимального коефіцієнта погодинної нерівномірності господарсько-питного \ водоспоїхивання в залежності від кількості яителів і методика визначення розрахункових витрат води із -пдопроводних.ліній /форкула 2/. . ^ . . . . ; . • ’ - . .

■ ■ , . ■:._ ні- ■ V ' ' ■ ; ■■■'■

6. Встановлено,цо єконоцічнкі; (¿¡актор у формулі економічно наі: вигіднішого діаметра груб Еодовода, якіиі прокладають у одну лінію, зменщується на 60...100Д внаслідок впливу на нього будівельної. ва^

. тості запасного резервуара, а при збільшенні дошаиш водоводу цей вплив зкеящується. '

7. Запропонована методика визначення граничної. довгаїни водо-

• вода,якого прокладають у одну лінію, і максимальної відстані і/л::; підключеннями водоспо:.швач іп до водовода, при якій водовід економічніше прокладати у дві лінії.

8. Уточнені значення граничних.економічних витрат воді; і • швидкостей для.вебера економічно найвигідншіх діаметрів труб водовода, що прокладається у одну або да і лінії із різних матеріалі:

9. Виконані натурні дослідження роботи Єланецького групового

водопровода, які дали коклквість Естакск.тк фактичні. характеристики водопровідних споруд і розроблені рекомендації по.інтенсифікації їх роботи. ..

. 10.Розроблена методика вибору оптп-.&чьпого ремиу сумісної

роботи споруд групоесго сільськогосподарського водопровода. Ь її основу .покладено глтематичне ‘і,:оделовакня сумісної роботи діючих водопровідних споруд і знаходження ошгаіального ріпепня.при.яка-у всі водоспо&ввачі будуть забезпечені розрахунковою витратою -воді: ■ під необхідаш.¡шорт при наіаленппх витратах електроенергії.

. Основні положення дисертаційної роботи опубліковані в сліду і: чих науковис працях: . .

1.Катуріше исследования действующи сельскохозяйственных во; проводов в шных областях Украйни,- Деп.УкрНШІТІІ, ІШ2-УК.9Г.

2. Технико-экош.шческип расчет, нагнетательных водоводов . груплоЕлх систем сельскохозяйственного водоснабжения // Сборник

аучішх трудов УкрІІИІГіїі.І. - й.ое, 1991. - Вып.2,- с.І2І-І2в 7 співавторстві /.

3. Современное состояние и проблемы сельскохозяйственного

одоснабкенпя на Украине // Мелиорация и вод.хоз-во.-К,1992.-ып.77.- с.59-71 / У співавторстві /. .

4. Довідник по сільськогосподарському водопостачанню і зналіз'ації / ІІ.Д.ХорудиІі, В.0.Орлов, 0.А.Ткачук та ін.;3а ред. .Д.лору;:;ого.- К. :Уро;.;ай, 1992.- 296 с. /У співавторстві /.

5. Оптимизация рабом групповых сельскохозяйственных водо-роводов. -Деп.УкрШТОІІ, 679. - Ук.92.

6. Методі,ка вимірювання розмірів і режимів водоспоживання

і діпчкх водопроводах //Гідромеліорація та гідротехнічне будів-щтво, 1993. Віш.20, с.74-76 /У співавторстві /. '

7. -Дослідаення водоспогяівання У сільських населених пунктах

івдня України // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво, ЮЗ. БііП.20, с.70-82. .

8. Питання надійноаті та економічності при розрахунках водо-здів групових систем сільськогосподарського водопостачання// Зірка наукових праць "Гідротехніка і меліорація в Україні".-аїв,І993.- Вип.2.- с.3-12 / ї співавторстві /.

Підп. до друку Уо. <¿.>3 . Формат бОхМУїв»

Папір друк. МЗ . Спосіб друку офсетний. Умови, друк. арк. /.¿5 .

Умови, фарбо-відб. /.& . . Обл.-вид. арк. . .

_______._______Тираж «У . Зам. № 6і/у » .у. • _________'

’ ----- ф|рМа сВігіОЛ» .;............

25215!, Київ, вул. Волинська, 60. - '