Введение к работе
Актуальность темы. Проектирование, строительство и реконструкция гидротехнических и мелиоративных каналов, зарегулированных русел рек с (регулированными і и-берегоукрепительными сооружениями (БУС) ставят перед нами задачу разработки и совершенствования способов расчета гидравлически и экономически наивыгоднейших (оптимальных) сечений каналов, речных русел и конструкций их креплений.
Существующие способы не всегда позволяют проектировать каналы и русла с оптимальными сечениями и конструкциями их креплений. Поскольку типы и конструции существующих берегоукрепительных и регуляционных сооружений оказываются не всегда приемлемыми и эффективными.
В нашей стране общая протяженность построенных каналов всех видов составляет более 300 тыс. км. Их них более половины подлежат реконструкции и капитальному ремонту. При этом проектируют и строят новые каналы различного назначения. Параллельно проводятся регуляционные и берегоукрепительные мероприятия на многих важных в хозяйственном отношении участках рек.Общая протяженность которых достигает доЮОтыс. км.
Актуальность данной работы в этих условиях заключается в необходимости разработки научно-обоснованных рекомендаций по проектированию и расчету каналов и зарегулированных русел рек с оптимальными наивыгоднейшими сечениями и конструкциями их креплений, которые обеспечивали бы повышение эффективности и надежности работы самих каналов и защитных сооружений русла при минимальных затратах на их строительство, реконструкцию и эксплуатацию. Особенно это важно в нынешних сложных экономических условиях, когда финансовые средства, выделяемые на эти цели остаются на низком уровне.
Цель работы и задачи исследований. у Цель работы заключается в теоретическом исследовании и совершенствовании методов гидравлических и технико-экономических расчетов каналов и зарегулированных русел, обеспечивающих выбор оптимальных параметров наивыгоднейших сечений и конструкций их креплений с учетом местных и эксплуатационных условий. Для достижения поставленной цели немаловажное значение имеют результаты полевых экспериментальных исследований и изучения .надежности работ облицовок существующих каналов, зарегулированных русел и берегов рек предгорной зоны Северного Кавказа и на этой основе разработка эффективных и надежных конструкций их крепления. В связи с этим нами были поставлены следующие задачи:
- уточнить понятия и параметры mr н и pr н гидравлически наивыгоднейших сечений каналов симметричного и несимметричного трапецеидеального поперечного профиля;
получить гидравлически наивыгоднейшие параметры и зависимости по их определению для разных полигональных поперечных сечений каналов и русел (сечение с двумя парами симметричных откосов и треугольным основанием, b = 0,-"- тоже, но с шириной по низу Ь>0, сечение с тремя парами симметричных откосов и треугольным основанием, b =0,-"- тоже, но с шириной по низу b > 0);
провести натурные полевые исследования на магистральных каналах Чегемской ООС КБР по изучению гидравлических и наносных режимов потоков н их влияния на надежность работы каналов и их облицовок;
осуществить полевые исследования на предгорных участках рек Терек, Баксан, Чегем по изучению надежности и эффективности работы защитно-регуляционных сооружений и на их основе разработать ряд новых эффективных и надежных конструкций БУС и их креплений;
- разработать рекомендации по расчетному обоснованию сечений
каналов и зарегулированных русел.
Научная новизна. В диссертации исследованы и уточнены основные параметры сечений каналов (т;, (3, , а; . н т.д.), впервые установлено их соотношение и взаимосвязь, при которых получаются с высокой точностью гидравлически наивыгоднейшие сечения для ряда вариантов "Г каналов трапецеидального и полигонального форм поперечных сечений. Полученные при этом сечения с наивыгоднейшими гидравлическими характеристиками признаны изобретениями. На их" основе усовершенствованы гидравлические расчеты каналов и русел с технико-экономическим обоснованием по выбору наивыгоднейших форм сечений с учетом эксплуатационных и местных условий прохождения канала.
Проведены исследования в натурных условиях и изучены гидравлические и наносные режимы магистральной оросительной сети Чегемской ООС КБР, и их влияние на надежность работы каналов и их облицовок В полевых натурных условиях исследованы регуляционные и берегоукрепительные сооружения на разных характерных участках рек Терек, Баксан, Чегем и других, установлены причины и условия их разрушения и размыва, на основе этих исследований разработаны на уровне изобретений ряд новых эффективных и надежных конструкций и их креплений.
Практическая ценность работы. В результате теоретических исследований получены параметры и их зависимости по определению гидравлически наивыгоднейших сечений каналов. Они позволяют упростить и совершенствовать расчеты по выбору наиболее оптимальных форм сечений каналов и русел с учетом их конкретных условий работ.
Результаты исследований и рекомендации используются
водохозяйственными организациями КБР при эксплуатации, ремонте и реконструкции магистральных и хозяйственных каналов оросительных систем.Результаты полевых экспериментальных исследований на предгорных участках рек КБР по установлению надежности работ БУС и их креплений позволяют значительно снизить материальные затраты на проведение противопаводковых, регуляционных и берегоукрепительных
мероприятий и позволяют повысить срок службы защитных сооружений.Практические результаты экспериментально-теоретических исследований используются в проектном деле при реконструкции существующих и строительстве новых сооружений. На защиту выносятся:
- результаты теоретических исследований по совершенствованию
гидравлических расчетов каналов и русел;
данные полевых экспериментальных исследований по надежности работ магистральных каналов и их облицовок в предгорной зоне КБР; -
прогрессивные типы конструкции креплений каналов и зарегулированных русел и берегов, разработанных на основе результатов полевых экспериментальных исследований для условий Северного Кавказа;
- результаты совершенствования методики расчетного
обоснования сечений'каналов и зарегулированных русел.
- Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях КБАИ-КБГСХА и КБГУ (г. Нальчик, 1985-1996 гг.), на региональных научно-технических конференциях НИМИ (г. Новочеркасск, 1987-1990 гг.), на заседаниях кафедры ГТС и ИК КБАИ-КБГСХА (г. Нальчик, 1991-1997 гг.), на заседании кафедры ГТС МГУП (г. Москва, 1997 г.).
Публикации. По основным результатам исследований опубликованы 18 работ, в том числе 9 статей, 8 изобретений и 1 научно-исследовательский отчет.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Изложена она на 197 страницах машинописного текста (включая 20 таблиц) и содержит 64 рисунка.
