Введение к работе
Актуальность темы. Рост яализного и- щгамыпиенного строительства, непрерывно возрастающие масштабы строительства систем вояоотведения в связи с решением сощально-эконошчесгсих задач и повшением благоустройства населенных пунктов, а также чяизбатаый рост расходов на охрану окрудзгаей природной среди взываю? необходимость повызенкя уровня проектных решений, улучсеняя качества и сокрааения сроков разработки проектов.
Оргатазованжй отвод додпевых и талых вод способствует решению одной из основных глобальных проблем современности -экологической. Загрязненные при растворении и вымываниг минеральных и оргакичелс : веществ стоки, попадая в реки и водоемы, трансформируются в пространстве и времени. При этом происходят ф!ізйко-яяяїчг>скне и биологические процессы, в результате которых изменяется концентрации загрязняющих веществ, что приводит к" многим нежелательным последствия?*.
Недостаточное внимание к своевременному отведении осадков нередко приводит к затопленио территоріщ, перерывам в работе про?дгреяприятий и транспорта, порче оборудования и материалов, размещенных на складах и в низших этатах зданий, к гибели людей. От рациональной организации отвода дождевых вод с поверхностей покрытия зависит повышение эксплуатационных качеств и степени сохранности зданий.
Ущерб, вызванный сильными ливнями, можно сравнить с уроном, нанесенный крупны я пожарами. Однако даже в об,тчных ( не экстремальных ) условиях современные системы отведения іоверх-ностных сточных вод призваны обеспечить нормальную -иізнь населенных пунктов во время выпадения поящей, не создавал трудностей для населения и транспорта.
Все вышеперечисленные факторы определяют актуальность задачи, на решение которой направлена настояная р-абота.
С временгай ,^)0851 проектирования систем водоотведения на рельефе характерен тем, что перед проектировщиками возникают все более сложные задач: на топографической поверхности, что связано со многими факторами, в том чнее с необходимость!) аналитического описания рельефа и его линий, оптимальным размещением сетей водоотведения, вертикальной планировки с учетом водоотвода и др. Эти факторы и являются одной из причин, вызывающих необходимость совершенствования существующих і.тодик проектирования систем водоотвода.
При конструировании различных поверхностей часто стдзггся предпочтение наличия сетчатого каркаса поверхности, зто объясняется рядом прекмувеств такого задания, а т.к. конструмрсгз-кий водоотводяаюс поверхностей предполагает построегше каркаса дикий наибольшего ската (ЛНС) на поверхности, то представляется целесообразный задание водоотвояящей поверхности сетчатш каркасом, ояиш семейством которого будут ЛНС. .
Исходная поверхность рельефа в большинстве случаев бгзззет задана кархасш горизонталей. Одним из способов изображения проектного рельефа является способ проектних ( красншс ) горизонталей. В связи с эим, для црсектированля вертикальной плакировки (Ш) территории с учетом.рационального водоотвода предлагается провести и нспойьзозать исследования по конструиро-вани» поверхностей сетчатый каркасам из горизонталей & ЛКС.
Т.к. ЛЫС всегда перпендикулярна горизонталям поверхности, то горизонтальной проекцией каркаса ЛКС и горизонталей будет плоская ортогональная сеть. Поэтому в настоящей работе поставлена задача по исследованию способов задания, построения и свойств плоских ортогональных сетей, а такие семейств линий, составляющих зти сети.
йетоды конструирования каркасоз, соетощшс кз стюшшьгшх линий ( ЛНС и горизонталей ) является геометрической основой решения задач отведения поверхностных сточных вод. Предлагаем->.:ая структура реиения задачи рационального сбора и озгода осадков показана на рис. 1.
Настояная работа посвящена вопросам гесшетрзческого моделирования процесса стокообразсзания на позерхкостах сложно?. Форш,-в частности топографических поверхностях, и конструирования їй сетчатых каркасов применительно к задача Боаоотвеае-нлн.
Паль работы. Разработка кэтодсз комплексного резеїш задач водоо?ведектля на основе рззиития геометрического иоделл-роьашя процесса стокообрззовзния.
Для реализации указанной цвки з работе поставлена следую-аин задачи;
-- выполнить сбобаегшыа анализ методов розелня задач ьокоо^вэ-д-^аїя и кодеифованзія и1 ока;
исследовать и разработать способу построения ШС ргтяимц поиерхностсй;
1я-;пакни?ь кослєноегііуя cuocoGoo гаирскк^цйя жшкЗ :s ;п,>..;--
хкостєй с цель» развитая геометрического моделирования стоко-обрззоваяйяг
ксслоясззть способы задания сдаопараиетрических сєкєйств лиши с учетом характерных форм рельефа и проектных горизонталей;
исследовать способы построения и свойства ортогональных сетей?
разработать алгоритмы конструирования сетчатах карсзссв поверхностей кз ЛЕС и горизонталей;
разработать методику автоматизированного построения геометрической модели процесса стокообрззования и конструирования поверхностей по заданны:.! условиям водоотвода;
- применить результаты исследований при ревекии конкретных
практических задач.
Методика исследований. Реаенке поставленных задач в работе осуществляется на основе методов прикладной геометрии, аналитической, ийференшальной геометрий, методов прикладного программирования.
Теоретической базой проведенных исследований явились pa-боти:
в области геометрического моделирования криволинейных поверхностей - Г.С. Иванова, С.Н. Ковалева, И.И.Котова, В.Е. Михай-лежо, В.А. Осипова, А.В. Павлова, А.Л. Подгорного, Н.Н. Рыжова, A.M. Тевлина, В И. Якунина; "
по обстоя вопросам водоотведения и моделирования стока - А.Г. Варварицы, .B.C. Дикзревсксго, Д.Ф. Кучкаровсй;
по вопроса?,-! вертикальной планировки - О.Т. Иевлевой, Н.А. Кор-неева, В.Ю. Мойсеева;
- по вопросам САПР, их подсистем и использованию машинной гра
фики в проектроваики - В.Е. Михайденко, В. Гилоя, В.А. Осипова,
B.C. Полозова, Д. Роджерса , К.А. Сазонова.
Научную новизну диссертационной работы составляют:
алгоритмы построения линий наибольшего ската поверхностей, задания; дискретным линейным и точечным каркасом;
способы аппроксимации поверхностей для решения задач геометрического моделирования стока;
способы геометрического моделирования процесса формирования стека;
свойства проекций сетчатых каркасов ЛЕС и горизонталей;
способы конструирования непрерывных и дискретных сетчатых
каркасов поверхностей из специальных линий ( ЛИС и горизонта-
Практическая ценность работы состоит в создании методики и программных средств авто;-' тжироьаннпго построения J1HC дискретно заданных поверхностей, позвсляюпда определять направления сток., и усовершенствовать моделирование процесса стокооб-разовакия. Разработанный аппарат конструирования сетч; ых каркасов поверхностей з ЛИС и горизонталей позволяет проектировать поверхности, выполняющие рациональный водоотвод.
На кііітт-їту бык -сятся пиложения, ;остагаяэщие научную но-ь-:зну, и программное обеспечение алгоритмов построения геометрической модели стока, а также алгоритмов конструирования сет-зтых каркасов из ЛНС и горизонталей.
Реализация работы.- Практическое внедрение результатов диссертационной работы осуществлено:
в тресте "Полтаве* ьстроЯ" т*ти проектрованш * вертикальной планировки и системы водоотведения площадки очистных сооружений г. І^рятина;
и институте кибернетики им. М.В. Глушкова Академии наук Укт-р.аины при решении задач предрасчетниго состояния пространственных объектов, проектируемых в отраслевых САПР.
Общий годовой акмюмический эффект от внедрения составляет X тыс. руб.
Аплпобация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуздены:
на 50-й, 51-й, 52-й научко-практпч; "ккх конференциях Киевского инженерно-строительного института ( 1SSS - 1991 г-.г. )-,
на мелзональном научно-методическом совещании семинаре '"Ак-туальчые Еопросы начертательной геометрии и инженерной графики" преподавателей вузов Вояго-Еятекой, Поволжской и Пентраль-нп-Черноземнсй зон і г. йоакар-Зла, 1990 г. );
на X Всесоюзной семинаре "Инкан-рная и машинная гре^ика" (г. Полтава, ',991г. );
на 42-Д" научной конференции Полтавского ик>:<екерно-стрси-п-лккого института ( г. Полтава, 1991 г. );
на международном семинаре "Проблемі графической технологии" і г. Оьаст- :оль, і991 г. );
на научных се;,ишарах кафедры начертательной геометрии, инже-і:--рной и .мзз-шной графики КИСИ ( г. Киев, 1939 - 1991 г.г. ).
По те\:е диссертации опубликовало ? научных работ.
Объем работы. Диссертация состоит «из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы ( 141 наименование ), приложения и содержит 108 'страниц машинописного текста, 43 рисунка и 5 таблиц.