Регулирование сосредоточенных попусков расходов воды на водотоках в нижних бьефах водосбросных гидроузлов - Статья

УДК 626.824-52 05.00.00 Технические науки РЕГУЛИРОВАНИЕ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ПОПУСКОВ РАСХОДОВ ВОДЫ НА ВОДОТОКАХ В НИЖНИХ БЬЕФАХ ВОДОСБРОСНЫХ ГИДРОУЗЛОВ Михеев Павел Александрович д-р техн. наук, профессор кафедры «Гидротехническое строительство», директор SPIN-код автора: 1740-5240 E-mail: mikheev.pa@gmail.ru Иваненко Юрий Георгиевич д-р техн. наук, профессор кафедры «Водоснабжение и использование водных ресурсов» SPIN-код автора: 2715-4838 E-mail: pavodok37@gmail.com Ткачев Александр Александрович д-р техн. наук, профессор кафедры «Гидротехническое строительство» SPIN-код автора: 4732-0239 E-mail: gts_i_sm.nimi@mail.ru Гурин Константин Георгиевич к.т.н., профессор кафедры «Водоснабжение и использование водных ресурсов» SPIN-код автора: 9483-0262 E-mail: gurin-knstantin@rambler.ru Иваненко Дмитрий Юрьевич аспирант E-mail: pavodok37@gmail.com Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А.К. Кортунова ФГБОУ ВО Донской ГАУ, Новочеркасск, Россия В статье рассмотрена математическая задача расчета неустановившегося течения воды при регулировании сосредоточенных попусков расходов воды на водотоках в нижних бьефах водосбросных гидроузлов. Составлен алгоритм аналитического решения задачи, основанный на гидравлическом расчете процесса распространения и трансформации длинных волн, описываемых уравнениями Сен-Венана. Внедрение разработанного метода гидравлического расчета попусков сбросных расходов на водотоках, отводящих воду от водосбросных сооружений, позволит оптимизировать холостые и нетехнологические сбросы воды из водохранилищ. Учитывая высоко динамичный характер течения воды в нижних бьефах плотин при сосредоточенных попусках расходов воды из водохранилищ, разработка новых методов гидравлического расчета экстремальных расходов и глубин воды в критических створах водотоков при неустановившемся режиме течения воды является актуальной задачей Ключевые слова: дифференциальные уравнения, неустановившееся течение воды, математическое моделирование, сбросные расходы, водохранилище, водосбросной гидроузел Doi: 10.21515/1990-4665-132-112 UDC 626.824-52 Technical Sciences REGULATION OF CONCENTRATED RELEASES OF WATER DISCHARGES ON STREAM FLOWS IN LOWER TAILS OF SPILLWAY WATERWORKS Mikheev Pavel Aleksandrovich Dr.Sci.Tech., Professor of the chair “Hydraulic Engineering construction”, principal Autor`s SPIN-code: 1740-5240 E-mail: mikheev.pa@gmail.ru Ivanenko Yury Georgievich Dr.Sci.Tech., Professor of the chair “Water supply and water resources use” Autor`s SPIN-code: 2715-4838 E-mail: pavodok37@gmail.com Tkachev Aleksandr Aleksandrovich Dr.Sci.Tech., Professor of the chair “Hydraulic Engineering construction” Autor`s SPIN-code: 4732-0239 E-mail: gts_i_sm.nimi@mail.ru Gurin Konstantin Georgievich Candidate OFSCI.Tech., Professor of the chair “Water supply and water resources use” Autor`s SPIN-code: 9483-0262 E-mail: gurin-knstantin@rambler.ru Ivanenko Dmitry Yurevich postgraduate E-mail: pavodok37@gmail.com Novocherkassk Engineering Meliorative Institute named afterИзза отсутствия проверенных и практически осуществимых методов измерения расходов и глубин воды в расчетных створах водотоков в настоящее время ощущается недостаток данных для уверенного прогнозирования экстремальных значений гидравлических параметров. Цель настоящей работы заключается в разработке методов гидравлического расчета экстремальных расходов и глубин воды в критических створах водотоков, отводящих воду от водосбросных гидроузлов, для принятого закона регулирования попусков сбросных расходов воды из водохранилищ. Задача регулирования сосредоточенных попусков расходов воды на водотоках в нижних бьефах водосбросных гидроузлов решается с помощью уравнений Сен-Венана [1,2,3]: ,(1) В качестве граничных условий на внешних границах рассматриваемого водотока применяются функции изменения расходов или глубин во времени в виде и или зависимости вида . В уравнениях (4), (5) параметры и носят название малых возмущений глубины и расхода и отвечают режиму возмущенного течения.В работе разработан метод гидравлического расчета глубин и экстремальных расходов воды в критических створах водотоков, отводящих воду от водосбросных сооружений, при неустановившемся режиме течения воды.