ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ИРРИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ, ВОДОМЕРЫ

Оросительные системы — это сложный комплекс гидротехнических сооружений, которые предназначены в определенное время и в нужном количестве подавать воду на любые участки. Эта задача затрудняется тем, что режим подачи воды меняется во времени довольно часто и требует перестройки работы сооружений в ходе их эксплуатации. Следовательно, нужны практически непрерывные наблюдения на множестве узлов и отдельных сооружений. Сложность состоит еще в том, что расстояния между отдельными узлами и сооружениями на системах значительны.

Автоматизация управления гидротехническими сооружениями и устройствами с помощью электро-, радио- и телеприборов еще только начинает внедряться и применяется на некоторых оросительных системах в порядке экспериментально-производственных исследований. Средства же для автоматического управления подачей воды на отдельном гидротехническом сооружении представлены значительным количеством приборов и устройств, рекомендуемых различными авторами; некоторые из них приемлемы для массового использования, но требуют дальнейшего совершенствования.

Главными объектами измерений на каждом гидротехническом сооружении являются уровни и расходы воды. Водомерность гидротехнического сооружения, обычно предусматриваемая при проектировании, позволяет измерять уровни и вычислять расходы воды во время эксплуатации. Однако трудность этих замеров и вычислений бывает разная.

При свободном истечении из-под щита или при истечении через водослив расход определяется легко. Достаточно знать уровень воды перед щитом или водосливом и величину открытия щита для того, чтобы определить расход воды. При затопленном истечении в этих же случаях нужно еще знать уровень воды в нижнем бьефе, поэтому определение расхода затрудняется, а точность уменьшается, так как вводится переменный коэффициент затопления.

Чтобы сохранить постоянным расход, проходящий через сооружение во время эксплуатации, необходимо маневрировать затворами на сооружениях. Для автоматизации этого процесса разработано много различных конструкций водомерных устройств и приборов, основанных на общеизвестных гидравлических принципах.

При сегментном затворе, когда через геометрический центр проходит равнодействующая давления воды, а действительная ось вращения затвора не совпадает с геометрической осью, возцикает момент, помогающий открывать или закрывать сегментный затвор в зависимости от расположения действительной оси вращения по отношению к геометрическому центру: если действительная ось расположена ниже геометрической, то момент силы гидростатического давления помогает открывать затвор, а если выше, то сила гидростатического давления стремится прижать затвор к флютбету.

Эти принципы, как и многие другие в том или ином конструктивном выполнении, часто используются в различных автоматических устройствах и дают хорошие результаты при эксплуатации.

Приведем примеры некоторых предложений по автоматизации поддержания заданных уровней воды и постоянства расходов.

Группа научных работников Новочеркасского инженерно-мелиоративного института разработала жалюзное затворное устройство на рисовых оросительных системах, предложенное инженером И. Ф. Руденко. Много предложений по автоматическим устройствам разработал Я. В. Бочкарев. Среди них вододействующие клапанные затворы-автоматы на горизонтальных осях вращения, регулирующие постоянство напора перед ними, сбрасывающие воду под щит при повышении напора, и порциональный вододелитель для автоматизации вододеления на межхозяйственных и других каналах.

Вододействующие клапанные затворы основаны на упоминавшемся принципе несовпадения геометрической и конструктивной осей вращения со смещением конструктивной оси вниз от геометрического центра. Я. В. Бочкарев дополняет принципиальную схему конструкции исправляющими корректирующими поверхностями, позволяющими изменять положение полотвища затвора и тем самым сохранять возникшее соотношение моментов сил с увеличением момента силы веса затвора при его автоматическом подъеме.

Таким образом, автоматически поднявшись, щит остается в том же положении до тех пор, пока новый уровень воды не начнет снижаться до намеченного заранее положения, - изменяя угол наклона полотнища таким образом, что заданный уровень остается при разных расходах одним и тем же.

Порциональный (делящий воду пропорционально) вододелитель представляет собой разделительную пластинку, расположенную параллельно оси потока и предназначенную для его разделения по ширине в заданном соотношении.

Для широкой автоматизации оросительных систем в настоящее время создаются соответствующие условия. На базе промышленного производства уже выпускаются механизмы и аппаратура специально для автоматизации мелиоративных систем. Разрабатываются технические решения и оснащения для введения на отдельных участках комплексной телеавтоматизации.

Внедряются в производство и дают хороший эффект системы гидравлического авторегулирования на оросительных каналах. В недалеком будущем все главнейшие мелиоративные системы будут управляться и обслуживаться новейшими автоматическими приборами и аппаратурой.

Волков И. М., Кононенко П. Ф., Федичкин И. К., Гидротехнические сооружения, М., Колос, 1968