Новые технологии и средства

l
t 
 /
. Следовательно, изменение скорости за время 
dt
со-
ставляет 
)
/
(
В
l
V
dt
V
dV




. Используя частные производные, получим 
)
/
(
/
В
l
V
V
t
V






. 

---

197 
Для общего случая равномерно поступательного движения можно 
записать уравнение, подобное уравнению (41): 



)
(
0
V
V
Q
в
.
(44) 
Дифференцируя 
это 
уравнение 
по 
l
, 
получим 
)
/
)(
/
/
р
0
l
h
h
Q
l
V
с






. Подставляя выше приведенные выражения для 
t
V 
 /
и 
l
V 
 /
в уравнение Сен-Венана, принимая α = 1 и упрощая, най-
дем 
l
V 
 /
для потока в призматическом канале: 
h
q
Q
i
i
l
h
2
ср
2
0
тр
0
1






.
(45) 
Так как 
K
Q
V
K
V
K
Q
i
2
2
0
В
2
2
2
2
2
тр
/
)
(
/
/






, уравне-
ние (43) принимает вид: 
h
g
Q
K
Q
V
i
l
h
ср
2
2
0
2
2
0
в
0
1
)
(








.
(46) 
Это динамическое уравнение для равномерно поступательного дви-
жения в призматическом канале в виде моноклинально возрастающей вол-
ны попуска расхода. 
Если Q
0
рассматривать как установившийся расход в голове канала, 
к этому потоку с равномерно поступательным движением можно приме-
нить уравнение установившегося изменяющегося движения, только вели-
чину расхода, используемую для вычисления уклона трения, следует брать 
равной 
Q
V
0
0


. Этот расход обуславливает потери на трение. 
Расход в любом сечении потока с равномерно поступательным дви-
жением равен 
Q
V
Q
0
в



. Отсюда 
Q
V
Q



в
0
и уравнение (46) принима-
ет вид: 

---

198 
h
q
Q
V
K
Q
i
dl
dh
в
ср
2
2
2
2
0
)
(
1






.
(47) 
Если скорость очень мала, то вторым членом в знаменателе, содер-
жащим влияние скоростного напора, можно пренебречь и уравнение запи-
сывается так: 
K
Q
i
dl
dh
2
2
0


. 
(48) 
Поскольку 
0
2
0
2
/i
Q
К 
уравнение принимает вид: 
dl
i
dh
Q
Q
0
0
1
1 

.
(49) 
Обозначим скорость поднятия уровня воды в данном сечении кана-
ла
j
. Тогда
dl
dh
V
j
/
в


или 
V
j
dl
dh
в
/
/


. Подставляя это выражение 
в уравнение (49), получим: 
0
в
0
1
i
V
j
Q
Q


.
(50) 
Это уравнение можно использовать для приближенного вычисления 
действительного расхода потока с неустановившимся движением в данном 
сечении при условии низкой скорости. 
Наиболее сложным этапом является процесс завершения заполнения 
канала (системы каналов) и переход его в нормальный режим работы. 
Физический анализ показывает, что волна попуска расхода, двигаю-
щаяся по каналу со скорость 
Е
V , достигая преграды в конце канала, пре-
кращает равномерно поступательное движение и 
0
Е

V
. При этом воз-
можно значительное местное повышение воды за счет инерционного напо-
ра. Одним из последствий этого является образование обратной волны, 
распространяющейся вверх по течению до водопитателя. В дальнейшем 
не исключены затухающие колебательные процессы большой продолжи-
тельности в русле канала. 

---

199 
При условии выполнения принятых ограничений регулирование 
процесса заполнения СВС возлагается на комплекс регулирующих ГТС. 
Возможны два варианта. Если ОС не оснащена системами автоматизации и 
телеуправления, то применим лишь первый способ заполнения. При его 
использовании практически исключены нестационарные гидродинамиче-
ские процессы, но время заполнения существенно увеличивается. В на-
стоящее время этот способ является основным в практике эксплуатации 
ОС. 
Форсированное заполнение СВС возможно при наличии СИО и дос-
таточной автоматизации регулирующих ГТС. В этом случае регулируются 
как интенсивность водоподачи, так и равномерность распределения воды 
по участкам канала. Поскольку негативные процессы могут происходить 
в конечном участке канала, распространяясь вверх по течению, заполнение 
его целесообразно проводить по первому способу. 
Технически это реализуется постепенным снижением расхода Q
п
в головной участок канала при прохождении потока воды через опреде-
ленный контрольный створ в концевых участках СВС. 
Контроль заполнения опорожненных СВС должен обеспечить со-
блюдение регламента процесса и не допускать возникновение экстремаль-
ных ситуаций. 
Проведенный анализ показывает, что необходимыми информатив-
ными параметрами являются: скорость течения воды 
Е
V  из водопитателя и 
глубина потока 
i
h  в экстремальных точках СВC, включая концевой створ 
сети. 
Следовательно, при выборе места расположения характеристических 
точек необходимо определять зоны возможного возникновения экстре-
мальных ситуаций. Размещение в них средств измерения гидравлических 
параметров позволяет оперативно контролировать ход процесса и прини-
мать необходимые управленческие решения по регулированию процедуры 
заполнения сети. 

---

200 
Инструментом контроля гидродинамических процессов являются 
штатные гидрометрические посты, предназначенные для технологического 
(балансового) водоизмерения на СВС, которые в необходимых случаях до-
полняются точками дискретного контроля наполнения каналов.