Новые технологии и средства

Анализ процесса опорожнения СВС 
Основными факторами, определяющими характер протекания гид-
родинамических процессов опорожнения водопроводящей сети ОС, явля-
ются предполагаемая степень опорожнения каналов и граничные условия 
окончания процесса опорожнения. 
Фактически в процессе равномерного опорожнения сети могут на-
блюдаться: 
- локальные неустановившиеся процессы форсированного опорож-
нения отдельных участков сети; 
- неустановившиеся процессы частичного повторного заполнения 
участков сети. 

---

209 
В наиболее простом варианте полного опорожнения СВС при отсут-
ствии влияния водовыделов форма свободной поверхности воды в каналах 
будет соответствовать кривой спада. Интенсивность понижения уровня 
в измерительных створах и общая продолжительность опорожнения канала 
определяется характеристиками русла и расходом сброса воды из ороси-
тельной сети. 
В случае частичного опорожнения транзитной части СВС (например, 
при использовании ее в качестве оросительно-обводнительной) возникают 
проблемы управления переходными процессами по переводу сети в новое 
состояние. Снижение резервной емкости СВС при условии продолжения 
подачи воды потребителям может привести к локальному «осушению» от-
дельных участков каналов (рисунок 33).
h
1
и h
2
– рабочие глубины воды в начальных I-I и конечных контрольных створах
канала; h
min
– минимально допустимая глубина воды в канале 
Рисунок 33 – Характеристика потока в канале при частичном
опорожнении СВС с наличием зоны «осушения» 
Задачей управления и, соответственно, информационного обеспече-
ния работой ОС является соблюдение оптимального режима опорожнения 
СВС для различных начальных и конечных условий. Критерий оптималь-
ности – минимальное время процесса при сохранении регламента отпуска 
воды потребителям. Для решения поставленной задачи возможно исполь-
зование водобалансового метода расчета с использованием аналитического 
аппарата прогнозирования процесса опорожнения СВС. 
Контроль процесса опорожнения по уровням воды в характерных 
точках СВС обеспечивается подсистемой тестирования. Поэтому практи-

---

210 
чески важной характеристикой неустановившегося движения является 
скорость распространения возмущения (скорость фронта волны – «с» и 
время добегания волны – « τ »).
Для определения величины скорости потока возможно использование 
промежуточных данных о расходах и уровнях воды в контрольных створах. 
Имея однозначные зависимости 
)
(H
f
Q 
и 
wV
Q 
при известной площади 
живого сечения потока, возможно получение оперативных данных о вели-
чине скорости потока воды в створе канала. При разности величин скорости 
потока воды 
V
во входном и выходном створах расчетного участка прини-
мается среднее значение 
2
/
)
(
2
1
ср
V
V
V


. Соответственно решается вопрос 
о величине 
2
/
)
(
2
1
ср
Н
Н
Н


, где 
1
V  и 
2
V , 
1
Н  и 
2
Н  – скорости и глубины 
потока во входном и выходном створах расчетного участка. 
В случае возникновения зоны «осушения» фрагмента канала необхо-
димо провести компенсационный попуск воды в эту зону. Это может быть 
выполнено за счет дополнительной водоподачи из головного водопитателя 
или изменения режимов опорожнения близлежащих к аварийному участку 
канала. 
Многорежимность работы ОС определяет необходимость использо-
вания комбинированных контрольно-измерительных систем для построе-
ния СИО. Технологическими факторами, влияющими на выбор вариантов, 
являются: 
- неустановившийся режим движения потока воды в каналах ОС при 
их заполнении и опорожнении, что обуславливает применение средств из-
мерения (контроля) параметров водного потока с высокими динамически-
ми характеристиками; 
- особые условия работы регулирующих сооружений (водопитателей 
и распределителей) требуют организации измерительных операций по оп-
ределению расхода и стока воды с использованием измерителей скорости 

---

211 
потока жидкости и открытия затворов сооружений. Цель – реализация за-
данных гидрографов расхода (стока) воды; 
- для учета влияния малых водовыделов на режим работы каналов 
ОС требуется применение устройств-стабилизаторов расхода (регуляторов 
расхода), обладающих свойствами водомерности. В этом случае контроль 
за отпускаемым расходом воды возможен по уровне воды; 
- для реализации водобалансовых методов прогнозирования техноло-
гических процессов водопользования целесообразно контролировать рас-
ходы в головных и конечных участках каналов с промежуточным контро-
лем уровней воды в ключевых (характеристических) точках водопроводя-
щей сети; 
- тестовый контроль состояния ОС и коммерческий водоучет органи-
зуется на основе комплекса стандартизованных гидрометрических постов. 
Выбор гидрометрического поста как точки тестового контроля увязывается 
с общей структурой информационно-измерительного комплекса; 
- при математическом моделировании локальных гидродинамиче-
ских процессов, особенно при применении многоканальных измеритель-
ных систем, модель должна отражать технологические процессы в форме, 
приемлемой для последующей трансформации количественных данных. 

---

212