Целью работы являлся анализ всех полученных натурных и архивных данных для сравнительного анализа с параметрами бассейнов составляемой карты селевых бассейнов р. Черек. Рассматриваются результаты аналитической обработки данных геоморфологии обследуемых бассейнов Черекского района (Кабардино-Балкарская Республика), обширных массивов ледников, погребенных льдов, наличие на склонах и в руслах легко размываемых или теряющих устойчивость при увлажнении горных пород, которые способствуют широкому развитию селевых процессов. В составленной карте селевых бассейнов р. Черек с помощью современных картографических программ ArcGIS, Google наглядно отображены объемы максимального единовременного выноса и степень пораженности территории селевыми бассейнами. Для сравнительного анализа точности, натурно изучены селеносные бассейны: 1) р. Саурдан-суу – левый приток р. Черек Балкарский, 2) р. Курунгу-суу – является правым притоком р. Черек Балкарский. Было установлено и обосновано, что составление карт селеопасности бассейнов активных селеносных районов принесло бы большую пользу при строительстве различных объектов в зоне поражения селевыми потоками, а также обеспечения безопасности при построении инженерных сооружений, прочих хозяйственных объектов, экосистем, и жизнедеятельности людей.

DOI: 10.31774/2658-7890-2019-2-1-9

Целью исследования является оценка контроля качества трубопровода на основании статического расчета, который позволяет своевременно прогнозировать наиболее опасные нагрузки для материала водогазопроводных труб. Выбор прочности и класса труб для водопроводной сети следует производить на основании статического расчета с учетом условий их работы, внутреннего давления грунта, нагрузок от транспорта и атмосферного давления при образовании вакуума. Для оценки использованы статические методы расчета, которые позволили провести качественную оценку зависимости параметров качества материала труб от времени. В статье представлена методика, позволяющая своевременно прогнозировать износ элементов водопроводной сети, что при принятии своевременных мер по ремонту или демонтажу позволяет предотвратить аварийную ситуацию. Критериями статического анализа выступали параметры, количественно определяющие фактическое состояние водопровода. Отказы водопроводной сети классифицировались по следующим критериям: 1) по месту проявления (основной металл труб, заводской шов, сварной шов, зона термического влияния сварного шва). Нарушение сварных швов наиболее часты (36 % от всех аварий); 2) по причине возникновения (ошибки проектирования, ошибки расчета, при нарушении норм строительства и правил эксплуатации). Представленный в статье расчет основывается на статических параметрах данных по эксплуатации и отказам трубопровода водопроводной сети. Разработанная модель позволяет провести расчет показателей надежности и вероятности безотказной работы трубопровода. Предложенный метод контроля качества основан на эксплуатационных данных, включающих информацию об отказах, конструктивных параметрах и условиях эксплуатации трубопровода.

DOI: 10.31774/2658-7890-2019-2-10-21

Цель исследования заключалась в оценке качественных показателей подземных вод на примере Волгоградской области с разработкой технологии и блочно-модульной установки для автономных объектов ЖКХ для обеспечения безопасной жизнедеятельности человека. Проблемы развития благоприятной среды жизнедеятельности человека и увеличивающийся дефицит пресной воды обуславливают поиски новых управленческих и технологических решений, в числе которых водоподготовка некондиционных вод, в том числе подземных. Для многих сельских поселений и малых городов, где автономные объекты жилищно-коммунального хозяйства не имеют возможности подключения к централизованным водоочистным сооружениям, разработка локальных технологий и технических средств является весьма актуальной. Установлено, что геоэкологические особенности территорий и техногенные нагрузки интенсифицируют физико-химические процессы переноса веществ в подземные воды. Минералогический состав почвообразующих пород, осадки, стоки промышленных предприятий и ЖКХ, а также антигололедные реагенты становятся основными причинами превышения взвешенных веществ, минерализации, железа, марганца и хлоридов предельно допустимых концентраций в подземных водах. Для водоподготовки разработана блочно-модульная установка, отличающаяся компактностью, высоким качеством и относительно низкой себестоимостью, надежностью процесса и гибким автоматическим управлением, исключающим присутствие постоянного обслуживающего персонала. Установка поставляется в полной заводской готовности, что исключает затраты на проведение проектных и строительных работ. Требуемое давление на входе для бесперебойной работы блочно-модульной установки составляет 0,25–0,30 МПа, а ее производительность по очищенной воде – до 2 м³/ч. Решение о применении данного типа установок принимается главами сельских поселений и малых городов.

DOI: 10.31774/2658-7890-2019-2-22-34

Целью исследований является совершенствование существующих технологий водоподготовки на станциях водопроводно-очистных сооружений. В качестве объекта исследований рассматривается существующая технологическая схема очистки на водопроводных очистных сооружениях (ВОС-1) г. Новочеркасска, с проектной производительностью – 42000 м³/сут. Для обеспечения воды надлежащего качества необходим правильный выбор технологии ее очистки и подготовки. Существующие технологические схемы очистки воды не всегда справляются со своей задачей и требуют введения новых реагентов и методов. Основным методом освобождения воды от загрязнений в виде взвешенных веществ является фильтрование, в котором немаловажный этап – подбор загрузки и скорости фильтрования. Предметом исследований являются фильтровальные сооружения, реконструкция которых позволит повысить производительность станции водопроводных очистных сооружений примерно в 1,6 раза. В сложившихся условиях подготовка питьевой воды в соответствии с требованиями может быть осуществлена только путем применения более эффективных технологий. Необходимым мероприятием на действующих сооружениях станции является повышение производительности, которое может быть достигнуто за счет совершенствования традиционно действующих схем и режимов водообработки. По результатам исследования представлено конструктивное решение контактного фильтра, приведен расчет фильтровальных сооружений, а также сделан вывод о необходимости перехода на одноступенную схему очистки с использованием контактного фильтрования, что помимо повышения производительности позволит сократить расход коагулянта.

DOI: 10.31774/2658-7890-2019-2-35-44

Целью исследований являлась разработка алгоритма гидравлического расчета самотечной трубчатой сети каналов на пятой очереди Большого Ставропольского канала. Для достижения поставленной цели выполняется поэтапный расчет требуемого расхода воды, начиная с расхода дождевальных машин, одновременно выполняющих полив площади севооборотного участка, подвешенного к выводному трубопроводу-распределителю младшего порядка. Следующим этапом является определение расхода воды в трубопроводе-распределителе, из которого производится забор воды всеми распределителями младшего порядка одного хозяйства. Выполнение очередной задачи заключается в определении расхода воды (с учетом потерь по длине и местных) в межхозяйственном трубопроводе-распределителе, который обслуживает водой несколько хозяйств. Заключительным является расчет необходимого расхода воды в магистральном трубопроводе-распределителе с учетом потерь напора по длине и местных потерь в разветвлениях по его трассе. Материалом исследований явилась разработка методических рекомендаций по реконструкции и строительству мелиоративных систем и сооружений на основе использования деривационного принципа (на примере предгорной зоны Ставропольского края). Методы исследования базируются на использовании базовых теоретических и эмпирических зависимостей известных ученых в области гидравлики мелиоративных сооружений. Основной вывод заключается в том, что опыт строительства и эксплуатации Большого Ставропольского канала следует применить при проектировании и строительстве новых оросительных систем деривационного типа в горных и предгорных условиях.

DOI: 10.31774/2658-7890-2019-2-45-62

Цель исследования заключается в разработке предложений по компоновочно-конструктивному устройству систем, обеспечивающих отведение воды и выпуск рыб из рыбоводных бассейнов. В качестве объекта исследования рассматриваются водорыбоотводящие системы и составляющие их конструктивные элементы, обеспечивающие регулирование проточности и опорожнение рыбоводных бассейнов, а также выпуск рыб из бассейнов по завершении рыбоводного цикла. Предметом исследования являются компоновочно-конструктивные решения систем для частичного или полного опорожнения бассейнов и отведения рыб из рыбоводных бассейнов различного функционального предназначения. Обязательным условием функционирования рыбоводных бассейнов является обеспечение проточности и водообмена в процессе культивирования рыб и опорожнения бассейнов по его завершении с выпуском из них рыб в рыбоприемники. Указанная задача решается соответствующими условиями функционирования рыбоводных бассейнов, систем, сооружений и устройств для регулируемого выпуска воды и рыб. На действующих рыбоводных объектах отвод воды и выпуск рыб осуществляется посредством донных водоспусков, не обеспечивающих формирование в зоне выпуска благоприятных условий для обитания рыб, имеет место неконтролируемый их вынос, прижатие к сетчатому полотну, травмирование и гибель молоди. В процессе достижения поставленной цели разработаны предложения по компоновочно-конструктивным решениям комплекса сооружений и устройств, обеспечивающих регулируемый выпуск воды и рыб из бассейнов, предусмотренные требованиями рыбоводного процесса. В статье использованы материалы патентного поиска по теме исследования, результаты обследования систем и сооружений по выпуску воды и рыб из действующих рыбоводных прудов. При разработке компоновочно-конструктивных решений систем и устройств водорыбоотведения применялись методы научного анализа и поискового конструирования.

DOI: 10.31774/2658-7890-2019-2-63-80

Целью исследований явилось выполнение расчета устойчивости подпорной стенки из габионов по защите берегов Цимлянского водохранилища от размывов. Цимлянское водохранилище вступило в строй летом 1952 года и имеет определяющее значение для устойчивого экономического развития Юга России и повышения качества жизни населения региона. С первых дней эксплуатации в южной части водохранилища начали происходить эрозионные процессы берегов. В последнее десятилетие одним из наиболее обсуждаемых вопросов является продолжающаяся активность переработки берегов водохранилища. Рядом ученых установлено, что в первые годы эксплуатации Цимлянского водохранилища на Дону отмечены размывы и отступание берега со средней интенсивностью 9 м в год (при максимальной величине 50 м в год). Разрушение (абразия) берегов водохранилища происходит и в настоящее время, которое сопровождается образованием береговой отмели из продуктов размыва. Высота образовавшихся обрывов достигает 8–12 м. Для осуществления поставленной цели использованы материалы геолого-разведочных данных грунта основания. Методы расчета базируются на применении теоретических зависимостей строительной механики и математических рассуждений. Последовательный расчет устойчивости подпорной стены выполнен по разработанной методике. Результаты расчетов по прочности на продавливание, опрокидывание, определение краевых давлений под подошвой нижнего ряда габионов, сдвиг, сопротивление сетки на разрыв, устойчивость каменной наброски при волновом воздействии потока и др. нагрузке показали в некоторых пунктах удовлетворительную, а в некоторых пунктах неудовлетворительную работу элементов подпорной стены в вопросах прочности и устойчивости. В выводах даны некоторые рекомендации по обеспечению устойчивости предлагаемого крепления.

DOI: 10.31774/2658-7890-2019-2-81-99

Целью исследований являлось изучение возможностей использования данных об эксплуатации оросительной системы для определения гидродинамических характеристик, используемых для управления на ней водораспределением. Взят один из фрагментов диспетчерского управления водораспределением на участке Миусской оросительной системы, на котором в течение наблюдаемого промежутка времени (времени пассивного эксперимента) проводилось неоднократное перерегулирование расхода воды. Определено, что описание процессов перерегулирования расходов на участках каналов может быть достигнуто путем их автономного описания на разных характерных временных интервалах процесса перерегулирования. В состав этих интервалов вошли: время добегания измененного расхода от источника водоподачи до точки контроля, время перехода значений расхода с одного установившегося значения на другой, время нового установившегося значения расхода. Выдвинута гипотеза о том, что при использовании принципа регулирования по верхнему бьефу переходы регулируемых расходов с одних значений на другие, независимо от их количественных значений, могут описываться единой аналитической функцией, приведенной к абсолютной шкале. Зависимость, описывающую переходный процесс перерегулирования расхода, предложено описывать в виде экспоненциальной функции. Проверка этой гипотезы на адекватность показала ее научную обоснованность. Предложенная методика применения пассивного эксперимента, основанная на использовании результатов фактической эксплуатации оросительной системы, позволяет значительно упростить процедуру определения ее гидродинамических характеристик, используемых для управления водораспределением, а также учесть те возможные отклонения от проектных значений и другие особенности, которые могут возникнуть в процессе ее эксплуатации.

DOI: 10.31774/2658-7890-2019-2-100-116

Целью исследований являлось создание математической модели, описывающей взаимосвязь поверхностных и грунтовых вод, и установление ее адекватности. Так как проблема установления взаимосвязи поверхностных и грунтовых вод в задачах мелиорации, инженерной гидрологии возникает достаточно часто, то проведение полевых исследований, позволяющих установить эту взаимосвязь, является трудоемким и дорогостоящим мероприятием. Поэтому актуальной задачей является разработка математической модели, адекватно описывающей эту взаимосвязь. Используя уравнение водного баланса, формулу Шези, Дарси, формулу для уровня грунтовых вод и выражение для уклона водной поверхности было произведено разбиение зоны грунтовых вод на конечное число элементов, и определена средняя скорость фильтрационного потока, взаимодействующего между рекой и грунтовыми водами. Численная проверка результатов моделирования произведена на основании данных, полученных при полевых исследованиях на участке реки Маныч в районе хутора Тузлуков. Некоторые параметры, используемые в модели, были определены опытным путем по результатам исследований комплексной гидрогеологической экспедиции. В процессе моделирования были составлены алгоритм и программа расчета выклинивающегося расхода грунтовых вод для рассматриваемого участка реки. На основании результатов моделирования построен гидрограф выклинивания грунтовых вод в русло реки на участке р. Маныч в районе х. Тузлуков. Как показано в работе, гидрограф выклинивающихся расходов, построенный по результатам моделирования мало отличается от гидрографа, построенного по опытным данным. В результате апробации разработанной математической модели, показано соответствие между теоретическими и опытными данными с коэффициентом детерминации равным 88,63 %.

DOI: 10.31774/2658-7890-2019-2-117-129

Цель исследования – разработка компоновочно-конструктивных решений рассредоточенных систем водного питания рыбоводных бассейнов. Объект исследования – системы водоснабжения бассейнов различного рыбоводно-функционального предназначения. Предмет исследования – компоновки и конструкции водоподающих галерей, обеспечивающих водоснабжение и регулирование водного режима в рыбоводных бассейнах. Анализ современного состояния использования водно-ресурсного потенциала оросительных и оросительно-обводнительных каналов свидетельствует о реальной возможности устройства и использования питающихся из них водой приканальных рыбоводных комплексов. Основным функциональным компонентом таких комплексов являются рыбоводные бассейны, используемые для выращивания и культивирования различных видов рыб до разных стадий их роста и развития. Эффективное и высокопродуктивное функционирование таких бассейнов обеспечивается при соответствующих потребностям культивируемых гидробионтов режимах водной среды их обитания. Регулирование водных режимов в акваториях рыбоводных бассейнов обеспечивается системами их водного питания. К наиболее приемлемым видам таких систем относятся рассредоточенные системы различного компоновочно-конструктивного исполнения, описание вариантов которых приведено в материалах статьи. Основным функционально-конструктивным элементом таких систем являются водовыпускные галереи. В результате проведенного исследования предложены компоновочные схемы продольного, поперечного и комбинированного расположения галерей и их конструктивные решения.

DOI: 10.31774/2658-7890-2019-2-130-147