Оценка пропуска минимальных расходов воды сооружениями дюкерного типа мелиоративных систем

Рассматриваются вопросы, связанные с проектированием и гидравлическим расчетом транзитной части закрытого трубчатого водопроводящего сооружения дюкерного типа. Оцениваются условия работы дюкера с прямоугольными трубами в переходном режиме, при котором входной участок труб водопропускного сооружения испытывает повышенные гидродинамические нагрузки, приводящие зачастую к тем или иным разрушениям. Моделировалась конструкция дюкера с двумя изломами по длине с плавным входным оголовком и без оголовка. При проведении экспериментов отмечено отсутствие влияния входного оголовка трубчатого ГТС на длину безнапорного участка. Установлено, что условия формирования и особенности гидравлической работы дюкера в переходном режиме во многом определяются его конструктивными особенностями. С затоплением входного оголовка затрудняется поступление воздуха в трубу и формируется переходный режим второго типа при незначительном колебании уровня воды в верхнем бьефе. Выявлена зависимость местоположения точки отрыва потока при снижении пропускаемого расхода воды от его величины, что позволило получить график зависимости относительной длины безнапорного концевого участка от корня квадратного из числа Фруда. Произведено сопоставление с результатами исследований других авторов, которое показало увеличение относительной длины в трубчатых ГТС дюкерного типа на участках с обратными уклонами при одинаковых числах Фруда. Даны рекомендации по методологии проведения гидравлического расчета трубчатых сооружений дюкерного типа при минимальных пропускаемых расходах.

1. Бабуков Ш.А. Переходные режимы течения потока в нерегулируемых закрытых водосбросах: Дис. … канд. техн. наук – М.: МГМИ, 1985. – 24 с.

2. Алтунин В.И., Черных О.Н. Особенности работы нерегулируемых трубчатых сооружений дюкерного типа в переходных режимах // Труды Научно-технической конференции. – М.: МГУП, 2001. – С. 48-51.

3. Черных О.Н., Бурлаченко А.В. Эксплуатация и проектирование дюкеров на водных объектах: учебное пособие. – М.: РГАУ-МСХА, 2021. – 151 с. – URL: http://elib.timacad.ru/dl/local/06122021.pdf/info.

4. Косиченко Ю.М. Современное состояние водопропускных гидротехнических сооружений Донского магистрального канала / Ю.М. Косиченко, Г.Л. Лобанов, О.А. Баев, А.Ю. Гарбуз. – Новочеркасск: ФГБНУ «РосНИИПМ», 2014. – 49 с.

5. Burlachenko A.V., Chernykh O.N., Khanov N.V. Hydrodynamic Investigations of Inverted Syphon, s Fragment // Larhyss Journal. – 2022. – № 49. – Mars. – Рp. 123-137.

6. Шванштейн А.М. Строительные туннели. Гидравлические условия работы. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 123 с.

7. Алтунин В.И. Пульсация давления в трубчатом сооружении при переходном режиме // Гидравлика транспортных средств и дорожных сооружений: Труды МАДИ. – М.: МАДИ, 1988. – С. 67-71.

8. Алтунин В.И., Черных О.Н. Влияние конструкции входного оголовка на пульсацию давления в трубчатом сооружении при переходном режиме // Расчеты элементов гидравлических систем машин и механизмов: Труды МАДИ. – М.: МАДИ, 1990. – С. 73-79.

9. Шванштейн А.М. Гидравлические условия работы трубчатых и туннельных водосбросов // Известия ВНИИГ. – 1997. – № 230. – С. 287-313.

10. Черных О.Н., Ханов Н.В., Бурлаченко А.В. Оценка влияния входных устройств на гидравлические условия работы различных модификаций дорожных трубчатых переходов из гофрированного металла // Доклады ТСХА. – 2019. – Вып. 291. Ч. III. – С. 74-78.

11. Altunin V.I. Hydraulik Resistance of Corrugated Metal Culvert Pipes with Elevated Abrasive Resistance / V.I. Altunin, О.N. Chernyh, A.V. Burlachenko // Power Technology and engineering. – 2016. – November. – Vol. 50. – Iss. 4. – Рр. 385-390.

12. Suetina T.A. Hydraulic calculation features of helically corrugated steel culverts / Т.А. Suetina, O.N. Chernykh and A.V. Burlachenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. VII International Symposium Actual Problems of Computational Simulation in Civil Engineering, 1-8 July 2018, Novosibirsk, Russian Federation. – 2018. – December. – Vol. 456. – Section 4. 31. – Р. 5.

13. Черных О.Н., Алтунин В.И., Бурлаченко А.В. Экспериментальные исследования металлической гофрированной водопропускной трубы при частично-напорном режиме // Приволжский научный журнал. – 2015. – № 1. – С. 28-36.

14. Suetina Т.А., Chernykh O.N., Burlachenko A.V., Koroteev D.D. Hydraulic parameters of culverts from pipes with normal and spiral form of corrugation // International Conference on Engineering Systems 2020: Journal of Physics. Conference Series 1687. – 2020. – 012037.

15. Черных О.Н., Суэтина Т.А., Бурлаченко А.В. Научные основы совершенствования методов гидравлического расчета дорожных гофрированных труб из металла. – М.: МАДИ, 2020. – 234 с.