...

2010

.

1.

37

2.

8 16

3.

17 49

4.

50 55

5.

56 75

6.

76 88

2

1.

1. . . . 1970. , . . , , . , . . . , , . , , ( ) ,

3

1.

. , , , , . , , , . () () , , () . , , . . , , , , , . , , , . . . , , . ,

4

1.

, , . , , . ( 1.1) ( 1.2) .

5

1.

1.1 :

6

1.

1.2 :

7

2.

2. 2.1. : ,

(l/d.). 150 l/d. 250 l/d. 200 l/d.. . . . .

8

2.

(,

, , , ..), . 2.1.1 : 1. : , , . . 2. : . . . . 3. : , . , . . 4. : . , , .

9

2.

, (.. , , ). . : Q ( q) , . 0,80 (. 80% ). max max Q ( q )

. fd.max Q = Q f d

(1)

. ( ) , . (.. 696/74) :

Q = Q max f h fh .

(2)

:

f h = 1,5 +

2,5max Q

3

(3)

10

2.

max Q l/s.

2.1 . fmax f 1 5 000 5 000 10 000 10 000 50 000 50 000 250 000 > 250 000 2 150 180 220 250 300 3 1/8 (3.0) 1/10 (2.4) 1/12 (2.0) 1/14 (1.71) 1/16 (1.5) 4 1/12 1/12 1/14 1/14 1/18 1/18 1/20 1/20 1/22 fmin 5 1/84 1/84 1/48 1/48 1/37 1/37 1/30 1/30 1/27

()

( l /.d)

2.1 : . 2.2 . , . , . .

11

2.

:1. : 2,5 50 m3//ha (0,03 0,58 l/s/ha) 2. : 5 200 m3//km 3. : 0,5 5,0

m3//km/cm (0,006 0,058 l/s/km/cm)4. : 15% 100%

. . 2.3 Qt : Q Qg Q

Qt = Q + Q g + Q

(4)

:1. , .

40 .2. . 3.

,

.4.

.

12

2.

5. .

80%.6.

.

1 2.7. ,

.8.

. . . Prandtl Colebrook Kb 0,25 1,50 mm , Manning Strickler KSt 30 95 (m1/3/s). . , . . 3,5m/s , . . ( 2.2), 70% . 80% 90%.

13

2.

400 mm 500 600 mm > 600 mm

50% 60% 70%

2.2 : ( ). 200mm, 250mm. 400mm. 0,5 m/s , . 0,5 m/s. 6 8 m/s . . 2.4. . .

14

2.

: ) , , , , , . ) , , . ) , , . . , . . . : ) ) ) . .

15

2.

2.5 . 2.3 .

1 Q

l/s, l/h, l/d m3/h, m3/d, m3/a

2

max Q

m3/d

3 4 5

Q Q Q

m3/d l/s, m3/h l/s

6

fh

-

7

fd

-

8

qdm

m3/d. l/d.

..

qdm =

Q 365 .

2.3 :

16

3.

3. 3.1. 3.1. 3.2. 3.2 . (2) 3.2 . (3) (7) . .

1 U g t

U U g x

( ) =0 t ( ) =0 xq=0 Fr < 1 Re < 2320

( ) 0 t ( ) 0 xq0 Fr > 1 Re > 2320 +

3.1 :

17

3.

, 1 , 2 , , 3 4 , 5 , 6 , , 7 , 8 ,

1 U U U U h + + q + = J So J R g t g x g A x 1 U U v + g t g x 1 U g t+

Q + =q x tQ + =0 x t

h = J So J R x

+

h = J So J R x h = J So J R x

Q + =0 x t Q + =0 x t

U U g x

+

h = J So J R xU U g x

Q + =0 x t Q x Q x Q x

+

h = J So J R x

=0

h = J So J R x

=0

h = J So J R =0 x

=0

3.2 : Q: q: t: h: A: JSo : JR : x: U: g:

18

3.

4 3 4 3.1. 1 2 ( x t). 8 , ( ). , , .

3.2. :

U=

Q A

(1)

: U: Q: : , :

A=

d2 4

d . Darcy - Weissbach:

hf =

L U2 4R 2 g

(2)

19

3.

: hf : : L : R : (2) :

JE =

hf 1 U2 = 4R 2 g L

(3)

JE . ( 8 3.1) JS. , , . :

L U2 + ) hf = ( 4R 2g :

(4a)

hf = (

L U2 + ) 2g d U2 2g

(4b)

.

h =

U2 2g

(4c)

20

3.

(1) (4a) (4b) :

Q = A U =

1 A R J E 8g 4R + L

(5a)

:

Q = A U =

1 d2 d J E 2g 4 d + L

(5b)

:

b = +

4R L

(6)

(5a) (5b)

Q = A :

1

b

R J E 8g

(7a)

Q=

d24

1

b

d J E 2g

(7b)

21

3.

3.3. : 1) Prandtl:

1

= 2,0 log( Re ) 0,8 = 2,0 log(

2,51 Re

)(8)

2) Prandtl:

1

= 2, 0 log(

4R 1 k ) ) + 1,14 = 2, 0 log( K 3, 71 4 R

(9)

3) Colebrook:

1

= 2, 0 log[

2,51 1 k + ] Re 3, 71 4 R

(10)

10 Prandtl Colebrook. : : Re : Reynolds (=

U 4 R )

k : , Prandtl Colebrook, R : 4R=d

22

3.

Moody ( 3.1) 8 10. 8,9,10 . . :

=

=

(11)

3.3. T (oC) 52

10 1,31

15 1,15

20 1,01

25 0,90

30 0,80

106 [m s ]

1,52

3.3 : ( )

= 1,31106 [m s ] .

2

23

3.

3.1 : Moody

24

3.

3.4. 3.4.1. . 50% 80%. . 3.4.1.1. 12

Q=

d24

(2, 0 lg[

2,51 k + ] 2g d J E ) d 2 g d J E 3, 71 d

(12)

13

Q = A (2, 0 lg[

2,51 k + ] 8g R J E ) 4 R 8 g R J E 14,84 R

(13)

(13) . 12 13 JE JS. , b .

25

3.

3.4.1.2. , , . . (. 3.2) . , . h/H H=d.

3.2 :

26

3.

U U

=(

R R

)0.625

(14)

Q Q

=

(

R R

) 0, 625

(15)

,

Q Q

= 1,0

. 3.3 .

27

3.

3.3 : ,

Q Q

= 1,0 .

3.4.2. . Reynolds (Re) , 9 . . Prandtl Colebrook Manning Strickler. :

28

3.

v=

1 2 / 3 1/ 2 R JE n

(16)

Q=

1 1/ A R2/3 J E 2 n

(17)

1 [m1/3/s] Manning Strickler, n

.

3.4.2.1. 3.4.2.1.1. hn , . , , : JR=JE=J=JS (13) (18) (17) (18). (13) Q, JS, d, Kb . Froude (Fr < 1), (Fr > 1) (Fr = 1). (18)

29

3.

3.4.2.1.2. :

Fr 2 =

Q2 b =1 g A3

(19)

. (19) b: . , . 3.4.2.1.3. , . , . h . h=f(x) . 5 3.2 :

dh J S J R = dx 1 Fr 2

(20)

h( x ) = x

Js JR d x + ha 1 Fr 2

(21)

30

3.

JR Fr2 h, . ha . (Fr > 1) , (Fr < 1) ( ). Prandtl Colebrook, Manning Strickler.

3.4.2.2. 3.4.2.2.1. Qn . JR=JE=J=Js Js, Kb, g, ( Prandtl Colebrook) Js,1 n

( Manning Strickler) A=f(h) R=f(h) (13) (17) . 3.4.2.2.2. Qcr Fr = 1 Fr2=1.

Fr 2 =

Q2 b =1 g A3

(22)

31

3.

Q,

Q =

g A3 b

(23)

3.4.2.2.3. Q=f(h) Q . (13) (17). , , , JR Fr hA . . : ) Prandtl Colebrook

Q = A (2, 0 lg[

2,51 k + ] 8g R J E ) 4 R 8 g R J E 14,84 R(13)

) Manning Strickler

1 Q = A 1 K R1/ 32 St

dh / dx JS 1 R 1 / 2 J R/ 2 dh / dx b R gA(24)

32

3.

JR = JS

dh Q2 b ) (1 dx g A3(25)

h

dh . Q dx

. 3.5 , Kb Kb , . Kb Kb=1,0 mm Kb=1,5 mm : ( )

Kb 3.4. Kb (mm) 0,25 0,50 0,75 1,50 , ,

3.4: Kb (mm)

:

33

3.

hE =

U2 2g

(26)

.

3.5.1. 1.5 .

DN 100 125 150 200 250 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1500 2000

L 0,023 0,022 0,020 0,017 0,015 0,014 0,012 0,010 0,0095 0,0085 0,0080 0,0075 0,0065 0,0055 0,0040 0,0020

3.5 : L

3.5.2. 3.6 .

34

3.

DN 100 125 150 200 250 300 400 500 1000 1500

St 0,020 0,016 0,012 0,009 0,007 0,006 0,004 0,003 0,0015 0,0010

3.6 : 3.5.3. , 3.7 .

dZ H0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 3.7 : 3.5.4.

Z 0,000 0,002 0,004 0,007 0,011 0,016 0,022 0,029 0,036 0,045

. 45. 90 =0,5.

35

3.

h d0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,5 2,0

R-Sch 0,00 0,03 0,05 0,07 0,09 0,10 0,16 0,16 0,16

3.8 : 3.5.5. b (mm) .

3.4 : 27 28 3.9 29.

36

3.

: vB13 vB23 h1,3 1 3 2 3 1 3 =2 vB13 3 / 2 g

h2,3

2 3 =2 vB 23 3 / 2 g

: ,,,1,2 1,2 Qi Ai Ui : 3.9 : : i : i : i

vB13 = 1 + x (

Q1 A3 2 ) Z Q3 A1(27)

vB 23 = 1 + x (

Q2 A3 2 ) Z Q3 A2(28)

Z = 2 [a1 (

A Q1 2 A3 Q ) + a2 ( 2 ) 2 3 ] Q3 A1 Q3 A2(29)

1 [0] (1) a1 (1) 1 [0] (1) a1 (1)

2[0] (2) a 2 (2) 2[0] (2) a 2 (2)

0 0,95 1,00 100 0,58 0,15

10 0,95 0,97 110 0,55 0,12

20 0,95 0,90 120 0,53 0,11

30 0,94 0,80 130 0,53 0,12

40 0,94 0,68 140 0,52 0,16

50 0,93 0,56 150 0,51 0,21

60 0,90 0,45 160 0,51 0,28

70 0,82 0,35 170 0,50 0,37

80 0,73 0,26 180 0,50 0,48

90 0,63 0,19

3.9 :

37

3.

3.5.6. . ( ) Qe. , 3.10 .

DN 200 DN 500 DN 600 DN 1000 DN 1000 DN 2000 DN >2000 Q/Qe 0,30 0,10 0,05 Q=Qe- Q

3.10 : Qe 3.6.

, , , . . h/d > 0,8 1,0 , . , .

38

3.

. 3.5 3.7 3.11 3.16 , .

3.5 :

39

3.

3.6 :

3.7 :

40

3.

3.11 : QT/Q

41

3.

3.12 : h/d

42

3.

3.13 : QT/Q

43

3.

3.14 : h/H

44

3.

3.15 : QT/Q /

45

3.

3.16 : h/H /

46

3.

3.6.1. : : : : : : : Q = 38 l/s Qm = 1500 l/s Js = 2,5 Kb = 1,5 mm DN 1200

.

12 18 :

Q = 1898 l/s U = 1,68 m/s (Appendix 3, . 3.8)

( ) : ( 3.11)

QT 38 = = 0,02 Q 1898

~>

hT = 0,095 h=0,095 X 1,20=0,12m d

UT = 0, 413 ~> U

U=0,413 X 1,68 = 0,69 m/s

( ) : ( 3.11)

Qm 1500 Q = = 0,79 = T Q 1898 Q hT = 0,674 ~> h = 0,674 X 1,20 = 0,81 m d

UT = 1,103 ~> UT = 1,103 X 1,68 = 1,85 m/s U

47

3.

3.5 3.6 : : : : 1,4,5 2,6,7,8 15 3,9,10,11,12,13 14

3.5 :

48

3.

3.6 :

49

4.

4. 4.1. : - - : Q = UcA = 22,89R3J3 Q = UcA = 13,73R3J3

vc . , . : = gRJ , 1,0 N/m2 . 4.1 4.2 Kb =1,5 mm .

50

4.

4.1 : Jc b=1,5mm

4.2 : Jc kb=1,50mm

51

4.

Kb ck : Jck = ck Jc 4.1 (Kb = 0,1 3,0). b [mm] ck [-] 0,10 1,103 0,25 1,074 0,40 1,057 0,50 1,048 0,75 1,031 1,00 1,017 1,50 1,000 3,00 0,963

4.1 : ck Jc Kb (mm) 4.2. . b = 1,0 mm C=0,05, 4.2 (ATV, A110, 2006). 5% b 0,25 mm 1,5 mm. 4.2 50%, h/d 0.3. 0.3 h/d 0,1 4.2 10%. Ck 4.1. 4.2 , .

52

4.

(mm) 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000

U [m/s] 0,48 0,50 0,52 0,56 0,62 0,67 0,72 0,76 0,84 0,91 0,98 1,05 1,12 1,18 1,24 1,.28 1,34 1,39 1,44 1,54 1,62 1,72 1,79 1,87 1,96 2,03

J [] 2,72 2,04 1,63 1,51 1,48 1,45 1,42 1,40 1,37 1,33 1,31 1,29 1,26 1,25 1,24 1,22 1,20 1,19 1,18 1,16 1,14 1,12 1,10 1,10 1,09 1,08

4.2: (ATV, 110, 2006) 10% (hT/d =0,10) UT>0,30 m/s. 2% .

53

4.

3.12 UT/U=0,4247

h/d=0,10

vT0,30m/s U

0,30 = 0, 70 m / s . 0, 4247

3.3 Appendix 3 (b=1,50mm) D=200mm JS=4,5, D=400mm Js=1,8 D=1000mm JS=0,56. 4.1 4.2 4.2. UT0,30m/s h/d=0,10 , 4.2 . . . 4.3 .

54

4.

.

. &

(m/km)

(h/D)

(l/s)

(m/km)

(h/D)

(l/s)

(m/km) 4.4 3.3 2.6 2.0 1.8 1.3 1.0 0.83 0.69 0.59 0.51 0.45 0.40 0.36 0.33 0.30 0.27 0.23 0.20

200 250 300 350 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1800 2000

3.8 2.8 2.2 1.8 1.5 1.1 0.89 (1.0) 0.72 (1.0) 0.60 (1.0) 0.52 (1.0) 0.45 (1.0) 0.39 (1.0) 0.35 (1.0) 0.32 (1.0) 0.29 (1.0) 0.26 (1.0) 0.24 (1.0) 0.20 (1.0) 0.18 (1.0)

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7

7.0 10.9 15.7 21.5 28.0 59.8 87.9 (93) 153 (180) 200 (257) 253 (352) 312 (467) 378 (602) 450 (759) 528 (939) 612 (1144) 703 (1376) 799 (1634) 1012 (2237) 1249 (2962)

6.0 4.4 3.5 2.8 2.4 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.1 1.0 0.94 (1.0) 0.80 (1.0) 0.70 (1.0)

0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7

99.0 155 225 303 396 501 0.7619 749 891 1046 1213 1393 1584 (1624) 2005 (2237) 2476 (2962)

4.3 : [ ., ..., 1999]

55

5.

5. 5 . . 5.1. , . , . . . 5.1 5.2.

5.1 :

56

5.

5.2 :

5.1.1. , 100m. 70 80m.

5.1.2. , . (.. , ). , .

,

57

5.

5.3 . , , .

5.3 :

5.1.3.

5.1.3.1. . 1.0m . , . 1:20 , , .

58

5.

. 90 . , 2 3 . ( ) DN 1200 R15m. .

5.4 :

59

5.

5.5 : ,

5.6 :

5.7 :

60

5.

5.1.3.2. , . . . 5.1.4. .

5.1.4.1. , ( ) , bypass, , , , Vortex.

5.8 : bypass

61

5.

5.9 : bypass

5.10 :

5.11 :

62

5.

5.12 : ()

5.13 :

63

5.

5.14 : Vortex 5.1.5. , (, ), . : bypass

5.15 5.18 .

64

5.

5.15 :

5.16 :

5.17 :

65

5.

5.18 :

. 5.1.6. , , . . 5.19, 5.20 5.21 , .

66

5.

5.19 :

5.20 :

67

5.

5.21 :

5.1.7. . . 5.22 .

68

5.

5.22 :

5.1.8. . 5.23 .

5.23 :

69

5.

5.1.9. . . . (, , ). . . . . 5.24 .

5.24 :

70

5.

. B A