Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Повышение надежности самонапорной закрытой оросительной сети при бороздковом поливе

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Повышение надежности самонапорной закрытой оросительной сети при бороздковом поливе"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРЩ)ВОГО КРАСНОГО ЗШШШ ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫЙ ИНСТИТУТ

. На правах рукошся1

РАХМАТОВ Махмуд Ис.чатбзич

УДК б2б.812:бЗГ.б

ПОЕЬ'ЕЕНйЕ НАДЕЖНОСТИ САМОНАПОРНОЙ ЗАКРЫТОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ПРИ Б0Р03ДК0В0М ПОЛИВЕ

(на примере Самгарской оросительной системы) Сб.01.02 - Мелиорация и орошаемое земледелие

Автореферат диссертации на соискание' ученой степени кандидата технических наук...

Москва 1991

' Работа выполнена на кафедре эксплуатации гидроыеякоратЕ якх систем Московского гидромелиоративного института (МГЙ)

Научные руководители: - доктор технически наук, профессор

- . .-.кандидат технических наук, доцент 'В.А .ТУРИН

Официальные оппоненты: - Заслуженный деятель науки ц>техники

УзССР, доктор технических наук,

яро4ессот>," А.А.РАЧЙНСКЩ , . " а

- кавдвдаг технических, наук, доцент . С.П.КШН . .

Ведущая организация - В/О "Союзводпроект."

. • , ' , ' . - '. '' - - -

Задана состоится " /У" (О 1991 г. в" 10 час,

на заседании опециализщюванного совета. К I20.IS.02 в Москозс-ком гвдромедйоратйвном институте по адресу:, 127550, Москва, -: ул.Прянишникова, 19. :. '.;. \

'.■•'•-' С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке институч ■ ; - , V

' / Г Автореферат разосдаз " /^ " : ОЗ 1991 г.

: . ' Ученый секретарь •• .."••. ' спехгаакизированного совета ,

кащчадат. технических паук, „ . .

•.../> Д с;Д0В I ...••••<••• ■

; ' 'Ч VТ.И.СУРШСВА

ОБЩАЯ XAPAKTgRICÎMA РАБОШ

Актуальность Нарастающий дефицит водных и энергети-ских ресурсов, экологические проблемы в Среднеазиатском регн-:е страны требуют разработки энерго-ресурсо-сберегатащх техно->Г1й ороиенпя. Внедряемая в предгорных районах Средней Азии ионапорная закрытая оросительная сеть (ЗОС) позволяет сушест-:нно позысить эффективность использования вода и техническое «тояние оросительных систем поднять на нстый уровень.

Недостаточный опыт проектирования, низкое качество строи- -;лъно-монта~снн>: работ, нарушен® правил эксплуатации сниаакгг0 эешушеетва систем; имеет место сникение урожайности сельско-»яйстзекинх культур из-за отказов элементов сети и неравно -.»ряого увлшшенет по длине борозда. Обеспечение надежности рейх систем имеет ванное экономическое значение, а иссдедсва-:и по оценке надеккостя самонапорной ЗОС при бороздковом поте с разработка мероприятий по обеспечению безотказности, г.монтопрлгодностз:, сохраняемости и долговечности сетк-вэсьма иуальнн.

Цель паботн. Разработка методов оценки и"повышение надек-ости самонапорной 302 при цроектпрозанш и эксплуатация.

3 соответствии с намеченной целью поставлены я решены слв-5'кцне задачи:

- изучение повторяемости, характера, причин, -динамики ог-азов сети и ее работоспособности в процессе длительной эксплуа-ацни, определение количественных показателей надекности само-апорнсй ЗОС при бороздковом полизе ;

- исследование особенностей структуры и ёуккцдонирования амонаиорной ЗОС при бороздаовом поливе;

- оценка надеетости и качества бороздксвого полива из са-.окалорной 300, установление оптимального уровня-надеаности с четш ущерба от отказов элементов сети и неравномерного увлая-:ения по длине борозды;

- разработка новых технических решений по совершеяствоза-шго са'локапорноЗ ЗОС, мероприятий по поддержанию сети в рабето-яособном состоянии.

Методика гюолэдовднпй. Выполнение поставленных задач цро-юдилось в 1986-30 гг на сачонапорноЗ SCC CaiirapcKOiî ороситель-50Й системы Таджикской ССР с статистической обработкой пслучэн-шх материалов п проверкой сходимости теоретических к опытных

.3

значений о использованием специальных программ i: 'Ш..

■ Научная новизна па боты состоит в еле думцем:

- установлены закономерности проявления отказов, законы распределения времени кеяду отказами элементов сети и интенсивности ех восстановления; определены количественные показатели надекаости; *

- разработана методика оценки надежности и качества 6о-роздкового полива из самонапорной ЗОС; установлены закономерности изменения надежности сети в зависимости от протяженности трубопроводов и оперативности восстановления отказов; проведена сравнительная оценка надеккости различных схем самонапорной ЗОС;

- установлен и обоснован оптимальный уровень надежности сети с учетом ущерба от отказе® элементов сети и неравномерного увлажнения по длине борозда; «

- разработаны новые технические решения по поливу приканальных участков, технология црошвкн-поливных трубопроводов, рекомендации по-повышению вадеяности самонапорной ЗОС .усовершенствованы конструкции патрубков-водовнвуоков-.

Практическая ценность и реализация работы. Преддокенная методика расчета надежности и качества бороздкового полива позволяет проводить количественную оценку вариантов схем саыовапор-нок БСС при проектировании и оценку ее. работоспособного состо-" яния цри экещуатацщь. Полученные показатели надегности сети и качества полива uovyî служить исходным экспериментальным материалом цри выработке нормативных требований к надежности.само- . валорной ЗОС; позволяют назначить оптимальные сроки ремонтно-профалактических мероприятий, разрабатывать нормативы запасных материалов, уточнять штатный состав экйдуатационного персонала ? др. Новые технические решения по совершенствованию сшонапор-еой ЗОС обеспечивают полив приканальных участков, повышают фек/гнвность промывки поливных трубопрсводов, позволяют регулировать расход поливной струи в борозда. е

t. Основные результаты исследований внедрены в совхозе "Саы-гзр" и, Ленкнабадсксм СПЕЭНО. Эвонситческий эффект от внедрения разрабс-ок составил 80 тас.руб. .

. Основные заязваекыб долшендя; ;; - закономерности и' законы проявления отказов элементов • самонапорной ЗОС ж их восстал селения цри длительной эксплуата-" . •'' i -

- методика оценки яадекзостп и качества бороздкозого полшза из самснапорнсй 80С;

- обоснована оптимального уровня надежности с учетом ущерба от отказов элементов сети и неравномерного увлаянешш по длине борозда;

- мероприятия по повышению надепюсти самонапорной ЗОЙ цри бороздковсм поливе.

Ллгюбапгя работы. Основные положения диссертационной работы долсконы п обсуяденн на научно-практической конференции молодых ученых (КС-ЕИ^лДЗбЭ), на научно-технической конференции ШШ^ 1358-91 гг, на заседаниях кафедры эксплуатации глдромеллоратив-ннх енотам ЖМ £01387-91 гг, на НТО Ленинабадского областного производственного ремснтко-зксплуатационного мелиоративного объединения в 1930 г.

и П^йШШЛШ- По резулътатам исследований опубликовано II работ, из них печатных 9, в том чпслэ 2 авторских свидетельства па изобретения.

Структура.к объем работа. Диссертация состоит пз введения, пяти глав, ггклпченпя и приложений, Основное содерланиз излсзхенс на 131 страница маипнописного текста, шивстрлрсвано 49 рисунками, 31 таблицей. Список использованных источников содержит 216 >:азг.®:-:ова'ли:1.

' СОДЕШШШ РАБОМ

3 первой главе ссвекена вопросы развития сшюналорной ЗСС с использованием описаний'изобретений, патентной ш£&оркащш,дана характеристика наде.тдости и произведен краткий анализ методики их оценки. Проанализированы факторы, влиянкпе на палганостх, сети и выявлены возможные варианты бороэдковсго полива пз сшлопапор-ной БОС путем исследования закономерностей внутреннего строения (морфологии).

Самонапорная ЗОС, разработанная И. А. Шаровым л Г.Ю.Щ?йггкд-КЕ1.1, усовершенствованная В. А. Суриным, Н.К.Нурматовшл и др. существенно снизила имешие недостатки бороздкозого лсшша. Эффективность санкционирования подобных систем заплетя? от надея -кости составлявших элементов.

. ' . Б

Основные полевения теории надеякости применительно к гидромелиоративный соорзхенияи и систем® пзлояеш в работах Ц.Е.Мцпц-хулазы, М.Ф.Натальчука, С.Щаобенко, В.А.Солнникова и др. Большой интерес в области водо-,тепло, и газоснабжение представляют работы посвященные исследовании надежности НЛ1. Абрамова,Ю.АЛ-лъжга, В.Г.Нсаохатного, О.Г.Пришша, А.Л.Кок:я'6, А.М.Дубпнского.

Исследовании и повызенив надежности элементов гидромелиоративных систем посвящены-работы 0.В,Бодуна, Е,П.Галя:лпяа,В. А.Гурнн И.А.Долгуиева, Ю.М.Косиченко,. Ф.В.Кощудяна .Т.Н.Иаиетвапкдзе.И.И. Науменко, В.И.Падеранца, С.С.Савзатеева, В. А. Сатншзксва.В.ВДега

A.I.lfcipyßbHEK03ä, А.Г.Шпаена и др.

Вопросы разработки методики оценки надежности SCG и повышена их эффективности работы рассмотрены В.В.Авияовнп, А.Н.Г'орюновым,

B.А.Гуриннг.1,С.11.3юбенко, В.В.Ивансвым и др.'*

Факты и причины поврездений и отказов элементов самонапорной 30С приводятся в работах Г.А,Безбородс®а(С.Ш. ЭпбзЕко,Н.К.Нурматав В,А.Сурина, Г.О.йейнкина и др. Наличие большого количества повре-кдензй а отказав при эксплуатации онтает эффективность работы по робннх сетей. 1 .

Обобщая результаты работ ряда последователей автором составлена хиассифявада факторов с отрицательным действием иг ка на-.декность элемент® сети, а также намечены пути пов1&ения надежности и улучшения эксплуатации саионапорнсй ЭОС;

Анализ литературных источников показал, что вопросы исследования работы сачок,-шорной ЗОС изучены недостаточно. ймвшщеся све дешгя о состоянии сети разрознены до различны!.! источникам и не дают, полной вн$оршции о динамике поврездений и отказов при дли-

■ темной эксплуатации''; : : '

' Выявлено, что проектирование, строительство и эксплуатация саглонапорной , 300 -до настоящего времени вэдегся без учета коли-чествз1шой сцешш.Рё надежности, вызванных полным отсутствием численннрс показателей Еадегшсютиэлем'ентс© таких систем,а таиш соотБэгствуязх нормативных рекомендаций по методам расчета и разработка даропршшй по 1 повышению ,'вадеакости. , - -

: 4 .Во вто'поД гстве .сформулированы задачи исследований,ириве-. дены: краткая характеристика выбранного объекта, основные показатели цадезяостИ; при оценке работа сети, содержание и нетодика ' исследований с обоснованием планирования'экспериментов.

■ б V'-"- - - "■' "' 'Л' • .. ' / " ; ';

Для выполнения поставлз£пх задач проведены полевые исследо-анпя на самонапсрноЭ 300 совхозов "Самгар" и нм.2амзаалаева шго-адьи 1100 га, входящих в состав Самгарской оросительной сиетелк эшшабадской обяастд Тадшжскоц ССР,

Самонапорная КХЗ, протяженностью 91,1 км выполнена по тунцовой схеме а состоим из разветвленной сета трубопроводов из сбестсцемэнтних труб парки ВТ-3, ВТ-5, ВТ-9, диаметром 141,189, 35, 279, 368 ш. Задорпс^рогулирузотя-арматура состоит из за-зипэк "Зудло" я гидрантов клапанного типа.

Изучение рзадышх услозгЗ экопяуатацяп включало учет кожг~ естза отказов (позрэгдэнкй), заявление я анализ их характера и рпчпн, хпсноглзтр&з: работ по устранено) отказов с периодически.! :.-.е годным вкзуалышм л иЕструг.зепсальнш,1 обследованием техначе-кого состояния, установление влешсег отказа на надежность сетл. v Спопйльнае яабдадзжг* и учет отказов (псврездекгй) на зн-рапноЗ оакозапорзой SCC проводился наш зз персод I986-S0 гг. сготаккоу статистических данных являлись Tasse отчету НЕС МШЙ а I970-K9G гг. по теме 12-13, з сборе которых автор (давал частпе.

Гили использованы а пзучзнн такяэ • штериалц. слузбы экеплуа-адаг упсищуягх хозяйств - акта устракоягя отказов.

Исследование степени саияэкяг трубопроводов 'проводилось в зркод згкгй кснсерзапаг ш во врзш ремонта труб путем ссиогра. ;а!.:9ра п фотохуафгрсЕанпя. . •

3 третьей главе приводятся данные о количестве,характере i: сричпнах отказов элементов самонзпсрноЗ ЕСС.- Определены удельное :олпчестзо отказов п чползнкпе значения: единичных показателей на-ißsscom трубодраэодсз я зшорно-рэхулгружзй ариазтры.

изучение отказов самонапоркоп 303 Самгарского массива по го-гам эксплуатации, спстематпгацяя я обработка исходной пнформагаи [озволшш провести их класс пйышцпю.

Лкалпз данных показал, что аналогично отказам в технике, в герасд приработки самонапорной ЗХ (в. первый год эксплуатации) гропсходпт значительное количество отказов в виде разрыва труб и sy$T, котсрпа составили з совхоза "Самгар" 75 %,'з совхозе пм. йцдзаалпзза 73 % от обдого пх к&итастза. Эти отказы обусловлеш гарупенпем технологии производства работ - некачественны! монта-китруб, цсаользозазгзм дефгктшх матераалов, оталонелз»а трзосп траншей от проектной липни, укладкой труб на неподготовленное оо-юванпз, нарушением соосности труб з из: соединениях.

В последущие года (в период нормально."' эксплуатации) количество отказов уменьшается, а характер их несколько меняется.Разрыв труб и муфт наблвдается редко. Taie в совхозе "Самгар". и ш. Хамзаалпева они составит всего 1,9 е 3,6 %. Это свидетельствует о больших возможностях применения асбестоцементкых труб для само-налорноц' ЗСС. Отказы заперно-регулзру1х»,й арматуру в указанных хозяйствах проявляется.в виде выпадения шиберов (диска) -'64,5 s 47,8 % нз-за выработки квадрата штока, тредин и полоши крышки и корпуса - 11,5 и 17,1 %, поломка деталей привода управления - 22,1 и 31,5 р соответственно. Кроме этих отказов наблщаются отказы пахрубкоз-водозыпусков и отказа вследствие частичного или полного заиления пояевнкх трубопроводов, которые нащ отйесены к параметрическим и рассмотрены в четвертой главе,-

Установлено, что отказы в период нормальной эксплуатации возникают вследствие нарушения правил и норм конструирования сети, при еезксм качество ремонтных работ и применения некачест-' венных материалов, при несоблюдение правил эксплуатации (несвоевременное техническое обедуетваннэ с ремонт,, нарушение правил заполнения трубопроводов, Еесвосврегяэщгая промывка трубопроводов П Т.Д.). • v

Отказы саиондцо^нои .SOG в период цориальной эксплуатации распределяются ашдуыдаг образом; конструкционные - II ^производственные - 37 %, эксплуатационные - 52 %.

Оценку позторязмостЕ отказов трубопроводов и заиорно-регу-ларугадай арматурн earn црешаела-показатедам удельного количества отказов по зависимости: ■-./*;..-'

„ = ' ( I) ■

TI.J - — - -, ■

■"У"'"'":.' . • ; ; ■

где: fly -'удельное количество отказов;

_ - п. ■ -- -. отказн'. щ С1ти ;./■ -.;'..'"■ '■ ; ' ¿с -г ддана трубощ>шодш,сеК1.::.:

Данные по отказам на; Самарской ; оросительной системе наш приведены отдельно по/ совхозу '1Семгар" Е Совхо2у -ЕлЗамзаалЕвва, так гак сеть в sig* хозяйствах отяжэтея конструкций запарпо-ре1улцруЕщей.арматура.. '-*•■ '"'•

Рс-зультатн расчетов удельного количеств отгазоа приведены в таблице I и на рис.I,а. • ;f

Таблица I

Удельное количество отказов самонапорной ЗОС Самгарского массива по годам эксплуатации, шт/км

'оды ЖС- Наименование хозяйств Среднее по го- Года экс- Наименование хозяйств . Среднее по го-

глуа-?ацпк СОВХОЗ Самгар , совхоз { им.Хам-! заали-! ева дам эксплуатации плуатации совхоз Самгар совхоз им.Хамза-алиева дам эксплуатации

о !0

1,09 0,29-. 0,26 0,42 0,48 0,56 0,40 0,39 О 54 0,40

2,54 0,68 0,94 0,42 (ЯбБ 0,91 0,45 0,45 0,45 0,49

1,82 0,49 0,60 0,42 0,58 0,73 0,43 0,42 0,50 0,45

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

0,39 0,51 0,46 0,53 0,42 0,49 0,79 0,65 0,74 0,79

0,64 О 76 0,64 0,61 0,68 0,64

0,51 О, £4 0,55 0,57 0,55 0,57

(2 }

Методом наименьших квадратов получена эмпирическая зависнуть удельного количества отказов самонапорной 2СС от продолпи-ельксстл эксплуатации в годах Т

2,3/т'>* *-<Ю4 Г

Увеличение удельного количества отказов с увеличением воз-аста сети наблюдается'начииая с II года эксплуатации. Этому пособствует йзкос и старение элементов сети, особенно запсрно-егулирушэП арматуры.

' Налагвшяй учет продолжительности работ сети позволил айти параметры потока отказов трубопроводов я запорно-

егулцрукяцеЯ арматуры самонапорной 500 Самгарского массива, зна-зния кЬторнх колеблются в пределах (0,027-0,076) 1/год.км и 0,152-0^297)'1/год.-Для дальнейших расчетов нами принято по дап-ым совхоза "Йамгар" среднее значение <*!'(£) которое составляет согр(£) р: 0,0283 1/год.км и (£) = 0,244 1/год соответствен-

Средняя наработка на отказ I км трубопровода составила = 35,3 лет, одной задвшки 'ТСр - 4,09 лет.

Установлено, что в период нормальней эксплуатации ёункдпя ремени меццу отказами (вероятность отказа) имеет экспсненсиаль-Ш закон распределения. -ог'<4 Т

о

Для систем с восстановлением работоспособности после отказа, к которым относится и самонадорная ЗОС, важным фактором является сокрашение продолжительности устранения отказов, которая по наши наблюдениям колеблется в пределах 14-152 часов.

Установление показателей ремонтопригодности -сети и их допуг ствмого уровня обеспечивает возможность оценки .надежности сети в целом. В результате, статистической обработки данных о восстановлении работоспособного состояния сети установлен закон распреде.-ления времени восстансаления-экспоненцпальный (рис. 1,6) и оцре,-делены показатели ремонтопригодности: среднее время в ос с gai: сале т ния ( Тв = 58 час), состоящее из суммы среднего времени на обнаружение отказа и передачи информации ( =11,5 час) .времени на прибытие ремонтной бригады, включая поиск материалов ( tnpuS «= 28,3 час), и на собственно ремонт (£/>«?>/ = 18,2 час) ; интенсивность восстановления Jà(t) - C,0IV2 I/час; вероятность восстановления Fe(t) = / - Q ~

Найденные параметры распределения показателе» надежности позволяют прогнозировать работоспособность сети, необходимый расход материалов, уточнять штатный состав аварийной бригада для поддержания сети'в исправном состоянии к др.

оценки j

В .четвертой главе лредагахеыа методика надежности и качества бороздкового полива из самонапорной ЗОС. Приводится оценка . различных схем ее размещения с учетом показателей надежности и техники полива по бороздам, оценка качества бороздкового полива, результаты расчетов надежности ж качества бороздкового полива из-самонапорной ЗОС на Самгарском массиве. ;

При раочете надежности самонапорной ЗОС попользована методика В.А.Зорина, разработанная для шеоконапорных ЗОС при поливе дагдеванием, в которой надежность ЗОС оценена коэ^ициектом готовности, а для отображения структуры.сети применено математическое. моделирование с использованием графовых неделей и весовых функций. ' ' .

Возможный дуть транспорт^фовадет воды по трубопровода от распуеделителыщхаханалов в взаимодействия элементов самонапорной ЗСС представлен в виде матрицы соподчиненности.

Расчет надежности сети на площади 30 га при использовании

единичных показателей надежности самонапорной ЗСС совхоза "Са.ч-

гар" показал, что разделение расчета надежности сети на этапы

учета последовательного и параллельного соединения элементов

существенно упрощает его порядок по сравнении с другими методамг

с

1С . :

Для установления закономерности изменения- надежности 'от длины борозда проведены расчеты для сети на площади S3 га с длиной борозд 50, 100, -150, 200, 250, 350, 500 и продольной и поперечной схем размещения самснапорной 30G (табл.2 и рис.I,в).Из приведенных расчетов вздно, что чем длинее борозда, тем вша надеиюсть сети из-за. меньшей протяженности трубопроводов и количеств запорнс-регулируюкей арматуры.

' .' - ' Таблица 2

Сравнение основных харахстерястж схем сахо-

напорной 303 при бороздковш поливе °

Тпх схемы Длина Пложадь Дротязхен- Количе- КоэО&Зидк-

сетп борозд, орошения, ность се- ство за- ент~готоз-

м , га TU, KM двпкек ности

i' • '■ ' ■ - ■ 50 S,95 43 0,847

юо •."-. 3,90 23 0,915

. . 150 3,00 17 0,937

Продольная 200 . .30 . 2,30 .13 0,95

.•'• схема 250 , 1,95 II 0,956

350 1,60 8. 0,962

500 1,10 f. 0 0,97

! . 50 10,95 163 0,836

100 5,9 • 83- .0,90

' 150 .4,4 .' 59 0,920

Поперечная 200 3,3 43 0,93

; схема 250 so ■ 2,75 35 . . 0, S4

. 350 2,2 ' 26 0,949

500 1.5- . 18 0,955

Сопоставление результатов расчетов схем сети показало,что надежность продольной схеш самонапорной 300 ваше,чем поперечной. Это свидетельствует о том, что на надет? ость сети врсяе цротягенности и количества элементов влияет и схема соединения трубопроводов.

Проведенные расчеты схем сети, с различной длина! борозд позволили выявить, что по мерз уменьшения протяженности сети и количества элементов' за счет применения длинных борозд,надежность сети увеличивается, а качество польва ухудшается из-за

увеличения неравномерности увлажнения. Повышение надежности сети аа счзт уценыпенда протякенности трубопроводов и количества составлящих элементов ограничивается показатели,m качества. бороздоового полива.

При выборе схемы размещения' сшона^орноч SOG о бороздковнм псотвш учитываем показатель - качество полива, - одним из основных критеривв которого явлается коэффициент равномерности увлажнения (Кр), который зависит от длины борозды.

На основе и в развитие работ В.Ф.Носенко, В.А.Сурина нами получена зависимость коэффициента равномерности увлажнения от

длины борозда. L ■

/Z // 7*

где: hnj - поливная норма нетто, выраженная слоем вода, м ; Ц, -. установившаяся скорость впитывания, ¡л/ч ; ' • ¿С" скорость продаикения воды по сухой борозде за пер-вуа единищг вреиени, ц/с . 'it - коэффициент' заыедлеши. скйрости продвижения вода по сухсй бррозде.

Изменения Кр от' $$ при постоянных значениях остальных параметров приведены на рисунке 1,г, и в табл.3. ш

'-.' > *• ". - - Таблица 3

Длина • . оорозды, м. 50 , ' 100 150 200 250. .300 600 1000

Коэ^ициент . раБншерности 0,97 > увлашения,- 0.BS 0,7? 0,65 .0,55 0,46 0,17 0,07

условий принятого расчетного"примера (табл. 3) оптимальная длила борозди составила ПО п. ' -

В реашалс условиях.при длительном эксплуатации значение Кр снккается вследствие неравномерного распределения вода ыекду бороздаг-t из-sa засорения и. разработки. (расширение) водозыпуск-. Ш1Х отверстий в колпвиом трубопроводе , заглэнпя поливных -грубо-провод0в,нея>ззшшясй.установки или полег,ток патрубков-водовн-пуеков и некачественной нарезки поливной' борозды. Отклонение расходов струп ) ; от установленного расчетного расхода S %о ) приводит, к недополиву по отдельный бороздам.(когда ^ < с£р ,) иди лереполпву,' что приводит к увеличению глубин

ного и поверхностного сброса, а таюлз эрозии почвы.

Таким образам на равномерность увлалпенпя по длине "борозды кроме осковких 0ак?срсв• (тал псчвн, уклон,длина борозды и др.) зл:1Я17г так:;.е показа те ли надежности и качества патруйков-в°Д°вя-^,'скоз г иояэвнсй бсрозда. Однако, в существующих Формулах ¡А.Н.Костяксв, В.Л.Сурик) при определение Кр эти показатели не учитывается.

Анализ работы самокаиоршй ЗОС показал, что расхода поливах струй ЯВЛ.ТЭГСЯ случэнноз"! величина: и на полквзш трубопро-зоде они распределяются случайным образом. Изменение расхода юливних струй во времени такяе носит случайный характер«Исхода :з вероятного характера указанных параметров коэбупцпект равномерности увлагкекня по длине борозды место определить по следующей зэвисгпдести

о

пР - пт /г„г Л1 , <53

?де: - (объем) впптавиэйся вода в конце-п начале

осрозды при начальной стадии эксплуатации ( Ь =0) соответственно, 'и; ^пв - коэффициент, характеризующей равномерность раздачи расходов, патрубкатт-водознпускамп; Аа$ ~ коомйициект, харакгернзугашй качество нарезки поливной борозда. Оценку равномерности раздачи расхода вдоль полпвекх трубопроводов в процессе эксплуатации предлагаем определййь с учетом зао • впсшостл П.К.Науменко по кормуле 'де: <1СЗ - средний оксплуатащюшши расход патрубкоз-водсвы- у гусков, установленных на поливном трубопроводе по истечении темени эксплуатации £

Я*! ^ё - расходы, отвечающие на интегральной кривой половине ■ех расходов, которкэ меньсе = - £Г и больпе расхода

= <¿0 * соответственно;

0>а - среднее квадратическое отклонение расходов патруб-¡ов-водсвнпусков', соответствующее начальному моменту эксплуа-■ащш ( С -С).

Учитывая,что поливные борозда при поливе виноградника ка->езак?ся после каждого полгва заново,-то показатель Кт? в :ервсм приближении априори нешао принять ^ /.

На основе анализа опыта эксплуатации самонапорной SOG и работ В.А.Сурлна, ТЛ1.^рмашше,ЛЛ1.05Фса,ГЛ0;Ьйнк1пга и др. установлена критериальные значения расхода патрубг^-водсвнпуска, исходя из условия обеспечения равномерности полива по длине борозда л недопущения ешва почвы. При этом патрубок-водовыпуск считается параметрически отказавши.:, если расход его превысил следующие пределы - '

* Ч* « v<t„.

Поливной трубопровод переходит в состояние параметринеско-го отказа п требует процедур технического обслуживания и ремонта в случае выхода 10 % патрубков-водовшгусков за предела; допу-симк расходов.

По вшеизлспенной .методике нал: произведен ин?.:екершй расчет надегшости и качества бороздкшого полива на примере само-напорной-ЗОС совхоза "Самгар".

' Результаты выполненных расчетов показали,что коэда:щпент готовности отдельных ветвей-сети различный и колеблется в пределах 0,908-0,951. Коэох&пщенг готовности сети в зоко каналов P-I п Р-2 равен 0,897 л 0,903 соответственно.

Расчеты позволили установить зависимость ксзсдаициекта готовности сети от наработки на отказ Т0 и цродолглгтельнсстп восстановления отказов Тв (рис.1,д). Сокращено? времени восстановления до 24 часов повышает надежность сетп ка 2-5 ,е>.

Равншерность распределения вода патрубками-водовнпускамп поливных трубопроводов в совхозе "Самгар" (при мутности вода до 2 г/л) мезду бороздами, .намного превышает, допустимые пределы. Выявлено, что в начальный период эксплуатации расхода патруб-ков-водавшусков не зависят .от места их установки ка псшгокои ■ трубопроводе. В результате статистической обработки данных уста: новлено, что изменение частот распределения'расходов патрубков-водовыпусков подчиняется нормальному закону. По мере эксплуатации доля натрубксв-водсвилусхов, отвечающих требованиям равномерности выдачи расходов сокращается. Данные о попадании расходов в допустимые предела в зависимости от срока эксплуатации позволяют аппроксимировать эмшфичвскуи функцпо вероятности безотказной работа патрубйов-водовыпусков,. законом Веибулла.

<5актичэскнй коэфсйщиент. равномерности увлаякенпя по длине борозда с учетом вероятностных характеристик патрубков-водсвп-аусков и подивней борозда' колеблется в пределах Кр = 0,5-0,СЬ, что характеризует неудовлетворительное состояние сети и ее

эксплуатации.

лр.

а

■О-

8 10 12 Й <6 (3 1>оЭы .сеть с-заромгар"; * , сет» с-ьа ок.Хаиааолие^а

ь

0,9 0,& 0.? 0,6 0.5

24 48 72 96 <30 Т,)Ч

г

А

Ч. /2

о N

Кг

0.96 ДО2 СХ63, 0,8< 080

Кг

ЦЭб . № ада

080

1 _ _ _

1

/

о 1оо гоо зоо т т а

5 Ю 15 го 25 т.,

■пк.».

ЮО 200 зоо.....

Рис, I

а - гоайпк задпснмостп удельного ролцчества отказов самонапоп-ном ¿(X ьамгарс-$ого массива от сводолнительности эксплуатации : ^ б - статистическая (3) теоретическая (4) пункцил и плотности и п ¿)„растгеделения времени восстановления отказов самонапорной ЗОС "Сазлгар";

в - зависимость кодфчгщшнта готовности самонапорной ЗОС от длины борозда" рщ продольной (I) и ноперечнсы (2) схеме размещения йезд? •

г - зависимость коэох^ициеста готовности сети (1) и кооайициэнта равномерности увйаянекия (21 от длины борозды; ^-

д - изменение ксэйТящиента готовности самснапо^ой БОС совхоза н^Щ? 3?а№Н11 Еаг'абс-К11 ® отказ То п-т^ш вссста-

. $ V 15

По установленному закону распределёшй'^ант^^нара'бЬткп'на' отказ татрубков-водовылусков прИ Ç/tifaоставляют

¿j = 180 час и t>/> - 380 час. Если "среднее время ра'боты'поливного трубопровода за сезон цринять равным 300' час,то длш'-подде^ния сети в работоспособном состоянии необходимо проводить" промывку тру--боцрсводов не менее 2 раза (при мутности до 2 г/л), а' в' консе се- -зона - восстановительные работы патру.бкйв-водовыпусков. •

Полученные результаты расчетов надежности и качества борозд-кового полива из самонапорнон ЗОС позволяет обоснованно назначать мероприятия по повышению надекност.: и качества: планово-предупредительное • техническое обслуживание и ремонт, а такие необходимое совершенствование элементов сети.

В,.пятор главе излагаются новые технические решения по совершенствованию самонапорной ЗОС, мероприятия по повышению надежности, экономическая эффективность предложенных мероприятии,определен оптимальный уровень надежности с учётом ущерба от отказов элементов сети и неравномерного увлажнения по длине борозды.

С целью обеспеч'ения" требуемого напора в латавшх трубшрово-. дах верхнего яруса (прианально!! .зоны) и повышения эффективности работы путем рационального использования воды, нами предлагается самонапорная оросительная система (а.с. 1646523) с применением гидравлического тарана"(рис.2,а),в котором верхний поливно:! трубопровод используется в-качестве нагнетательной линии, а ШЕерасполс-ненный- в качестве'слйвной.

Для повышения-эфйекгньнсстп промывки по длине поливного трубс-. провода * нами предлагается .'разрыхлять отлскенда в трубопроводах водой, подаваемой через"водовыпускные отверстия под напором (а.с. I63CJ747). Отличительной особенностью разработанного способа является возможность- разрыхления отложений струями веды, по всей длине поливного трубопровода'.чёрез каздые 2-3 м (рис.2,б). '

Для обеспечения регулирования расхода воды поступающей в борозда разработан пйтрубок-водовипуск с диабпагменным поворотным затворам (рис.2,в). -Ilpiaieнекие таких латрубков-водовыпусксв рекомендуется на'почвах,-облада^икх большой пестротой по водопроницаемости, где требуется"индивидуальное регулирование расхода води в каздую борозду. -'.',•■

Предащен патрубок-ьедовыпуск с поплавковым затвороыСркс.2,г), исключающий разработкууводоншубкных отверстий и обеспечивающий требуемый расход поливной струи'в борозды не зависим от изменения • напора в поливном трубопроводе.

О. ' Рис,2., .

.'а - саыокгпорная оросительная система: 1-открзтнГг канал: 2-гидрав-лпчзскш таран; трубопровода;- 3-распределительный; 4-шггатель-. ннй; 5-нагнетателышй; 6-вэрхянй поливной; .7-отводязеиВ: 8-еиз-нш, полпвной; 9-патру оск-з одов^лзу с?.; ••-.■■ ; .

б - устройство для прсетвка полезного трубопровода: г-нассскг: агрегат; 2-кагкетателыша патрубок; з-гибкгй напорный планг; 4-оококне отвода; 5-запорноэ приспособление; 6-поливной трубопровод; 7-патрубок-водовыпуск; В-водсЕшускасе* о1зет)стпе;"у-промнвная насадка; 10-металжч;ескЕй ствол; 11-про;.швные отверстия^ 12-гофрир0ватшй шланг; 13-рззиконнй уплотнитель;

в и г - патрубки водовнпуски для регулирования расхода вода: 1-пат-рубок водсвыпуск; 2-водослнзные отверстия;' 3-поливноц трубопровод: 4-лиафраша; 5-водозыпускнне отверстия; б-псворогнш: диск; 7-и «-калиброванные отверстия; 9-Ручка для поворота диска;. 10-фгггурная. гайка1; 11-сЕлноон;.12-кокияеский рагулк-- . -тор расхода; 13-поршень. ...

■ - -'.' ' '■ ' -КV :; - 17 .

На основа проведению: наш исследований и с учетом т>те чкс-плуатащщ разработана "Гшструддая ло техническое обобщая™ и ремонту самонадоряол ЗСС дая поверхностного подава". в дчсс°рхан^ излагаются основные паяокеши мероприятий по технЕпескоцу сбсчуш-ваншз и ремонту самонапорной SOG, которые необходимо доводить в период подготовки сети к оросительное сезону, в течение опоснтель-ного периода, а такае з период зашей консервации.

Д^/Додаерканш самонапорной 802 в работоспособном состоянии ремонтную бригаду необходимо создавать в хозяйствах.

Ремонтная бригада,состоящая лз 3-4 человек,имевшая необходимую технику, обеснечакнаа запасом ремонтных материалов мокет обсаливать 1500-5000 га самонапорной ЭОС. Норка основных ремонтных материалов с учетом найденных параметров показателей надежности составляют: асбестоцемектнкз .трубн. (диаметром I4I-3S8mm)-20-30 пли ; задвижки ш гидрант (10-12 шт.); полиэтиленовые тпубы (диаметром 100-125 ш) - 150-200 п. к,

■ Исходя нв полученных данных об отказах трубопроводов самока-псрнсй SCO и ее элементов .установленных закона.; изменения озказоз в процессе длительной эксплуатации, данных затрат -га техническое обслугзшакиз н рейса«,узерба от простоя сети установлен опзекэль-еый срок проведения хатштального ремонта, равный 7,5 лет. Оптимальный уровень зздеетоотг: (тща.3) с учетом ущерба от отказов сети, неравномерности увлзлненш ло длине борозда (кр:зая 2) и затрат ка обеспечение надежности (кривая i) з зевгвшосгн от уровня надежности, равен 0,92. .

о250

¿200 t

¡00 50 О

N -—■

¿J Л

\ Ч' 3 <Л /

s . о „ _ s

! -

1 ¡heer

QÖ2 ОМ QS6 Q6& 0,93 QS2 0.94 0.35 0.9& И Уровень. Ho<3e«Hoctriu

Рес.З. График сашздаденхи оптимального уровня надежности самонапорной 303: I- затраты га повисенке надешмста; 2-ушэрб

от отказов элементов" сетк п неравномерности увлалнвнпя по длине борозда; З-сушарнна затраты.

ссжшдз выгода

1. Сзкснапоркая SQC в предгорной зоне Средней Азпп существенно повнпгэт гмЦектпвность использования водных и зекедьннх ресурсов. Однако, отсутствие опыта эксплуатация самснапоркой SOC в про-, цессе длительно;» ее работы, обоснованных норм проектирования сети

с сценкой надемкссти и качества полива сдергивает широкое внедрение и научно-технический прогресс с техникой полива по бороздам.

2. Приработка сапокапорнси 20G закаливается в основном в первый год эксплуатации. 3 период- нормальней эксплуатации отказы самокйпорно;'- ECO распределяются следуквш образом: конструкционные - II ',!>, производственные - 37 эксплуатационные - 52 %. Параметр потока отказов трубопроводов составляет cürp(é) =0,0283 I/гсд.км, запогно-регулгрукси-: арматуры (задатки) 0,244 I/год. Доказано,что в период нормальной экбплуатацпи функция времени мепду отказа;,га имеет экспоненциальный закон распределения. Средняя наработка мегду отказами I км трубопровода .составляет Ттт) = 35,3 лет, запорно-регулируютей арматуры - Т3 = 4,09 лет.

3.- Анализ ремонтопригодности самонапорноЭ ЗОС показал,что функция распределения времени всостановленпя пс,дчинена экспоненциальному закону с параметрами J¿ /¿У=0,0172_1/час, а среднее время восстэковлення-одного отказа составляет Тэ = 58 час.

4. На надежность сети влияет количество отказов.протякен-ность трубопроводов, количество элементов и схема их соединения. При выборе схеш самонапорной ЗОС не обходило- учитывать-, что- надеа-" кость сети увеличивается по мере уменьшения протя|1ённостп'с8ти

за счет применения длинных борозд, а качество полива-уху клазтся!-'Поэтому для Еыбора оптимального решения схемы необходимо совме--стно учитнзать надежность сети, надежность техники полива(борозд), а такке качество (равномерность ) увлазкенкя по длине борозды.

5. При оценке качества полива- по бороздам из самонапорнсй 30С не обходило учитывать коэффициент равномерности увлажнения по длине борозды,вероятность технологического разброса расходов патрубков-водовнпускоз, надежность поливной борозда. -

Па?рубок-водовыпуск считается параметрическими отказавшим, если значение его расхода выходит за пределы ^ 4 fj

При превыпенз?! отказов патрубков-водовппусков более 10 % от общего количества, поливной трубопровод переходит в состояние параметрического отказа и требует процедур технического обслухпвангя и ремонта. • . ." " ■.

6. Практические расчета надежности самонапорноЯ SCC совхоза "Самгар" показали,■что коэффициент готовности сети находится в пределах 0,897-0,9CG, а коэффициент равномерности увлажнения по длине борозды 0,5-0,85. Сокращение времена восстановления до 24 час повышает надежность сети на 2-5 %.

?. Для повыиения надежности самонапорпоВ S0C разработаны самонапорная оросительная система,обеспечивавшая полот пршсаналь-ных зон (а.с.1646523 СССР), новый патрубок-водсвыпуск с калиброванными отверстиями для обеспечения регулирования расхода, а такте патрубок-водовыпуск с поплавком, ис1Угочакшй разработку водозипуск-ных.отверстий,способ прошвки, обеспечиваний разрыхление отлсяенки насосов по всей длине поливного трубопровода (а. с Л 638247 СССР), инструкция по техническому обслунпваншэ и ремонту самокатгорнсй 3GC, которое позволяют снпогггь количество отказов сети,время простоя и .. эксплуатационные затраты. .

8. Применение разработанных мероприятий для поддержания сети в работоспособном"состоянии позволяет снизить эксплуатационные затраты на 7,1 руб/га а периодичность ремонтных работ при параметре потока отказов задвикки (¿¡CtJ-0,031 ï/год составит

7,5 лет. . .

Экономическое обоснование еятгального уровня иадекностк с учета- ушерба от простоя сети и неравномерности увлажнения по длине борозда показало,что для исследуемой сети оптимальный уровень надегности составляет И опт =0,£2.

9. Экономическая эсдаектгзносгь от внедрения разработок по повышению надежности самонапорной SCC составила: 80 тыс.руб.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. К вопросу о надежности работы сашкапорнстЛ внутрихозяйственной закрытой оросительной сети Саыгарского массива / Экологл-ческое совершенствование мелиоративных систем: Тез. докл. Бсесоюзн.

. конф./ ШИИМ1.-М. ,1989-С. 253-254.

2. Способ полива приканальных зон.-йэп.в ЦЕНТИ Минводстроя ' СССР.-03 687.-ií., 1990-8 с.(соавторы В.A.Сурпн,В.А.Гурия).

. 3. Прсщвка трубопроводов.-Деп.в ЦБНТП Мцнводстроя СССР.. : lï 688.-М. ,1990-5 о (соавтор В.А.Гурин).

" .• 4. О ремонтопригодности самонапорной закрытой оросительной - сети.-Деп.в 1ЩНТИ f/инзодстроя СССР.- Ш 6S9.- М. ,1990.-11 с. (соавторы Е.'31Галяьпш,В.А.'1^рик). .

"5,. Исследование технического состояния оамонаиорной закры-., ' тЪй оросительной сети.-Деп.в ЦШТЙ Миняодстроя СССР.- В 690.-М.,

. .''1990. - 15 сХсоавтор В.А.Сурин). ' -

6. Инструкция по технической" обслуянвайого к рейокту' сагго-напоряол закрытой оросительной сети для повепхностн'Ьго полива Генмнабадское ОПРЭМО.-И. ,1990-34 с.(соавторы В.А.Суркн.Е.П'.Галя-кин ,13, А. 1Урнн, А. А. Хампдов),

7. Сценка надежности внутрихозяйственной самонапорной закрытой оросительной сети //Тез.докл.научн.-техн.конга.?ШИ.-?1,1991.

- С. 25.

о. Д.С.163&247 (СССР), Е 02В П/00, А 01 0-25/06. Способ промткп полезного трубопровода. - 46С07Я8/15. Еаяв. 18.04.89. Спубл. 30.03.91.йоя.£ 12.-2 с. (соавтор З.А.ГУрин).

5. А.с. 1646523 (СССР), Л 01 Ог 25/05. Самонапорная оросительная система. - » 4282241/15. Заявл. 19.04.89. Опубл. 20.04.91. Епл. .'г 17. - 3 с. (соавторы В.А.Сурин. .В.А.Рурин).

10. Совершенствование техники и технологии полива при реконструкции внутрихозяйственной оросительЕой0сети в предгорной зоне Тадазнской ССР. Стчет о НИР.-;.?. ,1988,1989,-Л ГР 0186.0117141.

- 204 с. (соавторы В.А.Сурин, В.Н.Рыбкин д др.).