Гидравлический интегратор прогнозов

 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ИНТЕГРАТОР ПРОГНОЗОВ, включающий гидравлическую сисдгему моделирующих элементов, выполненных в виде напорных и сливных сосудов и соеданенных между собой и подающей магистралью через последовательно установленные на .напорном трубопроводе гидравлические сопротивления и пьезометры, подключенные к напорному трубопроводу, о т л и ч a ю щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности прогноза , a также моделирования влияния подпора на режим подземных вод смежных территорий, уменьшения габаритов и снижения стоимости, гидравлические сопротивления выполнены в виде П-образных трубчатых имитаторов , сопряженных с напорным трубопроводом посредством двух золотников , имеющих цилиндрическую форму с концевыми криволинейными скосами и образованных оводоида хьными цангами , соединенными эластичным герметйком , при этом золотники снабжены механизмами горизонтального пере .мещения и вертикешьного обжатия. Ф 55 ЭО О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (39) (10

3(5)) G о1 F 5/оа A аl G 25/оа.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTDPCKOMV СВИДЕТЕРЬС РВЪ (21) 2950999/30-15 (22) 30. Об. 80 (4б) 07. 05. 83 . Бюл. 9 17 (72) П. B. Шведовский и В. П. Ефимчук (71) Брестский. инженерно-строительный институт (53) 626. 87 (088. 8) . (5б) 1.. Щелевой интегратор для фильтрационного расчета горизонтальных дрен и каналов. Иелиорация и водное хозяйство. Научно-техническая,инфоп мация Минводхоза- БССР» Иинск, 1977,(Р 9, с. 21-24.

2. Авторское свидетельство СССР

9 80885б, кл.. 6 01 F 5/00, 1979 (.прототип).(54) (57) I ÈÄÐÐ ÂËÈ×ÅÑÊÈÉ ИНТЕГРАТОР

ПРОГНОЗОВ, включающий гидравлическую систему моделирующих элементов, выполнейных в виде напорных и сливных сосудов и соединенных между собой и подающей магистралью через последовательно установленные на напорном трубопроводе гидравлические сопротивления и пьезометры, подключенные к напорному трубопроводу, отличающийся тем, что, с целью повьиаения достоверности прогноза, а также моделирования влияния подпора на режим подземных вод смежных территорий, уменьшения габаритов и снижения стоимости, гидравлические. сопротивления выполнены в виде П-образных трубчатых имитаторов, сопряженных с напорным трубопроводом посредством двух золотников, имеющих цилиндрическую форму с концевыми криволинейными скосами и образованных .оводоидадьными цан-. гами, соединенными эластичным герметиком, при этом золотники снабжены механизмами горизонтального пере-. .мещения и вертикального обжатия.

1016680

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - II-образный имитатор; на фиг. 3 — сечение A-А на фиг. 2; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 2.

Интегратор состоит из водопроводной подающей магистрали 1 и под60

Изобретение относится к устройствам для решения фильтрационных задач методом аналогового гидравлического моделирования, в частности для прогноза влияния мелиорации íà уровень подземных вод смежных территорий.

Известно устройство для прогноза влияния мелиорации, включающее гидравлическую систему, состоящую из сосредоточенных элементов аналогии I0 (гидравлических сопротивлений, емкостей, сосудов, водосливов и пьезо- . метров ) j1 1.

Недостаток известного устройства заключается в сложности его конструк-15 ции.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является гидравлический интегратор прогнозов, включающий гидравлическую систему моделирующих элементов, выполненных в виде йапорных и сливных сосудов и соединенных между собой и подающей магистралью через последовательно установленные на напорном трубопроводе гидравлические сопротивления и пьезометры, подключенные к напорному трубопроводу (2 1.

Недостатками этого устройства являются невозможность прогноза влияния подпора на уровень грунтовых вод смежных территорий (например, при.- создании водохранилищ ) и учета коэффициента водоотдачи, что снижает достоверность получаемых результатов, а также значительные размеры вставок-имитаторов, определяющие его некомпактность и значительную стоимость.

Цель изобретения — повышение достоверности прогноза, а также возмож- 40 ность моделирования влияния подпора на режим подземных вод, уменьшение габаритов устройства и снижение его стоимости.

Поставленная цель достигается 45 тем, что в гидравлическом интеграторе прогнозов, гидравлические сопротивления выполнены в виде П-образных трубчатых имит аторов, сопряженных с напорным трубопроводом посредством 50 ! двух золотников, имеющих цилиндрическую форму с концевыми KpHBoJIHHeAHbl ми скосами и образованных оводоидальными цангами, соединенными эластичным герметиком, при этом золот- 55 ники снабжены механизмами горизонтального перемещения и вертикального обжатия. ключенных к ней напорных сосудов 2, являющихся аналогами режима подзем-. ных вод на границе мелиоративный объект-смежная территория, в которых установлены автоматические. генераторы 3 колебаний уровня воды типа сифонов. На характерных участках моделируемого фильтрационного потока установлены пьезометры 4, а в центре — водораздельная емкость 5 конической формы. Для питания и увеличения емкостей генераторов колебаний к напорным сосудам 2 подключены добавочные емкости 6, соединенные с последними объемным регулирующим вентилем 7. Автоматический генератор колебаний снабжен уровенным регулирующим вентилем 8, которым регулируется интенсивность срабатывания уровня подземных вод на границе объект-смежная территория.

Движение подземного потока осуществляется по напорному трубопроводу 9, разделенному на расчетные участки, длина, водопроводимость и водоотдача которых моделируются с помощью П-образных имитаторов 10 с двумя золотниками — правосторонним .11 и левосторонним 12, а также механизмов 13 и 14 горизонтального перемещения и вертикального обжатия.

Золотники 11 и 12 образованы оводоидальными цангами 15, соединенными эластичным герметиком 16. Герметизация золотников обеспечивается тонкой эластичной перегородкой 17. Механизмы горизонтального перемещения и вертикального обжатия могут быть любого известного типа (например, поворотного или винтовогоf.

Для воаможности прогноза влияния с учетом глубинного напорного и инфильтрационного питания устроена система 18 питания с вентилем 19 интенсивности питания. Регулирование уровня воды в водораздельной емкос-. ти осуществляется линией 20 питания с запорным вентилем 21, а для возможности отключения от напорного трубопровода установлен вентиль 22. Для включения интегратора в работу подающая линия снабжена вентилями 23 и 24, регулирующими приток воды к добавочным емкостям.

Гидравлический интегратор работает следующим образом.

На подающей магистрали 1 и линии

20. питания водораздельной емкости 5 открываются вентили 21, 23 и 24.

Вода, пройдя системы, заполняет добавочные емкости 6 и водораздельную емкость 5. Затем открываются вентили

7 генераторов 3 колебаний, что позволяет .заполнить водой напорные сосуды 2. Пьезометры 4 показывают уровни воды в зависимости от величины гидравлических сопротивлений П-об1016680 разного имитатора 10. С помощью регулирующих вентилей 8 генераторов

3 колебаний уровня воды устанавливается уоовень подземных вод на границе мелиоративный объект-смежная территория.

В зависимости от типа решаемой задачи прогноза влияния с помощью механизма 13 горизонтального перемещения моделируется длина зоны фильтрационной. области или водопроводимость зоны по принципу работы щелевых лотков, Рак как золотник 11 образует плавный канал с внешней .стен кой имитатора 10. Коэффициент водоотдачи моделируется внутренним каналом золотника, диаметр которого регулируется механизмом 14 вертикального обжатия. Внутренний канал золот ника представляет собой сопла, что позволяет достичь увеличения гидравлического сопротивления и тем самым повысить перепад давления и коэффи- . циент эатекания, а также осуществить плавное возрастание скорости и обеспечить минимальные потери энергии потока.

При необходимости моделирования подпора интегратор работает аналогичйо, но включается в работу золотник 12. Моделирование осуществляется по закону где М вЂ” коэффициент водоотдачи гру*- м тов на модели, определяемый скоростью движения потока по.внутреннему каналу золотника; . И . — коэффициент водоотдачи грун .Н тов фильтрационной области; — длина перепускного патрубка П-образного иммитатора, м; расчетная длина моделируемой зоны, м; а — водопроводимость грунта на модели, определяемая по зависимости а„„= 86,4-104 d ..V м2/сут;.

V — скорость движения потока в перепускном канале иммитатора (область Ф на фиг. 4 ), м/с; д — внутренний диаметр напорной

5 линии м; а — водопроводимость грунта моH делируемой зоны, м2/сут.

При автоматическом снижении уров-. ня подземных вод на границе, в на10 порных сосудах, интенсивность которого зависит от скорости наполнения и опорожнения сосудов, т.е. от их емкости .и расходных характеристик водовода и сифона, расхбдные и уро-.

15 венные характеристки регулируются с помощью соответствующих регулирующих вентилей. Амплитуда колебаний уровня подземных вод зависит от высоты генератора 3 колебаний, кото-2О рую можно изменять.

Изменение уровня подземных вод по расчетным зонам определяется по показаниям пьеэометров 4 и зависит от расстояния расчетного сечения от границы, удаленности водораздела, уклона потока, водопроводимости и водоотдачи грунтов фильтрационной зоны, а также наложения влияния взаимодействия мелиоративных объектов, моделируемого с помощью водо-ЗО раздельной емкости 5 °

Учет инфильтрационного напорного глубинного питания при моделировании осуществляется включением в работу системы 18 питания с вентилем

35 19 интенсивности питания. При необходимости увеличений длины зоны влияния, что характерно для грунтов со значительной водопроводимостью или незначительным уклоном подземно"

40 го потока, водораздельная емкость 5 может отключаться с помощью вентиля 22.

Применение предлагаемого устрой ства дает возможность повысить достоверность прогнозируемых характеристик и уменьшить габаритные размеры и стоимость интегратора, что позволяет как в проектной, так и строитель иой практике более рационально использовать земельно-водные ресурсы с учетом требований охраны окружаю-. .щей среды.

Я-4 УГ

Составитель С. Солдатова

Редактор A. Огар Техред М.Коштура :(орректор-Г. Решетник

Заказ 3376/43 Тираж 643 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,,й-35, .Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4