Введение к работе
Актуальность работы. Для подъема национальной экономики Марокко особое внимание уделяется развитию сельского хозяйства и энергетики, что требует строительства большого количества гидротехнических сооружений. Важность научно-технического решения втих задач в первую очередь зависит от наличия водных ресурсов и правильного их использования для орошения и гидроэнергетики. К сложным проблемам водохозяйственного строительства в Марокко следует отнести борьбу с интенсивным занесением верхнего бьефа, являющимся неизбежным закономерным процессом.
Основные причины быстрого занесения подпертых бьефов: недостаточная их емкость по сравнении с годовым объемом твердого стока, ошибки при проектировании, вызванные недостатком достоверных данных по режиму взвешенных и донных наносов, несоответствие компоновки и конструкции гидроузла условиям пропуска жидкого и особенно твердого стока, неправильная эксплуатация гидроузла в первые годы его существования.
Занесение подпертых бьефов и водохранилищ и вызываемое им переформирование русел значительно усложняют эксплуатации гидроузлов и вызывают ряд неблагоприятных последствий: занесение водозаборных отверстий, потерю регулирующей емкости водохранилища, истирание турбин наносами и др. Таким образом, при проектировании гидроузлов небходимо тщательно прогнозировать темпы и размеры занесения подпертых бьефов.
Борьба с процессом занесения до сих пор остается актуальной проблемой, для решения которой универсальный эффективный метод пока не разработан. На основе анализа существующих способов и мероприятий по борьбе с занесением верхнего бьефа для условий водохранилищ Марокко предложены мероприятия - возведение донных порогов (барражей) из местных материалов и регулирование уровен-ного режима подпорного бьефа в период прохождения паводковых расходов насыщенных наносами о целью аккумулирования части твердого стока реки между барражамн.
Цель и задачи исследований. Основной целью настоящей работы являлась разработка на основе экспериментальных исследований оптимальной схемы размещения, методов проектирования и расчетного обоснования донных порогов из местных материалов для борьбы с занесением подпертых бьефов небольших водохранилищ с учетом кон-
кретных природно-географических особенностей водотоков Марокко. Для достижения отмеченной выше цели было необходимо решить следующие задачи:
исследовать качественную сторону процесса занесения подпорного бьефа крупными наносами;
изучить качественную сторону процесса занесения подпорного бьефа крупными наносами при возведении донных порогов из местных материалов;
установить влияние различных схем размещения донных порогов на кинематические параметры гряды занесения и потока при различных режимах водоотведения;
выявить влияние различных схем размещения донных порогов (барражеи) на изменение объема занесения верхнего бьефа;
разработать метод расчетного определения геометрических характеристик баррааей и их размещения вдоль русла;
составить рекомендации по прогнозированию процесса занесения на основе решения уравнения деформации подпорного бьефа горного гидроузла, используя метод Рунге-Кутта.
Научная новизна. Основными елементами новизны проведенного исследования, выносимыми на публичную защиту являются:
разработка компоновочного решения по размещению донных порогов вдоль малых водотоков для борьбы с занесением верхнего бьефа;
получение новых результатов качественной оценки занесения верхнего бьефа крупными наносами как до, так и после возведения донных порогов;
составление графиков для определения относительных значении скорости движения гряды занесения и объемов занесения между донными порогами при их различных схемах размещения;
разработка рекомендаций по назначению геометрических параметров барражеи, по их местоположению по отношению к створу гидроузла и расстояния между ними;
составление методики прогностического расчета процесса занесения подпорного бьефа.
Практическая ценность. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании и реконструкции водохранилищных гидроузлов, эксплуатируемых на реках, несущих большое количество наносов. Разработанные рекомендации позволяют спрогнозировать процесс занесения при наличии донных порогов в период прохожде-
ния паводка. Применение предлагаемых мероприятий по борьбе о наносами существенно ослабит процесс занесения и обеспечит срок службы водохранилищ речных гидроузлов как в Марокко, так и в ряде стран и регионов о аналогичными природно-климатическими условиями.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на научно-технических конференциях Московского государственного университета природообустройс-ва в 1994, 1995 г.г., а также на заседании кафедры гидравлики в 1995 г.
Реализация работы. Материалы проведенных исследования предполагается внедрить в практику проектирования и эксплуатации гидроузлов на горных реках Марокко.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, списка используемой литературы, насчитывающего 237 наименований, из них 78 иностранных и приложения. Работа изложена на 208 страницах машинописного текста, иллюстрирована 50 рисунками, содержит 10 фотографий и 13 таблиц.