Введение к работе
Актуальность проблемы. В республике Каракалпакстан, расположенной в низовьях реки Амударьи, за период с 1928 года по 1984 год площадь орошаемых земель увеличилась о 89 тыс.га до 400 тыс. га. Остающиеся более 500 тыс.га свободных пахотноспособных земель позволяют Каракалпакии ежегодно осваивать до 20 тыс.га площадей за счет строительства новых каналов и реконструкции существующих.
Для улучшения мелиоративного состояния орошаемых площадей и всей территории в целом развивается строительство коллекторно-дренажной сети, дренажные воды сбрасываются в Аральское море или понижения в песках Кызылкумов. Для предотвращения затопления и заболачивания земель паводковыми и зимними заторно-зажорными водами реки Амударьи возведены многочисленные линии ограждающих дамб обвалования.
В условиях Каракалпакетана увеличение площадей орошаемых земель за счет земель нового орошения требует прежде всего увеличения пропускной способности существующих магистральных каналов и распределителей. При этом постепенное освоение новых земель очередями с увеличением посевных площадей из года в год затрудняет организацию и проведение работ по реконструкции магистральных каналов и распределителей. Если работы по расширению указанных каналов производить сразу, на дальнюю или даже ближайшую перспективу, то в перрые годы эксплуатации каналы будут пропускать недостаточные для увеличенного сечения расходы воды, что вызовет и.н-
тенсивное заиление их русел ввиду малых скоростей. Расширение же каналов небольшими ежегодными очередями осложняет организацию производства работ и понижает экономическую эффективность, использования землеройных машин из-за малых погонных объемов при большой длине их фронта.
Значительную часть магистральных каналов, ветвей и распределительной сети Каракалпакии представляют старые каналы не инженерного (местного) типа, имеющие большую извилистость в плане и косогорные участки значительной протяженности.как правило, связанные с обходом низин чашкообразного рельефа местности. Высокие дамбы особенно на косогорных участках старых каналов недостаточно устойчивы против фильтрации и сползания низовых откосов. Поэтому.часто наблюдаются прорывы дамб, требующие значительных затрат труда, механизмов и материалов на их восстановление. Вызываемые прорывами перерывы водоподачи по каналам снижают урожайность сельхозкультур. Низкое техническое состояние участков каналов'-"в высоких дамбах" ухущпается расположенными вдоль подошвы их низового откоса резервами, используемыми для подсыпки дамб. Эти резервы уменьшают коэффициент земельного использования территория, и заполняясь фильтрационными водами из канала, ухудшают мелиоративное и санитарное ее состояние, ооложляют механизацию очистки канала и ремонт дамб. Поэтому при переустройстве и улучшении тохничоского состояния таких участков каналов целесообразно применять метод строительства с насыпкой дамб.из грунта инутренних резервов, закладываемых на дне канала с последующ формированием устойчивого русла осажде-
ниями наіюсов, приносимых потоком. .При этом повышается надежность дамб и уменьшаются фильтрационные потери из канала за счот сознания мощного кольматационного слоя, уменьшаются объемы очистки на нижорасположонннх участках канала, упрощается производство работ при расширении канала - для увеличения пропускной способности и т.п.
В повышении качества эксплуатации оросительных систем Каракалпакии большую роль играот улучшение водозабора в магистральные каналы из реки. В настоящее время применявшийся ранее несовершенный Йесплотинный водозабор на основных каналах Северной зоны заменой приплотинннм. Анализ условий работы Тахиаташского гидроузла, введенного в эксплуатацию в 1973 г., показал, что они существенно отличаются от предусматривающихся проектом вследствие уменьшения жидкого стока в нижнем точении роки Лмудлрьи из-за возрастающего разбора воды на орошонио в ее сродном точении.
Измононие режима жидкого и твердого стоков в связи с умоньшониом водности роки Лмуцарьи в нижнем течопии и регулирование этих стоков Туямуюнским водохранилищним узлом существенно изменяют ход руслового процесса на участках Туямуюн-Тахиаташ и ниже Тахнаташского гидроузла. В прошлом на этих участках (особенно' вышо теснин Тахнаташ) часто наблюдались интенсивные размывы (дойгии) борогов реки, подмывы и разрушения оросительных каналов, дамб обвалования, головных сооружений каналов, причинявшие большие ущербы народному 'хозяйству.
Неслоцованкя, выполненные в настоящей работо, являются
продолжением труда отечественных ученых, осуществивших решение многих важных задач проблемы: Абальякца С.Х., Айва- і зяна О.М., Алиева Т.А., Альтшуля А.Д., Алтунина СТ., Алту-нина B.C., Барышникова Н.Б., Векслера А.Б., Гиргид.-ова А.Д.,1 Гришанина К.В., Грушевского М.С., Деболъского В.К., Донен- -берга В.М., Железнякова Г.В., Животовского Б.А., Знаменской Н.С., Ибац-Заце Ю.А., ИсмайллппяГ.Х., Карасйва И.Ф., Маго-мецовой А.В., І.Твчитова И.И., Михалёва М.А., Михневича О.И., Мпрцхулава Ц.Е., Мишуева А.В., Мухамедова A.M., Правдивца Ю.П., Рабковой Е.К., РжаниїдіиаН.А., Снищенко Б.Ф., Чалова Р.С, Шапиро Х.Ш., Шеренкова И.А., Ширшова А.Н., Штеренлих-та Д.В., ІЕумакова Б.Б. и многих других.
Целью исследований является разработка методовмсчета и регулирования русловых процессов в низовьях р.Амударьи и бьефах гидроузлов и в каналах о практическим использованием достигнутых результатов для обеспечения водопоцачи и упоря- дочения наносного режима стока, увеличения пропускной спо- : собности реконструируемых каналов путем саморазмыва и фор-- мированиа устойчивых русел в каналах с избыточной площадью сечения в условиях дельты и нижнего течения реки Амударьи.
Для достижения этой цели потребовалось решение следующих задач:
изучение руслоформирующих процессов в низовьях реки Амударьи, в бьефах гидроузлов и разработка инженерных мероприятий по борьбе с вредными воздействиями воды (стока);
выполнение натурах гидравлических исследований по формированию устойчивого русла путем осаждения наносов на
участках каналов о избыточной площадью сечения, возводимых I при насыпке дамб из внутренних резервов;
изучение процессов формирования русел при реконструкции сечений каналов способом саморазмыва;
систематизация данных экспериментов и разработка теоретических и полуэмпиричоских методов для расчета параметров каналов в молкопесчаных грунтах.
Защищаемые положения. Ка защиту выносятся:
данные натурных наблюдений автора, начиная с I96G года по настоящее время о руслоформирущих процессах на каналах низовья реки Амуцарьи с учетом режимов работ гидроузлов;
методы расчета формирования сечения при реконструкции канала путем саморазмыва для увеличения его пропускной способности;
.- научные основы и методы расчета гидродинамической устойчивости каналов с повышенной мутностью, учитывающие направленность и закономерности развития русловых режимов, в различных эксплуатационных условиях;
- методы регулирования русловых процессов и повышения
эксплуатационной надежности мелиоративных систем, каналов и
гидроузлов.
Научная новизна заключается в том, что:
в результате проведенных натурных исследований получены новые данные о характере трансформации русел каналов и рек в молкопесчаных грунтах;
разработана, новая технология строительства каналов
в полусвязных и несвязных грунтах на пропуск потребного расхода воды и образования устойчивости путем осаждения наносов при наличии избыточной площади поперечного сечения русла на участках каналов в высоких дамбах (при их насыпке из грунта внутренних резервов);
разработаны методы реконструкции каналов споообом саморазмыва для увеличения его пропускной способности;
получено расчетное выражение, учитывающее влияние поперечной циркуляции на формирование гидродинамической устойчивости сечения русла;
разработаны методы расчета гидравлических элементов самоформиругсщихся русел каналов в мелкопесчаных грунтах при стационарном и нестационарном течении воды, главным преимуществом которых является повышение надежности дамб и уменьшение фильтрационных потерь из канала за счет образования колшатационного слоя по периметру сечения русла, а также уменьшение объемов очистки на нижерасположенных участках канала; :.
разработан метод регулирования русловых процессов sa счет строительства траверсных дамб и повышения надежности мелиоративных систем, каналов и гидроузлов.
Практическая ценность результатов исследований. Результаты исследований позволили разработать практические рекомендации по эксплуатации крупных гидроузлов и оросительных каналов в условиях нижнего течения я дельты реки Амударьи и решить ряд практичэских задач' реконструкции действующих каналов, связанных с увеличением пропускной способности и спрямления криволинейных участков, проходящих в тяжелых ус-
6 .
ловиях косогоров.
Достоверность полученных результатов подтверждена разносторонним комплексом натурных и лабораторных исследований, а также многолетней производственной проверкой, разработанных рекомендаций в низовьях реки Амударьи.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в практику эксплуатации Тахиаташского гид- : роузла и крупных каналов в нижнем течении реки Амударьи.
Метод формирования русла канала для увеличения пропускной способности за счет саморазмыва систематически возрастающими расходами водоподачи практически осуществляется на магистральном канале Кызкеткен.
Формирование русла заилением на участках избыточного сечения каналов производилось на участках спрямления излучин каналов Бозяб (протяженность 1,5 км) и им.Ленина (протяженность 3,5 юл), построенных в высоких дамбах (взамен обхода низпн каналами с кооогорянми участками, эксплуатация которых осложнялась частыми прорывами дамб).
Апгюбация работы: материалы диссертации доложены и об-оуждены на: заседании советов отделов эксплуатации гидромелиоративных систем и регулирования русел среднеазиатского научно-исследовательского института ирригации (САНШРИ г.Ташкент, 1985), кафедры-мелиорации Ташкентского института иаженоров ирригации и механизации сельского хозяйства (Ташкент, 1987 г.), научном совете Каракалпакского филиала академии наук УзССР (г.Нукус, 1989 г.), на техническом совете государственного проектного института "Аралвоцпроект" (г.Нуг кус, 1992 г.), техническом совете Каракалпакского филиала
проектного института "Союзгипроводхлопок" (г.Нукус,1992 г,),
техническом совете проектного института "Узгипроводхоз"
(г.Ташкент, 1986 г.), всесошном совещании по переброске вод
сибирских рек (г.Нукус, 1986 г.), IX Международном конгрес
се по ирригации и дренажу (23.07-3.08.75 г., г.Мооква) и
всемирной научной конференции по защите Арала (г.Нукуо, ,
1992 г.). і
Материалы исследований по теме диссертации опубликованы '
в 15 печатных работах с общим объемом 36,5 печатных листов. ,
Основные из них указаны в конце автореферата. ч»
Структура и объем работы: диссертация объемом 320 стра
ниц машинописного текста содержит 53 рисунка, 39 таблиц;
список литературы 176 наименований, из них Б - на иностран
ных языках. .
