Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Техническое состояние безнапорных водоотводящих трубопроводов и условия для их обновления и эффективной работы 11
1.1. Описание и анализ факторов, дестабилизирующих нормальное функционирование водоотводящей сети 11
1.2. Мероприятия по обновлению водоотводящих сетей и оптимизации их эксплуатации 19
1.3. Постановка задачи исследований по интенсификации работы безнапорных водоотводящих сетей 22
1.4. Краткие выводы по главе 1 24
Глава 2. Аналитические исследования по результатам натурного статистического анализа эффективности работы безнапорной водоотводящей сети 25
2.1. Общая картина и анализ факторов, дестабилизирующих работу безнапорной водоотводящей сети 25
2.1.1. Поиск функциональных зависимостей между различными дестабилизирующими факторами, влияющими на техническое состояние участков сети отдельных районов эксплуатации канализационных сетей (РЭКС) 25
2.1.2. Сводная аналитическая результирующая информация по всем РЭКС о техническом состоянии подлежавших восстановлению трубопроводов 31
2.2. Интерпретация результатов статистического анализа надежности по различным дестабилизирующим факторам 34
2.2.1. Оценка интенсивности отказов по отдельным дестабилизирующим работу безнапорной сети факторам 34
2.2.2. Выявление зависимости проявления отдельных дестабилизирующих факторов от глубины залегания трубопроводов — 36
2.2.3. Выявление зависимости проявления дестабилизирующего фактора «Наличие грунтовых вод» от глубины залегания трубопровода 57
2.3. Краткие выводы по главе 2 58
Глава 3. Разработка баз данных, физической и математической моделей, алгоритма и программы планирования восстановления водоотводящих трубопроводов 60
3.1. Разработка физической и математической моделей планирования ремонта 60
3.1.1. Обоснование иерархических уровней принятия решения по проведению санации на водоотводящих сетях Московской канализации 60
3.1.2. Построение физической и математической моделей связности внешних дестабилизирующих факторов 61
3.1.3. Сопоставление и интерпретация теоретической рейтинговой значимости внешних факторов и опытных данных по интенсивности отказов по данным дестабилизирующим факторам 65
3.1.4. Внутреннее логическое ранжирование элементов состояния внешних факторов с присвоением им баллов значимости 67
3.1.5. Интерпретация рейтинговой значимости элементов состояния фактора «глубина залегания труб» 85
3.1.6. Составление паспорта ранжирования для планирования ремонтно-восстановительных работ на безнапорных водоотводящих сетях 94
3.2. Разработка алгоритма и компьютерной программы «Автоматизированная система планирования восстановления водоотводящих трубопроводов» 94
3.2.1. Предназначение и общие сведения об информационно- поисковой системе планирования восстановления водоотводящих трубопроводов 94
3.2.2. Иллюстрация работы автоматизированной программы по комплексной оценке технического состояния участков водоотводящей сети 96
3.3. Краткие выводы по главе 3 99
Глава 4. Проведение стендовых исследований по определению гидравлических характеристик безнапорных трубопроводов, выполненных из различных материалов 100
4.1. Общие сведения об оптимизации гидравлического расчета безнапорных сетей и обоснование проведения натурных исследований по гидравлической совместимости участков трубопровода из различных материалов 100
4.2. Описание опытной установки. Методика проведения натурных исследований 104
4.3. Интерпретация полученных результатов экспериментов 112
4.4. Практическое использование результатов экспериментов 122
4.5. Краткие выводы по главе 4 128
Глава 5. Технико-экономические показатели отдельных методов реновации трубопроводов 129
5.1. Технико-экономическая оценка эффективности санации трубопроводов 129
5.2 Краткие выводы по главе 5 138
Общие выводы 139
Список литературы 141
Приложения 149
- Постановка задачи исследований по интенсификации работы безнапорных водоотводящих сетей
- Интерпретация результатов статистического анализа надежности по различным дестабилизирующим факторам
- Разработка алгоритма и компьютерной программы «Автоматизированная система планирования восстановления водоотводящих трубопроводов»
- Описание опытной установки. Методика проведения натурных исследований
Введение к работе
В начале XX века из 1063 городов и населенных пунктов Российской империи система сплавной канализации эксплуатировалась лишь в 11 городах. В это число не входила тогдашняя столица России - Петербург, а Москва была канализована только в пределах Садового кольца. Мысль о сооружении в Москве канализации была высказана впервые инженером-гидротехником М.А. Поповым. Он по собственной инициативе составил проект, проведя предварительные изыскания за свой счет, и представил его в 1874 г. в Городскую Думу. Канализационная сеть центральной части города была построена в начале XX века, а в конце 30-х годов Москва, наконец, оказалась полностью канализованным городом. Теперь, спустя несколько десятилетий, можно констатировать, что около 60% Московских канализационных сетей находится в первозданном виде. Это приводит к тому, что из-за её ветхости ежегодно увеличивается число аварий на сетях. В свою очередь аварии ведут к серьезным экономическим и социальным последствиям (подтоплению территорий), изливу сточных вод на рельеф местности, нарушению эффективной работы канализационных очистных сооружений за счет спонтанного увеличения или уменьшения расхода поступающих на обработку сточных вод и т.д. [1, 2, 3].
В крупных городах России в настоящий момент вопрос предупреждения выхода из строя водоотводящих сетей приобретает особую актуальность, так как в коммунальном секторе старение трубопроводных коммуникаций и другого оборудования различного назначения достигло критического уровня: свыше 70% находятся в неудовлетворительном состоянии [4]. Из общей протяженности Российских водоотводящих сетей в 163 тыс. км немедленной замены требуют 58 тыс. км [5]. По данным МЧС России аварийные ситуации, связанные с выходом из строя морально и физически устаревшего оборудования городски коммунальных сетей, составляют 31% от общего количества чрезвычайных ситуаций, уступая пожарам и взрывам (34%).
Актуальность работы. Предупреждение старения и оперативная ликвидация последствий аварийных ситуаций являются одними из главных задач служб эксплуатации коммунальных объектов крупных городов [6]. Для современного этапа развития и эффективности эксплуатации развитой подземной инженерной инфраструктуры больших городов должен быть выработан новый подход, максимально ориентированный на использование новых технологий с научно-обоснованной стратегией восстановления выходящих из строя трубопроводов на базе выявленных приоритетов и однозначных критериев. Данный подход должен способствовать снижению обостряющейся из года в год проблемы последствий аварийных ситуаций, связанных с состоянием и содержанием подземных инженерных коммуникаций, способствовать сохранению существующей экологической обстановки, а также снижению техногенного воздействия подземных трубопроводов на геологическую среду с одновременным повышением уровня коммунального обслуживания городского населения.
Особое значение при решении данных проблем отводится городским водоотводящим (канализационным) сетям, которые являются одними из наиболее значимых подземных инженерных сооружений, оказывающих наибольшее влияние на окружающую природную среду.
Решение задачи предотвращения аварийных ситуаций и раннего старения трубопроводов на базе новых подходов и разработанных на их основе нормативов технического обслуживания и ремонта будет способствовать реализации долгосрочных социальных и экологических проблем, стоящих перед современным городом, а также постепенному отказу от стратегии «пожарной команды» или «штопаний дыр», характерной для коммунальных служб ряда современных городов.
Большое количество используемых в городском хозяйстве методов реновации водоотводящих трубопроводов и их многочисленных модификаций также требует осмыслений в плане их применения на конкретном объекте
ремонта и реновации с учетом сохранения гидравлических параметров работы сетей после проведения ремонтных работ.
Цели и задачи работы. Целью настоящей работы является: -анализ факторов, дестабилизирующих работу безнапорной водоотводящей сети Московской канализации по отдельным районам канализационной сети (РКС) на основе собранных статистических данных по эксплуатации и ремонту отдельных участков трубопроводов;
-выявление конкретных превалирующих дестабилизирующих факторов для условий Москвы на основе обработки данных по визуальному осмотру и теледиагностики трубопроводов (видеоархива МГУП «Мосводоканал»);
-определение функциональных зависимостей между различными дестабилизирующими факторами в единой системе воздействия на трубопровод (проведение ранжирования факторов по балльной системе значимости);
-интерпретация результатов статистического анализа эффективности работы водоотводящей сети с оценкой интенсивности отказов по отдельным дестабилизирующим факторам (например, наличию грунтовых вод над участком трубопровода, глубины залегания трубопровода и т.д.);
-разработка базы данных, физической и математической моделей планирования восстановления безнапорных водоотводящих сетей на базе выявленной рейтинговой значимости отдельных дестабилизирующих факторов, а также составление паспорта ранжирования участков сети для планирования ремонтно-восстановительных работ;
-разработка автоматизированной программы планирования
восстановления водоотводящих трубопроводов;
-проведение комплексных гидравлических экспериментов на безнапорных трубопроводах в целях оценки совместимости труб из различных материалов и их влияния на интенсификацию работы водоотводящей сети;
-обоснование иерархических уровней последовательности принятия
8
решения по проведению ремонтно- восстановительных работ с
конкретизацией их методов на основании гидравлической совместимости, а
также с учетом экономической и экологической составляющих.
Для достижения поставленной цели были решены частные задачи:
-выявлены и детально рассмотрены внешние факторы, оказывающие прямое и косвенное влияние на техническое состояние и эффективность эксплуатации водоотводящей сети, т.е. на повышение надёжности её работы;
-разработаны научно-обоснованные методические подходы к определению объекта восстановления с учетом значимости гидравлической составляющей при выборе соответствующего метода ремонта.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-по архивным материалам проведен комплексный анализ и получена общая картина проявления и взаимовлияния 11 основных дестабилизирующих работу безнапорной водоотводящей сети факторов; установлены функциональные зависимости между различными дестабилизирующими факторами;
-по результатам обработки статистических данных по всем РЭКС выявлена значимость фактора «наличие подземных вод»; установлена тенденция наличия подземных вод над трубопроводами: в 46,9-54,5 % случаев при залегании труб на 3,5-4,0, в 25,5 - 34,3 % случаев при залегании труб на 2,5 - 3,0 м и 10, 0 -21,7 % при малых глубинах залегания (1, 5 - 2 м);
-выявлены математические зависимости, описывающие динамику изменения отдельных дестабилизирующих работу сети параметров с проведением операций по замене диапазона вероятности, выраженной в %, на баллы значимости для составления технических паспортов отдельных участков водоотводящей сети;
-произведена корреляция результатов практических исследований по обработке статистических данных МГУП «Мосводоканал» и теоретических выкладок на основе графово-матричного метода; произведено рейтинговое моделирование и создан алгоритм и автоматизированная программы поиска
9 наиболее ущербного с технической точки зрения участка водоотводящей
сети.
-разработана и апробирована специальная конструкция гидравлического поверочного стенда для трубопроводов диаметром 100 мм; разработана унифицированная методика проведения экспериментов на поверочных стендах;
-получены полуэмпирические зависимости коэффициента Шези от гидравлического радиуса C=f(R) для новых материалов труб (покрытий).
Практическая значимость работы состоит в разработке системного подхода к поэтапному решению задач интенсификации работы безнапорных водоотводящих сетей, а именно:
-составления паспортов объектов реновации, поиска и определения перечня первоочередных, приоритетных и потенциальных объектов восстановления на основе использования автоматизированного программного комплекса,
-выбора оптимального метода реновации объекта на основе учета гидравлической совместимости труб из различных материалов и стоимостных показателей.
-построения унифицированных таблиц гидравлического расчета для трубопроводов из новых материалов: труб с полимерным покрытием, с цементно-песчаным покрытием и полиэтиленовых.
На защиту выносятся:
-результаты исследований по выявлению и анализу повреждений (патологий) участков безнапорной водоотводящей сети;
-рейтинговое моделирование и создание алгоритма и автоматизированной программы поиска наиболее ущербного по комплексу показателей участка безнапорной водоотводящей сети;
-результаты натурных исследований по определению гидравлических параметров работы трубопроводов из различных материалов (покрытий) и условий их гидравлической совместимости.
10
Апробация работы. Базовые теоретические положения и
результаты стендовых гидравлических исследований докладывались на:
-Общероссийской научно-практической конференции по бестраншейным
технологиям, 21-23 ноября 2006 г. в МГГУ (Московский государственный
горный университет);
-Всероссийской научно-практической конференции аспирантов и
студентов "Научно-техническое творчество молодежи — путь к обществу,
основанному на знаниях", 26-27 июня 2007 г. в Москве, ВДНХ (пав. 57).
Структура и объём диссертации. Диссертация включает введение, пять
глав, общие выводы, список литературы из 78 наименований. Общий объём
диссертационной работы: 148 страниц машинописного текста, 38 таблиц, 54
рисунка, приложения в виде таблиц и справка о внедрении.
Постановка задачи исследований по интенсификации работы безнапорных водоотводящих сетей
На основании изучения технического состояния, методов эксплуатации и выявления путей интенсификации работы безнапорных водоотводящих сетей целью работы над диссертацией являлось: -представить общую картину и конкретный анализ факторов, дестабилизирующих работу безнапорной водоотводящей сети Московской канализации по отдельным районам канализационной сети (РЭКС) на основе собранных статических данных по эксплуатации и ремонту отдельных ее участков; -на основе обработки архивных данных и теледиагностики трубопроводов (видеоархива Производственного эксплуатационного управления канализационных сетей - ПЭУКС) выявить превалирующие дестабилизирующие факторы для условий Москвы; -определить функциональные зависимости между различными дестабилизирующими факторами в единой системе воздействия на трубопровод с проведением ранжирования факторов по балльной (рейтинговой) системе значимости; -интерпретировать результаты статистического анализа эффективности работы водоотводящей сети с оценкой степени превалирования конкретных дестабилизирующих факторов и интенсивности отказов по отдельным дестабилизирующим факторам (например, наличию грунтовых вод над участком трубопровода, глубины залегания трубопровода и т.д.); -разработать базы данных, физическую и математическую модели планирования восстановления безнапорных водоотводящих сетей на базе выявленной рейтинговой значимости отдельных дестабилизирующих факторов; -составить паспорта ранжирования участков сети для планирования ремонтно-восстановительных работ; -разработать автоматизированную программу планирования восстановления водоотводящих трубопроводов; -провести комплексные гидравлические эксперименты на безнапорных трубопроводах в целях оценки совместимости труб из различных материалов и их влияния на интенсификацию работы водоотводящей сети; -обосновать иерархические уровни последовательности принятия решения по поведению ремонтно-восстановительных работ (с конкретизацией методов) на основании гидравлической совместимости, а также с учетом экономической и экологической составляющих. Выполнение перечисленных задач реализовано в последующих главах диссертации и внедрено в практику проектирования ремонтно- восстановительных работ на объектах МГУП «Мосводоканал». 1. Выявлены, и проанализированы основные факторы, дестабилизирующие нормальное функционирование безнапорной водоотводящей сети.
Отмечены наиболее значимые внешние дестабилизирующие факторы, в частности, фактор «наличие грунтовых вод». 2. На основании анализа отечественного и зарубежного опыта проанализирован подход к решению задачи предотвращения старения водоотводящих сетей и разработки долгосрочных программ их реновации и модернизации. 3. Сформулированы задачи исследований по интенсификации работы водоотводящих сетей, в число которых входит: выявление превалирующих дестабилизирующих факторов для условий Москвы; определение функциональных зависимостей между факторами и оценка степени значимости одного над другим в единой системе; разработка базы данных по аварийности водоотводящих сетей и ее анализ, составление паспорта ранжирования участков сети и разработка автоматизированной программы планирования объектов реновации; проведение комплексных гидравлических экспериментов на безнапорных сетях для определения условий их гидравлической совместимости. Целью данного раздела диссертационной работы является выявление внешних дестабилизирующих работу водоотводящей сети факторов на основе собранных статистических материалов по проектированию, эксплуатации и ремонту, а также натурных данных по визуальному осмотру и теледиагностики участков трубопроводов различных РЭКС г. Москвы. Для выполнения работы использовался видеоархив ПЭУКС, где в формировании отдельных разделов (по специально разработанным анкетам и формам входной информации) принимал участие автор диссертации.
Ниже представлены основные результаты обработки статистической информация по техническому состоянию подлежавших ремонту участков трубопроводов (по отдельным РКС за 2002-2004 годы) и приведены выводы о взаимовлиянии отдельных дестабилизирующих работу сети внешних факторов, выраженных через элементы их состояния.
Для анализа динамики изменения отдельных дестабилизирующих работу трубопроводов внешних факторов и их взаимовлияния определялись следующие зависимости: а), доли восстановленного ремонтного участка (т.е. отношения его длины к общей длине восстановленной сети, А1) от года постройки сети; наличие данной информации позволяет оценить ситуацию о преобладании протяженных и относительно коротких ремонтных участков, относящихся к соответствующему году постройки; б), доли восстановленного ремонтного участка от глубины его залегания; наличие данной информации позволяет сделать заключение о превалирующих глубинах залегания ремонтных участков трубопроводов и тенденциях, например, увеличении (или уменьшении) количества дефектных участков относительно большой протяженности; в), доли восстановленного ремонтного участка от различных элементов состояния внешнего дестабилизирующего фактора «Дефекты внутренней поверхности»; наличие данной информации позволяет произвести оценку превалирования (качественного и количественного) отдельных элементов состояния фактора для последующего их внутреннего ранжирования; г), доли восстановленного ремонтного участка от элементов состояния внешнего дестабилизирующего фактора «Интенсивность транспортных потоков»; наличие данной информации позволяет произвести оценку степени влияния на работоспособность участков мест их расположения и произвести в соответствии с этим внутреннее ранжирование элементов состояния фактора; д). доли восстановленного ремонтного участка от элементов состояния фактора «Нарушение герметичности»; наличие данной информации позволяет произвести оценку степени влияния на выбор ремонтных участков наличия множественных и единичных трещин (открытых и закрытых) и провести на этой базе внутреннее ранжирование элементов состояния фактора; е). доли восстановленного ремонтного участка от элементов состояния фактора «Нарушение в стыках труб»; наличие данной информации позволяет произвести оценку степени влияния на работоспособность участков и выбор их для ремонта на основе таких показателей как неплотности стыковки труб, разрушение торцов труб, дефекты опорного кольца и других и на этой базе провести внутреннее ранжирование элементов состояния фактора;
Интерпретация результатов статистического анализа надежности по различным дестабилизирующим факторам
В соответствии с ГОСТ 27.002-83 «Надежность в технике. Термины и определения» интенсивность отказов элемента системы w (в данном случае участка трубопровода сети) характеризует плотность вероятности возникновения отказа в рассматриваемый момент времени. На основании полученных в результате статистической обработки данных, реально оценивающих картину проявления отдельных видов дефектов и их совокупное воздействие на систему, составлялась сводная таблица (таблица 2.13) значений интенсивности отказов w по соответствующим дестабилизирующим факторам. Для расчета численного показателя надежности - интенсивности отказов участков трубопроводов канализационной сети w по результатам сбора и статистической обработки данных об их отказах использовалась зависимость: где: п - количество отказов участка водоотводящего трубопровода за период времени наблюдения t по соответствующему дестабилизирующему фактору; 1 - длина участка трубопровода. По результатам расчета w может быть определена степень приоритетности того или иного внешнего дестабилизирующего работу безнапорной сети фактора. Анализ данных таблицы 2.13 показывает, что значения интенсивности отказов по различным причинам (т.е. характеру проявления того или иного дестабилизирующего фактора) достаточно близки друг другу: соотношения между наибольшим 1,484 (Наличие препятствий течению жидкости в трубах) и наименьшим 0,908 (Деформации тела труб) составляет 38 %. Целью проводимых исследований являлось выявление тенденции изменения отдельных дестабилизирующих факторов (через элементы их состояний) в зависимости от глубин залегания ремонтного участка трубопровода. Задача состояла в проведении анализа физического состояния участков трубопроводов, приводящего к нарушению их работоспособности, при различных глубинах залегания трубопровода.
В частности, рассмотрению подлежали следующие случаи: I. Места расположения участков; II. Нарушения герметичности труб; III. Нарушения в стыках труб; IV. Деформации тела труб; V. Наличие препятствий течению жидкости в трубе. Анализ проводился с помощью специальной компьютерной программы, которая позволяла описывать в виде математических зависимостей изменение количественных характеристик различных параметров от глубины залегания трубопровода. В результате исследований выявлялись уравнения или линии тренда (в частности, линейные, логарифмические, степенные или экспоненциальные), фиксирующие закон изменения исследуемых параметров с наивысшей степенью достоверности. Ниже представлены подробные результаты анализа изменения количественных характеристик дестабилизирующих факторов по отдельным РЭКС и аналогичные обобщенные данные по всем РКС для пяти указанных выше случаев. I.
Места расположения участков Цель исследований состояла в определении динамики изменения количества случаев нарушения работы сети в зависимости от места ее расположения и различных глубинах залегания (таблица 2.14, здесь и в последующих таблицах 2.15-2.18 пустые ячейки означают нулевые значения). Целью проводимых исследований являлось выявление вероятности (закона распределения) случаев наличия / отсутствия воды на ремонтных участках трубопровода как в абсолютных величинах, так и в процентах. Ниже приведены усредненные по всем РЭКС результаты обработки статистических данных (случаев) о наличии / отсутствии грунтовых вод над трубопроводом, а также динамика изменения процента случаев наличия грунтовой воды в зависимости от глубины залегания участка трубопровода (таблица 2,19 и рисунки 2.19-2.21).
Разработка алгоритма и компьютерной программы «Автоматизированная система планирования восстановления водоотводящих трубопроводов»
Информационно-поисковая система представляет собой комплекс компьютерных программ по вводу, поэтапному редактированию, обработке и отображению (в виде таблиц) значимости, т.е. уровня технического состояния участков трубопроводов канализационной сети. За критерий выбора первоочередного участка адресного ремонта трубопроводов канализационной сети, ограниченного соответствующими колодцами, принимается максимальный суммарный балл, который определяется по паспортным данным.
Автоматизированная информационно-поисковая система планирования восстановления водоотводящих трубопроводов может являться основным инструментом пользователей (например, специалистов ПЭУКС) для оценки ситуации на отдельных участках водоотводящеи сети с целью определения их списка по совокупности показателей ущербности. При этом информационно-поисковая система не претендует на роль «последней инстанции» в определении объекта планирования восстановления сетей, а является лишь советчиком инженера-эксплуатационника в выборе того или иного адресного объекта потенциального ремонта или реновации на канализационных сетях, помогая ему принять окончательное решение.
В итоговых распечатках, являющихся конечным звеном работы автоматизированной информационно-поисковой системы, по запросу выводится адресная информация о всех рассматриваемых участках водоотводящей сети с указанием баллов и закодированной исходной информации по всем имеющимся в паспорте участка позициям.
Информационно-поисковая система разработана на основе Microsoft Visual Fox Pro 6.0 и обеспечивают регистрацию, хранение, редактирование и обработку данных по 12 вводимым исходным позициям «Паспорта ранжирования» по балльной системе для участков безнапорных водоотводящих сетей.
Программы работают под управлением WINDOWS-95 или WINDOWS-98. Минимальные технические требования к компьютеру - процессор 486-66.
В диалоговых окнах автоматизированной программы для пользователя предоставлены: заставка, «Паспорт ранжирования» с главным меню и подменю (с кнопками для корректировки параметров) и таблицы построчного ввода (корректировки) исходных данных для участков сети (см. Приложение Б).
Описание заставки (см. II часть. Приложения Б, рисунок Б.1 и Б.2) и первого диалогового окна электронного паспорта участка водоотводящей сети (см. Приложение Б, рисунок Б.З), описание промежуточных диалоговых окон входной оперативной и выходной информации о техническом состоянии участка сети, а также последовательность выполнения операций при работе с автоматизированной программой приведены в Приложении Б.
Этапы работы с информационно-поисковой системой представлены в виде следующей последовательности из четырех позиций (выделены жирным курсивом): рапуск автоматизированной программы и появленні заставки (см. Приложение Б, рисунок Б.1); Внесение коррективов в «Паспорт ранжирования» в соответствии с данными бланка оперативной и другой информации, получаемой: с мест по результатам камеральной обработки видеоматериалов о состоянии участков сети или от РЭКС об изменениях на участках сети, выявленных в период технической эксплуатации;
Форма бланка оперативной информации может быть произвольной и определяется конкретной ситуацией на участках водоотводящеи сети. Выход на «Паспорт ранжирования» осуществляется построчным передвижением курсора или мышкой на кодированную строку искомого участка сети (см. Приложение Б, рисунок Б.2), в котором в случае необходимости можно откорректировать сведения в соответствии с имеющейся оперативной информацией. В диалоговом окне высвечивается меню: F4 - Правка и Shift + F4 - Добавить строку (для введения дополнительных участков из картотеки МГУП «Мосводоканал», см. Приложение Б рисунок Б.З). При нажатии клавиши F4 на экране появляется диалоговое окно «Паспорт ранжирования» для искомого участка, на котором осуществляется корректировка соответствующих параметров путём последовательных операций, заключающихся в указании стрелкой на одну из кнопок Внести исправления и щелчка левой клавиши мышки на кнопку. После каждой операции нажатия на кнопки Внести исправления на экране появляются соответствующие диалоговые окна (см. Приложение Б, рисунки Б.7- Б. 14), где вносятся изменения в параметры участка канализационной сети.
Определение критерия оценки результатов балльного ранжирования производится с использованием понятия коэффициента относительной значимости К. относительной значимости участка i-j; i-j - соответственно номера начала и конца участка; Б j_j - суммарный балл значимости на соответствующем участке; Б мим -суммарный балл значимости на участке, имеющем минимальное балльное значение.
Ниже представлены распечатки работы программного комплекса по оценке состояния участков водоотводящеи сети г. Москвы. В качестве образцового объекта исследований принималось к рассмотрению 15 участков водоотводящеи сети г. Москвы, принадлежащих в основном к 3 и 4 РЭКС и имеющих в среднем два засора в год (рисунок 3.12).
Описание опытной установки. Методика проведения натурных исследований
Для проведения натурных гидравлических экспериментов была смонтирована опытная установка (стенд) по исследованию режимов течения жидкости при безнапорном движении и определения гидравлических элементов потока. Стенд выполнен по проекту кафедры водоснабжения (при непосредственном участии автора диссертации) и входит в состав оборудования лаборатории кафедры водоснабжения МГСУ (Ярославское шоссе, 26, аудитория 112 в). Стенд (рисунок 4.1) включает две емкости (накопительную габаритами 2x2x1 м и промежуточную габаритами 2x1x0,8 м), расположенные на расстоянии 15 м друг от друга, экстакаду с жестко закрепленными на ней тремя параллельными трубопроводами (стальным с полимерным покрытием, полиэтиленовым и стальным с цементно-песчаным покрытием). Эстакада выполнена с возможностью изменения уклона трубопроводов в диапазоне і - 0,001 - 0,035 за счет механического домкрата. Емкости оборудованы переливными трубопроводами и успокоительными перегородками, обеспечивающими стабильность зеркала воды при поступлении на опытный участок.
Для отбора статического и динамического давлений на трех трубопроводах в двух их точках (первая в 2,5 м от промежуточной емкости и вторая в 2,5 м от накопительной емкости) установлены пьезометры и трубки Пито (с возможностью выдвижения приемного отверстия от дна до цента трубы) (рисунок 4.2). Таким образом, между двумя точками отбора давлений образован опытный участок длиной 10 м. В шелыге над местами установки пьезометров и трубок Пито выполнены технологические отверстия для контроля работы системы и изменения высоты подъема трубок Пито (рисунок 4.3). Для подачи воды из накопительной в промежуточную емкость установлены два центробежных насоса марки АЦМП-80А/130-3,0/2 (расход 43,2 м3/ч, напор 13,6 м, n = 2900 об/мин) с регулируемым компьютерным приводом, что позволяет автоматически регулировать расход, изменяя частоту вращения рабочего колеса от 0 до 2900 об/мин. Для измерения расхода воды, поступающей из трубопроводов в накопительную емкость, используется установленный в ее торцевой части мерный карман емкостью (на 50 л) с оттарированным водомерным стеклом (рисунок 4.4). Общий вид насосной установки, мерного кармана с водомерным стеклом Для забора воды смонтированы передвижные устройства для отбора пробы из соответствующего трубопровода в виде воронки с гибким шлангом, жестко соединенным с мерным карманом (рисунок 4.5). Габариты экспериментального стенда запроектированы для обеспечения возможности работы одного из трубопроводов с наполнением до 0,7 и одновременной работы двух трубопроводов для обеспечения расчетного наполнения 0,5 (для труб диаметром 100 мм) при работе одного насоса. Работа на стенде производится по замкнутой (рециркуляционной) системе с забором воды из накопительной емкости, перекачки ее насосами в промежуточную и возврату по трубопроводам в накопительную самотеком. Методика проведения экспериментов по определению гидравлических элементов потока состоит в следующем. Рис. 4.6 Узел стабилизации зеркала воды перед входом в трубопроводы и отвода излишков в переливной трубопровод 1. Задается и устанавливается с помощью домкрата уклон подлежащего натурным экспериментам трубопровода (другие трубопроводы отключаются с помощью шаровых стальных St.37.0 вентилей фирмы «Балломакс» типа КШТ Ду 100 Ру 16, установленных вблизи промежуточной емкости). 2. Накопительная емкость заполняется водой до установленного уровня. Включаются насосные установки, которые подают воду от накопительной емкости в промежуточную. Через верхнюю часть промежуточной емкости (успокоительную зону) вода поступает на соответствующий трубопровод с заранее установленным предварительным наполнением (оно регистрируется визуально по расположению зеркала воды относительно поперечного сечения трубопроводов) с отводом ее избытка через воронку на переливном трубопроводе (рисунок 4.6).
