Розрахунок горизонтальних збірних дренажних трубопроводів меліоративних систем при наявності похилу рівня ґрунтових вод
DOI:
https://doi.org/10.32347/gbdmm.2023.102.0501Ключові слова:
збірний дренажний трубопровід, гідравлічний коефіцієнт тертя, коефіцієнт фільтрації, фільтраційний опір, змінна витрата рідиниАнотація
Розглянута система з двох диференційних рівнянь за допомогою яких описують рух рідини в дренажній трубі зі змінною витратою, а також умови входу в неї рідини з навколишнього ґрунту через бічні стінки в режимі фільтрації. Вона складається з рівняння гідравліки змінної маси і модифікованого рівняння фільтрації. Даний трубопровід прокладений горизонтально при наявності похилу поверхні рівня ґрунтових вод (РГВ). Показано, що в даному випадку, без суттєвої похибки другим членом в першому рів-нянні можна знехтувати. Шляхом введення нових змінних вихідна система зводиться до безрозмірного вигляду. Представлено розв’язок даної системи рівнянь.
Показано, що в даному випадку розв’язок вихідної системи рівнянь залежить від величи-ни трьох основних факторів: коефіцієнта опору збірного дренажного трубопроводу «ζl»; узага-льненого параметра «A», який комплексно враховує конструктивні і фільтраційні характеристики розглядуваного потоку; похилу рівня ґрунтових вод «І». При аналізі використано поняття нескінченно довгого горизонтального дренажного трубопроводу, який працює при наявності похилу РГВ, або, що теж саме, трубопроводу з нескінченною фільтраційною спроможніс-тю стінок бічної поверхні. Відмічається, що такий трубопровід буде мати максимальну про-пускну спроможність в порівнянні з таким же трубопроводом обмеженої довжини. На основі проведеного аналізу отримано відносно прості і зручні у використанні аналітичні залежності для розрахунку характеру зміни витрати і пере-паду напорів за довжиною даного дренажного трубопроводу.
Для спрощення розрахунків запропоновано відповідні допоміжні графічні залежності. Підтверджено, що величина геометричного похилу РГВ, поряд з коефіцієнтом опору і узагальненим параметром, суттєво впливає на розрахункові параметри таких труб.
Посилання
Smedema, L. K., Abdel-Dayem S. & Ochs W. J. (2000). Drainage and agricultural develop-ment. Irrigation and Drainage Systems, 14, 223-235. https://doi.org/10.1023/A:1026570823692
Schultz, B., Thatte, C. D. & Labhsetwar, V. K. (2005). Irrigation and drainage. Main contributors to global food production. Irrigation and Drainage, 54 (3), 263-278. https://doi.org/10.1002/ird.170
Castellano, M. J., Archontoulis, S. V., Helmers, M. J., Poffenbarger, H. J. & Six, J. (2019). Sustainable intensification of agricultural drainage. Nature Sustainability, 2, 914-921. https://doi.org/10.1038/s41893-019-0393-0
Kozishkurt, S. М. & Turcheniuk, V. О. (2019). Methodological and environmental aspects of agricultural cultures water regimes calculation improvement. Bulletin of the National University of Water and Environmental Engineering. Technical Sciences, 3 (87), 19-27. - (in Ukrainian). https://doi.org/10.31713/vt320192.
Oleynik, A. Ya. & Polyakov, V. L. (1987). Drenazh pereuvlazhnennyih zemel. Kyiv: Naukova dumka, 279. - (in Russian).
Oleynik, A. Ya. (1981). Geogidrodinamika drenazha. Kyiv: Naukova dumka, 284. - (in Russian).
Kravchuk A., Kochetov G., Kravchuk O. (2020). Improving the calculation of collecting perforated pipelines for water treatment structures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 6, No.10 (108), 23-28. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.216366.
Oyarce, P., Gurovich, L. & Guarte, V. (2017). Experimental Evaluation of Agricultural Drains. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 143 (4), 143(4):04016082. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001134.
Kravchuk, A., Kochetov, G. & Kravchuk, O. (2020). Pipelines designing for steady water collection along the path. Problems of Water supply, Sewerage and Hydraulics, 33, 34-40. - (in Ukrainian). https://doi.org/10.32347/2524-0021.2020.33.34-40.
Cherniuk, V. V., Ivaniv, V. V., & Tsenyuh, M. B. (2019). Dependence of nonuniformity of water inflow into pressure pipeline-collector on the angle of inflowing jets. Scientific Bulle-tin of UNFU, 29 (9), 116-120. - (in Ukrainian). https://doi.org/10.36930/40290920.
Kravchuk, O. A. (2021). Particularities of hydraulic calculation of collecting pressure drainage pipelines. Bulletin of Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture, 83, 130-138. https://doi.org/10.31650/2415-377X-2021-83-130-138.
Kravchuk, А., Kravchuk, О., Lomako, А. & Kravchuk, О. (2022). Variation of the collective drainage pipelines parameters when passing the transit flow. Problems of Water supply, Sewerage and Hydraulics, 41, 52-58. - (in Ukrainian). https://doi.org/10.32347/2524-0021.2022.41.52-58.
Kravchuk, A., Cherniuk, V., Kravchuk, O. & Airapetian, T. (2022). Assessing the value of the hydraulic friction factor in pipelines working with a flow connection along the path. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 5, 7 (119), 61-67. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265670.
Dvayt, G. B. (1977). Tablitsyi integralov i drugie matematicheskie formulyi, Perevod s angliyskogo N. V. Levi pod redaktsiey K.A. Semendyaeva. Moscow, Nauka, 228. - (in Russian).
Kravchuk, A. M., & Kravchuk, O. A. (2022). The slope influence on calculated parameters of collecting drainage pipelines. Modern construction and architecture, 2, 88-96. - (in Ukrainian). http://visnyk-odaba.org.ua/2022-02/2-10.pdf.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Andriy Kravchuk, Oleksandr Kravchuk, Veronika Barladina, Vladislav Perebyinis
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Право авторства належить авторам статей. Невиключні права на першу публікацію матеріалів статті автори передають редакції журналу «Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини» на умовах угоди з авторами згідно ліцензії Creative Commons CC BY 4.0. При цьому авторри мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Запозичення матеріалів повністю або частково можливе з посиланням на вихідні дані журналу з обов'язковою вказівкою правовласника та імен авторів статей. При створенні на основі опублікованих у журналі статей нових матеріалів, цитуванні або перекладі фрагментів статей з метою їхнього цитування необхідно посилатися на першоджерела з дотриманням правил цитування.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- автори зберігають за собою авторські права на роботу та передають журналу право першої публікації разом із роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати цю роботу з обов'язковим зазначенням авторства цієї роботи та посиланням на оригінальну публікацію у цьому журналі.
- автори зберігають за собою право укладати окремі додаткові контрактні угоди на неексклюзивне розповсюдження версії роботи, опублікованої в цьому журналі (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
- авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховищі або на їхньому персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даним журналом, оскільки це може призвести до продуктивного обговорення, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивися The Effect of Open Access).
Дозвіл на повторне використання визначається наступною користувальницькою ліцензією:
- Creative Commons Attribution (CC BY 4.0): дає можливість іншим поширювати і копіювати статтю, створювати уривки, реферати та інші виправлені версії, адаптації або похідні роботи зі статті (наприклад, переклад) для включення в колективну роботу (наприклад, монографію), для пошуку тексту або даних в статті, навіть в комерційних цілях, за умови, що вони вказують автора (ів), не змінюють статтю в такий спосіб, щоб завдати шкоди честі або репутації автора.
