77
Боковые оттоки бывают сосредоточенными или распределенными. В
качестве
сосредоточенных оттоков рассматриваются боковые водовыпускные сооружения, а
распределенных оттоков - потери на фильтрацию и испарение.
Боковые оттоки задаются следующим образом
)
(
)
(
)
,
(
)
,
(
)
,
(
1
n
N
n
а
n
i
f
a
x
h
q
h
x
q
h
x
q
h
x
q
, (1.3)
Рис 1.1. Схема подводящего канала к НС-1 каскада Каршинского магистрального
канал.
где
q
f
(x, h), q
f
(x, h) –
интенсивности потерь на фильтрации и испарение,
q
n
(h
а
) –
расход воды
n
-ного бокового водовыпуска
,
δ(x-a
n
) –
дельта-функция,
характеризующая место расположение отвода водопотребителей по длине участка
канала,
a
n
– расстояния до
n
-ного бокового водовыпуска.
В качестве начальных условий задаются расход и уровень воды на конце участка
канала
Q(l)=Q
k,
h(l) = h
k
.
(1.4)
где Q
k,
h
k
–
расход и уровень воды в конце участка канала.
В
створе участка канала, где расположены боковые водовыпуски, задаются
соответствующие ограничения на уровни воды, которые обеспечивают заданные
расходы следующим образом
h(a
n
) ≥ h
*аn
,
n = 1,…,N,
(1.5)
где
h
*аn
- значение уровня необходимое для подачи расхода воды на водовыпуск; N
– количество водовыпусков.
Провели расчет кривой свободной поверхности
неравномерного движения
водного потока на открытых руслах с боковыми оттоками и притоками, основанных
на интегрировании дифференциального уравнения неравномерного движения воды
с помощью конечноразностного метода и метода квазилинеаризации для
аппроксимации нелинейных зависимостей.
Учитывая, что функции
P(x, h)
и
ω(x, h)
являются функциями переменных х и h,
уравнение (1.2) можно записать так [4,5,6]
F
K
Q
Q
dx
dz
g
dx
d
Q
dQ
Q
dx
dh
h
P
x
P
2
0
2
2
2
,
(1.6)
После несложных алгебраических преобразований и, учитывая (1.2), получим
следующее
уравнение
78
F
K
Q
Q
dx
dz
g
dx
dh
h
x
Q
Qq
dx
dh
h
P
x
P
2
0
2
2
2
.
(1.7)
После несложных преобразований окончательно имеем
x
Q
Qq
x
P
F
K
Q
Q
dx
dz
g
h
Q
h
P
dx
dh
2
2
2
0
2
2
2
.
(1.8)
Предположим, что заданы русло канала, расход Q, глубина воды hn,
например, в
конце канала в сечении (
N-N
) и гидравлические параметры участка канала.
Начальные условия для уравнений определяется на основе решение уравнений
(1.7) при условиях (1.3) – (1.5). Это задача тоже решается алгоритмически, определяя
режимы с разными значениями уровня воды на конце участка канала при известных
значениях расходов воды на конце и боковых водопотребителей, рассчитываем
кривые свободной поверхности водного потока для
соответствующих значений
уровней.
Граничные условия записываются следующим образом
1
,
)
(
)
,
(
)
,
(
)
(
)
,
0
(
1
1
1
,
i
t
Q
t
l
Q
t
l
Q
t
z
t
z
нс
i
i
i
i
i
a
.
(1.9)
где
z
а
(t)
– изменение отметки уровня воды в р. Амударья;
В качестве боковых водозаборов подводящего канала к НС-1 рассматриваются
расходы воды в канале Сурхи и другие водозаборы, всего на расход 10,7м
3
/с.
Заключение.
Разработаны математические модели
оптимального управления
подводящего канала к НС-1 и каналов между НС каскада КМК, учитывающие
современные их параметры и режимы эксплуатации этих каналов, а
также
математические модели оптимального управления современных режимов работы
НС каскада КМК, учитывающие необходимые параметры объектов и оборудования
НС.
