РОЗДІЛ 2
ОБ’ЄКТИ, УМОВИ ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Обґрунтування, задачі і програма досліджень
За розглянутими теоретичними передумовами з вирішення поставленого у
дисертаційній роботі завдання існує потреба у всебічному розгляді впливу
автоматичних гідравлічних регуляторів на процеси водорегулювання реального
об’єкта з визначенням їх параметрів при відповідних режимах роботи.
Через необхідність реалізації різних технологій водорегулювання (осушення,
попереджувальне і зволожувальне шлюзування), та у зв’язку з недостатньою
ефективністю ручного режиму (див. розд. 1.2), виникла потреба у застосуванні
автоматизованого водорегулювання. Вирішення окресленого завдання можливе тільки
шляхом розробки сучасних гідравлічних регуляторів з відповідною перевіркою їх
роботи у лабораторних та виробничо-польових умовах. При цьому реальні умови
об’єкта досліджень необхідно розглядати у вигляді схематизованих природно
меліоративних умов щодо сукупностей розрахункових метеорологічних режимів,
ґрунтів, технологій водорегулювання і сільськогосподарських культур [138].
У сучасних умовах здійснювати повномасштабні польові і лабораторні дослідження
є складною задачею, адже їх виконання потребує значних витрат засобів і часу.
Тому з метою більш детального вивчення впливу засобів гідравлічної
автоматизації на технології водорегулювання пропонується використовувати
машинний експеримент на ЕОМ, який на відміну від короткотривалих лабораторних
та польових досліджень, дає змогу спрогнозувати поведінку досліджуваного
об’єкта ураховуючи мінливість метеофакторів та інших показників у часі.
Успішне дослідження процесів водорегулювання і управління ними на ОЗС можливе
лише на основі математичного моделювання, суть якого полягає у імітації
поведінки реального об’єкта, тобто спрощеного схематичного і математичного
відтворення принципів його функціонування. Математичне моделювання дає змогу
узагальнити результати досліджень, а також отримувати нові дані. За допомогою
сучасних інформаційних технологій та їхньої реалізації на ЕОМ є можливість
імітувати поведінку осушувально-зволожувальної мережі у взаємодії із
гідравлічними автоматичними регуляторами, визначати раціональні параметри
регулюючих пристроїв і споруд. Моделі дають змогу розглядати безліч варіантів
взаємодії, вивчати вплив різних технологій на ефективність водорегулювання, а
також здійснювати такі експерименти на основі використання ЕОМ, які неможливо
реалізувати в польових або лабораторних умовах або виконання, яких потребує
значних матеріальних затрат і часу.
Розгляд ґрунтової товщі, як єдиної системи у якій відбуваються процеси
регулювання РҐВ, дає змогу визначати параметри регулювання враховуючи
особливість дренажу та сільськогосподарських культур, а це можливо лише з
використанням сучасних методів розрахунку динаміки РҐВ. Усе це дозволяє
враховувати особливість кожного меліоративного об’єкта з конкретними умовами
вирощуваних сільськогосподарських культур і більш ефективно використовувати
наявні ресурси.
В кінцевому підсумку, такий підхід дає змогу одержувати високі врожаї,
підвищувати родючість ґрунту з урахуванням вимог охорони навколишнього
середовища, покращувати організацію праці і більше того здійснювати виконання
основних етапів всього технологічного процесу.
Основним завданням досліджень у даній роботі було удосконалення процесів
водорегулювання на ОЗС шляхом розроблення більш досконалих засобів гідравлічної
автоматизації та наукове обґрунтування їх конструктивних параметрів, для
подальшого використання при проектуванні, модернізації, реконструкції і
експлуатації меліоративних систем.
Програмою досліджень передбачалося таке:
- дослідження впливу засобів автоматизації на ефективність технологій
водорегулювання ОЗС (осушення, попереджувальне і зволожувальне шлюзування);
- розробка уніфікованих конструкцій автоматичних гідравлічних регуляторів для
використання на закритих і відкритих регулюючих мережах ОЗС, та методи
розрахунку їх конструктивних елементів;
- лабораторні та виробничо-польові дослідження процесів, що відбуваються при
регулюванні РҐВ засобами гідравлічної автоматизації в автоматизованому і
ручному режимах управління при реалізації різних технологій водорегулювання
осушуваних земель;
- удосконалення методу розрахунку зміни напору в дренажній мережі для
регулювання РҐВ при різних режимах водорегулювання з урахуванням багатошарової
структури ґрунтів, фільтраційних властивостей дренажу та вирощуваних
сільськогосподарських культур;
- розробка математичної моделі взаємодії гідравлічних засобів автоматизації із
регульованою мережею;
- комплексна оцінка за машинним експериментом на ЕОМ ефективності застосування
засобів гідравлічної автоматизації і техніко-економічне обґрунтування
удосконалення процесів водорегулювання.
Для наукового обґрунтування впливу гідрорегуляторів на ефективність
водорегулювання та визначення їх оптимальних параметрів були сплановані
комплексні дослідження, у які входять лабораторний, польовий та машинний
експерименти [82].
Лабораторні дослідження мали за мету перевірити принципи, на основі яких
створювалися гідравлічні регулятори, оцінити точність та якість водорегулювання
розробленими засобами та визначити їх дієздатність при відпрацюванні
відповідних способів та режимів водорегулювання. За цими дослідженнями
встановлюється характер зв’язку між коефіцієнтом витрати m, площею поперечного
перерізу потоку w при визначенні витрати води Q, яка проходить через запірні
органи розроблених гідрорегуляторів, для визначення максимальної та мінім
- Київ+380960830922