Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)

8. szám - Dr. Varga István–Hidvégi János: A vízszintszabályozás stabilitásvizsgálata nyíltfelszínű csatornákban

Dr. Varga I.—Hídvégi J. : A vízszintszabályozás Hidrológiai Közlöny 11)79. S. sz. 363 HccJie/ioBaHHe CTÍIÖHJIMIOCTH peryjinpoBannn ypOBHn BOAbi B OTKpbiTbix KaHajiax J.1-p Bapea, M.—Xudeeau, fl. YNPAßJIEHHE ypoBHHMH BOÁM B OTKpbiTbix KaHajiax jiBjijjercH Ba>KHbiM REXHOJIORHIECKHM 3BenoM ACY BOA­Horo X03HHCTBa. Ha ÖOJJbLUHHCTBe 3THX KaH3JT0B OCHOB­Hoe TexHHKO-aKOHOMHqecKoe TpeőoBaHHe — noAAep>i<H­BAHHE ypoBHa BOAH B 3AFLAHHBIX npeaejiax, BBITEKAIOINNX H3 ycJioBHÍi SKCnjiyaTauHH. TaKOMy ycJioBino MO>KHO yüOBJieTBopuTb T. H.-M peryjiwpoBaHHeM 3aAaHHoro ropw­30HTa. B paßoTe npeacTaBjieH cnocoö HCCJieAOBaHiia npoÖJieiw CTaÖHJibHOCTH npH CHCTeMe peryjinpoBaHHH ypoBHea BOABI B HenocpeacTBeHHOM pe>KHMe. Ha ocnoBe npHHUHnOB TeXHHKH CHCTeM CTaHOBHTCH B03M0>KHbIM OflHOBpeMeHHO yMHTbiBaTb napaMeTpbi aaHHbix yqacTKOB KaHaJioB H peryjiHpyiomHx ycTpoßcTB. K HCCJIEAOBAHHIO BonpocoB CTAÖHJIBHOCTH cHaiajia B onepaTopnoM AOKJiaAe ŐMJIH npoaHaJiH3npoBaHbi curHajio­nepeaaiomHe cBoíícTBa sjieMeHTOB cHCTeMbi, 3aperyjinpo­BaHHoro ywacTKa KaHajia H caiworo peryjiHTopa. .QJIH onHcaHHH peryjiHpoBaHHoro ynacTKa KaHajia, HCXOflH H3 TeOpHH BOJIH MaJIblX aMnJIHTyA H3MH npHMe­HeHa jiHHeapH3auHH BAOJIB paßotero ßepera (CM. CHCTEMY ypyBHeHHií 2.2). npii onHcaHHH peryjiHTopa ypoBHH yMTeHbi nporiopuHOHaJibHbiH, pejieflnbiH H HHTerpauHOH­Hbiii THnbi ([7.2] h [3.3]). J3JIH peryjiHTopoB BOAM onpeAe­jieHbi nepeaaTOMHbie H qacTOTHbie (JiyHKUHH BO3MO>KHOH ABYCTOPOHHEÖ oőpaTHotí RHAPABJTHQECKOTT CBH3H (COOTHO­uieHHH 2.12 H 2.13, Taöji. I.). B KAWECTBE OCHOBW AJIH BBINOJIHEHHH NCCJIEAOBANHH cTaöHJibHocTH iiaMH ripHHHTa nepeAaTOMHan (JiyHKmiH HCKOMOTO H3MCHCHHH pacxoaa peryjiHiomero coopywe­HHH. OnpeaeJieHbi COOTHOUICHHH MacTOTHO-xapaKTepncTH­MecKoii KPHBOH CHCTCMbi peryjinpoBaHHH AJIH CJIYHAEB YNPAB^EHHÍI BepxHHM H HHWCHHM 6BC<}>AMH ([3.7] H [3.8]). OUCHKH CTaßHJlbHOCTH IipHMCHCH KpHTepiIH HaítK­BHCTa. fljia öojiee AocroBepHoro oniicaiitiH ACHCTBiiTejibiibix peryjmTopoB npnnHTbi BO BiiHManne: ABa BHA3 neJiHiicii­HOCTH, Tpemie H CTyneHH, orpammennaH cymnocTb pac­xoAa cßpoca. npiiMenenbi T. H. oimcaTejibiibie (|)yiiKumi (3.9). fljm paciéra KOMiiJieKCHbix KOopAHiiar HacTonio­XapaKTCpHCTII'ICCKOii KpHBOH CKOHCTpyiipOBaiia MaillMll­iiaH nporpaMMa Ha 3BM 3MT 666. PIpiiMCHCHHe MeTOAa n0Ka3aH0 na npuMcpc HCCJICAO­Ba HUH CTaßHJlbHOCTH peryjinpoBaiiHA ypoBiicíí pa3HWMii cnocoGaMM na Kanajie iipoiiycKHoii cnocoßnocTbio ii H)M : ,/ceK (pp. 7. H. 8.). Pa3pa6oranHbiH criocofi MOWIIO npHMe&HTB AJIH HCCJIC­AOBaHHH npoßjieM CTaÖHJibHOCTH pei yjiiipoBanim na Kana­jiax, 3KcnjiyaTnpyeivibix KaK B BepxHeií Tan H B HIOKHCH Bapnanrax. Cnocoö ynHTUBacT BaMíneíiiiiHe jiHiiciíiibie ii iicjiHiieHHbie cBoíícTBa pery^HTopa, iiapaMerpbi 3aperyjiH­pOBaHHblX H CMOKHblX yMaCTKOB KanaJIOB, BJlHHHHe HCCX pec[)jieKCHomiwx BO^H, KOTopwe B03HHKaior Ha KaHajiax. MCTOA npwvieHHM Ha Bcex KaHajiax c saperyjinpoBan­HbiM pe>KHMOM, PAe ynpaBJieHHe ypoBHHMH ocymecrB^ji­CTCH aBTOMaTHwecKH (nenocpeACTBeHHO). HeCJ10>KHbIMH OliepaUHHMH MO>KHO ei'0 npMCIIOCOÖHTb TaKttce ii K cjiyiasiM nocpeA CTBeHiioro aBTOMaTHwecKOi o ynpaBJieHHH, nenocpeACTBCnnoro pyiHoro ynpaBJienHH H T. n. Stabilitätsuntersuchungen der Wasserspiegelregulierung in Kanälen mil Freiwasserspiegel Dr. Varga, I.—Hídvégi, J. Die Wasserlenkuug der Freispiegelkanäle ist ein durch cine Serie von Lenkungsoperationen beeinflusster wich­tiger technologischer Prozess der Wasserwirtschaft. Bei der entscheidenden Mehrzahl dieser Kanäle ist die Stabilisierung des Wasserspiegels innerhalb des Be­triebsbereiches ein grundlegendes technisch-wirtschaft­liches Erfordernis. Dieses Erfordernis kann durch Regu­lierung des Kanalwasserspiegels mit dem Charakter eines konstanten Wertes verwirklicht werden. Der Zweck der Abhandlung ist, dass für die Unter­suchung des Stabilitäts-Problems der Wasserspiegelre­gulierung mit unmittelbarem System ein Verfahren bekanntgemacht werde, das auf systematische Prinzi­pien fussend, die gleichzeitige Berücksichtigung der Parameter der regulierten Kanalstrecken und der Re­gulierungseinrichtungen ermöglicht. Zur Stabilitätsuntersuchung haben wir zuerst die Zeicheniibertragungs-Eigenschaften der regulierten Ka­nalstrecke und der Wasserspiegelregulierungseinrich­tung in der Operator-Abhandlung charakterisiert. Bei der Charakterisierung der regulierten Kanal­strecke haben wir aufgrund der Theorie der Wellen mit kleiner Amplitude eine Linearisierung am Arbeitsufer angewendet. [Gleichungssystem (2.2)]. Bei der Charakterisierung des Wasserspiegelreglers, haben wir eine proportionale Totzeitspeicherung (PHT) und Regler von integrierenden Charakter mit Totzeit (3.2 und 3.3) berücksichtigt. Bei den Wasserreglern ha­ben wir die Übertragungs und Frequenzfunktionen der beiderseitig möglichen hydraulischen Rückschaltung bestimmt. (Beziehungen 2.12 und 2.13 und Tabelle 1.) Für die Stabilitätsuntersuchung haben wir die mit Berücksichtigung der hydraulischen Riickschaltungen beschriebenen Übertragungsfunktionen der resultieren­den Abflussveränderungen als grundlegend betrachtet. Wir haben den Zusammenhang der Frequenzkennlinio des Regulierungssystems für den Fall der Oberwasser­und Unterwasserregulierung festgesetzt (3.7 und 3.8). Zur Auswertung des Stabilitätsthemas haben haben wir das Nydquist Krietrium angewendet. Im Interesse der verlässlicheren Charakterisierung der effektiven Regler haben wir zweierlei Nichtlineari­täton, die Reibungen und die Staffelung als auch die beschränkte Wasserförderungskapazität mit Hilfe der sogenannten Boschreibungsfunktionen berücksichtigt (3.9). Für die Berechnung der komplettem Koordinaten der Frequenzkennlinien haben wir ein Rechner-Programm angefertigt undzwar für den Rechner Typ EMG 666. Die Anwendung dos Verfahrens. Die Anwendung dieses Vorfahren haben wir mit der Stabilisationsuntersuchung einer auf verschiedene Arten vorgenommenen Wasser­spiegelregulierung eines Kanals mit 10 m 3/s nomineller Wassorfördonmgskapazität veranschaulicht (Abbildun­gen 7 und 8). Das ausgearbeitete Verfahren ist für die Untersuchung dos Problems der Regelungsstabilitäl an Kanälen mit unterem oder oberem Steuerungssystem geeignet. Das Verfahren berücksichtigt die lineare und mehrere nicht­linearen Eigenschaften dos Wasserspiegel regfers, die Parameter der regulierten und anschliessenden Kanal­strecken, als auch die Wirkungen sämtlicher in den Kanälen entstehenden Refloxionswellen. Dieses Verfahren kan an allen Kanälen mit regulier­tem Wasserspiegel (Binnenwasser-, Sicker-, Bewässe­rungs- und Betriebswasserkanälen angewendet) werden, wo die Wasserspiegelregulierung automatisch auf direk­ter Art vor sich geht. Das Verfahren kann mit einfachen Mitteln auch für den Fall der Stützregulierung mit automatischem, in­direkten System, mit handbetätigtem direkten System und mit direk-System weiterentwickelt werden.

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