Методика экспериментальных исследований прочностных и деформационных свойств бетонов с учетом влияния сухого и жаркого климата icon

Методика экспериментальных исследований прочностных и деформационных свойств бетонов с учетом влияния сухого и жаркого климата


Смотрите также:
Методика и условия проводимых экспериментальных исследований Описание и характеристика...
Бетонные композиты на основе техногенного сырья для условий сухого жаркого климата...
Рабочая программа учебной дисциплины "экспериментальные исследования свойств веществ" Цикл...
Рабочая программа По дисциплине «Методы и средства экспериментальных исследова ний» По...
Методика экспериментальных исследований > Результаты проведенных исследований Заключение Список...
Отчет о научно-исследовательской работе...
Рабочая программа дисциплины "Автоматизация экспериментальных радиофизических исследований"...
Устройство деформационных швов на кровле...
Медиа-проект для российских журналистов На пути в Копенгаген: освещая проблему изменения климата...
Горные и строительно- дорожные машины. Транспорт. Строительство...
Методическая система формирования обобщенных методов проведения физических экспериментальных...
Автор: доц. Педиков А. В. Бетоны Вопросы: Виды бетонов, классы и марки бетонов...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4   5   6   7
скачать







ÒÅÕÍÈÊÀËÛ² ±ÛËÛÌÄÀÐ



ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÍÀÓÊÈ







УДК. 624.012



МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ БЕТОНОВ

С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ СУХОГО И ЖАРКОГО КЛИМАТА

Докт.техн.наук, проф. Д.М.Сахи


А.К.Аргымбаев


Исследованию влияния температурно-влажностных изменений на физико-механические свойства бетонов, посвящены множество работ разных поколений исследователей. Разработаны различные методики экспериментальных исследований данного вопроса.

^ В данной работе приводится краткое описание методики проведения экспериментов, включая все подготовительные этапы, приводятся результаты их сравнение и анализ.


Климатические условия на значительных территориях южного региона Казахстана (Кзылординского, Жамбылского и Южно-Казахстанского областей), соответствуют параметрам сухого и жаркого климата, особенности такого климата выполняются на протяжении более половины астрономического года.

Структурообразование бетона в условиях сухого и жаркого климата проходит при повышенной температуре среды и бетона, а также в состоянии значительной разности между его начальной и гигроскопической влажностью. Повышение температуры и увеличение скорости гидратации цемента одновременно приводит к удалению из материала части воды физико-химической связи, что отрицательно действует на последующие процессы гидратации и твердения. Кроме того, в структуре бетона в вследствие возникновения опасных напряжений на контактах кристаллических сростков и компонентов бетона развиваются микро (макро) дефекты.

Особенности сухого и жаркого климата определены следующим образом, было принято, что сухой и жаркий период начинается при дневных температурах выше 300 С и относительной влажности воздуха ниже 50% не менее 4 часов в сутки. Эти климатические условия оказывают весьма существенное влияние, как на свойства, так и на все технологические процессы бетона.

Экспериментальные исследования посвящены изучению однородного одноосного деформирования и условно делятся на кратковременные и длительные. Испытания на осевое сжатие образцов, проводились на образцах 10х10х40 см и 7х7х30 см из бетона разного возраста.

Исследования проводились на следующих видах бетона: тяжелом цементом с весовым составом 1:2:2; 1:2:4 и мелкозернистом бетоне. Выбор данных бетонов объясняется следующими соображениями:

- проведение экспериментальных исследований, углубление физических представлений о прочности и развитии деформации бетонов различных видов с учетом влияния особенностей климатических условий с юга Казахстана;

- попытка выявить закономерности и общие методы оценки развития деформации бетонов различных видов, с учетом сухого и жаркого климата юга Казахстана;

Для получения тяжелых цементных бетонов и мелкозернистого бетона использовались следующие материалы. В качестве крупного заполнителя применен гранитный щебень фракции 5-10 мм. Щебень просушивался до постоянного веса, после чего просеивали через сито с разделением на реакции 5-10 мм и 10-20 мм. Соотношение расхода заполнителя фракции 5-10 мм и 10-20 мм гранитного щебня составило 96,2:3,8 %. Мелким заполнителем служил кварцевый песок с модулем крупности Мкр=1,88 и засыпной плотностью в сухом состоянии 1525 кг/м 53 0. В качестве вяжущего использовали портландцемент Шымкентского цементного завода марки 400, активностью 43,4 МПа.

Бетонные смеси приготавливались в бетономешалке принудительного действия емкостью 50 л., материалы дозировали по массе, сначала перемешивали в сухом состоянии в течение 1...1,5 минут, а затем после добавления воды еще в течение 7...8 минут, после чего сразу же определяли подвижность бетонной смеси.

Призмы формовались в горизонтальном положении в металлических формах, заполняя их бетонной смесью в два слоя. Каждый, из которых уплотнялся в начале штыкованием металлическим стержнем, а затем вибрированием на стандартной лабораторной виброплощадке до выделения цементного молока на поверхности бетонной смеси.

Целью этих испытании являлось определение основных прочностных, деформационных и структурных характеристик с выявлением закономерностей их изменения в процессе "старения" бетона. Кроме этого перед проведением длительных испытании определяли Rв и Eв на образцах соответствующего размера с целью назначения уровня нагружения. Эти испытания можно разделить на два вида. Испытания первого вида проводились на призмах 7х7х30 см, которые нагружали до уровней напряжении, не превышающих относительную величину длительной прочности бетона bl. Для выявления изменения прочностных и деформационных свойств эти образцы выдерживались до затухания деформации ползучести.

Испытания второго вида включали в себя загружения до уровня напряжения, превышающие относительный предел длительной прочности. Выдерживания под нагрузкой продолжали до разрушения образца, либо до затухания деформации ползучести в случае, если уровень нагружения оказывался не превышающим bl . В результате этих испытании выявился характер роста деформации ползучести при высоких напряжениях и были получены данные о длительном сопротивлении исследуемых бетонов. Это позволило экспериментально определить величину длительной прочности бетонов Rbl.

Центрирование образцов производилось путем пробных нагружений до 0.2 Pmax вследствие чего, продольные деформации не отличались на +5%. Продольные и поперечные деформации призм измерялись с помощью тензорезисторов с базой 50 мм, которые наклеивали в центральной части каждой грани (2-в продольном, и 3-в поперечном направлении). Измерение продольных деформации, а также частично поперечных деформации дублировали при помощи индикаторов часового типа с ценой деления 0.1 мм, база измерения продольных и равнялась ширине грани, при измерении поперечных деформации.

Продольные поперечные деформации бетонных призм измерялись с помощью индикаторов, так как посредством тензодатчиков возможно измерение деформации только до 4%. При больших деформациях наблюдается выход их из строя. По данным о продольных и поперечных деформациях были определены Eь, , R осrc, Rоcrc.

Кратковременные испытания проводились на гидравлических прессах. Причем вид пресса выбирали в зависимости от величины предельной разрушающей нагрузки. Призмы из бетонов испытывали на гидравлическом прессе П-150.

Учитывая длительный характер эксперимента и связанные с этим изменения прочностных и деформативных свойств бетона во времени, образцы испытывали в возрасте более семи месяцев, когда прочностные и деформативные показатели бетона практически стабилизируются.

Длительные испытания на осевое сжатие проводились на бетоне "старого" возраста, когда процессы структурообразования практически завершились.

Испытания на длительное осевое сжатие производились на пружинных установках мощностью до 30 тн. Нагрузку создавали насосной станцией с гидравлическим домкратом с предельным усилием 25 тн. Нагрузку на призмы передавали через шарниры. Во избежание их раскалывающего действия по торцам призмы устанавливали металлические оголовники толщиной 50 мм.

Перед нагружением образцов производили тарировку установок, в результате чего были построены графики, позволяющие в дальнейшем контролировать нагрузку в процессе нагружения образцов по манометру. Величину уровня нагружения также контролировали по величинам средних значений деформации при значении деформации при кратковременных испытаниях, что обеспечивало необходимую точность.

Образцы 10х10х40 см устанавливали на длительное осевое сжатие в пружинных установках мощностью 40 тн.

Это особенно необходимо при постановке образцов на высокие уровни напряжения, так как при этом цена деления манометра перестает удовлетворять требуемой точности (например, при уровнях  =0,87;  =0,88 и т.д.)

Загружение до требуемого уровня при установке призм на длительную нагрузку производилось ступенями по 0,1 Rв с выдержкой на ступени 3 - 4 мин. В ходе испытании с помощью индикаторов производили измерение продольных и поперечных деформации.

Результаты испытания показывают, что границы микротрещинообразования находится у тяжелых бетонов твердевших в условиях сухого и жаркого климата несколько выше, чем у тяжелых бетонов твердевших в нормальных лабораторных условиях.

При кратковременных испытаниях определены основные прочностные характеристики бетонов: кубиковая R и призменная Rb прочность.

Характер нарастания во времени прочности бетонов показывает следующее. Для состава по весу 1:2:2 характерно существенно нарастание призменной прочности Rb до t=280 сут. Затем в условиях воздушно-сухого хранения бетона наблюдается замедление нарастания прочности. В возрасте 500 сут. был отмечен даже незначительный спад прочности бетона, тогда как кубиковая прочность R понижается t=280 сут., в дальнейшем стабилизируется. 

Характерно повышение кубиковой прочности R до t=450 сут. с дальнейшим спадом для состава по весу 1:2:4. Призменная прочность Rb несущественно понижается, в следующем к t=500 сут. понижение прочности практически прекращается. Спад прочности бетона объясняет значительными собственными напряжениями, возникающими в твердеющем цементном камне и суммирующимися с напряжениями от внешней нагрузки.

Призмы состава 1:2:2 разрушались с образованием мелких трещин. Магистральные трещины проходят по диагонали граней. При разрушении призмы распадаются на 2-3 части. Трещины проходят в основном вдоль границ заполнителя с матрицей.

Характерно нарастание призменной прочности мелкозернистого бетона до V=280 сут. В дальнейшем рост прочности прекращается. Кубковая прочность мелкозернистого бетона во времени не изменялась и равнялась прочности, соответствующей возрасту 28 сут.

Литература





  1. В.И.Пунагин Технология бетона в условиях сухого и жаркого климата // Ташкент: Фан. 1977. – С.5-10.

  2. Рекомендации по проектированию бетонных и железобетонных конструкций для жаркого климата // НИИЖБ Гостроя СССР 1988.

  3. Семенов А.И., Аржановский С.И. Влияние длительного обжатия на его длительные прочностные и деформативные свойства // Бетон и железобетон, 1972. - №12. - С. 12-13.

  4. Мельниченко О.В. Экспериментальное исследование длительной прочности тяжелых высокопрочных бетонов при сжатии. - Дис… канд. техн. наук. - Киев, 1977. - 184 л.
^

Таразский Государственный университет им. М.Х.Дулати, Каратау




ÛÑÒÛ² Æ°ÍÅ ²µÐ±À² ÊËÈÌÀÒÒÛ³ °ÑÅÐIÍ ÅÑÊÅÐÅ ÎÒÛÐÛÏ ÁÅÒÎÍÍÛ³ ÁÅÐIÊÒIËIÊ Æ°ÍÅ ÄÅÔÎÐÌÀÖÈßËÛ² ²ÀÑÈÅÒÒÅÐIÍ ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÒI ÇÅÐÒÒÅÓ °ÄIÑÒÅÌÅÑI


Òåõí.¹ûë.äîêò., ïðîô. Ä.Ì.Ñàõû

À.².Àð¹ûìáàåâ


Òåìïåðàòóðàëûº æ¸íå ûë¹àëäûº ¼çãåðiñòåðiíi» áåòîííû» ôèçèêà-ìåõàíèêàëûº ºàñèåòòåðiíå ¸ñåðií çåðòòåóãå ê¼ïòåãåí æ½ìûñòàð àðíàë¹àí. Îñû ì¸ñåëå áîéûíøà, áið ºàòàð ýêñïåðèìåíòi çåðòòåó ¸äiñòåìåëåð æàñàëûí¹àí.

Îñû ¸äiñòåìåíi» äàéûíäûº æ¸íå ýêñïåðèìåíòòåðäi æ¾ðãiçó ò¸ñiëäåðiíi» ºûñºàøà ñèïàòòàìàñû áåðiëiï, îëàðäàí àëûíàòûí í¸òèæåëåð í½ñºàñû òàëäàí¹àí.


УДК 631.432.32


^ ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ПРОМЫВОК НА ИНТЕНСИВНОСТЬ

РАССОЛЕНИЯ И РАССОЛОНЦЕВАНИЯ ЧЕРНОЗЕМОВ


Докт.с-х.наук А.А.Джумабеков

Канд.с-х.наук Р.К.Бекбаев


В статье приведены результаты промывки засоленных черноземов с различными режимами промывок. Режим промывок предопределяет динамику солеотдачи почв и скорость протекания ионообменной сорбции.


Процессы солепереноса в мелиорируемой толще почв протекают под воздействием нисходящих или восходящих токов почвенной влаги. При этом количество растворимых и переносимых веществ в движущейся влаге предопределяется со скоростью движения воды /1,2/. Следовательно, знание закономерности формирования движения воды в мелиорируемой толще позволяет управлять процессами рассоления и рассолонцевания почв. Поэтому при постановке экспериментальных исследований основное внимание уделялось установлению количественных показателей динамики солеотдачи почв в зависимости от скорости потока инфильтрационных вод.

Для достижения поставленной цели осуществлена промывка черноземов с различными режимами промывок /3/. Результаты экспериментальных исследований по установлению эффективности режима промывок показали, что изменение размеров разовых промывных норм, при стабильности водоподачи во времени предопределяет динамику скорости движения воды в мелиорируемой толще почв и время появления начальных фильтратов ниже расчетного слоя. Максимальная продолжительность времени между началом промывок и появлением фильтрата отмечена при разовой промывной норме 250 м3/га. В данном случае начальные фильтраты появились на 6...9 сутки после 7...8 тактов. При росте размеров разовых промывных норм и соответственно гидростатического напора на поверхности почв, сокращалась продолжительность между подачей первого такта и появлением начальных фильтратов. Минимальные значения данного показателя получены при промывке разовой промывной нормой 2000 м3/га через 8 суток. В данном варианте начальные фильтраты появились через 4...5 часов после затопления почв.

Анализ динамики инфильтрации воды в течение промывного периода показывает, что скорость потока инфильтрационных вод в ненасыщенной толще имеет затухающий колебательный вид. Амплитуда колебания зависит от размеров разовых промывных норм и их минимальные значения получены при промывке разовой промывной нормой 250 м3/га ежедневно, где в начальной стадии промывки составила 0,036 м/сут. С ростом размеров разовых промывных норм и соответственно гидростатического напора на поверхности почв, происходит повышение степени неустойчивости гидравлического процесса в мелиорируемой толще почв. Поэтому максимальная амплитуда колебания скорости движения воды - 0,30 м/сутки получена при промывке разовой промывной нормой 2000 м3/га через 8 суток. Установленные закономерности формирования амплитуды колебания инфильтрационных вод наблюдалась и на последующих стадиях промывки. Такая динамика движения воды в мелиорируемой толще почв, путем использования линейного уравнения второго порядка /3/, позволила получить их математическую модель:


Vt=Voexp(-Bt)|cos(ωt+Ф)| (1)


где Vt - скорость фильтрации промывных вод в ненасыщенной толще почв в любой момент промывки, м/сутки;

Vo - максимальная амплитуда колебания скорости фильтрации, м/сутки;

В - коэффициент затухания амплитуды скорости фильтрации, 1/сутки;

t - продолжительность инфильтрации промывных вод через мелиорируемую толщу, сутки;

ω - угловая частота, град/сутки;

Ф - начальная фаза амплитуды колебания скорости инфильтрации, град.


В уравнении (1) показатели косинуса имеют только положительные значения, т.к. вынос солей обеспечивается при колебательном движении воды, совершающиеся в одном направлении.

Для использования математической модели (I) в прогнозных расчетах, на основе экспериментальных данных, установили значения коэффициента затухания амплитуды колебания скорости инфильтрации (В) и начальной фазы амплитуды колебания (Ф). По этим параметрам можно количественно оценить степень неустойчивости гидравлического процесса в мелиорируемой толще почв. Из экспериментальных данных следует, что при увеличении размеров разовых промывных норм возрастает коэффициент (В) и их максимальное значение получено при промывке почв разовой промывной нормой 2000 м3/га (табл. I).

Начальная фаза амплитуды колебания скорости инфильтрации промывных вод, характеризует формирование степени неустойчивости гидравлического процесса при изменении режима промывок, т.к. она устанавливается отношением начальной скорости фильтрации промывных вод к ее максимальным значениям, которые соответствуют гидрогеологическим свойствам.


Таблица 1

^ Значения В и Ф при различных режимах промывок


Параметры

Един.

измер.

Размеры разовых промывных норм, м3/га

250

500

1000

2000

1

2

3

4

5

6

Ф

1/сут.

0,022

0,028

0,035

0,075

В

град.

84

80

69

61


Динамическая неустойчивость гидравлического процесса в ненасыщенной толще почвогрунтов в свою очередь предопределила различия в интенсивности солеотдачи почв, которая оценивалась минерализацией инфильтрационных вод. При этом, максимальная солеотдача почв отмечена при промывках разовой промывной нормой 250 м3/га ежедневно. В данном варианте, в начальной стадии промывки, минерализация инфильтрационных вод составила 32,45 г/л (табл. 2). С ростом размеров разовых промывных норм происходило снижение интенсивности солеотдачи почв и их минимальные значения получены в варианте, где промывка почв осуществлялась разовой промывной нормой 2000 м3/га через 8 суток.

Таблица 2

^ Минерализация инфильтрационных вод

на первых этапах промывок почв, г/л


Размеры

разовых промывных норм, м3/га

Межполивные

периоды, сут.

Показатели

плотный

остаток

хлор

натрий

250

1

32,45

11,22

5,61

500

2

30,97

10,85

5,49

1000

4

28,23

9,80

5,12

2000

8

25,41

8,62

5,00


Влияние режима промывок на интенсивность солеотдачи почв сохраняется и в последующих этапах промывки. При этом во всех вариантах характер изменения интенсивности солеотдачи почв имеет затухающий колебательный вид. Поэтому для описания динамики минерализации инфильтрационных вод использовали уравнение следующего вида:


(2)


где Cо - максимальная минерализация инфильтрационных водах (почвенный раствор), г/л;

С - минерализация инфильтрационных вод, г/л;

- коэффициент солеотдачи почв, 1/м;

- угловая частота колебания интенсивности солеотдачи почв, град/м;

Фс - начальная фаза колебания интенсивности солеотдачи почв, град;

Q - объем инфильтрационных вод, м.


Анализ изменения коэффициента при различных режимах промывок показал, что его значения уменьшаются при росте размеров разовых промывных норм (табл. 3).


^ Таблица 3

Динамика значения
, , Фс при различных режимах промывок


Размеры

разовых промывных норм, м3/га

Межполивные

периоды, сут.

Параметры





Фс

250

1

1,98

72

9

500

2

1,66

36

12

1000

4

1,56

18

16

2000

8

1,40

9

26


Установленная закономерность формирования интенсивности солеотдачи почв при изменении режима промывок предопределила размеры промывных норм, которыми достигалось рассоление мелиорируемой толщи. При этом минимальные значения промывных норм нетто - 3600 и брутто - 5000 м3/га получена при промывке разовой промывной нормой 250 м3/га (табл. 4).

С ростом размеров разовых промывных норм и соответственно снижением солеотдачи почв происходит увеличение размеров промывных норм.


Таблица 4

^ Размеры промывных норм, м3/га


Размеры

разовых промывных норм, м3/га

Межполивные периоды, сут.

Запасы солей,

т/га

Вымыто, т/га

Промывная

норма

исходные

остаточные

нетто

брутто

250

1

141,1

69,3

71,8

3600

5000

500

2

141,9

69,4

72,5

4300

5500

1000

4

141,9

70,1

71,8

4600

6000

2000

8

139,5

69,2

70,3

5000

6000


В результате промывки черноземов происходит не только их рассоление, но и рассолонцевание мелиорируемой толщи. Это подтверждается изменением катионов натрия в ППК (табл. 5).

^

Таблица 5

Изменение натрия в ППК при различных режимах промывок





Размеры

разовых

промывных норм, м3/га

Межполивные периоды, сут.

Горизонты, см

Сумма ППК

Натрий в ППК

мг-экв

% от суммы

% от исходного

1

2

3

4

5

6

7


250


1

0...20

30,08

0,83

2,8

48,8

20...40

30,15

2,80

9,3

56,2

40...60

30,64

2,14

7,0

45,5

0...60

30,29

I,92

6,3

46,5


500


2

0...20

31,06

0,96

3,1

56,5

20...40

28,88

2,08

7,2

41,8

40...60

29,24

2,71

9,3

57,7

0…60

29,73

1,92

6,5

50,7


1000


4

0...20

34,50

1,44

4,2

84,7

20...40

33,52

2,72

8,1

54,6

40...60

30,92

2,27

7,3

48,3

0...60

32,98

2,14

6,5

56,5


2000


8

0...20

33,57

1,00

3,0

58,8

20...40

33,80

2,64

7,8

53,0

40...60

31,80

2,61

8,2

55,5

0...60

33,06

2,08

6,3

54,9


Анализ приведенных данных показывает, что степень неустойчивости гидравлического процесса в мелиорируемой толще почв при различных режимах промывок предопределила не только динамику солеотдачи, но и скорость протекания ионообменной сорбции между ППК и почвенным раствором. При этом установлено, что снижение скорости движения воды в почвогрунтах ускорило рассолонцевание почв. Поэтому максимальные темпы рассолонцевания мелиорируемой толщи получены при промывках разовой промывной нормой 250 м3/га.

С ростом размеров разовых промывных норм происходит снижение степени рассолонцевания почв и их минимальные показатели получены при промывках разовой промывной нормой 2000 м3/га через 8 суток.

Таким образом, результаты промывки черноземов показывают, что динамическая неустойчивость гидравлического процесса в почвогрунтах предопределяет различную интенсивность солеотдачи почв и скорость протекания обменных реакций между ППК и почвенным раствором. Поэтому путем изменения режима промывок можно управлять темпами протекания этих процессов.


Литература


  1. Волобуев В.Р. Вопросы мелиорации тяжелых глинистых засоленных почв в аридной зоне.//Почвоведение, 1982, №7. С.87-93

  2. Панин П.С. Процессы солеотдачи в промываемых толщах почв. - Новосибирск, Наука. 1968. -304 с.

  3. Изучить параметры влаго- и солепереноса почвогрунтов для обоснования проекта Южно-Омской оросительной системы //Заключительный- отчет. № гос. регистр. 01870087278. Джамбул, 1989. - 117 с.



Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства, Тараз

Таразский Государственный университет им. М.Х.Дулати, Тараз


ÑÓÌÅÍ ØÀÉÛËÓ ÐÅÆÈÌIÍI³ ²ÀÐÀ ÒÎÏÛÐÀ²ÒÛ³

ÒµÑÑÛÇÄÀÍÓÛÍÀ Æ°ÍÅ ÑÎÐÒÀ³ÑÛÇÄÀÍÓÛÍÀ ²ÀвÛÍÄÛ °ÑÅÐI



À-ø.¹ûë.äîêò. °.°.ƽìàáåêîâ

À-ø.¹ûë.êàíä. Ð.Ê.Áåêáàåâ

Ìàºàëàäà ò½çäû ºàðà òîïûðàºòû æåðëåðäi ¸ð ò¾ðëi ðåæèììåí ñóìåí øàéûëó í¸òèæåëåði êåëòiðiëãåí. Øàéûëó ðåæèìi òîïûðàºòû» ò½çäàíó äèíàìèêàñûíà æ¸íå èîí àëìàñó ñîðáöèÿëûº æûëäàìäû¹ûíà ¸ñåði àíûºòàë¹àí.


УДК 624.155.1


МЕТОД РАСЧЕТА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫ ПАДЕНИЯ

УДАРНОЙ ЧАСТИ МОЛОТОВ, ПРИ ПОГРУЖЕНИИ СВАЙ В ГРУНТЫ

^

Канд.техн.наук И.И.Бекбасаров




Изложен расчетный метод определения высоты падения ударной части молотов, при забивке железобетонных свай в грунты.


При проектировании свайных фундаментов зданий и сооружений возникает необходимость выбора сваебойных молотов и оценка возможности бездефектного погружения свай в грунтовые условия площадок строительства. Выбор сваебойных молотов и оценка бездефектной забивки свай, как правило, производится при известных значениях высоты падения ударной части молотов.

Высота падения ударной части паро-воздушных молотов, дизель молотов и гидромолотов в процессе забивки свай изменчива и зависит от многих факторов. Так, например высота падения или высота подскока ударной части трубчатых и штанговых молотов при их работе зависит от жесткости соударения ударной части молота со сваей, количества топлива в камере сгорания молота и полноты его сгорания при ударном контакте. На жесткость соударения сваи и молота огромное влияние оказывают вес ударной части молота, конструктивные особенности наголовника молота, толщина, вид и состояние амортизационного материала в наголовнике молота, вес сваи и динамическая сопротивляемость грунтовой толщи погружению сваи.

Определение высоты падения молотов с учетом влияния указанных факторов является очень сложной задачей и до настоящего времени она не решена специалистами. В связи с этим Бахолдиным Б.В. и Гугниным А.А. при выборе молотов высоту падения их ударной части рекомендуется принимать, равным /1,2/:

а) для паро-воздушных молотов – 1,0-1,1 м;

б) для штанговых дизель молотов – 1,6 м;

в) для трубчатых дизель молотов – 2,2 м.

Бартоломеем А.А., Ильяшенко В.А. и Максимовым В.Л./3/ предлагается высоту падения для трубчатого молота с весом ударной части 18 кН принимать от 1,6 до 2,2 м дифференцированно в зависимости от длины свай и вида прочных грунтов под нижним концом свай. Для штангового молота с весом ударной части 25 кН высоту падения они предлагают принимать равным 1,6 м.

Более полные данные о высоте падения ударной части трубчатого молота с весом ударной части 18 кН и штангового молота с весом ударной части 25 кН были получены автором, которые отражены в Технических указаниях /4/, выпущенных в развитие СниП по проектированию свайных фундаментов. Обобщая результаты собственных экспериментальных исследований и данные, изложенные в работе /3/ нами разработан расчетный метод определения высоты падения (высоты подскока) ударной части молотов при погружении свай в грунты. Метод распространяется на трубчатые и штанговые молоты при забивке железобетонных свай длиной до 12 м в неоднородные напластования, содержащие прослойки, линзы и отдельные слои прочных грунтов.

В соответствии с разработанным методом высота падения ударной части молота при прорезке сваей прочных грунтов и при заглублении ее нижнего конца в эти грунты в конце забивки рассчитывается по формуле

Н  Нmax ks, (1)


где Нmax - максимальная высота падения ударной части молота, принимаемая по табл.1 или определяемая по формуле (3);

ks - коэффициент снижения высоты Нmax , определяемый по формуле (4).


Таблица 1

^ Значения максимальной высоты падения ударной части молотов



Тип молота

Вес

ударной

части G, кН


Отношение

Rk / Rb

Максимальная высота падения

ударной части молота Нmax , м, при

длине сваи L равной, м

3

6

8

10

12

1

2

3

4

5

6

7

8

Трубчатый

18

 1,45

1,91

2,07

2,19

2,31

2,43

1,55

1,90

2,03

2,22

2,20

2,29

 1,75

1,72

1,83

1,91

1,99

2,07

Штанговый

25

 1,45

1,45

1,65

1,78

1,92

2,05

 1,55

1,40

1,58

1,71

1,84

1,97

Примечание. Для промежуточных значений L и отношения Rk / Rb значения Нmax определяются интерполяцией.


В таблице 1 Rk и Rb представляют собой сопротивление бетона сваи, устанавливающее класс бетона по прочности на сжатие (кубковую прочность) и сопротивление бетона сваи сжатию (призменную прочность), соответствующие моменту забивки сваи. При отсутствии значения Rb допускается использовать нормативное значение сопротивления бетона сжатию Rbn , определяемое в соответствии с требованиями /5/. В случае же отсутствия значения Rk допускается использовать его значение, определяемое по формуле


Rk  В/ (1-1,64 V), (2)


где В - класс бетона сваи по прочности на сжатие, МПа;

V - номинальное значение коэффициента вариации прочности бетона, принимаемое равным 0,135.

Максимальная высота падения ударной части молота при забивке сваи может быть определена по формуле


Нmax  Но  kh (L –3), (3)


где Но - высота падения ударной части молота при L  3 м, принимаемая по табл.2;

kh - коэффициент, принимаемый по табл.2.


Таблица 2

^ Значения высоты падения молотов Но и коэффициента kh


Тип молота

Вес ударной части G, кН

Отношение

Rk / Rb

Значения

Но, м

Коэффициент

kh

Трубчатый

18

 1,45

1,91

0,058

1,55

1,90

0,043

 1,75

1,72

0,039

Штанговый

25

 1,45

1,40

0,063

 1,55

1,45

0,067


Коэффициент снижения ks определяется по следующей формуле


ks ks1 аs ( Lp - 1), (4)


где ks1 - коэффициент снижения при Lp 1 м, принимаемый по табл.3;

аs - коэффициент, принимаемый равным 0,0097;

Lp - расстояние от поверхности забивки до отметки расположения нижнего конца сваи в прочном грунте, м.


Таблица 3

^ Значения коэффициента ks1


Коэффициент ks1 при длине сваи L равной, м

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0,98

0,97

0,96

0,95

0,94

0,93

0,92

0,91

0,90

0,89

Примечание. Для промежуточных значений L значения ks1 определяются интерполяцией.


Для молотов, отличительных указанных в таблицах 1 и 2, высота падения их ударной части Н, также рассчитывается по формуле (1), только при этом максимальная высота Нmax предварительно определяется по формуле

Нmax  Еp G Нmax / Еp G, (5)


где G - вес ударной части базового молота, кН;

Нmax - высота падения ударной части базового молота, принимаемая по табл.1 или определяемая по формуле (3);

Еp - энергия удара базового молота, кДж, принимаемая по паспортным данным завода изготовителя;

Еp - энергия удара рассматриваемого молота, кДж, принимаемая по паспортным данным завода изготовителя;

G - вес ударной части рассматриваемого молота, кН.

При использовании формулы (5) в качестве базового молота для трубчатых молотов следует принимать молот с весом ударной части 18 кН, а для штанговых – молот с весом ударной части 25 кН. Если максимальная высота падения ударной части молота Нmax, установленная по формуле (5) будет превышать наибольшую высоту падения ударной части Нp, указанную в паспорте молота, то Нmax следует принимать не более 0,95 Нp.

Этот метод позволяет наиболее эффективно определить высоту падения ударной части молотов при прорезке и заглублении нижних концов свай в следующие прочные грунты: крупнообломочные; пески гравелистые, крупные и средней крупности; глинистые твердые и полутвердые.

При размещении под нижним концом свай грунтов, отличающихся от перечисленных, высоту падения ударной части молотов следует принимать по таблице 4

Таблица 4

^ Значения высоты падения ударной части молотов



Тип молота

Вес ударной части

G, кН

Высота падения

ударной части молота

Н, м

Трубчатый

12,5



2,00

18

25

Штанговый

18

1,55

25

1,70


Литература


  1. Гугнин А.А. О выборе сваебойного оборудования с учетом грунтовых условий. – Научные труды/ Пермский политехнический институт. Основания и фундаменты. Пермь, 1978, с.40-45.

  2. Бахолдин Б.В., Гугнин А.А. Методика выбора сваебойного оборудования в зависимости от грунтовых условий. – Научные труды/ НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. Основания, фундаменты и подземные сооружения. – М.: Стройиздат, 1980, выпуск 71, с.72-82.

  3. Технические указания по применению забивных железобетонных свай сплошного квадратного сечения без поперечного армирования ствола с напрягаемой стержневой арматурой на стройках Главзападуралстроя (Бартоломей А.А., Ильяшенко В.А., Максимов В.Л.). ТУ-1-77. – М., 1978.- 14 с.

  4. Технические указания по применению на стройках Главзападуралстроя забивных железобетонных свай сплошного квадратного сечения с центральной напрягаемой арматурой без поперечного армирования ствола из бетона на шлакощелочном вяжущем (Бартоломей А.А., Ильяшенко В.А., Бекбасаров И.И., Шульга А.И.). ТУ-1-82. - М., 1983.-21с.

  5. СНиП 2.03.01.-84. Бетонные и железобетонные конструкции. - М., 1985.-79с.


Таразский Государственный университет им. М.Х.Дулати, Тараз


ÆÅÐÃÅ ²ÀÄÀËÀÐ ²À±Ó ÊÅÇIÍÄÅ

ÒβÏÀ²ÒÀÐÄÛ³ ²µËÀÓ ÁÈIÊÒIÃIÍ ÀÍÛ²ÒÀÉÒÛÍ ÅÑÅÏ °ÄIÑI


Òåõí.¹ûë.êàíä. È.È.Áåêáàñàðîâ


Òîïûðàºòàð¹à òåìiðáåòîí ºàäàëàð áàòûðó êåçiíäå òîºïàºòàðäû» ñû áåðó á¸ëiãiíi» º½ëàó áèiêòiãií àíûºòàéòûí åñåï ¸äiñi ºàðàñòûðûë¹àí.
^

УДК 621.4

ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ РЕК КАЗАХСТАНА

И УРОВЕНЬ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ




Докт.техн.наук Д.А.Кариев



В статье проведен анализ потенциала рек Казахстана с точки зрения строительства гидроэлектростанций. Показаны уровень использования гидроэнергетического потенциала на современном уровне и перспективы развития гидроэнергетического строительства.


Резкое изменение энергетической ситуации в мире привело к значительному сокращению использования минеральных топливных ресурсов для выработки электроэнергии.
Нарастающая добыча и потребление органического топлива ощутимо истощает его запасы, а его добыча становится все дороже, так как основные источники приходится переносить в отдаленные и малоосвоенные районы страны. Становится целесообразным и эффективным более полное использование возобновляемых видов энергоресурсов, в первую очередь более полное использование гидроэнергетических ресурсов и в том числе энергию малых рек и водотоков. В энергетических программах бывшего СССР и Каз.ССР предусматривалось повышение использования возобновляемых источников энергии и, главным образом, гидроэнергетических ресурсов.

Интенсивное освоение гидроэнергетического потенциала рек бывшего СССР, в том числе и Казахстана, дало толчок к ускоренному развитию гидроэнергетического строительства, которое занимало ведущее место в мире. В развитии гидроэнергетики, как отрасли науки, важное место отводилось разработке теоретических основ и методов обоснования параметров и режимов работы гидроэнергетических установок.

Развитие энергетических и водохозяйственных систем, расширение функций гидроэнергетических установок – ГЭС, ГАЭС и НС – потребовало разработки новых методов обоснования параметров и режимов их работы с учетом комплексного и рационального использования водно-земельных ресурсов и охраны окружающей природной среды.

В связи с проблемами, имеющимися в топливно-энергетических комплексах стран СНГ, в том числе и Казахстана, растущей самостоятельности республик и отдельных регионов, большое значение придается развитию малой энергетики, использующей нетрадиционные источники энергии: энергию малых рек, ветра, солнечного излучения, геотермальных вод, морских волн и биомассы. Преимущество отдается использованию гидроэнергетического потенциала малых рек из-за низкой капиталоемкости, экологической чистоты, короткого инвестиционного цикла.

Гидроэнергетические ресурсы Казахстана наиболее активно изучались в 60-е годы Каз.НИИЭнергетики. Результаты исследований были обобщены и сведены в монографию « Водно-энергетический кадастр рек Казахской ССР», изданную в 1965 году под общей редакцией академика Ш.Ч. Чокина. Были исследованы все реки республики длиной более 10 км, которых оказалось 2174 суммарной длиной 83250 км. Число рек длиной от 10 до 50 км составляет 1889 (86,9 %) , от 50 до 100 км – 130 (6,0 %), более 100 км – 155 (7,1 %). Суммарный запас гидравлической энергии составляет 172,6 млрд. КВт или 19,6 млн. КВт среднегодовой мощности /5/.

По территории республики гидроэнергетические ресурсы распределены крайне неравномерно, например, на Восточную часть (бассейн Иртыша – ВКО, Семипалатинская и Павлодарские области) приходится 72,06 млрд. КВт.ч или 41,8 %, на Юго-Восточную часть (Алматинская, Талдыкурганская области) – 71,56 млрд. КВт.ч или 41,5 %, на Северную часть (Акмолинская, Костанайская, Североказахстанская области) – 1,5 млрд. КВт. ч или 0,8 %, на Центральную часть (Карагандинская, Жезказганская области) – 1,5 млрд. КВт.ч (0,8 %), на Южную часть (Жамбылская, Южно-Казахстанская, Кзыл-ординская области) – 23,2 млрд. КВт.ч (13,4 %), на Западную часть (Атырауская, Актюбинская, Уральская области) – 2,8 млрд. КВт.ч (1,6 %). На значительной территории Казахстана с ее преимущественно равнинным рельефом, малыми уклонами и редкой речной сетью гидроэнергетические ресурсы составляют 3,4 % от общих их запасов. Наибольшей энергонасыщенностью обладают реки Восточного и Юго - Восточного Казахстана, так как значительная часть запасов гидравлической энергии (83,3 %) находится в Восточно-Казахстанском, Юго-Восточном и Южно-Казахстанском водохозяйственных районах и гидроэнергетическое строительство здесь в перспективе может получить большое развитие /1,3,5/.

Экономический гидроэнергетический потенциал рек Казахстана определен по показателям существующих, запроектированных и наиболее реальных для строительства ГЭС. Суммарная выработка перспективных по экономическим показателям ГЭС, с учетом рек, для которых отсутствуют достаточно обоснованные проектные проработки, составляет 58 % от технических возможностей к использованию, величина экономически целесообразного к освоению гидроэнергетического потенциала оценивается в 26,8 млрд. КВт.ч. Объем запасов гидравлической энергии в дальнейшем будет расти по мере их использования, особенно с сильным удорожанием топлива и выработки электроэнергии на ТЭС и в связи с необходимостью экономии и рационального использования минеральных топливных ресурсов.

Республика Казахстан располагает большими возможностями для дальнейшего развития гидроэнергетики, поэтому в свое время на период до 1990 года намечались к строительству каскад ГЭС из 3–х ступеней на реке Чарын суммарной мощностью 380 тыс. КВт, Алтайскую (Белокатунскую) ГЭС – 600 тыс. КВт, каскад ГЭС на реке Бухтарма – 1300 тыс. КВт /5/.

В работах академика Ш.Ч.Чокина /4,5/, приводятся характеристики наиболее крупных рек Казахстана, и отмечается, что в Восточном Казахстане наиболее энергонасыщенной является река Иртыш с довольно многоводными правобережными притоками, такими как: Бухтарма, Уба, Ульба, Громотуха, Тургусун и др. На этих реках построены основные ГЭС Казахстана: Бухтарминская (675 МВт), Шульбинская (702 МВт), Усть - Каменогорская (332 МВт). Суммарный гидроэнергетический потенциал рек бассейна Бухтармы составляет около 19 млрд. КВт.ч, в то время как потенциал Иртыша равен 19,8 млрд. КВт.ч.

В целом потенциальные ресурсы рек Восточного Казахстана, наиболее перспективных для строительства ГЭС, равны 42,7 млрд. КВт.ч, из них технически возможные – 29,2 млрд. КВт.ч, а экономически целесообразные к практическому использованию – 17,2 млрд. КВт.ч, из них реализовано около 8 млрд. КВт.ч.

Из 874 рек Юго – Восточного Казахстана только 66 (7,6 %) могут быть использованы для строительства ГЭС, в том числе по бассейну реки Или из 379 только 25 рек (6,6 %), а по восточной части бассейна озера Балхаш и Алакольской впадины 41 (8,3 %) из 495 рек.

Наиболее перспективными для развития гидроэнергетики являются следующие реки региона: Или, Чарын, Чилик, Каратал, Коксу, Тентек, Хоргос, Текес, Талгар, Большая и Малая Алматинки, Усек, Аксу и Лепсы. В работах /4,5/ дана также подробная информация о проектных проработках по этим рекам, выполненная ЛО «Гидропроекта» и КазНИИЭнергетики. В целом, расчеты показали, что в Юго – Восточном Казахстане на действующих и перспективных к строительству ГЭС суммарная выработка электроэнергии может составлять 9 млрд. КВт.ч.

На юге Казахстана располагаются нижние течения речных систем Сырдарьи, Таласа и Чу. Суммарные гидроэнергетические ресурсы составляют 23,2 млрд. КВт.ч, из на долю Сырдарьи приходится около 10 млрд. КВт.ч, и на ней построена Шардаринская ГЭС (мощностью100 МВт). В целом все реки южного Казахстана в границах республики Казахстан, а их 383, не имеют перспективы с точки зрения большой гидроэнергетики, их водные ресурсы используются для орошения и водоснабжения. В плане комплексного использования можно ориентироваться только на строительство малых ГЭС, работающих по режиму орошения (за исключением водохранилищ комплексного назначения).

При современных подходах к использованию энергии малых рек и водотоков имеются широкие возможности для строительства мини- и малых ГЭС при существующих гидротехнических сооружениях эксплуатируемых ГЭС, ТЭС и АЭС; на существующих и строящихся гидроузлах неэнергетического назначения; на высокогорных водотоках в непосредственной близости от селений и сельскохозяйственных построек; в составе технического водоснабжения на промышленных предприятиях.

Первоочередными объектами для строительства малых ГЭС должны стать существующие гидроузлы и незадействованные водохранилища.

По данным /6/, в Казахстане эксплуатируется 130 водохранилищ, строится 4 и запроектировано 7. Из числа эксплуатируемых – 3 водохранилища емкостью свыше 1000 млн. м3 каждое; 17 водохранилищ емкостью от 100 до 1000 млн. м3 каждое; 14 водохранилищ емкостью от 10 до 100 млн. м3; 96 – емкостью от 1 до 10 млн. м3 каждое. Все перечисленные водохранилища неэнергетического назначения, из них 51 водохранилище отвечает требованиям для создания малых ГЭС. Технический потенциал их по предварительным расчетам составляет 516,35 млн. КВт.ч.

Водохранилища комплексного назначения характеризуются круглогодичным режимом попусков воды в нижний бьеф, обеспечивая непрерывную работу малой ГЭС в течении года. К таким водохранилищам относятся: Березовское на р. Арысь, Чангаракское на р. Коксу, Самаркандское на р. Нуре, Актастинское на канале Нура – Сарысу, Актюбинское на р. Илек.

Водохранилища мелиоративного назначения осуществляют попуски в нижний бьеф только в вегетативный период и влагозарядковые кратковременные попуски в весенне-осенний период. В условиях Казахстана период с работки мелиоративных водохранилищ продолжается с марта по октябрь месяцы.

Схематические проработки, выполненные Алматыгидропроектом и КазНИИЭнергетики показали, что строительство малых ГЭС в составе водохранилищ неэнергетического назначения целесообразно осуществлять путем подключения к концевой части водовыпуска или водосброса отдельных ниток подводящих турбинных водоводов, без коренной перестройки гидросооружений и не прерывая нормальный режим эксплуатации. Кроме того, по опыту строительства малых ГЭС за рубежом, удельные затраты на малые ГЭС, возводимые при готовом напорном фронте, снижаются на 30 – 50 % и более. А применение стандартных и унифицированных сооружений и оборудования снижает затраты на создание малых ГЭС (по данным специалистов США) от 10–15 до 30 – 50 % общих затрат на гидросиловое оборудование.

В Казахстане имеются каналы с перепадами, возможными для использования в целях гидроэнергетики: Большой Алматинский канал (БАК), Уштобинский МК, Тентекский МК, напорный водовод на малой Алматинке в Алматинской области, канал Иртыш – Караганда, Келесский МК, Сайрамский и Арысь-Туркестанский МК в Южно-Казахстанской области, Чуйский МК в Жамбылской области. На них выявлено 20 сосредоточенных перепадов с разностью высотных отметок. Технический потенциал потока на каналах Казахстана составляет 208,6 млн. КВт.ч, из них 80 % (166,9 млн. КВт.ч) сосредоточено на перепадах с расходами 10 – 100 м3/с /6/.

Проектные проработки показали, что строительство малых ГЭС на перепадах целесообразно осуществлять по типу безнапорной деривационной ГЭС. Отвод воды к напорному бассейну и турбинным водоводам производится на канале перед входом в быстроток. В этом случае сопрягающие сооружения не подвергаются реконструкции и могут эксплуатироваться по обычной схеме.

Основные направления развития мощностей на малых ГЭС состоят также в реконструкции, восстановлении и расконсервации малых ГЭС, их строительстве в отдаленных районах. К 2000 году планировалось довести мощности малых ГЭС в бывшем СССР до 3,2 млн. КВт (в США – 50 млн. КВт) с выработкой электроэнергии 12 млрд. КВт.ч. Программа развития малой гидроэнергетики была разработана в 1988 году и в 12 пятилетке намечалось ввести в строй 1800 малых ГЭС, однако до последнего времени их только выводили из эксплуатации и консервировали. В связи с распадом СССР суверенные республики должны выработать свои программы развития нетрадиционных источников энергии и в том числе малой гидроэнергетики. Учитывая истощимость запасов органического топлива, ее дороговизну (с учетом добычи и транспортировки), негативное воздействие энергетических установок на их основе на окружающую природную среду, такая программа должна получить государственную поддержку и внедрятся в производство ускоренными темпами.

Таким образом, в рассмотренных регионах имеется техническая возможность строительства ГЭС с ежегодной выработкой электроэнергии около 27 млрд. КВт.ч. Реализация этой перспективы отвечает задачам стратегического развития энергетики Казахстана. В остальных регионах республики ГЭС могут появиться в связи с развитием мелиорации, как, например, Шардаринская ГЭС на р. Сырдарья и Сергеевская ГЭС на р. Ишим.

Как отмечается в /3/, реальными объектами нового гидростроительства на перспективу до 2010 года, являются Майнакская ГЭС (300 МВт) на р. Чарын и Кербулакская ГЭС (50 МВт) на р. Или, используемые как контррегулятор Капчагайской ГЭС. Возможности и сроки строительства этих ГЭС позволят снизить дефицит по электроэнергии южного Казахстана на 900 млн. КВт.ч.

В работе /1/ отмечается, что в настоящее время и ближайшем будущем ГЭС были и останутся основными маневренными энергоисточниками, способными покрывать пиковые нагрузки энергосистем. Анализ показателей Алматинской и Алтайской энергосистем свидетельствует о высокой экономичности действующих ГЭС. В настоящий момент себестоимость электроэнергии на ГЭС в 10-20 раз ниже, чем на ТЭС. К примеру, в Алматинской энергосистеме на долю Капчагайской ГЭС приходится около 20 % выработки электроэнергии и около 50 % прибыли, Алтайской энергосистеме на долю Иртышских ГЭС – около 80 % выработки электроэнергии и практически вся получаемая прибыль.

Степень освоения экономически эффективных гидроэнергоресурсов в Республике Казахстан составляет 26 %. Этот показатель в экономически развитых странах составляет: в США и Канаде – 50 – 55 %, в странах Западной Европы и Японии от 60 до 90 %, интенсивное освоение гидроэнергетических ресурсов ведется в Китае и Индии. В Российской Федерации степень освоения гидроэнергетических ресурсов на уровне 1996 года составляет 20,7 % /2/.

Наличие значительного неосвоенного гидроэнергетического потенциала, являющегося экономически и экологически эффективным, позволяет создать масштабную программу гидроэнергетического строительства из наиболее эффективных объектов регионального и межрегионального значения, прежде всего в энерго- и топливно-дефицитных районах с учетом реальных оценок будущего спроса и возможностей его удовлетворения.

Основными источниками финансирования являются собственные средства электростанций, куда относятся амортизационные отчисления, реинвестиции чистой прибыли, а также инвестиционные фонды. В современных реальных условиях строительства капиталоемких гидроэнергетических объектов с длительными сроками замораживания инвестиций может осуществляться за счет льготного государственного кредитования; за счет кредитов коммерческих банков при условии государственной поддержки в виде гарантий; за счет средств акционерных обществ, специально создаваемых для строительства и эксплуатации электростанций; за счет проведения вторичной эмиссии акций действующих АО ГЭС и “KEGOC”, а также за счет использования займов как отечественных, так и зарубежных инвесторов. При этом необходимо увязывать инвестиционную и тарифную политику со стороны республиканских и региональных энергетических комиссий и дифференцированный подход к тарифам по часовым зонам графиков нагрузки энергосистем.

Литература





  1. Вильковский И.Я. Опыт и перспективы работы Алматыгидропроекта по развитию гидроэнергетики Казахстана // Энергетика и топливные ресурсы Казахстана, 1993, № 1, с.27-33.

  2. Гидроэнергетика России на рубеже 2000 года и перспективы ее развития // Из материалов Всеросс. совещ. гидроэнергет. / Гидротехн. строит., 1998, №3.- с.1-4.

  3. Дукенбаев К.Д. Энергетика Казахстана. Движение к рынку. - Алматы, 1998.

  4. Чокин Ш.Ч., Паутов А.С. Основные исследования в области гидроэнергетики // Энергетика и топливные ресурсы Казахстана, 1994, № 3, с.68-76.

  5. Чокин Ш.Ч., Сартаев Т.С., Шкрет А.Ф. Энергетика и электрификация Казахстана. – А.: Гылым, 1990. – 336 с.

  6. Технико-экономический доклад об основных направлениях развития малой гидроэнергетики Каз.ССР // Каз.фил. Гидропроекта. - Алма-ата, 1985.


Таразский Государственный университет им. М.Х.Дулати, Тараз


²ÀÇÀ²ÑÒÀÍ ÐÅÑÏÓÁËÈÊÀÑÛÍÛ³ ÃÈÄÐÎÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀËÛ² ÏÎÒÅÍÖÈÀËÛ Æ°ÍÅ ÎÍÛ ÏÀÉÄÀËÀÍÓ ÄųÃÅÉI


Òåõí.¹ûë.äîêò. Ä.°.ʸðèåâ


Ìàºàëàäà ²àçàºñòàí ¼çåíäåðiíi» ýëåêòðîýíåðãèÿíû ¼íäiðó ¾øií ïàéäàëû ñó ºîðëàðû ºàðàñòûðûë¹àí. Ãèäðîýíåðãåòèêàëûº ïîòåíöèàëäû» ì¼ëøåði ê¼ðñåòiëiï, ãèäðîýëåêòðîñòàíöèÿëàðûí ñàëó¹à ûºòèìàë ¼çåíäåð ñàðàïòàëûï, ãèäðîýíåðãå-òèêàëûº º½ðûëûñûí æ¾ðãiçó ì¾ìêiíøiëiêòåði æ¸íå ºàæåòòiëiãi ê¼ðñåòiëãåí.

УДК 515.2:687.016.5


^ АЛГОРИТМ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ФОРМЫ НАЦИОНАЛЬНОГО ЖЕНСКОГО КОСТЮМА


Докт. техн.наук Б.Н.Нурмаханов

Канд.техн.наук Т.Н.Сулейменова

Ш.Е.Ахметжанова


В статье анализируется современное состояние применения компьютерных технологий в процессе изготовления швейных изделий в Республике Казахстан. Предлагается алгоритм автоматизированного конструирования и моделирования национального женского костюма с применением трехмерного изображения формы одежды с последующей его разверткой геометрическими методами.


Проектирование одежды в современном понимании – это совокупность (комплекс) работ по созданию нового образца изделия, включая исследование, технико-экономические расчеты и обоснование, создание эскизов моделей, расчеты и построение чертежей изделий и деталей, изготовление и испытание опытных образцов /1/. От тщательности выполнения всех этапов швейного производства зависит в итоге качество конечного изделия.

Наиболее перспективные методы проектирования промышленных изделий основаны на использовании современных технических средств, способствующих повышению качества и сокращению сроков разработки проекта.

Век высокого развития компьютерных технологий предполагает автоматизацию всех сфер нашей жизни, в частности и процесс конструирования и моделирования одежды. Но многие швейные предприятия в республике в силу разных причин остаются в стороне от автоматизации проектирования одежды. Возможно, вследствие следующих причин:

  • Во-первых, - дороговизна имеющихся на данный момент систем компьютерного проектирования одежды на отечественном рынке программных продуктов.

  • Во-вторых, - неуверенность владельцев швейных предприятий в эффективности и окупаемости предлагаемых систем автоматизированного проектирования одежды.

В швейной промышленности в Казахстане, в основном, применяют традиционные методы конструирования и моделирования одежды. Характерной особенностью процесса проектирования одежды в традиционной постановке является построение разверток сложного пространственного объекта без какого-либо количественного описания его внешней формы. Вследствие этого каждый конструктор одежды вынужден неоднократно совершать переходы от двумерных чертежей к трехмерному образу одежды, причем в режиме последовательного приближения к желаемому результату. Это:

  • Субъективный перевод плоского эскиза в трехмерный образ модели;

  • Построение первичных чертежей деталей, макетирование и визуальная оценка соответствия полученной внешней формы желаемому трехмерному образу, корректировка внешней формы, линий членения и конструктивно-декоративных элементов на объемном макете (примерка);

  • Внесение соответствующих коррективов в двумерные чертежи и повторное макетирование.

Очевидно, что в подобной ситуации уровень качества и точность построения чертежей деталей одежды существенным образом зависит от опыта, квалификации и «чутья» конструктора.

Учитывая все вышеизложенное, данная работа ставит целью развитие автоматизации процессов создания швейных изделий, в частности национальных женских костюмов, используя этапы трехмерного изображения формы одежды и их разверток.

Реализацию работ по автоматизированному созданию трехмерных форм одежды и получение разверток предлагаем по нижеследующему алгоритму /3,4/.








Данный алгоритм предполагает создание трехмерной формы одежды без полного антропометрического исследования заказчика, а используя созданную базу данных антропометрических измерений для типовых фигур по ГОСТу /2/ с возможностью внесения изменений по основным параметрам, определяющим особенности фигуры конкретного человека. При этом, метод автоматизированного конструирования и моделирования одежды позволяет модельеру одновременно осуществлять оценку внешнего вида в целом и каждого узла в отдельности, рассматривая их на экране монитора в различных ракурсах. Также появляются возможности неограниченного поиска вариантов объемного решения моделей с мгновенной автоматической визуализацией формы на экране и последующим получением плоских разверток деталей одежды (в считанные секунды), что является огромным преимуществом в сравнении с традиционными расчетно-графическими методами конструирования и моделирования одежды.

Литература





  1. Е.Б.Коблякова, "Конструирование одежды с элементами САПР". Учебник для вузов. – М. Легпромбытиздат, 1988.

  2. Швейные изделия бытового назначения. Государственные стандарты стран ССР. - Издательство стандартов, 1984г.

  3. Коблякова Е.Б., "Основы проектирования рациональных размеров и формы одежды", М.Л.П., 1984

  4. Стебельский М.В. "Макетно-модельный метод проектирования одежды", М., Легкая индустрия, 1979.



Таразский Государственный университет им. М.Х.Дулати, Тараз


µËÒÒÛ² °ÉÅËÄÅÐ ÊÈIÌIÍI³ ÃÅÎÌÅÒÐÈßËÛ²

ÌÎÄÅËÄÅÓIÍI³ ÀËÃÎÐÈÒÌI


Òåõí.¹ûë.äîêò. Á.Í.ͽðìàõàíîâ

Òåõí.¹ûë.êàíä. Ò.Í.Ѿëåéìåíîâà

Ø.Å.Àõìåòæàíîâà


Á½ë ìàºàëàäà ºàçiðãi òà»äà ²àçàºñòàí Ðåñïóáëèêàñûíäà¹û òiãií á½éûìäàð ¸çiðëåó ïðîöåññiíäåãi êîìïüþòåðëiê òåõíîëîãèÿëàðäû ºîëäàíóû ºàðàñòûðûë¹àí. µëòòûº ¸éåëäåð êèiìiíi» ò½ë¹àñûíû» ¾ø¼ëøåìäi ãåîìåòðèÿëûº ìîäåëäåóiíi» æ¸íå ãåîìåòðèÿëûº ¸äiñòåðäi ïàéäàëàíûï, ñîë ò½ë¹àíû» æàéìàñûí àëó àëãîðèòìi ½ñûíûë¹àí.


УДК 577.4:52.8


Т 49


^ КОМПЬЮТЕРНОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ


Докт.техн.наук М.Б.Тлебаев


Прогнозирование внутренних механизмов закономерностей развития биологических сообществ основано на целостном подходе, заключающающиеся в упрощении сложных экологических систем, путем их разбиения на отдельные решения с использованием математических методов и моделей.

^ Для быстрого логически безупречного расчета огромного количества вариантов развития системы используют компьютерное математическое моделирование.


Интенсивная хозяйственная деятельность людей необходима для удовлетворения своих потребностей. Достижение этих целей бывают различны. При этом, как бы не соблюдались принципы охраны природной среды, происходит загрязнение земель, воздушного бассейна, водных ресурсов и преобразование, сложившихся в течение тысячелетий, естественных систем. Естественно, что это часто приводит к резкому ухудшению природной среды и необратимым последствиям.

Применяющиеся в настоящее время меры по охране окружающей среды поверхностны и направлены на борьбу, прежде всего, с последствиями, а не с причинами, породившие кризис. На наш взгляд, необходимо рассматривать все проблемы в комплексе, с учетом законов существования, естественного развития и охраны природы.

В связи с чем, задачей экологии на современном этапе является изучение живой природы на уровне экологических систем (экосистем). Понятие экологии – экосистема была предложена английским экологом А.Тенсли. Исследование экосистемы должно быть подчинено раскрытию механизмов функционирования природных комплексов для прогнозирования их изменений и разработки принципов управления ими. На экосистему влияют множество факторов, изучение которых представляет собой емкую проблему. Под экосистемой понимается такое единство взаимосвязанных организмов и среды обитания, при котором обеспечиваются круговорот веществ, противостояние внешним воздействиям, производство биологической продукции и некоторые другие функции саморегуляции.

К примеру, любой абиотический фактор, влияющий на отдельный вид особи, являющейся частичкой экосистемы, будет влиять на саму экосистему и ее фундаментальные свойства. В совокупности они создают климатический режим экосистемы и являются объектами воздействия абиотических факторов. Действия же абиотических факторов может привести к гибели особей, что вызовет уменьшение плотности популяций и отразится на видовом разнообразии, а также пространственном распределении видов в экосистеме. Таким образом, абиотические факторы, влияя на биотическую совокупность экосистемы, будут определять не только свойства этой системы, но и на стратегию ее развития.

Необходимо отметить, что биотические и абиотические факторы также объединены непрерывным круговоротом питательных веществ, источником энергии которого является солнце. Продуценты получают солнечную энергию и переводят ее в энергию химических связей. Консументы, поедая продуценты, разрывают эти связи. Высвобожденная энергия используется консументами для построения собственного тела. Наконец, рецуденты рвут химические связи разлагающегося органического вещества и строят свое тело. Эти три уровня в основном и определяют структуру экосистемы, представленную на рисунке 1 в виде пирамиды биомасс некоторых биоценозов /1/. Свойства же экосистемы слагаются из деятельности входящих в нее растений и животных, их способности к самоподдерживанию и саморегулированию. Принцип обратной связи в экосистеме, на примере зависимости плотности популяций от пищевых ресурсов, регулируется рождаемостью или смертностью. Уменьшающая отклонение от оптимума, обратная связь, называется отрицательной, а увеличивающая связь - положительной. Однако, необходимо заметить, что экосистема живет не только изменением процессов внутри, но и извне. Если ранее степень участия сообщества в преобразовании экосистемы устанавливалась без особого труда, то в настоящее время, с воздействием климатических, географических и загрязняющихся факторов, – это становится нереальной задачей. Возникшую проблему нельзя и не надо пытаться решить методом проб и ошибок или поисками отдельных решений для каждого случая.


^ Пирамида биомасс и трофические уровни в экосистеме




Питательные вещества

Рисунок 1.

Приложение системного анализа к экологии позволяет осуществить формализованный целостный подход, основывающийся на упрощении сложных экосистем путем их разбиения на отдельные решения с использованием математических методов, моделей. Преимущества математических моделей состоят в том, что они позволяют делать предсказание, прогнозирование, которые можно сравнить с реальными данными, поставив эксперимент или проведя необходимые наблюдения. Исходя из того, что не всегда возможно из-за практической недостижимости полноты информации, отразить некоторые стороны реальности экосистемы. Поэтому проверка опытом или наблюдениями – необходимый и решающий этап для утверждения теоретического объяснения.

Возможность описать и предсказать поведение экосистем при помощи моделей, в значительной степени зависят от одного принципа, относящего ко всем системам вообще – от принципа иерархической организации. В этой системе представленной на рисунке 2 не обязательно точно знать, как ее компоненты построены из более простых субкомпонентов /2/.

^

Иерархическая схема компонентов и субкомпонентов


в виде упрощенных моделей в экосистеме





Рисунок 2.


Всю систему принято описывать математическими моделями называемые имитационными. Они содержат в себе описание всех компонентов и субкомпонентов экосистемы и максимально адекватны реальным процессам. Компоненты, отражающие экологические закономерности в сложных экосистемах принято описывать математическими моделями называемые качественными. Именно они позволяют описывать основные внутренние механизмы, управляющие развитием биологических сообществ и экологических систем в целом.

Проведение вычислительного эксперимента, являющегося итогом процесса компьютерного математического моделирования, этапы которого приведены ниже на рисунке 3, есть характерная особенность современных системных исследований. Она определяет, простыми неподдающимися исследованиями или экспериментированием, выбор главных определяющих решений, правильную стратегию из множества внешних и внутренних факторов, влияющих на экосистему.


^ Блок-схема процесса компьютерного математического моделирования





Рисунок 3.


Таким образом, процесс компьютерного математического моделирования отнюдь не отменяет прежних методов, которые широко применяются и на которых строилась и строится планирование человеческой деятельности. Оно дополняет другие виды моделирования по тем параметрам, по которым компьютер превосходит человека: по возможности быстро и логически безупречно просчитать огромное количество вариантов развития системы. Это позволит в процессе работы и вывода результатов в виртуальной реальности подсказывать, какие эксперименты необходимо проводить и как можно следует видоизменять модель, чтобы она становилась более адекватной прототипу.

Автор использовал все выше изложенное для построения экосистемы промышленной зоны г.Тараз /3,4/, и ее отдельных решений. Например, таких как: процессы распространения и рассеивания загрязнений в воздушной среде выбросов промышленных предприятий; динамика численности популяции и процесс их размножения и гибели; системы: хищник-жертва, народонаселение и эпидемия. Данные разработки используются в виде различных методических и учебных пособий для студентов, магистрантов в учебном процессе и в научно-исследовательских работах.

Литература





  1. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 480с.

  2. Одум Ю. Экология: В 2т.: Пер.с англ. – М.: Мир, 1986.

  3. Тлебаев М.Б., Бишимбаев В.К. Принципы построения эколого-экономической системы производства фосфора. Научный журнал Министерства образования, культуры и здравоохранения РК. «Поиск» - Алматы, 1999, №1- с.130-134.

  4. Тлебаев М.Б. Методология моделирования и оптимизации экологических малоотходных комплексов. Автореферат доктор технических наук – Тараз, ТарГУ им. М.Х.Дулати, 2001г. – с.50



Таразский Государственный университет им. М.Х.Дулати, Тараз


ÝÊÎËÎÃÈßËÛ² ƶÉÅËÅÐÄI ÊÎÌÏÜÞÒÅÐËIÊ

ÌÀÒÅÌÀÒÈÊÀËÛ² ÌÎÄÅËÄÅÓ


Òåõí.¹ûë.äîêò. Ì.Á.Òëåáàåâ


Áèîëîãèÿëûº áiðëåñòiêòi» äàìó çà»äûëû¹ûíû» iøêi ìåõàíèçìiíi» áîëæàìû ìàòåìàòèêàëûº ¸äiñòåð ìåí ìîäåëüäåðäi ïàéäàëàíûï, æåêåëåãåí øåøiìäåðãå á¼ëó àðºûëû, ê¾ðäåëi ýêîëîãèÿëûº æ¾éåëåðäi ò¾ðëåíäiðóãå áà¹ûòòàë¹àí òîëûº ¸äiñêå íåãiçäåëãåí.

Êîìïüþòåðëiê ìàòåìàòèêàëûº ìîäåëäåóäi æ¾éå äàìóûíû» ê¼ïòåãåí âàðèàíò-òàðûíû» ì¼ëøåðií ëîãèêàëûº ì¾ëòiêñiç æûëäàì åñåïòåó ¾øií ïàéäàëàíàäû.


УДК 631.6.628.8


^ РАДИАЦИОННЫЙ РЕЖИМ И УРОЖАЙ

САХАРНОЙ СВЕКЛЫ


Канд.техн.наук М.Ш.Анафин

К.А.Омаров


Даны результаты программирования урожаев сахарной свеклы на мелиорированных землях при использовании активной фотосинтетической радиации в Тасоткелском массиве орошения.


Дальнейшее повышение продуктивности орошаемых земель в Казахстане во многом связано с программированием урожаев, и большое значение имеют мероприятия, направленные на более полное использование водных, почвенных и климатических ресурсов в течение теплового сезона года, благоприятного для вегетации растений, при сохранении и роста плодородия почвы.

Практика показывает, что наиболее обоснованным и рациональным путем повышения продуктивности посевов является переход на программирование выращивание урожаев сельскохозяйственных культур.

Особенности земледелия хорошо известны - это цех под открытым небом, в котором биологические процессы протекают под воздействием множества факторов, в той или иной мере влияющих на формирование урожая любой культуры. В течение многих лет их влияние на продуктивность посевов изучалось наукой изолированно, в экспериментах, основываясь на принципе единственного различия и к настоящему времени, получили, обоснование отдельные приемы повышения урожайности путем воздействия, как правило, на один какой-либо фактор. Отсутствие комплексного системного подхода к решению проблемы повышения урожайности сельскохозяйственных культур привело к тому, что до недавнего времени выращивание урожаев по заданным программам вообще ставилось под сомнение, даже в условиях орошаемого земледелия.

Согласно общей теории программирования высоких урожаев все технологические операции, входящие в программированный комплекс возделывания любой культуры, рассматривается как приемы создания высокопродуктивной структуры агрофитоценоза, обеспечивающей наиболее эффективное использование всех факторов жизни растений для формирования урожая.

Оптимизация условий роста и развития растений в посевах является важнейшей составляющей наиболее полного использования генетического потенциала сортов и гибридов сельскохозяйственных культур на орошаемых землях, а также рационального использования почвенно-климатических ресурсов в зоне земледелия. Поэтому теория программирования урожаев сельскохозяйственных культур, оперируя такими категориями, как (ПУ) потенциальный урожай, действительно возможный урожай (ДВУ) и производственный урожай, снабжает методами, позволяющими оценить потенциальные возможности получения урожаев сельскохозяйственных культур в данных почвенно-климатических условиях. Это возможно на основе анализа радиационного, теплового, водного и пищевого режимов посевов при оптимальном комплексе агротехнических мероприятий. Создание оптимального пищевого или водного режима приведет к незначительному увеличению урожайности. Только полный комплекс факторов – свет, тепло, вода, пища и высокий уровень агротехники позволит резкого увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Таким образом, в орошаемом земледелии юга Казахстана создаются благоприятные условия для программирования выращивания урожаев сельскохозяйственных культур.

Расчеты показывают, что в условиях юга и юга-востока Казахстана, где сосредоточено около 85-90% орошаемых земель, величина ФАР не является ограничивающим фактором, позволяет получать высокие урожаи сахарной свеклы и других сельскохозяйственных культур при условии оптимизации других факторов.

В настоящее время еще мало уделяется внимания подбору сельскохозяйственных культур с учетом их отношения к температурному режиму на разных этапах органогенеза.

Тепло, как фактор жизни растений, оказывает решающее воздействие на прохождение этапов органогенеза, формирование продуктивности агрофитоценоза. Тепловой фактор неуправляем в полевых условиях, но с помощью агротехнических приемов можно добиться наиболее рационального использования тепловых ресурсов для формирования урожая сельскохозяйственных культур.

Для оценки продуктивности агрофитоценоза в качестве критерия применяется коэффициент полезного действия фотосинтетический активной солнечной радиации (КПД ФАР). Объективность этого показателя заключается в том, что он позволяет добиться сравнимости урожаев любых культур (зерновых, кормовых, технических и др.), рассматривая их как определенную часть накопленной в процессе фотосинтеза энергии. При теоретическом обосновании проблемы программирования урожая существенное значение имеет и то, что солнечная радиация является не только энергетической основной фотосинтеза, но и определяющим фактором многих важнейших процессов в жизни растений (морфогенез, органогенез, фотопериодизм, транспирация, поглощение элементов питания, передвижение и накопление органических веществ и др.). Приход солнечной радиации, ведущий фактор в формировании таких агроклиматических условий, как тепловой и водный режим почвы и воздуха, продолжительность периода активной вегетации растений, что дает основание в каждом конкретном случае оценивать степень оптимальности условий роста и развития растений по сбалансированности имеющихся ресурсов питательных веществ и воды с приходом солнечной энергии.

Для анализа, по методу И.С.Шатилова и М.К.Каганова, рассчитан урожай сельскохозяйственных культур, эквивалентный различным уровням использования энергии ФАР по агроклиматическим зонам (табл. 1).

Наибольшая часть годового притока ФАР приходиться на период вегетации сахарной свеклы вертикального перераспределения влаги. Таким образом, любые изменения в температурном, водном и солевом режиме под влиянием динамики орошения в целом и в отдельных его составляющих, приводят к изменению интенсивности почвообразовательного процесса. А также солевого режима грунтовых вод и почвы, что требуется учесть при обеспечении и оптимизации технологических схем регулирования водно-солевого и пищевого режимов. Почвы при получении запрограммированного урожая в аридных зонах.

Обширный материал, накопленный при изучении использования ФАР сельскохозяйственных культур, в различных зонах и другие материалы исследования показывают, что для поглощения заданного количества солнечной энергии необходимо обеспечить оптимальный ход нарастания листовой поверхности посевов и его соответствующий фотосинтетический потенциал (ФП). Сахарная свекла, потенциаль но способная сформировать урожай, аккумулирующая 2,5-3,0 % приходящей ФАР и

Таблица 1

^ Урожай в зависимости от коэффициента использования энергии ФАР, ц/га


Коэфф.

увлаж-нен-

ности

Зона

увлажнен-

ности


Культура

Приток ФАР в вегетац. период

Уровень использования ФАР

1 %

3 %

5 %

7 %

1

2

3

4

5

6

7

8

0,2-0,1-

0,2

очень сухая

яровые зерновые

22,33

17,31

51,93

86,55

121,17







пшеница озимая

25,23

19,71

59,13

98,55

137,97







кукуруза

41,14

36,09

108,26

180,45

252,63







сахарная свекла

46,40

232,00

696,00

1160,00

1624,00







многолетние травы

46,40

48,84

146,53

244,20

341,88

0,2-0,3

сухая

предгорная

яровые зерновые

18,48

14,32

42,97

71,63

100,28







пшеница озимая

20,88

16,31

48,94

81,56

114,19







кукуруза

32,64

28,63

85,89

143,16

200,42







сахарная свекла

38,40

192,00

576,00

960,00

1344,00







многолетние травы

38,40

40,42

121,26

202,11

282,94


более, должна иметь ФП не менее 4,5-5,0 млн.м2 дней/га в расчете на каждые 100 суток фактической вегетации.

В условиях юга Казахстана программированные посевы сахарной свеклы (сорт Ялтушковская односемянная) при урожае 350-400 ц/га на засоленных землях формирует за весь вегетационный период фотосинтетический потенциал 4,5-5,0 млн.м2 дней/га и накапливает в биомассе урожаев 2,5-3,0 % приходящей ФАР. Снижение густоты стояния растений до 60 тыс. и загущение до 100-110 тыс. растений на гектар привело к снижению урожайности на 10-60 ц/га по сравнению с оптимальной густотой. Заданный урожай достигнут при площади листьев 38,2-40,0 тыс. м2/га и фотосинтетическом потенциале (ФП) 4497 тыс. м2 дней/га. На 1 тыс. единиц ФП получено 7,5-8 кг/га корнеплодов. В опытах (после оздоровления засоленных земель) с сахарной свеклой по годам исследований достигнуто цели использования КПД ФАР за вегетационный период до 2,0-2,5 %.

Исследование многих научно-исследовательских институтов и опытных станций показывают, что величины реальных коэффициентов использования ФАР на формирование урожая различных культур приближаются к теоретическим обоснованиям, что свидетельствует о возможности получения запланированных урожаев в конкретных климатических условиях. Но фактические коэффициенты использования ФАР производственными посевами значительно ниже теоретически возможных на 1,0-1,5 %, что объясняется не соответствием ряда факторов применительно к данной зоне (низкий уровень плодородия почв, отсутствие высоко продуктивных сортов, несовершенство агротехники посева, сложные погодные условия и т.д.).

При программировании урожаев различных культур, аккумулирующих до 3,0-4,5 % приходящей ФАР, можно ограничиваться учетом следующих факторов: водно-солевых, водно-физический свойств и влагообеспеченности почвы, наличия в почве подвижных форм элементов питания, имеющих в хозяйстве ресурсов минеральных и органических удобрений, биологического потенциала продуктивности сорта и структуры посева (густота стояния растений, размещение их по площади, плотность продуктивного стебля), поступления ФАР и интегральной солнечной радиации, теплообеспеченности и температурного режима исследуемого региона, продолжительности периода со среднесуточной температурой выше 00, 50 и 100 С, способа и глубины обработки почвы, концентрации углекислого газа в воздухе.

При определенных экологических условиях любой из перечисленных выше факторов может в той или иной мере лимитировать реальную продуктивность сельскохозяйственных культур. Но главными факторами, ограничивающими величину урожая, на юге Казахстана являются температурный режим, влагообеспеченность, условия минерального питания, биологический потенциал продуктивности сортов, несовершенная структура посева, а также в наших районах водно-солевой режим почв.

Проблема питания растений является самая актуальная. Одна из путей ее решения – это максимальная из эффективного исследования солнечной энергии сельскохозяйственными культурами, так как 90-95 % веса биомассы растений составляют органические вещества, образующиеся в результате фотосинтеза. Увеличить урожай растений – это значить повысить фотосинтетическую продуктивность, а также коэффициенты использования солнечной радиации.

Аридные зоны характеризуются значительным радиационным балансом – 25…69 ккал/см2 в год (  t ≥ 100 С), из которого условиях естественного увлажнения на почвообразование расходуется всего – 3…6 %. К настоящему времени накоплено довольно большое количество данных актинометрических наблюдений. В связи с этим многие авторы предприняли поиски эмпирических зависимостей радиационного баланса от некоторых метеорологических факторов и, ограниченной датами перехода температуры через 100 С весной и осенью. Так, например, И.В.Карнацевич (1964) получил следующее уравнения связи:


R = 0,0133  t ≥ 100 С + 10,


где R – годовой радиационный баланс (ккал/см2).

Если используя эту формулу рассчитаем поступления ФАР в наших условиях то она составляла в 1982 году – 60,1 ккал/см2, 1985 году – 60,0 ккал/см2 и 1989 году – 60,2 ккал/см2.


Таблица 2

^ Влияние коэффициента использования ФАР и

водопотреблений на урожай сахарной свеклы


Варианты


Годы

Приход ФАР

Урожайность, ц/га

Коэфф.

использов. ФАР, %

Суммарное водопот.,

м3/га

Коэфф.

водопот.,

%

При орошении по дефициту

I

1982-1989

60,0

258

1,7

8690

34,0

I I

1982-1989

60,0

322

2,2

8690

27,0

I I I

1982-1989

60,0

332

2,2

8690

26,0

При увеличении оросительной на 15 %

I

1982-1989

60,0

307

2,0

9350

30,0

I I

1982-1989

60,0

327

2,2

9350

29,0

I I I

1982-1989

60,0

333

2,2

9350

28,0

Продолжение таблицы 2


1

2

3

4

5

6

7

При промывном режиме орошения (25 %)

I

1982-1989

60,0

323

2,2

10140

31,0

I I

1982-1989

60,0

348

2,3

10140

29,0

I I I

1982-1989

60,0

358

2,4

10140

28,0


Распределения ФАР в вегетационный период составляет в среднем от 6,0 до 13,0 ккал/см2 месяц (рисунок). При этом коэффициент использования ФАР с урожаем составлял 1982-1989 г.г. от 1,4 до 2,4 % (табл. 1). При орошении по дефициту водопотреблении и при увеличенной норме полива на 15 %, а при промывном режиме орошении коэффициент использования ФАР в те же годах составляло от 1,6 до 2,5 % (табл. 2,3) в зависимости от плодородия и от регулирования питательного режима почвы.


^ График прихода ФАР за вегетационный период


Рисунок


Таблица 3

Внутри сезонное распределение теплового, светового режима

и суммарное водопотребление свекловичного поля


Показатели

Годы

Месяцы

Сумма

по годам

IV

V

VI

VII

VIII

IX

1

2

3

4

5

6

7

8

9

t0C

1982-1989

13,4

16,6

22,6

26,7

25,3

18,1

122,7




оставить комментарий
страница1/7
Дата15.10.2011
Размер1.44 Mb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4   5   6   7
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх