Введение
1. Анализ систем и средств водоучета, применяемых на мелиоративных системах 8
1.1 Мелиоративные системы как объект применения средств водоучета и водоизмерения 8
1.2 Народно-хозяйственные проблемы орошения и рационального использования водных ресурсов на базе совершенствования методов водоучета 10
1.2.1 Современное состояние водных ресурсов и их динамика 10
1.2.2 Прогнозная оценка потребности в водных ресурсах, предотвращении и ликвидации последствий вредного воздействия вод 13
1.2.3 Эффективность орошения 13
1.2.4 Техническое и технологическое обеспечение орошаемого земледелия, рациональное использование водных ресурсов, пути их совершенствования 16
1.3 Проблемы автоматизации отрасли 20
1.3.1 Анализ современного состояния водоучета и водоизмерения на мелиоративных системах 21
1.4 Анализ существующих методов и средств измерения расхода и скорости воды в открытых каналах оросительных систем 25
1.4.1 Методы прямого и косвенного измерения расходов и объемов воды для открытых русел 27
1.4.2 Методы измерения скорости воды в открытых каналах мелиоративных систем 30
1.5 Технические требования, предъявляемые к средствам измерения
расхода воды с учетом новых условий водопользования 36
1.5.1 Конструктивные типы гидрометрических сооружений и особенности их эксплуатации 38
2. Анализ существующих технологических решений и обоснование целесообразности разработки способа определения расхода воды с помощью ультразвука 41
2.1 Теоретическое обоснование метода измерения расхода воды с помощью ультразвука 41
2.1.1 Ультразвук. Особенности применения 41
2.1.2 Ультразвуковые способы измерения скорости потока 43
2.2 Сравнительный анализ существующей и предлагаемой методики обработки результатов измерений по методу «скорость-площадь» 48
2.2.1 Модель расхода 48
2.2.2 Существующая методика обработки результатов измерений. Аналитический метод 52
2.2.3 Предлагаемая методика 55
2.2.4 О точности измерения расходов воды гидрометрической вертушкой 62
2.2.5 О точности предлагаемой методики обработки результатов 64
3. Разработка конструкции и обоснование технико- технологических параметров приборного обеспечения измерения расходов воды в открытых каналах с помощью ультразвука 68
3.1 Предлагаемая конструкция расходомера 68
3.2 Элементы конструкции расходомера 72
3.3 Расчет частоты излучателя для измерения заданного диапазона скоростей при допустимой погрешности 74
3.4 Техническая реализация предложенной методики 77
3.4.1 Определение параметров сплайна одной переменной 79
3.4.2 Определение параметров сплайна двух переменных 82
3.5 Программное обеспечение вычисления расхода воды в открытых каналах с использованием сплайн-интерполяции 85
4. Лабораторные и полевые исследования эффективности работы приборного обеспечения и усовершенствованной методики измерения расхода воды на реально существующих оросительных системах 89
4.1 Методика проведения полевых исследований 89
4.2 Технологический регламент измерения расхода воды в открытых каналах оросительных систем с помощью разработанного расходомера 94
4.3 Исследование предлагаемой методики 95
4.4 Результаты испытаний 98
5. Экономический эффект 104
5.1 Расчет экономического эффекта от сокращения затрат на проведение градуировки 104
5.2 Расчет экономического эффекта от экономии оросительной воды и электроэнергии 105
Предложения производству 111
Выводы 112
Список использованной литературы 114
Приложения 128
