Алқыма- жүзбе тасындылардың сипаттамалары.

1.Тасындылардың фракциялық құрамы (ірілігі). Қалқама тасындылар диаметрлері бір-біріне өте жақын, ірілігі әртүрлі топырақтардан тұрады. Бұл жағдай тасындыларды ірілігіне қарай топтап бөлуге мәжбүр етеді, бұны фракцияға бөлу деп атайды. Тұндырғыларды есеп тегендеформулаға фракцияның кіші диаметірінің мәнін қояды. Фракцияға бөлгенде стандартты шкала диаметрлерінің айырмасын пайдаланады. Қажет болған жағдайда бұл фракция шкаласын өзгертуге де болады, ол үшін, кесте деректері бойынша тұрғызылған тасындылардың гранулометриялық құрамының қисығын пайдаланады.

2. Тасындылардың гидравликалық ірілігі. Қалқыма тасындылардың ақпай тұрған суда тұну жылдамдығын гидравликалық ірілік деп атап, w- әрпімен белгілейді, өлшем бірлігі см/с, немесе мм/с, кейде м/с- те өлшенеді.

Гидравликалық ірілік қалқыма тасындылардың негізгі сипаттамалары болып есептеледі. Бұл көрсеткіш тұндырғының геометриялық өлшемдерін анықтайтын формулаға кіреді және су ағымының тасмалдау мүмкіндігін анықтағында негізгі көрсеткіш болып табылады. Гидравликалық ірілік тасынды түйіршігінің өлшеміне және формасына, үлесті салмағына және тасынды шөгетін судың температурасына байланысты болады. Дегенмен, гидравликалық іріліктің су температурасына тәуелділігі тасынды диаметірі 1,5 мм дейінгі аралықта ғана әсер етеді. Диаметрі бұдан ірілеу тасынды түйіршіктерінің гидравликалық ірілігіне су температурасы әсер етпейді. Гидравликалық іріліктің майда топырақ түйіршіктері үшін мәні 20.1. кестеде келтірілген.

20.1. кесте. Топырақ түйіршіктерінің гидравликалық ірілігі.

 

Түйіршік диаметр d, мм	Топырақ түйіршіктерінің гидравликалық ірілігімм/с, су температурасына байланысты
	15 1 20 | 25
0,001	0,00068	0,00079	0,0009	0,001	0,0011
0,01	0,008	0,079	0,09	0,1	0,И
0,015	0,154	0,178	0,21	0,225	0,253
0,02	0,274	0,286	0.36	0,4	0,45
0,03	0,618	0,71		0,9	1,012
0,04	1,099	1,263	1,44	1,6	1,8
0,05	1,717	1,973	2.27	2,5	2,812
0,07	2,51	2,88	3,25	3,65	4,1
0,1	5,12	5,88	6,63	7,44	8,37
0,15	1 1,50	13,25	14,9	16,75	18,84
0,2	17,11	18,76	20,42	22,06	23,72
0,25	22,07	24,39	26,02	27,66	29 32
0.3	28,31	29,96	31,62	33,26	34,92
0,4	39,51	41,16	42,92	44,46	46,12
0,5	50,71! 52,36	54,02	1)5,66	57,32
0,6	61,91	63,56	65,22	66,86	68,52
0,7	73,11	74,76	76,42	78,06	79,72
0,8	84,31	85,96	87,62	89,26	90,92
0,9	95,71	97,36! 99,02	100,46	102,12
	106,71	108,36	110,02	111,66	113,32
1,2	1 29, 1 1	130,71	132,42	1 34,06	135,72
1,5	162,71	164,36	166,02	167, 66	169,32

 

20.1. кестенің жалғасы.

d,мм	мм/с	d,мм	мм/с	d,мм	мм/с	d,мм	мм/с
1,5	164,4		268,5			20 |
1,75						22,5
				12,5
2,5	212,5					27.5
	232,5			17,5

 

3. Судың лайлығы. Су мен қалқыма тасындылардың қоспасын,су қоспасы (гидросмесь) деп атайды. Егер су қоспасының ішінде топырақ көп болса онда мұны қойыртпақ (пульпа) деп атайды. Судың белгілі бір көлеміндегі қалқыма тасындылардың мөлшерін лайлылық деп атайды. Лайлылықты бағалау үшін екі көрсеткіш қолданылады: а) салмақтық лайлылық - , оның өлшемдік бірлігі кг бір м³ су ішіндегі, немесе г бір литр су ішіндегі; б) көлемдік лайлылық- , өлшем бірлігі литр бір м³ су ішіндегі.

Судың лайлығын анықтау үшін, батометр-бутылка немесе вакуум-батометр арқылы судан белгілі бір мөлшерде сынама алып, сынама ішіндегі қалқыма тасындының салмағын не көлемін анықтайды.

4. Су ағасының тасымалдау мүмкіндігі. Сумен тасымалданатын қалқыма тасындылардың шекті салмағын, су ағысының тасымалдау мүмкіндігі деп атап деп белгілейді. Судың тасымалдау мүмкіндігін лайлылық бірлігімен белгілейді. Кей жағдайларда судың тасымалдау мүмкіндігін «шекті лайлылық» деп те атайды. Су ағысы жуылатын өзен арнасында қалқыма тасындылармен шекті тасымалдау мүмкіндігіне дейін қанығады, ал ағыс шектен тыс қалқыма тасындылармен қанықса, онда тасындылар өзен арнасына қайтадан шөге бастайды. Шекті лайлылық ағыстың гидравликалық сипаттамаларына (арна еңістігіне, ағыс жылдамдығына, су тереңдігіне т.б.) және тасындылар құрамына тәуелді.

Каналдағы судың тасымалдау мүмкіндігін анықтайтын көптеген эмпириялық формулалар ұсынылған, бірақ олардаң нәтижелері көпшілік жағдайда бір-біріне сәйкес келмейді. Көпшілік жағдайда шекті лайлалықты анықтауға Е.А.Замариннің формуласын ұсынады:

;(20.1)

Бұл 20.1. формуланы мына аралықта қолдануды ұсынады: 0,002≤w₀≤0,008 м/с,

, (20.2)

Ал 20.2. формуланы өте майда қалқыма тасындылар үшін қолдануға ұсынылған:

0,0004<w₀≤0,002 м/с,

Жоғарыда келтірілген формулаларда: - ағыстың орташа жылдамдығы; R- гидравликалық радиус, гидравликалық еңістік, w₀- орташа гидравликалық ірілік, мына формула бойынша анықталады:

, (20.3.)

Мұнда: қалқыма тасындылардың әр фракцияларының салмағының пайыздық құрамы, қалқыма тасындылардың әр фракцияларының орташа гидравликалық ірілігі, мына тәуелділік арқылы табылады: ,

Мұнда: және - фракция шекарасындағы тасындылардың гидравликалық іріліктері.

5. Тасындылар тұнбайтын су жылдамдығы. Ағыстың шекті лайлығына тасындылар тұнбайтын су ағысы сәйкес келеді, бұл жылдамдықта сумен бірге барлық қалқыма тасындылар тасымалданады. Су ағысының тасымалдау мүмкіндігі мен тасындылар тұнбайтын су жылдамдығы бір-бірімен фунционалды байланысты.

АQ^0,2, (20.4.)

Бұл формула далалық зерттеулер нәтижесінде табылған эмпириялық формула, ал А коэффициенті гидравликалық ірілікке байланысты алынады:

 

w, мм/с	<1,5	1,5...2,5	>2,5
A	0,33	0,44	0,55

 

Тасындылар тұнбайтын су жылдамдығын мына формуламен де табуға болады:

, (20.5)

6. Тасындылардың көлемдік салмағы. Тұндырғыларды жууды есептегенде, шөккен тасындылардың көлемдік салмағын білу қажет. Сенімді деректер шөккен тасындылардан далалық жағдайда сынама алу арқылы алынады. Көп жылдық тәжірибелерге сүйене отырып, тұндырғыларға шөккен тасындылардың көлемдік салмағы тасындылардың нығыздануына және фракция диаметіріне байланысты 1,1-ден 1,5 т/м³ аралығында өзгеріп отырады деп қабылданады. Каналдың және тұндырғының бас жағына шөккен ірілеу тасыныдылардың көлемдік салмағы, тұндырғының аяқ жағына шөккен және тұндырғыдан каналға түскен майда тасындылардың көлемдік салмағынан көбірек болады. Егер тұндырғыдан сынама алып есептеуге пайдалануға мүмкіндік болмаса, тасындылардың көлемдік салмағын анықтау үшін мына формуланы қолданады:

, (20.6)

Мұнда: диаметірі 0,05 мм-ден ірілеу фракциялардың үлестік құрамы.

20.6. формула бойынша есептеу нәтижелерінің көрсеткені, тасыныдылар құрамында неқұрлым майда фракциялар көп болса, сол құрылым тасындылардың көлемдік салмағы аз болады, ал оның шекті мәні, ірі фракцияларға сәйкес келеді, яғни көлемдік салмақ 1,5 т/м³ тең болады.

7. Қалқыма тасындылардың су тереңдігіне байланысты бөлінуі. Зертеулер нәтижелерінің көрсеткені, қалқыма тасындылардың су тереңдігіне байланысты таралуы, белгілі бір заңдылыққа бағынатыны. Тұндырғыларды есептегенде тасындылардың табиғи жағдайда су ағысының ішінде таралуына сәйкес келетін белгілі бір моделді қабылдайды. Практикалық жағдайда мұндай модель ретінде жәй геометриялық фигуралардың эпюрасын пайдаланады. Көпшілік жағдайда тұндырғыларды есептеуге төрт бұрышты эпюраны пайдаланады. Мұндай эпюраны пайдалану көпшілік жағдайда тасындылардың ағыс ішінде таралуына тура келмесе де, тұндырғыларды есептеу мүмкіндігін көп жеңілдетеді. Ал енді ішкі жүйелік тұндырғылар үшін, сумен тасымалданатын тасындылар құрамы негізінде майда фракция- лардан тұратын, тасындылардың су ағысы ішінде таралуы осы төрт бұрышты эпюраға сай келеді.

8. Су ағысының тасындыларды көтеру жылдамдығы. Тасындылардың сумен қалқып жылжуына жылдамдықтың жоғары көтеретін бөлігі мүмкіндік туғызады. Жылдамдықтың бұл бөлігі жоғары көтеру жылдамдығы деп аталады және бұл жылдамдық үлесті салмағы бірден көп тасындыларды тасымалдауға мүмкіндік туғызады. Тасындылар > болған жағдайда ағыспен жоғары көтеріледі, ал < жағдайда тасындылар төмен шөгіп, арна табаны қайырлайды.

Су жылдамдығының жоғары көтеретін бөлігі ұзына бойы жылдымдыққа тәуелді және кейбір эмпириялық формулалар оны -ның үлесі ретінде табуға мүмкіндік береді. А.Г.Хачатрянның зерттеулерінің нәтижелері мәнін судың ұзына бойына жылдамдығына байланысты , арнаның кедір-бұдырлығына және гидравликалық радиусына R байланысты табуға мүмкіндік беретін формуланы шығарды:

, (20.7)

Арна түбінде жатқан тасындыларды орнынан көтеру үшін, мәні жоғары көтеру жылдамдығынан көп, тік көтеру жылдамдығын табу керек болады. Оның мәнін мына формула арқылы табады:

, (20.8)

Тұндырғыларда тасындылардың шөгу процессі, тұндырғы ішіндегі судың ұзына бойы жылдамдығының мәнін азайтып, оған тәуелді жоғары көтеру жылдамдығының мәні шөгуге тиісті тасындылардың гидравликалық ірілігінен аз болуына бағытталған. Ал тұндырғыдан тасындыларды жуу процессі, шөккен тасындылардың қалқыма тасындыға айналуына негіз- делген.

 

 

4. Суды тазалау-мөлдірлендіру деңгейі. Тұндырғыдан шыққан судың лайлығының кіре берісіндегі лайлығына қатынасы судың тазалану немесе мөлдірлену деңгейі деп аталады. Бұл шама тұтынушының талабына байланысты қабылданады. Су электрстанцияларының деривациялық каналдары үшін 0,25 мм-ден ірі тасынды фракциялары зиянды деп есептеледі. Техникалық сумен қамтамасыз еткенде, тазалау деңгейі технологиялық процестермен анықталады, алауыз сумен қамтамасыз ететін жағдайларда тұтынушыға берілетін су толығымен қалқыма тасындылардан тазалануы шарт. Ал егістікке берілетін суды тазарту деңгейі, каналдың тасындыларды тасымалдау мүмкіндігімен байланыстырылады, яғни артық лайлылықты ескеруі шарт.

Осы қойылған талаптарға сәйкес, яғни суды тазалау деңгейіне байланысты тұндырғының өлшемдері анықталады. Ірі тасындылар ұстауға салынған бас тұндырғылардың ұзындығы онша көп болмайды, 100 метрден аспайды. Ал енді майда тасындылар ұстау үшін салынатын ирригациялық тұндырғылардың ұзындығы 3-4 км және одан да көп болуы мүмкін.

5. Ирригациялық тұндырғылар. Мұндай тұндырғылар майда тасындыларды ұстауға салынады, майда фракциялардың 70 пайызына дейін ұстайды. Майда фракцияларға диаметірі 0,1 мм аспайтын тасындылар жатады. Ағыспен тасымалданатын майда тасындылар тегістік жерлерде ағатын өзендерге тән. Мұндай майда қалқыма тасындылар тасымалдайтын өзендерге Амудария, Сырдария өзендері жатады. Бұл өзеннің тасындылар құрамы: ірілігі d<0,01 мм фракциялар 55%, ірілігі d=0,01-0,05 мм фракциялар 26-27 %, ал ірілігі d=0,25 мм фракциялар 1-2 % немесе тіптен кездеспейді. Бас жағында ірі тасындыларды ұстайтын тұндырғылары бар, осы аймақтағы магисталді каналдарда кездесетін қалқыма тасындылардың құрамы да осы аралықта болады. Ирригациялық тұндырғылардың атқаратын қызметі: шамадан артық тасындыларды ұстап, каналға тасымалдау мүмкіндігіне сай ғана тасындыларды жіберу.

Ирригациялық тұндырғыларды суғару жүйесінің бас жағына немесе жүйенің іш жағына орналастырады. Орналастыру жағдайы қалқыма тасындының фракциялық құрамына және ағыстың лайлығына байланысты болады.

Ирригациялық тұндырғыларға шөккен тасындыларды көпшілік жағдайда механикалық тәсілмен тазалайды. Соңғы кездерде мұндай тұндырғыларды тазалау үшін құм сорғыш қондырғы (земснаряд) кеңінен қолданыла бастады. Ал тасындыларды гидравликалық тәсілмен - сумен жуу өте сирек қолданылады, себебі тұндырғыда су деңгейі айырмасын және тасындыларды жуатын су жылдамдығын қамтамасыз ету өте қиын.

Ирригациялық тұндырғылардың гидравликалық есептеулері өте қиын, себебі мұның ішіндегі су қозғалысы тұрақсыз. Тұндырғының ұзына бойына тұрақты кесе көлденең ауданында су тереңдігі өзгеріп отырады, су ағымы азайады, осы себепті жылдамдық та өзгеріп отырады. Тасындылардың шөгуін есептегенде де қиындық кездеседі, себебі тұндырғының ұзына бойына судың лайлығы үздіксіз өзгеріп отырады. Негізгі гидравликалық параметрлердің құбылмалылығын есекере отырып, тұндырғыны жуықтау тәсілімен есептейді. Бұл үшін тұндырғының жұмысын кезең аралығында қарастырады, әр кезең басында есептелетін параметрлер тұрақты деп қабылданады.

Ирригациялық тұндырғыларда суды тазалау деңгейін анықтағанда мына жағдайларды ескерген жөн, су өте мөлдір болса су жүйесіндегі каналдарға әртүрлі шөптер өсіп, каналдың кедір-бұдырлық коэффициенті көбейеді, суармалы жерлерге құнарлы майда топырақтар жетпей қалады және тұндырғыдан кейінгі каналдың арнасының қазылуына әкеліп соғуы мүмкін. Амудария суғару жүйесіндегі зертеулер нәтижесі көрсеткені: каналдарға шөп өсуі судың лайлығы кг/м³ аралығында басталады, ал шөптің қаулап өсуі кг/м³ және су жылдамдығы м/с аралығында байқалады. Ирригациялық тұндырғылар каналдың кеңейген учаскелері, кесе көлденең қимасы трапеция тәріздес, топырағының түріне байланысты каналдың құлама беткейінің еңістігі 1,5-нан 3-ке дейін жететін.

Ирригациялық тұндырғылардың ерекшеліктері: олардың километрлеп созылатын ұзындығы. Олардың ұзындығы есептеу арқылы табылады және ол артық лайлылыққа тәуелді, еніне және судың тереңдігіне байланысты анықталады. Тұндырғының енін оны тазалайтын механизм түрлеріне байланысты қабылдайды. Егер тұндырғыны топырақ сорғыш қондырғылармен тазалайтын болса, оның енін осы қондырғының бір немесе екі еніне тең етіп қабылдайды, Тұндырғыдағы су тереңдігін есептеу арқылы табады, дегенмен ол 3-4 м аспайды. Тұндырғы топырақ сорғыш қондырғылар арқылы тазаланатын болса, онда бұл қондырғыны жүзіп өткізу мүмкіндігі қарастырылуы қажет, ал тұндырғының кіре берісіне реттегіш шлюз құрылса, қондырғына алып өтуге шлюз қарастырылады.

6. Көл тәріздес тұндырғылар. Тұндырғы ретінде релефтің табиғи төмен жерлері: сайлар, шатқалдар пайдаланылады. Осы себепті мұндай тұндырғылар – көл тәріздес тұндырғылар деп аталады. 20.2. сурет.

 

20.2. сурет. Көл тәріздес тұндырғы.

1. су әкелетін канал; 2. айналма канал; 3. су реттегіш шлюз; 4. қазылған канал; 5. тұндырғыны секцияға бөлетін қабырға-бөгетшелер; 6. тасындылар тұнатын секциялар; 7. тасындымен толған секциялар; 8. қосалқы секциялар, балық, құс өсіруге пайдаланатын.

 

Мұндай тұндырғыларды көпшілік жағдайда тасындыларды тұндырудың екінші баспалдағы (сатысы) ретінде қолданады, кей жағдайларда бұларды бас тұндырғы ретіндеде қолданады. Көл тәріздес тұндырғылардың артықшылығы, бұларды тазалауға шығын шықпайды, себебі бұлардың тасындымен толуы көзелген. Көл тәріздес тұндырғыларды қолданғанда, оларды бөгеуге аздаған шығын шығады да, ал пайдалануға, бақылауға, және жер бөлуге шығын көп шықпайды, ал тұндырғы көлемі тасындыға толық толғаннан кейін, оны тегістеп, жыртып егістік егуге пайдаланады.

Көл тәріздес тұндырғы ретінде пайдаланылатын сайлар мен шатқалдардың жан- жағына бөгет соғып, судың жайылып шабындықтарды басуына жол бермейді. Оларды бөгет соғу арқылы секцияға бөледі. Бұл секциялардағы су жылдамдығы нолге дейін жетеді, осыған байланысты қалқыма тасындылар толығымен шөгіп, су тасындылардан толық тазала- нады. Суды тұндырғыдан алып кететін каналдың мөлдір сумен жуылмауын қамтамасыз ету үшін, тұндырғыны айналдыра канал қазып, лай суды мөлдір сумен араластырып, ондағы су лайлығын каналдың тасындылар тасымалдау мүмкіндігіне сәйкестендіреді.