ПРОЕКТ ОБВОДНЕНИЯ ПАСТБИЩ ИЗ ШАХТНЫХ КОЛОДЦЕВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПНЕВМОКАМЕРНОГО ВОДОПОДЪЕМНИКА ВПКШ-30 НА ПРИМЕРЕ АЛМАТИНСКОЙ ОБЛАСТИ
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Водные ресурсы и мелиорация»
ШАЙМЕРДЕНОВА Г. Д.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
ПРОЕКТ ОБВОДНЕНИЯ ПАСТБИЩ ИЗ ШАХТНЫХ КОЛОДЦЕВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПНЕВМОКАМЕРНОГО ВОДОПОДЪЕМНИКА ВПКШ-30 НА ПРИМЕРЕ АЛМАТИНСКОЙ ОБЛАСТИ
специальность 5В0801000 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»
Алматы 2018
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет «Гидротехника, мелиорация и бизнес»
Кафедра «Водные ресурсы и мелиорация»
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Тема:
Выполнила
(Ф. И. О. )
Допущена к защите «___»20___ г.
Заведующий кафедрой
(подпись) (Ф. И. О. )
Руководитель
(подпись) (Ф. И. О. )
Консультанты:
(раздел) (подпись) (Ф. И. О. )
(раздел) (подпись) (Ф. И. О. )
Нормоконтроль
(подпись) (Ф. И. О. )
Рецензент
(подпись) (Ф. И. О. )
Алматы 2018
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет «Гидротехника, мелиорация и бизнес»
Кафедра «Водные ресурсы и мелиорация»
Специальность 5В0801000 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломной работы (проекта)
Студент
(Ф. И. О. )
Тема работы (проекта)
Утвержден приказом университета № от «»20___г
Срок сдачи готовой работы (проекта)
«»20___г
Исходные данные для работы (проекта)
Список вопросов для разработки дипломной работы (проекта)
Список графических материалов (при необходимости)
Рекомендуемая базовая литература
Консультанты по специальным разделам работы (проекта)
Заведующий кафедрой
(подпись) (Ф. И. О. )
Руководитель работы
(подпись) (Ф. И. О. )
Принял задание на
выполнение, студент
(подпись) (Ф. И. О. )
ГРАФИК
выполнения дипломной работы (проекта)
Коли
чество
Заведующий кафедрой
(подпись) (Ф. И. О. )
Руководитель работы
(подпись) (Ф. И. О. )
Принял задание на
выполнение, студент
(подпись) (Ф. И. О. )
Содержание
- Характеристика объекта исследования по обводнению пастбищ
- Существующие проекты обводнения пастбищ. .
- Направление исследования и решаемые задачи в соответствии с Водным Кодексом РК . . .
- Обоснование проекта обводнения пастбищ на примере Алматинской области с использованием пневмокамерного шахтного водоподъемника ВПКШ-30 . . .
- Мероприятия по охране окружающей среды.
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем дипломном проекте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 2. 105-95. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам.
ГОСТ 2. 111-68. Единая система конструкторской документации. Нормоконтроль.
ГОСТ 6. 38-90. Унифицированные системы документации. Система организационно-распорядительной документации. Требования к оформлению документов.
ГОСТ 7. 9-95 (ИСО 214-76) . Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Реферат и аннотация. Общие требования.
ГОСТ 8. 417-81. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы физических величин.
ГОСТ Р 15. 01-01-96 Порядок проведения патентных исследований.
ГОСТ 15. 011-82 Система разработки и постановки продукции на производство. Порядок проведения патентных исследований.
ГОСТ Р 15-201-2000 Система разработки и постановки продукции на производство.
ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напорометры, тягометры и тягонапорометры. Общие технические условия.
ГОСТ 3262-75 Стальные водогазопроводные трубы. Общие технические условия.
ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения.
ГОСТ 18164-72 Вода питьевая. Методы определения содержания сухого остатка.
ГОСТ 23728-80 - ГОСТ 23730-88 Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки.
ГОСТ 24026-80 Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения.
ОСТ 1021. 1-2002 Испытания сельскохозяйственной техники. Установки водоподъемные. Методы оценки функциональных показателей.
РД 07-07-21-86 Методические указания. Порядок проведения патентных исследований в системе Госагропрограмма СССР.
ГОСО РК 5. 04. 019-2008 «Государственный общеобязательный стандарт образования Республики Казахстан. Высшее образование. Бакалавриат. Основные положения. »
ГОСО РК 5. 03. 16-2009 «Правила выполнения дипломной работы (проекта) в высших учебных заведениях. Основные положения».
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем дипломном проекте применяют следующие термины с соответствующими определениями.
Подача - отношение объема подаваемой воды насосной установки (водоподъемником) ко времени, измеряемая в м 3 /с, дм 3 /с (л/с) и м 3 /ч.
Высота водоподъема - геометрическая высота от динамического (рабочего) уровня воды в водоисточнике до излива поднятой воды из водоподъемного трубопровода (водоподъемника для ленточного водоподъемника), измеряемая в м. вод. столба.
Напор насосной установки - избыточное давление, создаваемое насосной установкой, измеряемое в метрах водяного столба, определяется зависимостью
, где
- избыточное давление насосной установки, Па;
- удельный вес воды, Н/м
3
,
- напор, м. вод. ст.
Напор скоростной - давление, создаваемое от скорости движения воды, измеряемое в м. вод. ст., определяется зависимостью
, где
- скорость движущейся воды, м/с;
- скоростной напор, м. вод. ст.
Напор вакуумный - давление ниже атмосферного (разряжение), создаваемое насосной установкой, во всасывающем патрубке, измеряемое в м. вод. ст., определяется зависимостью
, где
- давление атмосферное, Па;
- давление во всасывающем патрубке насосной установки, Па;
- вакуумный напор, м. вод. ст.
Дебит - приток воды в единицу времени через фильтр в водоприемник колодца, измеряемый в м 3 /с, дм 3 /с и м 3 /ч.
Мощность полезная - мощность, сообщаемая насосной установкой (водоприемником) подаваемой воде, измеряемая в Вт, кВт.
Мощность затраченная - мощность, потребляемая насосной установкой (водоприемником), измеряемая в Вт, кВт.
Коэффициент полезного действия - отношение полезной мощности к затраченной мощности.
Напорно-вакуумная насосная установка - техническое средство для подъема воды и подачи воды из водотоков, создающее напор и вакуум, используя для привода кинетическую энергию движущейся воды в водотоке.
Ленточный водоподъемник - устройство для подъема воды гибкой плоской бесконечной лентой.
Конструкция - устройство, взаимное расположение частей, состав какого-либо строения, механизма и т. п. (например, рабочая лента, водоприемник ленточного водоподъемника) .
Параметр - величина, характеризующая какое-либо основное свойство процесса, явления или системы, машины, устройства (например, подача, высота водоподъема, напор насоса) .
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
Q - подача насосной установки (водоподъемника), расход воды, м 3 /с;
Н - напор насосной установки, скоростной и вакуумный напоры, высота водоподъема, м. вод. ст. ;
Н д - динамический уровень воды в водоисточнике, м;
η - коэффициент полезного действия насосной установки (водоподъемника), двигателя, привода, использования рабочего времени смены;
Р - избыточное давление воды, создаваемое внутри трубопроводов, Па; Н/м 2 ;
D, d - диаметр отверстий труб, круглого профиля деталей, м;
S - толщина ленты, площадь сечения проходных отверстий, м 2 ;
γ - удельный вес воды, Н/м 3 ;
ρ - плотность (объемный вес) воды, кг/м 3 ;
V - коэффициент кинематической вязкости воды, м 2 /с;
ξ - коэффициент местных сопротивлений;
λ - коэффициент трения воды в трубопроводах;
К - коэффициент расхода сжатого воздуха при воздушном способе подъема воды;
m - масса груза, тел, установки и т. д., кг;
δ в - толщина слоя воды, поднимаемая лентой, м;
F - сила центробежная, подъемная, Н;
в - ширина ленты, шкива, водоприемной коробки, м;
h - глубина погружения насоса под динамический уровень воды, м;
q сут - среднесуточное водопотребление на одном водопойном пункте, м 3 /сут;
t - время протекающего процесса, с;
ΔР - потери давления в пневматической системе насосной установки, м;
ΔН - потери давления в гидравлической системе насосной установки, м;
N -мощность полезная, затраченная, Вт;
V - объем емкости, предмета, м 3 ;
ГСХА - Государственная сельскохозяйственная академия;
ГНУ ВИЭСХ - Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
АПК - агропромышленный комплекс;
КПД - коэффициент полезного действия;
ЦНИИКИВР - Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов;
НИОКР - научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность . Перед Республикой Казахстан на период до 2030 года в числе первоочередных приоритетных направлений рыночной экономики поставлена задача дальнейшего развития сельского хозяйства в ближайшие годы, в том числе по решению проблем водоснабжения, электроснабжения, благоустройства и развития мясного скотоводства, тонкорунного и полутонкорунного овцеводства с максимальным использованием естественных пастбищ, которая актуальна при переходе на рыночные отношения. [1]
Республика Казахстан имеет хорошие условия для производства животноводческой продукции с использованием естественных пастбищ, площадь которых составляет 183 миллиона гектаров, из них в системе Министерства сельского хозяйства - 154, 4 миллиона гектаров, в том числе в Алматинской области - 4821, 6 тыс. га [2] .
Водоснабжение фермерских и крестьянских хозяйств осуществляется за счет подземных вод - шахтных и трубчатых колодцев в объеме 69, 8 % и наземными водами -около 30 %.
В настоящее время в силу экономических условий поголовье скота фермерских и крестьянских хозяйств сосредоточено вокруг населенных пунктов и открытых водоисточников, что значительно увеличивает нагрузку на ограниченную территорию пастбищ (около 30 миллионов гектаров), 50 % которой в различной степени деградировано.
Проблема водообеспечения фермерских (крестьянских) хозяйств должна решаться в сочетании рационального использования водных ресурсов, сохранения кормовых угодий и не оказывать вредного влияния на экологию окружающей среды.
Наиболее перспективными экологически чистыми являются водоисточники подземные - шахтные и трубчатые колодцы, которых в РК насчитывается:скважин (около 30 тыс. шт. ) и шахтных колодцев(31 тыс. шт. ), которыми обводнено 69, 8 % площадей, в том числе скважинами - 39, 9%, в перспективе к 2020 году ими будет обводнено до 80 % площади. В исследуемой зоне - Алматинской области имеется 3141 шахтных колодцев и 616 скважин. В связи, с чем основное внимание науки должно быть направлено на механизацию водоподъёма из этих источников с применением прогрессивных материало- и энергосберегающих технологий при создании новых и усовершенствовании существующих подъёмно-технических средств.
Повышение эффективности обводнения пастбищ крестьянских и фермерских хозяйств в Республики Казахстан с использованием перспективных насосных установок и водоподъёмников является актуальной проблемой.
Основным водоподъемным оборудованием для водоснабжения из подземных водоисточников в Республике Казахстан являются напорные насосы, преимущественно погружные электронасосы типа ЭЦВ, в том числе на пастбищах (22%), воздушные насосные установки эрлифтные и пневмокамерные (32%), а также безнапорные водоподъёмники: ленточные ВМЛ-100 и шнуровые ВШП-50 (42 %) и ветроводоподъемники с поршневым насосом (4 %) [3, 4] .
Однако, не все насосные установки и водоподъёмники могут эффективно использоваться в исследуемой зоне, т. е. в условиях с повышенной минерализацией воды - свыше 2 до 15 г/дм 3 и содержанием в ней твердых частиц (песка) - свыше 0, 02 до 1 % по массе, которых имеется в Казахстане в условиях пастбищ соответственно не менее 40% и 24%. Так, например, погружные электронасосы типа ЭЦВ могут успешно эксплуатироваться в условиях подъема воды с минерализацией до 2 г/дм 3 и содержанием твердых частиц (песка) до 0, 02% по массе, ленточные и шнуровые водоподъёмники - с минерализацией до 10 г/дм 3 и содержанием твердых частиц (песка) до 0, 5% по массе, и лишь воздушные насосные установки эрлифтные и пневмокамерные могут эффективно эксплуатироваться в условиях подъема воды с предельно допустимой минерализацией воды до 15 г/дм 3 и содержанием в ней твердых частиц (песка) до 1 % по массе.
Таким образом, решение проблемы обводнения пастбищ в Казахстане из подземных водоисточников в условиях повышенной минерализации воды и содержанием твёрдых частиц рационально осуществить с использованием воздушных насосных установок пневмокамерных и эрлифтных с приводом от энергии сжатого воздуха.
Цель дипломного проекта. Повышение эффективности пастбищного водоснабжения из шахтных колодцев с использованием пневмокамерного водоподъемника ВПКШ-30 на примере Алматинской области.
Объект исследования. Система обводнения пастбищ подземными водами с использованием пневмокамерного водоподъемника ВПКШ-30.
Задачи выполняемых работ:
- обоснование проекта обводнения пастбищ из шахтных колодцев с использованием пневмокамерного водоподъемника ВПКШ-30 на примере Алматинской области в соответствии с водным Кодексом;
- выбор рациональной конструктивно-технологической схемы пневмокамерного водоподъемника ВПКШ-30 для подъема воды из подземных водоисточников - шахтных колодцев;
- расчет основных параметров пневмокамерного водоподъемника ВПКШ-30для принятого проекта обводнения пастбищ типового хозяйства;
- технико - экономическое обоснование эффективности предложенного дипломного проекта.
В дипломной работе были использованы следующие исследования: аналитические, теоретические и экспериментальные, а также инженерные расчеты по определению исходных и основных параметров пневмокамерного водоподъемника ВПКШ-30.
- ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА ОБВОДНЕНИЯ ПАСТБИЩ ИЗ ШАХТНЫХ КОЛОДЦЕВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПНЕВМОКАМЕРНОГО ВОДОПОДЪЕМНИКА ВПКШ-30 НА ПРИМЕРЕ АЛМАТИНСКОЙ ОБЛАСТИ В СООТВЕТСТВИИ С ВОДНЫМ объекта исследования по обводнению пастбищ
Исследуемый объект по обводнению пастбищ с использованием шахтных колодцев с использованием пневмокамерного водоподъемника ВПКШ-30(на примере Алматинской области) расположен на юге Алматинской области. Территория Алматинской области составляет 223, 9 тыс. кв. км, восточной границей является Китайская народная республика, южная - Кыргызстан, северная часть проходит вдоль Восточно-Казахстанской и Карагандинской областей, границей западной части является Жамбылская область. План землепользования Алматинской области показан на рисунке 1. 2.
Пастбища Алматинской области в основном расположены в северной части ее территории, площадь которой составляет 4821, 6 тыс. гектаров.
В целом по Казахстану имеется 183 млн. га естественных пастбищ, в том числе в системе Министерства сельского хозяйства - 154, 4 млн. га., пригодных для использования в сельском хозяйстве, из которых 80 % находятся в пустынной и сухостепной зонах с малым количеством осадков и поверхностных водоисточников [2, 3, 5] .
Основная часть пастбищ по Алматинской области и в целом по Казахстану обводняется подземными водами - скважинами и шахтными колодцами.
На территории Алматинской области по состоянию на 2001 г. было разведано 52 месторождений подземных вод эксплуатационными ресурсными запасами 197, 2 м 3 /с, по Южному Казахстану разведано 146 месторождений с эксплуатационными ресурсными запасами 296, 1 м 3 /с, а в целом по Казахстану разведано 623 месторождений подземных вод с ресурсными запасами 502, 1 м 3 /с.
Распределение разведанных эксплуатационных запасов подземных вод по целевому их назначению по Алматинской области и по региону Южного Казахстана представлено в таблице 1. 1.
Из таблицы 1 видно, что Алматинская область имеет значительные эксплуатационные запасы подземных вод по сравнению с другими областями Южного региона (Жамбылской, Кызылординской и Южно-Казахстанской), в том числе хозяйственно-питьевого назначения - 47, 1 м 3 /с, из них на обводнение пастбищ приходится около 38 % или 17, 9 м 3 /с (1, 5 млн. м 3 /сут), т. е. перспективы обводнения пастбищ подземными водами обнадеживающие.
Таблица 1. 1
Распределение разведанных запасов подземных вод по целевому назначению
... продолжениеВы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
