CC BY
1UO'K: 626.8.001.5 - 10.5281/zenodo. 13836292
KANALLARDA SUV SARFINI BOSHQARUVCHI INSHOATLARNING MAQBUL PARAMETRLARI HISOBI
Otaxonov Maqsudxon Yusufovich
Texnika fanlari falsafa doktori, dotsent, TIQXMMI Milliy tadqiqot universiteti, Tashkent, Uzbekistan E-mail: maksud. otakhonov@bk. ru ORCID ID: 0000-0003-3969-4436
Allayorov Davronjon Shamsiddinovich
Teknika fanlari falsafa doktori, asissent, TIQXMMI Milliy tadqiqot universiteti, Tashkent, Uzbekistan
E-mail: d. allayorov@tiiame. uz ORCID ID: 0000-0002-1745-6907
Zokirov Ilhomjon Bahtiyor o'g'li
PhD doktorant, TIQXMMI Milliy tadqiqot universiteti, Tashkent, Uzbekistan E-mail: [email protected]. com ORCID ID: 0009-0005-9672-3987
Annotatsiya. Ushbu maqolada sug'orish tarmoqlari kanallarini suv hisobini raqamlashtirish, boshqarish hamda monitorish qilish usuli keltirib o 'tilgan bo 'lib, unda turli xil o 'lchamdagi (50x50 sm, 60x60 sm, 70x70 sm, 80x80 sm, 90x90 sm, 100x100 sm) standart darvozalardan o'tishi mumkin bo'lgan suv sarflari keltirib o'tilgan. Olib borilgan nazariy hamda amaliy tadqiqotlar "Toshkent irrigatsiya va qishloq xo'jaligini mexanizatsiyalash muhandislari instituti" Milliy tadqiqot universiteti hamda suv xo'jaligida aqlli texnalogiyalarni joriy etib kelayotgan "Smart Solution System" MCHJning zamonaviy labaratoriyasida o'tkazildi. Tadqiqotlar natijasida standatr o'lchamli darvozalarda oqib o'tayotgan suv sarfi 0-1,75 m3/s oralig'ida ekanligi aniqlandi. Aniqlangan malumotlar asosida kerakli suv sarfini o'tkaza oladigan gidrotexnik inshoatning maqbul parametrlarini tanlash bo 'yicha tavfsiyalar berilgan. Kalit so'zlar: Smart texnalogiya, suv sarfi, kanallar, ultratovush datchiklari, quyosh paneli, suv sathi.
ПАРАМЕТРЫ РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ РАСХОДОМ
Отахонов Мацсудхон Юсуфович
Доктор философии по техническим наукам, доцент, Национальный исследовательский университет ТИИИМСХ, Ташкент, Узбекистан
ВОДЫ В КАНАЛАХ
Аллаёров Давронжон Шамсиддинович
Доктор философии по техническим наукам, ассистент,
Национальный исследовательский университет ТИИИМСХ, Ташкент, Узбекистан
Зокиров Ил^омжон Бщтиёр угли
Докторант PhD, Национальный исследовательский университет ТИИИМСХ, Ташкент, Узбекистан
Аннотация. В данной статье рассматриваются методы цифровизации учета воды, управления и мониторинга водных потоков в ирригационных сетях и каналах. В статье представлены данные о расходе воды, проходящей через стандартные
размеры шлюзов (50x50 см, 60x60 см, 70x70 см, 80x80 см, 90x90 см, 100x100 см). Теоретические и практические исследования были проведены в лаборатории Национального исследовательского университета "Ташкентский институт ирригации и механизации сельского хозяйства" и компании "Smart Solution System", которая внедряет умные технологии в водном хозяйстве. По результатам исследований установлено, что расход воды через шлюзы стандартных размеров варьируется в пределах 0-1,75 м3/с. На основе полученных данных даны рекомендации по выбору оптимальных параметров гидротехнических сооружений, способных пропускать требуемый расход воды.
Ключевые слова: Смарт-технология, расход воды, каналы, ультразвуковые датчики, солнечные панели, уровень воды
PARAMETERS FOR CALCULATING THE EFFICIENCY OF WATER FLOW
MANAGEMENT IN CANALS
Otakhonov Maqsudkhon Yusufovich
Associate Professor of Ph.D, TIIAME National Research University, Tashkent, Uzbekistan
Allayorov Davronjon Shamsiddinovich
PhD asissent, TIIAME National Research University, Tashkent, Uzbekistan
Zokirov Ilkhomjon Bahtiyor ugli
PhD Student, TIIAME National Research University, Tashkent, Uzbekistan
Abstract. In this article, methods for digitalizing water accounting, management, and monitoring in irrigation networks and canals are discussed. The article provides data on water flow through standard-sized gates (50x50 cm, 60x60 cm, 70x70 cm, 80x80 cm, 90x90 cm, 100x100 cm). Theoretical and practical research was conducted at the laboratory of the National Research University "Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization Engineers" and at "Smart Solution System" LLC, which is implementing smart technologies in water management. The research found that water flow through standard-sized gates ranges from 0 to 1.75 mVs. Based on these findings, recommendations are provided for selecting optimal parameters for hydraulic structures that can accommodate the required water flow.
Keywords: Smart technology, water consumption, channels, ultrasonic sensors, solar panels, water level.
Kirish. Kichik kanallar, qishloq xo'jaligi va suv resurslarini boshqarish uchun muhim ahamiyatga ega bo'lgan inshootlardir. Ushbu kanallarda suv oqimini nazorat qilish, hisoblash va samarali boshqarish, suv ta'minoti va irrigatsiya tizim-larining barqarorligini ta'minlash uchun juda muhimdir. Kichik kanallarda suv hisobini aniq va samarali aniqlash uchun rivojlangan texnologiyalarni qo'llash zarurati tobora
ortib bormoqda. Shu ma'noda, raqamli texnologiyalarning rivojlanishi ushbu sohada yangi imkoniyatlar va yechimlar taqdim etadi [1]. Raqamli texnologiyalar, masalan, sensorlar, GPS tizimlari, maso-faviy sezgichlar va yuqori aniqlikdagi das-turiy ta'minotlar, kichik kanallardagi suv hisobini aniqlashda muhim rol o'ynaydi. Ushbu texnologiyalar yordamida, suvning oqim tezligi, chuqurligi va miqdori kabi
parametrlarni aniq o'lchash va real vaqt rejimida monitoring qilish mumkin. Misol uchun, sensorlar orqali olingan ma'lumotlar avtomatik ravishda markaziy tizimga uza-tiladi, bu esa operativ qarorlar qabul qilishni osonlashtiradi [2,5].
Raqamli texnologiyalar yordamida suv hisobini aniqlashning afzalliklari ko'plab tadqiqotlarda ko'rsatilgan. Masalan, sensor-lar yordamida real vaqt rejimida o'lchovlar olish, ma'lumotlarni aniq qayd etish va tahlil qilish imkonini beradi. Shuningdek, GPS va masofaviy sezgichlar yordamida kanalning to'g'ri geometriyasini aniqlash va o'zga-rishlarni kuzatish mumkin [3,4,5]. Ushbu texnologiyalar, shuningdek, odam xatolik-larini kamaytirish va aniq ma'lumotlarni taqdim etish orqali keng ko'lamli va sama-rali suv boshqaruvini ta'minlashga yordam beradi.
Shu bilan birga, kichik kanallarda raqamli texnologiyalarni qo'llashda yuzaga keladigan muammolar ham mavjud. Masalan, texnologiyalarning yuqori narxi, texnik xizmat ko'rsatish zaruriyati va ma'lu-motlarning aniqligini ta'minlashdagi qiyin-chiliklar. Shu sababli, tadqiqotda ushbu muammolarni hal qilish uchun qo'llani-ladigan usullari o'rganiladi.
Ushbu maqola raqamli texnologiyalar yordamida kichik kanallarda suv hisobini aniqlashning zamonaviy usullarini ko'rib chiqadi, ularning afzalliklarini va kamchiliklarini tahlil qiladi. Shuningdek, ushbu texnologiyalarning amaliy qo'llanishi, mu-vaffaqiyatli misollar va kelajakdagi rivoj-lanish yo'nalishlari haqida ma'lumot beradi. Natijada, bu maqola, suv resurslarini bosh-qarish va kichik kanallarda suv hisobini optimallashtirishda raqamli texnologiyalarning rolini yaxshilashga yordam beradi.
Adabiyotlar tahlili va mеtodlar.
Hozirgi kunda sug'orish tizimlaridagi kanallarda suv sarf hisobini yuritishda gidro-metrik ishlarni olib borish uchun gidromet hodimlari kuniga 2 marta (ertalabki soat 08:00da hamda kechki 20:00 da) belgi-langan joyga borib kanallarga o'rnatilgan maxsus reykalardagi suv sathi ma'lumotlari yozish orqali suv sarfi hisobini monitoring qilib borishmoqda. Shu bilan bir qatorda bir nechta zamonaviy qurilmalar ham bo'lib, jumladan oqim tezligini o'lchovchi radar, dopler qurilmalari bunga misol bo'la oladi. Lekin ushbu qurilmalar orqali suv sarfini boshqarish imkoni mavjud emas.
Hozirgi kunda kichik kanallar uchun yuqori aniqlikda o'lchaydigan hamda ma'lumotlarni onlayn tazrda uzata oladigan xori-jiy va mahalliy suv sarfini o'lchash qurilmalari mavjud, yurtimizda birinchilardan bo'lib "Smart Solution System" MCHJ tomonidan "Smart Channel" qurilmasi ish-lab chiqilgan (1-rasm). Ushbu qurilma orqali suv sarfini aniqlash uchun asosiy 2 ta parametrdan tanlab olingan. Birinchisi suv tezligi hisoblanib, shu boisdan qurilmada 4 ta sathdagi suv tezliklarini alohida o'lchash imkoni mavjud bo'lib, har bir qatlamdagi suv tezliklarining og'uvchi grafik hosil qilib suvning o'rtacha tezligi topiladi (2-rasm).
1-rasm. Smart Channel qurilmasining ko 'rinishi.
2-rasm. O'rnatilgan ultratovush datchiklari.
Ikkinchisi esa harakat kesim yuzasi hisoblanadi. Buni aniqlash uchun jonli kesimdagi suvning sathini bilish kerak bo'ladi. Buning uchun ultratovushli masofa o'lchash datchiklaridan foydalaniladi. Ush-bu datchiklar qurilmaning yuqori qismiga o'rnatilgan bo'lib, ultratovush yuborish orqali suv sathini aniqlay oladi. Buning natijasida mazkur qurilma sug'orish tar-moqlarida real vaqt rejimida suv sarfini hisoblash imkoniyatiga ega. Qurilma ma'lu-motni serverga onlayn uzatish uchun GSM moduli, quyosh paneli va qayta zaryad-lanadigan batareya bilan jihozlangan. Shu-ningdek, qurilma suv sathi va hajmi haqida ma'lumotlarni olish va uzatish uchun 2G modem, bluetooth va ultratovushli sensor bilan jihozlangan. Suvdan foydalanishda raqamli texnologiyalardan foydalanish, suv iste'molchilarni suv bilan uzluksiz va o'z vaqtida belgilangan miqdorda adolatli ta'minlashni tashkil etish, suv resurslarini oqilona boshqarish, o'lchov-kuzatuv ishlari-ning tezkorligini oshirish hamda suv iste ' -molining aniq hisoboti va hisob-kitobini yuritish kabi muhim vazifalarni hal etishga zamin yaratadi.
Natijalar. Ushbu zamonaviy qurilma
yuqori aniqlikda kichik kanallardan o'ta-yotgan suv sarfini aniqlash hamda onlayn monitoring tizimini amalga oshirsada, ke-rakli suv sarfini o'tkaza oladigan darvo-zaning optimal geometrik parametrlarini aniqlash muhim ahamiyatga ega hisoblanadi. Buni aniqlash uchun darvozadan oqib o'tayotgan suv sarfini hisoblash formulasidan foydalanamiz:
Q = pab^2g(H0 - sa) (1)
Bu yerda: Q-suv sarfi, /i — sarf koeffit-siyenti, a-zatvorning ochilish balandligi, b-zatvorning eni, £ — siqilish koeffisiyenti, H0 — yuqori beyfdagi to'la napor.
O'lchamlari 50x50 smli darvozadan oqib o'tayotgan maksimal suv sarflarini (1) ifoda orqali aniqlaymiz (1-jadval).
1-jadval
Darvozadan o'tayotgan suv sarfi hisobi
a,m a/H0 £ £ • a И j2g(Ho — £a) Q,m3/s
0,05 0,081 0,6064 0,0303 0,576 3,386 0,04877
0,1 0,163 0,6041 0,0604 0,574 3,298 0,09462
0,15 0,244 0,6020 0,0903 0,572 3,208 0,13758
0,2 0,325 0,6002 0,1200 0,570 3,115 0,17762
0,25 0,407 0,5985 0,1496 0,569 3,021 0,21470
0,3 0,488 0,5971 0,1791 0,567 2,923 0,24872
0,35 0,569 0,5958 0,2085 0,566 2,823 0,27960
0,4 0,651 0,5946 0,2378 0,565 2,719 0,30718
0,45 0,732 0,5935 0,2671 0,564 2,612 0,33129
Yuqoridagi hisoblash ishlari orqali turli xil standatr o'lchamdagi darvozalardan oqib o'tishi mumkin bo'lgan maksimal suv sarflari aniqlandi (1-grafik).
Kichik sug'orish kanallarda kerakli suv sarfini o'tkaza oladigan zamonaviy quril-malar ya'ni darvozalarning geometrik o'l-chamlarini to'g'ri tanlash suv resurslarini tejash hamda iqtisodiy samaradorlikka eri-shish uchun muhim o'rinda turadi. Shu bois-dan, o'lchamlari 100x100 smligacha bo'lgan standatr darvozalarning suv o'tkazish qobi-liyati baholandi (2-grafik).
a m*3/s
/
/ V ' / /
V
s.JS*^/ /
/ /
/ у
^ /
О ОД ОД 0,3 0,4 ОД ОД 0,7 0,8 0,9 1
—•—50x50 —*-60х60 —»—70x70 —»—30x80 —*-90к90 —•—100x100
1-grafik. Turlixilstandatr o'lchamdagi darvozalardan o 'tayotgan suv sarfi grafiglari.
100x100 ■
Suv sarfi, m5/s
2-grafik. Kerakli suv sarflga mos darvoza o 'Ichamlarini tanlash grafigi.
Xulosa. Irrigatsiya tizimlaridagi kichik kanallardan oqib o'tayotgan suv sarfini monitoring qilishda "Smart Channel" kabi zamonaviy suv o'lchash qurilmalari orqali yuqori aniqlikda o'lchash imkonini bersada, lekin kerakli suvni sarfini o'lchay oladigan darvozaning geometrik o'lchamlarini tanlash muhim o'rin tutadi. Olib borilgan nazariy va amaliy tadqiqotlar tufayli ushbu standart darvozalardan o'tishi mumkin bo'l-gan maksimal suv sarfi 50x50 smli darvo-zada 0-0,33 m3/s gacha, 60x60 smli darvo-zada 0,331-0,51 m3/s gacha, 70x70 smli darvozada 0,511-0,74 m3/s gacha, 80x80 smli darvozada 0,741-1,02 m3/s gacha, 90x90 smli 1,03-1,36 m3/s gacha, 100x100 smli darvozada 1,37-1,75 m3/s oralig'ida bo'lishi baholandi.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO'YXATI
1. Kumar, V., & Kumar, S. (2019). "Application of GPS and Remote Sensing in Water Resources Management." Journal of Hydrology, 568, 283-293. doi: 10.1016/j.jhydrol.2018.10.035.
2. Melesse, A. M., & Eastman, J. R. (2020). "Remote Sensing and GIS for Water Resources Management: Advances and Future Directions." Journal of Hydrology, 589, 125049. doi:10.1016/j.jhydrol.2020.125049.
3. Zhang, H., & Zhang, Y. (2021). "Integration of High-Precision Software in Water Flow Measurement Systems." Water Science and Technology, 84(1), 24-33. doi:10.2166/wst.2021.066.
4. Li, X., & Li, C. (2020). "Application of Internet of Things (IoT) for Real-Time Water Quality Monitoring in Irrigation Systems." Sensors, 20(12), 3434. doi:10.3390/s20123434.
5. Azzam, R. M., & Smith, P. (2018). "Advances in Sensor Technology for Water Flow Measurement." Water Resources Management, 32(7), 2173-2190. doi: 10.1007/s11269-018-1934-1.
