YER O’ZANLI KANALLARDAGI SUVNING NOBARQAROR HARAKATIDA OQIZIQLAR TASHILISHINING HISOBI Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Scientific Journal Impact Factor (J). SJIF 2022: 5.947

Advanced Sciences Index Factor ASI Factor = 1.7

UDK 532.543:627.157

YER O'ZANLI KANALLARDAGI SUVNING NOBARQAROR HARAKATIDA OQIZIQLAR TASHILISHINING HISOBI

Eshev Sobir Samatovich

Qarshi muhandislik-iqtisodiyot instituti t.f.d., prof; [email protected] G'ayimnazarov Isroil Xoliqovich Qarshi muhandislik-iqtisodiyot instituti katta o'qituvchisi [email protected] Rahimov A.R.

Qarshi muhandislik-iqtisodiyot instituti t.f.f.d.(PhD)., dots.v.v.b; ashrafrahimov [email protected] Isakov A.N., Qarshi muhandislik-iqtisodiyot instituti, doktorant.

ANNOTATSIYA

Yer o'zanli kanallardagi cho'kindilarning pastki va osilganlarga bo'linishini hisobga olgan holda statsionar oqimlarda cho 'kindi oqimini hisoblash usuli taklif qilingan, bu cho 'kindi tashishning o 'zini hisoblashni anglatadi.

Kalit so'zlar: loy, tub va osilgan cho'kindi, turg'un oqim, to'lqin, o'lchovsiz parametrlar, bog 'langan oqim.

АННОТАЦИЯ

На основе зависимостей Аккерса-Уайта для определения расхода наносов в стационарных потоках предложен метод расчета наносов нестационарный потоком с учетом разделение наносов на донные и взвешенные, которое относится к расчету непосредственно транспорта наносов.

Ключевые слова: нанос, донные и взвешенные наносы, нестационарный поток, волна, безразмерные параметры, попутное течение.

ABSTRACT

On the basis of Ackers-White dependencies, a method for calculating sediment flow in stationary streams, taking into account the division of sediments into bottom and suspended ones, which refers to the calculation of sediment transport itself, is proposed.

Keywords: silt, bottom and suspended sediment, unsteady flow, wave, dimensionless parameters, associated flow.

Scientific Journal Impact Factor (J) SJIF 2022: 5.947

Advanced Sciences Index Factor ASI Factor = 1.7

KIRISH

Hozirgi kunda jahon amaliyotida yer o'zanli kanallarning nobarqaror oqimi holatlarida oqiziqlar transporti natijasida sodir bo'ladigan deformatsiyalarning hisob usullarini takomillashtirish masalasi ochiq o'zanlar gidravlikasining muhim masalalaridan bo'lib kelmoqda. O'zan oqimiga to'g'ri va qarama-qarshi yo'nalgan to'lqinlarning (nobarqaror yoki aralash oqimlar) oqiziqlarni transport qilish masalasi bir qator tadqiqotchilarni o'ziga jalb qilgan va ular o'zlarining tadqiqot natijalariga ko'ra mahlum bir hisob usullarini taklif etishgan [4, 5, 7, 8].

Biz bu masalaning yechimini topishga birinchilardan bo'lib Begnold tomonidan ilgari surilgan aralash oqimda oqiziqlar sarfining oqimning lokal quvvatiga proporsionalligi haqidagi gipotezasidan foydalanamiz. Begnold gipotezasini quyidagi ko'rinishda aks ettirgan [11, 2, 9,10]:

qs =aPT, (1)

bu yerda qs -birlik vaqt ichida bir birlik endan oqib o'tadigan oqiziqlar sarfi; p -aralash oqimning lokal transport qilish quvvati; « -proporsionallik koeffisienti.

Kanal barqaror oqimiga shamol to'lqinlari ta'sir qilgan sharoitda oqiziqlar tashilishining hisob usulini qarab chiqamiz. Hisob usulining asosi sifatida oddiy oqimning oqiziqlarni tashilishini hisobi uchun taklif etilgan Akkers va Uayt usulini tanlaymiz, chunki bu usuldan ko'pchilik g'arbiy mamlakatlardagi gidrotexnik inshootlarni loyihalashda foydalanilgan va foydalanib kelinmoqda [2]. Shu sababli bu usul sifatli va sinalgan usullardan biri bo'lib sanaladi. Bundan tashqari bu usulni oqimga to'lqinlar ta'sir qilgan sharoitda ham umumlashtirilgan holda foydalansa bo'ladi.

MUHOKAMA VA NATIJALAR

Akkers va Uayt usuli to'g'ridan-to'g'ri oqiziqlar tashilishi, ya'ni oqiziqlar tarkibining o'lchamsiz hisobi usuliga kiradi. Oqiziqlar miqdori oqiziqlarning harakatda bo'lish imkoniyatini belgilaydi. Bir yo'nalishli oqim uchun bu kattalik oqiziqlar massasi sarfining suvning massasi sarfiga nisbatiga tengdir. Buni oqimga to'lqinlarning ta'siri bo'lgandagi holat uchun quyidagicha yozamiz:

qs = x• Ut • d• p-g (2)

Tashuvchi ur tezlikni aniqlashda yuqorida aytib o'tilgan Begnold gipotezasidan foydalanamiz. Agar oddiy qarashni, ya'ni oqiziqlarning qs solishtirma sarfi

oqimning quvvatiga proporsional bo'ladi deb qabul qilsak, unda turbulent oqim uchun quyidagicha bo'ladi:

Scientific Journal Impact Factor (J). SJIF 2022: 5.947

Advanced Sciences Index Factor ASI Factor = 1.7

q~UT

Oqiziqlarni tashuvchi tezlik Ur hozirgi qarashlarga ko'ra oqiziqlarning to'lqinli

tashilishi massaning chiziqli bo'lmagan to'lqinli tashilishi va tub osti to'lqinli oqimlari bilan aniqlanadi, ya'ni

ut =ut +us (3)

us = 2ut + u (4)

Ut = 0 (5)

Ut = Us (6)

Ut

= a, — n u 4

- -vh U-n ± ! (7)

1)1

h h ■h—

uta 1

v a

Bu yerda (7) tenglamadagi yuqori (+) belgi yo'ldosh oqim uchun, pastki (-) belgi qarshi oqimlarga tegishli. Bunda har doim U > 0 qabul qilish qulay bo'ladi. Agar bir yo'nalishli oqim bo'lmasa ( U = 0 ), unda oqiziqlarni tashuvchi tezlik bo'lib faqat to'lqinli stasionar tezlik sanaladi va u quyidagi ko'rinishni oladi:

UT = Uv = -1 4

sh22 (8)

. t A

Oldin bir yo'nalishli oqimlar uchun Akkers-Uayt usulining asosiy shartlarini qarab chiqamiz, keyin esa faqat to'lqinli va oqimga to'lqinlar ta'siridagi oqimlar uchun bu usuldan foydalanish masalasini qarab chiqamiz. Bu usulda oqiziqlarning o'lchamsiz parametri degan quyidagi kattalik qabul qilinadi:

(9)

D = D

Sr

g (S-1)

bu yerda S = ps / pw -oqiziqlar va suvning nisbati; v -suvning kinematik qovushoqlik koeffisienti.

Keyin oqiziqlar tub osti va muallaq oqiziqlarga ajratiladi. Yirik oqiziqlar

dgr > 60 (10)

shartga ko'ra tub ostida harakatlanadi. Oqiziq zarrachalari tub ostida siljituvchi kuchlar

u 2

hcg

ta'sirida dumalaydi. Bunda Сh-Shezi koeffisienti bo'lib, u

(11)

Qcg = 5,7-logld (12)

formuladan aniqlanadi.

Oriental Renaissance: Innovative, p VOLUME 2 | ISSUE 3

educational, natural and social sciences ISSN 2181-1784

Scientific Journal Impact Factor Q SJIF 2022: 5.947

Advanced Sciences Index Factor ASI Factor = 1.7

Dgr < 1 bo'lgan mayda oqiziqlar muallaq holatni egallab harakatlanadilar.

Oqiziqlarni muallaq holatga olib keluvchi turbulentlik tub osti to'liq kuchlanishining funksiyasi bo'ladi, ya'ni

U2

rcg = P7^r, (13)

Chcg

bu yerda Cchg -Shezi koeffisienti bo'lib, gryadlarning balandligi orqali aniqlanadi, ya'ni

= 5,75log11^ (14)

r

Tub ostidagito'liqkuchlanish tub osti sirtining mahalliy parallel va normal komponentlarini o'z ichiga oladi.

Oqiziqlar harakatga keltiruvchi birlik sirtning quvvati quyidagicha aniqlanadi:

Pcg =Tcg U (15)

Pg =rU (16)

Shunday qilib, Akkers-Uayt usulida formulalarni ikki bog'lanishi mavjud bo'lib, biri yirik hamda ikkinchisi mayda oqiziqlarga tegishli.

Ushbu

1 < dgr < 60 (17)

ega bo'lgan oraliq zona n daraja ko'rsatkichni kiritilishi yordamida hisobga olinadi. Akkers-Uayt siljitish parametri quyidagiko'rinishda bo'ladi:

F = U*>g U*- , (18)

gr I v 7

yJgD(s -1) '

bu yerda siljituvchi kuch oddiy yo'l bilan aniqlanadi, ya'ni

U* = ГР (19)

Oqziqlar harakatining boshlanishi f parametrning kritik qiymati bilan aniqlanadi, agar Fgr < f№C bo'lsa, unda oqiziqlarning harakati bo'lmaydi. Nihoyat, oqiziqlarning miqdori uchun quyidagi formula taklif qilinadi:

x = с

f F ^

gr

F -1

v gpc

m

SD

f DinP Л P Pfg

r3/2 fg y

Jk.

y

(20)

d

bu yerda C, Fgpc, m, n kattalik 800 laboratoriya va 200 dala tajribalari

ma'lumotlari asosida tekshirilgan:

log с = 2,86D - (log D )2 - 3,53 2,95 • 10-4 < c 0,025 (21)

1-n

n

Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor

VOLUME 2 | ISSUE 3 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7

0 23

Fgrc = + 0,14, 0,17 < Fgrc < 0,37 (22)

\jDgr

m = 966 +1,34, 1,5 < m < 11,0 (23)

D

gr

n = 1-0,56 log Dgr; 0 < n < 1 (24)

Akkers-Uayt tomonidan olingan (21)...(24) empirik bog'lanishlarining katta afzalliklari sifatida hosil qilingan ularning chegaralarini belgilaymiz. Bu chegaralardan foydalanishda ularni hisobga olish kerak. Ya'ni, agar C • Fgpc • m • n

hisoblangan qiymatlar belgilangan chegaralarda bo'lsa, unda ishonchli amalga oshirilishi mumkin. Bu qiymatlar belgilangan chegaradan tashqariga chiqsalar, unda foydalanishda xatoliklar bo'lishi mumkin. Kerak bo'lganda bunday chegaralarni ko'rsatish ahamiyatsiz va yetarli darajada ma'lum, ammo ko'pincha gidravlikada hisobga olinmaydi.

To'lqinli va aralash oqimlar uchun Akkers-Uayt hisob usulini takomillashtiramiz. Aralash oqimdagi tub osti siljitish tezligi oqim tezligi va to'lqin tezliklarining yig'indi vektori kabi aniqlanadi. To'lqinlar chiziqli nazariyasida

UL = I U + U, sin ^^ los a 1 +1 U,sin2^tsina | (25)

bu yerda a - orbital tezlik va oqim tezligi orasidagi gorizontal tekislikdagi burchak. To'lqinlar davri bo'yicha o'rtalashtirilganda ushbu

UL = u 2 + U2 (26)

o6M ^

ko'rinishda bo'ladi va oqim yo'nalishiga bog'liq bo'lmaydi. Demak, quyida keltiriladigan usuldan faqat oqim bo'yicha va oqimga tekari yo'nalgan to'lqinlar uchun emas, balki plandagi bir turli oqimga ixtiyoriy burchak ostida tarqaladigan ikki o'lchamli to'lqinlar uchun ham foydalanish mumkin. Ammo, buning uchun tashuvchi tezlik kattaligini oldindan aniqlash kerak bo'ladi. Buni keyingi o'rinlarda qaraymiz.

Kuchlanishni qarab chiqqishdan avval, ishqalanishning Shezi koeffisienti bir yo'nalishli oqimga, Jonson [3] bo'yicha aniqlanadigan to'lqinli ishqalanish koeffisienti to'lqin fazalariga bog'liq bo'lmagan tebranuvchi (ossilliruyu^iy) oqimlarga tegishli bo'ladilar deb qaraymiz. Bu holda aralash oqim uchun tub osti siljish kuchlanishi quyidagi ko'rinishni oladi:

AuO (27)

bu yerda f /2 -to'lqinli ishqalanish koeffisienti. To'lqinli ishqalanish koeffisientining ifodasi Smart [4] tomonidan ushbu

123

Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor

VOLUME 2 | ISSUE 3 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7

fwcg = eXP

fwfg = eXP

-5,98 + 5,211^°-l 2D

-5,98 + 5,21

f ^ 0,30

2h

(28)

ko'rinishda olingan. Bunda a0 -tub osti oldidagi to'lqinli orbitaning amplitudasi. Stoks to'lqinlarini ikkinchi yaqinlashuvi uchun tub ostidagi oqim va to'lqinli tezliklarning yig'indisi quyidagi ifodani beradi [5]:

(

o6w

U + U, sin ^^ los a + U2 sin ——-— T T losa

Y r

+

4n- .

U sin a + U^-sin a

1 2 sin rj~i

(29)

Soddalashtirishva to'lqin davrlari bo'yicha o'rtalashtirishlardan keyin

u2 = u 2 +

1 Ui2 + u 2 )

ifodaga ega bo'lamiz, ya'ni oldingidek siljituvchi kuchlanish

T=p

U2 + f- Ui2 + U 22 )

(30)

(31)

a burchakka bog'liq bo'lmaydi.

Oqiziqlarni siljishga ketadigan to'lqinli quvvatni aniqlash masalasiga o'tamiz.

P = d ( Ec )

w A V g)

bo'lgani uchun, unda

d

dC dE P = E—- + c — dx dx

(32)

(33)

bu yerda cg - to'lqinlarning guruhini tezligi.

Lokal gorizontal tub osti uchun va to'lqinlarni shamol tomonidan quvvatlantirish bo'lmasa guruh tezligi masofaga bog'liq emas [5]

p = c —

w g dx

(34)

dE/dx to'lqin energiyasi zichligining o'zgarishi turli omillar bilan bog'liq bo'lishi mumkin, masalan, tub osti ishqalanishi, tub ostidan sizib o'tishi, sirt bilan o'zaro ta'sirlanishi va h.k. Agar oldingidek faqat oqiziqlar tashilishi bilan bog'liq bo'lgan dE/dx bo'lagi, ya'ni tub osti ishqalanishi yoki siljituvchi kuchlanishlar bilan qiziqilsa, unda (27) yoki (31) va (34) dan quyidagini hosil qilamiz:[6]

pw = Cg pf; Ui2 + u 22 )

(35)

Agar dCgldx = 0 shartni bajarilmaydigan deb hisoblash mumkin emas degan holat bo'lsa, unda (33) dan foydalanish mumkin.

2

Oriental Renaissance: Innovative, p VOLUME 2 | ISSUE 3

educational, natural and social sciences A ISSN 2181-1784

Scientific Journal Impact Factor Q SJIF 2022: 5.947

Advanced Sciences Index Factor ASI Factor = 1.7

Aralash oqim ta'sirida bo'lgan bir birlik tubdagi umumiy quvvat quyidagicha bo'ladi:

Pw =P

ELu+C AU2 + u2)

C2 g 4 v 1 2 '

Ch 4 .

(36)

Mayda va yirik oqiziqlar uchun (31) va (36) ifodalardan alohida foydalaniladi. Bu tenglamalarning birinchi hadlari oqimga va ikkinchi hadlari esa to'lqinli harakatlarga tegishli bo'ladilar.

Bu yerda hisob uchun yetishmaydigan parametrlarni qarab chiqamiz. To'lqinlarning guruhli tezligi quyidagi formuladan aniqlanadi:

c = 1 cg 2

gX , 2nd — th-

in

Ci |1 +

4nd / X sh4nd /X

(37)

2n X

Bunda u va u2 tezliklarning aniqlanishi [5] ishda ko'rsatilgan. Tub ostidagi to'lqin orbitasining amplitudasini hisoblash uchun quyidagi to'lqinlar chiziqli nazariyasi bog'lanishidan yaoydalanish mumkin:

^ = P sh-in (38)

0 2 X

Hisobda noaniq bo'lgan (28) sistemaning 2-tenglamasidagi gryadlarning balandligini biz tomondan taklif qilingan quyidagi bog'lanishdan aniqlaymiz: .

K = hgr

( h ^ 1 + 2,21

ho y

(39)

bu yerda/?,,, A - mos ravishda to'lqinlarning balandligi va uzunligi; hgr, egr -

kanallarda to'lqinlar bo'lmagan oqimda sodir bo'ladigan gryadlarning mos ravishda balandligi va uzunligi; h0 - oqimning o'rtacha balandligi.

XULOSA

Shunday qilib, bu ishda aralash oqimlar sharoiti uchun taklif etilgan takomillashgan usulning mohiyati shundan iboratki, bunda o'lchamsiz oqiziqlar miqdori uchun olingan ifodada siljituvchi kuchlanish va oqimning oqiziqlarni mahalliy tashish quvvatlarining yangi qiymatlarini bir yo'nalishli va to'lqinli oqimlarning xususiyatlarini inobatga olgan holda foydalaniladi.

REFERENCES

1. Bagnold R.A. The nature or salutation and or "dob-Load" transport in water. -Proc. Roy. Soc., L., 1973, A 332, 1591. p. 473-504.

2. Ackers P., Ehite W.R. Sediment transport new approach and analysis. Pros ASCE, Now. 1973, 99 (HY11-), p. 2041-2050.

Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor

о

R

VOLUME 2 | ISSUE 3 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7

3. Jonsson I.G., Skovgeard O., Jacobsen T.S. Computation of longchore currents, Proc, Const. Eng. Cong., 1974, pp. 699...714.

4. Swart D.H. Coastal sediment transport computation of longshore transport, Delft Hydraulics Laboratory, Report p 968, part 1, 1976.

5. Эшев С.С., Рахимов А.Р., Гайимназаров И.Х. Влиянии волновых потоков на деформаций русел каналов: Монография. - Т.: Издательство «Voris nashriyot», 2021, 189 с.

6. Кантаржи И.Г. а др. Гидравлика ветровых волн в каналах /паод редакцией проф.Е.И.Масса /Изд. ТГУ. - Тбилиси. 1984.-177 с.

7. Eshev, S., Rakhimov, A., Gayimnazarov, I., Isakov, A., Shodiev, B., & Bobomurodov, F. (2021). Dynamically stable sections of large soil canals taking into account wind waves. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 1030, No. 1, p. 012134). IOP Publishing.

8. Eshev, S., Gaimnazarov, I., Latipov, S., Mamatov, N., Sobirov, F., & Rayimova, I. (2021). The beginning of the movement of bottom sediments in an unsteady flow. In E3S Web of Conferences (Vol. 263, p. 02042). EDP Sciences. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126302042.

9. Eshev, S. S., G'ayimnazarov, I., & Sh, L. (2019). The Calculation of the Parameter of Friction in Border Layer Not Fixed Flow. International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology, 6(1), 7796-7800.

10. Eshev, S., Khazratov, A., Rahimov, A., & Latipov, S. (2020). Influence of wind waves on the flow in flowing reservoirs. IIUMEngineering Journal, 21(2), 125-132.