Колесо Детриджа - это ирригационный инструмент, который был изобретен в 1910 году Джоном Стюартом Детриджем (1865-1926). [1] Он работает аналогично традиционному водяному колесу и вращается, когда вода проходит через его лопасти. Затем измеряются обороты [2]
Тип | Управление орошением |
---|---|
Изобретатель | Джон Стюарт Детридж |
Зарождение | 1910 г. |
Примечания Происхождение: Виктория, Австралия |
Колесо Детриджа было распространено на протяжении всего 20 века и использовалось в нескольких странах, включая Австралию, Индию, Индонезию, Израиль, Африку и США. [3] [4]
История
В 1910 году комиссар штата Виктория по вопросам водоснабжения Джон Стюарт Детридж разработал «Детриджский счетчик воды прямого измерения» или «Детриджское колесо». Первоначально его использовали для точного измерения расхода воды на определенных ирригационных участках в Австралии. Расход воды необходимо было регулировать, чтобы обеспечить устойчивое и эффективное использование воды при орошении. Колесо Детриджа использовалось вплоть до 21 века, и есть несколько стран, которые используют его технологические открытия. [5]
В 1910 году комиссар штата Виктория по вопросам водоснабжения Джон Стюарт Детридж изобрел «Детриджский счетчик воды прямого измерения» или «Колесо Детриджа». Первоначально его использовали для точного измерения расхода воды на определенных ирригационных участках в Австралия, особенно в районах Нового Южного Уэльса и Виктории [6]
В связи с тем, что Австралия уязвима к засухе и потере воды, [7] поток воды необходимо было регулировать, чтобы обеспечить устойчивое и эффективное использование воды при орошении. Колесо Детриджа было не единственным изобретением, разработанным Джоном Детриджем, но оно широко считается одним из самых влиятельных механизмов, изобретенных им. [5]
Колесо Детриджа использовалось до 21 века, и есть несколько стран, которые используют его технологические открытия. Из-за его постоянного использования многие люди, особенно в Австралии, оценили этот инструмент. В 1965 году в Гриффите, Новый Южный Уэльс , Австралия, был установлен мемориал в ознаменование Колеса Детриджа и ирригационной зоны Меррамбиджи . Оросительная зона Маррамбиджи или «МВД» - это часть района Риверина, созданная для того, чтобы доставлять воду из местных рек для производства продуктов питания. [8] [9]
Прошлое использование
Колесо Детриджа было разработано для измерения уровня воды в оросительных каналах, когда вода проходит над землей. Колесо Детриджа было описано как «простое» преподавателями Дармштадтского университета прикладных наук, поскольку оно использует несложную технологию для измерения объема воды, проходящей через него. [10] Колесо функционировало, позволяя воде проходить под ним, в свою очередь, заставляя колесо вращаться. Затем будет измеряться скорость вращения колеса при прохождении воды, и это даст точные данные об использовании воды фермерами по всей Австралии. [11]
Колесо было влиятельным инструментом для использования воды и устойчивого развития на протяжении всего 20 века. Одно из мест, где постоянно использовалось колесо Детриджа, - это район бассейна Мюррей-Дарлинг. Площадь 1 061 000 000 квадратных километров (410 000 × 10 6 квадратных миль) и охватывает реки Мюррей и Дарлинг , которые являются одними из самых длинных рек на всем австралийском континенте. [12]
В 1950 году был выпущен ежеквартальный обзор орошаемых молочных ферм в Виктории, Австралия . Он упомянул использование колеса Детриджа в качестве устройства для измерения воды и сказал: «К показателям использованной воды следует относиться с осторожностью из-за трудностей, связанных с измерением воды, подаваемой на фермы, даже там, где установлены колеса Детриджа». Первые свидетельства использования колес Детриджа в 1950-х годах из первых рук свидетельствуют о важности колеса как инструмента для орошения в Австралии. [13]
Современное использование
В начале 21 века колесо Детриджа начало устаревать. Важность управления водными ресурсами и систем распределения воды постоянно изучается. Исследования начинали показывать, что такие инструменты, как колесо Детриджа, были слишком неточными и не учитывали уязвимость окружающей среды. [14] В 2002 году система TCC или «Total Channel Control» была внедрена на нескольких водных каналах в северных частях штата Виктория, Австралия. TCC был частью широких усилий по модернизации ирригационных технологий и обеспечению большей устойчивости в распределении воды в открытых каналах. [15]
Автоматизация каналов была опробована в 2002 году в системе каналов Сентрал Гоулберн в ирригационном районе Шеппартон на севере Виктории, Австралия. Колеса Dethridge были заменены более новой технологией, известной как FlumeGate, которая была представлена системой Total Channel Control. FlumeGate призван заменить использование колес Dethridge и предоставить более точные данные измерений для ирригаторов. Хотя эти новые дополнения были поддержаны государственным финансированием, было заявлено, что новая технология получила отрицательные отзывы от отдельных оросителей. [16]
Усилия по продвижению более эффективных методов ирригации были в значительной степени под влиянием проекта обновления ирригации Северной Виктории, или NVIRP, который признал воздействие на окружающую среду в конце 1990-х годов. [15] Из-за того, что конструкция Dethridge Wheel заставляет его блокировать любой заданный поток воды, это приводит к большим помехам и, в свою очередь, вызывает значительную потерю воды и влияет на потребление воды со временем. [10] Наблюдения за потреблением воды были проведены в Северной Виктории, и они обнаружили, что при распределении воды в этом районе ежегодно теряется около 990 гигалитров воды. [15] Кроме того, проект обновления ирригации Северной Виктории тесно сотрудничал с общественными группами и государственными учреждениями, чтобы провести модернизацию ирригационного округа Гоулберн-Мюррей (GMID). Значение ирригационного района Гоулберн-Мюррей подтверждается статистикой ирригации. Ирригационный округ Гоулберн-Мюррей занимает площадь 65 000 км 2 (25 000 квадратных миль) и обеспечивает около 30% валового сельскохозяйственного производства Австралии, штата Виктория. [17]
Колесо Dethridge было изучено, чтобы увидеть его потенциал в качестве генератора малой мощности. В начале 21 века переход к экологически безопасным технологиям был введен Киотским протоколом 1997 года. Целью было сокращение общих выбросов парниковых газов, поскольку опасения по поводу изменения климата были реализованы. Колесо Детриджа было опробовано, чтобы увидеть, как его можно использовать в качестве генератора гидроэлектроэнергии для участков с низким напором в открытом канале. [11]
Колесо Детриджа показало тот же эффект, что и Колесо Цуппингера, при испытании в качестве генератора с низким напором и было сочтено эффективным при его применении при использовании орошения для производства энергии. [10]
Колеса Dethridge были заменены полностью автоматизированным оборудованием, таким как Total Channel Control, для предотвращения потерь и утечек при орошении. Total Channel Control предложила счетчики воды и обещала увеличение пиковых расходов воды. [18] Измерения, проведенные на водном поле Гоулберн-Мюррей, также показали, что Колесо Детриджа заставляло ирригаторы получать больше воды, чем предполагалось, что ставит под сомнение рентабельность Колеса Детриджа при использовании его в качестве измерителя орошения. [19]
В 1999 году Колесо Детриджа использовалось в качестве водомера и измеряло объемы дренажа для улучшения дренажных систем в Гриффите, Новый Южный Уэльс, компанией CSIRO Land and Water. Городской совет Гриффита стремился улучшить систему канализации вокруг Гриффита, который является крупным региональным городом в ирригационной зоне Маррамбиджи. Использование Dethridge Wheels для очистки сточных вод и удаления отходов в этом районе является одной из многих причин, по которым оно имеет большое значение в Гриффите, Новый Южный Уэльс. [20]
В попытке улучшить характеристики колеса Dethridge и изучить его использование в качестве гидравлического устройства, два исследователя, S. Paudel и N. Saenger, разработали модель колеса «CFD» или вычислительную гидродинамическую модель. Паудель и Зенгер работали на факультете гражданского строительства Дармштадтского университета прикладных наук и сыграли важную роль в исследованиях колеса Детриджа. Они работали над созданием трехмерной модели колеса в САПР и проводили тесты для измерения характеристик потока и различных физических аспектов. Разработка модели вычислительной гидродинамики описывается как утомительная из-за того, что вода течет свободно и взаимодействует с движущимся объектом. [21]
Споры об автоматизации каналов
Хотя на рубеже веков в значительной степени обозначился конец широкого использования колеса Детриджа, все еще продолжались частые споры о новой автоматизации каналов. Автоматизация, на которую сильно повлиял Проект обновления Северной Виктории, и системы автоматизации каналов, введенные в 2002 году, вызвали споры среди оросителей. Новые ворота FlumeGates, которые были представлены на нескольких северных оросительных пунктах, обещали сократить время заказа и ускорить полив. Независимо от улучшений или их отсутствия, автоматизация каналов получила отрицательные отзывы и в конечном итоге оставила правительство Виктории в замешательстве. [14]
Данные
Колесо Детриджа использовалось в качестве гидроэлектрического генератора, и оно использовалось в экспериментах во многих различных научных исследованиях. Его важность как генератора с низким напором подтверждается статистикой по гидроэнергетике . Из всех возобновляемых источников и экологически чистой электроэнергии в мире гидроэнергетика составляет 76%. Было обнаружено, что колесо Детриджа имеет КПД 60%, когда оно используется для электричества. [11]
Исследования, проведенные в Индонезии, показали, что эффективность колеса Dethridge, используемого для гидроэнергетики, уменьшается при увеличении расхода воды. Это наблюдение было связано с тем, что вращение колеса не пропорционально расходу воды. [10]
Рекомендации
- ^ Макниколл, Рональд. «Австралийский биографический словарь» . Национальный центр биографии Австралийского национального университета . Проверено 28 мая 2021 .
- ^ [из https://www.naa.gov.au/learn/learning-resources/learning-resource-themes/environment-and-nature/water/dethridge-irrigation-wheel-being-used-measure-water-flow » Колесо полива Dethridge используется для измерения расхода воды "] Проверить
|url=
значение ( справка ) . Национальный архив Австралии . Проверено 17 мая 2021 года . - ^ Паудель, S; Saenger, N. "). Колесо Детриджа для пикомасштабной выработки гидроэлектроэнергии: экспериментальное и численное исследование. Серия конференций IOP: Наука о Земле и окружающей среде" . Конференция IOP . Дата обращения 17 мая 2021 .
- ^ «Технология в Австралии 1788-1988» : 157 . Дата обращения 17 мая 2021 . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ а б [, https://www.naa.gov.au/learn/learning-resources/learning-resource-themes/environment-and-nature/water/dethridge-irrigation-wheel-being-used-measure-water-flow . « » Dethridge Орошение колесо, используемые для измерения расхода воды. " "] Проверить
|url=
значение ( справка ) . Австралийское бюро новостей и информации, Канберра . Проверено 8 апреля 2021 . - ^ «Колесо детриджа, счетчик поливной воды» . Дата обращения 17 мая 2021 .
- ^ Картье, К. [из https://www.preventionweb.net/go/75206 «Австралия: длительная засуха вредит психическому здоровью в сельских общинах»] Проверить
|url=
значение ( справка ) . Дата обращения 17 мая 2021 . - ^ "Мемориал колеса Детриджа" . Памятник Австралии . Дата обращения 17 мая 2021 .
- ^ Каупер, Уолтер Ричард. «История ирригационной зоны Маррамбиджи» . Проверено 29 мая 2021 года .
- ^ а б в г Херияни, О; Mugisidi, D; Лухунг, Р. "Работа очистного колеса в качестве генератора малой мощности и анализ потерь" . Журнал физики: Серия конференций.
- ^ а б в Saenger, N; Паудель, С. "Колесо Детриджа для пикомасштабного производства гидроэлектроэнергии: экспериментальное и численное исследование" . Серия конференций IOP: Наука о Земле и окружающей среде . Дата обращения 17 мая 2021 .
- ^ «Самые длинные реки» . Содружество Австралии . Дата обращения 17 мая 2021 .
- ^ Джонс, Д.С. "Орошаемые молочные фермы" . Ежеквартальный обзор экономики сельского хозяйства . Проверено 29 мая 2021 .
- ^ а б Hart, BT; Doolan, J .; Bunn, SE; Хорн, А .; Поллино, Калифорния "Принятие решений в политике и управлении водными ресурсами" . Академическая пресса . Проверено 29 мая 2021 .
- ^ а б в Коллетт, В; Генри, Н. «Справедливость в отношении воды: изучение социальных аспектов новых ирригационных технологий в северной Виктории, Австралия» . Дата обращения 17 мая 2021 .
- ^ Коуэн, Лиза; Хелен, Мердок; Лайнхэм, Крис. «Региональный институт - есть ли роль расширения в нормативных изменениях?» . Проверено 29 мая 2021 .
- ^ Андерсон, Сьюзан С; Торесон, Брайан П. «Обновление технологий и инфраструктуры в экономике с ограниченными финансовыми возможностями, Конференция по управлению водными ресурсами 2010: Сакраменто, Калифорния, 23-26 марта 2010 г.» (PDF) . Проверено 29 мая 2021 года .
- ^ Карри, Энн; Боб, Кук; Джереми, Кейп. «Поверка измерений на месте счетчиков для не городского водоснабжения» . CRC для ирригационных фьючерсов.
- ^ Хант, Питер (2 июня 2010 г.). "Не дело колеса". Еженедельное время.
|access-date=
требуется|url=
( помощь ) - ^ Бисвас, тапас; Джаявардане, Н. «Удаление загрязняющих веществ и повторное использование сточных вод с помощью наземного ФИЛЬТРА» (PDF) . Проверено 29 мая 2021 года .
- ^ Paudel, S .; Сэнгер, Н. «Исследование уточнения сетки для трехмерной модели CFD, включающей несжимаемый поток со свободной поверхностью и вращающийся объект» . Компьютеры и жидкости . Проверено 29 мая 2021 года .