O conhecimento dos processos que envolvem o transporte, deposição e suspensão de sedimentos em rios é de vital importância na conservação, desenvolvimento e utilização dos recursos hídricos e do meio ambiente. Entretanto, no Brasil, que possui como base energética a hidroeletricidade, não se tem dado a devida atenção no que se refere à sedimentação em virtude da dificuldade na aquisição desses dados e custos envolvidos. Sendo assim esta pesquisa teve como objetivo definir as necessidades relativas à precisão, facilidade, custo e freqüência de aquisição dos dados referentes ao aporte de sedimentos em rios, identificando as tecnologias atuais e as tecnologias promissoras que estarão disponíveis em curto prazo para satisfazer essas necessidades. / The knowledge of the processes involving the transport, deposition and suspension of sediment in rivers is of vital importance in the conservation, development and utilization of water resources and the environment. Meanwhile, in Brazil, which has based the hydropower energy, has not given proper consideration with regard to sedimentation due to the difficulty in acquiring such data and costs involved. So this research aimed to define the needs on the accuracy, ease, cost and frequency of data acquisition for the supply of sediment in rivers, identifying current technologies and promising technologies that will be available on short notice to meet those needs.

O conhecimento dos processos que envolvem o transporte, deposição e suspensão de sedimentos em rios é de vital importância na conservação, desenvolvimento e utilização dos recursos hídricos e do meio ambiente. Entretanto, no Brasil, que possui como base energética a hidroeletricidade, não se tem dado a devida atenção no que se refere à sedimentação em virtude da dificuldade na aquisição desses dados e custos envolvidos. Sendo assim esta pesquisa teve como objetivo definir as necessidades relativas à precisão, facilidade, custo e freqüência de aquisição dos dados referentes ao aporte de sedimentos em rios, identificando as tecnologias atuais e as tecnologias promissoras que estarão disponíveis em curto prazo para satisfazer essas necessidades. / The knowledge of the processes involving the transport, deposition and suspension of sediment in rivers is of vital importance in the conservation, development and utilization of water resources and the environment. Meanwhile, in Brazil, which has based the hydropower energy, has not given proper consideration with regard to sedimentation due to the difficulty in acquiring such data and costs involved. So this research aimed to define the needs on the accuracy, ease, cost and frequency of data acquisition for the supply of sediment in rivers, identifying current technologies and promising technologies that will be available on short notice to meet those needs.

The development degree of a society depends mainly on the available natural resources for its development, in second level to the technology and the culture. The soil and the hydrics resources are very important natural resources for the humanity from where is extracted the sustenance of the societies, the quality and the amount of the natural resources are very relative, it depends on natural factors and the technology used for it exploration. In that way, it s very important to take in consideration the soil preservation and of the hydrics resources since they are a great indicator of the society life quality. In the last decades, we observing that the capitalist market are concerned with the amount and the quality of his products and put away linked subjects to productive systems sustainability and just worried in obtaining fast profit. Due to concern with the quality of the hydrics resources linked with the type and the way of the earth use, this work has as central objective to verify if you varied of the water bodies depend on the relief and in the ways of the earth use, appraised for remote sensing and field work from where were extracted information as: amount of sediments, electric conductivity, potential of hydrogen and temperature of the water bodies. It was observed that the areas of the hydrographic basins possess great relationship with all the limnological variables. In the hydrographic basins the potential of hydrogen is more related with the area size and the amount of forests contained in it. The total of sediments in suspension mainly depends on the size of the hydrographic basin area, but there are other factors that influence in the percentage of sediments in suspension as the largest steepness than 47% and the steepness among 12% to 47% with the presence of fields. The electric conductivity verified in the hydrographic basins studied possesses a strong relationship with the steepness classes among 12% to 47%, with the total area hydrographic basin, with fields, pastures and exposed soil. / O grau de desenvolvimento de uma sociedade depende principalmente dos recursos naturais disponíveis para o seu desenvolvimento, em segundo a tecnologia e a cultura. O solo e os recursos hídricos são recursos naturais muito importantes para a humanidade de onde se extrai o sustento das sociedades, a qualidade e a quantidade dos recursos naturais são muito relativas, dependem de fatores naturais e a tecnologia utilizada para a sua exploração. Dessa forma é muito importante levar em consideração a preservação do solo e dos recursos hídricos já que é um grande indicador de qualidade de vida de uma sociedade. O que vem se observando, nas ultimas décadas, que o mercado capitalista preocupado com quantidade e qualidade dos produtos acabou deixando de lado questões vinculadas a sustentabilidade dos sistemas produtivos, preocupou-se apenas em obter lucro rápido. Apreensivo com a qualidade dos recursos hídricos que estão vinculados com o tipo e o modo de uso da terra, este trabalho tem como objetivo central verificar se variáveis dos corpos de água dependem do relevo e das formas de uso da terra, avaliado por sensoriamento remoto e trabalho de campo de onde foram extraídas informações como: quantidade de sedimentos, condutividade elétrica, potencial de hidrogênio e temperatura dos corpos de água. Observou-se que as áreas das microbacias hidrográficas possuem grande relação com todas as variáveis limnológicas. O potencial de hidrogênio nas microbacias hidrográficas está mais relacionado com o tamanho da área e a quantidade de matas nas microbacias hidrográficas. O total de sedimentos em suspensão depende principalmente do tamanho da área da microbacia hidrográfica, mas há outros fatores que influenciam na porcentagem de sedimentos em suspensão como as declividades maiores que 47% e as declividades entre 12% a 47% com a presença de campos. A condutividade elétrica verificada nas águas das microbacias hidrográficas estudadas possui forte relação com a declividade de 12% a 47%, com a área total da microbacia, dos campos, das pastagens e do solo exposto.

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований процесса обезвоживания тонкодисперсной суспензии глубоководных органо-минеральных осадков Черного моря в фильтровально-пульсационной машине определены основные ее параметры, а также установлены зависимости этих параметров от показателей процесса фильтрования. Разработаны конструкция фильтровально-пульсационной машины и методика расчета ее параметров применительно к морским органо-минеральным осадкам, а также обоснованы рациональные режимные и конструктивные параметры данной машины.:ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ,ТЕРМИНОВ И СОКРАЩЕНИЙ..................................................................................5 ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................9 РАЗДЕЛ 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫХ ОСАДКОВ ЧЕРНОГО МОРЯ............................................................................................17 1.1 Характеристика глубоководных органо-минеральных осадков Черного моря как объекта обезвоживания..................................................................17 1.2 Анализ и классификация оборудования для обезвоживания мелкодисперсных суспензий механическим способом........................22 1.3 Анализ фильтровального оборудования для обезвоживания мелкодисперсных суспензий...........................................................26 1.4 Современное состояние исследований процесса фильтрования мелкодисперсных суспензий...........................................................35 1. 5 Пути повышения производительности фильтровальных машин....43 1.6 Выводы, цель и задачи исследований.........................................48 РАЗДЕЛ 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ФИЛЬТРОВАЛЬНО-ПУЛЬСАЦИОННОЙ МАШИНЫ ПРИ ПУЛЬСИРУЮЩЕМ ДАВЛЕНИИ...........50 2.1 Компоновочная схема и основные параметры фильтровально-пульсационной машины.........................................................................................50 2.2 Анализ процесса фильтрования тонкодисперсной суспензии при пульсирующем давлении.......................................................................................58 2.3 Критериальное моделирование процесса обезвоживания тонкодисперсной суспензии......................................................................................70 2.4 Определение параметров экспериментальной установки.............74 Выводы по разделу.........................................................................78 РАЗДЕЛ 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ФИЛЬТРОВАЛЬНО-ПУЛЬСАЦИОННОЙ МАШИНЫ.................................80 3.1 Выбор методов проведения экспериментальных исследований.....80 3.2 Выбор факторов и интервалов варьирования..............................81 3.3 Постановка и проведение экспериментальных исследований.......86 3.3.1 Лабораторные исследования свойств образцов суспензии.........86 3.3.2 Исследование режима работы фильтровально-пульсационной машины для обезвоживания ГВОМО при пульсирующем давлении........................91 3.3.3 Исследование режима работы фильтровально-пульсационной машины для обезвоживания ГВОМО при статическом давлении..........................101 3.4 Обработка результатов эксперимента и построение математической модели режима работы машины при пульсации давления................102 3.5 Математическая модель режима работы машины при статическом давлении.....................................................................................110 3.6 Анализ влияния параметров фильтровально-пульсационной машины на процесс фильтрования ГВОМО при пульсирующем давлении........................113 3.7 Влияние динамической составляющей давления на процесс обезвоживания ГВОМО.........................................................................................127 Выводы по разделу.......................................................................130 РАЗДЕЛ 4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ......................................................133 4.1 Обоснование параметров фильтровально-пульсационной машины для обезвоживания ГВОМО..................................................................133 4.2 Методика определения параметров фильтровально-пульсационной машины для обезвоживания ГВОМО..................................................................142 4.3 Эффективность обезвоживания ГВОМО при пульсирующем давлении и ожидаемый экономический эффект..................................................................150 4.4 Перспективы использования результатов исследований.............154 Выводы по разделу........................................................................162 ВЫВОДЫ.......................................................................................164 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ......................................167 Приложения Приложение А. Расчет параметров лабораторной фильтровальной установки......................................................................................181 Приложение Б. Построение математической модели процесса фильтрования ГВОМО при пульсирующем давлении...............................................186 Приложение В. Результаты экспериментальных исследований процесса фильтрования ГВОМО при статическом давлении.............................190 Приложение Г. Экспериментальные исследования процесса уплотнения ГВОМО..........................................................................................196 Приложение Д. Методика определения рациональных параметров фильтровальной машины для обезвоживания морских органо-минеральных осадков....201 Приложение Е. Методика определения параметров фильтровально-пульсационной машины для обезвоживания органо-минеральных осадков.................204 Приложение Ж. Методика определения параметров вибрационной фильтровальной машины для обезвоживания ГВОМО со шнековой выгрузкой осадка...207 Приложение И. Акты внедрения.......................................................210 / Die Dissertation begründet die Parameter der pulsierenden Filtermaschine zur Entwässerung feindisperser Suspension, organisch-mineralische Tiefsee-Sedimente aus dem Schwarzen Meer, welche aufgrund der theoretischen und experimentallen Untersuchungen des Filtrationsprozesses beim statischen und pulsierenden Druck, sowie der entwickelten Abhängigkeiten dieser Parameter von Suspensionseigenschaften und Filtrationskennwerten definiert werden können. Es wurde eine neue Konstruktion der pulsierenden Filtermaschine und eine Methodik zur Parameterberechnung in Bezug auf marine Sedimentsuspension entwickelt, sowie die rationellen Betriebs- und Konstruktionsparameter der pulsierenden Filtermaschine definiert. Dabei wurde auch die Effizienz unter Einsatz von pulsierenden im Vergleich zum statischen Druck bei der Sedimententwässerung bewertet.:ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ,ТЕРМИНОВ И СОКРАЩЕНИЙ..................................................................................5 ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................9 РАЗДЕЛ 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫХ ОСАДКОВ ЧЕРНОГО МОРЯ............................................................................................17 1.1 Характеристика глубоководных органо-минеральных осадков Черного моря как объекта обезвоживания..................................................................17 1.2 Анализ и классификация оборудования для обезвоживания мелкодисперсных суспензий механическим способом........................22 1.3 Анализ фильтровального оборудования для обезвоживания мелкодисперсных суспензий...........................................................26 1.4 Современное состояние исследований процесса фильтрования мелкодисперсных суспензий...........................................................35 1. 5 Пути повышения производительности фильтровальных машин....43 1.6 Выводы, цель и задачи исследований.........................................48 РАЗДЕЛ 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ФИЛЬТРОВАЛЬНО-ПУЛЬСАЦИОННОЙ МАШИНЫ ПРИ ПУЛЬСИРУЮЩЕМ ДАВЛЕНИИ...........50 2.1 Компоновочная схема и основные параметры фильтровально-пульсационной машины.........................................................................................50 2.2 Анализ процесса фильтрования тонкодисперсной суспензии при пульсирующем давлении.......................................................................................58 2.3 Критериальное моделирование процесса обезвоживания тонкодисперсной суспензии......................................................................................70 2.4 Определение параметров экспериментальной установки.............74 Выводы по разделу.........................................................................78 РАЗДЕЛ 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ФИЛЬТРОВАЛЬНО-ПУЛЬСАЦИОННОЙ МАШИНЫ.................................80 3.1 Выбор методов проведения экспериментальных исследований.....80 3.2 Выбор факторов и интервалов варьирования..............................81 3.3 Постановка и проведение экспериментальных исследований.......86 3.3.1 Лабораторные исследования свойств образцов суспензии.........86 3.3.2 Исследование режима работы фильтровально-пульсационной машины для обезвоживания ГВОМО при пульсирующем давлении........................91 3.3.3 Исследование режима работы фильтровально-пульсационной машины для обезвоживания ГВОМО при статическом давлении..........................101 3.4 Обработка результатов эксперимента и построение математической модели режима работы машины при пульсации давления................102 3.5 Математическая модель режима работы машины при статическом давлении.....................................................................................110 3.6 Анализ влияния параметров фильтровально-пульсационной машины на процесс фильтрования ГВОМО при пульсирующем давлении........................113 3.7 Влияние динамической составляющей давления на процесс обезвоживания ГВОМО.........................................................................................127 Выводы по разделу.......................................................................130 РАЗДЕЛ 4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ......................................................133 4.1 Обоснование параметров фильтровально-пульсационной машины для обезвоживания ГВОМО..................................................................133 4.2 Методика определения параметров фильтровально-пульсационной машины для обезвоживания ГВОМО..................................................................142 4.3 Эффективность обезвоживания ГВОМО при пульсирующем давлении и ожидаемый экономический эффект..................................................................150 4.4 Перспективы использования результатов исследований.............154 Выводы по разделу........................................................................162 ВЫВОДЫ.......................................................................................164 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ......................................167 Приложения Приложение А. Расчет параметров лабораторной фильтровальной установки......................................................................................181 Приложение Б. Построение математической модели процесса фильтрования ГВОМО при пульсирующем давлении...............................................186 Приложение В. Результаты экспериментальных исследований процесса фильтрования ГВОМО при статическом давлении.............................190 Приложение Г. Экспериментальные исследования процесса уплотнения ГВОМО..........................................................................................196 Приложение Д. Методика определения рациональных параметров фильтровальной машины для обезвоживания морских органо-минеральных осадков....201 Приложение Е. Методика определения параметров фильтровально-пульсационной машины для обезвоживания органо-минеральных осадков.................204 Приложение Ж. Методика определения параметров вибрационной фильтровальной машины для обезвоживания ГВОМО со шнековой выгрузкой осадка...207 Приложение И. Акты внедрения.......................................................210