Введение к работе
Актуальность проблеми. В нашей стране всегда придавалось огромное значение развитию мелиорации как основы интенсификации сельскохозяйственного производства.
На совещании в марте 1991 г. руководители водохозяйственных органов страны решили обеспечить на принципиально новой основе < совместную деятельность в области научно-технической полигики, нормативно-методичеркого обеспечения, кооперации промышленного производства, координации внешнеэкономических связей, выработки водохозяйственной политики, создания новых форм совместной работы и связей, информационного обеспечения, подготовки и переподготовки кадров. Для координации этой деятельности создан Совет руководителей водохозяйственных органов, в задачу которого входила не только координация научно-технической политики, но и решение вопросов экологии, защиты и улучшения окружающей среды.
Большие мелиоративные работы велись и ведутся в республике Беларусь. В настоящее время общая площадь осушения составляет около 3195 тыс.га, из которых 2023,7 тыс. осушено дренажем. С двусторонним регулированием водного режима насчитывается 704 тыс.га земель. Площадь орошаемых земель (дождевание) составляет 147,4 тыс. га. В связи с аварией на Чернобыльской АЭС и загрязнением радионуклидами площадь сельскохозяйственных угодий уменьшилась на 0,5 млн.га. С учетом этого планируется наряду с реконструкцией систем построить новые мелиоративные системы на 400 тыс.га. При этом основное внимание должно быть уделено решению вопросов охраны природы и получению чистой продукции.
Сейчас разработаны и утверждены правительством "Основные направления развития мелиорации земель и их использования в республике Беларусь". В шести разделах "Основных направлений..." рассматриваются приоритетные направления (улучшение неэффективно используемых .угодий, освоение ранее выбывших из оборота земель и реконструкция устаревших мелиоративных систем), вопросы проектирования и строительства наиболее совершенных апробированных многолетней практикой и доработанных конструктивно с учетом последних достижений науки мелиоративных систем. Последние четыре раздела посвящены эксплуатации, использованию земель, охране окружающей среды в связи с мелиорацией, государственной экологической экспертизе, науке и передовому опыту.
Поставленные задачи количественного увеличения и качественного изменения в мелиорации требуют разработки новых конструкций мелиоративных систем, совершенствования методов расчета их параметров на основе новейших достижений науки, создания новых водо-сберегавдих технологий регулирования водного режима корнеобитаемо-го слоя почвы. Решение этих задач - крупная проблема, практическая реализация которой имеет большое народнохозяйственное значение, так как повысит эффективность мелиорируемого гектара и этим явится определенным вкладом в выполнение сложной в настоящее время задачи обеспечения населения продовольствием.
диссертационная работа посвящена решению этой проблемы и выполнялась в Белорусском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте мелиорации и водного хозяйства и Белорусском институте механизации сельского хозяйства в рамках отраслевого плана НИР в течение I97I...I985 г.г. Отдельные разделы диссертации выполнялись в Московском ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративном институте.
Целью исследований явилась разработка теоретических основ и научно-обоснованной методики гидравлического расчета оптимальных параметров мелиоративных систем с применением теории движения жидкости с переменной массой, что более полно отражает физическую сущность явления дренирования, а также нахождение такой мобильной конструкции мелиоративной системы, которая позволяла бы равномерно увлажнять локальные участки мелиорируемой площади, уменьшить инерционность всей системы и на основе разработанной водосберегающей технологии планового регулирования водного режима создавать оптимальную влажность корнеобитаемого слоя почвы на протяжении всего вегетационного периода.
Научная новизна. В работе решена научная проблема: разработаны теоретические основы гидравлического расчета закрытой сети мелиоративных систем с применением теории неустановившегося движения жидкости с переменным расходом 'по длине потока, которые явились базой единого методологического подхода к разработке методик гидравлического расчета современных оросительных и осушительных систем. На основе теоретических исследований:
разработана методика прогноза уровней грунтовых вод в зависимости от водно-физических свойств почвы и напора в начале оросителя;
решены задачи по определению закономерностей отсоединения
расхода жидкости по пути движения потока для различных условий фильтрации;
получены теоретические зависимости для определения коэффициентов местных сопротивлений при слиянии и делении потока в дренажных трубках и коэффициента сопротивления трению при неравномерном движении жидкости с переменной массой;
получены зависимости для определения расстояний между дренами-увлажнителями с учетом движения жидкости с переменной массой;
решены задачи по определению подпоров в зоне слияния потоков в открытых руслах различных поперечных сечений и разработаны мероприятия по их уменьшению.
Практическая ценность работы. На основе обширных полевых и лабораторных исследований сформулированы требования к современным осушительно-увлажнительным системам. Предложена новая конструкция осушительно-увлажнительной системы, более полно отвечающая этим требованиям и позволяющая наиболее равномерно увлажнять площадь и создавать оптимальный водно-воздушный режим корнеобитаемого слоя почвы; разработана и внедрена в производство новая водосберегапдая технология планового регулирования водного режима на протяжении всего вегетационного периода; получены зависимости для определения длины дрены-увлажнителя, разработаны методики расчета оросителей; на современном уровне изучена структура сливающихся потоков, что позволило внести коррективы в проектирование осушительной сети в плане и вертикальной плоскости.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований включены в нормативные документы, которые внедрены в практику эксплуатации мелиоративных систем Республики Беларусь на площади 39091 га с общим экономическим эффектом 1248 тыс.руб.
1. Методические указания по составлению внутрихозяйственных
и общесистемных планов водопользования на осушительно-увлажнитель-ных системах. - Минск, БелНИИМиВХ, 1973, 122 с.
2. Руководство по составлению планов водопользования, водо-
распределения и регулирования водного режима на мелиорируемых зем
лях. - Минск, БелНИИМиВХ, 1979, 68 с.
..3. Указания. Регулирование водно-воздушного режима почв на осушительно-увлажнительных системах при выращивании сельскохозяйственных культур по интенсивным технологиям (Руководящий нормативный документ. Утвержден и введен в действие приказом Минводхоза БССР от 4 декабря 1987 г. » 269).,- Минок, БелНИИМиВХ, 1987, 74 с.
Перечисленные нормативные документы переданы проектным и эксплуатационным организациям системы Минводхоза Республики Беларусь для широкого практического использования.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены:
в институте проблем механики АН СССР на ученом семинаре под руководством академика АН СССР Б.Я.Кочиной и проф., д.ф.-м. наук О.В.Голубевой (г.Москва, 1985,1987 г.г.);
в Московском ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративном институте (г.Москва, 1964,1965,1966,1985 г.г.);
на координационном совещании по проектированию и строительству каналов и гидротехнических сооружений на слабых и структурно-неустойчивых грунтах (г.Каунас, 1986 г.);
во Всесоюзной школе по организации водопользования и водо-учета на мелиоративных системах (г.Новочеркасск, 1982 г.);
на научных конференциях Белорусского ордена Трудового Красного Знамени института мелиорации и водного хозяйства (г.Минск, 1967,1972...1981,1988 г.г.);
на научной конференции института "Союзгипроводхоз" (г.Москва, 1984 г.);
на научной конференции Белорусского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института (г.Минск, 1976 г.);
на научной конференции ЕИМСЭС (г.Минск, 1967 г.);
на зональных научно-производственных конференциях (г.Лю-бань, 1972,1973 г.г.; г.п.Марыша Горка, 1974 г.; г.Лушшец,1978г.).-
Кроме того, диссертация заслушена и одобрена на расширенном заседании совета по предварительной защите Белорусского института механизации сельского хозяйства и представителей Белорусского ордена Трудового Красного Знамени института мелиорации и водного хозяйства.
Публикации. По теме диссертации опубликована 31 работа общим объемом около 50 п.л., в том числе 2 монографии (одна из них 16 п.л. находится в печати), учебное пособие (14,4 п.л.), три рекомендации, утвержденные Шнводхо зом БССР и написано 12 научных отчетов по выполненным темам.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и предложений, списка литературы и приложений. Объем - 285 страниц машинописи, в том числе 58 Рис, 38 таблиц; библиография включает 239 наименований, в том числе
