Введение к работе
Актуальность. Современные требования устойчивая и высоких урожаев, а такге экологические ограничения обусловливают собой повышенные требования к технической совершенности управления водным режимом торрянс— болотных почв гумщшой зоны. Совершенствование этого управления долхно опираться на соот-ЕетстЕуэдув теоретическуа основу. Существующие е гидромелиорации торфянс—бодотных почв теоретические положения в настоящее время недостаточны для осуществления указанного совер- . шенствоЕаяия. Так, для условий автоматического управления яе решены проблемы Еыбора параметра состояния гидромелиоративного* объекта, определения глубины регулирующей сети и расстояний между регулирующими каналами сети, проблема типа ГМС, наиболее подходящей для автоматического управленая. Необходимость технического совершенствования управления и автоматизации Г!ЛС требует решения указанных проблем в ноеых условиях и обусловливает возникновение новых проблем: управляемости гидромелиоративного объекта, контроля состояния объекта управления в неустановившихся режимах, повышения надежности ИЗО автоматического управления, устойчивости объекта управления, повышения точности водного режима, увеличения быстродействия управления.
Цель и'задачи исследований. Цельо диссертационной работы является поиск и разработка путей совершенствования управления водным режимом торфяно-болотных почв гумидкой зоны. Для достижения указанной цели определены следуо-зие задачи:
-
разработать метода оценки параметра состояния мелиоративного объекта автоматического управления, установить параметр состояния;
-
установить и классифицировать технологические задача агтоматлческого управления и выполнять их анализ;
-
разработать обаие методы спеша: управляемости гдцро-мелиоратиЕНых объектов при различных влдах гядромеляоратгь-ных систем;
-
установить йор:.а з закояокеряосгя яв;.'теяЯ воды г области капиллярной хв?хч келзоргтляивгэ объекта б ^слссиях sb-томатического управления;
-
установить природу начальных градиентов фильтрации, условия их существования и влияние на управление водным режимом почвы гидромелиоративными системами;
-
установить механизм и закономерности кавптацпанно:; эрозии в звеньях системы автоматического управления мелиоративным объектом г предлодаїть методы снижения ее влияния на надежность управления;
-
установить возможность математического описания ди- намики мелиоративного объекта автоматического управления удобным аналитическим выражением а выяеить возможности и условна достижения устойчивости водного рзжшз;
-
установить природу ошибочных показаний сквазинных датчиков уровня грунтовых вод а разработать основные золочения теории контроля уровня грунтовых вод;
-
разработать средства совершенствования управления водным режимом торфяно-болотных почв на водопроницаемой основании.
Методика исследований. Основными методами исследований по данной проблема явдяэтся метода теории автоматического управления. Одновременно в исследованиях используятся методы математического моделирования и экспериментальные средства. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторных и полевых .условиях на II специальных, разработанных автором установках, на 2-е аз которых получены авторские свидетельства на изобретения.^
Объект исследований. Основным объектом исследований является участок торфяно-болотных земель на водопроницаемом основании. Кроме того, в фундаментальных исследованиях изуча-> лись объекты: грунт с водо! в порах, свободная вода.
Научная новизна. Впервые разработаны теория параметра состояния и теория управляемости мелиоративного объекта управления. Разработана теория свободной грунтовой воды в области капиллярной каймы в условиях автоматического управления, при этом установлены новые вида свободной грунтовой вода и обнаружено новое явление "грунтовый си$он".
Установлена природа и механизм проявления начальных градиентов Фильтрации в условиях автоматического управления-водным ренином гидромелиоративного объекта. Зпервые-установлен механизм кавитационной .эрозии элементов автоматической ГМС и закономерности ее протекания. Получены новые математические . модели динамики мелиоративного объекта управления и разработаны теоретические основы устойчивости его водного режима. Разработана новая теория контроля состояния мелиоративного объекта для условий оперативного управления. Впервые предложен ряд оригинальных методов повышения быстродействия управления мелиоративным объектом и увеличения расстояний между . регулирующими каналами.
Разработаны оригинальные метода повышения автономии мелиоративного объекта и измерения УГВ для условий автоматического управления. Разработана новая система автоматического управления водным режимом торфяяо-болотвой почвы и методика ее расчета.
Теоретическая значимость. Разработанные теории параметра состояния и управляемости объект», свободной грунтовой воды в условиях автоматического управления, устойчивости водного реяима, контроля состояния объекта существенно расширяет общую теорию мелиоративного управления.
Практическая ценность.'Разработан целый ряд методов и средств технического совершенствования управления водным режимом торфяно-болотяых почв гумидкой зоны.
Основные положения, выносимые на защиту: I) положение об основном методологическом средстве решения проблемы управления; 2) теория параметра состояния мелиоративного объекта управления; 3) теория управляемости гидромелиоративных объектов; 4) теория свободной грунтовой вода в области капиллярной каймы в условиях оперативного управления; 5) гипотеза о природе начальных градиентов фильтрации в условиях автоматического управления годным режимом мелиоративного объекта;, 6) механизм кавлтацконнои эрозии элементов автоматической-ГМС и закономерности ее протекания; 7) иатеизткческое представление динамики мелиоративного объекта управления; 8) ос-.
новы теории устойчивости водного режима; Э) теория контроля водного режима мелиоративного объекта автоматического, управления; Ю) методы повышения быстродействия управленая задним режимом; II) методы увеличения расстояний кезггу регулирующими каналами; 32) методы обеспечения автономна водного реши мелиоративного объекта управленая; 13) метода измерения положения поверхности гравитационно! грунтовой волы б условиях оперативного управления; 14) система автоматического управления водным режимом торс-яно-болотной почеы.
Реализация работы. На основе результатов научных исследований создано 10 изобретений, позволявших осуществлять управление водным режимом торфяно-болотнах почв на высшем мировом уровне, разработаны рекомендации по проектированию автоматического управления. На конкурсной осноеє открыты исследования по перспективному научному направлению. Результаты исследований используются в ВЗГЗовском учебном процессе.
Апробация работа. Результаты работы докладывались и обсуждались в Белорусском политехническом институте (1983 г.). Литовской сельскохозяйственной академии (1975 г.), Белорусском НИИ мелиорации и водного хозяйства (1Э75 г.), на сессия Западного отделения ВАСШШ (1977т.), Кировской опытной-болотной, станции (1Э83 г.). Белорусской сельскохозяйственной академии (1Э76,. 1Э78, 1979-1982, 1Э84-1Э88, 1990 гг.), Все-соэзяом НИИ Государственной патентной экспертизы (1982-1ЭБ8 гг.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 30 научных трудов, 25 из которых опубликовано в центральных, республиканских и Еключенных в списки БАК СССР-изданиях. 5 статей опубликовано в сборниках БСХА, труды которой аннотируются в центральных реферативных изданиях.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, одиннадцати глав с выводами, заклачительной части (основные результаты), списка использованной литературы и приложений. Мате-
риал диссйртдции ..изложен на 621 _ странще, в том числе 117 . страниц рисунков Шб рисунков1), 27 страниц литературы (303 наименования;.из них 31 наименование на иностранном языке. ПриложенияЧЗб от.) изложена на 55 страницах.
