Содержание к диссертации
Введение
1. Изученность вопроса и обоснование выбора направления исследований 8
1.1. Водные ресурсы России 8
1.2. Плановое водопользование в сельском хозяйстве 11
1.3. Зарубежный опыт при планировании водопользования 16
1.4. Экологические проблемы при орошении и пути их решения 21
1.4.1. Факторы, определяющие экологическую эффективность водопользования при осуществлении орошения 24
1.4.2, Первоочередные задачи по повышению эффективности водопользования на ОС 38
1.5. Рабочая гипотеза 44
Выводы 45
2. Программа и методика проведения исследований 47
2.1. Программа исследований 47
2.2. Методика исследований 48
2.3. Природные условия и характеристики объектов исследований 52
3. Повышеегие эффективности водопользования с учетом экологических факторов 59
3.1. Оценка эффективности орошения на ОС Нижнего Дона 59
3.1.1. Оценка мелиоративного состояния орошаемых земель 64
3.1.2. Оценка динамики структуры орошаемых площадей и урожайности сельскохозяйственных культур 70
3.2. Техническое состояние оросительных систем Нижнего Дона 73
3.3. Режимы распределения воды по межхозяйственным каналам
и водопотребление сельскохозяйственных культур 77
3.4. Экспериментальные исследования использования оросительной
воды по каналам и полям орошения 87
3.5. Рационализация оперативного планирования качества водопользования 90
3.6. Разработка системы информационного обеспечения экологической безопасности водопользования 98
3.6.1. Выбор и обоснование критериев оценки эффективности водопользования 98
3.6.2. Система информационного обеспечения водопользования... 100
Выводы 108
4. Результаты исследований по повышению уровня технического состояния ос нижнего дона и экологической безопасности водопользования 110
4.1. Усовершенствование методов оценки работоспособности каналов Багаевско - Садковской ОС на примере межхозяйственного распределителя Бг-Р-7 ПО
4.2. Методика расчета и оценки экологической безопасности противофильтрационной облицовки 121
4.3. Разработка новой конструкции оросительной системы 125
4.4. Оценка экологической безопасности поливной техники 135
4.4.1. Результаты статистической оценки наличия парка поливной техники 135
4.4.2. Методика комплексной оценки экологической безопасности поливных машин 140
4.5. Рекомендации производству 149
Выводы 152
5. Экономическое обоснование экологической безопасности водопользования за счет повышения технического уровня ос 154
5.1. Эколого - экономические условия для внедрения предлагаемых мероприятий 154
5.2. Экономическая эффективность реконструкции открытой оросительной сети для повышения экологической безопасности водопользования 161
5.3. Определение оптимального размера площади реконструкции противофильтрациониой облицовки каналов ОС 165
Выводы 171
Общие выводы 173
Литература
- Зарубежный опыт при планировании водопользования
- Методика исследований
- Оценка динамики структуры орошаемых площадей и урожайности сельскохозяйственных культур
- Методика расчета и оценки экологической безопасности противофильтрационной облицовки
Введение к работе
Актуальность темы. Рост производства продовольствия требует большого количества воды, вызывая ее дефицит там, где он сейчас не ощущается. Орошаемое земледелие производит 40 % продовольствия на 17 % обрабатываемых земель. В засушливых регионах урожай на орошаемых землях, по сравнению с неорошаемыми, в 2-3 раза выше. Ключевая роль орошения для продовольственной безопасности в аридных и полуаридных регионах очевидна, поскольку около одной трети земной поверхности представлено такими регионами и, тем не менее, орошение позволяет получить высокие и устойчивые урожаи. Даже в умеренных и влажных зонах, где молено выращивать любые культуры, время от времени, когда растения особенно чувствительны к дефициту влаги, своевременный полив может удвоить и даже утроить.
Повышение эффективности использования водных ресурсов становиться более актуальной проблемой в условиях платы за воду.
В настоящее время на агроландшафтах Нижнего Дона наблюдаются деградация оросительных систем и орошаемых массивов, сильный износ поливной техники. Это приводит к нерациональному использованию водных ресурсов, деградации орошаемых массивов и резкому снижению урожайности.
Такая ситуация может привести к тому, что хозяйства резко сократят забор воды на орошение, вследствие отсутствия необходимого количества работоспособной поливной техники и вывода из орошения деградированных площадей, а их в структуре орошения по России по прогнозным оценкам, в пределах 60 %, т.е. из 4,5 млн. га орошаемых площадей около 3 млн. га не будет поливаться. Для поддержания командных горизонтов в магистральных и межхозяйственных каналах необходимо будет подавать расходы на много превышающие забор воды на поливе, а разница должна идти на сброс, величина которого составит до 50-60 % от головного водозабора. Таким образом, по системам будут перегоняться в сброс миллионы и миллионы кубометров оросительной воды, что в 1,5-2 раза увеличит удельные энергозатраты, не оправданные дополнительной продукцией растениеводства.
Выведенные из орошения деградированные площади приведут к прекращению ремонтных работ за внутрихозяйственной сетью, что повлечет за собой последующее разрушение и недоиспользование пропускной способности магистральной и межхозяйственной сети. Увеличатся холостые перегоны воды по магистральной и межхозяйственной сети, вследствие большой их протяженности и территориальной разбросанности оставшихся орошаемых участков, что приведет к еще большему увеличению фильтрационных потерь и ухудшению мелиоративной обстановки на площадях выведенных из орошения по территории которых проходит эта проводящая сеть. Все вместе взятое приведет к разрушению существующих систем.
Поэтому одним из перспективных направлений рационального и экологически безопасного водопользования на оросительных системах является совершенствование водопользования с учетом мелиоративной обстановки, улучшение эксплуатации каналов межхозяйственной и внутрихозяйственной сети, использование экологически безопасной поливной техники.
Исследования по теме диссертационной работы выполнены в рамках тематического координационного плана межведомственной координационной программы по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2001-2005 гг. «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство», поз. 01.04. разработать адаптивные, ресурсосберегающие способы орошения, технологии и технику полива сельскохозяйственных культур».
Цель работы - повышение эффективности водопользования на открытой оросительной системе с учетом мелиоративной обстановки.
Для достижения поставленной цели исследований решались следующие задачи:
провести сбор и анализ научно-технической информации по вопросам совершенствования водопользования и выявить основные направления повышения эффективности орошения с учетом данных мелиоративной обстановки;
оценить современное состояние орошаемых земель, технический уровень оросительных систем и поливной техники;
усовершенствовать методики водопользования, обеспечивающие снижение водопотребления и повышение урожайности сельскохозяйственных культур;
усовершенствовать методики комплексной оценки экологической безопасности поливных машин, оросительных каналов, противофильтрацион-ной облицовки;
усовершенствовать существующую конструкцию оросительной системы, позволяющую рационально использовать оросительную воду;
провести эколого-экономическую оценку разработанного комплекса мероприятий.
Научная новизна:
установлены причины, влияющие на снижение эффективности водопользования на открытой оросительной сети и приводящие к неблагоприятной мелиоративной обстановке;
усовершенствованы методики оценки экологической безопасности элементов оросительной системы и предложены прогнозные математические модели;
- предложена оптимизированная конструкция оросительной системы.
Объект исследований - Багаевско-Садковская оросительная система
Ростовской области.
Методы исследований. Базой для теоретических исследований послужили: теория вероятности, теория надежности, теория планирования эксперимента. Обработка результатов исследований осуществлялась методами математической статистики. При проведении полевых и лабораторных исследований использовались стандартные методики, разработанные ВНИИГиМ, РосНИ-ИПМ, НГМА.
Достоверность результатов исследований обеспечена сопоставимостью результатов теоретических исследований с результатами полевого эксперимента, а также проверкой адекватности полученных математических моделей.
Практическая значимость состоит в научном обосновании и экспериментальном подтверждении необходимости повышения эффективности водопользования и экологической безопасности орошения.
Результаты исследований могут быть использованы проектными и эксплуатационными организациями на оросительных системах Нижнего Дона.
Реализация результатов работы. Предложенные методики использованы на практике в производственных условиях на объектах Багаевско-Садковской оросительной системы, расположенных в Багаевском и Веселов-ском районах Ростовской области, применены ГУ «Ростовводмелиорация» и ГУ ПИ «Южводпроект» (Ростов н/Д) в практике эксплуатации межхозяйственной и внутрихозяйственной оросительной сети, а также при разработке проектов реконструкции орошаемых земель Ростовской области на общей площади 796 га.
Апробация работы. Основные результаты научных исследований докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях и семинарах в ФГНУ «РосНИШТМ» и ФГОУ ВПО «НГМД» (Новочеркасск 2002-2006 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, одна из которых издана в центральной научной печати, рекомендованной ВАК РФ для опубликования основных результатов исследований. Общий объем публикаций составляет 1,45 печ. л., из них на долю соискателя приходится 1,21 печ. л,
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 204 стр. Текст сопровождается 30 рисунками и 26 таблицами. Список использованной литературы включает 157 наименований.
Личный вклад автора состоит в постановке цели и задач исследований, разработке методики исследований, формулировке научных положений и производственных рекомендаций по повышению эффективности и экологической безопасности водопользования на открытой оросительной системе, проверке сопоставимости результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Зарубежный опыт при планировании водопользования
Эффективное водопользование в зарубежных странах определяется тремя важнейшими факторами [38, 157]. Во-первых, сотрудничество в области охраны и использования водных ресурсов обеспечивалось на государственном и межгосударственном уровнях. То есть к прежним уровням управления водными ресурсами (местному, региональному и государственному) добавился еще один уровень - межгосударственный. Во-вторых, на этом уровне одобрена и принята идея устойчивого развития водопользования. Иными словами имеется межгосударственная ориентация на включение природоохранных аспектов в деятельность структур управления водными ресурсами, которая раньше ограничивалась только обеспечением нужного количества и качества воды для хозяйственной деятельности людей. В-третьих, возрастающие требования оперативнее откликаться на нужды населения привели к тому, что центральные органы власти в странах ЕС стали передавать все больше и больше полномочий органам власти на местах и структуры управления начали становиться все более и более децентрализованными. Впрочем, это еще не стало повсеместным явлением: например, в Великобритании и Ирландии продолжается централизация и вся власть сосредоточена в руках центральных органов управления.
Пересмотр структур управления в области использования и охраны водных ресурсов в странах ЕС выявил, что: эффективная связь и сотрудничество между государственными ведомствами важнее, чем та или иная форма организации отдельных структур управления; с другой стороны, организация структур управления водными ресурсами на основе водосборов может значительно упростить управление; крайне необходимо включать экологические соображения в практическую деятельность всех организаций и ведомств, связанных с водными ресурсами; все больше возрастает роль объединений водопользователей и участие населения в комплексном планировании и выработке таких управленческих решений, в которых экологические аспекты и задачи охраны водных ресурсов будут сочетаться с экономическими интересами.
Британская система управления водными ресурсами достаточно эффективна [148]. Ее преимущества можно объяснить четким разделением полномочий между органами управления и контроля. Следует также отметить, что законы, нормативные правила, реализация и контроль - все разрабатывается на общегосударственном уровне. Возможные недостатки вытекают из слабого контроля общественности за решениями, которые принимают ведомства, несмотря на то, что в стране действует система консультаций с общественностью и директива ЕС о свободном доступе населения к правительственной информации. Органы управления водными ресурсами строятся на основе полной заинтересованности всех организаций, находящихся на территории водосборной площади реки (бассейновый подход к управлению водными ресурсами).
В Германии [151] федеральные земли наделены исключительными полномочиями для решения всех вопросов водохозяйственной деятельности. У федерального правительства в Бонне очень мало полномочий, чтобы осуществлять контроль за загрязнением воды, и к нему поступает мало информации о том, что делается на уровне земель. Особенно осложняет ситуацию то, что границы земель не всегда совпадают с границами водосборов. Отсюда острая необходимость в координации действий местных властей. Например, во время весенних паводков власти нижних земель предъявляют претензии властям верхних земель в том, что те никак не регулируют паводковые воды. Органы управления водными ресурсами существуют в Германии уже 150 лет и, по сравнению с природоохранными организациями, очень влиятельны. Разделение обязанностей между ними во многом объясняется чисто историческими причинами и у каждого из них свои источники финансирования. Это означает, что комплексное управление водными ресурсами зависит от сотрудничества между относительно независимыми организациями.
Во Франции [151] решен вопрос о том, что следует ли приватизировать организации, занимающиеся охраной и использованием водных ресурсов, или ос 18 тавить их в государственной собственности. Все заинтересованные стороны пришли к соглашению, что государство должно нести ответственность за то, что управление водными ресурсами осуществляется в интересах населения. Тогда возник вопрос: в какой степени установление приоритетов должно зависеть от государственных органов власти и в какой - от соглашений между местными водопользователями. Независимо от конкретного ответа на этот вопрос, в любом случае водопользователи стали играть все большую роль в выработке управленческих решений, а технические специалисты учатся реагировать на экологические требования и учитывать в своей работе мнение общественности. Из-за того, что органы власти и государственные ведомства по-прежнему проявляют мало озабоченности экологическими проблемами, местные и региональные организации все активнее используют задачу охраны здоровья населения как главный аргумент для совершенствования природоохранной деятельности. Недостатки в управлении водными ресурсами объясняются большой степенью централизации структур управления, сковывающих инициативу местных органов власти и подавляющей местные интересы.
В Португалии система управления водными ресурсами всего только три года и она еще не сложилась окончательно [38]. У нее есть структура, охватывающая советы водопользователей, объединенных по водосборам; предусматривается выработка планов управления водными ресурсами и введение налогов на водопользование. Органы управления на местах еще не созданы, и поэтому советам водопользователей приходится адресовать все свои пожелания претензии органам государственной власти на местах.
Методика исследований
В процессе проведения исследований выполнялись следующие наблюдения и учеты, в соответствии со стандартными методиками [5, 6, 9, 14, 16, 18, 25,27, 29, 32, 37, 39, 44,48, 52, 74, 75, 80].
1. Отбор образцов на агрохимический анализ и водно-физические свойства проводился в начале вегетационного периода и в конце (на дату уборки урожая): образцы отбирались для агрохимического анализа на глубину до 60 см, по слоям 0-20, 20-40, 40-60 см, по диагонали опытного участка в пакеты в пятикратной повторяемости, вес одного образца 20-300 грамм (в на 49 чале и конце вегетационного периода); на механический состав образцы отбираются по диагонали участка в пятикратной повторности, глубина бурения 1 м, по слоям 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 см, вес одного образца 200-300 грамм (в начале и в конце вегетационного периода).
2. Контроль влажности почвы.
Первое бурение на влажность осуществлялось в начале вегетационного периода (перехода среднесуточной температуры воздуха через + 10С), либо на дату посева сельскохозяйственной культуры. Отбор образцов производился с горизонтов 0-10, 10-20,20- 40, 40-60, 60-80, 80-100 сантиметров. При глубоком залегании уровня грунтовых вод (более 3,0 м), скважины бурились на глубину до 2,0 м с интервалом в 20 см. Образцы на влажность отбирались также до и после проведения поливов.
При проведении поливов устанавливались дождемерные стаканчики по 5-10 штук вдоль крыла машины, по каждому варианту, всего 250 стаканчиков. После прохода машины вода из каждого стаканчика замеряется мерным сосудов (в мл); зная приемную площадь стаканчика и объем воды, определяли количество поступающей на участок воды в мм.
На даты бурений измерялась высота растений по диагонали опытного участка на каждый вариант (10-15 растений), определялась фаза развития растений, а также отбирались образцы на прирост биомассы при помощи рамки площа-дью 0,25 м , которая устанавливалась на землю, все растения, попавшие в нее, срезались и взвешивались. По три отбора на каждом варианте.
Величину суммарного испарения определили воднобалансовым методом. Для этого учитывали весенние запасы влаги в почве, осадки, запасы влаги в почве на конец рассматриваемого периода, а также количество оросительной воды, поступающей на поле. Учет оросительной воды проводили при помощи дождемерных стаканчиков, устанавливаемых на поле 10-15 штук на участок), располагающихся в шахматном порядке на учетной площади опытной делянки. Осуществлялся отбор образцов на содержание NPK, гумуса, водно-физических свойств и механического состава почвы.
Водно-физические характеристики, механический и микроагрегатный состав определялись по методике И.А. Качинского [45].
Отбирались образцы для определения выноса питательных веществ с урожаем сельскохозяйственных культур, содержание питательных веществ определялось в лаборатории, общий азот и сырой протеин по методу Кьельдано, содержание фосфора вонадолибатным методом, калий - плазменнофо-тометрическим методом.
3. Фенологические наблюдения проводили по методике ВНИИкормов. Учет урожая проводился сплошным методом, отбирались смешенные образцы для определения структуры урожая. Выбирался участок на каждом варианте (10x10). Растения срезались и взвешивались. Либо при помощи рамки 1 м (1x1 м) отбирались растения в зоне рамки и взвешивались. Не менее 10 рамок на каждый вариант опыта, отбор по диагонали участка.
Для проведения исследований использовались районированные сорта сельскохозяйственных культур. Все агротехнические мероприятия на опытных участках проводились в соответствии с рекомендациями зональных систем земледелия, разработанными для черноземных почв Юга России в РАСХН, ВНИИОЗ, СтавНИИГиМ, РосНИИПМ.
Обязательным условием всех опытов было изучение и фиксация физико-химических свойств почв, объемного и удельного веса, механического, химического и гранулометрического состава, пористости, скорости впитывания, которые определялись по общепринятым методикам. Отбор, хранение и транспортировка образцов выполнялась согласно ГОСТ 12071-72.
Обработка опытных данных производилась общеизвестными статическими и математическими методами анализа на основе пакетов прикладных программ Mathcad, Statistica, Excel и Arc View GIS 3.2.
Оценка динамики структуры орошаемых площадей и урожайности сельскохозяйственных культур
При длительной эксплуатации существующих оросительных систем и прежде всего открытых систем, одним из наиболее важных вопросов становиться проблема обеспечения экологической безопасности работы как системы в целом так и отдельных ее элементов. Это объясняется тем, что срок службы многих систем уже сейчас превышает 40-50 лет.
Исследованиям технического состояния оросительных систем посвящены труды Т.А. Алиева [2], А.В. Колганова [54], Ю.М. Косиченко [58, 59], Ц.Е. Мирцхулавы [75-77], М.Ф. Натальчука и В.И. Ольгаренко [79], В.Н. Щед рина [135] и др. К факторам, влияющим на техническое состояние оросительных систем оно относят субъективные и объективные. К объективным относят эксплуатационные режимы и воздействия окружающей среды. К субъективным - проектные и производственные.
Анализ технического состояния оросительных систем, расположенных на территории области (табл. П-3.8, П-3,9), показал, что они находятся на невысоком техническом уровне, что привело к появлению негативных процессов, которые отрицательно сказываются на производстве сельскохозяйственной продукции. Высоки потери оросительной воды (от 20 до 60 % от величины водозабора табл. 3.1) из оросительной сети, которые являются одной из основных причин снижения эксплуатационной надежности и ухудшения экологической обстановки на орошаемых землях.
В условиях дефицита финансовых ресурсов на ремонтно-профилактические работы актуальной представляется задача определения наиболее важных элементов, поддержание которых в работоспособном состоянии позволит обеспечить наибольшую эффективность функционирования оросительной системы. К таким элементам можно отнести межхозяйственные каналы.
Существующие оросительные системы представляют собой сложный комплекс гидротехнических сооружений. Назначение таких сооружений заключается в заборе воды из источника орошения, транспортирования ее до орошаемого массива, распределения по поливным участкам и полива земель с целью создания оптимального водно-солевого режима почвы, отвод дренажных, сбросных и грунтовых вод.
Ввиду длительной эксплуатации многие из этих сооружений характеризуются значительным снижением пропускной способности, размывами нижнего бьефа, а некоторые из них находятся в нерабочем состоянии.
Из общей протяженности межхозяйственных каналов Ростовской области - 7989 км, всего в облицовках к 1980 г было 774,6 км (в т.ч. в бетоне - 78,7 км; в железобетонных лотках - 153,1 км; в трубах - 542,8 км) или около 10 % их общей протяженности,
К 1990 г, несмотря на принимаемые меры по реконструкции и переустройству систем, основная их часть находилась в земляном русле. После 1990 г темпы реконструкции и переустройства оросительных систем снизились с 13 тыс. га в год (в среднем за 1981-1985 гг) до 5,6 тыс. га в 1993 г. и около 1,0 тыс. га в 1994 г. при этом отдельные показатели технического состояния оросительных систем в лучшем случае оказались на уровне 1989-1990 гг. по различным объективным и субъективным причинам после 1990 г. общая протяженность межхозяйственных магистральных каналов снизилась примерно на 20 %.
Протяженность трубопроводов закрытых оросительных систем при этом сократилась более чем в 2 раза. На ряде крупных оросительных систем КПД остается низким (Азовская ОС - 0,53; Багаевско-Садковская - 0,52; Нижне-Донская - 0,58). На 58 % орошаемой площади значения КПД систем составляют 0,60-0,67 %, а на 42 % их значения меньше 0,60.
По элементам оросительной сети для магистральных каналов и межхозяйственной сети этот показатель составляет 0,75-0,77, для внутрихозяйственной сети и временных каналов - 0,65-0,75.
Оросительные мелиорации, направленные на повышение естественного плодородия почв, связаны с крупными капиталовложениями и дополнительными издержками сельскохозяйственного производства. Многие исследователи справедливо считают, что проблемы интенсификации сельскохозяйственного производства необходимо рассматривать через призму использования водных ресурсов. Ухудшение показателей водопользования связано с тем, что потери воды на фильтрацию, утечки, испарение увеличились до 60 %, а на вынужденный сброс - до 40 % в структуре водораспределения за период с 1966 по 2004 гг. (рис, 3.4).
Методика расчета и оценки экологической безопасности противофильтрационной облицовки
Анализируемый материал по опыту эксплуатации Багаевско-Садковской ОС свидетельствует, о возникающих повреждениях в связи с нарушением прочности материалов и искажением технологий. Повреждения возникают в период строительства и эксплуатации и носят случайный характер.
Потери воды на фильтрацию приводят к недопустимому подъему уровня грунтовых вод (табл. П-4.2). В связи с этим при эксплуатации бетонных облицовок важное значение имеет оценка их экологической безопасности. В основу методики расчёта экологической безопасности бетонных облицовок ООС положены методики оценки надёжности гидротехнических сооружений [135] и оросительных систем [144].
Прогнозируемый срок экологически безопасной эксплуатации плит облицовки с учетом изменения статистических характеристик определяем по зависимости [144], уточненной для нашей задачи. ,(Р),(іМехр (4.2) "боя "доп где vn - средняя частота выбросов значений за средний уровень допускаемой поврежденности, при сохранении условий экологической безопасности: H L )= !- ! о, (4-3) 4/ kikd соответственно экологически допускаемое значение фильтрации и фактическое значение фильтрации; Пдоп и Пэ6 - соответственно допускаемое и Среднее эксплуатационные значения поврежденности облицовки; тп , ип среднеквадратичное отклонение допускаемого и среднего эксплуатационного значений поврежденности.
Расчетный допускаемый коэффициент облицовки канала с заданной экологической безопасностью Рэ6 при сроке эксплуатации t определяется по формуле к или согласно условиям задачи ЛІ J In эб -In P. (4-6) где cki и 7k - соответственно среднеквадратичное отклонение осредненного экологически безопасного коэффициентов фильтрации облицовки; Ч,Ы f -средняя частота выбросов коэффициента фильтрации облицовки за экологически безопасный уровень; N0 - среднее число нулей случайного процесса за время tQ определяемое подсчетом числа пересечений кривой экологически безопасного уровня.
Значение расчётной допускаемой повреждённости облицовки с заданной вероятностью безотказной работы Р можно найти по зависимости: Пдт(Р)-Лд01!/??э. (4.7) Допускаемую экологическую безопасность Лдоп принимаем по объекту-аналогу или вычисляем по формуле: П рОв W (4.8) дои W. 100 % где Жф - расчётный объем потерь воды на фильтрацию, приводящий к подъему УГВ выше hKp\ WMM, - проектный объем воды в канале.
Коэффициент экологической безопасности Лэ находится по зависимости. цэ=1 + п/Кв -2 In (4.9) 124 r = І пІК,. ( 2 п п2э + \KsJ (4.10) где XI- среднестатическая повреждаемость противофильтрационных бетонных облицовок и стыковых соединений, определяемая по данным натурных исследований (0,016-0,045 при проектном сроке службы 20-40 лет); FQ - площадь бетонной облицовки; Р - вероятность безотказной работы (0,95-0,98);
Кє - коэффициент, зависящий от интенсивности развития деформаций, принимаемый равным в пределах 0,13-0,14; vn - средняя интенсивность деформации и (или) трещинообразования, определяемая по формуле v= — \ п - число повреждений на площади /, принимается по объектам-аналогам.
Вычисление прогнозируемый срок службы экологически безопасной Работы противофильтрационной облицовки, за который не произойдет подъем УГВ выше критического.
С этой целью межхозяйственная сеть должна состоять из межхозяйственных и распределительных каналов в противофильтрационной облицовке с КПД не ниже 0,95-0,98. При этом наиболее эффективными следует считать железобетонные и бетоноплеыочные облицовки [1, 2].
На межхозяйственной сети должна предусматриваться узловая схема сети с узлами водораспределения через 3-6 км, средства автоматизации водораспре-деления и водоучета. Для повышения водообеспеченности в состав системы включаются внутрисхемные пруды-накопители (ПН) и бассейны суточного регулирования (БСР) объемом до 5-10 % общего забора воды в систему.
Такие ПН и БСР уже нашли применение на Нижнем Дону и зарекомендовали себя как весьма эффективные технические мероприятия. Помимо прочего они позволяют снижать стрессовые ситуации при поливе сельскохозяйственных растений за счет прогретой и выровненной температуры воды.
На внутрихозяйственной оросительной сети удельный вес технически совершенной сети в облицовке должен составлять не менее 70 %. Срок службы внутрихозяйственной сети в значительной степени определяется долговечностью основных элементов сети - лотков, трубопроводов, арматуры и должен составлять не менее 25-30 лет. Оснащение внутрихозяйственной сети лотками позволит обеспечит КПД до 0,97-0,98.
Для эффективного распределения воды во внутрихозяйственной оросительной сети должно предусматриваться достаточное количество водовыпусков и сетевых гидротехнических сооружений (40-50 на 1000 га). Для поддержания УГВ на глубине больше критического (не менее 2-3,5 м) важная роль отводится сбросной водоотводящей и дренажной сети. Следует отметить, что организация рационального водопользования на системах области требует соответствующего оснащения оросительных и дренажных каналов средствами учета воды.
Анализ данных мелиоративного кадастра показывает, что в целом на оросительных системах области число гидропостов на 2004 г. по сравнению с 1990 годом уменьшилось вдвое и составляет около 300 единиц. Единственным средством измерения расхода воды на оросительных системах являются гидрометри ческие вертушки, количество которвіх явно недостаточно для организации систематического, научно-обоснованного учета воды на оросительной и коллек-торно-дренажной сети.
В современных условиях сельскохозяйственного производства перспективные технически совершенные оросительные системы должны обеспечивать минимум затрат труда и средств орошения, сведение до минимума всех непроизводительных потерь оросительной воды и земли, а так же своевременное проведение поливов согласно заданному режиму орошения.
К недостаткам большинства ОС относятся высокая доля непроизводительного расхода поливной воды при заполнении и сбросе из поливных каналов и угнетение возделываемых сельскохозяйственных культур за счет полива холодной водой и стрессовых ситуаций при высоких перепадах температур воды при поливе (В.Н. Щедрин, В.В. Бородычев, A.M. Салдаев).
Ряд проблем позволяет решить конструкция оросительной системы, разработанная на базе научно-производственной платформы ФГНУ РосНИИПМ . Конструкция ОС, предназначена для снижения стрессовых ситуаций при поливе сельскохозяйственных растений за счет прогретой и выровненной температуры воды. Технический результат новой разработки - снижение непроизводительных расходов поливной воды в каналах.
