Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние вопроса необходимости использования дренажно-сбросных вод на внутрихозяйственном звене рисовых систем 9
1.1 Основные направления развития агропромышленного комплекса Краснодарского края 9
1.2 Водохозяйственная обстановка в Краснодарском крае, современное состояние и перспективы 13
1.3 Существующие схемы, способы и особенности возделывания риса при орошении дренажно-сбросными водами 18
1.4 Технологические требования при повторном использовании дренажно-сбросных вод на внутрихозяйственном звене рисовых оросительных систем 28
1.5 Цель и задачи исследования 33
2 Теоретическое обоснование технологических приемов использования дренажно-сбросных вод на внутрихозяйственном звене рисовых оросительных систем 35
2.1 Теоретическое обоснование способа выращивания риса с повторным использованием дренажно-сбросных вод для орошения 35
2.2 Аэрогидравлический водоподъемник, водоподъемный узел и теоретические исследования их работы 39
2.3 Теоретическое обоснование основных параметров и рабочих характеристик аэрогидравлического водоподъемника для условий рисовых оросительных систем 60
2.4 Выводы по второй главе 65
3 Методика проведения и результаты экспериментальных исследований 67
3.1 Методика и результаты экспериментальных исследований совместной работы водной и воздушной среды в конструкции аэрогидравлического водоподъемника 67
3.2 Методика и экспериментальные исследования коэффициента полезного действия аэрогидравлического водоподъемника 73
3.3 Методика и экспериментальные исследования влияния напора и высоты водоподачи на производительность аэрогидравлического водоподъемника 76
3.4 Методика проведения многофакторного эксперимента и обработка экспериментальных данных 81
3.5 Сопоставление результатов расчета и эксперимента 92
3.6 Методика инженерного расчета параметров аэрогидравлических водоподъемников 101
3.7 Выводы по третьей главе 104
4 Полевые исследования и экономическая эффективность внедрения 106
4.1 Полевые исследования технологических приемов использования дренажно-сбросных вод на рисовой оросительной системе 106
4.2 Оценка влияния разработанных технологических приемов повторного использования на оросительную норму применительно к условиям рисовой оросительной системы 117
4.3 Оценка качества дренажно-сбросной воды и эффективности разработанных технологических приемов использования дренажно-сбросных вод. 120
4.4 Рекомендации по эксплуатации аэрогидравлических водоподъемников и сопутствующих технических средств 132
4.5 Экономическая эффективность разработанных технологических приемов использования дренажно-сбросных вод 133
4.6 Выводы по четвертой главе 140
Общие выводы 142
Литература 144
- Водохозяйственная обстановка в Краснодарском крае, современное состояние и перспективы
- Аэрогидравлический водоподъемник, водоподъемный узел и теоретические исследования их работы
- Методика и экспериментальные исследования коэффициента полезного действия аэрогидравлического водоподъемника
- Оценка влияния разработанных технологических приемов повторного использования на оросительную норму применительно к условиям рисовой оросительной системы
Введение к работе
Актуальность работы. В принятой «Водной стратегии агропромышленного комплекса России на период до 2020 года» выделены приоритетные направления развития мелиоративно-водохозяйственного комплекса АПК, одним из направлений является восстановление и развитие рисоводства. К 2020 году намечено довести площади орошения риса до 300 тыс. га и валовой сбор риса-сырца до 1 млн. тонн, что позволит обеспечить потребности населения России. Планируемое увеличение рисовых посевных площадей подтверждается долгосрочной краевой целевой программой «Развитие мелиорации сельскохозяйственных земель в Краснодарском крае на 2013 – 2020 годы», в которой отражено изменение площади с 133,4 тыс. га до 145 тыс. га. Также в федеральной целевой программе «Развития мелиорации сельскохозяйственных земель России на 2013-2020 годы» предусматривается использование мелиорируемых площадей для покрытия потребности в продуктах питания, в том числе по рисовой крупе, обеспеченность, которой за счет собственного производства составляет 50%. В рамках реализации намеченных программ потребуется восстановление, реконструкция существующих и строительство новых оросительных систем, что повлечет за собой увеличение объмов водопотребления.
В бассейне реки Кубани существует проблема дефицита водных ресурсов. Здесь, сосредоточены основные рисосеющие хозяйства и размещены крупные рисовые оросительные системы (РОС) имеющие водозабор непосредственно из реки Кубань. Как следствие, в зоне Нижней Кубани на современном уровне достигнутая величина безвозвратного водопотребления в 4,3 раза превышает норматив допустимого воздействия по изъятию водных ресурсов из водных объектов бассейна Кубани.
В настоящее время повторное использование дренажно-сбросных вод представляет собой механический отвод сбросного стока с пониженных участков рисовых оросительных систем и подачу в оросительную сеть каналов, при этом повторное использование дренажно-сбросных вод на внутрихозяйственном звене – отсутствует.
Для рассмотрения возможностей повторного использования в водохозяйственном комплексе, и непосредственно в рисоводстве, особое внимание на наш взгляд следует уделить переходу на внутрихозяйственное звено рацио-
4 нального водопользования на рисовых оросительных системах и внедрению малозатратных водо- и энергосберегающих технологий, а за счет полученной экономии водных ресурсов проводить расширение орошаемых площадей.
Работа выполнена в рамках госбюджетной темы ФГБОУ ВПО «Кубан
ский ГАУ»: «Обосновать и разработать комплекс мероприятий по повыше
нию эффективности использования природных вод и противопаводковой за
щиты населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий в условиях уси
ления техногенной нагрузки на водохозяйственный комплекс»
(ГР 0120115346, 2011-2015 гг.).
Научная гипотеза – новые конструкции водоподъемников и схемы во-доподачи для повторного использования дренажно-сбросных вод на орошение сэкономят водные ресурсы, а полученная экономия позволит произвести расширение орошаемых площадей.
Цель работы: повышение водообеспеченности на внутрихозяйственном звене рисовых оросительных систем за счет применения технологических приемов многократного использования дренажно-сбросной воды для орошения.
Задачи исследования:
1. Разработать и теоретически обосновать способ выращивания риса
для повторного использования дренажно-сбросных вод, адаптированный к
существующим конструкциям рисовых оросительных систем, с учетом тех
нологии повторного использования дренажно-сбросных вод.
2. Разработать конструкцию аэрогидравлического водоподъемника
(АГВП) для повторного использования дренажно-сбросных вод с учетом
технологических требований.
-
Теоретически обосновать разработанную конструкцию аэрогидравлического водоподъемника и получить математическую модель работы АГВП учитывающую основные технологические процессы.
-
Провести многофакторный эксперимент разработанной конструкции аэрогидравлического водоподъемника и получить регрессионную модель производительности АГВП.
-
Разработать методику инженерного расчета основных конструктивных и технологических параметров аэрогидравлического водоподъемника.
6. Определить экономическую эффективность внедрения разработанных технологических приемов повторного использования дренажно-сбросных вод.
Объект исследования: технологические приемы и технические средства при повторном использовании дренажно-сбросных вод на внутрихозяйственном звене рисовых оросительных систем.
Предмет исследования: закономерности формирования рабочих характеристик и эксплуатационных показателей аэрогидравлических водоподъемников на основе связи с конструктивными параметрами и эксплуатационно-технологическим режимом рисовых оросительных систем.
Методы исследования: теоретические исследования базировались на положениях теоретической гидромеханики. Экспериментальные исследования с использованием стандартных методик проведения экспериментов. Обработка и анализ экспериментальных данных проводилась методами математической статистики.
Научная новизна работы:
1. Разработан способ выращивания риса (пат. № 2457672 РФ МПК
A01G16/00 A01G25/00 С2) включающий технологические приемы для по
вторного использования дренажно-сбросных вод на внутрихозяйственном
звене рисовых оросительных систем.
-
Получена математическая модель работы аэрогидравлического водоподъемника описывающая основные технологические процессы его работы.
-
Получена регрессионная модель производительности АГВП позволяющая определять расход подаваемой воды в зависимости от действующих параметров.
Практическая ценность результатов исследований:
-
Разработана конструкция аэрогидравлического водоподъемника (пат. № 2450104 РФ МПК E02B13/02 С1) и водоподъемного узла (пат. № 2503775 МПК E02B 13/02) для реализации способа выращивания риса с повторным использованием дренажно-сбросных вод на внутрихозяйственном звене рисовых оросительных систем.
-
Разработана методика инженерного расчета аэрогидравлического водоподъемника, позволяющая определить основные конструктивные и технологические параметры АГВП.
6 3. Разработаны рекомендации по эксплуатации АГВП и сопутствующих технических средств на внутрихозяйственном звене РОС
На защиту выносятся:
способ выращивания риса с повторным использованием дренажно-сбросных вод на внутрихозяйственном звене рисовых оросительных систем;
конструкция аэрогидравлического водоподъемника для реализации способа выращивания риса на внутрихозяйственном звене РОС;
математическая модель работы аэрогидравлического водоподъемника;
регрессионная модель производительности АГВП;
методика инженерного расчета основных конструктивных и технологических параметров аэрогидравлического водоподъемника.
Реализация результатов исследований. Разработанный способ выращивания риса для повторного использования дренажно-сбросных вод и конструкция аэрогидравлического водоподъемника были внедрены в ООО «Зерновая компания «Новопетровская» Славянского района Краснодарского края на модуле рисовой оросительной системы «Кубанская».
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на 4-й, 5-й и 6-й Всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение АПК» (г. Краснодар, 2010, 2011, 2012 гг.); на международной научно-практической конференции "Интеграция науки и производства – стратегия успешного развития АПК в условиях вступления России в ВТО" (г. Волгоград, 2013 г.); заочной конференция «Инновационные пути развития мелиоративного и водохозяйственного комплексов: задачи и перспективы» (г. Новочеркасск, 2013 г.).
Публикация результатов работы. Основные результаты исследований опубликованы в 17 печатных работах, включая 4 патента РФ. Шесть работ опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК. Общий объем публикаций составляет 6,52 п. л., из них на долю автора приходится 3,92 п. л.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованных источников, включающего 102 наименований, в том числе 8 – на иностранном языке и приложения. Диссертация изложена на 170 страницах машинописного текста, включая 17 страниц приложения, содержит 51 рисунок, 25 таблиц.
Водохозяйственная обстановка в Краснодарском крае, современное состояние и перспективы
Анализируя данные таблицы 1.5, получаем, что из 12,8 км3 в год 75%-ной обеспеченности потребителями бассейна в необходимом режиме используются 12,56 км3. При таком раскладе коэффициент использования стока на современном и расчетном уровне при среднегодовом стоке 14,7 км3 составляет 0,86 [16].
В сложившихся условиях возникла необходимость в формировании нового документа, регламентирующего стратегию водохозяйственного развития, использования и охраны водных ресурсов бассейна Кубани, с принятием расчетов норматива допустимого безвозвратного изъятия, как основного показателя оценки состояния и степени истощения водных объектов. Данный норматив был определен при разработке «Проекта нормативов допустимого воздействия по бассейну реки Кубань» (ЗАО ПО Совин-тервод, г. Москва, 2009 год) [17]. В результате их расчета получено, что предельно допустимый объем (лимит) безвозвратного изъятия водных ресурсов в бассейне р. Кубани составляет 1,6 км3.
Сравнение объемов безвозвратного водопотребления полученных по каждому водохозяйственному участку с величиной нормативно допустимого изъятия для бассейна реки Кубань приводится в таблице 1.6, для подбассей-нов реки Кубань в таблице 1.7 [17]. Таблица 1.6 – Сопоставление допустимого изъятия стока
Сравнивая величину достигнутого безвозвратного водопотребления в бассейне Кубани таблица 1.5 с предельно допустимым лимитом изъятия, получаем, что современный отбор водных ресурсов значительно превышает нормативно допустимый, а именно в 4,3 раза [17].
Также в заключении хочется отметить о неблагоприятном гидрологическом факторе – низкая водность отмечается в Концепции федеральной целевой программы «Развитие мелиорации сельскохозяйственных земель России на 2013–2020 годы» (рисунок 1.4) [5].
Рисунок 1.4 – Прогнозная оценка изменений водообеспечености и нагрузки на водные ресурсы на 2015-2020 годы
Как следует из рисунка 1.4, прогнозируется уменьшение водообеспечено-сти на 10% и увеличение нагрузки на водные объекты на 7,2%.
В связи с сложившейся ситуацией в бассейне реки Кубани дальнейшая водохозяйственная деятельность должна осуществляться с позиции: улучше-18 ния экологического состояния, предотвращения деградации и дефицита водных ресурсов, поэтапного возвращения воды в водные экосистемы с применением современных ресурсосберегающих технологий.
Одним из направлений в решение вопросов увеличения водообеспе-ченности на внутрихозяйственном звене рисовых оросительных систем и экономии оросительной воды является применение средств повторного использования дренажно-сбросных вод, использующих для обеспечения своей работы внутренние энергетические ресурсы оросительной и сбросной сети каналов внутрихозяйственного звена рисовой системы [20, 21, 22].
В практике рисосеяния Краснодарского края издавна применяется использование сбросных вод для орошения. Первый опыт полива риса сбросной водой был поставлен в 1952 году на 28 га колхоза «Советская Россия» [23]. На современном уровне повторное использование в основном представляет собой отвод дренажно-сбросных вод с пониженных участков и подачу в оросительную сеть насосными станциями.
Известна водооборотная рисовая оросительная система, предложенная авторами А.Н. Семененко, А.В. Сербиновым, В.В. Лысенко. Она предполагает частичный водооборот на рисовых оросительных, который заключается в том, что сбросную воду поступающую с поверхности чека не смешивают с дренажной, а подают в распределительный канал, где она разбавляется первичной оросительной водой и направляется далее на орошение [24, 25, 26].
Реализацию предложенного способа использования сбросных вод для орошения обеспечивает технологическая схема подачи и сброса воды (рисунок 1.6) (за основу принят модуль рисовой оросительной системы «Кубанская»).
Насосная станция 9 устраивается совмещенного типа, обеспечивающая как подачу, так и сброс воды. Сооружения 5 являются одновременно водо-выпусками и водосбросными.
Подача воды на систему осуществляется следующим образом. При открытых задвижках 10 и 11 и закрытых 12 и 13 вода из старшего распределительного канала насосной станции 9 подается в участковый распределитель-сброс 1, а из него в картовой ороситель сброс 2, откуда через сооружения 5 – на чеки 4. Сброс воды с системы производится при закрытых задвижках 10 и 11 и открытых 12 и 13. При этом вода с чеков поступает через сооружение 5 в картовый ороситель-сброс 1, а из него насосной станцией 9 перекачивается в распределительный канал старшего порядка или регулирующий резервуар, где она аккумулируется для последующего использования в целях орошения. При этом сбросная вода, имеющая низкую минерализацию, но содержащая остатки ядохимикатов, повторно используется для целей орошения в полном объеме. Дренажная сеть при этом работает в обычном режиме.
Гидравлический таран 1 (или группа параллельно работающих таранов) устанавливается в месте концевого подпорно-регулирующего сооружения 2 участкового коллектора 3. В рабочем режиме гидротаран подает часть дренажно-сбросного стока на командную отметку, откуда самотеком по трубопроводу 4, уложенному по караю полевой дороги, поступает в распределитель последнего порядка 5, затем в ороситель 6, где смешивается с оросительной водой и направляется на рисовые чеки 7. Данный способ также не лишен недостатков: – требуется прокладка и обслуживание трубопровода длиной 700–800 м, диаметром не мене 300 мм. – большой транзитный расход, что обусловлено низкой величиной КПД подачи, максимальное значение которого составляет 22%; – малая разбавляющая способность канала в месте подачи дренажно-сбросного стока. Также известен способ повторного использования дренажно-сбросных вод с применением автономных водоподъемников предложенный Н.В. Островским [29, 30, 31]. Повторное использование дренажно-сбросных вод осуществляется при размещении автономных водоподъемников по схеме показанной на рисунке 1.9.
Аэрогидравлический водоподъемник, водоподъемный узел и теоретические исследования их работы
Согласно полученным зависимостям основными значимыми факторами работы АГВП являются: величина действующего напора на АГВП, высота водоподачи, диаметр питательного трубопровода и диметр подающего трубопровода (площади живого сечения).
Такие факторы как напор на АГВП и требуемая высота водоподачи, могут быть объединены в один фактор, так как работа АГВП зависит от разности этих величин (от перепада z между напором на АГВП и высотой водоподачи), но это требует подтверждения при проведении лабораторных исследований. Поэтому дополнительной задачей экспериментальных исследований АГВП это изучение влияния действующего напора и высоты водоподачи на производительность.
Согласно проведенному теоретическому исследованию технологического процесса работы аэрогидравлического водоподъемника выяснилось, что технические параметры функциональных частей водоподъемного узла, во многом определяются физическим свойством воздуха - сжимаемостью. В связи, с чем дополнительной задачей исследований является выявление количественных зависимостей между величиной действующего напора на АГВП и степени сжатия воздуха (коэффициента сжатия воздуха) [66].
Была поставлена задача получить теоретическую зависимость изменения коэффициента сжатия воздуха и подтвердить эмпирической зависимостью полученной на лабораторной установке эффектом «гидравлического сжатия».
Сжимаемость - это способность вещества изменять свой объем или плотность под действием всестороннего давления или других внешних сил. Если остановиться непосредственно на воздухе, то согласно определению сжимаемости нас интересует изменение его плотности или объема.
Согласно уравнению состояния идеального газа, плотность воздуха находится по следующей зависимости: При работе АГВП в производственных условиях влажность и температура будут меняться в течение суток и в течение вегетации риса в соответствии с климатическими условиями района. Поэтому необходимо также исследовать степень влияния климатических факторов (температура и влажность воздуха) на величину коэффициента сжатия атмосферного воздуха.
Когда речь идет об атмосферном воздухе, подразумевается влажный воздух, который представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара. Давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений сухого воздуха и водяного пара, что подтверждается законом Дальтона или законом парциальных давлений [64, 67].
Рассмотрим коэффициент сжатия ксж как отношение плотности влажного воздуха при атмосферном давлении ратм и плотности этого воздуха при некоторой величине давления рдв.
С использованием формулы (2.37) нами рассчитана плотность воздуха для некоторого диапазона температур, характерных для вегетационного периода риса в Краснодарском крае, при различной относительной влажности воздуха таблица А. 1 (Приложение А).
На основе таблицы АЛ (Приложение А), была получена теоретическая зависимость изменения коэффициента сжатия воздуха для различных величин давления (напора), которые возможны на рисовых оросительных системах, с учетом климатических условий Краснодарского края (средняя температура воздуха t = 20 С и относительная влажность (р = 60% за вегетационный период). 0,9 0,8 0,7 0, 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 pi, кПа
Теоретическая зависимость изменения коэффициента сжатия воздуха от величины действующего давления Анализируя зависимость изменения коэффициента сжатия от относительной влажности воздуха (таблица АЛ Приложение А) видим, что при температуре 20 С (характерной средней температуре воздуха за вегетационный период риса) и действующем рабочем давлении P изб = 2 м вод. ст. (при котором предполагается работа АГВП) и относительной влажности воздуха рг = 30% и (р2 = 90%, соответствует плотность рг = 1,434 кг/м3 и р2 = 1,4277 кг/м3. Разница между плотностью воздуха составляет всего 0,0063 при разнице в значениях относительной влажности 60%. Из этого следует, что разница между сжимаемостью воздуха с большей и меньшей относительной влажностью, будет еще меньше, т.е. влажность воздуха практически не оказывает влияния на величину /ссж
Используя (таблица АЛ Приложение А), можно также проанализировать влияние температуры на коэффициент сжатия воздуха. Взяв значения плотности для давления P изб = 2 м вод. ст. (при котором предполагается работа АГВП) и относительной влажности 60% (примерно равная средней по Краснодарскому краю) для температуры tj = 5 С и t2 = 40 С, рг= 1,51217 кг/м3 и р2 = 1,32675 кг/м3. Разница между плотностями с разностью температур 35 С равна 0,18542, а разница между соответствующими коэффициентами сжатия /ссж1 = 0,8375 и /ссж2 = 0,8344, составляет 0,0031, т.е. температура не оказывает значительного влияния на величину коэффициента сжатия воздуха.
Методика и экспериментальные исследования коэффициента полезного действия аэрогидравлического водоподъемника
Анализ графиков на рисунках 3.11 - 3.14 показывает сходимость расчета и эксперимента. Отклонение результатов расчета от экспериментальных данных по всем параметрам не превышает 6%. Это свидетельствует от том, что использованные в математической модели зависимости являются достаточно объективными.
Таким образом, полученная математическая модель работы АГВП адекватно описывает работу аэрогидравлического водоподъемника и позволяет прогнозировать его работу при разных конструктивных параметрах.
Методика инженерного расчета параметров аэрогидравлических водоподъемников На основании результатов гидравлических исследований разработана методика расчета аэрогидравлических водоподъемников, которая позволяет определить параметры всех необходимых элементов конструкций: 101 а) на основе имеющихся данных топогеодезических изысканий назначается от метка уровня воды в участковом дренажно-сбросном канале, которая должна находиться не ближе 0,5 - 0,6 м от поверхности самого низкого чека модуля; б) определяется возможная величина напора Н на АГВП в соответствии с гидравлическим перепадом z между уровнем воды участкового дренажно сбросного канала и участкового коллектора; в) вычисляются потери давления в воздушной линии pB3W по формулам (3.32), (3.33) и (3.34) в соответствии с принятым диаметром, длиной трассы и мате риалом используемых труб, а также гидравлические потери напора самой сис темы, что в сумме дает величину h - потери напора в системе АГВП; г) вычисляется гидравлический КПД г и определяется напор водоподачи по дачи АГВП Нн, умножением г на величину напора Н на АГВП. д) назначается высота водоподачи АГВП Нпод, на основании разности отме ток уровня воды участкового дренажно-сбросного канала и уровеня воды в оросителе, при этом должно соблюдаться условие Нн - Нпод 0,1 м; е) определяется расход дренажного стока участкового канала на основе имею щихся данных расходных статей гидромодуля или в ходе полевых исследований; ж) вычисляется средняя величина подачи АГВП умножением расхода дренаж ного стока участкового канала на объемный КПД АГВП (2.39); з) определяется фактическая подача АГВП делением среднего расхода на ве личину технологического КПД АГВП (2.40); и) вычисляется площадь живого сечения подающего трубопровода о 2 согласно полученной фактической водоподачи АГВП при условии, что движение жидкости является установившимся, а диаметр питательного трубопровода cU = dвыт: к) для расчета в первом приближении задаемся коэффициентом расхода системы, который будет учитывать только местные коэффициенты сопротивления сист = $меСт, состав которых в большинстве случаев для водоподъемного узла одинаков (рисунки 3.15 - 3.16). использованием формул, которые применимы для области «гладких труб» и характерны для системы АГВП, рассчитываются коэффициенты местного сопротивления в следующих элементах системы: 103 - вход в виде прямолинейного конфузора, коэффициент сопротивления определяется по формуле (3.24); - семь поворотов в виде отводов крутоизогнутых, коэффициент сопротивления для одного отвода определяется по формуле (3.22); - два выхода из трубы, при равномерном распределении скоростей коэффициент сопротивления для одного выхода вых = 1; - вход в трубу, удаленный от стенки, коэффициент сопротивления определяется по [79] в зависимости от отношения величины удаления от стенки b к величине диаметра трубы сЬ и отношения толщины стенки S к диаметру трубы; - гофрированный участок, коэффициент сопротивления определяется по формуле (3.30); м) на основе найденной площади живого сечения подающего трубопровода определяется скорость движения воды в системе; н) с учетом найденной скорости движения воды в первом приближении уточняется коэффициент расхода системы расчетом местных сопротивлений и сопротивлений по длине трубопровода; о) с использованием полученного коэффициента сопротивления системы во втором приближении рассчитывается диаметр подающего трубопровода; п) в соответствии с полученным расчетным диаметром подбирается ближайший стандартный диаметр из сортамента труб.
Выводы по третьей главе 1. В результате проведения эксперимента по исследованию совместной работы водной и воздушной среды в конструкции АГВП получены кривая связи между напором и коэффициентом сжатия воздуха и соответствующее уравнение ксж = - 1,3-10"16х3 + 5,2-10"пх2 - 9-10"6х + 0,9, позволяющее производить расчет потерь на сжатие воздуха в конструкции АГВП, в зависимости от рабочего напора. 104 2. Установлена сходимость теоретически обоснованной величины КПД подачи с экспериментальными значениями, отклонение не превышает 5 % 3. Выявлены закономерности влияния напора и высоты водоподачи на производительность АГВП. Установлено, что производительность АГВП за висит от разницы между этими величинами, от перепада z. 3. По результатам многофакторного эксперимента получена регрессионная модель производительности АГВП y = – 0,02898x12 – 5,5186410-6x32 + + 0,07846x1x2 + 0,26931x1x3 + 0,42132x2x3 – 0,107336x2 – 1,51823x3 + + 0,2167. 4. Выявлены закономерности влияния превышения диаметра подающего трубопровода над питательным и питательного трубопровода над подающим. Установлено, что с превышением диаметра питательного трубопровода над диаметром подающего трубопровода на 20% величина расхода увеличивается на 10%, а при 30% на 14%. При увеличении диаметра подающего трубопровода над диаметром питательного трубопровода на 20 % величина расхода увеличивается на 23%, а при 20% на 31%. 5. Проведена статистическая проверка полученной регрессионой моде ли производительности АГВП по критерию Фишера, расчет показал Fр = 0,92 F0,05;56;128 = 1,21, что подтверждает адекватность модели описываемому про цессу. 6. Подтверждена адекватность математической модели сходимостью расчетных данных с экспериментальными данными, отклонение результатов расчета от экспериментальных данных не превышает 6%. 7. Разработана методика инженерного расчета АГВП, позволяющая оп ределить конструктивные и технологические параметры, применительно к условиям конкретного участка РОС.
Оценка влияния разработанных технологических приемов повторного использования на оросительную норму применительно к условиям рисовой оросительной системы
Оценку эффективности инвестиционного проекта выполняем с использованием показателей эффективности, предусмотренных методическими указаниями [100, 101, 102].
Согласно этим методическим указаниям для оценки эффективности инвестиционного проекта рассчитываются следующие показатели: дисконтированный чистый доход ЧДД (NPV); индекс доходности ИД (PI); внутреннюю норму доходности ВНД (IRR); срок окупаемости.
Сравнительный анализ вариантов инвестиционных проектов проводится с привлечением показателей ЧДД, ВНД, ИД с учетом их приоритетности. Процедуры оценки проектов начинают с анализа показателя ЧДД; проекты с ЧДД 0 считаются неэффективными; проекты с ЧДД 0 ранжируются в порядке убывания значений ЧДД. Предпочтение отдается проектам с минимальными сроками окупаемости, ранними сроками получения эффектов от реализации проекта, поздними вложениями капиталоемких средств.
Возможности сокращения объемов заемных средств изыскиваются с применением показателя ВНД. При условии ЧДД 0 оцениваются пределы варьирования ВНД. При выявлении источников заемных средств, кредитные ставки которых превышают допустимые пределы изменения внутренней нормы доходности хозяйства, принимаются меры к привлечению в состав участников проекта инвесторов с приемлемыми требованиями к норме доходности на вкладываемый капитал.
При оценке эффективности проекта использовалось программное обеспечение по расчету экономических показателей эффективности (ЧДД, ИД, ВНД, срока окупаемости). Программа представляет собой электронные таблицы Excel 2007, работающие под управлением операционной системы Windows XP. Программное обеспечение позволяет осуществлять многовариантный анализ эффективности инвестиционных проектов, различающихся динамикой финансовых потоков, путем варьирования значений эффекта и затрат на протяжении жизненного цикла объекта, нормой дисконтирования, а также включая возможность учета затрат на последующую реконструкцию.
Анализ показателей свидетельствует об эффективности и экономической целесообразности осуществления проекта. Так величина ЧДД 0; ВНД превышает норму дисконта, принятую в проекте (65,66 30). Дисконтированный срок окупаемости с учетом срока строительства (3 мес.) составляет 4 года, что является вполне приемлемым для инвестиционных проектов, имеющих экологическую (63 тыс. руб.) направленность. 4.6 Выводы по четвертой главе 1. Проведены топогеодезические изыскания, которые подтвердили возможность создания требуемых условий для работы водоподъемного узла и реализации предлагаемого способа, при работе на участковом дренажно сбросном канале рабочий напор составляет 2 м, а высота водоподачи 1,4 м, при работе на картовом дренажно-сбросном канале рабочий напор составляет 1,1 м, а высота подачи 0,8 м. 2. В результате полевых испытаний предлагаемого способа и конструкции водоподъемного узла подтверждена их адаптивность и работоспособность в течении всего периода эксплуатации, что подтверждено актом внедрения. 3. Оценка эффективности от использования АГВП на конкретном участке РОС показала, что подача АГВП составляет около 9% от общего объема воды, поступающей на модуль, и около 46% от дренажного стока модуля, что обеспечивает до 45% потребности расхода на испарение, до 30% потребности расхода на транспирацию и до 35% потребности расхода на вертикальную фильтрацию Разработаны рекомендации по эксплуатации АГВП и сопутствующих объектов на внутрихозяйственном звенен рисовых оросительных систем. Составлена методика химического анализа дренажно-сбросных вод, для последующего применения при оценке пригодности вод для полива. Проведен химический анализ воды участкового дренажно-сбросного канала С-6-2-2-4.
Подтверждена эффективность разработанного способа выращивания риса для повторного использования дренажно-сбросных вод по качеству разбавления. Полученное качество воды позволяет использовать ее для полива весь период вегетации риса не вызывая при этом угнетения растений риса и осолонцевания почв.
Экономический эффект достигается за счет экономии воды в водоисточнике в виде экологического эффекта, который составляет 63 тыс. руб., и за счет возможной величины расширения площади орошения с ежегодным чистым доходом 180 тыс. руб. с средней площади модуля 144 га или в расчете на 100 га модуля – 125 тыс. руб., срок окупаемости 4 года.
