close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000101719

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
ЧЕЛАХОВ ВАСИЛИИ ЦАРУКОВИЧ
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ
ОТКРЫТОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СЕТИ С У Ч Е Т О М
ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Специальность 06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и
охрана земель
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Саратов 2005
Работа выполнена в отделе контроля поливной техники и технологии
орошения Федерального государственного научного учреждения «Российский
научно-исследовательский институт проблем мелиорации».
Научный руководитель
- доктор технических наук,
профессор, академик Р А С Х Н
Щедрин Вячеслав Николаевич
Официальные оппоненты: - доктор технических наук,
старший научный сотрудник
Кошкин Николай Михайлович
- кандидат технических наук, доцент
Кравчук Алексей Владимирович
Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Донской государственный
аграрный университет»
Защита состоится «17» ноября 2005 г. в 12*'" на заседании диссертационного
совета К 220.061.01 при ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный
университет им. Н.И. Вавилова»: 410056, г. Саратов, ул. Советская, 60, ауд. 241.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ф Г О У ВПО «Саратов­
ский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова».
Автореферат разослан «//>> октября
Ученый секретарь
диссертационного совета
2005 г.
.w^/ /
-^г^^^^'^Ть /
^-—-~
^-^^ Абдразаков
^wi:!
IM^
^/Q'yp^'O
^
3^
Актуальность работы. Интенсивная эксплуатация открытой сети на
оросительных системах без ее комплексной оценки надежности, преобладание
экономических
целей
над
экологаческими,
способствовала
развитию
деструктивных процессов на орошаемых землях Ростовской области. Эти
отклонения могут быть столь значительными, что дальнейшая эксплуатация
всей оросительной системы становится экологически опасной. Существующие
методы оценки надежности временной и постоянной открытой оросительной
сети основаны на детерминистическом подходе к решению проблемы и
практически не учитывают воздействие экологических факторов.
В настоящее время отсутствует комплексная система оценки надежности
открытой
оросительной
сети.
Продолжение
и
развитие
идей
оценки
надежности определяют теоретическую и прикладную актуальность данной
работы.
Исследования по теме диссертации выполнены в рамках тематического
плана
межведомственной
мелиорация
и
лесное
координационной
хозяйство»
программы
«Земледелие,
обеспечивающей
развитие
агропромышленного комплекса Р Ф на 2001 - 2005 г г, поз. 01.04 «Разработать
адаптивные ресурсосберегающие способы орошения, технологии и технику
полива сельскохозяйственных культур».
Ц е л ь работы - разработка комплексной системы оценки надежности
открытой оросительной сети с учетом экологических факторов.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели решались
следующие задачи:
- разработка комплексной системы оценки надежности оросительной
сети с учетом показателей технического состояния, подъема уровня фунтовых
вод, засоления почв, выноса гумуса, ирригационной эрозии, видового состава
ландшафта;
-
изучение факторов, влияющих на надежность временной открытой
оросительной сети;
-
проведение статистической
оценки
надежности облицованных и
г
лотковых каналов оросительных систем на водосборах Нижнего Дона;
- оптимизация интервала проведения ремонтных и восстановительных
работ для предупреждения снижения
ВИБЛИОПХА
4
- определение
экономической
оценки
результатов
исследований
и
разработка рекомендаций производству.
Н а у ч н а я новизна заключается в следующем:
- выявлены
и обоснованы экологические
факторы и критерии,
влияющие на надежность оросительных сетей на водосборах Нижнего Дона;
- разработана
оросительной
сети
с
комплексная
учетом
система
экологических
оценки
факторов:
надежности
подъема
уровня
грунтовых вод, засоления почв, выноса гумуса из корнеобитаемого слоя,
ирригационной эрозии и преобразования ландшафта орошаемых земель;
- произведена
оценка
экологической
надежности
открытой
оросительной сети в условиях развития эрозионных процессов, выноса гумуса,
подъема уровня грунтовых вод и засоления почв;
- разработана усовершенствованная ярусная иерархическая модель
надежности элементов открытой оросительной сети с учетом экологических
факторов и методика моделирования;
- получены экспериментально-статистические
модели надежности
функционирования открытьпс оросительных сетей для оптимизации решения
рецептурно-технологических задач комплексной системы оценки надежности
и проведения профилактических мероприятий;
- предложены научно обоснованные усовершенствованные методы
оценки временной
открытой
оросительной
сети
и
способы
повышения
надежности противофильтрационных облицовок на каналах
Объект
исследований - открытая оросительная сеть
Багаевско -
Садковской и Нижне - Донской оросительных систем Ростовской области.
М е т о д ы исследований. Задачи, поставленные в диссертации, решались
путем проведения комплексных полевых, лабораторных и теоретических
исследований.
В
основу
теоретических
вероятностей,
математическая
статистика,
исследований
теория
легли:
оценки
теория
надежности
гидромелиоративных систем и объектов, теория планирования эксперимента.
Обработка опытных данных велась статистическими методами с привлечением
стандартных
MATHCAD.
пакетов
прикладных
профамм
STATISTICA,
EXCEL
и
5
Достоверность полученных результатов обеспечена статистическими
методами
оценки
полученных
эксперимента,
математических
вероятностной
моделей
и
проверкой
адекватности
сопоставимостью
результатов
теоретических и натурных исследований.
Практическое
значение
работы
заключается
в
разработке
рекомендаций по применению предложенных способов комплексной оценки
надежности оросительных сетей, обеспечивающих возможности: применения
рациональных методов профилактических работ, снижения затрат на ремонт и
реконструкцию, обоснование единичных и комплексных количественных и
качественных
показателей
надежности, сохранения
поддержания
благоприятной
экологической
посевных
обстановки
на
площадей,
орошаемых
массивах расположенных в зоне действия открытой оросительной сети.
Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены в
проектную документацию Г У «Южводпроект» (г. Ростов-на-Дону) в составе
проектов реконструкции открытых оросительных сетей. Использованы Г У
«Ростовводмелиорация»
(г.
Ростов-на-Дону)
в
практике
эксплуатации
межхозяйственных и внутрихозяйственных оросительных систем орошаемых
хозяйств Багаевского, Веселовского, Семикаракорского районов Ростовской
области.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
были доложены и обсуждены на научно - практической конференции ученых
ФГОУ
ВПО
НГМА
(Новочеркасск, 2003 г.), на научно -
практических
семинарах Ф П Г У Р о с Н И И П М (Новочеркасск 2003-2005 г.г.).
Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы
в 10
печатных работах. Общий объем публикаций составляет 1,4 печ. л. из них
лично соискателя 1,1 печ. л.
Структура
и объем работы.
Диссертационная работа состоит из
введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа
изложена на
212 стр. машинописного текста, включает в себя 44 таблицы и
29 рисунков. Список используемой литературы включает 160 наименований.
Личный
вклад
автора заключается в обосновании цели и
задач
исследований, методике их проведения и формулировке научных положений и
6
производственных рекомендаций по повышению эффективности оценки
надежности оросительных систем, проверке результатов исследований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во «введении» обосновывается актуальность работы, приводится цель
исследования, раскрывается научная новизна и практическая ценность работы.
В первой главе проведен анализ состояния вопроса исследований в
области оценки надежности открытой оросительной сети. На основе трудов
акад. Ц.Е. Мирцхулавы, B.C. Алтунина, Т.А. Алиева, И.А. Долгушева,
Л.Н. Картвелишвили, А.В. Колганова, Ю.М. Косиченко,
И.И. Науменко,
М.Ф. Натальчука, В.И. Ольгаренко, С.С. Савватеева, А.Л. Цырульникова,
В.Н. Щедрина, Б.Б. Шумакова и др. проведен анализ показателей и критериев
надежности работы открытых оросительных систем. Рассмотрены основные
виды воздействий оросительной сети на компоненты окружающей среды и
существующие подходы к оценке экологической устойчивости оросительных
сетей. Выявлена необходимость разработки комплексной системы оценки с
учетом экологических факторов.
Во второй главе приводится характеристика природных условий района
исследований
и
изучаемых
объектов.
На
территории
Нижнего Дона
практически не осталось земель, которые бы не испытали антропогенное
воздействие, преимущественно негативного характера. На сельскохозяйствен­
ных угодьях наблюдается профессирующее распространение следующих
негативных процессов: ирригационная эрозия, дегумификация, засоление,
осолонцевание,
подъем
уровня
грунтовых
вод,
переуплотнение,
переувлажнение, подтопление.
В
третьей
исследований.
главе излагается программа
Разработана
программа
и методика проведения
исследований,
исследований, составлена структурная схема
выбраны
методы
проведения исследований.
Методологической основой проводимых исследований являются комплексные
полевые, лабораторные и теоретические методы.
Изучение показателей технического состояния открытой оросительной
сети проводилось с помощью методик разработанных
в РосНИИПМ,
НГМА, ВНШТГиМ, РАСХН, с учетом рекомендаций Ц.Е. Мирцхулавы,
А.В.
Колганова,
В.Н.
Щедрина,
Ю.М
Косиченко,
В.И
Ольгаренко,
И.А. Долгушева, М.Ф. Натальчука.
Четвертая глава посвящена разработке комплексной системе оценки
надежности открытой оросительной сети с учетом экологических факторов и
усовершенствованию
ярусной
иерархической
модели
надежности
оросительной сети. Для проведения исследований определены критерии,
определяющие
продолжительность
нормальной
эксплуатации
открытой
оросительной сети, оценочные показатели которых, в результате детального
анализа
исследований
многих
авторов
сведены
в
структурную
схему,
представленную на рисунке 1.
Кригери!^ определяющие продолжительность нормальной
эксплуатации от1фьпой оросительной ceiH
Долговечность системы (период «ренат, в течшие которого, несмотря на
принимаемые меры, сеть полностью шнашивается и дальнейшие затраты
на ее эксплуатацию становятся нецелесообразными)
Технический ресурс
Гаммапроцопный
ресурс от
среднего до
капитально­
го ремонта
Гамма-
ГфОЦОПНЫЙ
ресурс до
списания
Комплексные показатели долговечности
Коэффициент
технического
использова­
ния
Коэффицидаг
ГОТОВНОСТИ
оборудования
^,й
'„Й+Г,
Коэффици­
Коэффи­
ент опе­
ративной
циент
простоя
готовности
обору­
дования
K^fi)=K,il.) F%)
К^.\-К,
Рисунок 1 - Структурная схема долговечности оросительной системы
где: ^V - общее количество з'частков одного элемента; Тр, - наработка /-того
элемента до капитального или среднего ремонта; Г^,, - наработка /-того
элемента до списания; tp - время работы системы за период эксплуатации;
2] г,,, - суммарное время простоев за период эксплуатации по причине отказов,
ремонтных и профилактических работ; t^p(t) - среднее время между отказами
оборудования;
Т^- среднее
безотказной работы.
время
восстановления;
P(to)
-
вероятность
Комплексная система оценки надежности открытой оросительной сети с
учетом экологических факторов составлена на основе накопленного опыта и
аналича последних работ по вопросам оценки надежности и экологической
устойчивости оросительных систем (рисунок 2).
KovmneKCHafl снстеиа оценки налеяяости
открытой оросительной сети с учетом
зкопоппеских факторов
t
—
Оценка тктиеского pecjpca и комплексных показателей
долговечности, включая номппжсяую оценку
технического сосгояии оросительной сети
т)-р.^-р,^^<гр,^><кр,)>о
Оценка экологичес­
кой надеязюсти
оросительной септ
ЕследстЕне подьема
•угв
zzzuzmz
Оценка
эколопиесиой
надежности
оросительной сети
по засолешпо почв
т=я>
-СУО
Оценка эколопиеской
нядежност
оросительной сети го
выносу гумуса
aias J - S
- а i^o
Оцегам эколопиес­
кой надежности
оросиге1в>иой сеш
по величине нрригащюиюйэрозш
т
IОценка экологической надежности ороситепьнойIсеш го сиене естественного
'ЛОП
ландшафта орошаемьк земель на ашрогогенный
^Л) = Л^„ - Л _ >- о, аЯ^ > 9<ЛГ) ^ О
Разработка г^мктическихрекоиендасий пороультаган оцежн
Рисунок 2 - Комплексная система оценки надежности открытой оросительной
сети с учетом экологических факторов
где Pj=
КПД
vIVmr' ^ ' фактический К П Д оросительной сети; 7„р- требуемый
оросительной сети; а
- коэффициент допустимого снижения К П Д
оросительной сети; ДЛ,„,„- допустимое повышение уровня грунтовьгх вод;
^h , - общее среднее повышение уровня грз'нтовьгх вод на орошаемой площади
за время t\ Саоп - допустимая концентрация солей в почвогрунте; С концентрация солей в точке на глубине h в момент t ; <®„„^^ - допустимое
уменьшение запасов гумуса; <УВ ,„- изменение вымывания гумуса из почвы; 7л>я
- допустимая норма эрозии почв; q - величина водной эрозии почв за счет
склонового стока, размыва борозды или полосы и разрушающего действия
капель дождя на почву; Д^ст - комплексная оценка (показатель) видового
состава
естественного
ландшафта; Ла„тр - показатель
видового
состава
антропогенного ландшафта (при орошении);
а
- допустимая
степень
снижения видового состава ланди1афта.
Комплексная система оценки надежности открытой оросительной сети
включает оценку условий по показателю технического состояния открытой
оросительной сети, засолению и эрозии почв, подъему уровня грунтовых вод,
выноса
гумуса
из
корнеобитаемого
слоя
и
преобразования
ландшафта
орошаемых земель.
Основные результаты проведенной комплексной оценки технического
состояния ОС приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Комплексная оценка технического состояния О С
Нашленован и е канала
S
"Ъ
to g
vS
а
Багаевский
ЪЛК
ЗО.О
36,45
Бг-Р-7
8,7
22,62
Ег-Р-8
НияснеДоносой М К
Пролетарс­
к и й КСК
Результаты
25 0,0
112,2
с у глинки
су глин
ки,
глины
сугл
54,0
уровне
6,5-8,0
33,4
комплексной
3-5
0,75
0.84
3-5
0,8О
0,84
0,5-0,8
0,89
0,8б
ДоЗ
0,90
0.88
технической
0,5-5
технического
1) позволяют
надежности
е0,75
сугл
оценки
&
It
1,5 -3
2,0-3,0
25,6
оросительных систем (таблица
высоком
3-4,5
1,5 - 1,85
Донской ъак.
&
состояния
говорить
о
каналов
относительно
Донского, Нижне-Донского
и
Пролетарского магистральных каналов.
Проведенная оценка экологической надежности открытой оросительной
сети,
в
зависимости
грунтовых
вод
от
показала,
обеспечения
что
допустимого
открытая
повышения
оросительная
сеть,
уровня
Багаевско-
Садковской О С , характеризуется низкой экологической надежностью. Для
Багаевско-Садковской ОС P,,„, в зависимости от глубины залегания грунтовых
вод
на
орошаемых
землях,
вероятность
обеспечения
экологической
10
надежности по требуемым показателям составляет 0,492 - 0,562, а для Нижне
- Донской О С , Р,, - 0,458 - 0,487.
П о результатам расчетов можно заключить, что вероятность выполнения
условия работоспособности открытой оросительной сети по засолению почв,
вследствие подъема У Г В характеризуется более высокими показателями, чем
вероятность выполнения условия работоспособности по допустимому подъему
У Г В (Багаевско - Садковская О С - Р^асод - 0,62 для хозяйственной открытой
оросительной сети и 0,68 для государственной открытой оросительной сети;
Нижне - Донская ОС - 0,59 и 0,71 - соответственно).
Для оценки влияния открытой оросительной сети на протекающие
процессы
ирригационной эрозии была
иерархическая
схема.
Показатель
разработана
экологического
усовершенствованная
влияния
для
каждого
элемента рассматриваемой оросительной системы рассчитывался по формуле:
K3 = (n/N)
+ (s/SoJ,
(1)
где и - число элементов, надежность которых зависит от работы
рассматриваемого элемента; N~ общее количество элементов в системе; ^^^ площадь
орошаемых
земель, находящихся на балансе
рассматриваемого
участка оросительной системы; .s - число площадей, качество орошения
которых зависит от экологической надежности рассматриваемого элемента.
Изучаемый участок открытой оросительной сети в составе БагаевскоСадковской оросительной системы обеспечивает полив на площади 20 тыс. га
и включает в себя следующие элементы: Багаевский магистральный канал, два
межхозяйственных распределителя БГ-Р-7 и БГ-Р-7-1 и четыре хозяйственных
канала; вода в систему подается из Донского магистрального канала; полив
осуществляется
дождеванием.
Для
построения
иерархической
модели
рассчитывали коэффициенты эксплуатационного влияния для каждого из
ключевых элементов.
Полученные данные, были проанализированы с помощью программы
M S E X C E L 2002. В результате анализа была построена иерархическая схема
участка открытой оросительной сети (рисунок 3).
11
Иерархическая схема подразделена на несколько уровней: 1-й уровень
включает в себя элементы, экологическая надежность которых является
главенствующим показателем ,аля безопасного функционирования системы в
целом; 2-й уровень содержит элементы экологической надежности, которые
отражаются на межхозяйственные участки; 3-й уровень объединяет элементы,
влияющие
экологической
надежностью
эксплуатации
на
эрозионную
опасность открытой внутрихозяйственной сети.
1 уровень
У2.1
2 уровень
У 1.4
у 1.2
■У2..3
У2.4
У2.2
3 уровень
Рисунок 3 - Иерархическая схема участков оросительной сети
Каждый из рассмотренных элементов участков открытой оросительной
сети включает в себя факторы, влияющие на снижение экологической
надежности. Уровень влияния элемента на работоспособность определяем,
исходя из его расположения в иерархической схеме.
Очевидно,
что
уровень
влияния
магистрального
канала
на
экологическую надежность составит в процентном соотношении - 100 % , а
при наличии нескольких распределительных каналов на рассматриваемом
участке, влияние каждого соответственно составит
Л.«и.
(2)
=100%/NK,
где NK - количество распределительных каналов.
Уровни влияния межхозяйственных распределителей Ржм их найдутся в
зависимости от показателя Р-„
и числа межхозяйственных каналов yv.„ на
обследуемом участке:
р
'
=Р
эк en MX
/w
^ эк ел м к '
^'wTi
(3)
При таком подходе можно получить значение экологической надежности
в % и сделать вывод о ее состоянии.
12
Определена
шкала
степени
влияния
снижения
экологической
надежности элементов участка открытой оросительной сети Багаевско Садковской оросительной системы:
У1 = 40%; У1.1 = 40%; У 1.2 = 20%; У1 3 = 20%; У1.4 = 20%;
У2 = 60%; У2.1 = 60%; У2.2 = 30%; У2.3 = 30%; У2.4 = 30%.
Следовательно, если, например, элемент VI.4, не обеспечивает допу­
стимые значения экологических показателей на орошаемом участке то можно
сделать вывод о том, что экологическая эффективность работы участка сети
У I снизилась на 20%.
Основное негативное влияние ирригационной эрозии заключается в
нарушении режимов работы временной и постоянной внутрихозяйственной
оросительной сети. В обследованных хозяйствах Багаевского, Веселовского,
Семикаракорского,
Мартыновского
районов,
на территориях
которых
расположены изучаемые объекты, смыв с одного погонного метра временной
оросительной сети достигает 0,4 - 0,9 м' в год, а в некоторых случаях свыше
2 м'. По полученным данным определено влияние уклонов на количество
смываемого грунта (рисунок 4).
О О ъ е м смытого грунта, м"^
V=0.055S-19 STOS-x-l 5076-у+8394,0579*х^+0,0226*>Гу-8.334б-у^
■■О 3 м^
^ ■ О 2вы?
ней 0,22м^
CZIID.ISM^
CZ10,14M^
ШШ o.lu^
I B о.обм^
Рисунок 4 - Влияние уклонов внутрихозяйственной открытой ОС на объем V
смываемого грунта в зависимости от уклонов и расстояний от водовыпусков.
R- = 0,995.
Анализируя полученные результаты можно установить, что в настоящее
время на орошаемых по бороздам полях обеспечивается низкий уровень
13
экологической надежности работы временной оросительной сети Р„„ = 0,14 0,56. В 80 % случаев будет происходить отказ сети.
Полив дождеванием в рассматриваемых районах получил наиболее
широкое распространение, как средство наиболее эффективное в отношении
механизации
в
условиях
сложного
рельефа.
По
результатам
обработки
экспериментальных данных построена поверхность регрессии, позволяющая
производить оценку экологической надежности открытой оросительной сети в
части водной эрозии при поливе дождеванием (рисунок 5).
s
^о.
я /ti
о
^
П
п
л
Н
о
о
2 с
080
0.*7
o.se
О *«
2 о
R-10
iJ
CQ «а
».■■0.9
■■06
I I QB
Н а д
^ 0 2
Рисунок 5 - Поверхность регрессии Р^ =f(i ,q), при поливе дождеванием
Ра = 21,6259-1849,7783*г+0,5122*9+39250,2421*/*г-5,2399*/*^-0,0411*^*^
Коэффициент достоверности Л'=0,986
При
поливе
оросительной
дождеванием
экологическая
сети составит Р^ = 0,17 -
надежность
0,45, что
работы
свидетельствует
о
завышенных поливных нормах и происходящей дефадации орошаемых почв.
Проведенные расчеты свидетельствуют о довольно низкой вероятности
безотказной
работы
открытой
оросительной
сети
по
допустимому
уменьшению запасов гумуса, особенно при поверхностных способах полива.
Вероятность безотказной работы по допустимому изменению запасов гумуса в
корнеобитаемом слое при поливе дождеванием, в зависимости от типа почв,
составляет Р^ = 0,47 - 0,70, а при поверхностном поливе - Р, = 0,31 - 0,65.
Для проведения экологической оценки ландшафтов орошаемых земель
определяли
вероятности
совместного
выполнения
всех
условий
14
работоспособности и коэффициенты корреляции фактических значений и
функций работоспособности.
Проведенные исследования позволили построить эколого-ладшафтные
карты орошаемых земель по Багаевско - Садковской и Нижне - Донской ОС
(рисунок 6, а, б).
Условные обозначения
[
I - стадия »кологич»ского кризиса
I
I - стадия экологической нормы
- стадия экологического риска
Рисунок 6 - Эколого-ландшафтные карты деградации орошаемых массивов:
а) Багаевско-Садковская ОС; б) Нижне-Донская ОС
По
полученным данным сделан вывод о том, что вероятность
выполнения условий работоспособности открытой оросительной сети, по
комплексу показателей, обеспечивает изменение естественного состояния
15
ландшафта в рамках стадии экологического риска для Багаевско-Садковской
О С - Pj,= 0,61, для Нижне-Донской ОС - /",=0,34; в стадии экологического
кризиса соответственно: Р,=0,\9 и /',=0,45. Вероятность выполнения условий
работоспособности по другим стадиям незначительна (не превышает 10 % ) .
В пятой главе приведена статистическая оценка надежности открытой
оросительной сети.
На основании оценки статистических показателей (таблица 2) следует,
что в любой произвольно выбранный момент времени водопроводящая сеть в
виде облицованных
большую
каналов
вероятность
и лотков
безотказной
Багаевско-Садковской
работы
(коэффициенты
ОС
имеет
технического
использования соответственно: 0,933 и 0,953 против 0,91 для облицованных
каналов Нижне - Донской ОС). Сравнение числовых значений наработок на
отказ
подтверждает
сделанный
вывод.
Период
между
двумя
последовательными отказами на открытой сети Багаевско - Садковской ОС:
44,78 и 55,46 часа, а на открытой сети Нижне - Донской ОС - 37,8 часа.
Открытая сеть Багаевско - Садковской О С требует примерно в 1,5-2 раза
меньше
времени на
восстановление
по
причине
нерегламентированных
простоев, необходимых для поиска места отказа и его устранения.
Таблица 2 - Данные по эксплуатационной надежности облицовок
каналов на открытой оросительной сети
Количество
элементов
Объект
КФХ
«Сегуикаракорокий»
КФХ
«■НоБозапотовский»
КФХ
«Дон осей»
Для
В
О
Огказ
1,5
19
3,0
1477
1200
1198
рр
2398
432
564
1.2
19
0.96
834
384
382
766
148
171
1,3
19
4,3
2238
1720
1704
3424
316
209
статистической
оценки
надежности
железобетонных
плит
облицовки и стыковых соединений использовали натурные показатели по
каналам, относящимся к
1 и 2 ярусам иерархической схемы открытой
оросительной сети. Получены данные
по эксплуатационной
облицовок каналов открытой оросительной сети.
надежности
16
в рамках работы одной из задач был поставлено повышение надежности
оросите пьных систем за счет оптимизации интервала проведения ремонтных и
восстановительных работ.
Анализ ранжированных кривых показал, что наибольшее влияние на
прортицаемость
и прочность
плит
оказывают:
время эксплуатации
(Х|);
протяженность облицовки (хг); расход воды в канале (X4)- Влиянием остальных
факторов
можно
пренебречь.
Незначительное
влияние
фактора
исследуемом интервале варьирования позволило стабилизировать
нулевом уровне
Х4
в
его на
Такой подход позволил перейти от трехфакторных
к
двухфакторным моделям вида:
Y 1 = 158,1 + 14,9 х , - 67,1x2- 138,3х^ + 74,3х\+ 11,7х|Х2,
(4)
Y 2 = 27,3 + 2,4Х| + 3,4x2 - 4,1х^ - 4 , 5 x V 2,7х,Х2,
(5)
В результате проведенных исследований установлено, что на участках
ороситепьньпс каналов протяженностью 0,4 - 0,5 км, при расходе воды 0,5 - 0,7
м /с и времени эксплуатации 6 - 8
лет (от
пуска в эксплуатацию
после
последнего капитального ремонта) научно обосновывается время проведения
предупредительных
ремонтов
(заштрихованная
область
рисунка
7)
обеспечивающих экологическую надежность работы с вероятностью Р = 85 % .
0,6
0,8
1,0
Протяженноста, к я
Рисунок 7 - Критическое сочетание факторов по двум функциям
откликов для исследуемой оросительной системы
На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по
контролю технического и экологического состояния открытых оросительных
17
систем, которые учтены при разработке схемы функционирования службы
контроля состояния О С .
Шестая
глава
содержит
исследований
и
экологически
неблагополучных
земель.
орошаемого
земледелия
эффеюпвности
предлагаемого
экономическую
полученного экономического и
учетом
суммарных
объемов
комплекса
оценку
мероприятий
Расчеты
результатов
по
улучшению
эколого-экономической
осуществляются
экологического конечного
на
основе
результата
с
ущерба и привлеченных затрат на его
ликвидацию.
Проведение агротехнических мероприятий в заданном соотношении
позволит минимизировать
величину
ущерба
от снижения эрозии почв на
43,5 % и от совокупного проявления данного фактора с выносом гумуса на
24,1 % в общей величине ущерба, вызванного экологическим неблагополучием
орошаемых земель. Внедрение результатов исследований позволило получить
экономический эффект в Семикаракорском филиале
ФГУ
«Управление
«Ростовмелиоводхоз» в размере 38278,5 руб. и в З А О «Нива» Веселовского
района Ростовской области -182180,33 руб. на весь объем внедрения.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. На
основании
экспериментально-теоретических
исследований
разработана комплексная система оценки надежности открытой оросительной
сети с учетом экологических факторов: подъема уровня грунтовых вод,
засоления почв, выноса гумуса из корнеобитаемого слоя, ирригационной
эрозии и преобразования ландшафта орошаемых земель.
2. Для проведения комплексной оценки разработана усовершенствованная
иерархическая модель экологической надежности открытой оросительной
сети, которая заключается в разбивке открытой оросительной сети на участки,
ограниченные точками водовыдела и расчете показателей экологического
влияния дня каждого участка.
3. Изучены факторы, влияющие на экологическую надежность открытой
оросительной сети, которая при поверхностных способах полива на различных
видах почв составляет Р„„ = 0,14 - 0,56, при поливе дождеванием Р^ = 0,17 0,45; Вероятность перехода '^ орошаемых земель в стадию экологического
18
риска для Багаевско-Садковской ОС - Р,= 0,61, для Нижне-Донской ОС - Р„=
0,34; в стадии экологического кризиса соответственно: Р„=0,19 и Р^=0,45.
4. Установлено, что
надежность
железобетонных
плит
облицовки на
оросительных каналах в значительной степени обеспечивается защитными
свойствами бетона
по отношению
к стальной арматуре. Предложенные
теоретические зависимости позволяют делать прогноз долговечности службы
облицовки каналов Багаевско-Садковской и Нижне-Донской ОС. Вероятность
обеспечения технической надежности - 0,83 - 0,87; вероятность обеспечения
экологической надежности - 0,68.
5. Определены
и
научно
обоснованы
вероятностные
значения
интенсивностей отказов элементов Багаевско-Садковской и Нижне - Донской
оросительных систем, которые позволили заключить, что наиболее вероятный
интервал
интенсивности
составит
0.25-0.9
0.528
1
км
i
км • год
отказов, для
а
среднее
практического
значение
его
использования
интенсивности
отказов
с вероятностью Р = 68,6 % .
год
6. С учетом теории надежности разработан новый подход к обоснованию
оптимального
времени
проведения
предупредительных
ремонтов.
Установлено, что на участках оросительных каналов протяженностью 0,4 - 0,5
км, при расходе воды 0,5 - 0,7 м''/c и времени эксплуатации 6 - 8
лет, по
предлагаемой технологии проведения обследований, научно обосновывается
оптимальное время проведения предупредительных ремонтов.
7. Внедрение научно-обоснованных положений по комплексу проводимых
агромероприятий, с
учетом
существенно
повысить
оросительных
систем
влияния
экологических
экономический
Ростовской
области.
эффект
факторов
позволяет
при
эксплуатации
Фактический
экономический
эффект за счет предотвращения деградации земель и потерь урожая составил
220458,83 руб. на весь объем внедрения с площади 3730,7 га.
П Р Е Д Л О Ж Е Н И Я ПРОИЗВОДСТВУ
1. Комплексную оценку надежности открытой оросительной сети следует
проводить по предлагаемой методике, с учетом следующих экологических
факторов: подъема уровня грунтовых вод, засоления почв, выноса гумуса из
корнеобитаемого слоя, ирригационной эрозии и преобразования ландшафта
19
орошаемых земель. Порядок организации и проведения оценки следующий:
визуальные и инструментальные обследования для оценки технического и
экологического состояния ОС должны проводится 3 раза в год: - весной, перед
заполнением
ОС
водой;
-
летом
(в
период
наиболее
интенсивной
эксплуатации); - осенью, после удаления воды из ОС; внеочередные осмотры
ОС проводятся после отказов экологически надежной эксплуатации ОС или
отдельных ее элементов.
2.
Предупредительные
ремонты
на
участках
оросительных
каналов
протяженностью 0,4 - 0,5 км и при расходе воды 0,5 - 0,7 MVC следует
проводить по истечении 6 - 8 лет от пуска в эксплуатацию после последнего
капитального ремонта.
3.
С
целью
агромероприятий
наивысшей
капитальные
отдачи
от
вложения
по
комплексно
каждому
восстановительных работ и группе хозяйств необходимо,
осуществлять в следующем процентном соотношении:
обработку
земель
18,62;
18,13;
мелиорантов 45,5; 43,86; 46,15 % ;
15,88
%;
б)
проводимых
виду
ночвенно-
соответственно,
а) на мелиоративную
на внесение
химических
в) на внесение органических удобрений
35,88; 38,01; 37,97%.
СПИСОК О П У Б Л И К О В А Н Н Ы Х РАБОТ
1. Челахов В.Ц. Оценка противоэрозионных мероприятий н Ростовской
области. // Проблемы водного хозяйства и мелиорации: Матер, науч. практ
конф. ученых. В ы п . 1. Новочеркасск, 2003. С. 147-149
2. Челахов
В.Ц.
Усовершенствование
ярусной
иерархической
модели
надежности открытых ОС. // Проблемы водного хозяйства и мелиорации:
(Матер, науч. практ. конф. ученых. В ы п . 1 Новочеркасск, 2003. С 149-152.
3. Васильев С М . , Челахов В.Ц. О скорости карбонизации защитного слоя
бетонных
облицовок
оросительных
каналов
// Ипф.
бюл.
мелиорации». - М.: Ц Н Т И «Мелиоводинформ». - 2004. - № 5-6. - С
«Вопросы
123-126
(Автор - 70 % )
4. Челахов В.Ц.
К
вопросу эффективности эксплуатации
оросительных
систем Ростовской области. // Инф. бюл. «Вопросы мелиорации» - М.- Ц Н Т И
«Мелиоводинформ» - 2004. - № 5-6. - С. 53 - 58
20
5. Челахов В.Ц. Оценка надежности бетонных облицовок на оросительных
системах в зависимости от кинетики разрушения защитного слоя. // Инф. бюл.
«Вопросы мелиорации». - М.; Ц Н Т И «Мелиоводинформ». - 2004. - № 5-6. - С.
127- 129.
6. Челахов
В.Ц.,
Васильева
Е.А.
Оптимизация
оценки
зафязнения
коллекторно-дренажного стока оросительных систем Багаевского, Веселовского
и
Аксайского
филиалов
Ростовоблмеливодхоза.
// Инф. бюл.
«Вопросы
мелиорации». - М.; Ц Н Т И «Мелиоводинформ». - 2004. - № 3-4. - С. 70 - 78.
(Автор 60 % ) .
7. Челахов В.Ц. Оценка экологической надежности открытой оросительной
сети в условиях развития эрозионных процессов. Современные
проблемы
мелиорации земель, пути и методы их решения: Сборник научных трудов Ф Г Н У
«РосНИИПМ» / Под. Ред. В.Н. Щедрина - Новочеркасск, 2005. - С. 138-144.
8. Челахов В.Ц. Оценка экологической надежности открытой оросительной
сети по условиям подъема уровня грунтовых вод. Современные проблеАЯ>1
мелиорации земель, пути и методы их решения: Сборник научных трудов Ф Г Н У
«РосНИИПМ» / Под. Ред. В.Н. Щедрина - Новочеркасск, 2005. - С. 144 - 150.
9. Челахов В.Ц. Статистическая оценка показателей повышения надежности
оросительной сети. // Инф. бюл. «Вопросы
мелиорации». -
М.:
ЦВГГИ
«Мелиоводинформ». - 2005. - № 3-4. - С. 77 - 82.
10. Челахов В.Ц. Разработка усовершенствованной ярусной иерархической
модели экологической надежности открытой оросительной сети. // Инф. бюл.
«Вопросы мелиорации» - М . Ц Н Т И «Мелиоводинформ». - 2005. - № 3-4. — С.
82 - 89.
21
Подписано в печать О^. fO 2оОб' Тираж 100 экз.
Заказ №
Типография ФГОУ ВПО «НГМА», ул. Пушкинская, 111, г Новочеркасск
SiS
»S21 1 75
РНБ Русский фонд
2006-4
20908
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
851 Кб
Теги
bd000101719
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа