64418

ЕФЕКТИВНІСТЬ СИСТЕМ ІНЖЕНЕРНОГО ЗАХИСТУ ВІД ПІДТОПЛЕННЯ САМОПЛИВНОГО ТА ПРИМУСОВОГО ТИПУ ТА НАПРЯМИ ЇХ УДОСКОНАЛЕННЯ

Автореферат

Лесное и сельское хозяйство

В Україні істотно поширені процеси підтоплення сільськогосподарських угідь і сільських населених пунктів, які супроводжуються підйомом рівня ґрунтових вод (РҐВ) та зумовлюють низку негативних процесів.

Украинкский

2014-07-06

7.36 MB

3 чел.

PAGE  2

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГІДРОТЕХНІКИ І МЕЛІОРАЦІЇ

БАБІЦЬКА ОЛЕНА АНАТОЛІЇВНА

УДК 631.67;626.86

ЕФЕКТИВНІСТЬ СИСТЕМ ІНЖЕНЕРНОГО ЗАХИСТУ ВІД ПІДТОПЛЕННЯ САМОПЛИВНОГО ТА ПРИМУСОВОГО

ТИПУ ТА НАПРЯМИ ЇХ УДОСКОНАЛЕННЯ

06.01.02 – Сільськогосподарські меліорації

(технічні науки)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ – 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті гідротехніки і меліорації Національної академії аграрних наук України (НААНУ)

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Савчук Дмитро Петрович, Інститут гідротехніки і меліорації НААНУ, завідувач лабораторії захисту від шкідливої дії вод

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Михайлов Юрій Олексійович,

Інститут гідротехніки і меліорації НААНУ, завідувач відділення меліорації та агроресурсів

кандидат технічних наук

Рябцев Михайло Павлович

Каховська гідрогеолого-меліоративна експедиція, головний гідрогеолог

Захист відбудеться “16” грудня 2010 р. о 10 -й годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 26.362.01 в Інституті гідротехніки і меліорації НААНУ за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 37.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту гідротехніки і меліорації НААНУ за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 37.

Автореферат розіслано “       листопада 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

канд. техн. наук, с.н.с.                                                                           Т.І. Топольнік


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В Україні істотно поширені процеси підтоплення сільськогосподарських угідь і сільських населених пунктів, які супроводжуються підйомом рівня ґрунтових вод (РҐВ) та зумовлюють низку негативних процесів. Останніми роками ця проблема стала особливо актуальною для Херсонської області, яка характеризується найменшою природною дренованістю та найбільшою площею зрошуваних земель в Україні. Тут істотно потерпають від підтоплення безстічні території, на яких у вологі періоди акумулюються великі об’єми поверхневих вод і у подальшому спричиняють стійке та довготривале підтоплення.

Для захисту сільських територій від підтоплення у зоні зрошуваного землеробства широке застосування знайшов дренаж горизонтального та вертикального типів, ефективність якого доведено на численних дослідно-виробничих ділянках. Протягом 1968–1990 рр. горизонтальний дренаж побудовано на площі понад 400 тис. га, вертикальний – понад 200 тис. га. Також дренажем облаштовано 550 сільських населених пунктів. Водночас на практиці в окремі вологі періоди в межах великих дренованих масивів, розташованих у різних геоморфологічних, гідрогеологічних та водогосподарських умовах, спостерігається розвиток процесів затоплення та підтоплення. Дренажні системи, побудовані 30–40 років тому, особливо з насосним водовідведенням, не завжди виконують свої функції повною мірою.

У зв’язку з цим набули актуальності питання дослідження ефективності дренажних систем щодо захисту від підтоплення та затоплення на безстічних та слабостічних територіях в умовах збільшення тривалості експлуатації дренажних систем (до 30–40 років) на фоні зростання водонадходження на території внаслідок підвищення кількості та інтенсивності опадів через глобальні зміни клімату та одночасного зменшення обсягів та інтенсивності зрошення, надмірних поливів присадибних ділянок у населених пунктах та інших трансформацій меліорованих територій. Сучасні умови функціонування існуючих дренажних систем потребують оцінки їхнього стану, встановлення обсягів реконструкції, проведення модернізації та застосування більш ефективних захисних заходів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано відповідно до тематичних планів науково-дослідних робіт Інституту гідротехніки і меліорації НААНУ: завдання 03.02.02–049 Дослідити зміни стану і ефективність систем захисту від підтоплення та затоплення сільгоспугідь та сільських населених пунктів, розробити наукові засади їх модернізації і удосконалення”, номер держреєстрації 0106U005759 (2007–2009 рр.); завдання 03.02.02–050 “Дослідити процеси трансформації меліорованих територій, розробити системи їх комплексного захисту від деградації і підтоплення та моніторингу довкілля”, номер держреєстрації 0106U005537 (2007–2010 рр.); а також Держводгоспу України Т – 427 “Проведення інженерно-екологічного моніторингу стану вертикального дренажу у Херсонській області та дати наукове обґрунтування комплексу заходів щодо зменшення витрат електроенергії на його експлуатацію”, номер держреєстрації 0107U008372; Т – 345 "Встановлення змін фільтраційних властивостей ґрунтів ложа Північно-Кримського каналу та обґрунтування заходів з мінімізації його впливу на підтоплення прилеглих територій", номер держреєстрації 0106U006765. Автор роботи є виконавцем окремих розділів, які входили до проміжних та заключних звітів за вище наведеними темами.

Мета і завдання дослідження. Метою досліджень є визначення ефективності роботи систем дренажу самопливного і примусового типу щодо захисту від підтоплення, розташованих на великих безстічних і слабостічних масивах, та розроблення напрямів їх удосконалення.

Для реалізації поставленої мети у дисертаційній роботі вирішено такі завдання:

– проведено аналіз та узагальнення вітчизняного і зарубіжного досвіду дослідження та застосування систем інженерного захисту від підтоплення та затоплення;

– визначено умови та причини підтоплення у районі досліджень, проведено оцінку сучасного технічного стану дренажу тривалої експлуатації;

– встановлено динаміку поширення площ підтоплення у вологі, нормальні і сухі роки та закономірності режиму рівнів ґрунтових вод і атмосферних опадів на фоні горизонтального та вертикального дренажу;

– визначено основні напрями удосконалення та заходи щодо захисту територій від підтоплення з оцінкою їхньої економічної ефективності.

Об’єктом дослідження є системи горизонтального та вертикального дренажу на зрошуваних землях та в сільських населених пунктах.

Предметом дослідження є ефективність і конструкції систем горизонтального та вертикального дренажу.

Методи дослідження. Для розв’язання поставлених задач проведено дослідження роботи дренажних систем, порівняння результатів теоретичних і натурних досліджень, опрацювання багаторічних даних спостережень за рівнями ґрунтових вод з картографічною, графічною та математичною обробкою із використанням ПК. Встановлення емпіричних залежностей виконано на основі регресійно-кореляційного методу математичної статистики. Аналіз змін режиму рівнів ґрунтових вод здійснено за допомогою методу трендів.

Наукова новизна одержаних результатів:

– експериментально доведено ефективність і експлуатаційну надійність систем горизонтального самопливного дренажу та неусталений характер роботи дренажних систем з примусовим водовідведенням внаслідок їхньої дискретної роботи;

– встановлено математичну залежність глибин залягання рівня ґрунтових вод від величини атмосферних опадів і розроблено методику оцінки ефективності роботи дренажних систем;

– науково обґрунтовано напрями модернізації систем захисту земель від підтоплення та затоплення примусового типу.

Практичне значення одержаних результатів. Полягає в обґрунтуванні рішень щодо подовження експлуатації горизонтального дренажу, підвищення ефективності роботи систем дренажу примусового типу шляхом переходу на самопливне водовідведення, що забезпечить економію матеріальних та енергетичних ресурсів. Опрацьовані матеріали з обґрунтування самопливних колекторів у північних районах Херсонської області увійшли до “Схеми комплексного захисту сільськогосподарських угідь та населених пунктів Херсонської області від підтоплення ґрунтовими водами та затоплення поверхневими водами” розділ “Система захисту від затоплення і підтоплення у північних районах Херсонської області на основі головних колекторів”, затвердженої науково-технічною радою Держводгоспу України у 2006 р. У розвиток Схеми на етапі розробки Концепції державної програми підготовлено пропозиції щодо підвищення рівня захищеності земель і населених пунктів Цюрупинського, Каланчацького і Скадовського районів Херсонської області, які найбільше потерпають від затоплення і підтоплення. Розроблено пропозиції щодо захисту від підтоплення селища Нова Маячка Цюрупинського району на основі удосконаленої системи горизонтального дренажу. Запропоновано методику визначення ефективності роботи дренажних систем тривалої експлуатації, яка може бути використана науково-дослідними та проектними організаціями, гідрогеолого-меліоративними експедиціями Держводгоспу України. Результати наукової роботи використовуються у навчальному процесі на кафедрі охорони праці та навколишнього середовища Національного університету будівництва та архітектури.

Особистий внесок здобувача. Наукові результати, викладені в дисертації, одержано автором особисто на основі проведеного аналізу й узагальнення досвіду роботи різних типів дренажних систем. Польові дослідження проводились разом із співробітниками відділу водних ресурсів та водопостачання Інституту гідротехніки і меліорації НААНУ.

Апробація результатів досліджень. Основні результати та положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на щорічних засіданнях науково-технічної ради відділу Водних ресурсів та водопостачання Інституту гідротехніки і меліорації НААНУ (2006–2009 рр.); Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих учених “Роль меліорації в забезпеченні сталого розвитку землеробства”, 4–5 грудня 2007 р., м. Київ; Всеукраїнській науковій конференції “Мониторинг природных и техногенных сред”, 24–26 квітня 2008 р., м. Сімферополь; 23-ій Європейській регіональній конференції “Прогресивні методи управління водними ресурсами для сільськогосподарського виробництва та розвитку сільських територій”, 17–24 травня 2009 р., м. Львів; Всеукраїнській студентсько-аспірантській науково-практичній конференції “Еколого-економічні ризики сталого розвитку водогосподарського комплексу та шляхи їх вирішення”, 15 квітня 2009 р., м. Херсон; Міжнародній науково-практичній конференції “Актуальні проблеми та перспективи розвитку водного господарства і меліорації земель”, 26–29 серпня 2009 р., м. Херсон.

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 9 наукових праць, із них 4 статті у фахових виданнях, 5 тез.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Дисертацію викладено на 168 сторінках: вона містить 19 таблиць, 54 рисунки та 8 додатків. До списку використаних джерел входить 176 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведено стислу характеристику дисертаційної роботи, обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і завдання досліджень, показано зв’язок роботи з науковими програмами і темами, зазначено наукову новизну та практичне значення одержаних результатів.

У першому розділі “Проблема підтоплення та інженерні методи захистуна основі літературних джерел подано огляд і аналіз наукових досліджень, які присвячені основним причинам, масштабам, наслідкам підтоплення, стану вивчення проблеми та аналізу ефективності систем інженерного захисту.

Масштабні прояви затоплення і підтоплення територій України спостерігались у 1980–1982, 1989–1990, 1997–1998, 2003–2005, 2008 та 2010 рр. Щороку від цих явищ потерпає близько 12–16 млн чоловік, а загально-економічні витрати вже зараз перевищують 1,5–2,0 млрд грн на рік. Площі природного та техногенного підтоплення охоплюють близько 130 тис. км², або 21 % загальної площі території України.

Підтоплення та затоплення територій зумовлено природними та антропогенними чинниками, зокрема: слабка природна дренованість, безстічність територій, велика кількість опадів, напірне живлення ґрунтових вод, зрошення земель, фільтрація з каналів.

Фундаментальні дослідження в області захисту територій від підтоплення та дренажу на зрошуваних землях і в населених пунктах проводили: в Україні – О. Я. Олійник, М. Г. Пивовар, А. М. Тугай, М. Г. Бугай, В. В. Внучков, О. О. Добронравов, І. С. Жовтоног, М. І. Жовтоног, В. С. Кремез, В. П. Насіковський, С. В. Телима, Р. О. Баер, Б. В. Лютаєв та ін; у інших країнах СНД – А. М. Айвазов, А. К. Бехбудов, В. А. Духовний, Л. В. Кірейчева, О. В. Колганов, Н. М. Решоткіна та ін.

Прикладні дослідження визначення ефективності роботи дренажу та його елементів провели: В. Т. Асатрян, С. А. Балюк, М. М. Бредіхін, Л. М. Бурдін, С. М. Каленюк, В. В. Колесніков, І. В. Кононов, О. І. Кривоног, І. М. Кринько, В. Я. Ладних, В. І. Міронов, В. В. Морозов, Д. П. Савчук, В. В. Ткач, Б. А. Тупіцин, В. Л. Фрідріхсон, Ю. О. Чирва та ін.

Значного розвитку різноплановим дослідженням фундаментального та прикладного характеру надало надзвичайне підтоплення та затоплення південних, південно-східних та інших областей України 1997–1998 рр. Ці дослідження проводять вчені та фахівці: В. Я. Бабіченко, В. М. Будзяк, О. С. Волошкіна, Л. М. Грановська, М. Г. Демчишин, І. П. Ковальчук, П. І. Ковальчук, В. Д. Крученюк, О. Ю. Медведєв, Ю. О. Михайлов, В. В. Морозов, І. Ю. Насєдкін, М. І. Ромащенко, В. К. Рудаков, Л. Г. Руденко, Г. І. Рудько, М. П. Рябцев, Д. П. Савчук, В. А. Сташук, О. М. Трофімчук, В. О. Ушкаренко, М. А. Хвесик, І. В. Хеміч, П. Д. Хоружий, О. Ю. Чебанов, А. М. Шевченко, Є. О. Яковлєв, А. В. Яцик та ін.

Аналіз робіт попередників засвідчив значний обсяг проведених досліджень на дослідно-виробничих ділянках. Водночас визначення ефективності роботи систем потребує подальшого розвитку та охоплення не тільки окремих ділянок, а і дренованих масивів та регіонів загалом.

Періодичні прояви процесів підтоплення на зрошуваних масивах Півдня України свідчать про недостатню захищеність територій надійними системами дренажу, тому актуальним, важливим і необхідним є визначення ефективності роботи існуючих дренажних систем різних типів з тривалим терміном експлуатації та розроблення ефективних напрямів їхнього удосконалення та модернізації.

У другому розділі “Об’єкти та методика досліджень наведено методику визначення ефективності роботи дренажних систем щодо захисту від підтоплення сільськогосподарських угідь і сільських населених пунктів та характеристику об’єктів досліджень.

Розроблена методика ґрунтується на опрацюванні та аналізі даних систематичних спостережень за РҐВ, інформаційних матеріалів регіональних гідрогеолого-меліоративних експедицій та періодичних польових обстежень, визначенні основних меліоративних, технічних, економічних показників за Н. М. Решоткіною та В. І . Бобченко. У роботі використані матеріали “Херсонводпроекту”, “Миколаївводпроекту”, Херсонського облводгоспу, Каховської ГГМЕ, Херсонського обласного центру з гідрометеорології, районних управлінь водного господарства.

Методика визначення ефективності роботи дренажних систем передбачає виконання польових і графо-аналітичних робіт та розрахунків, зокрема: складання детальних карт дренованих масивів у масштабі 1:50 000 та нанесення на них площ з різними глибинами РҐВ; систематизацію загальних та технічних характеристик дренажу по окремих ділянках (площа дренажу, протяжність та глибина закладання колекторно-дренажної мережі, відстань між дренами, глибина, радіус впливу та дебіт свердловин); визначення площ підтоплення у роки з різним водним навантаженням; побудову графіків режиму РҐВ, нанесення на них ліній глибин закладання дрен і колекторів та побудову ліній трендів для характеристики динаміки глибин залягання РҐВ; визначення діючих напорів та розрахунки дренажного стоку; періодичні польові обстеження стану колекторно-дренажної мережі, заміри витрат дрен і колекторів та глибини залягання РҐВ.

Визначення сучасного стану дренажних систем та умов їхньої експлуатації на масивах досліджень здійснено на основі аналізу звітних матеріалів служб експлуатації, даних періодичних польових обстежень дренованих територій і зовнішніх споруд дренажу.

Режим РҐВ вивчався у багаторічному розрізі (1965–2010 рр.). Площі з різними глибинами РҐВ визначали для весняного періоду станом на 1 квітня, який характеризується найвищим регіональним стоянням РҐВ. Вибір базових періодів досліджень здійснювався, зважаючи на необхідність охоплення найважливіших періодів роботи дренажу: 1991 р. – регулярне зрошення (зрошувальна норма у середньому становила 4170 м³/га), 1998 р. – аномально вологий період (1997 р. – 1 %-вої забезпеченості атмосферними опадами, 1998 –             17 %-вої), 2005 р. – вологий період (2004 р. – 2 %-вої забезпеченості, 2005 р. – 20 %-вої), 2006 р. – посушливий (80 %-вої) та 2008 р. – постпосушливий період

(2007 р. – весняно-літня посуха 95 %-вої забезпеченості). Розра-хунки дренажного стоку виконували за формулами О. Я. Олійника для дво- та тришарового ґрунту та О. Я. Олійника і М. Г. Бугая – для переривчатого дренажу (дре-нуючих колекторів).

Для дослідження ефективності роботи дренажних систем щодо захисту меліорованих територій від підтоплення на великих масивах у зоні зрошуваного землеробства вибрано два дослід-но-виробничих об’єкти: системи горизонтального дренажу, розта-шовані на Інгулецькій зрошу-вально-обводнювальній системі в межах Білозерського району Херсонської області (рис. 1) та системи вертикального дренажу, розташовані на зрошуваному     масиві, прилеглому до Каховсько-го водосховища та Північно-Кримського каналу в межах Цюрупинського та Каховського районів Херсонської області (рис. 2).

Системи горизонтального дренажу охоплюють площу 1882 га і знаходяться у південній частині Інгулецького зрошува-ного масиву в межах вододільно-го плато між глибокими балками

Рис. 1. Схематичний план розташування систем закритого горизонтального дренажу в господарствах “Зоря” та “Маяк” Білозерського району Херсонської області:

1 колектор; 2  дрена; 3  дренажна насосна станція; 4  спостережна свердловина та її номер; 5  балка; 6  населені пункти; 7  горизонталі місцевості з умовною відміткою, м; 8  площа дренажу, га; 9, 10 – відповідно площі державного та місцевого зрошення

Білозерка та Вірьовчина. Рельєф території рівнинний. Поверхня місцевості переважно плоска, безстічна та слабостічна. У північній та південно-східній частинах масиву знаходяться великі, але неглибокі безстічні пониження – поди.

Системи горизонтального дренажу на об’єкті дослідження формують єдиний компактний масив, який складається з чотирьох окремих самопливних систем та однієї примусової системи. Основні параметри систем горизонтального дренажу наведено в табл.1.

Рис. 2. Схематичний план систем вертикального дренажу населених пунктів та сільськогосподарських угідь Цюрупинского та

Каховського районів Херсонской области:

1 – водознижувальна свердловина; 2 – напірний трубопровід; 3 – дренажне гирло;             4 – спостережна свердловина; 5 – границя району; 6 – зрошувальний розподільний канал; 7 – горизонталі місцевості з умовною відміткою, м; 8 – залізна дорога; 9 – водоприймач (Північно-Кримський канал); 10, 11 – відповідно площі державного та місцевого зрошення; 12 – населені пункти.

Поверхнева товща ґрунтів на масиві представлена лесовидними суглинками загальною потужністю близько 25 м. Водотривом слугує шар червоно-бурих глин. Коефіцієнти фільтрації дренованих ґрунтів коливаються в межах від 0,2 до 0,65 м/добу. Водоносний горизонт формується на червоно-бурих глинах і важких суглинках нижньочетвертинного відділу. Мінералізація ґрунтових вод у нижній частині горизонту сягає 10–20 г/л, а у верхній – 3–5 г/л. Ґрунтові води за хімічним складом – сульфатні та хлоридно-сульфатні. У межах подів залягають переважно прісні ґрунтові води (до 1 г/л) гідрокарбонатного та гідрокарбонатно-хлоридного типу. Водопровідність товщі – 2,6–5,3 м²/добу. Критична глибина залягання РҐВ для умов району досліджень становить 1,5–2,0 м (М. М. Муромцев, Н. М. Блохіна, Е. С. Драчинська, 1991).

Таблиця 1

Основні технічні характеристики закритого горизонтального дренажу

на дослідно-виробничому об’єкті

Площа

дренажу,

га

Початок експлуатації дренажу

Технічні характеристики дренажу

глибина

закладання,

м

відстань між

дренами,

м

питома протяжність,

м/га

дрен

колек- торів

діапазон

середня

дрен

колек- торів

Господарство “Зоря”(самопливний дренаж)

193

1981

1,5–2,5

2,8–6,0

150–180

172

55

19

305

1985

1,5–2,5

3,0–5,5

75–250

133

75

17

760

1987

1,8–2,3

2,5–4,0

140–200

181

55

14

Господарство “Маяк”(самопливний дренаж)

393

1982

2,0–3,0

3,5–5,5

70–240

142

70

15

Господарство “Маяк”(примусовий дренаж)

231

1985

1,5–2,5

2,5–3,5

100–200

128

78

10

Системи вертикального дренажу, розташовані в зоні зрошення Північно-Кримського каналу на лівобережній терасовій області нижнього Дніпра, охоплюють масив на площі близько 300 км². На масиві знаходиться шість дренажних систем із загальною площею 5 536 га, у тому числі в смт Нова Маячка, селах Стара Маячка, Подо-Калинівка, Тарасівка, Великі Копані, Чорнянка. Водоприймачем дренажного стоку на масиві є Північно-Кримський канал. Також передбачено використання стоку для зрошення. Радіус впливу свердловин становить 500–1000 м. Основні характеристики систем вертикального дренажу наведено в табл. 2.

Таблиця 2

Загальна характеристика вертикального дренажу в населених пунктах

Населений пункт

Початок експлуатації дренажу

Кількість свердло-вин

Глибина

свердло-вин, м

Дебіт свердловин,

м³/год

Площа населеного пункту, га

Площа дренажу,

га

Нова Маячка

1962–1967

20

40-65

172–200

1984

1248

Стара Маячка

1971

10

50-52

100–240

314

267

Подо-Калинівка

1971

11

60-64

80–288

513

420

Тарасівка

1970

10

40

126–154

441

365

Великі Копані

1971

10

60

116–226

1821

975

Чорнянка

1970–1972

32

25

180–200

463

180

Поверхнева товща ґрунтів представлена покривними четвертинними лесовидними суглинками та дрібнозернистими пісками, загальною потужністю до 10 м, що залягають на тріщинуватих вапняках неогену. Водоносні горизонти розташовані в шарі неогенових вапняків, куяльницьких пісків та четвертинних піщано-глинистих відкладень. Коефіцієнт фільтрації суглинків – 0,6–3,0 м/добу, пісків – до 25 м/добу, вапняків – 50–100 м/добу. Води напірні та безнапірні з мінералізацією до 1 г/л.

Дренажні системи, що досліджуються, охоплюють широкий спектр геоморфологічних, гідрогеологічних та водогосподарських умов, які є типовими для зрошуваних земель Півдня України.

У третьому розділі “Ефективність роботи систем горизонтального дренажу наведено результати оцінки сучасного технічного стану та ефективності роботи систем горизонтального дренажу самопливного і примусового типу щодо захисту територій від підтоплення та затоплення.

Результати польових обстежень дослідних об’єктів показали, що системи закритого горизонтального дренажу експлуатуються в умовах, які істотно відрізняються від проектних. Колишнє регулярне зрошення сільськогосподарських культур змінилось на періодичні поливи або богару. На окремих площах впроваджується краплинне зрошення. Переважна більшість дрен не мають стоку і пересохли, закриті колектори працюють постійно і формують дренажний стік, величина якого на кожному гирлі становить переважно 1–3 л/с, у вологі періоди – до 10–12 л/с. Окремі ділянки колекторів працюють у підпорі і потребують відновлення та промивок. Режимна мережа спостережних свердловин на системах горизонтального дренажу знаходиться у нормальному стані. Каховська ГГМЕ проводить на ній системні заміри РҐВ. У технічному відношенні найбільш уразливими елементами систем горизонтального дренажу є оглядові колодязі, які мають механічні пошкодження (зміщені або відсутні верхні кільця), засмічення (сторонніми предметами, наносами ґрунту). У цілому дренажні системи горизонтального типу знаходяться у робочому стані. Сільськогосподарські угіддя на системах з самопливним водовідведенням не зазнають затоплення, з примусовим – у вологі періоди затоплюються і підтоплюються в районі ДНС.

Для визначення гідрогеолого-меліоратив-ного стану та умов робо-ти дренажу у багаторіч-ному розрізі побудовано графіки коливання РҐВ, які охоплюють періоди до та після будівництва дренажу (рис. 3).

На основі побудова-них графіків встановлено, що з  початком  зрошення

Рис. 3. Режим РҐВ на зрошуваних землях (св. № 561):

а, б – до та після (1987 р.) будівництва дренажу

та до будівництва дренажу (1965–1986 рр.) спостерігається зростання РҐВ зі швидкістю 0,65–1,2 м/рік, а після будівництва (1987–2010 рр.) – відбувається стабілізація РҐВ, що свідчить про значну роль дренажу щодо захисту земель від підтоплення. На фоні самопливного горизонтального дренажу підтоплені площі змінюються залежно від водного навантаження, а в цілому не мають істотного територіального поширення за весь період експлуатації (рис. 4). Так, в умовах регулярного зрошення у 1991 р. площі з глибинами залягання РҐВ 0–2 м не перевищували 10–20 % загальної площі дренажу. У  вологі  та  надмірно  вологі

роки площі підтоплення зростають до 40–55 %. Середньорічні та макси-мальні середньомісячні рівні у аномально вологому 1997 р. були значно вищі, ніж за попередні роки, що спричинено кліматичними факторами – кількість атмосферних опадів ста-новила 676 мм, що перевищило норму в 1,6 раза. У період змен-шення площ зрошення та посухи (2000–2009 рр.) рівні ґрунтових вод істотно знизились.

Середньорічні глиби-ни залягання РҐВ коливаються у серед-ньому в межах від 2,3 до 4,5 м, тобто нижче критич-ної глибини (рис. 5). У періоди зростання інфіль-траційного живлення під час поливів чи інтенсив-них дощів дрени самостій-но включаються в роботу, не допускають значного підйому рівнів та забезпе-чують їхнє стрімке зни-ження   (зі  швидкістю  2

Рис. 4. Вплив водності року та водогосподарських умов на глибини залягання РҐВ на ділянках горизонтального

дренажу: а, б, в, г  відповідно 1991, 1998, 2005, 2008 рр.

3 см/добу). Більшість часу (близько 80 % терміну експлуатації) ґрунтові води знаходяться нижче рівня глибини закладання дренажу, тобто дрени перебувають сухими, що свідчить про значні резерви існуючих дренажних систем і профілактичну роль дренажу.

На ділянках примусового дренажу середньорічні глибини залягання РҐВ коливаються від 1,2 до 4,1 м. У вологі роки внаслідок непрацездатності ДНС, ґрунтові води в районі її розташування виходять на поверхню (спостережна свердловина № 963) і створюють осередки затоплення глибиною до 0,1 м. Однією з причин підтоплення і затоплення у таких випадках є надходження дренажного стоку в район ДНС з верхніх ділянок дренажної системи.

а) спостережна свердловина № 1614

б) спостережна свердловина № 963

Рис. 5. Графіки коливання рівнів ґрунтових вод на об’єктах горизонтального дренажу самопливного (а) та примусового (б) типу

За результатами опрацювання даних спостережень встановлено, що опади зимового періоду на фоні дренажу зумовлюють підйом РҐВ.  Встановлений  тип

зв’язку – прямолінійна від’ємна кореляція (коефіцієнти кореляції становлять від 0,60 до 0,85), що свідчить про тісний зв'язок між цими величинами. Водночас, незначні кути нахилу ліній регресії характеризують стабілізуючу роль дренажу у регулюванні РҐВ.

Результати розрахунку та на-турних досліджень на системі гори-зонтального дренажу самопливного типу на площі 193 га у господарстві

Рис. 6. Регресійно-кореляційна залежність глибини залягання РҐВ та зимових опадів на системі горизонтального дренажу (спостережна свердловина № 562)

“Зоря” показали (табл. 3), що основний дренажний стік на об’єкті досліджень формують закриті колектори, які одночасно виконують транспортуючу та дренуючу функції. Колектори працюють безперервно протягом усього терміну експлуатації. Діючі напори на колекторах коливались у межах 0,5–2,0 м. Дрени включаються в роботу під час поливів, інтенсивних опадів, в періоди  надзвичайних  підтоплень 1998, 2005 рр. (табл. 4). Середні за рік модулі дренажного стоку у період регулярного зрошення становили 0,038–0,058 л/сга, у вологі періоди – 0,047–0,063 л/сга, під час посухи 0,018–0,036 л/сга. Розрахункові та фактичні показники стоку істотно не різняться, що свідчить про стабільність роботи дренажу у багаторічному розрізі.

Таким чином, системи самопливного закритого горизонтального дренажу є досить  ефективним  та  надійним  засобом  інженерного   захисту  територій  від

Таблиця 3

Показники роботи колекторів* на ділянці площею 193 га в господарстві “Зоря”

Показники

1991

1998

2005

2008

t, діб

365

366

365

365

hср, м

0,93

1,13

1,49

0,74

qпит, л/скм

1,97

2,43

3,25

1,74

Qк, л/с

7,39

9,11

12,19

6,53

q, л/сга

0,038

0,047

0,063

0,034

*Тривалість роботи (t), діючі напори (hср), дренажний стік (Qк), питомий дренажний стік (qпит), модуль дренажного стоку (۟q)

Таблиця 4

Показники роботи дрен* на ділянці площею 193 га в господарстві Зоря”

Показники

1991

1998

2005

2008

Розрахунок за формулою О. Я. Олійника

t, діб

0

151

184

0

h ср, м

0

0,37

0,40

0

qпит, л/скм

0

0,57

0,63

0

Розрахунок за емпіричною формулою

t, діб

0

151

184

0

h ср, м

0

0,37

0,40

0

qпит, л/скм

0

0,69

0,74

0

*Тривалість роботи (t), діючі напори (hср), питомий дренажний стік (qпит)

затоплення та підтоплення в умовах регулярного зрошення, вологих (20 %-вої забезпеченості атмосферними опадами) та екстремально вологих періодів (близько %-вої). Довготривала (23–29 років) експлуатація дре-нажу не призвела до втрати його початкового ресурсу праце-здатності. Для збереження і по-довження експлуатації дренажу необхідно вжити заходи для належного догляду та покра-щення технічного стану ДНС, оглядових колодязів та інших елементів дренажних систем. Слід врахувати позитивний досвід застосування самопливних систем при модернізації дренажу із примусовим водовідведенням та будівництві нового дренажу.

У четвертому розділі “Ефективність роботи систем вертикального дренажу” вста-новлено основні показники робо-

ти систем вертикального дренажу щодо захисту від підтоплення сільськогосподарських угідь та сільських населених пунктів.

Результати проведених досліджень з визначення сучасного стану та умов експлуатації вертикального дренажу засвідчили, що дренажні системи знаходяться у задовільному стані. Вертикальний дренаж на масиві функціонує у позапроектному (дискретному) режимі: свердловини працюють у неповному обсязі за кількістю та тривалістю відкачок. Водоприймач дренажних вод (Північно-Кримський канал) у міжполивний сезон працює як глибока дрена. У роки з нормальною водною забезпеченістю на масиві фіксуються зони підтоплення з глибинами залягання РҐВ 1,0–1,5 м. У надзвичайних умовах, з підвищеним водним навантаженням, на масиві поширюються площі підтоплення та затоплення, а системи вертикального дренажу при роботі в існуючому режимі не забезпечують захист територій. Криві депресій в районі працюючих свердловин мають слабко виражений характер, а швидкість зниження глибини залягання РҐВ становить 0,5–2,5 см/добу. У цілому вертикальний дренаж за існуючих умов експлуатації втратив свою системність та не забезпечує постійного дренування територій.

Дослідження змін основних показників роботи дренажу у багаторічному розрізі показали значний вплив водності року та водогосподарських умов на стан підтоплення та затоплення дренованих територій (рис. 8).

На масиві вер-тикального дренажу у вологі періоди спосте-рігається зростання площ підтоплення. Ро-бота вертикального дренажу за значного зменшення кількості працюючих свердло-вин та часу їхньої роботи і відповідно обсягів відкачування (на 30–50 % від про-ектних і більше) після 1991–1994 рр. зумови-ла істотне зростання площ підтоплення (приблизно в 3 рази) та сильне зменшення площ з глибинами по-над 3 м (приблизно в 10 разів).

Графіки режиму РҐВ у населених пунк-тах мають позитивні тренди (рис. 9). Гли-бини залягання РҐВ знаходяться вище нор-ми осушення (від 1,2 до 1,7 м). Це свідчить про  те,  що існуючий

Рис. 8. Вплив водності року та водогосподарських умов на глибини залягання РҐВ на ділянках вертикального дренажу:

а, б, в, г – відповідно 1991, 1998, 2006, 2008 рр.

режим роботи вертикального дренажу не забезпечує необхідного водопониження.

У зимовий період збільшення опадів зумовлює істотний підйом РҐВ (від 0,5 до 2,0 м). Встановлений тип зв’язку – прямолінійна від’ємна кореляція. Коефіцієнти кореляції змінювались від 0,60 до 0,85. Глибини залягання рівня ґрунтових вод у весняний період коливаються в межах від 0,5 до 2,0 м, тобто вище критичної глибини.

Отже, вертикальний дренаж на більшості території не повністю розв'язав проблему підтоплення. На масиві спостерігається поступове зростання РҐВ, збільшення площ підтоплення та прояви процесів затоплення у вологі та аномально вологі роки. Це можна пояснити тим, що дренаж працює у дискретному режимі і не використовує у повному обсязі наявний потенціал, не має глибокої колекторної мережі і не забезпечує постійного дренування території,   а   також  тим,  що   функціонально   не  призначений для відведення


поверхневих вод і вимагає споруд-ження систем поверхневого водо-відведення.

У п’ятому розділі “Напрями удосконалення дренажних систем на основі самопливного водовід-ведення та техніко-економічне об-ґрунтуваннясформульовано напря-ми удосконалення та підвищення ефективності роботи дренажних сис-тем щодо захисту від підтоплення та затоплення та техніко-економічне об-ґрунтування запропонованих заходів.

За результатами проведених дос-ліджень та узагальнення передового

Свердловина № 53

Свердловина № 102

Рис. 9. Графіки коливання РҐВ у населених пунктах з вертикальним дренажем

досвіду зрошення та дренажу запропоновано блок-схему, яка відображає напрями удосконалення систем захисту залежно від основних причин підтоплення та затоплення (рис. 10).

Рис. 10. Блок-схема основних складових комплексу захисту територій

від підтоплення та затоплення

Для підвищення рівня надійності функціонування систем горизонтального дренажу розроблено комплекс заходів, який передбачає: здійснення ремонтно-відновлювальних робіт на основних дренажних вузлах (оглядових колодязях, водоприймачах, дренажних гирлах, дренажних насосних станціях); улаштування на дренах, які знаходяться на днищах подів, поглиначів поверхневих вод; реконструкцію горизонтального дренажу з насосними станціями на територіях зі сприятливим для самопливного водовідведення рельєфом; заміну водовитратних систем поверхневого поливу на  сучасні водо-

ощадні системи зрошення на зрошуваних землях і присадибних ділянках.

Враховуючи досвід ефек-тивної роботи горизонтально-го дренажу самопливного ти-пу та можливості сучасних технологій будівництва дрена-жу глибокого закладання (вузько-траншейний касетно-циклічний спосіб будівництва, В. І. Петроченко), для забезпе-чення працездатності приму-сового дренажу у ряді випадків пропонується здій-снити його переведення на самопливний шляхом прокла-дання глибоких дренуючих колекторів закритого типу. Пропонується модернізація систем у такий спосіб на ділянках примусового дрена-жу у господарстві “Маяк” Білозерського району та у північних районах Херсон-ської області (селах Світловка і Кочубеївка Високопільсько-го району, селищі Біла Криниця Великоолександрів-ського району та ін.).

На системах вертикаль-ного   дренажу    розроблено

Рис. 11. Схема дренажної системи:

1 – дрени та колектори; 2 – водойми для акумуляції та випаровування поверхневого та дренажного стоку, 3 – обвідні ділянки дрен, які забезпечують роботу дренажу у період замерзання водойм, 4 – відкриті канави  для прийому поверхневих вод, 5 – біоплато, 6 – насосна станція, 7 – напірний трубопровід, 8 – засувки, 9 – поля інфільтрації, 10 – зрошувальна система, 11 – горизонталі місцевості; 12 – контури населеного пункту

комплекс інженерно-технічних заходів з модернізації та удосконалення, який базується на принципах підвищення природної дренованості, зменшення водного навантаження на території, модернізації існуючих систем зрошення, підсилення самопливними системами горизонтального дренажу, робота яких не залежить від умов енергопостачання, зменшення дренажного стоку та негативного екологічного впливу на водні джерела (водоприймачі). Розроблені інженерно-технічні заходи включають: будівництво водовідвідних систем відкритого типу (головних колекторів, колекторно-дренажної мережі, водовідвідних канав тощо), додаткове будівництво систем горизонтального самопливного дренажу, розчищення та поглиблення русел існуючих природних та штучних водоприймачів, здійснення протифільтраційних заходів на зрошувальних каналах, улаштування систем краплинного зрошення на присадибних ділянках та прилеглих до населених пунктів територіях тощо.

Для безстічних територій з великою кількістю степових блюдець та невисокою мінералізацією ґрунтових вод розроблено принципову схему дренажної системи (рис. 11). Така система містить закриті дрени та колектори, насосну станцію, штучні водойми або водопоглинальні колодязі, які розташовані на днищах подів та степових блюдець і призначені для випаровування, виморожування, повторного використання дренажного стоку та прийому поверхневих вод, поля акумуляції та фільтрації дренажних вод у зимовий період та зрошувальні системи для поливів у вегетаційний період.

Технічні можливості та економічну доцільність розроблених заходів розглянуто на прикладі селища Нова Маячка Цюрупинського району. Економічний ефект запроектованих заходів розрахований за витратами на будівництво системи горизонтального дренажу та за зниженням матеріальних витрат на електроенергію для функціонування свердловин вертикального дренажу. Щорічна економія електроенергії становитиме від 2 до 3 млн кВт·годин, а термін окупності дренажу при капіталовкладеннях 6455,7 тис. грн не перевищуватиме 3 років.

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. На підставі проведеного аналізу причин, масштабів та наслідків підтоплення, а також засобів інженерного захисту підтверджено, що основними причинами розвитку процесів підтоплення на об’єктах досліджень у сучасних умовах є поєднання природних та антропогенних чинників, зокрема: слабка природна дренованість, безстічність територій, велика кількість опадів, напірне живлення ґрунтових вод, зрошення земель, фільтрація з каналів, втрати води з водогонів.

2. Дослідженнями встановлено, що оцінка ефективності роботи систем дренажу з тривалим терміном експлуатації в різних геоморфологічних, гідрогеологічних та водогосподарських умовах має базуватися на охопленні найважливіших періодів його роботи, включаючи екстремальні умови експлуатації, а саме: регулярного зрошення, надзвичайного підтоплення та затоплення, посухи, а інформаційною базою такої оцінки мають бути дані моніторингових спостережень гідрогеолого-меліоративної служби Держводгоспу України.

3. Експериментально доведено, що на вододільних безстічних та слабостічних територіях Інгулецького зрошуваного масиву системи самопливного закритого горизонтального дренажу є ефективним і надійним засобом інженерного захисту територій від затоплення та підтоплення в умовах регулярного зрошення, вологих та екстремально вологих періодів за рахунок безперервної та надійної роботи дренажу, дренуючої дії глибоких закритих колекторів, водоакумуляційної здатності ґрунтів зони аерації. Дренажні системи такого типу забезпечують підтримання глибини залягання РҐВ нижче критичних відміток (у межах 2,3–4,5 м) протягом тривалого періоду експлуатації. Швидкість їх зниження на фоні дренажу становить 2–3 см/добу. Багаторічний режим РҐВ має усталений характер. Середні за рік модулі дренажного стоку систем коливаються від 0,038 до 0,058 л/с·га – у період регулярного зрошення, 0,047–0,063 л/с·га – під час надзвичайного підтоплення (близько 1 %-вої забезпеченості атмосферними опадами), 0,018–0,036 л/сга – під час посухи. Основний дренажний стік формують колектори (до 80–90 %), а дрени працюють у профілактичному режимі. Розрахункові та фактичні показники стоку істотно не різняться між собою. Довготривала експлуатація дренажу не призвела до втрати його початкового ресурсу працездатності.

4. Результати досліджень роботи горизонтального дренажу самопливного типу засвідчують, що системи, запроектовані на 20 %-ву забезпеченість атмосферними опадами, мають значні резерви потужності. В подальшому, для економії фінансових та матеріальних ресурсів, при проектуванні горизонтального дренажу пропонується розраховувати його параметри на  50 %-ву забезпеченість, а конструкцію закритих колекторів приймати дренуючою на всій протяжності.

5. Встановлено, що горизонтальний дренаж примусового типу не забезпечує підтримання рівнів ґрунтових вод нижче критичних глибин протягом всього періоду експлуатації (середньорічні глибини залягання коливаються від 1,2 до 4,1 м), а у окремі вологі періоди на масивах, що дренуються дренажними системами такого типу, внаслідок незадовільного технічного стану ДНС спостерігаються значні підтоплення та локальні затоплення глибиною до 0,1 м.

6. Встановлено, що на безстічних територіях лівобережної тераси нижнього Дніпра на масиві зрошення Північно-Кримського каналу робота вертикального дренажу у позапроектному (дискретному) режимі, за значного зменшення кількості працюючих свердловин та часу їхньої роботи і відповідно обсягів відкачування (на 30–50 % від проектних та більше), не забезпечує захист населених пунктів та сільськогосподарських угідь від проявів процесів підтоплення та затоплення. За існуючого водного навантаження та режиму роботи дренажу на масиві простежується поступове зростання площ з глибинами залягання РҐВ менше 2 м. У населених пунктах глибини залягання РҐВ також знаходяться вище норми осушення (від 1,2 до 1,7 м), а дренажні системи не забезпечують необхідного водопониження. У цілому вертикальний дренаж за існуючих умов експлуатації втратив свою системність та не забезпечує постійного і ефективного дренування територій.

7. Дослідженнями доведено, що опади зимового періоду є потужним чинником розвитку процесів підтоплення. На фоні дренажу вони зумовлюють підйом РҐВ на 0,5–2,0 м. Встановлено тісну залежність “опади–РҐВ”, тип зв’язку – прямолінійна від’ємна кореляція, коефіцієнти кореляції становлять від 0,60 до 0,85. Незначні кути нахилу ліній регресії характеризують стабілізуючу роль дренажу у регулюванні РҐВ.

8. На підставі проведених досліджень та аналізу роботи систем зрошення і дренажу доведено, що надійний та ефективний захист територій від підтоплення та затоплення з існуючими системами дренажу може бути забезпечений лише за умови здійснення комплексу заходів, основними складовими якого мають стати: відновлення роботи дренажу у проектному режимі, модернізація систем примусового типу в системи самопливного типу, доповнення існуючих систем дренажу системами поверхневого водовідведення, зниження водного навантаження через запровадження нормованого водокористування та водоощадних способів та систем зрошення тощо.

9. Встановлено, що в умовах безстічних територій, які захищаються системами вертикального дренажу, забезпечення надійного захисту від процесів поверхневого затоплення та підтоплення в сучасних умовах господарювання можливе лише шляхом будівництва додаткових систем горизонтального дренажу, до складу яких для переведення поверхневого стоку у підземний мають бути включені поглиначі поверхневих вод на дренах. Проведені розрахунки підтверджують високу ефективність таких систем – тільки за умови їх застосування у селищі Нова Маячка Цюрупинського району Херсонської області економія електроенергії становитиме від 2 до 3 млн кВт·годин на рік, а термін окупності не перевищуватиме 3 років.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у фахових виданнях

1. Демченко О. Ефективність систем самопливного закритого горизонтального дренажу в зоні зрошуваного землеробства / О. Демченко // Водне господарство України. – 2007. – № 3. – С. 43–49.

2. Демченко О. Ефективність вертикального дренажу щодо захисту від підтоплення населених пунктів та сільськогосподарських угідь в Херсонській області / О. Демченко // Водне господарство України. – 2007. – № 6. – С. 32–37.

3. Савчук Д. П. Методика визначення дренажного стоку на зрошувальних системах / Д. П. Савчук, О. А. Бабіцька // Меліорація і водне господарство. – 2008. – Вип. 96. – С. 36–42.

4. Бабіцька О. А. Вплив атмосферних опадів на рівень ґрунтових вод у зоні зрошуваного землеробства на фоні дренажу / О. А. Бабіцька / Меліорація і водне господарство. – 2009. – Вип. 97. – С. 44–48.

Тези доповідей

1. Демченко О. Ефективність систем інженерного захисту від підтоплення самопливного та примусового типу / О. Демченко // Роль меліорації в забезпеченні сталого розвитку землеробства: наук.-практ. конф. мол. учених, 4 – 5 грудня 2007 р.: тези допов. – К., 2007. – С. 91–93.

2. Оцінка стану Північно-Кримського каналу за даними моніторингу ґрунтових вод в приканальній зоні / М.І. Ромащенко, А.М. Шевченко,           Д.П. Савчук, О.А. Демченко // Мониторинг природных и техногенных сред: Всеукр. научн. конф., 24 – 26 апреля 2008 г. – Симферополь, 2008. – С. 99101.

3. Савчук Д. П. Моніторинг дренажного стоку горизонтального дренажу на зрошуваних масивах / Д. П. Савчук, О. А. Демченко // Мониторинг природных и техногенных сред: Всеукр. научн. конф., 24 – 26 апреля 2008 г. – Симферополь, 2008. – С. 101–103.

4. Бабіцька О. А. Ефективність роботи та шляхи модернізації дренажних систем з тривалим терміном експлуатації / О. А. Бабіцька // Прогресивні методи управління водними ресурсами для сільськогосподарського виробництва та розвитку сільських територій: 23-я Європейська регіональна конференція, 17–24 травня 2009 р.: тези допов. – Львів, 2009. – С. 104.

5. Бабіцька О. А. Стан системи вертикального дренажу селища Нова Маячка Херсонської області та напрями її модернізації / О. А. Бабіцька // Актуальні проблеми та перспективи розвитку водного господарства і меліорації земель: міжнар. наук.-практ. конф., 26–29 серпня 2009 р.: збірник матер. – Херсон, 2009. – С. 16–18.

АНОТАЦІЯ

Бабіцька О.А. Ефективність систем інженерного захисту від підтоплення самопливного та примусового типу та напрями їх удосконалення. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 06.01.02 – сільськогосподарські меліорації (технічні науки). – Інститут гідротехніки і меліорації Національної академії аграрних наук України (НААНУ). – Київ, 2010.

Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню ефективності роботи систем інженерного дренажу самопливного і примусового типу щодо захисту від підтоплення і затоплення зрошуваних земель та сільських населених пунктів Півдня України та розробці напрямів їхнього удосконалення. На основі базових показників запропоновано методику для визначення ефективності роботи дренажних систем щодо захисту від підтоплення та затоплення.

Визначено умови та причини підтоплення у районі досліджень, проведено оцінку сучасного технічного стану дренажу тривалої експлуатації. Встановлено динаміку поширення площ підтоплення у вологі, нормальні і сухі роки та закономірності режиму рівнів ґрунтових вод і атмосферних опадів на фоні горизонтального та вертикального дренажу.

Доведено ефективність і експлуатаційну надійність систем горизонтального самопливного дренажу та неусталений характер роботи дренажних систем з примусовим водовідведенням внаслідок їхньої дискретної роботи.

Науково обґрунтовано напрями удосконалення та модернізації систем захисту земель від підтоплення та затоплення примусового типу та запропоновано комплекс заходів, який ґрунтується на самопливному водовідведенні. Проведено економічну оцінку ефективності запропонованих заходів.

Ключові слова: ефективність, підтоплення, затоплення, дренажна система, рівень ґрунтових вод, дренажний стік, колектор, дрена, спостережна свердловина.

АННОТАЦИЯ

Бабицкая Е.А. Эффективность систем инженерной защиты от подтопления самотечного и принудительного типа и направления их усовершенствования. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 06.01.02 – Сельскохозяйственные мелиорации (технические науки). – Институт гидротехники и мелиорации Национальной академии аграрных наук Украины (НААНУ). – Киев, 2010.

Диссертация посвящена научному обоснованию эффективности работы систем инженерного дренажа самотечного и принудительного типа относительно защиты от подтопления и затопления орошаемых земель и сельских населенных пунктов юга Украины и разработке направлений их усовершенствования. На основе базовых показателей предложена методика определения эффективности работы дренажных систем относительно защиты от подтопления и затопления.

Определены условия и причины подтопления в районе исследований, проведена оценка современного технического состояния дренажа длительной эксплуатации. Установлена динамика распространения площадей подтопления во влажные, нормальные и сухие годы и закономерности режима уровней грунтовых вод и атмосферных осадков на фоне горизонтального и вертикального дренажа.

Доказана эффективность и эксплуатационная надежность систем горизонтального самотечного дренажа и неустановившийся характер работы дренажных систем с принудительным водоотводом в результате их дискретной работы.

Научно обоснованны направления усовершенствования и модернизации систем защиты земель от подтопления и затопления принудительного типа и предложен комплекс мероприятий, который базируется на самотечном водоотведении. Проведена экономическая оценка эффективности предложенных мероприятий.

Ключевые слова: эффективность, подтопление, затопление, дренажная система, уровень грунтовых вод, дренажный сток, коллектор, дрена, наблюдательная скважина.

ANNOTATION

Babitska O.A. The efficiency of engineering protection systems of gravity and forced types against underflooding and ways of their improvement. – Manuscript.

Thesis on the Candidate of Technical Science academic degree by specialty 06.01.02 – agricultural melioration (technical science). – Institute for Hydraulic Engineering and Land Reclamation of NAASU, Kyiv, 2010.

The thesis is devoted to the operation efficiency scientific substantiation of the engineering drainage systems of gravity and forced types used for protection against underflooding and flooding in irrigated area and settlements in the South of Ukraine and development of the ways of their improvement. On the basis of fundamental characteristics it is proposed the efficiency estimation methods for the drainage systems used for protection against underflooding and flooding.

It was specified the conditions and the causes of flooding in the research area and made the assessment of the current technical state of long term protracted drainage systems. It was determined the dynamics of flood areas spreading in wet, normal and dry years and the mechanism of groundwater levels regimes and precipitation against the background of horizontal and vertical drainage.

It was proved the efficiency and operational reliability of the horizontal gravity drainage systems as well as unsettles operation mode of the forced drainage systems as a result of their discrete work.

The ways of improvement and modernization of forced drainage systems used for protection against underflooding and flooding were scientifically proved and the complex of measures based on the gravity drainage was also proposed. An economical evaluation of the proposed measures efficiency was made.

Key words: efficiency, underflooding, flooding, drainage system, groundwater level, drainage flow, collector, drain, observation well.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9279. Договор мены 25.5 KB
  Договор мены. По договору мены каждая из сторон обязуется передать в собственность другой стороне один товар в обмен на другой. Договор консенсуальный, возмездный, двусторонний. Каждая из сторон данного договора - одновр...
9282. История развития хирургии. Основные этапы зарождения и развития хирургии 19.34 KB
  Лекция №1 История развития хирургии. Основные этапы зарождения и развития хирургии Алиев Фуад Шамильевич. Хирургия (chier - рука, ergon - действие рукодействие, ремесло) - раздел клинической медицины, изучающий болезни и повреждения, при...
9283. Асептика. Основные принципы асептики. Хирургическая инфекция 15.67 KB
  Лекция №2 Асептика. Основные принципы асептики. Хирургическая инфекция. Впервые термин асептика ввел английский военный хирург Роберт Прингл в 1750г. Асептика - это комплекс мероприятий, Основные меры профилактики развития инфекционного проце...
9284. Антисептика 21.68 KB
  Лекция №3 Антисептика Термин был предложен 1750 г. Английским хирургом Дж. Принглом Антисептика - противогнилостный метод работы Еще в древности медики эмпирически пришли к выводу о необходимости обеззараживания ран Применяли прижига...
9285. Местная анестезия 17.05 KB
  Лекция №4 Местная анестезия В 1855 году австриец привез листья коки, его жевали и получали удовольствие. Кокаин – родоначальник местной анестезии. Египет –- мрамор+уксус. Сдавливание нервов. Дхлаждение кожи. Эфир. Баллон Ричардсона...
9286. Понятие боли. Общее обезболивание. Подготовка больных к наркозу 19.24 KB
  Лекция №5 Понятие боли. Общее обезболивание. Подготовка больных к наркозу. Боль - сторожевой пес здоровья. Ноцицепция: ноцирецепторы - рецепторы - воспринимают болевые ощущения. Раздражители: механические, термические, химические. При...
9287. Техника проведения наркоза. Осложнения наркоза 20.07 KB
  Лекция № 6 Техника проведения наркоза. Осложнения наркоза. Общая анестезия. Подготовка. Полное обследование Оценка общего состояния (риск операции и наркоза) Психологическая Медикаментозная Подготовка ЖКТ Премедик...