Оптимізація водоощадливих конструкцій каналів зрошувальних систем з урахуванням ґрунтової основи

На рис. 5 показано вплив кількості проходів (Х₂) і типу грунтів (Х₁) на щільність грунту при максимальному значенні вологості W = 24 % (Х₃ = +1). При вологості W = 24 % (Х₃ = +1) максимальна щільність с_d =1,76 г/см³ досягається для суміші вапняку з суглинком при числі проходів котка n =14. Максимальне значення щільності с_d =1,93 г/см³ досягається для суміші вапняку з суглинком (Х₁ = 0) при Х₂ = 0,25 та Х₁ = -0,35.

Область максимальної щільності грунту при вологості W = 24 % (Х₃ = +1) лежить у границях 1Х₂-0,5; -0,6Х₁0,1, що відповідає натурним дослідженням по ущільненню грунтів.

У дисертації аналогічні графічні залежності отримано для різних комбінацій значень основних факторів.

Результати планування експерименту з оптимізації будівельної щільності і вологості грунтів застосували під час будівництва насипних дамб дослідно-виробничих ділянок каналів. Було проведено ущільнення п'яти типів грунтів: вапняків, гравійно-галькових грунтів з піщано-суглинистим заповнювачем, суміші вапняку з суглинком, делювіальних важких суглинків з щебенисто-дресвяним заповнювачем, суглинків важких лесовидних. Укладку грунтів у насип вели з таким розрахунком, щоб досліджуваний грунт у подальшому був частиною дамб каналів. На цих ділянках було проведено дослідження спільної роботи облицювання і грунтової основи каналів.

Проведені протягом 14 років натурні дослідження спільної роботи ПФО і їхніх грунтових основ із суглинків важких і лесових, вапняків, суміші вапняків з суглинками на репрезентативних ділянках каналів ПКК, КЗС, ТЗС, ПРЗС, КЗОС показали, що система “облицювання - грунтова основа” працює в складних водно-температурних умовах. Змінний в процесі експлуатації водно-тепловий режим призводить до деформацій системи “облицювання - грунтова основа”, під впливом яких утворюються тріщини і руйнуються облицювання, що спричинює зменшення ПФЕО.

У результаті довготривалих натурних досліджень встановлено річні цикли зміни водно-температурного режиму роботи системи “облицювання - грунтова основа”. Установлено, що грунтова основа щорічно має не менше 7 періодів зміни вологості і температури в процесі експлуатації каналу, які повторюються з року в рік з певною закономірністю. Кожний з періодів характеризується різними коефіцієнтами ущільнення грунтової основи каналів. У роботі детально розглянуто деформації грунтової основи під впливом набухання і морозного випинання. Причиною деформації ПФО є набухання грунтової основи при її зволоженні профільтрованою водою із каналів, яка поступає через шви, тріщини, бетон. Процес зволоження має нестаціонарний характер, оскільки фронт змочування на початковому періоді зволоження розповсюджується відповідно залежності =К.

Дослідження зміни щільності та вологості грунтової основи на трьох дослідних ділянках каналу Р-1 ТЗС з різними _d (1,5; 1,6; 1,7 г/см³), показали, що величини W і грунту в процесі експлуатації залежать від будівельної щільності і вологості: чим менша будівельна вологість і більша щільність, тим інтенсивніше грунт розщільнюється при зволоженні.

Проведені дослідження показали, що в процесі експлуатації каналу на всіх трьох дослідних ділянках по мірі насичення грунтової основи фільтраційними водами, слідом за деяким початковим ущільненням більш пухких грунтів, спостерігались процеси розщільнення грунту. Складний характер зміни щільності грунтової основи призводить до деформації облицювання і утворення тріщин в ньому.

У роботі досліджено процес утворення тріщин в облицюваннях із монолітного бетону, монолітного бетону з плівкою, збірного залізобетонного облицювання із плит НПК з поліетиленовими плівками і без них залежно від грунтової основи.

На ТЗС досліджували розвиток тріщин у бетонному монолітному облицюванні з поліетиленовою плівкою і без неї на трьох ділянках каналу Р-1, які мали різні будівельні щільності грунтової основи: _d1 = 1,6 г/см³, _d2 =1,5 г/см³, _d3 = 1,7 г/см³ (рис. 6).

Дослідження показали, що в перший рік експлуатації на всій довжині дослідної ділянки в облицюванні із монолітного бетону з'явилась повздовжня тріщина шириною 1-3 мм і потім розширилась до 4-7 мм. Потім тріщина виникла в облицюванні укосу, трохи вище рівня води в каналі.

На всіх ділянках, незалежно від щільності грунту, спостерігається більша кількість повздовжніх тріщин, ніж поперечних і косих. Як видно з результатів досліджень, утворення тріщин в облицюванні зменшується при наявності під ним плівки.

Найінтенсивніший розвиток тріщин в облицюванні каналу спостерігався на третій рік його експлуатації, на 4-6-й рік процес утворення тріщин стабілізувався. Величини тріщин залежать від щільності грунтової основи.

У результаті дослідження тріщинуватості збірного облицювання із плит НПК і НПВК на ЧГ ПКК і КЗОС установлено, що тріщинуватість облицювань із плит в декілька разів менша, ніж в облицюваннях з монолітного бетону чи монолітного залізобетону. Але навіть незначних тріщин (1 мм) у плитах достатньо для того, щоб підплитний простір через тріщини і шви в облицюванні заповнився водою, що призводить до значних фільтраційних утрат через збірне облицювання із плит НПК і НПВК з поліетиленовою плівкою або без неї.

Результати досліджень зміни фільтраційних утрат у процесі експлуатації через монолітне бетонне і монолітне бетоноплівкове ПФО, проведені на каналі Р-1 ТЗС, показали, що фільтраційні втрати із каналу, облицьованого монолітним бетоноплівковим ПФО, не залежать від щільності грунтової основи. Фільтраційні втрати із каналу, облицьованого монолітним бетонним облицюванням повністю залежать від щільності грунтової основи: чим більша щільність грунтової основи, тим менші фільтраційні втрати.

Дослідження показали чітку залежність величини набухання і тиску від початкової щільності і вологості грунту: величина набухання грунтів порушеної і непорушеної структури обернено пропорційна початковій вологості і прямо пропорційна щільності. Експерименти показали, що початкова вологість впливає на набухання в більшій мірі, ніж щільність.

Лабораторні дослідження зміни деформації і тиску набухання грунту при семи циклах зміни “зволоження - висушування” грунту показали, що величини тиску і деформації набухання із кожним циклом збільшуються, але після п'яти циклів стабілізуються.

В натурних умовах у 300 поперечних створах каналів зрошувальних систем досліджували одночасно деформації грунтової основи і деформації ПФО, починаючи з будівництва дамб каналів, першого дня заповнення каналів водою і протягом довготривалого часу експлуатації.

Після заповнення каналу водою йде процес набухання також залежно від будівельної щільності і вологості. Причому інтенсивніше піднімається верхній шар насипу. На 5-й рік експлуатації процес деформації грунтової основи стабілізувався.

На всіх ділянках, незалежно від початкової щільності і вологості грунту, спостерігається збільшення деформації набухання грунтів після спорожнення каналу.

В поперечному перерізі каналів у процесі їх роботи розвиваються вертикальні деформації, причиною яких є набухання грунту при його зволоженні.

Деформації в поперечному перерізі нерівномірні: спостерігається більш значне підняття верхньої частини укосу (до 50 мм), ніж дна каналу, тобто спостерігається залежність деформацій облицювання від висоти насипу каналу.

Різниця між вертикальними деформаціями дна і верхньою частиною укосу каналу при жор-сткій конструкції облицювання створює в поперечному перерізі облицювання згинальний момент, який сприяє розвитку повздовжньої тріщинуватості облицювання в процесі його експлуатації.

В зимовий період при температурах нижче нуля згаданий вище характер деформації посилюється замерзанням зволоженого грунту.

Установлено, що спільна робота облицювання і грунтової основи проявляється, починаючи з будівельного періоду. Неоднорідний за щільністю і вологістю грунт основи періодично зволожується атмосферними водами і продовжує зволожуватись в експлуатаційний період фільтраційними водами. Найбільш інтенсивно впливає на стан облицювання морозне випинання вологих грунтів, коли канали спорожнюють на зиму.

У шостому розділі “Розрахунок і конструювання облицювань на деформованих грунтах” обґрунтовуються методи розрахунків і конструювання ПФО на набухаючих і випинаючих грунтах.

Аналіз спільної роботи облицювання і грунтової основи показав, що облицювання знаходиться в складних умовах: на нього діють понад 30 навантажень і впливів. К.А. Алієвим, І.Я. Бялером, С.Я. Вигодським, П.І. Коваленком, К.В. Поповим, А.І. Сердюком, В.М. Тугаєм й іншими авторами розрахунок міцності облицювання виконано на сприйняття статичних і динамічних навантажень від гідростатичного тиску води, протидії води під облицюванням, дії льоду в зимовий період, дії транспортних засобів і механізмів, температурних впливів, але вплив деформованої основи на міцність облицювання автори не враховували.

Оскільки, як показали натурні дослідження, тріщинуватість облицювання і його подальше руйнування відбувається в основному через нерівномірні деформації грунтової основи, то в дисертації запропоновано метод розрахунку системи “облицювання - грунтова основа”, який враховує нелінійність деформації грунтової основи в поперечному перерізі каналу.

При розробці розрахункової схеми розглядали гіпотезу, що грунтова основа під облицюванням за ступенем водонасичення та залежних від цього різних величин модуля деформації поділяється на три зони: зона повного водонасичення, зона капілярного водонасичення, зона природної вологості.

Для уточнення гіпотетичної розрахункової схеми в лабораторних умовах провели серію дослідів для визначення модуля деформації і тиску набухання від вологості грунту. В дослідах вологість грунту змінювали в діапазоні W=10-28% для трьох варіантів щільності: _d =1,5; 1,6;
1,7 г/см³.

В результаті проведених досліджень розроблено розрахункову схему системи “облицювання - грунтова основа”, де при розрахунках облицювання за напружено-деформованим станом, грунтова основа складається із двох зон з різними модулями деформацій: зона повного водонасичення (куди входить і зона капілярного водонасичення) і зона природної вологості.

Границя між зволоженою і незволоженою зонами залежно від водно-фізичних властивостей грунтів визначається за формулою:

_mах= 2 (е ^(W1-W2) -1) /К /D₀ (18)

Запропоновано методику розрахунку міцності облицювання, яка враховує нерівномірність деформацій грунтової основи і облицювання в поперечному профілі каналу, різні модулі зволожених і незволожених зон грунтів під облицюванням, зовнішні навантаження. За основу взято методику С.М. Клепікова для розрахунку балки, яка лежить на нелінійно-деформованому грунті, нелінійність якого характеризується моделлю перемінного коефіцієнта жорсткості, але з врахуванням нелінійності у поперечному перерізі каналу.

У роботі виконано чисельний розрахунок міцності монолітного бетонного облицювання для двох варіантів деформованої грунтової основи: важкі суглинки і піски. Проведені розрахунки показали, що в обох варіантах, вище рівня води в каналі, на висоті капілярного підняття потрібно робити повздовжні деформаційні шви на укосах каналів залежно від грунтової основи: на важких суглинках - на 1,0 м вище рівня води в каналі, на пісках - на 0,2-0,3 м вище рівня.

Дослідження, проведені нами відносно впливу морозного випинання грунтів на облицювання каналів, показали, що величини деформацій на зрошувальних каналах у зимовий період на півдні України досягають 60 мм, що спричиняє руйнування облицювання.

Наближені розв'язування задач промерзання грунтів представлено в роботах В.Г. Буличова, С.С. Ковнера, Л.С. Лейбензона, М.М. Крилова, І.І. Покровського, І.А.Чарного, A. London, R. Seban й інших авторів, але в роботах розглянуто окремі конкретні випадки задач промерзання грунту.

У дисертації розв'язано задачу теплопровідності з врахуванням зміни агрегатного стану при переході води в твердий стан, яка зведена до рівняння Фур'є з прийнятими початковими і граничними умовами. Температурне поле складається із двох зон - промерзлого і непромерзлого грунту. В зоні промерзання рівняння теплопровідності має джерело тепла для врахування процесу його виділення при поступовому замерзанні води в грунті.

Результати розв'язування задачі промерзання грунтової основи каналу без облицювання і з різними конструкціями облицювання підтвердили гіпотезу, що глибину промерзання грунту можливо зменшити, застосовуючи конструкції облицювання для регулювання теплового режиму грунтової основи.

Результати досліджень показали, що оптимальні конструкції облицювання на набухаючих і випинаючих грунтах необхідно проектувати на основі регулювання водно-температурного режиму системи “облицювання - грунтова основа”. Регулювання необхідно здійснювати в таких напрямках:

- застосування морозозахисних і теплоізоляційних шарів підсипки із матеріалів з низькими коефіцієнтами теплопровідності;

- обмеження зволоження грунту каналів застосуванням полімерних плівок;

- забезпечення оптимальної щільності і вологості грунтової основи при будівництві.

Дослідження показали, що щільність грунтової основи в процесі експлуатації поступово зменшується, але у відповідності з будівельною щільністю (рис.7).

У сьомому розділі “Рекомендації по зменшенню фільтраційних утрат із каналів зрошувальних систем” досліджено протифільтраційну ефективність різних конструкцій облицювань, розроблено рекомендації по вибору оптимальних конструкцій каналів для зменшення фільтраційних утрат і розроблено способи будівництва дамб каналів із вивітрілих слабких вапняків і суміші вапняків із суглинками.

Для технології будівництва дамб каналу із вапняків визначено основні технологічні показники: максимально можливу і необхідну щільність насипу із вапняків; кількість проходів ущільнюючого механізму по одному сліду для одержання необхідної щільності; оптимальну товщину ущільненого шару грунту; його гранулометричний склад, W_опт та _опт при ущільненні.

Запропоновані технічні рішення будівництва дамб каналів із вапняків детально апробовано безпосередньо на дослідному полігоні. Полігон довжиною 200 м. Грунтове ложе каналу відсипане із двох видів грунтів: вивітрілого вапняку (будівельна щільність _d = 1,83-1,88 г/см³, вологість W= 7-12%, К_ф.= 0,05 м/доб) і суміші вапняку з суглинком (будівельна щільність _d = 1,77-1,82 г/см³, вологість W= 13-16%, К_гр.= 0,25 м/доб). Побудовано 10 ізольованих відсіків з різними типами конструкцій облицювання.

У результаті досліджень установлено, що найбільші зміни фільтраційних утрат проходять в перші роки експлуатації; після 3-5 років процес фільтрації стабілізується.

Польові дослідження показали, що полімерні плівки в конструкціях облицювань суттєво зменшують фільтраційні втрати, і як наслідок - зменшення вологості грунту, деформацій системи “облицювання - грунтова основа” та тріщинуватості облицювання.

Ефективність протифільтраційних конструкцій залежить від конструкцій захисту плівок від проривів. Дослідження показали, що найбільш ефективним захистом полімерних плівок є монолітний бетон.

Монолітне бетонне облицювання з плівкою має фільтраційні втрати, які дорівнюють q = 0,002-0,003 м³/доб з 1 м² поверхні каналу.

Конструкції облицювання із плит НПК по поліетиленовій плівці мають великі фільтраційні втрати: q = 0,014 м³/доб з 1 м² поверхні каналу.

Досліджено причини низької протифільтраційної ефективності кріплення каналу плитами НПК на поліетиленовій плівці: часті пошкодження плівки ребрами плит і самими плитами при будівництві, недосконалі конструкції швів, нещільне прилягання плит до грунтової основи і утворення підплитного простору між плитами і грунтом, який швидко заповнюється водою, що вільно поступає до всіх пошкоджень у плівці і дає великі фільтраційні втрати.

Як показали проведені дослідження, конструкція облицювання із залізобетонних плит НПК по плівці потребує вдосконалення технології виконання робіт при будівництві.

На полігоні в одному з відсіків укладено плити НПК по плівці з особливими умовами виконання технології робіт: при будівництві прийняті максимально можливі заходи по плануванню земляних укосів, особлива обережність, щоб плівку не пошкодити; поліетиленова плівка товщиною 0,2 мм мала лише один шов на дні каналу. І це дало позитивні результати - фільтраційні втрати через облицювання із плит НПК по плівці і монолітний бетон по плівці мають невелику величину q = 0,003 м³/доб з 1 м² поверхні каналу. Невеликих фільтраційних утрат через кріплення плитами НПК по плівці можна досягти лише при вдосконаленій технології будівництва; при існуючій сучасній технології будівництва збірне облицювання із плит НПК не є ефективним протифільтраційним облицюванням.

Натурні дослідження показали, що ін'єкція підплитного простору зменшує фільтраційні втрати в три рази.

Дослідження, проведені на полігоні, показали, що із всіх досліджених конструкцій ПФО найбільш ефективним є монолітне бетоноплівкове облицювання.

Науково обгрунтовані в дисертації конструкції облицювання з монолітного бетону знайшли застосування на зрошувальних каналах півдня України і Поволжя.

Розроблено рекомендації по зменшенню фільтраційних втрат із транспортувальних, розподільних, регулювальних каналів при будівництві нових зрошувальних систем і після довготривалої експлуатації каналів.

Установлено, що коефіцієнт корисної дії каналів, який характеризує ефективність їх роботи, є необхідним, але недостатнім критерієм екологічної надійності каналів. Запропоновано ввести в систему основних показників технічного рівня новий показник екологічної надійності, який характеризується умовами:

К_обл. < К_гран.; (19)

Q_обл.< Q_гран., (20)

де К_гран., Q_гран. - гранично допустимі коефіцієнти фільтрації і фільтраційні втрати води із каналів, при яких рівень грунтових вод не піднімається вище критичного рівня.

У роботі визначено коефіцієнти фільтрації сучасних конструкцій облицювання.

Коефіцієнт протифільтраційної ефективності Е_о визначали за формулою:

Е₀ = , (21)

і величина його може змінюватись в границях 0 < Е _о <1.

Найбільш ефективними конструкціями облицювання є монолітні бетонні ПФО з полімерною плівкою або без неї (Е_о = 0,87-0,94). Найменшу протифільтраційну ефективність мають плити НПК і НПВК (Е_о = 0,35-0,40).

Результати визначення протифільтраційної ефективності різних конструкцій ПФО каналів зведено в таблицю і представлено в дисертації.

У дисертації розроблено методику вибору раціонального виду конструкцій облицювання для забезпечення нормативного коефіцієнта корисної дії каналу.

Розрахунок конструкцій ПФО проводиться за умови забезпечення нормативного коефіцієнта корисної дії і недопущення підтоплення зрошуваних земель, при яких повинні виконуватись вимоги (19), (20).

Гранично допустимі фільтраційні втрати води із каналів визначаються за залежністю:

Q_гран. = (1-) Q_брутто. (22)

На основі проведених досліджень запропоновано комплекс заходів для боротьби з фільтрацією при будівництві та вдосконалення конструкцій каналів після тривалої їх експлуатації.

На постійній мережі зрошувальних каналів (транспортувальні, магістральні і розподільні різного порядку) важливо застосовувати раціональні конструкції облицювання залежно від грунтової основи каналу.

У дисертації розроблено технічні вимоги до інженерної підготовки грунтової основи із різних грунтів при будівництві облицювання каналів. Визначено нормативні величини _опт , W_опт , допустиму вологість грунту, при якій можна досягти _опт для різних типів грунтів: гравійно-галькових з суглинковими і супіщаними заповнювачами, вапняків, суміші вапняків з суглинками, пісків гравійних, крупних, середніх, супісків, суглинків, глин.

Для магістральних і розподільних каналів першого рівня рекомендується постійний режим заповнення водою. При постійному рівні води в каналі створюється більш сприятливий водно-температурний режим роботи системи “облицювання - грунтова основа” і, як наслідок, менше руйнується облицювання.

Господарські і внутрішньогосподарські канали заповнюються водою періодично, тому конструкції ПФО повинні враховувати напружено-деформований стан системи “облицювання - грунтова основа”.

У складних грунтових умовах треба регулювати водно-тепловий режим грунтової основи за допомогою поліетиленових плівок, які створюють її оптимальний режим.

У дисертації обгрунтовано вибір конструкцій облицювання залежно від грунтів. Оптимальні конструкції ПФО залежно від грунтової основи наведено в таблиці 2.

У дисертації розроблено рекомендації по удосконаленню конструкцій каналів зрошувальних систем, що протягом тривалого часу знаходяться в експлуатації.

Таблиця 2

Оптимальні конструкції облицювань залежно від типів грунтів основ

Типи грунтів	Можливі деформації грунтів	Раціональні види облицювань
		НПК без плівки, моноліт-не дно	НПК по плівці, дно -моноліт-ний бетон	Монолі-тний бетон без плівки	Монолі-тний бетон по плівці
Гравійно-галькові:
Оптимальної щільності d = 1,9-2,1 г/см3	Залежить від виду заповнювача	-	+	+	+++
Недоущільнені d 1,9 г/см3	-	-	+ххх/	+хх/	+++х/
Піски:
Оптим. щільності d = 1,6 г/см3	Осадка в природних умовах при зволоженні	-	+ххх/	+хх/	++х/
Недоущільнені d 1,6 г/см3	-	-	+ххх/	+хх/	+++х/
Супіски:
Оптим. щільності d = 1,7-1,75 г/см3	Від середньої до більшої при набуханні, схильність до морозного випинання	-	+хх/	+х/	++х/
Недоущільнені d 1,7 г/см3	Осадка в природних умовах і при зволоженні, середнє набухання	-	+ххх/	+хх/	+++х/
Суглинки легкі:
Оптим. щільності d = 1,6-1,65 г/см3	Усадка і набухання при зволоженні, деформації середні, схильність до морозного випинання	-	+хх/	+х/	+++х/
Недоущільнені d < 1,6 г/см3	Осадка в природних умовах і при зволоженні, схильність до випинання	-	+ххх/	+хх/	+++х/
Переущільнені d 1,65 г/см3	Набухання і усадка при зволоженні	-	+хх/	++х/	+++
Суглинки важкі:
Оптим. щільності d = 1,6-1,65 г/см3	Велике набухання і усадка при зволоженні, випинання невелике	-	++	++	++
Недоущільнені d 1,55 г/см3	Осадка в природних умо-вах, при зволоженні, випинання невелике	-	+хх/	++х/	+++
Переущільнені d 1,6 г/см3	Велике набухання і усадка при зволоженні, морозне випинання невелике	+х/	+	+	+
Глини:
Оптим. щільності d =1,45-1,55 г/см3	Дуже велике набухання, усадки, розтріскування при висиханні	+	++	+	++
Недоущільнені d 1,45 г/см3	Середні деформації набухання, усадки	-	+	+	+++

Примітка: 1) облицювання: +++ - найкращий вид; ++ - допустимий вид; + - можливий вид із вказаними обмеженнями; 2) ххх, хх, х - порівняльна оцінка втрат води (з 1 м² поверхні каналу): відповідно невеликі (до 10 л/доб); середні (10-50 л/доб); великі (> 50 л/доб).

На тимчасовій мережі каналів у земляному руслі заходи щодо мінімізації фільтраційних утрат рекомендовано проводити в таких напрямках: застосування ресурсозберігаючих засобів подачі і розподілу води замість тимчасових зрошувачів і вивідних борозен в земляному руслі, впровадження раціональних екологічно надійних елементів техніки і технології поливу по борознах.

У перспективі для забезпечення водозбереження і екологічної надійності потрібно повністю відмовитись від тимчасової мережі в земляному руслі (це стосується як вивідних борозен, так і тимчасових зрошувачів при поверхневому поливі, при подачі води до дощувальних машин). Але вже сьогодні в зонах екологічної небезпеки потрібно тимчасові зрошувачі у земляному руслі замінити постійними облицьованими каналами або пересувними чи гнучкими трубопроводами.

Для мінімізації фільтраційних утрат із борозен рекомендовано застосовувати науково обгрунтовані елементи техніки і технологію дискретного поливу, які забезпечують рівномірність зволоження по борозні, не допускаючи непродуктивних фільтраційних утрат, залежно від водно-фізичних властивостей грунтів і глибини розвитку кореневої системи рослин.

При будівництві ПФО на існуючих каналах, які тривалий час експлуатувались в земляному руслі, повинно бути проведено нове ущільнення грунтової основи до _опт по всьому периметру каналу.

Канали, в яких технічний стан системи “облицювання - грунтова основа” зараз незадовільний, підлягають проведенню ремонтних робіт: для збірного залізобетонного облицювання потрібно проводити ін'єкцію цементного розчину; розчину із бентонітових глин в підплитний простір при режимі постійного заповнення каналу водою; в монолітному бетоні потрібно проводити ремонт тріщин. При проведенні ремонтних робіт грунтова основа повинна мати _опт. В зонах підтоплення плити НПК потрібно замінювати монолітним бетоном з полімерною плівкою або без неї залежно від грунтової основи.

У дисертації наведено ефективність запропонованих заходів з мінімізації фільтраційних утрат із каналів.

У додатках наведено характеристики дослідних ділянок каналів, лістинг програми апроксимації і графічної інтерпретації багатофакторного експерименту, фільтраційні втрати різних конструкцій ПФО на полігоні ЧГ ПКК, впровадження результатів дисертаційної роботи.

ВИСНОВКИ

У рамках виконання дисертаційної роботи проведено комплекс теоретичних, лабораторних і натурних досліджень, спрямованих на оптимізацію конструкцій каналів, які залежно від грунтових умов, забезпечують мінімальні фільтраційні втрати і не погіршують еколого-меліоративний стан довкілля. Комплексний підхід до роботи каналів показав, що при довготривалій експлуатації необхідно враховувати дію грунтової основи на облицювання і розглядати спільну роботу облицювання і грунтової основи. Сформульовано основні принципи оптимальності і обгрунтовано оптимальні конструкції каналів залежно від грунтової основи, які мають мінімальні фільтраційні втрати і спрямовані на забезпечення екологічної безпеки довкілля.

1. Оптимальна водоощадлива конструкція каналів - конструкція, яка найбільше відповідає визначеним умовам та вимогам для забезпечення найменших фільтраційних утрат і збереження екологічної безпеки довкілля. Застосування оптимальних конструкцій сприяє економії ресурсів (води, землі, будівельних і паливно-мастильних матеріалів тощо), збереженню навколишнього середовища, включаючи запобігання зрошуваних земель від підтоплення, заболочування і засолення. Для оптимізації водоощадливих конструкцій каналів з урахуванням грунтової основи у дисертації розроблено нові критерії оптимальності, а саме: коефіцієнт протифільтраційної ефективності ПФО, який дає можливість порівняти протифільтраційну ефективність різних конструкцій з урахуванням грунтової основи; фільтраційні опори конструкцій облицювань, які враховують протифільтраційний ефект конструкції; показник екологічної безпеки каналів, який характеризується гранично допустимими значеннями фільтраційних утрат і коефіцієнтів фільтрації, за яких рівні грунтових вод не піднімаються вище критичних; оптимальні параметри ущільнення грунтової основи (будівельні щільність і вологість ґрунту), які забезпечують найкращий напружено-деформаційний стан системи “облицювання - ґрунтова основа”.

У дисертації оптимізація конструкцій виконана шляхом. досліджень у натурних умовах, з використанням фізичних моделей в лабораторних умовах, математичного моделювання процесів, аналітичними рішеннями. При проведенні лабораторних і натурних досліджень застосовано статистичний підхід до планування експерименту, що дало змогу істотно зменшити кількість проведення багатофакторних дослідів і отримати розрахункові залежності, які адекватно описують досліджувані процеси.

2. Системні тридцятип'ятирічні дослідження роботи каналів на багатьох зрошувальних системах півдня України і Поволжя, проведені автором починаючи з їхнього будівництва, першого дня заповнення водою і протягом довготривалої експлуатації, показали, що ПФЕО залежить від взаємодії облицювань з грунтовою основою. Аналіз конструктивних рішень каналів сучасних зрошувальних систем показав, що в багатьох випадках при проектуванні не враховано спільну роботу облицювань і грунтової основи. Це призвело до невиправдано широкого застосування збірних конструкцій ПФО із залізобетонних плит, які, як показали проведені нами дослідження, мають великі фільтраційні втрати. Із багатьох каналів фільтруються значні об'єми води. Тому найінтенсивніше проходить підтоплення територій в зонах впливів водосховищ та каналів. При цьому часто робота протифільтраційних облицювань виявляється незадовільною: незадовільний технічний стан, деякі канали мають нераціональну конструкцію облицювання без урахування грунтових умов або відпрацювали нормативний термін експлуатації, приблизно 15% (а це десятки тисяч кілометрів) постійних каналів (в тому числі і великих магістральних) не мають облицювання, проходять в земляному руслі, що призводить до великих фільтраційних утрат (20-40% водозабору) і погіршення еколого-меліоративного стану довкілля, спричиняючи підняття рівнів грунтових вод, і додаткових витрат електроенергії на подачу непродуктивних утрат води на фільтрацію. Тому такі канали потребують реконструкції та модернізації з урахуванням роботи системи “облицювання - ґрунтова основа” і застосування оптимальних водоощадливих конструкцій каналів залежно від грунтової основи.

У дисертації розроблено рекомендації по обгрунтуванню при проектуванні, будівництві, експлуатації, реконструкції, модернізації зрошувальних систем оптимальних водоощадливих конструкцій каналів, застосування яких забезпечує мінімальні фільтраційні втрати та екологічну безпеку навколишнього природного середовища для різних грунтових і гідрогеологічних умов.

3. Коефіцієнт корисної дії каналів є недостатнім критерієм для оцінки ефективності роботи каналів, оскільки він не враховує вплив фільтраційних утрат на еколого-меліоративний стан зрошуваних земель. У зв'язку з цим запропоновано ввести до числа показників технічного рівня зрошувальних систем додатковий показник екологічної безпеки каналів, який характеризується гранично допустимими величинами фільтраційних утрат, які не спричинюють підняття грунтових вод вище критичного рівня.

4. На величину фільтраційних утрат впливають: наявність облицювання, тип конструкції облицювання, водно-фізичні властивості грунтової основи, тривалість неусталеної фільтрації (сюди входять залежні фактори: стадії фільтрації, періодичність роботи каналу), водно-температурний режим системи “облицювання - грунтова основа”, глибина води в каналі, ширина каналу, гідрогеологічні умови. Установлено, що найбільші питомі фільтраційні втрати мають місце в необлицьованих каналах, що працюють в умовах першої стадії фільтрації, періодично за-повнюються водою, мають невеликі розміри, тобто в тимчасових зрошувачах, вивідних борознах.

5. Отримано аналітичні залежності для визначення фільтраційних утрат води в умовах вільної фільтрації із каналів періодичного і постійного функціонування залежно від водно-фізичних властивостей грунтів: початкової вологості, повної вологоємкості, зв'язаної вологості, пористості, щільності, коефіцієнта дифузії, коефіцієнтів фільтрації, коефіцієнта капілярної водопровідності. Теоретичні залежності апробовано в лабораторних умовах на фільтраційному лотоці і в натурних умовах на каналах зрошувальних систем півдня України і Поволжя, що підтвердило адекватність теоретичних залежностей експериментальним даним.

Отримано аналітичні залежності між водопоглинальною здатністю грунту, відстанню між борознами, розмірами контуру зволоження, тривалістю поливу, раціональний режим подачі води в борозни, що забезпечує кореневу систему сільськогосподарських рослин водою на потрібній глибині і виключає непродуктивні фільтраційні втрати води в глибинні шари грунту, які визначаються водно-фізичними властивостями грунтів і глибиною розвитку кореневої системи рослин.

6. Протифільтраційні облицювання каналів працюють спільно з їхньою грунтовою основою і ПФЕО залежить від водно-фізичних властивостей грунтової основи, насамперед від W_о і _о при будівництві. Під впливом зміни циклів водно-температурного режиму системи “облицювання - грунтова основа” щільність грунтової основи змінюється, що призводить до деформації, тріщиноутворення, руйнування ПФО і зменшення ПФЕО.

У процесі експлуатації каналів в облицюваннях утворюються косі, поперечні і повздовжні тріщини з розкриттям від 0,5 мм до 10 мм. Останніх найбільша кількість. Монолітне бетоноплівкове облицювання має меншу тріщинуватість, ніж монолітне без плівки. Облицювання із плит НПК мають меншу тріщинуватість, ніж монолітний бетон.

Досліджено, що під впливом набухання нерівномірність деформацій між дном і верхньою частиною укосу в поперечних перерізах каналів півдня України досягає 50 мм, а від морозного випинання - до 60 мм, що спричинює розвиток повздовжніх тріщин у бетонному облицюванні.

7. Для запобігання тріщиноутворення в монолітному бетонному облицюванні на укосах каналів вище нормального рівня вод в каналах на висоту капілярного підняття потрібно влаштовувати повздовжні деформаційні шви.

Оптимальними конструкціями облицювання в складних грунтових умовах на набухаючих і випинаючих грунтах є такі, при яких забезпечується: оптимальна щільність і вологість грунтової основи при будівництві; обмеження зволоження грунтової основи в процесі експлуатації за допомогою полімерних плівок; захист від морозного випинання грунту морозозахисними і теплоізоляційними шарами із матеріалів з низькими коефіцієнтами теплопровідності.

8. Слабкі вивітрілі вапняки можна застосовувати для будівництва дамб каналів зрошувальних систем. Доведено, що із вапняків можна одержати монолітний насип з низькими коефіцієнтами фільтрації. Для будівництва дамб каналів із слабких вивітрілих вапняків визначено технологічні оптимальні параметри (товщина шару грунту, будівельні вологість і щільність, комплекти механізмів, кількість проходів ущільнюючих механізмів по одному сліду), які забезпечують монолітність дамб із вивітрілих вапняків з _d =1,85-1,92 г/см³ і К_ф=0,01-0,06 м/доб. Розроблено технічні вимоги на будівництво дамб каналів, у тому числі із місцевих грунтів.

9. Найменші фільтраційні втрати має монолітне бетоноплівкове облицювання (q = 0,002-0,003 м³/доб з 1 м² поверхні каналу).

Збірне облицювання із плит НПК за сучасної технології будівництва не є ефективним протифільтраційним облицюванням - фільтраційні втрати дорівнюють q = 0,021 м³/доб з 1 м² каналу. Досліджено причини низької протифільтраційної ефективності і запропоновано заходи щодо підвищення ПФЕО цієї конструкції.

10. Мінімізація фільтраційних утрат із каналів при проектуванні, будівництві і реконструкції після тривалої експлуатації зрошувальних систем здійснюється шляхом обгрунтування оптимальних водоощадливих конструкцій каналів, які забезпечують нормативний коефіцієнт корисної дії і екологічну безпеку каналів залежно від різних грунтових умов.

Результати роботи, які включають теоретичні розрахунки фільтрації із каналів, обгрунтування оптимальних конструкцій ПФО в складних грунтових і гідрогеологічних умовах, обгрунтування ефективності комплексів “РАХКО”, “АЛЬКОНС”, обгрунтування режиму заповнення каналів, технологію будівництва дамб каналів із місцевих матеріалів, одержані величини фільтраційних утрат і ПФЕО впроваджено при проектуванні, будівництві і експлуатації МК, Р-5, Р-5-1, Р-7, Р-8, Р-8-1, Р-9 КЗС; розподільних каналів КЗОС, ІІ-ІV черг ПКК, Перекопського каналу загальною довжиною 500 км.

Тридцятип'ятирічна експлуатація каналів зрошувальних систем півдня України і Росії підтвердила правильність ідей, наукових положень, методик, розроблених автором в дисертації, основаних на тому, що ПФЕО каналів залежить від роботи системи “облицювання - ґрунтова основа”. Канали, оптимальні конструкції яких запроектовано і побудовано за рекомендаціями автора, після довготривалої експлуатації мають хороший технічний стан, мінімальні фільтраційні втрати і не погіршують екологію довкілля.

СПИСОК ОСНОВНИХ ОПУБЛІКОВАНИХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у наукових фахових виданнях

1. Беляшевский Н.Н., Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е. Изучение физико-механических свойств грунтов основания оросительных каналов при устройстве противофильтрационных облицовок из монолитного бетона применительно к условиям Каховской оросительной системы // Труды ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. Научные исследования по гидротехнике. - Л.: Энергия. - 1971. - С. 237-239.

2. Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е. Исследование фильтрации на опытном участке магистрального канала Каховской оросительной системы // Экспресс-информация ЦБНТИ Минводхоза СССР. - М.,1971. - Серия 6. - Вып. 7. - С. 29-31.

3. Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е. Влияние физико-механических свойств оснований из лессовых грунтов нарушенной структуры на состояние и противофильтрационные свойства тонких монолитных бетонных облицовок оросительных каналов // Экспресс-информация ЦБНТИ Минводхоза СССР. - М., 1971. - Серия 6. - Вып. 7. - С. 23-27.

4. Чернышевская Л.Е., Бодрик А.Г. Выбор коэффициента диффузии при решении задач о передвижении влаги в ненасыщенных почво-грунтах // Мелиорация и водное хозяйство. - 1972. - Вып. 23. - С. 77-83.

5. Беляшевский Н.Н., Сухоруков П.А.,Чернышевская Л.Е. Изучение фильтрационнных потерь на опытном участке магистрального канала Каховской оросительной системы // Труды ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. Научные исследования по гидротехнике. -Л.: Энергия. -1973. - С. 465-466.

6. Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е., Топчий С.Л. О возможности строительства дамб оросительных каналов из переработанного выветрелого известняка // Технология и организация строительства гидромелиоративных систем.-К.: УкрНИИГиМ.-1973. -С.105-113.

7. Беляшевский Н.Н., Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е. Результаты натурных исследований неустановившейся фильтрации в условиях подовых грунтов из магистрального канала Каховской оросительной системы // Мелиорация и водное хозяйство.-1974.-Вып. 30.-С.62-69.

8. Беляшевский Н.Н, Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е., Пащенко С.В., Старостин С.М. Разработка технических условий на возведение земляных плотин из суглинистых грунтов с включением щебенисто-дресвяных фракций для условий Крыма // Труды ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Научные исследования по гидротехнике. - Л.: Энергия. - 1974. - С. 98-100.

9. Беляшевский Н.Н., Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е., Топчий С.Л. Исследование физико-механических свойств слабых известняков при строительстве дамб оросительных каналов // Труды ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Научные исследования по гидротехнике. - Л.: Энергия. - 1975. - С. 218-220.

10. Чернышевская Л.Е., Зеленый Р.М. Моделирование на БУСЭ-70 неустановившейся фильтрации из распределительного канала // Мелиорация и водное хозяйство. - 1979. - Вып. 46.- С. 55-60.

11. Волошкина Е.С., Чернышевская Л.Е. Расчет фильтрационных потерь из облицованных каналов по методу фильтрационных сопротивлений // Мелиорация и водное хозяйство.-1988.-Вып. 68. - С. 76-81.

12. Денисов С.М., Чернышевская Л.Е., Ворошнов С.Н., Шевчук Я.В. Исследование противофильтрационной эффективности облицовок, уложенных комплектом “Альконс” // Труды ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова. - М. -1989. - С. 162-168.

13. Чернышевская Л.Е., Шевчук Я.В, Денисов С.М. Исследование фильтрационных расходов из каналов под ДМ “Кубань”, облицованных сборными железобетонными плитами НПВК // Научные исследования по гидротехнике и мелиорации. - К., 1990. - С. 14-19.

14. Чернышевская Л.Е., Ворошнов С.Н., Шевчук Я.В., Денисов С.М. Изучение противофильтрационной эффективности облицовок, построенных комплексом “Альконс” // Мелиорация и водное хозяйство. - 1991.- Вып. 75.- С. 57-60.

15. Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е., Шевчук Я.В. Методика полигонных испытаний противофильтрационной эффективности облицовок оросительных каналов // Мелиорация и водное хозяйство. -1991. - Вып.74. - С. 62-67.

16. Чернишевська Л.Ю., Ворошнов С.М., Шевчук Я.В., Денисов С.М. Дослідження фільтраційних утрат через бетонні облицювання каналів для ЕДМФ “Кубань” // Вісник аграрної науки. - 1992. - № 9. - С. 42-43.

17. Шевчук Я.В., Чернишевська Л.Ю. Методика обробки результатів горизонтальних внутрішньосхилових деформацій // Меліорація і водне господарство.- 1993.-Вип.79.-С. 62-64.

18. Ляшко І.І., Чорний М.Й., Пришляк К.С., Чернишевська Л.Ю. Розв'язування задач вологопереносу поблизу облицьованих каналів // Меліорація і водне господарство. - 1994. - Вип. 80. - С. 74-77.

19. Чернышевская Л.Е. Выбор рациональных видов облицовок в зависимости от грунтового основания // Вісник аграрної науки. -1995. - №5. - С. 74-87.

20. Чернышевская Л.Е. Оценка действия капиллярных и гравитационных сил на передвижение влаги в ненасыщенных почво-грунтах // Вісник аграрної науки. - 1997. -№ 12. - С. 56-59.

21 Чернишевська Л.Ю. Визначення елементів техніки поливу по борознах залежно від водно-фізичних властивостей грунтів // Вісник аграрної науки. - 1998. - №12. - С. 52-57.

22. Чернишевська Л.Ю. Фільтраційні втрати із каналів і заходи щодо їх мінімізації // Водне господарство України. - 1999. - №1-2. - С. 20-25.

23. Чернишевська Л.Ю. Розрахунок фільтрації із зрошувальних каналів // Меліорація і водне господарство. - 2001. - Вип. 87. - С. 178-189.

24. Чернишевська Л.Ю., Ігнатова О.С. Вплив фільтрації із зрошувальних каналів на режим грунтових вод // Вісник аграрної науки. - 2001. - № 1. - С. 63-67.

25. Ворошнов С.М., Чернишевська Л.Ю., Шевчук Я.В. Зрошення картоплі поливом по борознах // Механізація та електрифікація сільського господарства. - 2002. - Вип.86. - С.172-175.

26.ЧернишевськаЛ.Ю., Богуславська Р.Л., Міхоноша Т.І. Дослідження впливу глибини води в каналах на фільтраційні втрати в умовах вільної фільтрації // Меліорація і водне господарство. - 2002. - Вип. 88. - С.172-180.

27. Чернишевська Л.Ю. Щодо реконструкції магістрального каналу Краснознам'янської зрошувальної системи // Вісник аграрної науки. - 2002 .- № 6. - С. 69-70.

28. Чалий Б.І., Чернишевська Л.Ю., Ворошнов С.М., Шевчук Я.В. Дослідження протифільтраційних облицювань каналів зрошувальних систем // Меліорація і водне господарство. - 2004. - Вип. 90. - С.166-175.

29. Цивін М.Н., Чернишевська Л.Ю. Статистичний підхід до оцінки ущільнення різних типів грунтів / Вісник аграрної науки. - 2005. - Ювілейний випуск. - С. 58-61.

30. Чернишевська Л.Ю., Шевчук Я.В., Кафтан О.Н., Ігнатова О.С., Міхоноша Т.І. Дослідження ефективності і зміни технічного стану монолітного бетонного облицювання в процесі довготривалої експлуатації // Меліорація і водне господарство. - 2005. - Вип. 92. - С. 183-190.

31. Чернишевська Л.Ю. Напрями мінімізації фільтраційних утрат із каналів зрошувальних систем / Вісник аграрної науки. - 2005. - Ювілейний випуск. - С. 62-65.

Брошури

1. Инструкция по применению разнородных выветрелых известняков при строительстве дамб оросительных каналов (для условий Украинской ССР). - Киев, Минводхоз УССР. 1986. - 39 с.

2. Тимчасові рекомендації по організації поверхневого поливу по борознах на діючих зрошувальних системах з дощувальними машинами. - Київ, 1997. - 33 с.

3. Проектування протифільтраційних облицювань і кріплень каналів зрошувальних систем (Посібник до ДБН В.2.4-1-99 “Меліоративні системи та споруди”) К: ІВЦ Держкомстату України -2006. - 80 с.

Тези наукових конференцій, проспекти, статті

1. Чернышевская Л.Е. К вопросу об исследовании передвижения влаги при подпочвенном орошении // Материалы Всесоюзной научно-технической конференции молодых специалистов-гидротехников и мелиораторов. Тезисы докладов. - М. -1970.- С.21-22.

2. Чернышевская Л.Е. Исследование передвижения влаги при подпочвенном орошении // Тезисы докладов симпозиума молодых ученых сельского хозяйства.- М.- Л.- 1971.-С. 77-81.

3. Ворошнов С.Н., Сухоруков П.А., Топчий С.Л., Чернышевская Л.Е. К вопросу о противофильтрационной эффективности бетонопленочных облицовок оросительных каналов // Тезисы докладов третьей научно-производственной конференции по проектированию, строительству и эксплуатации оросительных систем в Поволжье.-Волгоград.-1976.-С.237-238.

4. Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е. Противофильтрационная эффективность тонких монолитных бетонных облицовок в условиях лессовидных суглинков. - К. - 1978. - 4 с.

5. Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е., Шевчук Я.В. Выбор типа облицовок оросительных каналов в зависимости от грунтового основания // Республиканская научно-техническая конференция “Повышение эффективности использования мелиорированных земель”. Тезисы докладов. - Ровно. -1984. - С. 34-37.

6. Сухоруков П.А., Ворошнов С.Н., Чернышевская Л.Е., Шевчук Я.В. Строительство каналов в районах распространения слабых выветрелых известняков. -К. -1986. - 4 с.

7. Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е., Шевчук Я.В. Исследование противофильтрационной эффективности облицовок разных конструкций // Республиканская научно-техническая конференция “Достижения НТП - в мелиорацию и водное хозяйство”. Тезисы докладов. - Ровно. -1987. - С. 3.

8. Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е., Шевчук Я.В., Ворошнов С.Н. Полигонные испытания противофильтрационной эффективности облицовок оросительных каналов. - К. -1988. - С. 2-3.

9. Сухоруков П.А., Чернышевская Л.Е., Шевчук Я.В., Ворошнов С.Н. Оценка противофильтрационной эффективности облицовок оросительных каналов. - К. - 1989.- С. 2-3.

10. Чалий Б.І., Чернишевська Л.Ю., Ацеховський Г.Н. Поверхневий полив // Сучасний стан, основні проблеми водних меліорацій та шляхи їх вирішення /За ред. П.І.Коваленка. - К.:Аграрна наука. - 2001. - С.69-72.

АНОТАЦІЯ

Чернишевська Л.Ю. Оптимізація водоощадливих конструкцій каналів зрошувальних систем з урахуванням грунтової основи. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 06.01.02 - сільськогосподарські меліорації (технічні науки). - Інститут гідротехніки і меліорації УААН, Київ, 2006 р.

У дисертації розроблено наукові основи оптимізації водоощадливих конструкцій каналів при проектуванні, будівництві, експлуатації зрошувальних систем у різних грунтових умовах, які забезпечують мінімізацію фільтраційних утрат і впливу на еколого-меліоративний стан масивів зрошення.

Проведено системні дослідження роботи облицювання спільно з їх грунтовими основами в процесі будівництва, експлуатації каналів з різними конструкціями облицювання на зрошувальних системах півдня України і Поволжя.

На основі багаторічних досліджень визначено фільтраційні втрати, коефіцієнти фільтрації і протифільтраційну ефективність, фільтраційні опори сучасних конструкцій облицювань.

У результаті досліджень розроблено технічні вимоги до підготовки грунтової основи каналів, у тому числі із нетрадиційних для гідротехнічного будівництва грунтів, таких як вивітрілі вапняки.

Розроблено заходи щодо мінімізації фільтраційних утрат із каналів різного порядку при про-ектуванні та будівництві нових і після довготривалої експлуатації існуючих зрошувальних систем.

Оптимальні конструкції облицювань в складних грунтових умовах, методи їх розрахунку, технологія будівництва дамб каналів із вапняків впроваджено при проектуванні, будівництві і експлуатації каналів загальною довжиною 500 км на зрошувальних системах України і Росії, що дало значний економічний і екологічний ефект.

Ключові слова: канали зрошувальних систем, конструкції протифільтраційних облицювань, грунтова основа, система “облицювання - грунтова основа”, деформації, набухання і морозне випинання грунтів, фільтраційні втрати, водно-тепловий режим, технологія будівництва дамб, екологічна безпека каналів.

Чернышевская Л.Е Оптимизация водосберегающих конструкций каналов оросительных систем с учетом грунтового основания. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 06.01.02 - сельскохозяйственные мелиорации (технические науки). - Институт гидротехники и мелиорации УААН, Киев, 2006 г.

В диссертации разработаны научные основы оптимизации водосберегающих конструкций каналов при проектировании, строительстве и эксплуатации оросительных систем для различных грунтовых условий, применение которых обеспечивает минимизацию фильтрационных потерь и влияния на эколого-мелиоративное состояние массивов орошения.

Оптимизация конструкций выполнена путем исследований в натурных условиях, в лабораторных условиях с использованием физических моделей, математического моделирования процессов, аналитических решений. При проведении экспериментальных исследований применен статистический подход к планированию многофакторных экспериментов, что дало возможность значительно сократить объем исследований и получить расчетные зависимости, которые адекватно описывают исследуемые процессы.

...