22 Сен

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ВОДОПОДАЧЕЙ И ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ В ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

В настоящее время агропромышленный комплекс (АПК) России является крупнейшим потребителем водных ресурсов. К основным функциям водораспределения в АПК относят забор воды из источника орошения, ее транспортирование и распределение между потребителями в соответствии с планами полива и поливными нормами [1, 2]. От качества выполнения данных функций зависит не только эффективность работы оросительной системы в целом, но также эффективность орошения и орошаемого земледелия на системе. Для выполнения функций транспортирования воды и ее распределения между потребителями должна быть четкая организация водораспределения на оросительной системе, включающая согласованную работу всех гидротехнических сооружений системы при наличии большого количества технологических, ресурсных и прочих ограничений.

Вопросами повышения эффективности и оптимизацией водораспределения на оросительных системах занимались такие известные ученые, как Я. В. Бочкарев, В. И. Ольгаренко, В. Н. Щедрин, Ю. Г. Иваненко, В. И. Коржов, А. А. Ткачев и многие другие. Их научные работы [3-7] посвящены исследованиям рационального распределения и использования водных ресурсов, начиная от теоретического обоснования целесообразности создания оросительной системы и заканчивая внедрением в производство совершенных технологий управления водораспределения с учетом принципов автоматизации и телемеханизации [8].

В настоящее время сформировались основные тенденции совершенствования методов управления водораспределением. К ним можно отнести активное развитие технической базы автоматизации и внедрение средств местной автоматики на отдельных звеньях ГМС. Более высокий качественный уровень управления обеспечивается сочетанием методов локальной автоматизации отдельных объектов с методами централизованного контроля и управления (ЦКУ) в рамках АСУ ТП водораспределения.

Однако, отсутствие достаточного опыта проектирования и эксплуатации АСУ ТП водораспределения затрудняет решение ряда принципиальных вопросов разработки автоматизированных систем управления гидромелиорации. Одним из узловых вопросов является алгоритмизация процесса принятия решений при управлении, выбор критерия эффективности и показателей качества управления. Повышение эффективности управления водораспределением на оросительной системе является одним из основных вопросов орошаемого земледелия.

К недостаткам управления водораспределением на оросительной системе можно отнести следующее [8]:

— технологически необоснованное завышение заборов воды в оросительную сеть, что приводит к излишним затратам на ее транспортировку, образованию дефицита для потребителей и непроизводительным сбросам;

— поддержание в бьефах каналов завышенных командных уровней, способствующих увеличению процессов фильтрации;

— низкую оперативность управления подачей воды водопользователям, приводящую к нарушению сроков и норм полива и многие другие.

Современное развитие орошаемого земледелия невозможно представить без автоматизации процесса водоподачи. Самый большой эффект будет достигнут в случае автоматизации всего технологического процесса водоподачи – от водозабора до полива путем внедрения соответствующих программных и технических средств на объектах регулирования водоподачи [7].

Процессы управления водозабором и водораспределением предполагают непрерывный обмен информацией между объектами ОС и центральным диспетчерским пунктом (ЦДП). Поток информации, передаваемый на ЦДП, характеризует текущее состояние объектов, обратный поток информации содержит команды управления технологическими процессами на объектах ОС. Таким образом, имеет место неразрывная функциональная, техническая и организационная взаимосвязь систем управления и информационного обеспечения водопользования.

В условиях высокодинамического водопотребления существующие технологии централизованного водораспределения не способны обеспечить рациональное водопользование, так как с позиции экономного водопользования они неуправляемы. Существующие рекомендации по эксплуатации и проектированию допускают расчленение сложной разветвлённой оросительной сети на отдельные подзадачи, увязка которых в единую сеть производится только для условий стационарного установившегося режима работы объекта [9].

Распределение стока воды во времени характеризуется неравномерностью во всех звеньях мелиоративной сети. Возникающие гидравлические переходные процессы непосредственно связаны с многократной и частой сменой режимов работы насосных станций, гидротехнических сооружений. Последствия, вызванные волновыми процессами, связаны не только с потерями воды, но и с угрозой перелива воды через дамбы каналов, созданием непредвиденных аварийных ситуаций [9]. Таким образом, неустановившийся режим течения воды оказывает негативное влияние на качество водораспределения.

Исследование свойств неустановившихся течений в открытых потоках, вопросы водораспределения в оросительных каналах и влияние неустановившегося режима течения воды на качество водораспределения детально описаны в работе А. А. Ткачева [9].

На основании проведенного анализа, можно сделать следующие выводы:

— Для сведения потерь оросительной воды к минимуму, обеспечения соответствия объемов водозабора и водопотребления необходимо существенное повышение качества управления процессами водораспределения путем автоматизации сооружений оросительной системы.

— Перспективы дальнейших исследований будут заключаться в разработке и усовершенствовании способов водораспределения на оросительных каналах мелиоративных систем, в том числе с учетом неустановившегося режима течения воды.

Список литературы:

  1. Водный кодекс Российской Федерации от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗ (принят Государственной Думой 12 апреля 2006 г.) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consultant.ru/popular/waternew.
  2. Мелиоративные системы и сооружения: СП 81.13330.2012. Актуализированная редакция СНиП 3.07.03-85. – Введ. 1986-07-01. – М., 1986. – 23 с.
  3. Бочкарев, Я. В. Локальные системы стабилизации водоподачи на оросительных системах / В. Я. Бочкарев, О. В. Атаманова. – Бишкек: Кыргызская аграрная академия, 1977. – 75 с.
  4. Коржов, В. И. Совершенствование технологических приемов и средств управления водораспределением в открытых оросительных системах: автореф. дис. … канд. техн. наук: 06.01.02 / Коржов Виктор Иванович. – Новочеркасск, 1994. – 20 с.
  5. Щедрин, В. Н. Совершенствование технологии управления водораспределением на открытых оросительных системах / В. Н. Щедрин, В. И. Коржов. – М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ», 1995. – 80 с.
  6. Ткачев, А. А. Расчет переходных процессов в бьефах магистрального канала при различных схемах регулирования для способа активного управления водораспределением / Ткачев А.А. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2011. № 3. С. 86-90.
  7. Ольгаренко, В. И. Эксплуатация и мониторинг мелиоративных систем. / В. И. Ольгаренко, Г. В. Ольгаренко, В. Н. Рыбкин. – Коломна, 2006. – 391 с.
  8. Иваненко, Ю. Г. Гидравлические аспекты устойчивых водных потоков в неразмываемых и размываемых руслах / Ю. Г. Иваненко, А. А. Ткачев, А. Ю. Иваненко. – Новочеркасск: Лик, 2013. – 352 с.
  9. Ткачев, А. А. Развитие методологии расчета параметров неустановившегося течения воды при водораспределении в каналах оросительных систем: автореф. дис. … докт. тех. наук: 05.23.16, 06.01.02 // Ткачев Александр Александрович. – Новочеркасск., 2011. – 46 с.
    ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ВОДОПОДАЧЕЙ И ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ В ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ
    Качественное управление процессами водораспределения и водоподачи в оросительных системах напрямую влияет эффективность функционирования агропромышленного комплекса России. Для решения этой важной задачи в условиях импортозамещения необходимо обеспечить согласованную работу всех гидротехнических сооружений системы при наличии большого количества технологических, ресурсных и прочих ограничений. Для этого должны быть разработаны и реализованы принципиально новые методы и средства автоматизированного управления водораспределением и водоподачей, основанные на принципах функциональной, технической и организационной взаимосвязи систем управления и информационного обеспечения водопользования.
    Written by: Гурков П. В., Ткачев А.А
    Published by: Басаранович Екатерина
    Date Published: 12/06/2016
    Edition: euroasia-science_30_22.09.2016
    Available in: Ebook