Обгрунтовано узагальнений принцип збереження потоків у мережах. На основі математичних питань моделювання і керування у задачах водорозподілу та розподілу газових потоків.

Індекс рубрикатора НБУВ: П062.32(2Укр),025

Рубрики:

Дослідження, проєктування і розрахунок зрошувальних систем і мереж

Шифр НБУВ: Ж29055 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто модель руху води у каналах зрошувальної системи, яка враховує залежність часу добігання води від її рівня та витрат. Описано методи знаходження оптимального керування зрошувальної системи.

Розглянуто імітаційну математичну модель розрахунку рівнів грунтових вод зрошуваного поля з урахуванням різних режимотвірних факторів. Запропонована методика дає можливість оцінити динаміку формування режиму рівнів і визначити основні напрямки їх оптимізації. Оскільки ряд процесів, які мають відношення до проблеми переміщення вологи та солей, допускають математичне моделювання з використанням одновимірних течій у зоні аерації, то перевага одновимірного розгляду процесів полягає у відносній простоті аналізу відповідних рівнянь на ЕОМ і побудові оптимізації імітаційних моделей.

Досліджено проблему розвитку теоретичних засад та удосконалено методи планування зрошення, що базуються на нових наукових принципах адаптації зрошення до просторово-часової мінливості стану й умов функціонування природно-агромеліоративних систем, відповідному нормуванні водопотреби та параметрах режимів зрошення сільськогосподарських культур. Обгрунтовано методи екологічного нормування зрошення на регіональному та локальному рівнях, які враховують умови тепловологозабезпеченості територій, грунтово-екологічний стан земель, динаміку показників родючості грунту та закономірності комплексу грунтових режимів. На підставі нових адаптивних екологічно безпечних методів удосконалено модельний комплекс і систему прийняття рішень інформаційно-обчислювальних систем (ІОС) довгострокового й оперативного планування зрошення.

Викладено основи створення водоощадливих конструкцій каналів у процесі проектування, будівництві, експлуатації зрошувальних систем за різних грунтових умов, які забезпечують екологічну надійність прилеглих до каналів земель. Здійснено системні дослідження роботи облицювання спільно з їх грунтовими основами у процесі будівництва, експлуатації каналів з різними конструкціями облицювання на зрошувальних системах півдня України та Поволжя. Визначено фільтраційні втрати, коефіцієнти фільтрації, протифільтраційну ефективність, фільтраційні опори сучасних конструкцій облицювань. Висвітлено технологію будівництва дамб каналів, у тому числі з місцевих грунтів, з оптимальними параметрами грунтової основи, які забезпечать мінімальні фільтраційні втрати через облицювання. Розроблено заходи щодо мінімізації фільтраційних втрат із каналів різного порядку у ході проектування та будівництва нових і після довготривалої експлуатації існуючих зрошувальних систем.

На підставі результатів теоретичних та експериментальних досліджень розроблено методику розрахунку пропускної здатності шлюзів-регуляторів на каналах, яка дозволяє будувати витратні характеристики споруд на стадії проектування та під час експлуатації. Із використанням методів математичного та статистичного моделювання визначено імовірнісні характеристики для прогнозування параметрів повільнозмінного неусталеного потоку в каналах зрошувальних систем, що базуються на теорії викидів випадкових функцій. За результатами лабораторних досліжень уточнено аналітичні залежності для визначення коефіцієнтів вертикального стиснення потоку у разі вільного витікання з-під вертикального щита, в яких враховано вплив недосконалості та неповноти стиснення струмини у разі витікання з різною відносною висотою отвору та різним його розташуванням у споруді. Одержано залежності для визначення коефіцієнтів вертикального стиснення потоку за умов затопленого витікання з-під щита.

Проведено експериментальні та теоретичні дослідження щодо використання просторово розподілених даних, одержаних за пасивним методом дистанційного зондування Землі з космосу для планування зрошення на пілотних територіях Кам'янсько-Дніпровського району Запорізької області та Джанкойського району Автономної Республіки Крим. Розвинуто науково-методичні засади інформаційного забезпечення планування зрошення на базі розробки методики наземних спостережень у разі планування зрошення, удосконалення формули визначення прогнозованого врожаю сільськогосподарських культур за спектральним розподілом, проведення просторового аналізу стану природних агромеліоративних систем за космічними знімками, з'ясування необхідності, достатності та послідовності використання даних космічних знімків, розробки методу використання просторово розподілених даних у плануванні зрошення. Запропонований метод може бути використаний як складова інформаційно-обчислювальних систем оперативного, довгострокового та стратегічного планування зрошення.

Розроблено систему підтримки прийняття рішень для визначення строків і норм поливів. Розглянуто задачу описання зв'язку "багатовимірний вхід - вихід", проаналізовано традиційні методи її розв'язання. Запропоновано новий підхід щодо прийняття рішень за певного вектору вхідних параметрів на основі нечіткого регресійного механізму логічного висновку. Розроблено методику побудови лінійного за параметрами, але нелінійного за факторами рівняння регресії для системи підтримки прийнятя рішень з нечіткими початковими даними. З використанням даної методики розроблено систему підтримки прийняття рішень щодо визначення строків і норм поливу. Запропоновано діагностичну модель та алгоритм забезпечення більш точного визначення параметрів режимів зрошення з метою підвищення урожайності та(або) економії водних і пов'язаних з цим енергетичних ресурсів й оптимізації процесів прийняття рішень, зокрема, у дрібних господарствах.

Рассмотрен принцип построения портативного флуориметра Флоратест и особенности его применения в сельском хозяйстве для оценки влияния засухи, режимов искусственного полива, внесения удобрений на сельскохозяйственные культуры.

Розглянуто різні типи та конструкції закритих зрошувальних систем. Увагу приділено зрошувальним системам з трубопроводами із різних матеріалів, зокрема пластмасових труб, питанням водогосподарських і гідравлічних розрахунків, наведено відповідні приклади. Викладено загальні положення щодо складання деталювальних схем закритої зрошувальної мережі та специфікації фасонних частин та арматури.

Метою керування водним режимом грунту є отримання планового врожаю сільськогосподарських культур. Сучасні методи розрахунку зрошувальних систем та управління ними вимагають використання кількісних зв'язків між водним режимом грунту та врожайністю культур. Існують підходи по зв'язуванню врожайності із сумарним випаровуванням, коефіцієнтом вологозабезпеченості, опадами, кількістю днів, в які рослини відчують водний стрес. Найдосконалішими є динамічні моделі формування врожаю, в яких враховуються всі основні чинники життєдіяльності рослин. Вони інваріантні, але для їх практичного застосування необхідно визначати велику кількість недостатньо вивчених на даний час чинників зовнішнього середовища та фізіології рослин, що змінюються у часі за видами та сортами рослин. За фізіологічними властивостями розрізняють два типи культур. До першого типу належать культури, що мають яскраво виражені критичні періоди, наприклад, зернові, для яких недостатнє водопостачання під час цвітіння має необоротний згубний вплив на обсяг врожаю; до другого - культури, наприклад, трави, які можуть переносити підсушування грунту протягом невеликого періоду і після цього цілком відновлювати врожай за оптимального водоспоживання. В таких моделях кожна попередня фаза розвитку рослин впливає на зростання і розвиток у наступній фазі. В роботі застосовано інтелектуальні методи підтримки прийняття рішень в умовах багатокритеріальності в задачах оптимального керування вологозабезпеченістю сільськогосподарських культур. Даний підхід дозволяє економити водні та енергетичні ресурси при керуванні вологозабезпеченістю сільськогосподарських культур без втрат врожайності.

Метою керування водним режимом грунту є отримання планового врожаю сільськогосподарських культур. Сучасні методи розрахунку зрошувальних систем та управління ними вимагають використання кількісних зв'язків між водним режимом грунту та врожайністю культур. Існують підходи по зв'язуванню врожайності із сумарним випаровуванням, коефіцієнтом вологозабезпеченості, опадами, кількістю днів, в які рослини відчують водний стрес. Найдосконалішими є динамічні моделі формування врожаю, в яких враховуються всі основні чинники життєдіяльності рослин. Вони інваріантні, але для їх практичного застосування необхідно визначати велику кількість недостатньо вивчених на даний час чинників зовнішнього середовища та фізіології рослин, що змінюються у часі за видами та сортами рослин. За фізіологічними властивостями розрізняють два типи культур. До першого типу належать культури, що мають яскраво виражені критичні періоди, наприклад, зернові, для яких недостатнє водопостачання під час цвітіння має необоротний згубний вплив на обсяг врожаю; до другого - культури, наприклад, трави, які можуть переносити підсушування грунту протягом невеликого періоду і після цього цілком відновлювати врожай за оптимального водоспоживання. В таких моделях кожна попередня фаза розвитку рослин впливає на зростання і розвиток у наступній фазі. В роботі застосовано інтелектуальні методи підтримки прийняття рішень в умовах багатокритеріальності в задачах оптимального керування вологозабезпеченістю сільськогосподарських культур. Даний підхід дозволяє економити водні та енергетичні ресурси при керуванні вологозабезпеченістю сільськогосподарських культур без втрат врожайності.

Присвячено розгляду загальних принципів розрахунків режимів зрошення сільськогосподарських культур в різних природно-кліматичних умовах з використанням зарубіжного досвіду розвитку поливних режимів. Наведено інформацію про всі найбільш відомі методи розрахунків сумарного водоспоживання рослин і встановлення строків і норм поливів сільськогосподарських культур. Особливе місце відведено вибору метеорологічних даних року заданої забезпеченості та побудові графіків поливів.