Науково обгрунтовано й удосконалено технологію грунтового доочищення стічних вод меліоративними засобами внутрішньогрунтового зрошення сільськогосподарських культур. Встановлено, що найбільш перспективними є трубчасті системи зі зволожувачами, виготовленими з поліетиленових перфорованих труб. За результатами досліджень, проведених за лабораторних і польових умов, встановлено оптимальне співвідношення діаметра зволожувача, форми і розмірів водовипускних отворів і відстань між зволожувачами. Вивчено закономірності зміни втрат напору за довжиною зволожувача, визначено необхідний ухил їх закладення для забезпечення рівномірності зволоження грунту, як передумови одержання високої врожайності сільськогосподарських культур та якості грунтового доочищення стічних вод. Удосконалено методику гідравлічного розрахунку зволожувача. Розроблено конструкцію модульної ділянки внутрішньогрунтового зрошення стічними водами. Досліджено умови роботи і встановлено раціональні технологічні параметри біофільтра з плаваючим фільтрувальним завантаженням для попередньої підготовки стічних вод перед подачею до систем внутрішньогрунтового зрошення. Наведено результати хімічних та санітарно-гігієнічних досліджень стічних вод і грунтів на зрошуваних ділянках.

Проведено аналіз конструкцій і параметрів існуючих фільтрів для очищення води в системах краплинного зрошення, багатофункціональних систем зрошення, а також у системах підкронового зрошення. Визначено перспективність використання дискових водоочисних фільтрів, які виготовляються за кордоном. Викладено результати досліджень розробленої математичної моделі процесу фільтрації води в дисковому фільтрі, яка дає змогу розраховувати та проектувати різні типи дискових фільтрів з необхідними техніко-технологічними параметрами. Наведено конструкцію розробленого фільтра ФД-5, проведено його дослідження та визначено основні параметри, які відповідають нормативним вимогам для систем багатофункціонального зрошення.

Обгрунтовано створення конструкції гідротехнічної системи поверхневого обігріву грунту з гнучких оболонок-рукавів у формі трубопроводів, що розташовані у міжряддях рослин, а також формування з них блок-секцій у вигляді окремих ділянок грунту під тунельними укриттями. Вперше встановлено основні гідравлічні характеристики та параметри одиночних гнучких тонкостінних оболонок-рукавів у формі трубопроводів за використання їх як транспортувальних елементів теплої води на поверхні грунту та блок-секцій з декількох оболонок-рукавів. Встановлено вплив мікрорельєфу поверхні грунту на їх зміну й особливості розподілу води в блок-секції. Набули подальшого розвитку закономірності формування теплового та водного режимів грунту, що обігрівається, емпіричні залежності між температурами грунту, повітря та теплоносія за використання оболонок-рукавів у формі трубопроводів. Вперше на основі рівнянь теплового балансу та гідродинаміки сформульовано математичну модель стаціонарного теплообміну для блок-секції гідротехнічної системи поверхневого обігріву грунту з оболонками-рукавами у формі трубопроводів та за додаткового захисту грунту тунельними укриттями, одержано її числові розв'язки.

Аналіз тенденції розвитку елементів систем краплинного зрошення показав, що краплинні водовипуски розвивалися в напрямку удосконалення конструкції водовипусків систем їх технічного обслуговування і покращання якості поливної води. Запропоновано класифікацію причин відмов в краплинному зрошенні, класифікацію пошкоджень елементів систем краплинного зрошення. На основі аналітичних, гідравлічних, лабораторних та натурних досліджень, встановлено функції надійності, розроблено метод їх розрахунку. З метою підвищення надійності систем краплинного зрошення запропоновано нові конструкції краплинних водовипусків, обгрунтовано їх економічну доцільність. Для оцінки економічної ефективності надійності об'єктів систем краплинного зрошення за збільшення вартості об'єкта використовували показник оцінки терміну окупності додаткових капіталовкладень Тд, який обумовлений підвищенням надійності, а також коефіцієнт порівняльної економічної ефективності Ен.

На основі результатів експериментальних досліджень та комп'ютерного моделювання встановлені закономірності формування зон зволоження при мікрозрошенні та отриманні залежності глибини діаметра зони зволоження від об'єму водоподачі. Вказані залежності дають змогу визначити для різних типів грунтів глибину та діаметр зони зволоження при відомому значенні об'єму водоподачі та початкової їх вологості, і навпаки, величину поливної норми за відомими вказаними показниками.

Розглянуто сучасний стан та основні проблеми зрошення в Україні. Висвітлено грунтово-кліматичні умови України. Охарактеризовано біологічні особливості сільськогосподарських культур та їх вимоги до основних факторів природного середовища. Подано інформацію про технологію будівництва систем краплинного зрошення.

Наведено теоретичне узагальнення і нове рішення науково-практичного завдання щодо удосконалення технології експлуатації поливної мережі систем краплинного зрошення (СКЗ). Досліджено витратно-напірні характеристики краплинних водовипусків в процесі експлуатації, проаналізовано основні причини та динаміку забруднення поливної мережі, формування зон самопромивної здатності потоку води в поливному трубопроводі, та обгрунтовано основні технологічні параметри поливної мережі. Обгрунтовано параметри поливної мережі СКЗ в режимі промивання, розглянуто основні заходи підтримання працездатності поливної мережі на проектному рівні. Обгрунтовано та запропоновано вдосконалену конструкцію поливного трубопроводу поливної мережі СКЗ, за рахунок чого підвищиться її працездатність. Удосконалено методику розрахунку гідравлічного промивання поливної мережі СКЗ. Набули подальшого розвитку дослідження параметрів поливної мережі в режимі промивання хімічними реагентами. З’ясовано закономірності впливу різних екологічно безпечних норм кислот, які вносяться для промивання поливної мережі СКЗ, на нейтралізацію лужності природної води та зміну її хімічного складу. Встановлено економічний ефект від застосування запропонованої конструкції поливних трубопроводів. Використання трубопроводів такого типу мінімізує експлуатаційні витрати та скорочує навантаження на експлуатаційний персонал.

Одержано теоретичну формулу для визначення втрати напору в поливному трубопроводі, які враховує нелінійний закон зміни середньої швидкості потоку за довжиною поливного трубопроводу.

Вирішено питання управління якістю води в системах краплинного зрошення (CK3) на основі удосконалення технології, технологічних схем підготовки води, технічних засобів і конструкцій цих систем. Вперше за результатами багаторічних польових досліджень на діючих типових сезонних i стаціонарних CK3 визначено, що працездатність таких систем різних конструкцій функціонально залежить від показників якості води за технічними критеріями, а також наявності процесу формування стійких комплексів завислих частинок органічного походження (гідробіонтів і детриту) безпосередньо в поливній мережі системи, які запропоновано класифікувати в якості біологічної загрози CK3. Удосконалено методику прогнозного оцінювання відхилень витратних характеристик краплинних водовипусків (далі - КВ) від вмісту заліза та завислих частинок органічного походження, що дозволяе передбачити ймовірність зниження експлуатаційної надійності CK3. Встановлено, що розміри водного каналу КВ істотно впливають на вимоги до якості поливної води за технічними критеріями. Обґрунтовано величину вмісту завислих частинок органічного походження у якості спеціального критерію для підбору конструкцій КВ за розмірами водного каналу. Акцентовано увагу на можливості використання ефекту імпульсної водоподачі для зниження вимог КВ до якості поливної води. Розроблено КВ імпульсної дії. Доведено, що управління якістю води в CK3 має здійснюватися на основі комплексного поеднання удосконалення технологій, технологічних схем i технічних засобів підготовки води. Запропоновано алгоритм вибору, за яким удосконалено технологічні схеми водопідготовки з поверхневих i підземних водних джерел залежно від вмісту у воді завислих частинок органічного походження і конструкції CK3, застосування яких підвищуе ïx експлуатаційну надійність.

У монографії наведено теоретичне узагальнення та результати експериментальних досліджень Інституту водних проблем і меліорації НААН, а також передовий досвід агрогосподарств у частині впровадження технологій краплинного зрошення з метою отримання високих урожаїв овочевих і баштанних культур, картоплі, кукурудзи, сої, буряка цукрового у зоні Степу України. Наведено історію та проаналізовано сучасний стан розвитку краплинного зрошення сільськогосподарських культур, наведено класифікацію систем краплинного зрошення. Для умов краплинного способу зрошення рекомендовано режими зрошення, а також наведено результати досліджень щодо методів діагностування строків поливу, особливостей формування зон зволоження грунтів, розраховано економічну та біоенергетичну ефективність застосування краплинного зрошення.