Науковий вісник НГУ

Перспективні методи визначення втрат води зі зрошувальних систем для забезпечення продовольчої та водної безпеки України

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №2 2023

Останнє оновлення: 03 травня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2142

Authors:

Г.Гапіч*, orcid.org/0000-0001-5617-3566, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна

О.Орлінська, orcid.org/0000-0003-3202-7577, Технічний університет «Метінвест політехніка», м. Запоріжжя, Україна

Д.Пікареня, orcid.org/0000-0003-1405-7801, Технічний університет «Метінвест політехніка», м. Запоріжжя, Україна

І.Чушкіна, orcid.org/0000-0003-1251-6664, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

А.Павличенко, orcid.org/0000-0003-4652-9180, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

Х.Рубік, orcid.org/0000-0002-7498-4140, Чеський університет природничих наук, м. Прага, Чеська Республіка

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (2): 154 - 160

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-2/154

Abstract:

Мета. Розробка комплексної системи технічної діагностики ґрунтових гідротехнічних споруд зрошувальних систем для оперативного визначення порушених ділянок, зменшення непродуктивних втрат води й забезпечення еколого-економічної ефективності водогосподарського комплексу країни в контексті водної та продовольчої безпеки.

Методика. Результат представленого наукового дослідження досягається шляхом комплексного застосування геофізичних методів природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) і вертикального електричного зондування (ВЕЗ). Це дозволяє визначити якісні показники й параметри порушених ділянок конструкції гідротехнічних споруд і шляхи фільтрації води. Застосовані математичні методи визначення кількісних параметрів фільтраційних втрат. Виконані аналітичні й техніко-економічні порівняння деяких найбільш застосованих методів із запропонованим у дослідженні комплексом.

Результати. За натурними дослідженнями та аналітичними розрахунками встановлено, що, залежно від проектних параметрів регулюючих басейнів і режимів їх експлуатації, втрати води становлять від 50 до 60 м³/місяць на 1 м довжини споруди. У деяких випадках загальні фільтраційні втрати за місяць можуть досягати 100 м³ на 1 м довжини. У грошовому еквіваленті за середньої вартості води 0,12 євро/м³ втрати води в одному типовому регулюючому басейні умовним розміром 100 × 100 м становлять 2,5 тис. євро/місяць (12,5 тис. євро/сезон).

Наукова новизна. Науково обґрунтована можливість застосування комплексу геофізичних методів для діагностики технічного стану ґрунтових дамб регулюючих сільськогосподарських басейнів. Даний комплекс має високу інформативність і дозволяє оперативно встановлювати ділянки підвищеної фільтрації в конструкції гідротехнічної споруди. За проведеним порівнянням існуючих моделей оцінки фільтраційних втрат води з регулюючих басейнів зрошувальних систем обґрунтовані параметри розрахункових показників, що забезпечують вищу достовірність результатів.

Практична значимість. Точкове визначення ділянок фільтраційних втрат води дозволяє зосередити ремонтно-відновлювальні роботи на найбільш порушених ділянках, що значно скорочує час і витрати, а також підвищує загальний рівень ефективності експлуатації зрошувальної системи.

Ключові слова: водні ресурси, втрати води, регулюючий басейн, зрошувальні системи, комплекс геофізичних методів

References.

1. Angelakιs, A. N., Zaccaria, D., Krasilnikoff, J., Salgot, M., Baz­za, M., Roccaro, P., …, & Fereres, E. (2020). Irrigation of World Agricultural Lands: Evolution through the millennia. Water, 12(5), 1285. https://doi.org/10.3390/w12051285.

2. Vozhegova, R. A., Goloborodko, S. P., Granovska, L. M., & Sakhno, G. V. (2013). Irrigation in Ukraine: realities of today and prospects of revival. Irrigation agriculture, 3-12.

3. Romashchenko, M. I., Baliuk, S. A., Verhunov, V. A., Vozheho­va, R. A., Zhovtonoh, O. I., Rokochynskyi, A. M., Tarariko, Yu. O., & Truskavetskyi, R. S. (2021). Sustainable development of land reclamation in Ukraine under conditions of climate change. Agrarian Innovations, (3), 59-64. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2020.3.10.

4. Ministry of Ecology and Natural Resources of Ukraine (2018). Strategy of Irrigation and Drainage in Ukraine until 2030. Retrieved from https://menr.gov.ua/news/32835.html.

5. Erpicum, S., Crookston, B. M., Bombardelli, F., Bung, D. B., Fel­der, S., Mulligan, S., Oertel, M., & Palermo, M. (2020). Hydraulic Structures Engineering: An evolving science in a changing world. WIREs Water, 8(2). https://doi.org/10.1002/wat2.1505.

6. Camarero, P. L., & Moreira, C. A. (2017). Geophysical investigation of earth dam using the electrical tomography resistivity technique. REM – International Engineering Journal, 70(1), 47-52. https://doi.org/10.1590/0370-44672016700099.

7. Guireli Netto, L., Malagutti Filho, W., & Gandolfo, O. C. (2020). Detection of seepage paths in small earth dams using the self-potential method (SP). REM – International Engineering Journal, 73(3), 303-310. https://doi.org/10.1590/0370-44672018730168.

8. Makovetsky, B. I., Sankov, P. M., Papirnyk, R. B., Tkach, N. O., & Trifonov, I. V. (2021). Management of the technical condition of hydraulic structures. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1021(1), 012022. https://doi.org/10.1088/1757-899x/1021/1/012022.

9. Orlinska, O., Pikarenia, D., Chushkina, I., Maksymova, N., Нa­pich, H., Rudakov, L., Roubík, H., & Rudakov, D. (2022). Features of water seepage from the retention basins of irrigation systems with different geological structures. Industrial, Mechanical and Electrical Engineering. https://doi.org/10.1063/5.0109330.

10. Litvinenko, P. E., & Kovalenko, O. V. (2009). Electrometric methods for determining the places of filtration losses on hydraulic structures of reclamation systems. Land reclamation and water management, 209-220.

11. Revil André, & Jardani, A. (2017). The self-potential method: Theory and applications in Environmental Geosciences. Cambridge University Press.

12. Adamenko, Y. S., Arkhypova, L. M., & Mandryk, O. M. (2017). Territorial normative of quality of hydroecosystems of protected territories. Hydrobiological journal, 53(2), 50-58. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v53.i2.50.

13. Hapich, H., Pikarenia, D., Orlinska, O., Kovalenko, V., Rudakov, L., Chushkina, I., …, & Katsevych, V. (2022). Improving the system of technical diagnostics and environmentally safe operation of soil hydraulic structures on small rivers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(10(116)), 18-29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255167.

14. Hao, G., & Wang, H. (2012). Study on Signals Sources of Earth’s Natural Pulse Electromagnetic Fields. Communications in Computer and Information Science, 316. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-34289-9_72.

15. Chushkina, I., Rudakov, D., Orlinskaya, O., Hapich, H., Maksimova, N., & Rudakov, L. (2020). Comparative evaluation and improvement of calculation of filtration losses of water from regulat-ing pools of irrigation systems. Problems of Water supply, Sewerage and Hydraulic, (34), 37-43. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2020.34.37-43.

16. Chikabvumbwa, S. R., Sibale, D., Marne, R., Chisale, S. W., & Chisanu, L. (2021). Geophysical investigation of dambo groundwater reserves as sustainable irrigation water sources: Case of Linthipe Sub-basin. Heliyon, 7(11). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e08346.

17. Kashtan, V., Hnatushenko, V., & Zhir, S. (2021). Information Technology Analysis of Satellite Data for Land Irrigation Monitoring. International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo), 1-4. https://doi.org/10.1109/UkrMiCo52950.2021.9716592.

18. Adamo, N., Al-Ansari, N., Sissakian, V., Laue, J., & Knutsson, S. (2020). Geophysical methods and their applications in Dam Safety Monitoring. Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering, 291-345. https://doi.org/10.47260/jesge/1118.

19. Chinedu, A. D., & Ogah, A. J. (2013). Electrical resistivity imaging of suspected seepage channels in an earthen dam in Zaria, north-western Nigeria. Open Journal of Applied Sciences, 03(01), 145-154. https://doi.org/10.4236/ojapps.2013.31020.

20. Ociepa, E., Mrowiec, M., & Deska, I. (2019). Analysis of water losses and assessment of initiatives aimed at their reduction in selected Water Supply Systems. Water, 11(5), 1037. https://doi.org/10.3390/w11051037.

• < Попередня
• Наступна >