Введение
1 Проблемы организации рационального водопользования на оросительных системах 17
1.1 Продуктивность возделывания сельскохозяйственных культур 17
1.2 Этапы развития водопользования 21
Выводы 26
2 Научные основы водопользования 28
2.1 Понятие о мелиоративной системе на основе методологии ландшафтного подхода 28
2.2 Мелиоративная система с позиций законов кибернетики 36
2.3 Функционально-структурный анализ развития мелиоративных систем на основе законов развития техники 44
2.4 Основные принципы конструктивных решений экологически сбалансированных мелиоративных систем 53
2.5 Модель мелиоративной системы с учётом экологических требований 56
2.6 Современная концепция эксплуатации мелиоративных систем на основе методологии ландшафтного подхода 57
2.6.1 Этапы реализации концепции 57
2.6.2 Основные научные направления исследований 59
Выводы 62
3 Программа и методика исследований 64
3.1 Рабочая гипотеза и цель исследований 64
3.2 Методика проведения исследований 65
3.3 Почвенно-климатические и технические характеристики объектов исследований 71
4 Экспериментальные исследования эффективности водопользования 81
4.1 Анализ процесса водопользования на оросительных системах 81
4.2 Экологическое состояние орошаемых земель 86
4.3 Технический уровень оросительных систем 94
4.4 Эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях 101
4.5 Экспериментальные исследования водного баланса по системе каналов объектов - представителей 104
4.5.1 Оросительные системы Ростовской области 105
4.5.2 Багаевско-Садковская оросительная система 113
4.5.2.1 Комплексный экспериментальный объект №1 119
4.5.2.2 Комплексный экспериментальный объект №2 120
4.5.3 Миусская оросительная система 123
4.5.3.1 Комплексный экспериментальный объект №3 123
4.6 Показатели эффективности водопользования 123
4.6.1 Классификация показателей 123
4.6.2 Методика расчёта оперативных и итоговых показателей эффективности водопользования 126
4.6.3 Интегральные показатели эффективности водопользования 131
4.7 Коллекторно-дренажный сток и качество оросительной воды 141
ВЫВОДЫ 144
5 Экспериментальные исследования влияния динамики водопотребления сельскохозяйственных культур на качество планирования и реализацию процесса водопользования 149
5.1 Структура водного баланса сельскохозяйственных культур 149
5.2 Динамика суммарного испарения и урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от изменения гидрометеорологических параметров и влажности почвы в расчётном слое 162
5.3 Методика определения элементов уравнения водного баланса орошаемого поля 169
Выводы 175
6 Информационные технологии планирования водопользования на оросительных системах 178
6.1 Совершенствование методов планирования и управления водопользованием 178
6.2 Планирование водопользования с использованием информационных технологий
6.2.1 Общий алгоритм функционирования программы 179
6.2.2 Алгоритм формирования и расчёта плана посева и
полива сельскохозяйственных культур 182
6.2.3 Компьютерная технология планирования водопользования 186
6.3 Техническая характеристика Миусской оросительной системы 191
6.4 Методические рекомендации по составлению планов водопользования на оросительных системах с использованием информационных технологий (инструкция пользователю) 194
6.4.1 Общие положения 194
6.4.1.1 Назначение и функции программы 194
6.4.1.2 Общий порядок работы 195
6.4.1.3 Главная экранная форма программы 196
6.4.2 Настройка программного комплекса на оросительную систему 199
6.4.2.1 Формирование списка районов 199
6.4.2.2 Формирование списка водопользователей оросительной системы 200
6.4.2.3 Формирование списка сельскохозяйственных культур 202
6.4.2.4 Ввод информации о гидротехнических сооружениях системы 203
6.4.3 Составление внутрихозяйственных календарных планов полива 205
6.4.3.1 Ввод данных о наличии и использовании орошаемых земель 205
6.4.3.2 Ввод информации о структуре посевных площадей 207
6.4.3.3 Формирование и расчёт внутрихозяйственных календарных планов полива 209
6.4.3.4 Комплектование поливов 210
6.4.4 Формирование выходных документов плана водопользования оросительной системы 213
6.4.4.1 Формирование сводного календарного плана полива 213
6.4.4.2 Формирование сводного плана посева и полива 214
6.4.4.3 Сводный календарный план полива физической площади (гектарополивов, водоподачи) 216
6.4.4.4 Календарный план забора воды 217
6.4.4.5 Сводные сведения водопотребления сельскохозяйственных культур 219
6.4.4.6 Оперативная корректировка и пересчёт плана водопользования 220
6.4.5 Подготовка отчётов о ходе проведения поливов 220
6.4.5.1 Сведения о ходе вегетационных поливов по сельскохозяйственным культурам 221
6.4.5.2 Сведения о ходе вегетационных поливов по группам сельскохозяйственных культур 223
6.4.5.3 Анализ использования оросительной воды 224
6.4.5.4 Информация о заборе оросительной воды и её использование 225
Выводы 226
7 Оперативное диспетчерское управление водораспределением на оросительных системах с использованием уравнений Сен-Венана 227
7.1 Управление водораспределением на оросительных системах 227
7.1.1 Анализ состояния диспетчерского управления 227
7.1.2 Требования к диспетчерскому управлению 228
7.1.3 Основные направления совершенствования диспетчерского управления 231
7.2 Оперативное диспетчерское управление водораспределением 234
7.2.1 Задачи оперативного диспетчерского управления 234
7.2.2 Анализ методов регулирования водоподачи 242
7.3 Математическое моделирование и исследование течений в Миусской оросительной системе на имитационной модели 246
7.3.1 Математическое моделирование течений в каналах 246
7.3.2 Исследования течений в каналах
7.3.2.1 Нестационарные течения 250
7.3.2.2 Стационарные течения 256
7.3.2.3 Расчёт объёмов воды на участках канала МР-2 263
7.3.3 Исследования метода теории подобия в задачах управления водораспределением 265
7.3.3.1 Расчёт критериев и чисел подобия при управлении водораспределением 265
7.4 Оперативное диспетчерское управление водораспределением 274
7.4.1 Определение времени перерегулирования в бьефах каналов 274
7.4.2 Установление рабочих уровней в оросительных каналах 280
7.4.3 Последовательность выполнения мероприятий по оперативному диспетчерскому управлению водораспределением
7.4.3.1 Общие положения 282
7.4.3.2 Порядок выполнения мероприятий 284
Выводы 290
8 Экономическая и энергетическая эффективность планирования и реализации технологий водопользования 294
8.1 Экономическая эффективность технологий водопользования 294
8.2 Энергетическая эффективность технологических процессов водопользования 297
Выводы 301
Заключение 303
Рекомендации 307
Список литературы
