Анотація до роботи:

Клімов Сергій Васильович. Обґрунтування параметрів дренажно-екранних модулів осушувальних систем. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 06.01.02–сільськогосподарські меліорації (технічні науки), Рівне, 2006 р.

Дисертацію присвячено питанням проектування огороджувальної мережі гідромеліоративних систем (ГМС) в зоні надмірного зволоження у вигляді дренажно-екранних модулів (ДЕМ), які складаються з дрени та вкладеного біля неї протифільтраційного екрана (ПФЕ). В дисертації розроблено нову методику розрахунку параметрів фільтраційного потоку до ДЕМ з прилеглих до ГМС територій з врахуванням глибини вкладання ПФЕ, відстані від ПФЕ до дрени, положення рівнів ґрунтових вод (РГВ), гідравлічного навантаження на дрену та впливу водоупору. Математичне моделювання та експериментальні дослідження в лабораторних і польових умовах дії ДЕМ підтвердили ефективність їх використання для обмеження взаємного впливу ГМС і прилеглих територій.

Розроблена технологія та механізм для будівництва ДЕМ. Розроблена математична модель процесу розмотування плівки при вкладанні ПФЕ, на основі якої виготовлено механізм вкладання ПФЕ.

1. У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі удосконалення конструкції ГМС в зоні осушення виконанням огороджувальної мережі у вигляді дренажно-екранних модулів, чим мінімізується взаємний вплив ґрунтових вод ГМС і прилеглих територій за рахунок створення підпору екрануванням і перерозподілу зон впливу дрени, що також призведе до збільшення площ під сільськогосподарські угіддя та економії витрат на будівництво й експлуатацію. Виконання постановки крайових задач фільтрації води в зоні дії дренажно-екранного модуля дозволило отримати необхідні математичні залежності для обґрунтування параметрів ДЕМ з врахуванням геометричних параметрів модуля, гідравлічного навантаження на дрену та гідрогеологічних факторів місцевості.

2. Встановлено вплив на ефективність зниження напору ПФЕ та стоку з боку прилеглих територій і ГМС параметрів ДЕМ: відстані від ПФЕ до дрени, глибини вкладання ПФЕ, а також гідрогеологічних умов: положення РГВ і водоупору. Отримані математичні моделі адекватно описують реальні фільтраційні процеси, на що вказують значення похибок (b₁=f(b_n) дmax=4,1%).

3. Спад напорів на ПФЕ збільшується при наближенні його нижнього краю до водоупору і є максимальним при заглибленні екрану в водоупор. У цьому випадку РГВ ГМС і довкілля взаємно незалежні. При вкладанні верхнього краю екрана вище дрени більш як на 0,1 м при близькому розміщенні ПФЕ до дрени його ефективність мінімальна. Найбільш ефективним вважається розміщення ПФЕ на відстані 0,25 м від дрени.

4. Польові дослідження показують, що ДЕМ забезпечує регулювання РГВ на меліорованій ділянці у відповідності до потреб сільськогосподарського виробництва: більш інтенсивно відводить паводкові води в порівнянні зі звичайним дренажем, що дозволяє провести польові роботи на 2-4 доби раніше, при цьому РГВ прилеглої до дослідної ділянки території знаходиться вище, ніж на самій ділянці на 0,15...0,25 м, що свідчить про зменшення їх взаємного впливу.

5. При оцінці водонепроникності екрана через 3 роки експлуатації пошкоджуваність плівкового екрану склала П = 4,31710^-6 % від площі ПФЕ, що менше норми.

6. Будівництво ДЕМ проводиться шляхом вкладання ПФЕ в одному технологічному процесі з вкладанням дренажних трубок модернізованим дреноукладачем.

7. Економічна ефективність при застосуванні ДЕМ як огороджувальної мережі досягається за рахунок зменшення витрат на будівництво (в середньому від 266 до 759 грн./га) та експлуатацію, збільшення площ с.-г. використання (коефіцієнт земельного використання зростає на 0,19...0,51%) та зменшення витрат на відшкодування збитків від впливу ГМС на прилеглі території в порівнянні з каналами.

8. ДЕМ також можуть бути використані для захисту територій при меліорації заплав, на заміну берегової дрени, а також для створення відновлюваних торфових родовищ, де ДЕМ можуть забезпечити створення на одному торфовому родовищі декількох ділянок з можливістю незалежного регулювання на них РГВ.

Публікації автора:

1. Клімов С.В. Оптимізація процесу влаштування вертикального антифільтраційного екрану з плівки // Вісник РДТУ. Зб. наук. пр. Вип. 1(3).–Рівне.-2000.-С.43-49.

2. Ткачук М.М., Сапсай Г.І., Клімов С.В., Ревчук Н.А. Спосіб регулювання водного режиму ґрунтів на гідромеліоративних системах // Вісник РДТУ. Водне господарство: економіка, екологія, менеджмент. Зб. наук. пр. Вип. 4(6).–Рівне.-2000.- С.94-100. (Автору належить аналіз впливу напорів на ПФЕ на стік з дрени, аналіз впливу динамічних параметрів розмотування плівки на якість її вкладання).

3. Ткачук М.М., Клімов С.В. Методика розрахунку параметрів дренажних модулів при проектуванні гідромеліоративних систем в гумідній зоні // Вісник РДТУ. Зб. наук. пр. Вип. 3 (16). – Рівне. – 2002. - С.89-99. (Автором розроблена програма та проведені розрахунки міждренних відстаней дренажних модулів, участь у аналізі результатів).

4. Ткачук М.М., Клімов С.В., Біндюк М.І. Технологія будівництва дренажно-екранних модулів // Вісник РДТУ. Зб. наук. пр. Вип. 2(4).- Рівне. - 2000.- С.76-81.(Автором виконано аналіз факторів при визначенні товщини плівки протифільтраційного екрану, розробка технології будівництва дренажно-екранного модуля).

5. Ткачук М.М., Клімов С.В.Технологія будівництва антифільтраційних екранів. //Вісник РДТУ. Зб. наук. пр. Вип. 1(8). – Рівне.- 2001.- С.57-62. (Автором проведено аналіз застосування поліетиленової плівки для протифільтраційного екрану та існуючих технологій його будівництва. Розробка схеми вкладання екрану з котушки).

6. Клімов С. В. Механізм регулювання натягу плівки // Вісник РДТУ. Зб. наук. пр. Вип.5(12). – Рівне. - 2001.- С.200-205.

7. Ткачук М.М., Клімов С.В. Дренажна екранно-модульна система // Вісник РДТУ. Зб. наук. пр. Вип. 5 (18). – Рівне. – 2002. - С.144-150. (Автором сформульовано принцип дії дренажної екранно-модульної системи, приймав участь у визначенні економічної ефективності застосування дренажно-екранних модулів).

8. Клімов С.В. Дослідження сумісної роботи дрени і протифільтраційного екрану // Меліорація і водне господарство. Вип.92 – Київ. -2005.-С.245-252.

9. Ткачук М.М., Клімов С.В. Гідрогеологічне обґрунтування зон впливу меліоративних систем в зоні осушення при їх проектуванні із застосуванням дренажно-екранних модулів // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво. Зб. наук. пр. Вип. 30. – Рівне. – 2005. - С.32-37. (Автором розроблена математична модель сумарного дренажного стоку для випадку близько розташованого водоупору).

10. Деклараційний патент на винахід 58819 А, МКИ Е 02 В 11/00. Дренажна екранно-модульна система / Ткачук М.М., Ткачук Р.М., Клімов С.В. №2002118728 Заявлено 04.11.2002; Видано 15.08.2003, Бюл. №8. – 2 с. (Автором проаналізована дія систем – аналогів, проведене порівняння з прототипом, участь у формулюванні формули винаходу).

11. Деклараційний патент на корисну модель 5329 МКИ Е 02 В 11/00. Дренажно – екранний модуль / Кожушко Л.Ф., Ткачук М.М., Ткачук Р.М., Клімов С.В. №2004010255 Заявлено 13.01.2004; Видано 15.03.2005, Бюл. № 3. – 2 с. (Автором проведене порівняння з аналогом та прототипом, сформульовано принцип дії додаткової частини екрана та формули винаходу).

12. Патент на винахід 57316 А, МКИ Е 02 В 3/16. Пристрій для влаштування антифільтраційного екрана дренажно-екранного модуля / Клімов С.В. №2002086430 Заявлено 01.08.2002; Видано 16.05.2005, Бюл. №5. – 3 с.