Цель исследования – подбор сорбционных материалов для очистки дренажно-сбросной воды с Сарпинской оросительно-обводнительной системы. Республика Калмыкия является одним из самых засушливых регионов России. Дефицит водных ресурсов наблюдается практически на всей территории республики, поэтому существующие площади орошения используются частично. За последние десятилетия площади посевов, валовые сборы и урожайность риса в Калмыкии значительно снизились. Анализ современной экологической обстановки на рисовых оросительных системах степной части Сарпинской низменности показывает, что из общей площади орошаемых земель (8031 га) 43% (3459 га) находится в удовлетворительном мелиоративном состоянии, а 57% (4572 га) – в неудовлетворительном состоянии по причинам вторичного засоления и осолонцевания. Для улучшения эколого-мелиоративного состояния и дальнейшего успешного развития рисоводства в республике необходима разработка технических решений по очистке и обессоливанию дренажносбросных вод с целью последующего их использования в орошении. Для подбора природных минеральных сорбентов были проведены лабораторные исследования по изучению статической и динамической емкости сорбентов, разработан наиболее подходящий для сбросной воды комплекс материалов. Проведена апробация смесей сорбентов в натурных условиях. Сорбционные материалы подбирались исходя из результатов химического анализа профильтрованной воды, учитывался также механизм сорбции. Очистка дренажно-сбросной воды позволит использовать эту воду повторно, благодаря чему экономятся водные ресурсы.

Рассмотрены современное состояние мелиорации сельскохозяйственных земель в Республике Саха (Якутия), ее роль в сельскохозяйственном производстве с учетом влияния происходящих изменений климата на гидромелиоративные объекты. Установлено, что в настоящее время в сфере государственного управления в области мелиорации в республике находятся системы лиманного орошения, осушительные системы и объекты сельскохозяйственного водоснабжения, а также групповые водоводы для водообеспечения сельских населенных пунктов и обводнения сельскохозяйственных угодий. Орошением культур на открытом грунте, кормовых культур дождевальными оросительными установками занимаются хозяйствующие субъекты. Приведенные факты основных разрушений гидромелиоративных объектов за последние 15 лет показывают отрицательное влияние изменения климата на состояние сооружений. Несмотря на зону рискованного земледелия, суровые природно-климатические условия, проведенные расчеты показывают, что строительство и эксплуатация мелиоративных систем, объектов сельскохозяйственного водоснабжения и групповых водоводов в условиях Якутии имеют социально-экономический эффект. Но учитывая техническое состояние гидротехнических сооружений, объем выделяемых финансовых средств на реконструкцию, ремонтные и эксплуатационные мероприятия, необходимо констатировать, что в настоящее время водообеспечение сельских территорий в целом по республике, особенно с учетом отрицательного воздействия изменения климата, находится в критическом состоянии. «Децентрализация» государственных полномочий за водообеспечение территорий, сельскохозяйственных и других угодий приводит к снижению качества принимаемых решений и мероприятий, разбросанности финансовых средств. Для эффективного проведения единой государственной политики, рационального распределения и использования финансовых ресурсов необходимо создание единого государственного органа в области водных отношений и мелиорации.

Предметом исследований является исследование закономерности изменения элементов водного баланса зоны аэрации и корнеобитаемого слоя, по сохранению плодородия дерново-подзолистых почв Среднерусской провинции Нечерноземной зоны России, а также получение оптимально высоких урожаев столовой моркови. Объектом исследований элементов водного баланса зоны аэрации и корнеобитаемого слоя являются дерново-подзолистые почвы и почвенная влага водораздельных территорий, связанные с выращиванием столовой моркови. В основу теоретических и методологических исследований положены фундаментальные труды российских и зарубежных ученых по определению режима орошения растений. Научные эксперименты включали в себя полевые, лизиметрические и лабораторные опыты, которые исследовались в различные по климатическим условиям годы. В полевых и лизиметрических опытах, при обработке и анализе материалов научных исследований были применены метод водного баланса, теория движения подземных вод, математическое и физическое моделирование, математическая статистика. Исследования, проведенные в лизиметрах и на экспериментальном участке в 2011-2013 гг., явились основой выявления закономерности в изменении элементов водного баланса зоны аэрации и корнеобитаемого слоя при поливе столовой моркови на дерново-подзолистых почвах. Заявленная тема статьи разрабатывалась на основании методики, полученной и сформулированной на кафедре сельскохозяйственных мелиораций, лесоводства и землеустройства РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Выявлена связь между влажностью дерново-подзолистой почвы и оросительными нормами столовой моркови. Плотность связи между исследуемыми величинами равна 0,982±0,067. Установлена закономерность изменения водопотребления столовой моркови от влажности дерново – подзолистой почв при поливе. Плотность связи между исследуемыми величинами равна 0,984±0,055.

Цель работы – исследование технологических параметров разработанного капельного водовыпуска для повышения эффективности систем капельного орошения. Исследования по определению основных конструктивных параметров усовершенствованного капельного водовыпуска проводились в лабораторных условиях. Для определения нормального гидравлического режима работы системы капельного орошения использовались методики гидравлического расчета О.Е. Ясониди. При проведении исследований определялись технические и гидравлические характеристики капельного водовыпуска, а также равномерность распределения воды в системе капельного орошения. Длина поливного трубопровода составляла: L = 60,0 м. Исследование изменения расхода капельного водовыпуска проводилось за счет регулирования напора (давления) на входе (от 5,0 до 15,0 м). Для расчета использовались трубы диаметрами 0,012; 0,016; 0,020; 0,025 м. На основании расчетных и опытных результатов исследований нормальный гидравлический режим работы системы обеспечивается при диаметре поливного трубопровода 0,025 м. При этом для равномерности распределения расхода напор (давление) на входе составляет 10 м, а расход – 18,79 л/ч; потери напора по длине – от 0,0067 до 0,479 м; протяженность поливного трубопровода ограничена до 50,0 м.

Цель исследования – поиск оптимального решения для предотвращения стока поверхностных вод с территории различных источников загрязнения и защиты почвы от эрозии. Существует достаточно большое количество способов и средств решения вышеизложенной проблемы. Однако все существующие решения имеют свои особенности и недостатки в виде сложных конструктивных решений, ограниченного объема приема поверхностного стока, фильтрации удерживаемых загрязненных сточных вод в почву и грунтовые воды, особенно на почвах легкого механического состава, на грунтах с высоким залеганием грунтовых вод, потерь воды, стекающей с водосборной площади выше траншей. Кроме того, на коротких склонах отсутствует возможность создавать траншеи вверх по склону при продвижении к источнику загрязнения, лесные насаждения, высаженные по пути стока загрязненных вод, погибают. Предложен способ предупреждения поступления поверхностных вод с территории площадных и точечных источников загрязнения, включающий в себя создание траншеи поперек направления стекания сточных вод. Поперек направления поступления поверхностных вод, в нижней части склона перпендикулярно упомянутой траншее строят водоотводящие траншеи с ненулевым уклоном для отвода отфильтрованной жидкой фракции потоков стока и строят пруд-накопитель, связанный с ними. На дно и стенки траншей укладывают два слоя материала, из которых верхний – фильтрующий, нижний – водонепроницаемый. Между ними насыпают щебень для дренажного эффекта, а ниже траншеи закладывают лесную полосу, усиленную валом по нижней опушке. Предложенный способ позволяет экономить воду, защищает почвы, грунтовые и поверхностные воды от загрязнения, улучшает условия для роста лесных насаждений и является экономичным.

Целью исследования является изучение аспектов управления гидротермическим режимом агроценоза риса. Выполнена оценка температурного режима, а именно накопленной посевом риса температуры, суммарного показателя температурной функции «Морфогенез» и доли солнечных дней за период с 2010 по 2020 гг. по данным метеостанции Краснодар/Круглик. В ходе анализа выявлены закономерности величины урожайности от температурного фактора в разные фазы роста и развития риса, выращиваемого в климатических условиях Нижней Кубани. Так, для фазы «прорастание, всходы, кущение» с ростом суммы высоких температур растет урожайность; для выхода в трубку и фазы выметывания-созревания происходит нарастание урожайности при снижении суммы накопленных высоких температур и повышении суммы умеренных температур воздуха.

По разработанной методике оценки естественной влагообеспеченности типов местоположений пахотопригодных земель бассейна Саны и рекомендуемым значениям коэффициентов стока проведены расчеты ресурсов влаги по 54 водосборам для 5-, 25-, 50- и 75%-ной обеспеченности значений годовых осадков и для среднегодовой величины осадков. Расчеты показали, что использование местного поверхностного стока путем перехвата террасами позволяет формировать ресурсы влаги в диапазоне 0,9-1,8 величины осадков. Ввиду того, что продуктивность богарного земледелия в основном определяется площадью пашни с полусухими и весьма засушливыми условиями, которая занимает 52% пахотопригодных богарных земель, имеется возможность увеличения объема производства зерна на территории бассейна Саны за счет интенсификации богарного земледелия.

Представлена разработка методики численного моделирования и расчета железобетонных конструкций эксплуатируемых ГТС, усиленных предварительно напряженной базальтокомпозитной арматурой, в том числе на основе данных экспериментальных исследований, выполненных в филиале АО «Институт Гидропроект»-«НИИЭС». Расчетные исследования проводились на основе пространственных конечно-элементных моделей в рамках программного комплекса «ANSYS». При разработке моделей использовались результаты экспериментальных и теоретических исследований гидротехнических железобетонных конструкций, в которых предварительно напряженная базальтокомпозитная арматура размещается как в растянутой, так и в сжатой зонах конструкций.

Для оценки сходимости и устойчивости методов по прогнозу остаточного ресурса напорных гидротехнических сооружений от общего действия удара и газодинамических воздействий было проведено сравнение аналитического и численного решений посредством применения их к смешанной краевой задаче, содержащей начальные и граничные условия. В статье рассмотрена задача о неэксплуатационном нагружении напорного гидротехнического сооружения с заданным профилем. Для оценки сходимости и устойчивости разработанного численного метода решения задачи о пространственном движении напорного гидротехнического сооружения с учетом взаимодействия с его основанием проведено сравнение аналитического и численного решений задачи о нагружении напорного гидротехнического сооружения с известным поперечным сечением, рассмотрено численное решение задачи о динамическом нагружении абсолютно жесткого 6-гранного штампа, моделирующего эксперимент по динамическому нагружению абсолютно жесткого круглого штампа, проведено сравнение результатов, полученных по независимым методикам расчета, с имеющимися экспериментальными данными.

В западной части плотины Сардобинского водохранилища (Республика Узбекистан) 1 мая 2020 г. произошел прорыв водоподпорной грунтовой плотины, повлекший за собой затопление сельскохозяйственных угодий, а также объектов транспортной инфраструктуры в трех районах страны. В результате аварии пострадал ряд населенных пунктов Узбекистана, трансграничной зоны и приграничных районов Республики Казахстан. Экспертная оценка причин аварии гидротехнического сооружения выполнена с использованием качественных методов, применяющихся, как правило, в условиях дефицита информации о гидротехническом сооружении, нагрузках и воздействиях на него. Сформулированы возможные причины возникновения аварийной ситуации в районе пикета ПК 60 грунтовой плотины Сардобинского водохранилища 1 мая 2020 г. На сооружении реализовался сценарий возникновения и развития аварии, приведший к чрезвычайной ситуации. Произошло локальное разрушение участка земляной плотины вследствие потери статической устойчивости сооружения и фильтрационной прочности грунтов тела и основания плотины. Это привело к переливу в зоне локального понижения гребня на разрушенном участке плотины при нормальном подпорном уровне воды, а далее – к дополнительному размыву разрушенного участка сооружения с образованием прорана и затоплением территории в нижнем бьефе. Поскольку последствия произошедшей аварии по указанному сценарию классифицируются как «территориальная чрезвычайная ситуация», наиболее существенным стал именно риск разрушения участка грунтовой плотины.

Представленные результаты исследований свидетельствуют о том, что развитие технологии укладки монолитного бетона при различных температурно-влажностных условиях внешней среды связано с ускорением процесса твердения свежеуложенного бетона и приобретения им необходимой прочности до достижения опасных величин влагопотерь и замораживания. Только в этом случае может быть обеспечено получение качественного материала с высокими потенциально возможными свойствами. Исследования проводились в изотермических условиях при разных температурах. Полученные данные позволяют произвести расчет температурных полей бетона, возникающих за счет экзотермии цемента в нестационарных режимах. Облицовка канала рассматривается как неограниченная в горизонтальном направлении изотропная плита, лежащая на сплошном грунтовом основании. При решении задачи приняты следующие предпосылки: температурный режим в облицовке и подстилающем слое грунта меняется по затухающей гармонической функции; на термонапряженное состояние облицовки влияет ползучесть бетона. Вследствие этого исследование вопроса кинетики тепловыделения цемента при гидратации его в различных температурных условиях представляется важным и необходимым, особенно для укладки монолитного бетона в облицовки каналов.

Высокая степень износа гидротехнических сооружений мелиоративных систем и снижение эффективности использования мелиорируемых земель потребовала принятия на государственном уровне ряда программ, ставящих целью развитие и модернизацию мелиоративного комплекса России. Обеспечение водного режима на орошаемых землях требует внедрения технологических инноваций, способных обеспечить регулирование водоподачи гидротехнических сооружений без привлечения невозобновляемых источников энергии при максимальной экономии водных ресурсов. Рассматриваемые в работе инжекционные регуляторы расхода способны использовать гидравлическую энергию потока и осуществлять процесс регулирования с обратной связью. При снижении водопотребления в нижнем бьефе регулятор изменяет свою пропускную способность, обеспечивая в концевой части сооружения циркуляцию излишков поступающей воды. В основу работы водовыпусков положен процесс инжекции, при котором регулятор является подобием струйного насоса, расположенного под перегораживающим канал сооружением или под плотиной небольшого пруда. Энергия потока, проходящего по трубе со стороны верхнего бьефа, используется для инжекции излишков воды, поступающих с током обратной волны по отводящему каналу. Приводятся результаты теоретических исследований, физического и численного моделирования инжекционных водовыпусков с различной формой исполнения проточной части. Особенное внимание уделено исполнению выходного участка сооружения – диффузору и призматическому участку перед ним – камере смешения. Исследованы и впервые получены значения коэффициентов гидравлического сопротивления пирамидальных диффузоров с высокой степенью расширения. Для предотвращения сбойности течения диффузоры оборудованы укороченными раздельными стенками. Обработка данных эксперимента выполнена согласно международным стандартам. При численном моделировании течения в регуляторе в качестве начальных и граничных условий использованы данные физического эксперимента. Приведено сравнение коэффициента расхода исследованных регуляторов, определены значения параметров, необходимых для выполнения гидравлического расчета.

Приведены результаты анализа и оценки многолетних изменений качественных характеристик стока реки Оки. Для анализа пространственно-временной динамики изменчивости средней годовой и максимальной концентраций загрязняющих веществ стока реки Оки использованы многолетние данные наблюдений по характерным загрязняющим веществам за период 1984-2019 гг. Оценка состояния качества поверхностных вод реки Оки проведена по значениям концентраций загрязняющих веществ в верхнем, среднем и нижнем течении реки. Рассмотрена динамика основных загрязняющих веществ следующих показателей: аммонийный азот, нефтепродукты, соединения меди, цинка и легкоокисляемые органические вещества (по БПК5). Установлено, что в верхнем течении реки (по данным наблюдений створа р. Оки – г. Орел) среди загрязняющих веществ преобладают аммонийный азот и соединения меди, средние годовые концентрации которых соответственно увеличились до 9 ПДК и до 6 ПДК. Ниже по течению реки (р. Ока – г. Калуга) наблюдалась аналогичная ситуация. В результате проведенного анализа выявлено, что более заметные изменения в концентрации загрязняющих веществ наблюдаются на участке реки от г. Мурома до г. Дзержинска. У г. Мурома резко увеличивается содержание нефтепродуктов в воде. С начала исследуемого периода (1984 г.) и до середины 90-х гг. средняя годовая концентрация изменялась от 5 до 30 ПДК, а максимальная в году концентрация возросла до 87 ПДК. После 2000-х гг. содержание нефтепродуктов в воде резко снизилось, и среднегодовое значение не превышало 3 ПДК, а максимальная концентрация – 4-6 ПДК. Выполнен анализ частоты случаев превышения ПДК (П1) загрязняющих веществ реки Оки в устьевой части реки. Наблюдалась высокая повторяемость содержания в воде соединений меди, которая изменялась от 70 до 88%. Частота случаев превышения 1 ПДК легкоокисляемыми органическими веществами (по БПК5) в устьевой части реки Оки варьировала от 64 до 74%. Относительно низкой, хотя и устойчивой, сохранялась повторяемость содержания нефтепродуктов в воде, которая колебалась от 23 до 42%.

Цель исследования – изучение режимов работы водопропускных сооружений, входящих в состав гидромелиоративной системы, с помощью численного компьютерного моделирования в среде HEC-RAS. В работе описаны основные этапы обработки исходных данных, подготовки модели, выполнения моделирования и анализ полученных результатов. Исследован вопрос программного описания правил управления водопропускным сооружением – управляемым затвором, расположенным на канале трапецеидального сечения, и выполняющим функцию регулирования уровней воды. Созданные правила работы сооружения предполагают изменение положения затвора в зависимости от уровней воды в верхнем и нижнем бьефах, чем обеспечивается регулирование. Для полученной модели канала с водопропускным сооружением были проведены расчеты при неустановившемся режиме течения воды в канале, исследована реакция сооружения на изменение пропускаемого расхода воды, проанализирован полученный ход уровней в верхнем и нижнем бьефах. На основании результатов моделирования сделаны выводы о применимости данного метода исследования для решения задач, связанных с оптимизацией режимов эксплуатации гидромелиоративных систем.

Поскольку снижение энергопотребления для предприятия является приоритетной задачей, экономическая эффективность в целом напрямую связана с использованием насосного оборудования. Потребность в электроэнергии для насосного оборудования будет зависеть от различных факторов: это режимы работы насосных станций и установок, используемое оборудование, мероприятия по уменьшению затрат на потребляемую электроэнергию и т.д. Сложившаяся к настоящему времени практика свидетельствует о крайне неэффективной эксплуатации насосного оборудования. В настоящее время большое количество насосных станций систем водоснабжения и водоотведения работает в неэкономичном режиме. Часто это связано с некорректным подбором насосного оборудования, устаревшим насосным оборудованием, работой насосов в нерасчетном режиме. Кроме того, во многих отраслях промышленности установлено насосное оборудование со времени основания производства. Такое оборудование морально и технически устарело. На данный момент технологический прогресс позволяет применять более эффективное оборудование и материалы, которые позволяют уменьшить потребление энергоресурсов. В статье представлен анализ энергопотребления насосной станции технического водоснабжения на примере АО «Омский каучук», предложен вариант модернизации с целью сокращения потребления электроэнергии насосным оборудованием. Необходимость модернизации насосной станции технического водоснабжения связана со значительным сроком службы и высоким энергопотреблением насосного оборудования. Выбраны две марки насосов и проведен сравнительный анализ. Исходя из расчетов по энергопотреблению и технологических характеристик был выбран наиболее выгодный и оптимальный вариант насоса марки Д6300-80-2б, так как производительность насоса больше, а потребляемая мощность меньше, чем у насоса марки JETEX DС 600-750, а также снижена скорость износа рабочих органов, улучшена всасывающая способность насоса.

Полигоны твердых коммунальных отходов (ТКО) представляют собой серьезную экологическую проблему для геобиоценозов прилегающих к ним водоемов и угрозу деградации рекреационной зоны Черноморского побережья. В статье на примере двух полигонов ТКО, расположенных на территории Большого Сочи, дан анализ геологических, физико-химических и биологических характеристик водотоков малых рек, подверженных воздействию стоков полигонов ТКО, а также прибрежных участков Черного моря в приустьевых зонах этих рек. Для выявления изменений в качественном и функциональном составе гидробиоценозов, эфтрофикации и токсичности воды, вызванной поступлением стоков полигонов в водоток, использовались методы биоиндикации и биотестирования. Выявлено, что поступающие от полигонов стоки оказывают негативное воздействие на качество среды не только малых рек, но и на прибрежные биоценозы в местах впадения рек в Черное море. Установлено, что выбор места расположения исследуемых полигонов был ошибочным, и это стало причиной прогрессирующего негативного воздействия на окружающую среду. Для минимизации негативного влияния объектов расположения отходов на водные экосистемы в условиях влажного субтропического климата Черноморского побережья Кавказа рекомендовано проводить мониторинг экзогенных геологических процессов, загрязнения воды, донных отложений и почв.

Цель научного исследования - изучение последствий прохождения наносоводных потоков ливневого происхождения на территории горного с.п. Хабаз Зольского района КБР (Кабардино-Балкарской Республики). Научная значимость работы заключается во всестороннем (по возможности) изучении и в описании опасного природного явления с определением характера и параметров его проявления. Работа проделана на основе материалов, полученных в ходе маршрутного обследования с применением современных методов проведения измерений, фото- и видеосъемки. Представлены результаты проведенного исследования, которые показывают прогрессирующее усугубление разрушительных природных процессов вследствие текущих климатических изменений. На основе анализа полученных результатов возможна разработка мер и мероприятий по снижению рисков от опасных склоновых и русловых процессов, несущих потенциальную угрозу территории сельского поселения.

На основе комплексной оценки состояния паркового ландшафта определен уровень его антропогенной трансформации, что необходимо для выявления потенциала восстановления природного биоразнообразия объекта. Установлено, что насаждения и почвенный покров парка 50-летия ВЛКСМ весьма неоднородны и отражают историю его создания. Почвенный покров состоит из трех основных типов: дерновые, болотные и урбаноземы. Наиболее сохранившаяся часть парка – участок вокруг водоема. Он сформирован болотными почвами, а травянистые растения, произрастающие здесь, имеют большое сходство с видовым составом напочвенного покрова зарастающих торфяников. За 40-летнюю историю парка накоплен высокий уровень поллютантов в почве, что дает возможность утверждать о непрерывности негативного воздействия. Соответственно существующая структура насаждений не является достаточным щитом для ограждения посетителей от выбросов автотранспорта со стороны дорог по улицам Ясная и Шаумяна. В парке 50-летия ВЛКСМ осталось достаточно элементов, отражающих его природную основу, что необходимо учитывать при его реконструкции. Он имеет потенциал для восстановления водоема и насаждений природного облика, а в самом парке предстоит усилить декоративность пейзажных картин.

Цель исследования – изучение динамики поглощения СО2 из атмосферного воздуха лесными насаждениями на землях лесного фонда в условиях современного природопользования. Достижение поставленной цели осуществлялось через учет недопоглощения СО2 древостоем, находившимся на землях ежегодного выбывания лесных массивов и на землях восстанавливаемого древостоя после проведения лесовосстановительных работ. Приведен анализ использования земель лесного фонда за период 2010-2018 гг. Рассмотрены наиболее характерные примеры негативного воздействия хозяйственной деятельности человека и неблагоприятных природных явлений на земли лесного фонда, способствующих сокращению лесных массивов и, как следствие, снижению поглощения СО₂ из атмосферного воздуха и продуцирования О₂. Одним из множества приемов, смягчающих негативные воздействия хозяйственной деятельности человека и неблагоприятных природных явлений на земли лесного фонда, является своевременное проведение рекультивации деградированных земель и лесовосстановительных работ на землях, нарушенных порубочными работами, лесными пожарами и другими негативными воздействиями природного и антропогенного характера. Восстановление способности поглощения СО₂ и продуцирования О₂ древостоем, восстанавливаемым на деградированных землях, носит определенный затяжной характер, связанный с выполнением работ по подготовке нарушенных земель к лесовосстановлению, посадке и уходу за саженцами, и самое главное – достижению саженцами возрастной способности полноценно поглощать СО₂ и продуцировать О₂.