Цель работы - изучение изменений в гидротермическом режиме пахотного слоя почвы после прикатывания её поверхности. В качестве объекта для исследования гидротермического режима был выбран чернозём выщелоченный. Опытные участки располагались в климатической зоне засушливой колочной степи. В задачи исследования входило: проследить за изменениями влажности почвы при прикатывании её поверхности и рассмотреть влияние данной агротехнологии на влагосбережение в пахотном слое, изучить тенденцию изменения температурного режима пахотного слоя почвы при прикатывании её поверхности и на основании этого рассмотреть возможность использования данного агроприёма для тепловой мелиорации почв. Проведённые исследования показали, что на прикатанной поверхности черного пара в отличие от поверхности без прикатывания образуется заметный слой иссушенной почвы, который оказывает влагосберегающий эффект на нижележащие слои. А уменьшение параметров порового пространства почвы и улучшение кондуктивной теплопроводности при прикатывании черного пара способствует более быстрому прогреванию почвы по сравнению с участком без прикатывания. Выявленные особенности позволяют говорить о том, что прикатывание как агротехнологию возможно использовать для сохранения влаги в пахотном слое, особенно в весенний период, для увеличения сумм активных температур в пахотном слое.

Цель исследования – определить направления совершенствования многоопорных дождевальных машин «Волга-СМ» с полиэтиленовым трубопроводом и оценить их эффективность. В статье представлены результаты исследований новой многоопорной дождевальной машины вантовой конструкции «Волга-СМ». Особенность данной машины в том, что водопроводящий трубопровод состоит из стального трубопровода, обеспечивающего достаточную жёсткость пролётов, и полиэтиленового трубопровода монтируемого параллельно стальному трубопроводу. При увеличении длины машины и расхода воды с 5 до 90 л/с диаметр стального трубопровода должен повышаться с 102 до 114 мм, а диаметр полиэтиленового трубопровода – с 63 до 160 мм. Обосновано ресурсосбережение ДМ «Волга-СМ» за счёт снижения давления на входе в машину с 0,45…0,6 до 0,35…0,5 МПа (на 20…28%), уменьшения массы водопроводящего трубопровода и числа опорных тележек. Возможность подачи удобрительных растворов только через полиэтиленовый трубопровод и устройства приповерхностного дождевания уменьшает коррозию основных узлов и деталей машины, что обеспечивает повышение надёжности работы и срока службы машины. Представлены основные преимущества модернизированной дождевальной машины с двухтрубным трубопроводом

Целью исследования является изучение агроклиматических ресурсов бассейна Саны для обоснования продуктивности сельскохозяйственных культур в условиях богарного земледелия с учетом сложившегося уровня сельскохозяйственного производства, особенностей агротехнических, водных, химических, мелиораций и противоэрозионных мероприятий. Дано понятие агроклиматических ресурсов территории. Приведена классификация сельскохозяйственных растений, разработанная исходя из климатических и экологических принципов и основанная на агроклиматических показателях, характеризующих потребность растений в тепле, освещённости и влаге. Выполнена оценка термических и световых ресурсов бассейна Саны по природно-сельскохозяйственным горным районам, имеющим относительно однородные мезоклиматические условия.

Цель исследований – изучение условий сохранения устойчивости плит крепления под воздействием гидродинамической нагрузки в нижнем бьефе, обеспечивающих безопасность их работы. Аварийные ситуации на гидроузлах зачастую возникают ввиду потери устойчивости и последующих разрушений плит крепления в нижних бьефах сооружений, являющихся значительно дорогостоящими при их реконструкции. Обеспечение надежности и безопасности работы плит крепления нижних бьефов гидротехнических сооружений тесно связано с устойчивостью их в процессе эксплуатации. Основной причиной разрушений плит крепления водобоя и рисбермы является воздействие на них гидродинамической нагрузки в процессе работы гидротехнического сооружения. Методики расчета конструкций крепления нижнего бьефа, предусматривающие утяжеление плит крепления, полностью не гарантируют их устойчивость и безопасность. Устройства сборных креплений, где отдельные элементы соединены гибкими связями, допускают их незначительные вертикальные и угловые перемещения и создают возможность некоторой деформации крепления без разрушения. Рассмотрен процесс вертикальных перемещений плит крепления в периоде их колебаний под воздействием гидродинамической нагрузки, описанный линейным дифференциальным уравнением второго порядка с переменными коэффициентами и случайной правой частью. Применен метод численного решения уравнения. Выявлен диапазон нагрузок, математическое ожидание которых обеспечивает устойчивое положение плиты крепления с перемещением (z ~= 0) и вероятностью отрыва от основания в пределах a~= 0,3…0,5. Установлено, что математическое ожидание положения плиты практически не зависит от соотношений собственной частоты колебаний плит крепления и ведущей частоты пульсации нагрузки, от вариации коэффициентов затухания. Результаты исследований позволяют изменить подход к расчетной схеме плит крепления при проектировании, составить прогноз состояния устойчивости плит крепления в зависимости от действующей гидродинамической нагрузки, выявить момент потери устойчивости.

Цель исследования – изучение условий работы нижнего бьефа низконапорных сопрягающих и водопроводящих сооружений мелиоративного комплекса АПК применительно к конструктивной схеме водобойных участков, работающих в условиях сопряжения бьефов по типу затопленной струи при наличии глубокого относительно короткого водобойного колодца. Дается краткое описание лабораторной установки, используемой измерительной аппаратуры, позволяющей фиксировать турбулентные характеристики потока, методологии выполнения модельных исследований. Приводятся результаты по отысканию и исследованию рациональных конструкций и устройств нижнего бьефа (водобой, гасители энергии, рисберма) с учетом пульсационных воздействий потока на элементы крепления. Установлены режимы течения потока за водопропускным сооружением и водосбросной плотиной с глубоким колодцем, приведены расчетные зависимости для определения его оптимальных параметров и оценки осредненной и пульсационной составляющих давления на основные элементы устройств нижнего бьефа. На модели, работающей при числах Рейнольса более 10 000 и числах Фруда в сжатом сечении от 20 до 120, подобрана конструкция, обеспечивающая наибольший эффект гашения энергии при угле входа бурной струи в колодец, изменяющийся в пределах 50°…70°, в состав которой, помимо глубокого короткого колодца, входят шашки. Это позволило проанализировать кинематическую структуру потока, выявить интенсивное затухание пульсационной составляющей скоростей и давлений потока по длине отводящего канала примерно на 20% по сравнению с прыжковым колодцем простых очертаний и уменьшение плановой неравномерности эпюр. Все это подтвердило эффективность работы конструкции на косогорных участках мелиоративной сети для сооружений с удельным расходом в пределах 0,15…5,5 м2/с. В результате проведенных исследований усовершенствована конструкция устройства и крепления нижнего бьефа, обеспечивающая необходимую надежность его работы.

В процессе эксплуатации конструкций (изделий, сплавов кремния) в результате естественной карбонизации происходит частичное разложение гидросиликатов кальция с образованием вторичного кальцита и геля поликремневой кислоты. Основа кремнекислородных анионов низкомолекулярной растворимости характеризует степень полимеризации кремнесодержащей части для образцов из конструкций 2-годичной эксплуатации. Это позволяет сделать заключение о продолжающихся химических реакциях между кремнеземистой составляющей вулканической породы и свободной Са(ОН)₂, что приводит к увеличению объема гелевидной составляющей и, как следствие, к упрочнению керамзитобетона. Результаты исследований свидетельствуют о том, что образование на поверхности керамзитового заполнителя упрочненного контактного слоя в результате химического взаимодействия Са(ОН)₂ и сульфат-иона со стеклофазой заполнителя, а также взаимное перекрытие полей контактных слоев, ввиду их развитости и относительно низкого расхода вяжущего материала, предполагают создание керамзитобетонных конструкций с высокими эксплуатационными показателями.

В работе приведены результаты теоретического и экспериментального обоснования применения инжекционных регуляторов расхода с новой формой проточной части. Отличительной особенностью сооружений является полное изменение концевого участка регулятора. Выходное сечение транзитного водовыпуска вынесено в нижний бьеф и имеет диафрагму со срезанными по потоку краями и частичным боковым поджатием потока. Диффузор на концевом участке отсутствует, выход потока в объем нижнего бьефа происходит непосредственно из призматической камеры смешения, которая имеет постоянную площадь. Разработан метод теоретического расчета гидравлических параметров инжекционных регуляторов расхода с диафрагмой без диффузорных выходных участков. Доказаны справедливость использования теоретических зависимостей для определения гидравлических характеристик сооружения и эффективность предлагаемых изменений формы проточной части. Инжекционные регуляторы без диффузорных участков способны забирать из нижнего бьефа до 30% излишков подаваемого расхода и обеспечивать его циркуляцию между выходным участком водовыпуска и камерой смешения. Увеличение регулирующей способности по сравнению с существующими конструкциями инжекционных водовыпусков связано с оптимизацией конструкции диафрагмы, длины камеры смешения и формы исполнения ее входного участка.

Цель исследования – обобщение методики решения одной из распространенных инженерных задач, решаемых при разработке бассейновых схем и водохозяйственных проектов, оценке параметров водохранилищ комплексного назначения. Анализируется методика построения и практического использования зависимости комплексной гарантированной отдачи водохранилища от расчетных гидрологических характеристик, полезного объема водохранилища и обеспеченности покрытия требований к водным ресурсам. Показана роль водохранилищ в разработке схем комплексного использования и правил использования водных ресурсов водохранилищ для решения важнейших водохозяйственных проблем. Формулируется инженерная и математическая постановка задачи. Анализируется репрезентативность многолетних гидрологических рядов по их продолжительности, когда относительные ошибки параметров ставятся в соответствие длине рядов. Показано, что учет внутрирядной связи (коэффициент автокорреляции) и увеличение изменчивости на 30% приводят к увеличению минимальной требуемой продолжительности в несколько раз. На примере конкретных водных объектов, Цимлянского гидроузла и каскада водохранилищ верхнего Тобола рассматривается практическое применение обобщенного метода и имитационного моделирования многолетнего водохозяйственного баланса. Представлен вариант схемы водоподачи в дефицитные районы Донбасса с привлечением ресурсов Северского Донца для их многолетнего регулирования в Краснопавловском водохранилище (в настоящее время не используется в качестве регулирующей емкости). На основании анализирующей зависимости «Емкость-отдача» получена оценка дополнительных гарантированных водных ресурсов. Применительно к трансграничному створу на реке Тобол оценка реальной водоотдачи получена путем имитационного моделирования по методике авторов. Обсуждается целесообразность применения имитационного и оптимизационного моделирования. Отмечается актуальность тематики в связи с меняющейся на протяжении десятилетий топологией створов и регулирующей способности водохранилищ.

В статье представлены результаты разработки трехмерного моделирования и результатов прогнозирования загрязнения водного объекта биогенными элементами на примере реки Пехорка Балашихинского района Московской области. Для решения проблемы повышения экологической безопасности речного бассейна разработана математическая трехмерная модель прогнозирования загрязнения биогенными элементами. В качестве оценки загрязнения реки Пехорки был выбран метод оценки воздействия по показателю химического загрязнения. Разработка математической модели переноса загрязнителей проводилась с использованием среды программирования Python Version 3.8. Математические модели рассматривали два сценария загрязнения реки: фактическое загрязнение реки биогенными загрязняющими веществами и прогнозное загрязнение. В результате моделирования был
определен характер перемешивания и продольного рассеивания по потоку реки. Было установлено, что вертикальное перемешивание происходит довольно быстро на расстоянии нескольких глубин реки. Латеральное перемешивание происходит намного медленнее, но обычно заканчивается в пределах нескольких километров ниже по течению. Трехмерные математические модели прогнозирования загрязнения водного объекта предназначены для количественной оценки динамических процессов массопереноса в пространстве и времени и позволяют решать задачи экологической безопасности водосборных территорий и водных объектов.

Цель работы – провести исследования, направленные на выявление опасных участков, примыкающих к населенному пункту Бабугент, в результате изменений русловых процессов на слиянии рек Черек Балкарский и Черек Безенгийский. На данном участке проведены натурные обследования русел рек, резкие изменения которых начались со строительством плотины для Кашхатауской ГЭС в 1 км ниже по течению. В результате натурного обследования выявлены участки с большим количеством отложившегося материала в руслах рек Черек Балкарский и Черек Безенгийский, а также размыв берегового склона надпойменной терассы, где расположено сельское кладбище. В соответствии с данными полевых работ проведены расчеты по определению высоты уровня воды в зависимости от максимальных расходов паводковых вод разной процентной обеспеченности. По результатам расчетов и натурных обследований определены зоны затопления и подтопления территорий с.п. Бабугент, который расположен между реками Черек Балкарский и Черек Безенгийский. В зону затопления и подтопления подпадают 22 приусадебных участка и домовладений частного сектора села. Даны рекомендации по проведению необходимых мероприятий для обеспечения безопасности жизнедеятельности людей и инфраструктуры села.

Цель исследования – проведение оценки текущей и исторической ситуации со стоком воды в заповеднике «Тигровая балка» до и после Нурекского и Рогунского водохранилищ и выявление влияния распределения годового стока и наносов реки Вахш ниже створа плотины. Вопрос охраны и сохранения уникальной экосистемы заповедника «Тигровая балка» становится актуальной вследствие изменения водного режима р. Вахш. Это воздействие начиналось от даты наполнения водохранилищ Нурека (конец 60-х гг. XX в.) и последующей ее эксплуатации. Представлены результаты анализа данных, которые показывают влияние изменения распределения стока воды р. Вахш ниже створа плотины на состояние заповедника. Рассмотрено влияние ввода в эксплуатацию водохранилищ на изменение расхода наносов и мутность воды этой реки в створе Тигровой балки: количество наносов сократилось в 11,3 раза, а мутность – в 7,05 раза. Это приводит к интенсивной эрозии русла реки, снижению уровня воды в озерах и уровня грунтовых вод на территории заповедника, к нарушению многолетних естественных режимов осаждения наносов, русло-формирования, а также всего гидрологического режима реки в заповеднике «Тигровая балка». Для решения вышеуказанных природоохранных проблем предлагаются определенные пути решения.

На примере реального взрывоопасного объекта рассматривается методология определения максимальной динамической нагрузки, формирующейся при аварийном взрыве. Показано, что в качестве источника взрывной опасности следует рассматривать дефлаграционный взрыв газовоздушной смеси, которая принципиально может сформироваться при аварийной ситуации на территории предприятия. Показано, что при дефлаграционном взрыве, который характеризуется плавным нарастанием взрывного давления, происходит обтекание зданий взрывной волной. Поэтому значительное усиление взрывных нагрузок на фасадах зданий, что связано с эффектом отражения волны сжатия, происходить не будет. Плавное нарастание взрывного давления приводит к значительному уменьшению коэффициента динамичности. Указанные особенности развития взрывной аварии необходимо учитывать при оценке потенциальной опасности аварийного взрыва. Описывается расчетная схема, позволяющая проводить вычисления динамической нагрузки, которая формируется при дефлаграционном аварийном взрыве. В основе расчетного метода лежат линеаризованные уравнения движения сплошной среды. Возможность использования линеаризованных уравнений движения связана с малостью видимой скорости пламени, реализуемой при дефлаграционных взрывах углеводородов. Дополнительным преимуществом использования акустического приближения является возможность проводить расчет вибрационных или акустических нагрузок. Приводится расчетная схема, позволяющая заменять динамическую нагрузку эквивалентной статической, что необходимо при проектировании во взрывоустойчивом варианте зданий, находящихся на территории взрывоопасных объектов.

Цель исследований – оценка возможности совмещения процессов смешивания коагулянта и перемешивания (формирования флокулянта), разработка, проектирование и испытание установки, обеспечивающей совместимость процессов и использование сжатого воздуха в процессе перемешивания для достижения нормативных показателей качества питьевой воды при минимально возможных экономических затратах. Приведены результаты исследований по оценке возможностей достижения показателей качества питьевой воды поверхностных источников Сирийской Арабской Республики в условиях зарегулированного стока. В опытах использовалась вода из водохранилища 16 Тишрин, в качестве коагулянта – водный сульфат алюминия [Al₂ (SO₄)₃.₁₈H₂O]. Образцы воды для экспериментов хранились до достижения температуры, близкой к температуре окружающей среды. Предложены совмещение камеры хлопьеобразования и смесителя для установки очистки воды, а также способ использования сжатого воздуха в качестве перемешивающего фактора вместо механических смесителей. Перед началом эксперимента проводились измерения температуры и pH воды, расчет количества воздуха, необходимого для выполнения процессов смешивания и образования флокулянта. За счет совмещения смесителя и камеры хлопьеобразования установлена возможность повышения эффективности очистки воды и сокращения эксплуатационных затрат при использовании сжатого воздуха для перемешивания. Экспериментальные исследования совмещенного блока подготовки питьевой воды с использованием сжатого воздуха для перемешивания позволили определить оптимальные значения параметров процессов смешивания и перемешивания, используемых при водоподготовке, повысить эффективность перемешивания и качество очистки воды, уменьшить эксплуатационные затраты на очистку воды, оптимизировать вариант компоновки отдельных элементов системы водоподготовки.

Проектирование и расчет трубопроводов с учетом взаимного влияния местных сопротивлений является актуальной задачей в гидравлике напорных потоков. Приведен анализ и результаты гидравлического расчета металлополимерного трубопровода Valtec с учетом длин влияния местных сопротивлений их взаимного влияния (интерференции). Приведены табличные данные длин влияния местных сопротивлений, коэффициенты взаимного влияния, использующиеся в разработанной программе среды Delhi (Object Pascal). Представлен график зависимости удельных потерь давления на 1 метр длины трубопровода от расхода для трубопровода Valtec с эквивалентной шероховатостью Δэ/d = 0,007 мм, полученных экспериментально и данных для аналогичного трубопровода по таблицам справочных данных c эквивалентной шероховатостью Δэ/d = 0,01 мм. Показаны результаты расчетов и интерфейс прикладной программы среды Delphi 7 с данными в табличной форме для гидравлического расчета общих суммарных потерь давления в трубопроводах с учетом справочных и экспериментальных значений коэффициентов местных сопротивлений. Приводятся данные результатов гидравлического расчета суммарных потерь напора с учетом удельной линейной потери давления на 1 метр длины трубопровода без местных сопротивлений для определения потерь напора по длине. Разработанная программа может быть использована при проектировании, компоновке и гидравлическом расчете металлополимерных трубопроводов с заданными параметрами.

Целью исследования является изучение фенотипической структуры и разнообразия популяций ели в условиях государственного заповедника «Кологривский лес» (Костромская область). Заповедник расположен в условиях естественной гибридизации ели сибирской и ели европейской с образованием промежуточных форм. Актуальность изучения изменчивости и популяционной структуры ели в регионе обусловлена потребностями в познании ее внутривидовой дифференциации и микроэволюции в зоне интрогрессивной гибридизации, сохранением генофонда, а также необходимостью ее селекционного улучшения как основного источника древесины. Сбор экспериментального материала проводился летом 2020 г. на территории заповедника в двух изолированных участках (Кологривский и Мантуровский). Фенотипическая структура популяций определялась по комплексной оценке признаков и по форме семенной чешуи. Еловые популяции в государственном заповеднике «Кологривский лес» характеризуются значительным полиморфизмом признаков. Результаты, полученные по комплексному показателю, согласуются с оценками встречаемости фенотипов по форме семенной чешуи. Преобладающими на территории являются фенотипы промежуточных форм елей. Разнообразие елей в данных условиях может быть использовано в лесном хозяйстве при выборе и обосновании наиболее продуктивных и устойчивых фенотипов, а также при выделении и сохранении популяционного генофонда.

Цель исследований - установление необходимости проведения рубок ухода в искусственных 16-19-летних насаждениях различного состава с использованием комплексного оценочного показателя. Представлены данные обследования насаждений зеленого пояса г. Нур-Султан. Породный состав зеленой зоны г. Нур-Султан в основном представлен культурами вяза приземистого (Ulmus pumila L.), клена ясенелистного (Acer negundo L.), ивы (Salix), лоха узколистного (Elalagnus angustifolia L), березы повислой (Betulapendula Roth), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Практических рекомендаций по проведению лесохозяйственного ухода для данных пород, произрастающих в зоне степей, подзоне сухих типчаково-ковыльных степей с резко континентальным климатом, практически нет. Работы по изучению влияния рубок ухода в искусственных насаждениях зеленой зоны г. Нур-Султан ранее не проводились, что подтверждает научную новизну проекта. Практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы при проведении лесохозяйственных мероприятий в искусственных насаждениях зеленой зоны г. Нур-Султан.

Ставропольский ботанический сад в течение более 60 лет проводит масштабную работу по формированию и поддерживанию коллекций с целью сохранения генофонда растений. В контексте этой задачи в Ставропольском ботаническом саду имеется 14 научных коллекций живых растений. Основная часть дендрологических коллекций сосредоточена в ландшафтном дендрарии. В основе формирования коллекций лежит метод родовых комплексов Русанова. Коллекционные растения происходят из различных флористических областей. Благодаря активному развитию экскурсионной деятельности и научным мероприятиям увеличивается поток посетителей и повышается нагрузка на коллекционный фонд, что крайне неблагоприятно сказывается на состоянии растений и составе коллекций. На основании положения режима и охраны ботанических садов и дендрологических парков было принято решение о создании экспозиционной площадки, разработан проект, отражающий основные направления планировки ботанического сада. Посадка растений началась в 2014 г. В процессе создания основная идея планировки претерпела некоторые изменения по причине необходимости размещения коллекционных растений, нуждающихся в пересадке. В настоящее время высажено более 100 видов и таксонов хвойных и лиственных деревьев и кустарников в количестве около 350 шт., из них – более 250 шт. – хвойные растения. Большинство видов и форм хвойных представлено в дендрологической коллекции впервые. Растения проходят первичное интродукционное испытание, в перспективе они будут использованы как маточные для дальнейшего размножения в питомниках ботанического сада и предложены для применения в декоративном садоводстве. Исследования проводятся в Ставропольском ботаническом саду, высота над уровнем моря составляет 640 м. Климат умеренно-континентальный полусухой, относится к зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края. Цель работы – предложить способ сохранения коллекционного фонда хвойных интродуцентов на примере экспозиционной площадки.