Цель работы заключалась в обследовании участка оросительной системы средствами дистанционного зондирования земли и беспилотного летательного аппарата в соответствии с показателями мелиоративного состояния государственного учета земель. В задачи работы входили получение растровых изображений поля в ортогональной проекции, дешифрирование отртофотоплана и снимков дистанционного зондирования земли в различных спектральных каналах для сопоставления их с соответствующими показателями мелиоративного состояния. Приводятся методика оценки и показатели мелиоративного состояния оросительной системы. Используются три уровня оценки мелиоративного состояния: «Хорошее», «Удовлетворительное», «Неудовлетворительное». Используются нормализованный разностный вегетационный индекс NDVI, индекс влажности поверхности Земли LSWI и нормализованный разностный индекс засоления NDSI. Обследуемое поле расположено на территории Коломенского городского округа Московской области и орошается электроприводной машиной кругового действия «Reinke»©. В результате установлено, что засоленные земли отсутствуют («Хорошее» мелиоративное состояние), недопустимые глубины залегания грунтовых вод наблюдаются на 20…25% орошаемой территории («Удовлетворительное» состояние), площадь эродированных земель составила 4,7% («Удовлетворительное» состояние). Проведенное обследование участка оросительной системы показало, что в 2021 г. объект имел удовлетворительное мелиоративное состояние. Это может свидетельствовать о риске дальнейшего снижения мелиоративного состояния без соответствующих превентивных мероприятий. Отмечается, что обследование мелиоративных объектов средствами дистанционного зондирования земли и беспилотного летательного аппарата должно решать задачу по выявлению маркеров, свидетельствующих о рисках снижения мелиоративного состояния, и необходимости проведения исследований непосредственно на объекте, in situ. Крайне важно анализировать ретроспективную динамику и метеорологическую обстановку. В этом случае можно давать прогноз изменения мелиоративного состояния и оценивать эффективность проведенных мероприятий.

В настоящей работе представлены результаты расчетов площадных трендов потоков суммарного испарения ETa за вегетационные периоды 2003-2017 гг. на территории Марксовского района Саратовской области. Сформированные для этой территории растровые слои с 500 м разрешением значений потоков ETa8 (8-суточного осреднения ETa) для каждого года исследованного временного интервала были получены из наборов тайлов h20v03 продукта MOD16A2 за период с 25 мая по 2 сентября соответствующего года. В результате для территории Марксовского района было составлено 19830 временных рядов потоков суммарного испарения за вегетационные периоды ETaw 15 лет исследуемого периода. Составленные временные ряды были использованы для проведения пространственного анализа трендов ETaw с применением метода непараметрической статистики Манн-Кендала. В результате этого анализа было выявлено наличие двух полупериодов с диаметрально противоположными направлениями трендов у доминирующей части временных рядов. Первый полупериод – с отрицательными значениями трендов – пришелся на 2003-2010 гг., а второй – с положительными значениями трендов – приходился на 2010-2017 гг. Для визуального дешифрирования мест аномальных значений скоростей трендов обоих полупериодов были использованы космоснимки высокого разрешения. В результате было отмечено, что месторасположение этих аномалий соответствовало месторасположению дождевальных машин кругового действия на территории Приволжской оросительной системы.

Тематика исследований отражает одно из особых условий строительства мелиоративных систем на торфяниках: существенное изменение многих параметров, в том числе фильтрационных показателей торфяной залежи, вследствие осадки и уплотнения торфа в процессе его осушения. Данная исследовательская работа имеет научно-методический характер и представляет собой разработку новой методики расчёта. Конечной целью исследований является разработка методики расчёта, повышающей точность и надёжность существующих методов оценки изменяющихся водно-физических свойств торфа вследствие его осушения за счёт наибольшего охвата и учёта конкретных условий и расчётных факторов. Во вступительной части излагаются современное состояние вопроса и актуальность существующей проблемы. В основной части приводятся структура, математическая основа и расчётные формулы предлагаемой методики расчёта по прогнозированию снижения коэффициентов фильтрации и водоотдачи осушаемого торфа. Рассматривается и приводится конкретный пример расчёта по практическому использованию разработанной методики. В заключительной части даются анализ результатов исследований, основные выводы и рекомендации по практическому использованию данной методики.

Градиенты концентрации солей почвенного раствора, напоров промывной воды, коэффициенты фильтрации определяют интенсивность движения потока растворов солей в зоне аэрации. Известно достаточно много программных средств для расчета движения растворов солей в пористой среде. Для оценки точности расчетов движения солей в почве используют данные градиентных измерений. Реализация известных методов физического моделирования на почвенных монолитах, смонтированных по Астапову, лизиметрических установках, в опытных промывках засоленных почв в полевых условиях требует значительных материальных вложений, затрат труда и времени. Минимальные материальные и трудовые затраты необходимы для сборки и использования предложенной конструкции установки физического моделирования промывки засоленных почв. Разработан действующий прототип установки. Он включает в себя пьезометры, корпус, узлы подключения пьезометров, отбора проб почвенной влаги, совмещенные с почвенными электродами, уравнительный слив, поворотную часть корпуса, пьезометры, сливы и соединительные шланги, узел отбора проб почвенной влаги. Корпус установки собран из отдельных патрубков, снабженных горловинами и уплотнительными кольцами. На установке проводят фильтрационные исследования и градиентные измерения перемещения солей. Испытания прототипа установки выполнены в полевых условиях на карте намыва песчаного карьера, расположенного в пойме реки Гжелки и Москвы-реки Раменского региона Московской области. Коэффициенты фильтрации профиля, измеренные на установке (2.33 ± 0,031 м/сут.) и в полевых условиях (2.36 ± 0.041 м/сут.), существенно не различаются.

Анализ известных методов расчета водопотребления многолетних трав в условиях дерново-подзолистых почв водораздельных территорий показал, что ни один метод не дает результатов необходимой точности. На основании этого были выполнены научные исследования для получения формулы водопотребления многолетних трав, которые проводились на опытно-мелиоративном пункте «Дубна» в Московской области. Опыты проводились на опытных делянках и в лизиметрах. В ходе проведения опытов в лизиметрах получена эмпирическая формула для расчета водопотребления многолетних трав. При проведении научных исследований по водному режиму дерново-подзолистых почв при орошении многолетних трав была использована методика, разработанная на кафедре мелиорации и рекультивации земель РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Методом математической статистики получено уравнение регрессии. Коэффициенты корреляции данной зависимости – R = 0,96 ± 0,069. Установлены эмпирические коэффициенты для данного уравнения, зависящие от природно-климатической зоны и типа почв. Определены биологические коэффициенты многолетних трав и коэффициенты, учитывающие снижение влажности почвы от оптимальных значений. Представлен график закономерности изменения потенциального водопотребления многолетних трав в Московской области с суммой среднесуточных дефицитов влажности воздуха за декадные периоды в 2012-2014 гг. Выявлена интенсивность снижения водопотребления в начале и в конце периода вегетации. Получено снижение суммарного водопотребления многолетних трав после укосов. Приведен график связи фактического суммарного водопотребления многолетних трав Еф (данные опытных делянок) с расчетным Ер по формуле. Коэффициент корреляции данной зависимости равен R = 0,987 ± 0,031.

Особенность гидротехнических объектов специального назначения существенно усиливает важность неправильного выбора материалов, связанного с недоучётом действующих нагрузок, условий эксплуатации и процессов старения (износа) в результате взаимодействия с продуктами накопления и хранения. Интенсивность процесса деградации связана с действием силовых факторов, физических полей, химических веществ, живых организмов и др. Поэтому важнейшим фактором, определяющим долговечность объекта, является скорость деградации его конструкций. Помимо аналитического и численного подходов, деградация бетона рассматривается и с точки зрения стадий его разложения. Наиболее слабым с точки зрения коррозии компонентом бетона является цементный камень, который и определяет интенсивность разрушения бетона в зависимости от механизма взаимодействия с агрессивной средой. Постоянное воздействие агрессивной среды на компоненты бетона определяет развитие процессов коррозии и в самой его толще. В ходе коррозии материала бетона проявляются различные механизмы переноса агрессивных веществ. Это свидетельствует о том, что при деградации строительных конструкций из бетона или железобетона происходит сложнейший комплекс преобразований, приводящих к изменению свойств бетона в конструкциях.

В связи с увеличивающимся спросом энергопотребителей в качественных, энергоёмких источниках генерации электроэнергии с высоким показателем EROI, все более привлекательными становятся реализации проектов приливных электростанций. На текущий момент, в мире существует более 100 створов, где возможна техническая реализация проектов ПЭС. До недавнего времени дешевая и, казалось бы, безграничная ископаемая энергия позволяла большей части общества игнорировать важность вклада альтернативных источников энергогенерации таких как приливные электростанции, однако уже в настоящее время их востребованность возрастает. Реализация проектов по строительству ПЭС способствует устойчивому развитию прибрежных городов, вносит существенный вклад в энергобаланс системы. Энергопотенциал приливной энергетики достаточно высок и сравним с энергопотенциалом рек Земного шара. По сравнению с речной энергией энергия приливов и ветровых волн низкопотенциальная, а, следовательно в большинстве случаев более дорогостоящая. Стоит отметить, что преимуществом приливной энергетики является экологическая чистота, уменьшение вероятности подтопления прилегающих территорий и отсутствие изменения прибрежного ландшафта.

Рассмотрены вопросы решения современных проблем, связанных с обеспечением энергетических потребностей природоохранной гидротехники. Сформулирована задача усовершенствования методологической основы выбора оптимального расположения элементов фотоэлектрических устройств (СФЭУ) на блоках приплотинного здания гидроэлектростанций (ГЭС) 4-х основных типов. Проанализированы графические зависимости оценки отношения мощностей совмещённых СФЭУ и ГЭС от диаметра рабочего колеса турбины. В результате анализа влияния места расположения трансформатора на возможность размещения СФЭУ на зданиях ГЭС выявлено, что для повышения приспособленности ревитализируемого даже крупного гидроузла с обособленным зданием ГЭС предпочтительно располагать силовые трансформаторы со стороны нижнего бьефа. Отмечено, что по результатам схематической проработки для средненапорного гидроузла Лагдо на севере Камеруна размещение солнечных элементов позволит обеспечить дополнительно 6,95% от мощности действующей ГЭС.

Обеспечение эксплуатационной надежности гидротехнических сооружений является важной задачей на этапе жизненного цикла сооружения. В качестве основных причин разрушений гидротехнических сооружений в ходе исследований были выявлены ошибки при проектировании сооружений и их возведении либо отсутствие эксплуатирующих организаций и, как следствие, – отсутствие должного ухода за такими сооружениями. Подобные ошибки неизбежно ведут к образованию дефектов в теле гидротехнических сооружений с последующим развитием деформаций и к разрушению гидротехнических сооружений вследствие нарушения фильтрационной прочности. В этой связи стандартные методы оценки эксплуатационной надежности оказываются громоздкими и неэффективными в условиях сжатых сроков, отведенных на оценку степени повреждения сооружения, получение достоверных результатов по текущему уровню эксплуатационного состояния и разработку комплекса мероприятий по их восстановлению. Поэтому возникает необходимость в разработке вероятностных методов для оперативной оценки эксплуатационного состояния гидротехнических сооружений с учетом физико-механических свойств материалов, степени повреждения и особенностей эксплуатации.

В статье указывается, что трубы с протекающей по ним жидкостью являются одними из часто встречающихся элементов в различных областях промышленности. Трубопроводы в нефтегазовой и ряде других отраслей промышленности имеют клапаны и соединения, которые могут быть смоделированы в виде концентрированных масс. Весьма важно учитывать их воздействие в исследовании динамического поведения трубопроводов. Развивающиеся колебания - предмет исследования многих ученых. В статье представлены исследования трубы со статической схемой свободно лежащей на опорах балки с прикрепленными сосредоточенными демпферами. Исследована устойчивость системы, состоящей из трубы с концентрированными демпферами и протекающей по ней жидкостью. Для определения критической скорости жидкости применяется спектральный метод Галеркина. На основании теоретических исследований установлено, что трубопроводная система с демпферами теряет устойчивость при 1,26 раза меньшей скорости течения жидкости (У_ср = 122, 67м/с), чем в случае без демпферов (У_ср = 155 м/с).

Приведены расчеты основных параметров Пролетарского магистрального канала для полигонального сечения при его реконструкции для различных вариантов. Разработана методика гидравлического расчета, которая основывается на определении коэффициента приведения полигональной формы сечения к трапецеидальной по формуле А.А. Угинчуса. Затем находится площадь сечения каждого элемента после приведения к трапецеидальному сечению, вычисляются смоченные периметры, гидравлический радиус и коэффициент Шези каждого элемента сечения. Для земляного русла канала полученные гидравлические характеристики близко соответствовали проектным данным по расходу и средней скорости течения. Земляное русло канала с ледяным покровом имеет значительное снижение гидравлических параметров от проектного сечения как по расходу до 36,0 м3/с (или на 33%), так и по средней скорости течения до 0,410 м/с. Земляное расширенное несимметричное русло характеризуется увеличенным расходом до 57,47 м³/с, площадью живого сечения 101 м² и смоченным периметром 42,0 м по сравнению с проектным сечением. Для русла участка канала с защитным креплением из каменной наброски и гравийно-галечниковым покрытием получены сниженные характеристики как по расходам, так и по средним скоростям течения, что обусловлено высоким значением их коэффициентов шероховатости. При этом установлено, что снижение коэффициентов шероховатости защитных покрытий при эксплуатации за счет кольматации частиц наносов приведет к повышению расходов воды в канале. Однако процесс кольматации наносами защитного слоя из каменного материала будет проходить медленно, в течение 10 лет и более.

Цель статьи заключается в сопоставлении крупных инфраструктурных проектов воднотранспортного соединения между Каспийским морем и Азово-Черноморским бассейном: канала «Евразия» и канала «Волго-Дон 2» (далее – ВДСК-2) – по таким параметрам сравнения, как высота водораздела, протяженность каналов, водообеспечение каналов, условия судоходства, интенсивность судоходства. В статье не рассматриваются экологические аспекты строительства каналов. Потребность в строительстве нового судоходного канала обусловлена прогнозируемым ростом объема грузоперевозок с Каспия, при котором возникнут трудности в отношении Волго-Донского канала. Авторы исследования проанализировали и обобщили материалы научных работ, содержащих сведения о проектных решениях по каналам «Евразия» и второй нитки Волго-Донского судоходного канала. Реализация проекта «Канал Евразия» позволит существенно сократить время доставки грузов, в том числе нефти, из Каспийского моря и из стран Средней Азии в Азовское и Черное моря; снизить стоимость перевозок между этими регионами по сравнению с перевозками по ВДСК 2 (за счет сокращения протяженности пути); повысить в стратегическом плане надежность и безопасность воднотранспортных связей бассейнов двух морей по параллельным направлениям; создать условия для социально-экономического и промышленного развития прилегающих к трассе канала регионов. В отношении ВДСК-2 выделены следующие перспективы строительства: обеспечить пропуск дополнительного грузопотока, ожидаемого в связи с наметившимся в последние годы ростом промышленного производства в РФ и соответствующим увеличением перевозок промышленных и сельскохозяйственных грузов водным транспортом; укрепить политическое и экономическое влияние России на страны Юго-Восточного региона и Европейского сообщества; активизировать развитие отечественного судостроения по созданию специализированного флота для эффективной эксплуатации в условиях международных перевозок по внутренним и внешним водным путям; увеличить пропускную способность, а следовательно, и экономическую эффективность эксплуатации международных транспортных коридоров «Север-Юг» и «Восток-Запад».

Рассматривается водохозяйственная обстановка двух трансграничных бассейнов разного масштаба с учетом индивидуальных особенностей системы использования водных ресурсов. Анализируются водохозяйственно-экологические проблемы рек Евфрат (Турция-Сирия) и Каркотис (Кипр), оценивается их водохозяйственный потенциал исходя из обобщенных гидрологических параметров. Выбранные речные бассейны имеют водосборные площади (440 тыс. км2 и 90 км2), отличающиеся на несколько порядков, однако суть проблем сохраняется вне зависимости от масштабов и требует одинаково детального анализа и индивидуального методического подхода. Исторически напряженный с точки зрения водных ресурсов регион Месопотамии рассмотрен на примере реки Евфрат. Существующие и проектируемые гидроузлы и водохозяйственные системы в бассейне Евфрата на территории Турции и Сирии предопределяют потенциальную конфликтность интересов. Без акцентирования внимания на политических аспектах проблемы анализируются сложившаяся обстановка и реальный водный потенциал на границе Турции и Сирии. Река Каркотис (другое название – Клариос) берет начало на северо-востоке горного массива Троодос в республике Кипр и впадает в залив Морфу Средиземного моря. Проект «Кариотис» (название проекта несколько отличается от названия реки) создавался в 90-е гг. прошлого века группой советских специалистов на условиях контракта. Проект не был реализован по причинам скорее политического характера, но представляет интерес с точки зрения решаемых проектных задач и трансграничных особенностей. Сформулированы наиболее важные направления научных исследований, связанных с гидролого-водохозяйственным обоснованием проектных решений по управлению водными ресурсами. Это является первоочередным условием эффективного совместного водопользования в трансграничных бассейнах.

В статье рассмотрены вопросы и перспективы водопользования в бассейне реки Кабул (Афганистан) с учетом анализа современной водохозяйственной обстановки и прогнозов хозяйственного развития, составленных на базе демографических данных. Представлены общая схема водопользования, организация водоснабжения, обеспечение населения водой и санитарными водоотводящими структурами. Анализ водных ресурсов и структура водопользования Афганистана на территории бассейна реки Кабул показали широкое применение подземных вод для водоснабжения городского и сельского населения, животноводства и орошения. При этом поверхностные воды рек практически не используются населением и отраслями народного хозяйства. Выполненный анализ структуры водопользования на территории бассейна реки Кабул показал, что 55% потребности в водных ресурсах обеспечивается подземными водами, 23% – поверхностным речным стоком, 12% – ледниковыми водами, 10% – дождевым стоком. Проведены комплексные расчеты на базе составления водохозяйственных балансов. Проверены риски дефицитов воды и загрязнения реки на 2020 год и до 2035 года для расчетных лет по обеспеченности речного стока реки Кабул – 74% и 95%. Разработан и рекомендован комплекс водохозяйственных, водоохранных и управленческих мероприятий для предотвращения и ликвидации выявленных возможных негативных тенденций в водопользовании. Выполнен анализ качества водных ресурсов Афганистана, который показал, что ситуация с водными ресурсами страны в последние годы заметно улучшается.

Рассматриваемая тематика исследований отражает аспекты кинетики подземных вод – грунтовых вод, формирующихся в верхних безнапорных водоносных горизонтах. Материал статьи имеет научно-методический характер, характеризует суть новой разработанной методики расчёта по установлению размеров мощности первого водоносного горизонта (глубины залегания его подошвы – глубины водоупора). Раскрывается суть проблемной задачи и пути её решения посредством усовершенствования существующей методики расчёта, основанной на обработке материалов многолетних наблюдений за режимом глубины грунтовых вод. Особое внимание уделено изложению математической основы для исполнения расчёта, приводится его структура и порядок выполнения. В начале содержательной части приводятся современное состояние вопроса, актуальность темы и её новизна, которая заключается в использовании краткосрочных наблюдений за режимом глубины грунтовых вод. В завершающей части приводятся результаты предварительной практической апробации расчётной методики в условиях Брянской области на конкретных материалах реальных многолетних наблюдений за режимом глубины грунтовых вод. В заключении дается анализ результатов исследований и изложены рекомендации по использованию разработанной методики на практике водохозяйственного и гидротехнического строительства.

Рассматриваются водные ресурсы Кыргызстана, неравномерность распределения водных ресурсов по территории. Проведен сравнительный анализ административно-территориальных единиц страны по нескольким показателям, на основе которого подготовлена карта распределения населения, водных ресурсов и водообеспеченности по областям. Распределение водных ресурсов представлено в таких показателях, как водообеспеченность по территории административно-территориальных единиц и водообеспеченность, приходящаяся на душу населения в год. Представлено описание количественных показателей забора воды, направлений использования водных ресурсов страны по областям: орошаемое земледелие, производственные нужды и коммунально-питьевое водоснабжение. Указаны источники питьевой воды и величина потерь воды, определены основные причины высоких потерь воды. Определены различия северных и южных областей страны по водообеспеченности, соотношение севера и юга страны по использованию воды. Среди областей Кыргызстана более детальная характеристика использования водных ресурсов дана для Чуйской области, которая вносит наибольший вклад в экономику страны.

На конкретном примере представлена стохастическая модель стока с пятисуточной дискретностью в пределах водохозяйственных лет. На основе выполненного анализа относительно основных статистических характеристик притока к Краснодарскому водохранилищу сделан вывод о том, что разработанная модель, основанная на простой Марковской цепи, отвечает балансовой точности гидрологических расчетов для оперативного регулирования стока. Проверочные расчеты показали, что предложенная методика получения среднесрочных прогнозов стока на 5 суток, основанная на разработанной стохастической модели стока, в основном удовлетворительна относительно используемого в России критерия эффективности и точности методик гидрологического прогнозирования. На конкретном примере показано, что стохастическая модель стока может быть полезна лицам, принимающим решения относительно оперативного управления водохранилищем в реальном времени.

В статье рассматриваются методические подходы к анализу современного состояния проблемы управления водохозяйственными системами в условиях нестационарности многолетнего колебания поверхностных водных ресурсов. Обосновывается применение метода имитационного моделирования для решения водохозяйственных задач. Приводятся основные положения анализа исходной гидрологической информации с целью управления режимом функционирования Волжско-Камского каскада гидроузлов. Формируются методические положения для анализа режима работы сложных водохозяйственных систем, в структуре которых участвует каскад гидроузлов с водохранилищами. Анализируются режимы работы Волжско-Камского каскада гидроузлов в условиях различной водности р. Волги. Рассмотренные методологические положения иллюстрируются примерами имитационного моделирования режима работы Волжско-Камского каскада в условиях средней водности. Структура современных водохозяйственных систем и их функционирование представляются как открытая многокомпонентная динамическая система. Конечная цель методики анализа водохозяйственной системы с познанием закономерностей формирования гидрологической системы заключается в разработке формализованных математических моделей функционирования этой системы и исследовании множества альтернативных вариантов при различных природно-хозяйственных условиях.