Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Системне управління водним режимом зрошуваних територій

Скачати 485.63 Kb.

Системне управління водним режимом зрошуваних територій




Скачати 485.63 Kb.
Сторінка3/3
Дата конвертації03.04.2017
Розмір485.63 Kb.
ТипАвтореферат
1   2   3

В другому розділі для вирішення науково-практичної проблеми системного управління водним режимом зрошуваних територій проводиться розробка, вдосконалення методів і створення моделей управління водонадходженням на зрошувану територію та водовідведенням для захисту від шкідливої дії вод.

Рис.1.Структура досліджень для вирішення науково-практичної проблеми системного управління водним режимом зрошуваних територій

З вищезазначеною метою обґрунтовується ієрархічний підхід до управління цілісною соціо-природно-технічною системою, на кожному рівні ієрархії застосовуються одна чи кілька моделей (субмоделей) системного управління. На першому рівні ієрархії – подається вибір параметрів оперативного управління стосовно меліорованих модулів в умовах погодного ризику, тобто управління поведінкою та властивостями системи. На другому рівні – структурне управління (рішення відносно структури систем інженерного захисту від підтоплення, вибору режимів зрошення) і оптимізація за еколого-економічними критеріями процесів, соціально-економічні та екологічні аспекти управління. На третьому рівні – системне управління розвитком територій.

Розглядаючи основні види управління в територіальному об’єкті, системний метод управління передбачає аналіз наявної інформації про об’єкт у вигляді концептуальних елементів структури системи та зв’язків між ними у вигляді умов, залежностей та логіко-графічних особливостей функціонування.

Такий спосіб представлення сукупної взаємодії водонадходження і водовідведення забезпечує нове бачення умов його функціонування з урахуванням невизначеностей різної природи та багатофакторних ризиків. Узгодження повинно враховувати цілі, задачі, очікувані результати функціонування об’єкта, складність ситуацій, у яких він функціонує, композицію методів синтезу, аналізу та прийняття рішень.

Методологію системного управління водним режимом меліорованих територій реалізовано на основі структурно-функціональної схеми Інформаційно-аналітичної системи (рис.2).



Рис.2.Укрупнена блок-схема підсистем та задач інформаційно-аналітичної системи.

Системне дослідження процесів формування водного режиму проводиться на території смт Каланчак з прилеглими зрошуваними землями, де розглянуті особливості кліматичних умов, природні і антропогенні фактори водонадходження, а інженерний захист території від підтоплення здійснюється системами вертикального і комбінованого дренажу.

Інформаці́йно-аналіти́чна систе́ма (ІАС) - це комп'ютерна система, яка дозволяє отримувати інформацію, створювати її та здійснювати її обробку та аналіз.
Клі́мат або підсо́ння (від дав.-гр. Κλίμα - ухил) - багаторічний режим погоди, який базується на багаторічних метеорологічних спостереженнях, 25-50-річні цикли, одна з основних географічних характеристик тієї чи іншої місцевості.
Для дослідження водонадходження ( в т.ч. інфільтраційного) розроблено фізичну модель, в якій методично використовуються математичні моделі фільтраційних процесів.
Математи́чна моде́ль - система математичних співвідношень, які описують досліджуваний процес або явище. Математична модель має важливе значення для таких наук, як: економіка, екологія, соціологія, фізика, хімія, механіка, інформатика, біологія та ін.
Зокрема, термодинамічна модель вертикального вологоперенесення з урахуванням потенціалу тиску. В теоретичному плані проводиться аналіз моделей фільтрації та їх застосування при відкачці зі свердловини вертикального дренажу в умовах однопластової системи (над водоупором розміщений водоносний горизонт перекритий слабо водопроникними суглинками) та моделі поширення напору при фільтрації з каналів, водойм, рисових систем.

Для управління водовідведенням розроблено системний метод дослідження зміни еколого-меліоративного стану території за рівнями ґрунтових вод, управління системами вертикального та комбінованого дренажу.

Водоносний горизонт - водопроникний шар гірської породи, що вміщує воду та залягає над водонепроникним пластом; однорідні або близькі за фаціально-літологічним складом та гідрогеологічними властивостями пласти водопроникних гірських порід, пустоти (пори, тріщини) яких заповнені гравітаційними водами.
Ана́ліз (від грец. αναλυσις - «розклад») - розчленування предмету пізнання, абстрагування його окремих сторін чи аспектів. Метод дослідження, який вивчає предмет, уявно чи реально розчленовуючи його на складові елементи, як-от частини об'єкта, його ознаки, властивості, відношення, відтак розглядає кожен з виділених елементів окремо в межах єдиного цілого; протилежний метод - синтез.
Метод включає:



- ідентифікацію параметрів моделей динаміки процесу управління на основі теоретикоекспериментальних методів;

- візуалізація процесу зміни стану території в часі і просторі на основі ГІС;

- кількісні оцінки зміни РГВ при роботі систем інженерного захисту на основі статистичних методів.

- багатокритеріальна оцінка за технологічними, еколого-технологічними, економічними критеріями досліджуваних процесів та вибір раціональних варіантів покращення екологічного стану території, реконструкції та модернізації системи інженерного захисту.

Нами пропонується подальший розвиток методу сценарного аналізу, для реалізації якого в умовах невизначеності використовується імітаційно-оптимізаційний підхід. Сценарне моделювання в системах водовідведення передбачає на першому етапі розгортання імітаційних сценаріїв варіантів систем захисту при різних управлінських діях особи, що приймає рішення (ОПР). Оптимізація варіантів управління відбувається на основі аналізу варіантів в умовах ризику та невизначеності за системою статистичних оцінок.

Статистичні оцінки - це статистики, що використовуються для оцінювання невідомих параметрів розподілів випадкової величини.
Багатокритеріальна оцінка здійснюється за системою технологічних, екологічних та економічних критеріїв ефективності дренажних систем.

Для оптимізації водонадходження на територію в умовах ризику та невизначеності запропоновано імітаційно-ігровий метод. Сценарне моделювання передбачає розгортання імітаційних сценаріїв в різні за погодними умовами роки (стани природи) при різних управлінських діях активного гравця або особи, що приймає рішення (ОПР). Оптимізація варіантів управління відбувається на моделі матричної гри з природою, елементами матриці є функціонали, залежні від ходів природи , ходів активного гравця та від параметрів природно-технічної системи . Застосування методу наводиться при виборі екологічно обґрунтованих режимів зрошення за критерієм інфільтрації та ресурсним критерієм величини зрошуваних норм.



В третьому розділі узагальнено методи системного синтезу моделей фільтрації та вологоперенесення на основі вирішення обернених задач, формалізовано критерії ефективності оцінки та управління водним режимом території.

В теоретичному аспекті при моделюванні фільтраційних і інфільтраційних процесів використовують внутрішні і зовнішні обернені задачі для визначення гідрогеологічних параметрів. В зовнішніх задачах визначенню підлягають крайові умови потоків і пластів, які тут є невідомими функціями. Внутрішні обернені задачі сформульовано як задачі ідентифікації коефіцієнтів за даними спостережень функції (В.Георгієвський), що описується диференціальним рівнянням.

Диференціа́льні рівня́ння - рівняння, що встановлює залежність між незалежними змінними, числами (параметрами), невідомими функціями та їх похідними. Невідома функція може бути як скалярною, так і векторною.



L (P, K )= 0, (1)

де L – деякий оператор, Р – характеристика розв’язків рівняння, K – коефіцієнти рівняння, що підлягають ідентифікації за даними розв’язків Р.

Залежно від вихідних даних та специфіки розв’язуваної задачі узагальнено методи ідентифікації моделей:


  • на основі аналітичних розв’язків диференціальних рівнянь;

  • на основі аналізу даних лабораторних дослідів зразків ґрунту, дослідно-виробничих відкачок із свердловин в водоносних горизонтах.
    Аналіз даних - розділ математики, що займається розробкою методів обробки даних незалежно від їх природи.


  • інтегральний підхід до знаходження коефіцієнтів рівнянь;

  • на основі скінченно-різницевої апроксимації рівнянь.

В умовах ідентифікації параметрів функціонуючих дренажних свердловин на основі аналізу дослідно-виробничих відкачок, в зв’язку зі тривалою експлуатацією і старінням свердловин, потребують уточнення коефіцієнти в формулах Тейса, Маскета, Джекоба, які є основою сучасної гідродинамічної теорії свердловин. Для побудови математичної моделі функціонування дренажної свердловини запропоновано теоретико-емпіричний метод знаходження пониження РГВ. Застосування теоретико-емпіричного методу полягає у тому, що параметри формули Тейса в кожний момент часу t є змінними і залежать також від радіуса r.
Момент часу - точка на часовій осі. Про події, що відповідають одному моменту часу, говорять як про одночасні.

Для розрахунку пониження за даними виробничих відкачок використовується формула Тейса, модифікована нами у вигляді:



(2)

де і – тангенс кута нахилу графіка часового прослідковування пониження до осі ln t в точці r, а – коефіцієнт п’єзопровідності; i(r,t) та a(r,t) знаходять емпірично, на основі розв’язування обернених задач за даними виробничих відкачок в кожній точці процесу.

Ідентифікація параметрів рівняння вологоперенесення при вивченні інфільтрації здійснюється шляхом постановки та статистичної обробки результатів лабораторних гідрофізичних дослідів або за програмою “ROSETTA”, створеною Департаментом сільського господарства США (USDA). В обох випадках одержуються гідрофізичні функції, індивідуальні для різних шарів ґрунту, розподілених по глибині ґрунтового профілю. Програмне забезпечення “ROSETTA” функціонально пов’язує дані гранулометричного складу та щільності ґрунту з її гідрофізичними властивостями на основі застосування напівемпіричної моделі Ван-Генухтена.

Ефективність управління водним режимом території здійснюється за системою критеріїв, які оцінюють даний технологічний процес з різних точок зору.

Аспект (лат. aspectus - вигляд, погляд) - поняття філософії (онтології, теорії пізнання). У філософії аспект розглядається
Гранулометри́чний склад, Ґранулометри́чний склад (рос. гранулометрический состав, англ. granulometric composition, particle size distribution, gradation composition, grain composition; нім. Kornverteilung f, Korngrößenverteilung f) - кількісний розподіл зерен (грудок, шматків) за класами крупності.
Технологі́чний проце́с - це впорядкована послідовність взаємопов'язаних дій та операцій, що виконуються над початковими даними до отримання необхідного результату.

Технологічні критерії оцінки – питома ефективність заходу або здатність деякої технології здійснювати захист земель від підтоплення, обумовлює застосування суто технологічних оцінок роботи систем дренажу:

(3)

де - стан рівнів ґрунтових вод відповідно до відкачки в момент t1 і після відкачки в момент t2; Q(t1; t2) – дебіт свердловини на інтервалі часу [t1; t2], тис.м3; N – число характерних точок, в яких здійснюються спостереження. Даний критерій виражає на скільки (в метрах) в середньому (по сукупності точок) знижується рівень ґрунтових вод на даній території в розрахунку на відкачку 1000 м3 води, тобто оцінюється технологічна здатність вертикального дренажу знижувати рівень ґрунтових вод в результаті реалізації технологічного процесу.

Техноло́гія (від грец. τεχνολογια, що походить від грец. τεχνολογος; грец. τεχνη - майстерність, техніка; грец. λογος - (тут) передавати) - наука («корпус знань») про способи (набір і послідовність операцій, їх режими) забезпечення потреб людства за допомогою (шляхом застосування) технічних засобів (знарядь праці).

Еколого-технологічні критерії – інтегрально оцінюють сукупну дію зміни найбільш небезпечних ризиків підтоплення (катастрофічного, стійкого, критичного) на даній території, зменшення сукупного еколого-технологічого ризику підтоплення за величиною відносної різниці площ виражається за формулою абсолютного ризику

, (4)

або відносного ризику



(5)

Економічні критерії оцінюють варіанти проектних рішень за мінімумом приведених витрат. У випадку системи заходів покращення водного режиму території проводиться розрахунок дисконтованого терміну окупності інвестицій, тобто проект є доцільним і ефективним, якщо вкладення (інвестиції) на його реалізацію менші від сумарних збитків від підтоплення та затоплення за час Т.

При оперативному управлінні поливами нами використовуються критерії: екологічний, що виражає сумарну інфільтрацію вологи на певній глибині на певному інтервалі часу; технологічний, за яким в багатошаровій моделі розраховується середня вологість ґрунту в розрахунковому шарі на основі епюри вологості по глибині:

; (6)

де i - вологість ґрунту в і-му шарі; m - число горизонтів ґрунту, що складають розрахунковий шар h.

В четвертому розділі розглянуто системне управління водокористуванням при зрошенні, що дозволяє оптимізувати водний режим зрошуваної території для запобігання підтопленню земель. Узагальнено та розвинуто основні принципи раціонального водокористування в сучасних умовах, що включають такі управлінські рішення для мінімізації антропогенного впливу на меліоровану територію: нормоване водокористування, вибір видів зрошення, обґрунтування джерела зрошення (рис 3).

Антропогене́з (грец. ανθρωπος - людина, γενεσις - виникнення) - процес походження і розвиток усіх видів роду Люди (Homo), розглянуті в біологічному (біологічна еволюція людини), психічному і соціокультурному плані.


Рис.3. Принципи раціонального водокористування для захисту зрошуваних територій від підтоплення

Важливу роль має застосування нормованого водокористування - це система обмежень (лімітування) на параметри оперативного планування поливів, поливні та зрошувальні норми з метою забезпечення раціонального використання водних ресурсів, та недопущення підтоплення меліорованих територій. При цьому велику роль відіграє дозвільний принцип водокористування, що регламентує використання біологічно оптимальних, водозберігаючих та ґрунтозахисних режимів зрошення залежно від еколого-меліоративного стану земель, якості поливної води. Одним із важливих соціально-економічних заходів, що використовує дозвільний принцип, є платне водокористування.

Розроблення і впровадження ресурсоощадливих і екологічно безпечних технологій зрошення реалізується на основі вибору видів зрошення, зокрема впровадження технологій мікрозрошення.

Вибір альтернативних джерел зрошення для мінімізації водонадходження нa територію полягає у використанні, поряд з водоподачею з поверхневих джерел зрошення (каналів, водойм та ін), підземних вод задовільної якості з першого водоносного горизонту. Це забезпечує багатоцільовий екологічний ефект (позитивну тенденцію зниження рівня ґрунтових вод до нормативних значень, зменшення засолення і осолонцювання земель внаслідок промивок), економічний ефект від раціонального використання водних ресурсів, зменшення витрат на водовідведення з меліорованих територій.

Запропоновано багатошарові моделі вологоперенесення, як основу для створення інформаційних систем оперативного планування поливів, та проектування раціональних режимів зрошення, що оптимізують інфільтрацію при зрошенні. Створено модель управління водно-фізичними властивостями ґрунтів на основі проведення агромеліоративних заходів (глибокого розпушення). Розроблено алгоритм оперативного управління поливами, який перевірено на чорноземах на лесах та каштанових ґрунтах на лесах півдня України.

Для адаптації структури режимів зрошення до меліорованої території розроблено модель, алгоритм та ІАС, що базуються на багатошаровій моделі вологоперенесення та ігровій моделі прийняття рішень. Імітаційне моделювання проводиться за багатошаровою математичною моделлю на основі диференціального рівняння руху ґрунтової вологи, яке описує насичено-ненасичений водний потік в негомогенному ґрунтовому профілі

(7)

де – об’ємна вологість ґрунту, % об.

Рівня́ння ру́ху - рівняння або система рівнянь, яке задає закон еволюції механічної системи з часом.
; водний потенціал, кПа або см вод.ст.; – коефіцієнт вологопровідності, см/добу; (z) – функція внутрішніх “джерел вологи”; z – вертикальна координата, см; час, діб, - параметри (фізичні властивості ґрунту пошарово).

Екологічний критерій, що характеризує величину інфільтрації за розрахунковий шар

, (8)

при різних варіантах режимів зрошення в роки різної вологозабезпеченості використовується для прийняття рішень на основі матриці гри з природою



(9)

Для аналізу варіантів імітаційно-оптимізаційних розрахунків розроблено дерево проведення експериментів (рис 4).



Рис.4. Дерево проведення експерименту для дослідження ефективності режимів зрошення залежно від параметрів: Н-рівень ґрунтових вод (Н1=1,5 м; Н2=3м); К- культури (К1-озима пшениця; К2-кормові буряки); тип грунту (1каштанові на лесах; 2чорнозем південний на лесах); роки вологозабезпеченості; (1вологий, 2середньовологий, 3середньосухий, 4сухий); режими зрошення.

Поряд з екологічною ефективністю режимів зрошення (рис 5) оцінюється ресурсна ефективність режимів зрошення за величиною зрошуваних норм (рис 6). при дії комплексу факторів (різних рівнях залягання ґрунтових вод, різних типах ґрунтів) стосовно можливості їх впливу на підтоплення. Графічно оцінено та вибрано оптимальні режими зрошення.



Рис.5. Інфільтрація в різних типах ґрунтів – каштанових на лесах, чорноземі південному на лесах при РГВ=1,5м



а)

б)

в)

г)

Рис.6. Динаміки вологості для каштанових на лесах ґрунтів і РГВ =1,5 м для прикладу вирощування цукрових буряків:

У п'ятому розділі поставлено і вирішено задачі управління водним режимом сільських територій на основі моделювання поведінки РГВ при дії систем вертикального дренажу та вибору структури систем захисту від підтоплення.

Цукро́вий буря́к (Beta vulgaris saccharifera) - найважливіша в Україні технічна рослина, сировинна база цукрової промисловості; різновид буряка звичайного.
Модель управління рівнем грунтових вод сільських територій в умовах дії вертикального дренажу базується на теоретико-емпіричному методі.

Ставиться задача управління РГВ при дії вертикального дренажу на деякій території Dxу (рис.7)

Рис.7. Об’єкт управління: а- фрагмент території б- геологічний розріз ДНС4.

Геологі́чний ро́зріз, геологічний профіль (рос. геологический разрез, геологический профиль, англ. geological section, geologic column; нім. geologisches Profil n, geologischer Querschnitt m, Bergprofil n) - графічне зображення вертикального профілю геологічної будови певної місцевості, на якому показано вік, склад і потужність гірських порід.

Рух динамічного об’єкта описує деяка система різницевих рівнянь

, (10)

де h(x,y,t 1), h(x,y,t) - значення РГВ від поверхні землі в наступний та попередній моменти часу, множина станів об’єкта h(x,y,t)Dxу;

Географі́чна оболо́нка (англ. geography envelope; нім. geografischer Mantel, m) - верхня комплексна оболонка Землі, що утворилася внаслідок взаємопроникнення і складної взаємодії окремих геосфер - літосфери, гідросфери, атмосфери і біосфери.
А – деякий оператор, який задається системою різницевих рівнянь, з крайовими умовами в області Dxу; t - впорядкована множина моментів часу, t T. U(t) - вектор управління, U(t) U:



(11)

де Q1, …, Qn дебіти працюючих свердловин в області Dxу, Dxу - територія, що захищається системами інженерного захисту.

На систему також діють неконтрольовані зовнішні впливи V(t), надходження інфільтраційної складової внаслідок випадання опадів та капілярне перенесення в зону аерації. В умовах напірного живлення на території неконтрольованими змінними є величина напору водоносного горизонту, який може бути більшим або меншим за РГВ.

Для оцінки ефективності управління водним режимом прилеглої до ДНС території застосовується критерій управління



(12)

де hkp – критичне (нормативне) значення РГВ на даній території; h(x,y) – фактичне значення РГВ від поверхні землі

Запропоновано комплексний метод вирішення задачі управління, що включає: розрахунок динаміки пониження РГВ (рис. 8) з ідентифікацією параметрів моделі (2) за теоретико-емпіричним методом; візуалізація (картографування) стану території за РГВ на основі ГІС (рис. 9); статистична оцінка стану об’єкта управління за зонами ризику підтоплення на основі

а)……… … ……………..б)

Рис.8. Залежність пониження РГВ: а - Srt від відстані (радіуса) r до ДНС4 на різні моменти часу t; б- з лютого по липень включно на відстані 10, 70, 280м від ДНС4

гістограм або діаграм (рис 10); критеріальна оцінка ефективності управління

(при

а) б)


Рис 9. Візуалізація стану території за РГВ на основі ГІС (за методикою Шевчука С.А.): а- лютий; б-липень.



Рис 10. Статистична оцінка стану об’єкта управління

Ставиться задача вдосконалення структури систем захисту від підтоплення в умовах спільної дії вертикального і горизонтального дренажу (рис. 11).

Рис.11. Положення рівнів ґрунтових вод при дії комбінованих систем дренажу:



Ціль управління – знайти проектну структуру ∑к* (або їх множину) , для якої, в результаті функціонування системи ∑к* на деякому інтервалі часу te[0; tn ], досягається виконання на даній території нормативних обмежень на РГВ:



(13)

Формалізація задачі управління структурою передбачає системний синтез (ідентифікацію варіантів систем ∑к ∑, моделей їх динаміки за РГВ) та системний аналіз ефективності цих варіантів (імітаційне моделювання прогнозних сценаріїв, прийняття рішень).

На основі математичної формалізації задачі нормативно-пошукового прогнозування і запропонованого алгоритму сценарного аналізу проведено дослідження ефективності системи комбінованого дренажу. Задача управління розв’язується на прикладі об’єкта (рис 12) – фрагмент території між оз.Щуче і р.Каланчак.

Рис.12. Територіальний об’єкт структурного управління

Проведено сценарне моделювання РГВ (рис.13-14), яке дозволило запропонувати напрямки вдосконалення систем захисту територій від підтоплення, на основі створення систем комбінованого дренажу із застосуванням одночасно горизонтального і вертикального дренажу. Показано (рис.14), що застосування комбінованого дренажу дає найбільш ефективні варіанти для реконструкції дренажних систем в умовах напірного і інфільтраційного живлення: функціонування горизонтального дренажу ефективно відводить ґрунтові води; вертикальний дренаж знімає напір пліоценового горизонту і не допускає підпір ґрунтових вод.

а б


Рис. 13. Розрахунки понижень в результаті роботи свердловини вертикального дренажу за формулою (Тейса): а –ДНС №17; б –ДНС №5а.

Рис. 14 Діаграма розподілу площ за РГВ на лютий та липень місяці (без роботи дренажу) та при роботі горизонтального та комбінованого дренажу, га.



У шостому розділі розглянуто системне управління водним режимом зрошуваних територій. Поставлена задача полягає в дослідженні закономірностей формування водного режиму на розглядуваній території і застосуванні розроблених принципів, методів та інформаційних технологій для поєднання заходів з раціонального водокористування з інженерними заходами захисту від підтоплення. Розглядувана територія з півночі та північного сходу обмежена Північно-Кримським каналом, водоймами зі значними фільтраційними втратами з них, зрошувальними системами та городами. На півдні територія обмежується зрошувальними, в основному рисовими системами. На південному заході р.Каланчак перегороджена дамбами ставка. Територія представлена нами як структурована система у вигляді об’єднання окремих територіальних блоків (підсистем), що досліджуються як окремі елементи з функціональними зв’язками між ними (рис.15).

В підсистемах І і ІV дослідження процесів коливання РГВ показало, що воно тісно пов’язано з випаданням атмосферних опадів (рис.16).

Атмосфе́рні о́пади - вода в рідкому чи твердому стані, що випадає з хмар чи безпосередньо з повітря на земну поверхню та предмети. З хмар випадають: дощ, мряка, сніг, мокрий сніг, крупа, град, льодяний дощ.
Цей вплив проявляється як в багаторічному, так і річному розрізі проведених нами спостережень. Суттєвий вплив ПКК не прослідковується.




Рис. 15. Розподіл території на підсистеми.





Рис. 16. Характерний зв’язок рівнів води в свердловинах №877, 141, 137а з атмосферними опадами за даними метеостанції Хорли та метеослужби Каланчацького УВГ (2008 – 2010 рр)

Теоретичні і експериментальні дослідження в підсистемі ІІ показали значний вплив на підтоплення території підпору ставками та фільтрації з рисових систем.

Напрямок руху повітря. Більше всього опадів випадає там, де переважають висхідні рухи повітря, і менше - при спадних. Екваторіальна зона низького тиску (2000-3000 мм/рік і більше). Навітряні схили височин і гірських хребтів одержують більше атмосферних опадів, ніж підвітряні схили. Найвологіше місце на Землі, Черапунджі (близько 12 000 мм опадів на рік) знаходиться на навітряному схилі Гімалаїв на висоті близько 1300 м у Індії.

Проведені нами дослідження в територіальній підсистемі ІІІ показали значний вплив на підтоплення ділянки ПКК де бере початок Чаплинський магістральний канал. Відсутність облицювання та велике дзеркало вільної поверхні води на оз. Щуче сприяють безповоротній втраті на фільтрацію та випаровування зрошувальної води. Це підтверджують експериментальні дослідження в свердловинах 142, 142` (рис.17) та моделювання впливу ПКК на підтоплення смт Каланчак (рис. 18). Це підтверджує необхідність як реконструкції ПКК, так і вдосконалення структури систем захисту на основі комбінованого дренажу.



Рис. 17. Глибина в абсолютних відмітках рівнів ґрунтових вод в четвертинному горизонті (141, 142а, 142а`, 875, бурова №7) та величини напорів в пліоценовому горизонті (142, 142`).




Y, м

Напірна поверхня

Рис. 18. Графік розподілу напорів на заданій області (смт Каланчак).

Системний аналіз території дозволив систематизувати управлінські дії та заходи з раціонального водокористування та вдосконалення водовідведення зі зрошуваної території.

Для еколого-меліоративної оцінки стану та просторово-часового прогнозування підтоплення територій запропонована персептронна модель, що дозволяє оцінювати РГВ в окремих свердловинах та будувати карти РГВ. Прогноз за логіко-лінгвістичними змінними дає можливість прогнозувати якісний стан території в окремих точках, за групами точок, в цілому по території і використовувати результати прогнозування для системного управління з метою запобігання шкідливій дії вод.

В умовах розвитку зрошуваних територій для управління послідовністю дій, заходів, які направлені на досягнення максимального екологічного та економічного ефектів в умовах вкладення інвестицій формалізована економіко-екологічна модель. Вона реалізує двохкритеріальну задачу лінійного програмування за економічним і екологічним критеріями.

Лінійне програмування або лінійна оптимізація (LP, англ. Linear Programming) - метод досягнення найліпшого виходу (такого як найбільший прибуток або найменша вартість) у математичній моделі чиї вимоги представлені через лінійні відношення.
В даній моделі запропоновано застосовувати питому економічну ефективність кожного заходу як відношення відвернутих економічних збитків до сумарних витрат на реалізацію заходу в межах дисконтованого терміну окупності інвестицій також Еколого-соціальну ціну кожного заходу знаходять за згорткою критеріїв, що дозволило запропонувати алгоритм розв’язування задачі за принципом пріоритетів зваженої економіко-екологічної ціни.

У сьомому розділі наведено інформаційні підсистеми, що входять до ІАС «Оцінка зміни стану та ефективності систем захисту від підтоплення та затоплення» і є практичною реалізацією методології системного управління водним режимом зрошуваних територій. Підсистема „Розрахунок інфільтрації при різних режимах зрошення”, є системою підтримки прийняття рішень (СППР), яка забезпечує розрахунки та необхідну інформацію для прийняття рішень стосовно вибору режимів зрошення залежно від гідрогеолого-меліоративної обстановки на зрошуваних землях. Підсистема містить базу даних і знань (нормативну постійну та оперативну або змінну інформацію за усіма аспектами функціонування задач системи), алгоритмічне та програмне забезпечення, інструкція для користувача, контрольні приклади розрахунків. СППР забезпечує прийняття рішень в інтерактивному режимі на основі критеріїв – екологічного критерію (величина інфільтрації) та ресурсного критерію (величина зрошувальних норм), здійснює їх табличну інтерпретацію та представлення у вигляді графіків. На етапі прийняття рішень підсистема дозволяє оцінювати величини інфільтрації з точки зору їх мінімізації, а також недопущення засолення грунтів (при наявності ґрунтових вод незадовільної якості).

Інформаційна підсистема для управління структурою захисту від підтоплення реалізує сценарії проектного прогнозування структури систем діючого вертикального дренажу на певній території при різних напрямках проведення реконструкції. Проводиться моделювання сценарію (рис.19) для вибраного варіанту проектних рішень в прямокутній області Д={0

3

1

2



4




5

сценарій2




Рис.19. Приклад гідроізо-гіпси для варіанту 2 структури вертикально-го дренажу спільної роботи ДНС 4 та ДНС 4а впродовж п’яти місяців (лютий - червень).

даних інформаційної підсистеми заноситься інформація про вплив насосної станції на територію в часі для діючої свердловини, РГВ по спостережних свердловинах, відстань кожної спостережної свердловини від ДНС, РГВ на даній відстані на різні моменти часу.

Безпосередньо різницевим ітеративним методом вирішується задача Діріхле для рівняння Пуассона.

Задача Діріхле - вид задач, що з'являється при розв'язанні диференціального рівняння з частинними похідними другого порядку. Названа на честь Йоганна Діріхле.
Рівняння Пуассона - неоднорідне еліптичне рівняння в часткових похідних другого порядку, загального виду
Знаходиться РГВ в кожній дискретній точці розглядуваної області в кожний момент часу. З використанням цифрової моделі рельєфу (ЦМР), за стандартною методикою будується карта РГВ в прямокутній області на вибраній території. Будуються діаграми і гістограми розподілу площ за рівнями ґрунтових вод.

ВИСНОВКИ

1. В результаті аналізу показано, що управління водонадходженням і водовідведенням з території при зрошенні здійснюється безсистемно, з урахуванням лише окремих факторів. Для забезпечення ефективного системного управління в умовах сталого розвитку виникає необхідність систематизації та комплексного вивчення цих чинників за такими двома напрямками:



  • управління чинниками антропогенного походження, з урахуванням процесів інфільтрації та фільтрації від існуючих водних джерел, для забезпечення мінімізації водонадходження на територію;

  • дослідження природних умов фільтраційної здатності території та зміну гідрогеологічних умов формування водовідведення в зв’язку з дією антропогенних факторів, що дозволить науково обґрунтувати заходи для оптимізації водовідведення з території.

Системне управління водним режимом територій потребує розробки методології, інструментарієм реалізації якої є спеціалізовані інформаційні технології підтримки прийняття рішень.

2 Для системного управління водним режимом меліорованих територій показана доцільність застосування трирівневого модельного комплексу його реалізації: на першому рівні розглядаються моделі управління технологічними процесами; на другому рівні управління структурою передбачається розробка моделей екологічної, економічної оцінки функціонування меліорованої території; на третьому рівні ієрархії управління розвитком передбачає системну оцінку необхідних заходів оптимізації водного режиму на меліорованій території, черговості їх виконання за соціально-екологічною та економічною доцільністю.

3 Запропоновано ІАС як основу реалізації систем підтримки прийняття рішень для системного управління водним режимом території – раціонального використання водних ресурсів, захисту від підтоплення та затоплення, управління розвитком територій.

4 Розроблений системний метод проводить комплексну оцінку зміни стану територій за рівнем ґрунтових вод та ефективності систем інженерного захисту територій, в якому послідовно застосовуються: теоретикоекспериментальні методи ідентифікації параметрів моделей, методи динаміки процесу управління, візуалізація процесу в часі і просторі на основі ГІС-технологій, кількісні оцінки зміни РГВ при роботі систем інженерного захисту на основі статистичних методів (гістограм та функцій розподілу або діаграм).

Функція розподілу ймовірностей - В теорії ймовірностей це функція, яка повністю описує розподіл ймовірностей випадкової величини.
Це дозволяє здійснювати критеріальну оцінку за системою екологічних і економічних критеріїв, приймати рішення стосовно управління процесом відкачки зі свердловин, реконструкції чи модернізації систем інженерного захисту територій.
Управлі́ння проце́сом - це сукупність заходів з планування та моніторингу виконання процесу. Термін часто використовують описуючи управління бізнесовими та виробничими процесами.

5 Сценарне імітаційно-оптимізаційне моделювання дозволяє приймати рішення в умовах ризику та невизначеності стосовно оптимальної структури управлінських дій, алгоритмів функціонування та параметрів технологій. Метод адаптовано на вирішення задачі структурного управління системами захисту від шкідливої дії вод та імітаційно-ігрового моделювання для визначення структури та параметрів режимів зрошення.

6 Застосування багатошарових моделей вологоперенесення в системах оперативного планування і проектування зрошення дозволяє підвищити ефективність систем управління на основі адаптації до конкретних грунтово-екологічних умов поля, більш ефективно використовувати водно-земельні ресурси, мінімізувати втрати води на інфільтрацію.

7 Метод імітаційно-ігрового моделювання на основі багатошарових моделей вологоперенесення та моделі гри з природою, розроблена на його основі інформаційна технологія дозволяють проводити порівняння сценаріїв для ресурсної та екологічної ефективності режимів зрошення в умовах дії комплексу факторів: різних типів ґрунту, сільськогосподарських культур, при різних глибинах залягання ґрунтових вод.

Сільськогосподарські культури - культурні рослини, що вирощуються з метою забезпечення людства продуктами харчування, виробництва сировини для окремих галузей промисловості і кормів для сільськогосподарських тварин.
Розроблена інформаційна технологія (математична модель, алгоритм і програмний комплекс ІАС) дає можливість проводити структурну оптимізацію режимів зрошення, раціонально використовувати водні та земельні ресурси, запобігати підтопленню та засоленню земель.
Земе́льні ресу́рси (у старішій географічній літературі - поземе́лля) - частина земельного фонду, що використовується або може бути використана у народному господарстві.

8 Вдосконалена модель управління системами вертикального дренажу, яка базується на ідентифікації параметрів за теоретико-емпіричним методом з використанням даних виробничих відкачок. Модель дозволяє вибирати управлінські дії роботою дренажних насосних станцій, за критеріями ризику оцінювати ефективність вертикального дренажу з візуалізацією процесу в просторі і часі, прогнозувати депресійні криві та радіус впливу свердловини вертикального дренажу для вибору оптимального варіанту управлінських рішень.

Проведений сценарний аналіз ефективності роботи вертикального дренажу показав, що протягом 4-6 місяців його роботи рівні ґрунтових вод практично опускаються до проектних значень, тобто вертикальний дренаж на досліджуваній території є ефективним. Тому, доцільно продовжити використання вертикального дренажу для захисту від підтоплення, в необхідних випадках провести його реконструкцію та модернізацію.

9 Метод управління структурою захисту територій від підтоплення на основі сценарного моделювання з використанням інформаційної системи підтримки прийняття рішень проводить ефективне моделювання і оцінку варіантів структури систем захисту і визначає оптимальні варіанти проектних рішень для модернізації та реконструкції систем вертикального та комбінованого дренажу.

Система підтримки прийняття рішень (СППР; англ. Decision Support System, DSS) - комп'ютеризована система, яка шляхом збору та аналізу великої кількості інформації може впливати на процес прийняття управлінських рішень в бізнесі та підприємництві.

10 Запропоноване структурне управління вибором джерел зрошення на меліорованих територіях дозволяє раціонально доповнити процес зрошення з поверхневих джерел використанням при цьому підземних вод. Це забезпечить позитивну тенденцію зниження ґрунтових вод до нормативних значень, раціональне використання водних ресурсів, зменшення витрат на водовідведення з меліорованих територій. Для управління цим процесом рекомендується проводити полив тільки зі свердловин верхнього водоносного горизонту. При використанні вод вертикального дренажу для зрошення і промивок спостерігається не лише економічний ефект, а й багатоцільовий екологічний ефект (зниження рівня ґрунтових вод, зменшення засолення і осолонцювання земель після промивок).

11 Методика прогнозування підтоплення територій на основі персептронних моделей на принципах індуктивного моделювання здійснює аналіз стану території та проводить просторово-часове прогнозування підтоплення території як в цілому, так і на окремих її ділянках. Дана інформаційна технологія забезпечує використання прогнозів для системного управління, визначення доцільності попереджувального включення ДНС з метою зменшення ризиків підтоплення, управління структурою у визначенні необхідності реконструкції чи модернізації ДНС, реконструкції каналів, зрошувальних систем, застосування сучасних режимів зрошення. Для управління розвитком територій, у вигляді послідовності інженерних заходів (дій) для запобігання або зменшення шкідливої дії вод, проводиться оцінка їх ефективності на основі методу двохкритеріальної оптимізації.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1 На основі системного аналізу проведена систематизація управлінських рішень з модернізації і удосконалення систем захисту територій від підтоплення та затоплення для смт Каланчак. Вона полягає в обґрунтуванні структури технічних рішень з модернізації та практичних заходів по покращенню водного режиму території, які зменшують водне навантаження та покращують водовідведення з кожної розглянутої ділянки території:



  • необхідно покращити управління існуючими ДНС на основі прогнозування РГВ, забезпечуючи неперервну і максимально тривалу роботу станцій на найбільш соціально значимих ділянках території, запроектувати та побудувати лінійні системи комбінованого дренажу, розробити проект будівництва вздовж русла річки Каланчак мережі самовиливних свердловин, відновити роботу технічно несправних ДНС, чим забезпечити зменшення п’єзометричного напору пліоценового водоносного горизонту для підтримки нормативного водного режиму ґрунтів в смт Каланчак;
    Ліні́йні систе́ми (рос. линейные системы; англ. linear systems; нім. lineare Systeme n pl) - коливальні системи, властивості та характеристики яких (пружність, маса, коефіцієнт тертя, ємність та індуктивність тощо) зберігаються при зміні стану системи, тобто не залежать від зміщень, швидкостей, напруг, струмів і т. д.


  • зменшити вплив Північно-Кримського каналу (ПКК) та інших водойм на процеси підтоплення в смт Каланчак за рахунок покращення технічного стану Північно-Кримського каналу шляхом його облицювання в районі смт Каланчак, реконструкції з’єднання ПКК і Чаплинського МК, пониження відміток води в р.
    Півні́чно-Кри́мський кана́л (колишній Північно-Кримський канал імені ЛКСМУ) - іригаційна споруда, зрошувально-обводнювальний канал на півдні України (Херсонська область і АР Крим). Одна з найбільших іригаційних споруд колишнього СРСР.
    Каланчак до природних, а в риборозплідному ставку в гирлі до проектних, покращити вертикальне планування територій;

  • раціональне, економічно ефективне та екологічно безпечне зрошення сільськогосподарських земель, для чого рекомендуються комплексно поєднати водозберігаючі режими та прогресивні способи зрошення земель з вибором адекватних джерел зрошення, впровадити технічні рішення та практичні заходи з удосконалення зрошення.

CПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Монографія

Ковальчук П.І. Системна оптимізація водокористування при зрошенні. Монографія /П.І. Ковальчук, Н.В. Пендак, В.П. Ковальчук, М.М. Волошин. – Рівне: НУВГП, 2008. – 204с.



Статті у фахових виданнях

  1. Ковальчук П.І. Ідентифікація параметрів математичних моделей оперативного планування поливів при зрошенні/ П.І. Ковальчук, М.М.Волошин, В.П.Ковальчук, С.С. Коломієць // Меліорація i водне господарство. – 2003. –Вип.89. –С.19-27. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  2. Ковальчук П.І. Багатошарова модель вологоперенесенння для управління поливами в умовах точного землеробства/ П.І. Ковальчук, М.М.Волошин, В.П.Ковальчук // Вісник українського державного університету водного господарства та природокористування. Вип. 5(18). – Мін.освіти України, УДУВГП, –2002.–С.64-71. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  3. Яцик М.В. Стохастичні методи дослідження технологій регулювання водного режиму грунтів/ М.В. Яцик, В.П.Ковальчук //Вісник УДУВГтаП. Вип.2(21). Рівне: УДУВГтаП. – 2003. С.56-62. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  4. Ковальчук П.І. Експериментальне обґрунтування багатошарової моделі управління поливами/ П.І. Ковальчук, М.М.Волошин, В.П.Ковальчук // Таврійський науковий вісник, Вип. 31. – Херсон, 2004. –С.146-151. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  5. Яцик М.В. Принципи створення бази даних для інформаційного забезпечення технологій регулювання водного режиму грунтів/ М.В. Яцик, В.П.Ковальчук, С.С. Коломієць //Меліорація і водне господарство. К. –2004. -Вип.91. -С.154-163. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  6. Коломієць С.С. Грунтово-гідрофізичне забезпечення математичного моделювання водного режиму меліорованих земель/ С.С. Коломієць, М.В. Яцик, В.П.Ковальчук, 0.М. Пужай //Меліорація і водне господарство. К. –2005. -Вип.92. -С.65-75. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  7. Ковальчук П.І. Інтегральне управління еколого-економічними процесами водокористування на зрошуваних землях/ П.І. Ковальчук, С.А. Шевчук, В.П. Ковальчук // Вісник УДУВГП. Вип. 4(36). Ч. 2. – Рівне. – 2006. – С. 123 – 130. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  8. Ковальчук В.П. Ієрархічна модель інтегрованого управління меліоративними системами в умовах невизначеності / В.П. Ковальчук // Меліорація і водне господарство. – 2007. – Вип. 95. –С. 202-214.

  9. Ковальчук В.П. Імітаційно - оптимізаційне моделювання для дослідження екологічної ефективності режимів зрошення/ В.П.Ковальчук, М.В. Пилипчук // Вісник НУВГП 4(40). Частина 1. –2007. –С.258-264. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  10. Ковальчук П.І. Оперативне планування поливів на основі адаптивної до ґрунтових умов багатошарової моделі вологоперенесення/ П.І.Ковальчук, В.П.Ковальчук, Н.М. Павлюк // Таврійський науковий вісник. Збірник наукових праць ХДАУ. –Херсон: Айлант, 2007, –Вип.52. –С.269- 274. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  11. Ковальчук В.П. Імітаційне моделювання гідрофізичних властивостей грунтів при виконанні агромеліоративних заходів / В.П. Ковальчук, С.С. Коломієць //Таврійський науковий вісник. Збірник наукових праць ХДАУ. Вип.53 - Херсон: Айлант, 2007. -С.397-405. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  12. Ковальчук В.П. Вдосконалення управління системами вертикального дренажу на основі ідентифікації моделей фільтрації та критеріальних оцінок/ В.П. Ковальчук // Вісник НУВГП.–Рівне.–2009. – Вип. 3(47). Ч.1. – С.51-58.

  13. Ковальчук П.І. Дослідження екологічної ефективності технологій зрошення на основі математичного моделювання/ П.І.Ковальчук, В.П.Ковальчук, Т.В.Матяш //Таврійський науковий вісник. – Вип. 62. –Херсон: ТОВ «Айлант», 2009.– С. 253-258. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  14. Ковальчук П.І. Інформаційно-аналітична система оцінки зміни стану та ефективності систем захисту від підтоплення та затоплення територій/ П.І. Ковальчук, Т.О. Михальська, С.А. Шевчук, В.П. Ковальчук, Т.В. Матяш, О.С. Демчук // Водне господарство України. – 2009. – №6. – С. 52 – 53. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  15. Ковальчук П.І. Системне дослідження та наукове обґрунтування заходів для захисту від підтоплення смт Каланчак Херсонської області/ П.І. Ковальчук, С.А. Шевчук, В.П. Ковальчук, В.Д. Кузьменко, О.М. Марків // Водне господарство України. – 2010. – №2. – С. 21 – 26. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  16. Ковальчук В.П. Вибір альтернативних джерел зрошення для запобігання підтопленню територій/ В.П. Ковальчук // Водне господарство України, № 5, 2010. - С. 24-27.

  17. Ковальчук П.І. Моделювання підтоплення територій за даними натурних спостережень з використанням ГІС-технологій/ П.І. Ковальчук, С.А. Шевчук, В.П. Ковальчук, В.Д. Кузьменко, О.М. Марків // Таврійський науковий вісник. Вип. 61. – Херсон: ТОВ “Айлант”. – 2008. – С. 208 – 217. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  18. Ковальчук П.І. Системна оцінка та прогнозування підтоплення території на основі персептронних моделей/ П.І. Ковальчук, С.А. Шевчук, В.П. Ковальчук // Індуктивне моделювання складних систем. – 2010. – Вип. 2. – С. – 82 – 89. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  19. Ковальчук В.П. Імітаційно-ігровий метод сценарного моделювання в системах природокористування за умов невизначеності і ризику/ В.П. Ковальчук // Математичне та комп’ютерне моделювання. Серія: Технічні науки: зб.наукових праць / Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова Національної академії наук України, Кам’янець-Подільський національний університет ім.
    Інститут кібернетики імені В. М. Глушкова Національної Академії наук України - науково-дослідний інститут Відділення інформатики НАН України, один з провідних світових наукових центрів з вирішення фундаментальних і прикладних проблем інформатики та обчислювальної техніки, впровадження їх методів і засобів в народне господарство й соціальну сферу.
    Складна́ систе́ма - система, поняття, що широко використовується в сучасній науковій літературі і вказує на специфічні особливості об'єктів дослідження практично в усіх розділах природничих та гуманітарних наук.
    Технічні науки - науки, що вивчають закономірності розвитку техніки і визначають способи найкращого її використання.
    Держа́вний університе́т (англ. National university, яп. 国立大学) - тип вищого навчального закладу, що був заснований урядом держави або керується ним. Має часткове самоврядування. В Україні Державному вищому навчальному закладу четвертого рівня акредитації відповідно до законодавства може бути надано статус національного.
    Нан (фр. Nans) - муніципалітет у Франції, у регіоні Франш-Конте, департамент Ду. Населення - 90 осіб (2011).
    Івана Огієнка. – Кам’янець-Подільський: Кам’янець-Подільський національний університет ім. Івана Огієнка, / В.П. Ковальчук, Т.В Матяш. – 2010. – Вип.3. –С. 96-102. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  20. Ковальчук В.П. Аналіз принципів та методів розв’язування обернених задач фільтрації в системах захисту меліорованих територій від підтоплення / В.П. Ковальчук // Меліорація і водне господарство. – 2009. – Вип. 97. – С. 120-134.

  21. Ковальчук В.П. Моделювання управління рівнем ґрунтових вод сільських територій в умовах дії вертикального дренажу / В.П. Ковальчук // Меліорація і водне господарство. – 2010. – Вип. 98. – С. – 105 – 118.

  22. Ковальчук В.П. Дослідження ефективності комбінованого дренажу на основі математичного моделювання /В.П. Ковальчук, С.А. Шевчук // Вісник УДУВГП. Вип. 4(52). Сер. технічні науки, – Рівне. – 2010. – С.123 – 130. (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

  23. Ковальчук В.П. Системне управління захистом територій від підтоплення на основі сценарного моделювання /В.П. Ковальчук // Індуктивне моделювання складних систем. – 2011. – Вип. . – С. – –.

  24. Ковальчук В.П. Метод оптимізації системного управління розвитком зрошуваних територій /В.П. Ковальчук //Меліорація і водне господарство. К. –2011. -Вип.99. -С. -.

  25. Ковальчук В.П. Теоретичне і експериментальне дослідження впливу водойм та каналів на підтоплення земель /В.П. Ковальчук, О.М. Марків //Миколаїв 2012 (постановка задачі, збір, аналіз і опрацювання матеріалу, написання статті, висновки)

Методичні документи та навчальні посібники

1.Методика оцінки зміни стану та прийняття рішень для захисту територій від підтоплення та затоплення / П.І. Ковальчук, С.А. Шевчук, В.П. Ковальчук та ін. – Київ-Херсон: Колос, 2010. – 44 с.

2.Моделювання і прогнозування для проектів геоінформаційних систем/ В.В. Морозов, С.Я. Плоткін, М.Г. Поляков, В.П.Ковальчук та ін. За ред. В.В.Морозова. –Херсон, Вид-во ХДУ, 2007. –328с.

3.Методика формування ціни на подачу води на зрошення, промислові та комунальні потреби./М.Ромащенко, П.Ковальчук, Т.михальська, Т.Матяш, С.Шевчук, М.Волошин, Н.Пендак, А.Задорожний, В.Ковальчук. К., 2006. –39с



4.Методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт з курсу «Моделювання ґрунтових процесів в гідромеліорації» для студентів будівельно-гідромеліоративного факультету спеціальності 7.092602 «Гідромеліорація» / П.I. Ковальчук, В.П. Ковальчук, М.М. Волошин, Н.В.Пендак. – Херсон: РВВ ХДАУ «Колос», 2007. –39с

Тези конференцій

  1. Ковальчук П.І. Марківська математична модель прогнозування та недопущення підтоплення земель на півдні України / П.І. Ковальчук, А.І. Задорожний, В.П. Ковальчук // Матеріали міжнар. науково-практичної конференції "Ризикологія в економіці і підприємництві". –Київ, МОН України, 2001, с.178-179.

  2. Волошин М.М. Принципи точного землеробства при оперативному плануванні поливів /М.М.
    То́чне землеро́бство - впровадження технологій у рільництво на основі ґрунтових картографічних одиниць.
    Волошин, Ковальчук В.П. // Міжнар. наук. конфер. "Актуальні проблеми землеробства на початку нового тисячоліття та шляхи їх вирішення", – УААН ІЗПР. – Херсон, 2002. – С.101-103.

  3. Ковальчук П.І.Оптимізаційна модель водокористування та її реалізація на основі багатошарової моделі оперативного планування поливів / П.І. Ковальчук, М.М.Волошин, В.П.Ковальчук // Наук. вісник ХДАУ БГМФ-1: Наук.-практ. конфер. ”Еколого-економічні проблеми водогосподарського комплексу півдня України”. – Херсон: Айлант, 2003.–С.41-43.

  4. Ковальчук П.І. Матричні ігри з природою залежні від параметрів для дослідження ефективності технологій зрошення/ П.І.Ковальчук, В.П.Ковальчук, Т.В.Матяш. // International Conference “Problems of Decision Making Under Uncertainties (PDMU-2008)”, Мау 12-17 Kyiv-Rivne, Ukraine.–С.131-132.

  5. Ковальчук П.І. Імітаційно-оптимізаційні методи аналізу водорегулюючих систем в умовах невизначеності / П.І.Ковальчук, М.В. Яцик, В.П.Ковальчук, // International Conference “Problems of Decision Making Under Uncertainties (PDMU-2001)”, September 11-14 Kyiv, Ukraine. –С.91-92.

  6. Ковальчук В.П. Інтегроване ієрархічне управління меліоративними системами в умовах невизначеності / В.П.Ковальчук // International Conference “Problems of Decision Making Under Uncertainties (PDMU-2006)” September 18-23 Alusta, Ukraine. –С.117-119.

  7. Ковальчук В.П. Наукові основи інформаційно-аналітичної системи прийняття рішень для захисту територій від підтоплення та затоплення / В.П.Ковальчук // International Conference “Problems of Decision Making Under Uncertainties (PDMU-2010)” October 4-8, Yalta, Ukraine. –С.85-86.

  8. Ковальчук В.П. Управління структурою захисту територій від підтоплення на основі сценарного моделювання/ В.П.Ковальчук // International Conference “Problems of Decision Making Under Uncertainties (PDMU-2011)” September 19-23, Yalta, Ukraine. –С.94-95.

  9. Ковальчук В.П. Математичне моделювання впливу каналів на підтоплення земель/ В.П.Ковальчук, О.М. Марків // International Conference “Problems of Decision Making Under Uncertainties (PDMU-2011)” September 19-23, Yalta, Ukraine. –С.95-96.

  10. Ковальчук П.І. Системний підхід до управління меліорованими територіями/ П.І. Ковальчук, Н.В. Пендак, В.П Ковальчук // 23d European Regional Conference of ICID “Progress in Managing Water for Food and Rural Development”.– May 17–24.–2009.–Lviv.–Ukraine.–С.21.

  11. Ковальчук П.И. Исследование эффективности вертикального дренажа на основе натурного и математического моделирования / П.И. Ковальчук, С.А. Шевчук, В.П. Ковальчук, В.Д. Кузьменко, Е.М. Маркив // Роль мелиорации в обеспечении продовольственной и экологической безопасности России. Часть 1. – Москва. – 2009. – С. 156 – 163.

  12. Ковальчук П.І. Інформаційно-аналітична система оцінки зміни стану та ефективності систем захисту від підтоплення та затоплення територій / П.І. Ковальчук, В.П. Ковальчук, Т.О. Михальська, С.А. Шевчук, Т.В. Матяш, О.С. Демчук / Науково - практична конференція „Наукові засади розвитку водного господарства та меліорації земель”. – Держводгосп. – 29 – 30 жовтня. – 2009. – м. Київ. 4с.

Анотація

Ковальчук В.П. Системне управління водним режимом зрошуваних територій для захисту від підтоплення. – ІВПіМ НААН. –Рукопис.


У дисертації наведено розробку та вдосконалення методів теоретико-експериментальних досліджень процесів та механізмів водонадходження і водовідведення, що дозволяє науково обґрунтувати інформаційні технології та заходи для раціонального використання водних ресурсів в умовах захисту територій від шкідливої дії вод.

Для цього використано ієрархічний підхід до управління цілісною соціо-природно-технічною системою – зрошуваною територією. Узагальнено методи системного синтезу моделей фільтрації та вологоперенесення на основі вирішення обернених задач, формалізовано критерії ефективності оцінки та управління водним режимом території. Для системного управління водним режимом зрошуваних територій проводиться розробка, вдосконалення методів і створення моделей управління водонадходженням на зрошувану територію та водовідведенням з неї. А саме, розроблено системний метод дослідження зміни еколого-меліоративного стану території за рівнями ґрунтових вод, узагальнено та розвинуто основні принципи раціонального водокористування в сучасних умовах, запропоновано багатошарові моделі вологоперенесення, як основу для створення інформаційних систем оперативного планування поливів. Пропонується подальший розвиток методу сце­нарного аналізу, для реалізації якого в системах водовідведення в умовах невизначеності використовується імітаційно-оптимізаційний підхід, а імітаційно-ігровий метод для моделі матричної гри з природою при виборі екологічно обґрунтованих режимів зрошення за двома критеріями (екологічним і технологічним).

Запропоновано ІАС як основу реалізації систем підтримки прийняття рішень для системного управління водним режимом території – раціонального використання водних ресурсів, захисту від підтоплення та затоплення, управління розвитком територій.

Системне дослідження процесів формування водного режиму проводиться на території смт Каланчак з прилеглими зрошуваними землями, де розглянуті особливості кліматичних умов, природні і антропогенні фактори водонадходження, а інженерний захист території від підтоплення здійснюється системами вертикального і комбінованого дренажу.


1   2   3


Скачати 485.63 Kb.

  • Інформаційно-аналітичної системи
  • на основі статистичних методів.
  • В третьому розділі узагальнено методи системного синтезу
  • на основі статистичних методів (
  • здійснювати критеріальну оцінку
  • Північно-Кримського каналу
  • CПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ Монографія
  • В.П. Ковальчук
  • Технічні науки
  • Ковальчук В.П.
  • Методичні документи та навчальні посібники
  • В.П. Ковальчук
  • Анотація Ковальчук В.П. Системне управління водним режимом зрошуваних територій для захисту від підтоплення. – ІВПіМ НААН. –Рукопис.