Аннотация

Цель: моделирование и обоснование закономерностей гидродинамических процессов движения потоков жидкостей в системе оросительных каналов для задач оперативного диспетчерского управления водораспределением. 

Материалы и методы. Объект исследования – канал МР-2 Миусской оросительной системы Ростовской области. Организация и проведение экспериментов базируется на методологическом подходе, совместно использующем данные эмпирических наблюдений, метод теории подобия, математическое моделирование и имитационные эксперименты с уравнениями Сен-Венана для установления закономерностей гидродинамических процессов течений жидкости в системе распределительных каналов при различных режимах их работы для решения полного комплекса задач оперативного диспетчерского управления водораспределением. 

Результаты и обсуждение. Авторским коллективом предложено и апробировано численное решение уравнений Сен-Венана для условий установившегося и неустановившегося режима течений в руслах оросительных каналов. Проведен сравнительный расчет отклонения значений объемов воды на участках канала: на участке 1 (трапецеидальный профиль поперечного сечения) при расчетном расходе (Q, м³/с) от 0,94 до 2,4 м³/с относительное отклонение (Δ, %) составило от 6,8 до 13,4 % с максимальными значениями от 17,2 до 27,1 % соответственно; на участке 4 (лотковая сеть) при расчетном расходе (Q, м³/с) от 0,15 до 0,8 м³/с относительное отклонение (Δ, %) составило от 7,2 до 20,0 % с максимальными значениями (Δmax, %) от 13,1 до 21,5 % соответственно. 

Выводы. В результате математического моделирования, использования методов системного анализа и теории оптимальных решений разработаны новые алгоритмы и компьютерная программа, которые обеспечили значительное повышение производительности труда по сравнению с ручным счетом, повысили эффективность использования водных и энергетических ресурсов на 10–15 %, оптимизировали процессы систем сбора, обработки и передачи информации.

doi: 10.31774/2712-9357-2025-15-4-66-83

Для цитирования

Моделирование и исследование закономерностей гидродинамических процессов течений в каналах оросительных систем для задач оперативного диспетчерского управления водораспределением / И. В. Ольгаренко, В. И. Ольгаренко, А. В. Колганов, В. Иг. Ольгаренко // Мелиорация и гидротехника. 2025. Т. 15, № 4. С. 66–83. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2025-15-4-66-83.

Список литературы

1. Юрченко И. Ф. Планирование системного водораспределения: современное состояние и приоритетные направления совершенствования // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 1. С. 184–199. DOI: 10.31774/2712-9357-2023-13-1-184-199. EDN: CUPZJN.

2. A path towards precision border irrigation combining hydrodynamic modelling and in-field sensor-based support / P. Vandôme, G. Belaud, M. A. Berkaoui, C. Guillemin, F. Charron, C. Leauthaud // Agricultural Water Management. 2025. Vol. 316. Article number: 109518. DOI: 10.1016/j.agwat.2025.109518. 

3. Hydrodynamic modelling to develop design and operational options for sedimentation reduction in irrigation schemes, Ethiopia / Z. A. Gurmu, H. Ritzema, Ch. Fraiture, M. Ayana // Journal of Hydrology: Regional Studies. 2024. Vol. 53. Article number: 101816. DOI: 10.1016/j.ejrh.2024.101816. EDN: GASKCQ. 

4. Мелиоративный комплекс Российской Федерации: информ. изд. / Г. В. Ольгаренко, С. С. Турапин, В. И. Булгаков, Т. А. Капустина, Н. А. Мищенко, М. С. Зверьков, Л. Е. Паутова, А. В. Грушин, Е. В. Медведева, А. И. Банникова, И. Д. Сосновских. М.: Росинформагротех, 2020. 304 с. ISBN: 978-5-7367-1593-0. EDN: AVWQXO.

5. Использование мобильных IT-приложений для решения задач водопользования на внутрихозяйственной оросительной сети / Е. А. Волкова, Д. А. Кудравец, В. И. Коржов, И. В. Коржов // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 3. С. 30–47. DOI: 10.31774/2712-9357-2023-13-3-30-47. EDN: WCHPQE.

6. Multi-objective modeling and optimization of water distribution for canal system considering irrigation coverage in artesian irrigation district / Z. Mai, Yu. He, Ch. Feng, C. Han, Yu. Shi, W. Qi // Agricultural Water Management. 2024. Vol. 301. Article number: 108959. DOI: 10.1016/j.agwat.2024.108959. EDN: ETQZZA.

7. Promoting precision surface irrigation through hydrodynamic modelling and microtopographic survey / C. Costanzo, P. Costabile, F. Gangi, G. Argirò, E. Bautista, C. Gandolfi, D. Masseroni // Agricultural Water Management. 2024. Vol. 301. Article number: 108950. DOI: 10.1016/j.agwat.2024.108950. EDN: QXGYMM.

8. Методология влияния свободной порозности и водоотдачи на процессы, происходящие в почвогрунтах оросительных каналов с земляным руслом / О. В. Михеева, А. В. Кравчук, С. С. Орлова, Е. Н. Миркина, Т. А. Панкова // Природообустройство. 2024. № 1. С. 12–17. DOI: 10.26897/1997601120241-12-17. EDN: VQQBMF.

9. Ольгаренко В. И., Ольгаренко Г. В., Ольгаренко И. В. Оптимизация процессов водопользования на основе методологии ландшафтно-экологического подхода: монография. Новочеркасск: Лик, 2019. 623 с. ISBN: 978-5-907158-42-9. EDN: UZWMWT.