Совершенствование конструктивных элементов рисовых оросительных систем с использованием пластических материалов и интегрированное управление водными ресурсами на рисовых системах

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

НАО «КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра___«Водные ресурсы и мелиорация»

МАМУЧЕВ Р. А.

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

совершенствование конструктивных элементов рисовых оросительных систем с использованием пластических материалов и интегрированное управление водными ресурсами на рисовых системах

Специальность 5В080500 «Водные ресурсы и водопользование»

Алматы 2018

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

НАО «КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет «Гидротехника, мелиорация и бизнес»

Кафедра_«Водные ресурсы и мелиорация»

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Совершенствование конструктивных элементов рисовых оросительных систем с использованием пластических материалов и интегрированное управление водными ресурсами на рисовых системах

Объем, стр.

Количество чертежей и

иллюстрационных материалов __21__

Приложений 1

Выполнил Мамучев Р. А.

(Ф. И. О. )

Допущен к защите «» 2018 г.

Заведующий кафедрой Саркынов Е. С .

(подпись) Ф. И. О. )

Руководитель Рау А. Г.

(подпись) Ф. И. О. )

Консультанты:

1, 2, Жарков В. А.

(раздел) (подпись) (Ф. И. О. )

Нормоконтроль

(подпись) (Ф. И. О. )

Рецензент

(подпись) (Ф. И. О. )

Рецензент

(подпись) (Ф. И. О. )

Алматы 2018

НАО «КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет___ «Гидротехника, мелиорация и бизнес»

Специальность 5В080500«Водные ресурсы и водопользование»_

Кафедра «Водные ресурсы и мелиорация»_

ЗАДАНИЕ

на выполнение дипломного проекта (работы)

Студенту Мамучеву Р. А.

(фамилия, имя, отчество)

Тема проекта (работы) : совершенствование конструктивных элементов рисовых оросительных систем с использованием пластических материалов и интегрированное управление водными ресурсами на рисовых системах

утверждено приказом по университету № от «»2017__г.

Срок сдачи законченного проекта (работы)

«22» ___мая2018__г.

Исходные данные к проекту (работе) :

Патентно-информационный поиск по совершенствованию конструктивных элементов рисовых оросительных систем с использованием пластических материалов в мировой практике. Подбор пластических материалов для совершенствования конструктивных элементов рисовых оросительных систем по характеристикам и параметрам в соответствии межгосударственными стандартами (ГОСТ 18599-2001, ISO 4427/CEN TC 55SS20) . Унифицированный стандарт для полимерных труб (ГОСТ 18599-2001, ГОСТ Р52134-2003, ГОСТ Р51613-2000 из ПВХ) .

Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте (работе) вопросов:

1 Разработка методологии управления и использования водных ресурсов на рисовых оросительных системах, исключающие непроизводительные потери воды.

2 Схемы конструктивных элементов рисовых оросительных систем с применением пластических материалов.

3 Подбор пластических материалов для совершенствования конструктивных элементов рисовых оросительных систем.

4 Экономическая эффективность и экологическая устойчивость рисовых оросительных систем Республики Казахстан.

Перечень графического материала (при необходимости) :

1. Противофильтрационные покрытия на каналах открытого типа.
2. Подбор пластических материалов по качественным характеристикам для совершенствования коструктивных элементов рисовых оросительных систем.
3. Современное состояние рисовых оросительных систем Казахстана (на примере Кызылординской области) .
4. Современные системы земледелия на рисовых оросительных системах Казахстана.
5. Экологическая устойчивость рисовых оросительных систем.

Рекомендуемая основная литература

1. А. С. № 1771602 СССР Рисовая оросительная система Маковского В. И. /В. И. Маковский, опубл. 30. 10. 92. Бюл. № 40
2. Отчет о НИР по бюджетной программе 212 «Научные исследования и мероприятия в области АПК и природопользования» согласно договора № 1516 - 09 - 05. «Совершенствование конструктивных элементов рисовых оросительных систем с использованием пластических материалов и интегрированное управление водными ресурсами на рисовых системах» (промежуточный за 2015г. ) - Тараз (фонд ДГП «НИИВХ») .
3. Мухамеджанов В. Н., Баранов Р. Н., Жданов Г. Н. Эколого-экономический аспект использования водно-земельных ресурсов в условиях аридной зоны. - Тараз: ИЦ «АКВА», 1999. -148с.
4. Орошение риса и сопутствующих культур (Рекомендации) / Под общей редакцией А. К. Куришбаева, Тараз: КазНИИВХ, 2005. -33с.
5. Нормирование орошения в водохозяйственных бассейнах Казахстана/ Ибатуллин С. Р., Кван Р. А., Парамонов А. И., Балгабаев Н. Н. -Тараз: КазНИИВХ, 2008. -122с.
6. Рау А. Г. Водораспределение на рисовых системах, - М. : Агропромиздат, 1988. -86 с.
7. Джумабеков А. А. Научные основы рационального использования водных ресурсов и охраны окружающей среды на рисовых системах Приаралья/ Автореферат докт. дисс. - Ташкент, 1994. - 49 с.
8. Рахимбаев Ф. М., Гасанов Г. К. Расчет мелиоративного режима при переустройстве гидромелиоративных систем. - Ташкент: Мехнат, 1986. - 86с.

Консультанты по специальным разделам проекта (работы)

Заведующий кафедрой СаркыновЕ. С.

(подпись) (ФИО)

Руководитель дипломного проекта (работы) Рау А. Г.

(подпись) (ФИО

Задание принял к исполнению, студент Мамучев Р. А. (подпись) (ФИО)

«___23__» 112017г.

График выполнения дипломного проекта (работы)

Заведующий кафедрой Саркынов Е. С.

(подпись) (Ф. И. О)

Руководитель дипломного проекта(работы) Рау А. Г.

(подпись) (Ф. И. О. )

Задание принял к исполнению, студент Мамучев Р. А.

(подпись)

СОДЕРЖАНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

В дипломной работе применены следующие термины с соответствующими определениями и сокращениями.

Рисовая оросительная система - комплекс взаимосвязанных сооружений и устройств, обеспечивающий поддержание оптимального водного и солевого режимов почвогрунтов для получения высоких и устойчивых урожаев риса и сопутствующих ему культур.

Рисовый чек - первичный элемент рисовой карты и оросительной системы в целом.

Поливная (рисовая) карта - площадь, занятая посевами риса и ограниченная по периметру младшими каналами оросительной и водоотводной сети.

Карта краснодарского типа - рисовая карта с раздельными подачей и сбросом воды, вдоль одной из длинных сторон которой расположен картовый ороситель двухстороннего командования, а вдоль другой - картовый сбросной канал.

Карта кубанского типа - рисовая карта с раздельными подачей и сбросом воды, картовые оросители и сбросы которого с двусторонним командованием.

Гидромодуль - удельный расход водоподачи отнесенный к одному гектару севооборотного участка.

Инфильтрация - просачивание воды, происходящее преимущественно по порам.

Водные ресурсы - запасы поверхностных и подземных вод рассматриваемой территории.

Водный баланс - соотношение прихода и расхода воды с учетом изменения ее запасов за выбранный интервал времени для рассматриваемого объекта.

Водный режим - измененное во времени уровней, расходов и объемов воды в водных объектах и почвогрунтах

Водозабор - изъятие воды из реки или водоема для орошения, обводнения, водоснабжения и т. д.

Водоотведение (коллекторно-сбросной сток) - количество воды, отводимое за пределы оросительной системы с помощью инженерных сооружений.

Водопользование при орошении - забор воды из источника орошения, транспортировка и распределение ее между водопользователями.

Возвратные воды - часть ирригационного стока, достигшая источника орошения из которого она может быть забрана для повторного использования на орошение или другие нужды.

Дренажный сток - воды, профильтровавшиеся из каналов и поливных участков в дренажную сеть и стекающие по ней за пределы оросительной системы.

Режим орошения - совокупность количества, сроков и норм полива.

Севооборот - научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур во времени и на территории или только во времени.

РОС - рисовая оросительная система.

КЗИ - коэффициент земельного использования.

ГОСТ - государственный стандарт.

РГП - республиканское государственное предприятие.

ОПУ - опытно-производственный участок.

УГВ - уровень грунтовых вод.

РК - Республика Казахстан.

НИОКР - научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.

КПД - коэффициент полезного действия.

НИУ - научно-исследовательское учреждение.

НИИ - научно-исследовательский институт.

ВХБ - водохозяйственный баланс.

ИУВР - интегрированное управление водными ресурсами.

ИУИВР - интегрированное управление и использование водных ресурсов.

ТОО - товарищество с ограниченной ответственностью.

БВИ - бассейновая водная инспекция.

МСХ - министерство сельского хозяйства.

БС - бассеиновый совет.

ООН - организация объединенных наций.

ЦРТ - цели развития тысячелетия.

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы управления водными и земельными ресурсами на рисовых оросительных системах имеют большое значение и актуальны для нашей страны. Ирригация для засушливых регионов Казахстана не имеет альтернативы и является основой жизнедеятельности сельского населения.

За последние почти два десятилетия в республике не проводились работы по переустройству рисовой оросительной сети, улучшению мелиоративного состояния рисовых земель, что привело к деградации орошаемых земель на площади более 30 тыс. га и разрушению инженерных коммуникаций по водораспределению на десятках тыс. га. Все возрастающий дефицит водных ресурсов в стране стимулирует к переходу на водосберегающие технологии водопользования. При этом особо ощутимые результаты экономии воды могут быть достигнуты на рисовых оросительных системах, т. к. на их долю приходятся значительные объемы водных ресурсов.

Водосбережение и управление водными и земельными ресурсами на рисовых оросительных системах Казахстана тесно связано с факторами оптимального управления, как природными, так и технологическими (антропогенными) процессами. Чтобы правильно управлять ими, необходимо знать механизм их воздействий, направленность, уметь прогнозировать ожидаемые результаты этих воздействий, располагать соответствующей научной и информационной базой. В Послании Президента РК Н. Назарбаева к народу Казахстана от 14 декабря 2012 года «Стратегия Казахстан-2050», Концепции по переходу Республики Казахстан к «зеленой экономике», утвержденной Указом Президента Республики Казахстан, Концепции перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию до 2024 года, к 2030 году ожидается дефицит водных ресурсов в размере 14 ${км}^{3}$ , а к 2050 году может достигнуть величины 20 ${км}^{3}$ (70% от потребности в водных ресурсах) .

Угроза дефицита воды, а также деградация земель и не эффективное управление земельными и водными ресурсами на рисовых оросительных системах может стать основным препятствием для устойчивого социально-экономического развития рисосеющих регионов Казахстана. Решение этих задач, безусловно, требует проведения расширенных научно-технических и проектно-изыскательских исследований, научного сопровождения и реализации государственной программы продовольственной безопасности страны.

Предлагаемый проект направлен на совершенствование конструктивных элементов рисовых оросительных систем с использованием пластических материалов и интегрированное управление водными ресурсами на рисовых системах, исключающие непроизводительные потери воды. Реализация проекта позволит резко повысить эффективность использования водных ресурсов на рисовых оросительных системах Казахстана.

Опыт эксплуатации рисовых оросительных систем показывает, что на современных рисовых оросительных системах размеры водозабора из источников орошения предопределяются их водностью, потребностями выращиваемых культур и изменяются в широких пределах от 15 до 35 тыс. $м^{3}$ /га. При этом установлено, что растения используют около 30-35% воды забранной из источников орошения. Остальная часть расходуется на технологические потери (фильтрация в каналах при транспортировке воды от источников орошения к полю, потеря воды на орошаемых землях при поливах) . Низкий коэффициент полезного использования воды вынуждает водопользователя увеличивать размеры водозабора на 30%, что приводит к снижению оросительной возможности источников орошения и сокращению площади поливных земель.

Низкая эффективность нынешней водохозяйственной деятельности на рисовых оросительных системах объясняется также тем, что она не обеспечивает целостное решение водохозяйственных задач, в то время как устойчивое водопользование должно базироваться на балансе экономических, социальных и экологических интересов региона, то есть на интеграции.

Решение этой задачи, основанное на интегрированном использовании водных ресурсов, составной частью которого являются водосбережение, повышение продуктивности орошаемых земель и поливной воды на рисовых оросительных системах, необходимо для устойчивого развития аграрного сектора экономики, социального прогресса, продовольственной и экологической безопасности страны.

Целью работы является совершенствование конструктивных элементов рисовых оросительных систем с использованием пластических материалов и интегрированное управление водными ресурсами на рисовых системах.

Основными задачами проекта ставились:

- разработка методологии интегрированного управления и использования водных ресурсов на рисовых оросительных системах, исключающие непроизводительные потери воды;

- патентно-информационный поиск для совершенствования конструктивных элементов рисовых оросительных систем;

- подбор пластических материалов для совершенствования конструктивных элементов рисовых оросительных систем;

Актуальность и новизна заключается в разработке методологии интегрированного управления и использования водных ресурсов на рисовых оросительных системах, исключающие непроизводительные потери воды путем совершенствования их конструктивных элементов с использованием современных пластических материалов.

Практическая значимость - это решение водных проблем в условиях ограниченного доступа к воде и нарастающего ее дефицита требует принципиально новых подходов к интегрированному управлению и использованию водных ресурсов на рисовых оросительных системах, в связи с этим возникает стратегическая необходимость изучения функций управления водными ресурсами внутри рисовых оросительных систем и внедрения научно-обоснованной методологии интегрированного распределения поливной воды между участниками гидромелиоративного кондоминиума. При внедрении полезных моделей увеличится: коэффициент земельного использования на 15-17%, за счет сокращения вымыва гумусовых веществ из почвы и элементов питания экономятся вносимые минеральные удобрений на 25-30%, и снизится загрязнение водоземельных ресурсов на 30-35%. Усовершенствование конструкций рисовых оросительных систем с применением современных пластических материалов направлено на повышение технического уровня системы, продуктивности поливной воды, с увеличением коэффициента полезного действия оросительной сети от 0, 60 до 0, 87, условий и производительности труда, улучшение экономических и социальных условий жизни населения рисосеющих районов страны.

Результаты исследований. Разработана методология интегрированного управления и использования водных ресурсов на рисовых оросительных системах, исключающей непроизводительные потери воды. Проведен патентно-информационный поиск по совершенствованию конструктивных элементов рисовых оросительных систем с использованием пластических материалов в мировой практике. Разработана схема конструктивных элементов рисовых оросительных систем с применением пластических материалов. Подобраны пластические материалы для совершенствования конструктивных элементов рисовых оросительных систем по характеристикам и параметрам в соответствии межгосударственными стандартами (ГОСТ 18599-2001, ISO 4427/CEN TC 55SS20) . Материалы пластических труб подбирались в соответствии с составом предполагаемого содержимого труб: воды, агрессивной среды, абразивно-содержащих жидкостей, температуры среды, как внутри трубопроводов, так и снаружи, средние и максимальные эксплуатационные температуры, давление в системе. В соответствии со значением рабочего давления подбиралась необходимая толщина стенок труб. Унифицированный стандарт для полимерных труб (ГОСТ 18599-2001, ГОСТ Р52134-2003, ГОСТ Р51613-2000 из ПВХ) обеспечивает возможность применение труб и фитингов, поставляемых различными производителями. Они взаимозаменяемы, их можно использовать с высокой надежностью в специфических условиях рисовых оросительных систем Казахстана.

Методика проведения исследований

Информационный поиск по применению пластических материалов на оросительных системах проводится с привлечением имеющихся материалов фонда ТОО «КазНИИВХ», научно-технической библиотеки г. Тараз, специализированных периодических изданий, СМИ, Интернет-ресурсов.

Анализировались конструктивные и технологические схемы рисовых оросительных систем, выявлялись их преимущества и недостатки, с учетом более прогрессивных конструкций и технологий в данном направлении.

Выбор пластических материалов для совершенствования конструктивных элементов рисовых оросительных систем производился на их характеристиках и параметрах в соответствии межгосударственными стандартами (ГОСТ 18599-2001, ISO 4427/CEN TC 55SS20), материала труб определялся составом предполагаемого их содержимого.

Совершенствование конструктивных элементов рисовых оросительных систем направлено на интегрированное управление водными ресурсами, учитывающие возможность создания необходимого слоя воды на системах орошения по фазам развития риса и сброса ее при необходимости. Разработка методологии интегрированного управления и использования водных ресурсов на рисовых оросительных системах, исключающей непроизводительные потери воды, предусматривает анализ существующих условий водораспределения воды на рисовых системах и установления возможных путей исключения потерь воды на поле по фазам развития риса с применением усовершениствованных конструктивных элементов систем и повышения эффективности ее использования.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1 Разработка методологии интегрированного управления и использования водных ресурсов на рисовых оросительных системах, исключающие непроизводительные потери воды

ИУВР - мировая практика эффективного управления водными ресурсами. Управление водными ресурсами основывается на оценке их состояния, сложившегося водопотребления и планирования мер по устойчивому водообеспечению, предусматривающих в первую очередь упорядочения расходования воды и сокращение сброса загрязнённых вод в водные источники. В мире нарастает беспокойство о состоянии водных ресурсов. Единственным способом исправления сложившейся негативной ситуации является улучшение управления балансом между водными ресурсами и их потреблением. Благодаря мировому глобальному опыту, подход к управлению водными ресурсами стал рассматриваться как единственно правильный и эффективный. Он известен как Интегрированное Управление Водными Ресурсами (ИУВР) . Казахстан присоединился к директиве по улучшению управления водными ресурсами на основе ИУВР.

В республике была разработана «Концепция Национального Плана по Интегрированному Управлению Водными Ресурсами и водосбережения» и при подержке проекта ПРООН, Правительства Норвегии, DFID (Великобритания) и методической помощи Глобального водного партнерства в 2004-2007 годы составлен «Национальный план ИУВР и водной эффективности Казахстана». Он одобрен правительством РК и отражает необходимы действия на национальном уровне для внедрения принципов и практики ИУВР в Казахстане.

... продолжение

Оптимизация использования водных ресурсов для сохранения природного баланса в бассейне реки Сырдарьи

Проблемы водопользования и экологические аспекты при выращивании риса в условиях орошения

Почвы и земледелие Казахстана: географические и исторические аспекты развития орошаемого земледелия в республике

Классификация и свойства почв в Кызылординской области: гидрогеологические условия и мелиоративные исследования

Экологическое состояние и хозяйственное развитие Сырдарьинского района в условиях изменения гидрологического режима реки Сырдарьи

Оценка Экономической Эффективности Производства: Показатели и Методы Анализа

Уникальный Мир Озера Балхаш: Биоразнообразие, Рыболовство, Туризм и Природные Чудеса Казахстана

Обработка почвы: типы культиваторов, методы обработки и технологии выращивания сельскохозяйственных культур

Технологии Капельного Орошения: Ресурсосбережение и Экологическая Безопасность в Сельском Хозяйстве

Управления водными ресурсами в Казахстане. В частности по Балхаш- Алакольскому бассейну

• Информатика
• Банковское дело
• Оценка бизнеса
• Бухгалтерское дело
• Валеология
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Религия
• Общая история
• Журналистика
• Таможенное дело
• История Казахстана
• Финансы
• Законодательство и Право, Криминалистика
• Маркетинг
• Культурология
• Медицина
• Менеджмент
• Нефть, Газ
• Искуство, музыка
• Педагогика
• Психология
• Страхование
• Налоги
• Политология
• Сертификация, стандартизация
• Социология, Демография
• Статистика
• Туризм
• Физика
• Философия
• Химия
• Делопроизводсто
• Экология, Охрана природы, Природопользование
• Экономика
• Литература
• Биология
• Мясо, молочно, вино-водочные продукты
• Земельный кадастр, Недвижимость
• Математика, Геометрия
• Государственное управление
• Архивное дело
• Полиграфия
• Горное дело
• Языковедение, Филология
• Исторические личности
• Автоматизация, Техника
• Экономическая география
• Международные отношения
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда