3. Методы реализации планового водопользования и регулирования режима водоподачи.

Деятельность системы, как водохозяйственного предприятия, заключается в выполнении определен­ных функций. Функции водохозяйственной системы разделяют на общие и специфические (частные). Общие функции выражают основное содержание управления как процесса регулирования объекта в целом. К ним относятся функции планирования, (в том числе прогнозирования); органи­зации; оперативного управления (регулирования); учета и кон­троля.

Специфические функции обеспечивают решение конкретных задач управления, достижение конкретных целей, стоящих перед системой.

Способ водораспределения или водоотведения определяет технологические функции, конструкции, параметры и степень автоматизации сетевых гидротехнических сооружений, а автоматизация этих процессов — гидравличе­ские условия работы сооружений, их конструктивное исполнение и оснастку элементами управления (затворами).

Каскадное регулирование расходов сооружений по уровню нижнего бъефа обеспечи­вает пропуск наибольших расходов при нормальных подпорных уровнях во­ды в бьефах, сооружение работает при повышенных напорах и сниженной пропускной способности. Регулирование водораспределения поддержанием уровня верхнего бъефа создает большую стабильность гидравлических условий работы сооружений, но лишает систему преимуществ обратной гидравлической связи, что снижает перспективы использования такого вида регулирования. Соору­жения мелиоративных систем двухстороннего действия имеют наиболее сложные условия работы — они должны функционировать как при прямом, так и обратном токе воды.

Плановое водопользование – это не только составление плана, но и, самое главное, его реализация. Действенность планового водопользования обеспечивается выполнением графиков водоподачи, которые учитывают время и расходы водоподачи по каждому хозяйству-водопользователю по пятидневкам или декадам, суммарный водозабор в голове системы за те же временные интервалы. А также учитывает:

• применения мероприятий по созданию запасов воды в почве (влаго­зарядки) в осенне-зимний и ранневесенний периоды за счет использования естественных осадков и оросительной воды:

• заблаговременного увеличения пропускной способности сооружений и каналов;

• перераспределения водоподачи во времени принятием наиболее приемлемой схемы водооборота, но без ущерба для хозяйств-водопользова­телей:

• применения мероприятии по дальнейшему повышению к.п.д. внутри­хозяйственной части оросительной сети и распределительных каналов.

Для окончательного принятия плана водопользования необходимо про­верить возможность обеспечения забора воды по графику плановой водоподачи из источника орошения.

Прежде всего, следует сопоставить график необходимой по плану подачи воды в систему с графиком пропускной способности магистрального канала и водозаборного узла. Для этого строят график пропускной способности водозаборного узла и магистрального канала для расчетного года водообеспеченности источника орошения и на этот график накладывают график пла­новой подачи воды в оросительную систему.

В случае, если последний график укладывается в первый, то система обеспечена водой: если же график плановой подачи воды в систему выходит за пределы графика пропускной способности, то необходимы дополнитель­ные меры по обеспечению выполнения графика водоподачи. Предусматривают непрерывную подачу воды для орошения в хозяйства на межхозяйственных системах. Водооборот — очеред­ную подачу воды в хозяйства — вводят в исключительных случаях по решению вышестоящих организаций на период маловодья. Вода для орошения должна использоваться в хозяйствах кругло­суточно. В засушливых районах при поливах машинами преры­вистого действия вода в точки выдела поступает круглосуточно, в ночное время ее накапливают в хозяйственных прудах и исполь­зуют для поливов в дневные часы.

Водопользование в хозяйствах проводят под контролем межхо­зяйственной службы эксплуатации (УЭС). Ведут учет воды в точ­ках выдела и выход политых площадей, определяют коэффициенты использования воды при поливах (КИВ).

Планы водопользования корректируют по декадам. Воду в точ­ках выдела в настоящее время учитывают 2...3 раза в сутки, при внедрении автоматизации учета необходимо иметь данные о рас­ходах 4...6 раз в сутки.

Несоответствие между требуемой и фактически возможной водоподачей, хотя и редко, но встречается. Поэтому необходимо предусмотреть мероприя­тия для его устранения.

Это несоответствие может иметь такие случаи:

1. магистральный каналы и головное сооружение совместно или в отдель­ности не пропускают количества воды, требуемого графиком водоподачи;

2. источник орошения не обеспечивает потребным по графику водо­подачи количеством воды.

Основной и общей для этих случаев мерой ликвидации указанного несо­ответствия является применение дополнительных мероприятий по повы­шению КПД оросительной системы в целом и ее составных частей как по вну­трихозяйственной, так и передаточно-распределительной части системы.

В том случае, если значение к.п.д. уже доведено до практически пре­дельной величины, за которой превышение его невозможно или экономиче­ски нецелесообразно (связано с большими затратами средств и материалов), необходимо прибегать к мероприятиям по увеличению пропускной способ­ности сооружении и каналов путем:

• проведения регуляционных работ в русле источника по увеличению подачи воды к водозаборному сооружению:

• расширения канала:

• улучшения существующего водозаборного узла применением струенаправляющих систем, улучшением входного порога или устройством допол­нительного водозабора.

Если источник не обеспечивает подачу потребного количе­ства воды или на данном этапе не представляется возможным провести необ­ходимые работы по увеличению пропускной способности сооружения и кана­лов, то остаются следующие возможности решения задачи:

• максимальное использование естественных осадков и свободных оро­сительных вод для создания полезных запасов воды в почве (влагозарядки) в осенне-зимний и весенний периоды:

• дальнейшее увеличение КПД водопроводящей части системы:

• сокращение недопотребления уменьшением поливных нормативов для некоторых второстепенных культур.

Водозаборный узел, охватывающий определенный участок русла источ­ника орошения, водозаборные сооружения и связанные с ними устройства, включает в себя и часть магистрального канала, в том числе иногда и первый узел катастрофического сброса и все устройства для ведения борьбы с нано­сами на этом участке (отстойники, промывные устройства каналов и т. д.).

Кроме подачи воды непосредственно для орошения и водоснабжения, план водозабора, в случае надобности, должен учитывать и потребность воды, необходимой для борьбы с наносами на головном участке магистраль­ного канала, для энергетики, судоходства.

План забора воды из источника водозаборным узлом и подачи воды в оросительную систему содер­жит следующие данные:

• время по пятидневкам или десятидневкам:

• расход воды, подаваемой в водохозяйственную систему для орошения:

• расходы воды, подаваемой для целей борьбы с наносами, получения гидроэнергии и др.:

• суммарный расход воды, забираемой из источника орошения. На основе нормативно утвержденных методик обычно составляют графики водоподачи, откла­дывая по горизонтали время и по вертикали величины расходов.

Аналогичные графики строят и в период водопользования по фактиче­ским данным. Сопоставление плановых и фактических графиков показывает степень соблюдения или изменения плана водопользования. Каждое измене­ние обосновывается или поясняется.

Правильное использование поданной воды необходимо контроли­ровать путем проверки заявок хозяйств-водопользователей на воду и их сводок по производственному использованию воды. Заявка на воду подается на основе плана водополь­зования с соответствующим уточнением его на каждый временной период, утвержденный в плане. Сводки лучше представлять в каждую пятидневку.

Производительность оросительной системы должна отражать не только процесс транспортирования и распределения оросительной воды, но и весь процесс ее использования. Поэтому правильное определение коэффициента полезного действия должно учитывать потери воды и ее полезное использование на всех участках водохозяйственной системы в отдельности и продолжительность использования воды в объемах за определенный промежуток времени.

Забор воды в систему и распределение по точкам выдела хозяйств-водопользователей осуществляется по диспетчерским графикам. Расчетные потребные расходы воды в точках выдела подсчитываются по выделенным лимитам с учетом потерь воды в водотранспортирующей сети. В графике устанавливаются расчетные расходы по узловым сооружениям и в голове системы. Потребные расходы воды на поливы увязываются с расходами возможного забора воды в голове системы ± 5%. В случае недостаточного забора воды в отдельные критические периоды устанаваегваются лимиты подачи воды по узловым сооружениям и точкам каналa. В диспетчерском графике устанавливаются расчетные расходы водозабора и водоподачи до каждой точки выдела.

На практике расчеты ведутся от точек выдела до головного водозабора с учетом КПД каналов: Qбр= Qнт/ηк. В расчетах диспетчерского графика к потребному расходу в голове системы добавляется резерв 2 % для оперативного водораспределения с учетом погрешностей ± 5 % в учете воды. Резерв 2 % в расчетах не участвует, он пропускается по магистральному каналу до концевого узла командования.

Показатели для оценки выполнения планов водопользования следующие:

• Выполнение планов по декадам - забора воды в систему и подачи воды по точкам выдела ;

• Выполнение планов поливов по декадам суммарного по всем поливам в гектарополивах ;

• КПД межхозяйственной сети каналов;

• Коэффициенты использования воды по периодам;

• Коэффициент полезного действия системы (общий);

• Коэффициент изменчивости расходов воды при заборе и подаче в точки выдела по периодам;

• Процент точек выдела воды в хозяйства, в которые вода поступала в пределах плана с отклонением 10%.

Потери воды при водопользовании вызывают внушительные убытки, образуют дефициты водопотребления при орошении сельхозкультур, тормозит расширение орошаемых угодий. Каналы и сооружения, рассчитанные на завышенные расходы с учетом возможных потерь, строятся больших размеров, что приводит к непроиз­водительным затратам крупных средств Объем работ по очистке каналов увеличивается за счет наносов, несомых излишками воды; усиливается процесс подъема грунтовых вод, засоления и заболачивания земель.

Практика водопользования особо остро ощущает потребность в методике определения фактической эффективности производственной деятельности, в частности определения значения коэффициента использование воды водохозяйственных системах с учетом естественных и производственных потерь, определения экономических показателей.