Evaluation of technical state and environmental safety of Kilchen irrigation system main canal operation

Authors

  • О.В. Орлінська Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна Author
  • Д.С. Пікареня Дніпровський державний технічний університет, Кам’янське, Україна Author
  • Г.В. Гапіч Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна Author
  • Н.М. Максимова Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна Author
  • Л.М. Рудаков Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна Author
  • І.В. Чушкіна Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/60.186

Keywords:

main canal, technical state, environmental safety, filtration losses of water, geophysical research methods.

Abstract

Purpose. To evaluate the current technical state and environmental hazard of Kilchen irrigation system main canal operation. The purpose of the study is to establish qualitative indicators of impaired canal sections and filter areas. According to the results of field studies, quantitative parameters of water filtration losses and ecological risks of flooding of the territory were determined. The research methodology is based on field observations made by visual diagnostic surveys and the use of a complex of geophysical methods of the Earth's natural pulsed electromagnetic field (ENPEF) and vertical electrical sounding (VES). Paper processing of the results was performed using specialized software packages: Microsoft Excel, AutoCAD, Golden Software Surfer, IP2Win, and Google Earth Pro. The calculation part is to determine the quantitative parameters of the filtration losses of water and to predict the ecological risks of flooding the territory using known mathematical methods. Research results. The sites of the damaged technical condition of the hydraulic engineering structure and the zone of filtration losses of water from the main canal were established. The length of the broken parts is 36.5% of the total investigated length of the structure. Depths of groundwater are determined. Loss rates for different levels of passage in the canal were estimated. The ecological risks of flooding of the territory are considered. The estimated risk factor is R=0,203, which is considered moderate. Scientific novelty. The expediency and application of the use of geophysical methods in the diagnostic surveys of soil hydraulic structures has been substantiated and confirmed. The possibility of detecting defects not revealed outside and hidden areas of filtration deformations in the body of the structure has been established. Practical meaning.The qualitative parameters of the damaged areas have been determined and quantitative indicators of unproductive water losses from the main canal have been established, enabling the development of a set of technical measures to increase the efficiency of the structure. To substantiate technical and technological decisions during the repair and restoration works and the order of their implementation.

References

1. Ромащенко,М. І., Хвесик,М. А., Михайлов,Ю. О. та ін. (2015). Водна стратегія України на період до 2025 року (наукові основи) . Київ.

2. Ромащенко,М. І., Яцюк,М. В., Шевчук,С. А., Шевченко,А. М., Даниленко,Ю. Ю., Матяш,Т. В.,&Сидоренко,О. О. (2018). Водна безпека – запорука сталого розвитку України. Вісник аграрної науки ,11 (788), 177-185. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201811-22

3. Ромащенко,М. І., Яцюк,М. В., Жовтоног,О. І., Дехтяр,О. О., Сайдак,Р. В.,&Матяш,Т. В. (2017). Наукові засади відновлення та розвитку зрошення в Україні в сучасних умовах. Меліорація і водне господарство ,106 (2), 3-14.

4. Меліоративні системи та споруди (2000) ДБН В.2.4-1-99. Держбуд України. Київ. [Введені в дію з 01.01.2000 р.].

5. Меліорація і водне господарство Української РСР (1976). Київ: Вид-во «Реклама».

6. Щедрин,В. Н., Косиченко,Ю. М.,&Колганов,А. В. (2005). Эксплуатационная надежность оросительных систем . Москва.

7. Щедрин,В. Н.,&Косиченко,Ю. М. (2011). О проблемах безопасности гидротехнических сооружений мелиоративного назначения. Гидротехническое строительство, 5, 33-38.

8. Петроченко,В. І. (2016). Основні напрямки інноваційної діяльності з підвищення ефективності використання зрошувальних каналів. Меліорація і водне господарство , 104, 113-118.

9. Рудаков,Л. М.,&Гапіч,Г. В. (2019). Сучасний стан, динаміка змін та перспективи розвитку гідротехнічних меліорацій у Дніпропетровській області. Меліорація і водне господарство ,1,54-60. https://doi.org/10.31073/mivg201901-161

10. Пикареня,Д. С.,&Орлинская,О. В. (2009). Опыт применения метода естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ) для решения инженерно-геологических и геологических задач . Днепропетровск: изд-во «СВИДЛЕР».

11. Chushkina, I., Pikarenia, D., Orlinska, O., & Maksymova, N. (2020). Experimental substantiation of the NPEMFE geophysical method to solve engineering and geological problems. Visnyk of V.N.Karazin Kharkiv National University, Series «Geology. Geography. Ecology» . Volume 51,109-123. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2019-51-08

12. Kuzmenko,E. D., Bahrii,S. M.,&Dzioba,U. O. (2018). The depth range of the Earth's natural pulse electromagnetic field (or ENPEMF). Journal of Geology, Geography and Geoecology . 27(3). https://doi.org/10.15421/111870. pp 466-477

13. Guocheng Hao, Hongliang Wang (2012). Study on Signals Sources of Earth’s Natural Pulse Electromagnetic Fields ,631-638.

14. Wei Wang, Jing Yuan (2017). Research on Earthquake Information Based on ENPEMF Signal Time-Frequency Analysis. 3rd International Conference on Computer Science and Mechanical Automation (CSMA 2017) . 302-307.

15. Литвиненко,П. Є.,&Коваленко,О. В. (2009). Електрметричні методи визначення місць фільтраційних втрат на гідротехнічних спорудах меліоративних систем. Меліорація і водне господарство , 97, 209-220.

16. Пікареня, Д.С., Орлінська, О. В., & Гапіч, Г. В. (2013) Визначення зон фільтрації води з регулюючих басейнів зрошувальних мереж для запобігання підтоплення території. Вісник КрНУ ім. Остроградського ,6 (83). 125-129.

17. Про затвердження Методичних рекомендацій з районування ризиків підтоплення міст і селищ . (2010) Наказ Міністерства з питань житлово-комунального господарства України від 23.12.2010 № 468.

Downloads

Published

2020-01-01

Issue

No. 60 (2020)

Section

Статті

License

All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.

Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.