Рокочинський Анатолій Миколайович. Оптимізація проектних технічних і технологічних рішень з водорегулювання осушуваних земель : Дис... д-ра техн. наук: 06.01.02 / Рівненський держ. технічний ун-т ; Інститут водного господарства. — Рівне, 2001. — 442арк. — Бібліогр.: арк. 346-386.
Анотація до роботи:
Рокочинський А.М. Оптимізація проектних технічних і технологічних рішень з водорегулювання осушуваних земель. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 06.01.02 - сільськогосподарські меліорації (технічні науки). - Інститут гідротехніки і меліорації УААН, Київ, - 2002.
Дисертацію присвячено питанням обгрунтування на сучасних еколого-економічних засадах раціональних технічних і технологічних рішень з водорегулювання осушуваних земель в проектах будівництва, реконструкції та експлуатації меліоративних систем (МС). В дисертації дістала подальшого розвитку загальна теорія оптимізації гідромеліорацій, за системним принципом розроблено нові підходи до створення і реалізації єдиного модельного комплексу з оптимізації та прогнозної оцінки загальної еколого-економічної ефективності водорегулювання осушуваних земель на довготерміновій основі з урахуванням кліматологічної стратегії управління МС як складними природно-технічними системами відповідно до рівнів прийняття рішень в часі (проект, планова експлуатація МС). Дані розробки були використані і виявили достатню ефективність при обгрунтуванні проектних технологічних та конструктивних рішень МС, оптимізації параметрів дренажу, магістральних каналів і водоприймачів, а також розробці комплексної автоматизації планового водорегулювання при експлуатації МС на осушуваних землях.
У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення актуальної науково-практичної проблеми, що виявляється в необхідності підвищення загальної еколого-економічної ефективності реалізації гідромеліоративних заходів у зоні достатнього та нестійкого зволоження України шляхом оптимізації водного і загального природно-меліоративного режимів осушуваних земель.
Показано, що здійснення такого підходу потребує розвитку теоретичних основ й удосконалення методів розрахунку та оптимізації технічних і технологічних рішень в проектах будівництва, реконструкції та експлуатації меліоративних систем за економічними та екологічними вимогами.
Науково обгрунтовано, що теоретичною основою оптимізації технічних і технологічних рішень з водорегулювання осушуваних земель на еколого-економічних засадах є наявність складного функціонального зв’язку між параметрами різнорідних за своєю природою складових основоположного структурного співвідношення виду ефект-режим-технологія-конструкція, яке має місце в меліоративних системах як складних природно-технічних системах. Потрібен його розгляд, дослідження і формалізація за відповідними прямими та оберненими складеними функціями шляхом створення комплексу ієрархічно зв’язаних прогнозно-оптимізаційних моделей, розроблених відповідно до рівнів прийняття цих рішень у часі (1- довгострокові та проектні рішення; 2- технологічна підготовка об’єкта до наступного сезону; 3- оперативний режим управління), а також виду необхідного прогнозу (довготерміновий чи короткотерміновий) наслідків від їхньої реалізації.
Визначено, що необхідною і достатньою умовою такої оптимізації є побудова комплексних моделей оптимізації на основі різнорідних (вартісних і фізичних) критеріїв з урахуванням кліматологічної стратегії управління процесами водорегулювання як процесами стохастичної природи відповідно до виду прогнозно-оптимізаційних задач та рівнів прийняття рішень у часі в проектах будівництва, реконструкції та експлуатації меліоративних систем. В розвиток та на відміну від наявних, комплексна модель забезпечує знаходження економічно оптимального проектного рішення за традиційною економіко-математичною моделлю, побудованою за апробованим оптимізаційним методом, та його екологічну прийнятність, визначену неявно через додаткові умови і обмеження, розглянуті за сукупністю фізичних показників (критеріїв) водного і загального природно-меліоративного режимів осушуваних земель щодо їх граничних значень. При цьому структура інженерних прогнозно-оптимізаційних розрахунків на довготерміновій основі має грунтуватись на сумісній послідовній реалізації ієрархічно зв’язаного комплексу прогнозно-імітаційних моделей, моделей показників та критеріїв ефективності, моделей технологічних та технічних параметрів і, зрештою, моделей та умов оптимізації проектних рішень.
Для створення комплексу прогнозно-оптимізаційних моделей теоретично й експериментально досліджено режимні, технологічні та технічні аспекти водорегулювання, визначено закономірності формування основних параметрів технологій водорегулювання, відповідних конструктивних рішень, метеорологічних режимів, водного режиму, водного балансу та продуктивності осушуваних земель у їхньому взаємозв’язку, за якими виконано схематизацію й параметризацію типових природно-меліоративних умов реалізації проектних рішень на довготерміновій основі за метеорологічними режимами розрахункових періодів вегетації, способами (технологіями) водорегулювання та конструктивними рішеннями щодо їхнього забезпечення.
Визначено, що необхідною умовою реалізації комплексних моделей оптимізації є наявність єдиного комплексу ієрархічно зв’язаних імітаційних субмоделей з прогнозної оцінки на довготерміновій основі параметрів проектних рішень за метеорологічними режимами, водним режимом і технологіями водорегулювання та продуктивністю осушуваних земель щодо схематизованих природно-меліоративних умов. Доведено, що теоретичною основою їх створення є модель меліорованого поля на осушуваних землях у структурі загальної моделі меліоративної системи, представленої схематично, в розвиток та на відміну від наявних, у вигляді взаємозв’язаних підсистем: природно-агротехнічної (грунт-рослина - приземне повiтря) та технічно-меліоративної (режимно-технологічне та конструктивно-технічне забезпечення водорегулювання) – взагалі як модель складної, дискретної за часом динамічної системи.
Показано, що на відміну від наявних ці моделі і методи їхньої реалізації входять до складу єдиної структури прогнозно-оптимізаційних розрахунків за схематизованих природно-меліоративних умов, а за обраними показниками, прийнятою структурою побудови, рівнем складності, інформаційного забезпечення й точністю отриманих результатів (в середньому 80...90%) вони відповідають необхідним вимогам щодо їхнього практичного використання на виробництві.
Визначено, що остаточний вигляд комплексних оптимізаційних моделей, кількісний та якісний склад їхніх критеріїв, умов чи обмежень технічної, економічної й екологічної оптимізації залежить від виду вирішуваних завдань та рівня прийняття рішень у часі, прийнятих до розгляду раціональної кількості альтернативних варіантів проектних рішень та структури прогнозно-оптимізаційних розрахунків щодо технічної й ієрархічної структури побудови системи.
Розроблено загальні вихідні оптимізаційні моделі проектних рішень, які можуть бути використані за основу у подальшому при розв’язуванні конкретних практичних прогнозно-оптимізаційних задач науково-виробничого характеру.
Достатньою умовою при цьому є використання на стадії проектування нового будівництва, реконструкції та експлуатації меліоративних об’єктів як економічних критеріїв та умов оптимізації – загальновживаних нормативних, апробованих на практиці показників економічної ефективності (приведені витрати, чистий доход тощо), а також похідні від них показники і умови, що досягаються на меліорованих землях за рахунок реалізації різних варіантів проектних рішень.
Відповідно як екологічні критерії доцільно використовувати визначену сукупність показників режимних і технологічних параметрів проектних рішень з водорегулювання осушуваних земель, яка включає в себе як традиційно вживані (вологість грунту, глибина РГВ), так і спеціальні показники (надійність підтримання сприятливого водного режиму, вологообмін, зволожувальні норми, врожайність, вологозабезпеченість грунту, рівень техногенного навантаження).
Показано, що такі показники, на відміну від більшості, що використовуються на практиці, мають в цілому досить високий рівень сполученості між собою, різнобічно характеризують процеси водорегулювання осушуваних земель як складне природно-техногенне явище і можуть бути визначені експериментальним чи розрахунковим шляхом в умовах виробництва.
За розробленими принципами побудови й реалізації оптимізаційних та прогнозно-імітаційних моделей на довготерміновій основі удосконалено методи розрахунку й оптимізації, які можуть бути використані в структурі САПР, для обгрунтування в проектах будівництва й реконструкції меліоративних систем можливих альтернативних варіантів проектних рішень з водорегулювання осушуваних земель за водобалансовим методом та оптимальних параметрів дренажу, магістральних каналів і водоприймачів - за економіко-математичним методом. Показано, що на відміну від наявних, вони дають змогу узгоджувати визначені параметри й відповідно рівень надійності та вартості конструктивних рішень з рівнем продуктивності осушуваних земель при їхній реалізації і підвищувати, тим самим, ефективність затрат на меліорацію в 1,2…2,0 рази.
Удосконалено також методи розрахунку для розв’язання комплексу прогнозно-оптимізаційних задач у проектах експлуатації осушувально-зволожувальних систем (ОЗС): cтворення, як можливого елементу АСУ, системи комплексної автоматизації планового водорегулювання осушуваних земель (СКАПВОС) через розробку на ЕОМ системних планів водорегулювання (СПВ ОЗС) на стадії технологічної підготовки системи до наступного сезону, їхньої реалізації та коректуванні в умовах поточного року на базі інформаційно-дорадчої системи оперативного планування водорегулювання (ІДС ОПВ ОЗС); визначення раціональних (економічно доцільних й екологічно прийнятних) способів, витрат води і площ зволоження наявного фонду осушуваних земель в Україні, а також площ реконструкції діючих осушувальних систем. Показано, що вони дають змогу, порівняно з існуючими методами управління ОЗС, підвищити рівень технічної експлуатації меліоративних систем та ефективність використання осушуваних земель на 20…60%.
Результати наукових досліджень, успішно апробовані в умовах виробництва, увійшли до комплекту нормативних документів з 12 найменувань для проектних та експлуатаційних водогосподарських організацій і використовуються в навчальному процесі ІВГ РДТУ для підготовки спеціалістів різних рівнів за спеціальністю “Гідромеліорація”.
Подальший розвиток і впровадження прогнозно-оптимізаційних розрахунків за відповідно розробленими моделями, методами, інформаційним забезпеченням і засобами їхньої реалізації, як елементів САПР в проектуванні та створенні АСУ меліоративними і водогосподарськими об’єктами при їхній експлуатації, дасть змогу в 1,2...1,5 рази підвищити ефективність капітальних вкладень, земельних, водних, енергетичних, матеріально-технічних і трудових ресурсів, а також загальну еколого-економічну ефективність осушувальних меліорацій в Україні.
Публікації автора:
Монографії, навчальні посібники
Потоцкий Г.С., Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н. Мелиорация заболоченных засоленных пойм среднего Приднепровья / Под ред. Г. С. Потоцкого.- Львов: Вища шк. Изд-во при Львов. ун-те, 1987.- 120 с.
Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Черенков А.В. Проектирование осушительных систем: Практикум.- К.: Вища шк. Головное изд-во, 1989.- 208 с.
Лазарчук М.О., Рокочинський А.М., Черенков А.В. Проектування осушувальних систем з основами САПР: Практикум.- К.: ІСДО, 1994.- 408 с.
Брошури
Рекомендации по технологии применения импульсного шлюзования на осушительно-увлажнительных системах с автоматизированным водорегулированием/ Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Черенков А.В., Сташук В.А., Гус В.М., Муранов В.Г., Хомко В.Е., Доманский Ю.М. - Ровно, 1987.- 28 с.
Руководство по проектированию осушительных систем в Украинской ССР: НТД 33.63-074-87.- К.: Укргипроводхоз, 1987.- 526 с.
Методические указания по экономико-математическому обоснованию выбора оптимальной расчётной обеспеченности и сечений магистральных каналов осушительных систем / Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Гончаров С.М., Черенков А.В., Дупляк В.Д., Питкевич Э.Г. – Ровно, 1988. – 20 с.
Технические указания по оптимизации параметров горизонтального дренажа на основании экономико-математического расчёта при проектировании осушительных систем в Украинской ССР: НТД 33-63-090-89 / Лазарчук Н.А., Муранов В.Г., Черенков А.В., Рокочинский А.Н. – К.: Укргипроводхоз, 1989. – 26 с.
Технические указания по проектированию на ЭВМ расчетных режимов увлажнения сельскохозяйственных культур на системах двустороннего действия Украинской ССР: НТД 33.63-089-89 / Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Черенков А.В., Нагорная В.П., Дорошук А.Н.- Ровно, 1990.- 53 с.
Технические указания по разработке с помощью ЭВМ системных планов водопользования для осушительно-увлажнительных систем Украины: НТД 33-04-01-91 / Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Гус В.М., Зубик Я.Я., Бежук В.М., Черенкова Л.П., Сташук В.А., Полякова М.И., Нагорная В.П., Дорошук А.Н.- К.: Укргипроводхоз, 1991.- 40 с.
Технические указания по эксплуатационной гидрометрии на осушительных системах: НТД 33-04-02-91 / Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Черенков А.В., Чабан В.И., Кощеев Н.Н., Гус В.М., Сташук В.А.-К.:Укргипроводхоз, 1991.- 74 с.
Технические указания по созданию информационно-советующих систем управления осушительно-увлажнительными системами: НТД 33-04-03-92 / Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Черенков А.В., Гус В.М., Сташук В.А., Зубик Я.Я., Бежук В.Н., Черенкова Л.П.- К.: Укргипроводхоз, 1992.- 66 с.
Технічні вказівки з встановлення економічно обгрунтованих лімітів водоспоживання на осушуваних землях: НТД 33-04-02-93 / Лазарчук М.О., Рокочинський А.М., Бежук В.М., Зубик Я.Я., Окопний О.І., Сташук В.А., Дорошук А.М. - К.: Укрдіпроводгосп, 1992.- 31 с.
Методы расчета и проектирования осушительно-увлажнительных систем Украины: Пособие к СНиП 2.06.03-85 “Мелиоративные системы и сооружения”.- К., 1993.- 289 с.
Оцінювання і прогнозування метеорологічних величин в характерні за умовами зволоження періоди вегетації для виконання водобалансових розрахунків та агрометеорологічних прогнозів на довготерміновій основі: Методичні вказівки / Рокочинський А.М., Окопний О.І., Зубик Я.Я., Сташук В.А., Бистрицький В.С.,- Рівне, 1996.- 33 с.
Раціональні витрати води для зволоження осушуваних земель України: Тимчасові рекомендації / Рокочинський А.М., Сташук В.А., Бежук В.М., Окопний О.І., Зубик Л.В., Тимейчук О.Ю.- Рівне, 1996.- 36 с.
Статті у наукових виданнях
Потоцкий Г.С., Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Сташук В.А. Расчeт режима внутрипочвенного увлажнения на осушаемых засоленных землях // Гидротехника и мелиорация. - 1986.- № 8.- С.47-49.
Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Черенков А.В., Хомко В.Е. Прогрессивная технология регулирования водного режима почв на осушительно-увлажнительных системах // Экспресс-информация ЦБНТИ Минводхоза СССР.Сер.2.- М., 1987.- Вып.2.- С.10-17.
Черенков А.В., Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Муранов В.Г. Расчeт основных параметров цикличного подпочвенного увлажнения осушаемых земель // Экспресс-информация ЦБНТИ Минводхоза СССР. Сер.2. - М., 1988. - Вып. 6.-С.6-13.
Рокочинский А.Н., Лазарчук Н.А., Черенкова Л.П., Сташук В.А. Расчeт режима увлажнения осушаемых земель при импульсном шлюзовании // Передовой производственный и научно-технический опыт в мелиорации и водном хозяйстве, рекомендуемый для внедрения. ЦБНТИ Минводхоза СССР.- М., 1990.- Вып.2.- С.3-10.
Сташук В.А., Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Гус В.М. Информационно-советующая система для гумидной зоны // Мелиорация и водное хозяйство.- 1990.- № 5.- С.41-44.
Лазарчук Н.А., Рокочинский А.Н., Сташук В.А. Автоматизированное планирование водопользования на осушительно-увлажнительных системах // Мелиорация и водное хозяйство.- 1991.- № 11.- С.42-45.
Рокочинський А.М., Вознюк С.Т., Сташук В.А. Оптимізація водорегулювання осушуваних земель // Водне господарство України.- 1996.- № 4.- С.13-15.
Рокочинський А.М. Принципи оптимізації схем роботи осушувальних систем // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво.- 1997.- Вип.21.- С.43-48.
Рокочинський А.М. Критерії оцінки ефективності водорегулювання осушуваних земель // Вісник аграрної науки.- 1998.- № 3.- С.67-71.
Рокочинський А.М. Принципи обгрунтування розрахункової забезпеченості при проектуванні осушувальних систем // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць. – Рівне, 1999. – Вип.2. – Ч.3. – С.173-177.
Рокочинський А.М., Сташук В.А., Зубик Л.В. Вихідні передумови до розробки моделі водного режиму осушуваних земель за змінних природно-меліоративних умов // Вісник Рівненського державного технічного університету. Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво.: Зб. наук. праць.–Спецвипуск. - Рівне, 1999.–С. 53-58.
Рокочинський А.М., Сташук В.А., Зубик Л.В. Раціональні способи, площі та норми зволоження осушуваних земель України // Водне господарство України.- 1999.- № 5-6. - С.27-28.
Рокочинський А.М., Зубик Я.Я. Функції зниження продукційних процесів, водоспоживання і врожаю культур на осушуваних землях // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць.-Рівне, 2000.-Вип.1(3).-С.58-63.
Рокочинський А.М., Зубик Л.В. Модель з прогнозної оцінки ефективності різних технологій водорегулювання осушуваних земель в проектах будівництва, реконструкції та експлуатації гідромеліоративних систем // Вісник Рівненського державного технічного університету:Зб.наук.праць.–Рівне,2000.–Вип.2.-С.63-71.
Рокочинський А.М. Розробка методики та оцінка рівня техногенного навантаження на осушувані землі у змінних природно-меліоративних умовах // Вісник аграрної науки. – 2000. - № 6. – С.61-64.
Рокочинський А.М., Зубик Я.Я., Шалай С.В. Характер і рівень зв’язку в системі врожайність-водоспоживання-водний режим на осушуваних землях // Вісник аграрної науки. – 2000. - № 8. – С.54-56.
Рокочинський А.М., Зубик Я.Я. Моделі водорозподілу при реалізації планового водорегулювання осушуваних земель // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць.–Рівне, 2000.–Вип. 3 (5).–Ч. 1. - С.92-99.
Лазарчук М.О., Рокочинський А.М., Муранов В.Г. Оптимізація параметрів основних елементів осушувальних систем за економіко-математичним методом // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць. – Рівне, 2000. –Вип. 4 (6). - С.66-72.
Рокочинський А.М., Сташук В.А., Зубик Л.В. Обгрунтування проектних рішень з водорегулювання осушуваних земель на багатоваріантній основі // Вісник Рівненського державного технічного університету. Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво: Зб. наук. праць. - Рівне, 2000. – Вип 5(7). – С. 67-71.
Рокочинський А.М. Принципи реалізації кліматологічно оптимальної стратегії управління меліоративними об’єктами на осушуваних землях // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво:Зб.наук.праць.-Рівне, 2000.–Вип 25.–С. 42-49.
Сташук В.А., Рокочинський А.М. Підвищення ефективності використання осушуваних земель України // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць. – Рівне, 2001. – Спецвипуск. – С.12-17.
Рокочинський А.М., Зубик Л.В., Покладньов Є.І., Рокочинська Н.А. Загальні практичні критерії, умови та моделі еколого-економічної оптимізації проектних рішень з водорегулювання осушуваних земель // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць.-Рівне, 2001.-Вип.5(12).- С.232-242.
Рокочинський А.М. Структурна модель меліоративної системи та меліорованого поля в задачах оптимізації водорегулювання осушуваних земель // Вісник Рівненського державного технічного університету. Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво: Зб.наук.праць.- Рівне, 2001.– Вип 26. – С. 115-126.
Рокочинський А.М. Теоретичні та практичні аспекти оптимізації проектних рішень з водорегулювання осушуваних земель на еколого-економічних засадах // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць. – Рівне, 2001. –Вип. 1 (8). – С.40-50.
Авторські свідоцтва
1.А.с. 1143330 СССР, МКИ A 01 G 25/00. Польдерная осушительно-увлажнительная система / Н.А. Лазарчук, А.Н. Рокочинский, А.В.Черенков (СССР).-№ 4237723 / 30-15; Заявлено 25.03.87; Опубл. 07.06.89, Бюл. № 21.- 2 с.
