УДК 626/627 Гидротехническое строительство. Гидротехника в целом
ГРНТИ 70.21 Оросительные системы
ГРНТИ 70.81 Испытания, измерения, контроль в водном хозяйстве
ОКСО 35.03.06 Агроинженерия
ББК 40 Естественнонаучные и технические основы сельского хозяйства
ТБК 5640 Общие вопросы
BISAC TEC003050 Agriculture / Irrigation
В 2025 г. сотрудниками ФГБНУ «РосНИИПМ» проведен сбор, анализ и систематизация массива информационных данных эксплуатационных организаций, подведомственных Департаменту мелиорации Минсельхоза России, относящихся к Южному и Северо-Кавказскому федеральным округам, о состоянии гидрометрической сети. Согласно результатам опроса основными средствами измерений на пунктах водоучета являются стационарные гидрометрические рейки (61%) и градуированные сооружения (17%). Касательно технического состояния пунктов водоучета установлено, что у 51% от общего количества пунктов уровень безопасности оценивается как нормальный. К пунктам водоучета, характеризующим пониженный и неудовлетворительный уровень безопасности, относятся 303 единицы (21%) и 323 единицы (23%) соответственно. В рамках мероприятий по оптимизации системы технологического водоучета и повышению точности гидрометрических исследований на мелиоративных каналах управлениями представлены предложения по проведению реконструкции 122 пунктов водоучета, требуется капитальный ремонт 73 пунктам водоучета. Кроме того, необходимо строительство 398 новых дополнительных пунктов водоучета. Оборудование пунктов водоучета находится на низком уровне. Такая ситуация является следствием длительного недофинансирования отрасли. Тем не менее, существует заинтересованность эксплуатационных организаций в реконструкции, капитальном ремонте существующих пунктов водоучета, либо в строительстве новых
гидрометрическая сеть, пункт водоучета, средство измерения, оросительная система, сооружение, рейка, уровень безопасности
Введение. Основной целью использования оросительных систем является максимальное удовлетворение потребностей орошаемых земель сельскохозяйственного назначения в водных ресурсах с минимальными затратами и воздействием на окружающую среду [1, 2].
Методы управления водохозяйственными объектами, применяемые в период, когда располагаемые водные ресурсы Южного и Северо-Кавказского федеральных округов значительно превосходили спрос на них, на современном этапе развития оросительных систем становятся неприемлемыми, т. к. удовлетворение потребности в орошении сельскохозяйственных культур сегодня зависит не только от наличия воды в используемом водоеме, но и решений вопросов по установлению требуемого объёма водоподачи, для обеспечения водопотребителей и водопользователей в данной системе [3, 4].
Существующие на настоящий момент принципы управления технологическими процессами водораспределения на большинстве оросительных систем юга страны соответствуют технологиям 70–80-х годов прошлого столетия [5]. Перспективное и текущее планирование деятельности водопотребления осуществляется на основании предыдущего опыта эксплуатации, квалификации, а иногда, и интуиции специалистов учреждений по мелиорации земель, а вычисления по объемам водоподачи, в большинстве своем, выполняются с использованием упрощенных методов водоучета и водоизмерения, что приводит к принятию субоптимальных решений [6–8].
Для решения данной проблемы, необходимо проведение исследований направленных на изучение вопросов связанных с текущем состоянием водоучета на оросительных системах и гидротехнических сооружениях с последующей выработкой решений по устранения вышеуказанных негативных последствий.
Обсуждение. В 2025 году сотрудниками ФГБНУ «РосНИИПМ» был проведен сбор, анализ и систематизация массива информационных данных эксплуатационных организаций, подведомственных Департаменту мелиорации Минсельхоза России, относящихся к Южному и Северо-Кавказскому федеральным округам, о состоянии гидрометрической сети (таблица 1).
Таблица 1 – Наличие пунктов водоучета на оросительных системах
|
Наименование управления |
Количество пунктов водоучета, шт. |
|
|
Адыгеямелиоводхоз |
5 |
|
|
Астраханмелиоводхоз |
23 |
|
|
Ростовмелиоводхоз |
94 |
|
|
Саратовмелиоводхоз |
10 |
|
|
Ставропольмелиоводхоз |
102 |
|
|
УЭБСК |
21 |
|
|
УЭТКГ и ЧВ |
65 |
|
|
Севосетинмелиоводхоз |
8 |
|
|
Кубаньмелиоводхоз |
475 |
|
|
Дагмелиоводхоз |
487 |
|
|
Ингушмелиоводхоз |
12 |
|
|
УЭММККаббалкмелиоводхоз |
57 |
|
|
Волгоградмелиоводхоз |
57 |
|
|
Калммелиоводхоз |
9 |
|
|
Чеченмелиоводхоз |
10 |
|
|
ИТОГО |
1435 |
|
Как видно из представленных сведений (таблица 1,) наиболее развитая гидрометрическая сеть на оросительных системах представлена в ФГБУ «Управления «Кубаньмелиоводхоз» и ФГБУ «Дагмелиоводхоз» с 475 и 487 пунктами водоучета (ПВ) соответственно, а наименьшая гидрометрическая сеть, в количестве пяти пунктов водоучета, в ФГБУ «Управление «Адыгеямелиоводхоз».
Как известно пункт водоучета, представляет собой гидрометрический пост на оросительной системе, оборудованный техническими устройствами и приборами для проведения водоизмерения. В таблице 2 представлена информация о наличии средств измерений на объектах государственных оросительных систем Российской Федерации, относящихся к Южному и Северо-Кавказскому федеральным округам.
Таблица 2 – Наличие средств измерений на оросительных системах
|
Наименование управления |
Средство измерения (шт.) |
|||||
|
Рейка |
Градуированное сооружение |
Стационарный расходомер-прибор |
Гидрометрическая вертушка |
Косвенное измерение |
Иное |
|
|
Адыгеямелиоводхоз |
2 |
1 |
1 |
- |
1 |
- |
|
Астраханмелиоводхоз |
1 |
2 |
2 |
1 |
17 |
- |
|
Ростовмелиоводхоз |
63 |
1 |
14 |
- |
16 |
- |
|
Саратовмелиоводхоз |
3 |
- |
6 |
- |
- |
1 |
|
Ставропольмелиоводхоз |
63 |
31 |
2 |
6 |
- |
- |
|
УЭБСК |
4 |
4 |
4 |
- |
9 |
- |
|
УЭТКГ и ЧВ |
44 |
- |
- |
20 |
1 |
- |
|
Севосетинмелиоводхоз |
5 |
3 |
- |
- |
- |
- |
|
Кубаньмелиоводхоз |
166 |
202 |
2 |
40 |
65 |
- |
|
Дагмелиоводхоз |
424 |
3 |
- |
33 |
25 |
2 |
|
Ингушмелиоводхоз |
12 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
УЭММККаббалкмелиоводхоз |
57 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Волгоградмелиоводхоз |
23 |
- |
20 |
8 |
2 |
4 |
|
Калммелиоводхоз |
- |
- |
- |
7 |
1 |
1 |
|
Чеченмелиоводхоз |
10 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
ИТОГО |
877 |
247 |
51 |
115 |
137 |
8 |
Данные таблицы 2 показывают, что основными средствами измерений на пунктах водоучета оросительных систем являются стационарные гидрометрические рейки (61 %) и градуированные гидротехнические сооружения (17 %). Для пересчета уровня в объем (Q = f(H)) используются разработанные при вводе в эксплуатацию градуировочные таблицы. На 137 (9 %) пунктах водоучета измерения производятся косвенным способом, при котором расход воды определяется по времени работы насосных агрегатов исходя из их производительности. И лишь 4 % пунктов водоучета оборудованы расходомерами-счетчиками, позволяющими мгновенно производить измерение объемного расхода и суммарного (интегрального) объема (количества) транспортируемой по оросительной сети воды.
В соответствии со стандартами, применяемыми на территории Российской Федерации, условием эффективной эксплуатации оросительных систем и рационального использования воды является организация гидрометрической сети для учета и измерения воды. К организации и контролю водоучета на сети в первую очередь относят пункты водоучета и их техническое состояние [9, 10].
Характеристика технического состояния пунктов водоучета расположенных на оросительных системах эксплуатационных организаций, подведомственных Департаменту мелиорации Минсельхоза России, относящихся [11] к Южному и Северо-Кавказскому федеральным округам, по состоянию на 2025 год представлена в таблице 3.
Таблица 3 – Техническое состояние пунктов водоучета на оросительных системах
|
№ |
Наименование управления |
Общее кол-во ПВ, шт. |
Уровни безопасности ПВ (шт.) |
|||
|
Нормальный |
Пониженный |
Неудовлетворительный |
Аварийный |
|||
|
1 |
Адыгеямелиоводхоз |
5 |
5 |
- |
- |
- |
|
2 |
Астраханмелиоводхоз |
23 |
10 |
- |
8 |
5 |
|
3 |
Ростовмелиоводхоз |
94 |
92 |
- |
1 |
1 |
|
4 |
Саратовмелиоводхоз |
10 |
10 |
- |
- |
- |
|
5 |
Ставропольмелиоводхоз |
102 |
38 |
12 |
52 |
- |
|
6 |
УЭБСК |
21 |
21 |
- |
- |
- |
|
7 |
УЭТКГ и ЧВ |
65 |
65 |
- |
- |
- |
|
8 |
Севосетинмелиоводхоз |
8 |
1 |
- |
1 |
6 |
|
9 |
Кубаньмелиоводхоз |
475 |
164 |
214 |
96 |
1 |
|
10 |
Дагмелиоводхоз |
487 |
241 |
57 |
127 |
62 |
|
11 |
Ингушмелиоводхоз |
12 |
12 |
- |
- |
- |
|
12 |
УЭММККаббалкмелиоводхоз |
57 |
14 |
16 |
27 |
- |
|
13 |
Волгоградмелиоводхоз |
57 |
57 |
- |
- |
- |
|
14 |
Калммелиоводхоз |
9 |
4 |
4 |
1 |
- |
|
15 |
Чеченмелиоводхоз |
10 |
- |
- |
10 |
- |
|
|
ИТОГО |
1435 |
734 |
303 |
323 |
75 |
Согласно результатам опроса, проведенного среди эксплуатационных организаций касательно технического состояния гидрометрической сети, было установлено, что у 51 % от общего количества пунктов водоучета уровень безопасности оценивается как нормальный. К пунктам водоучета, характеризующим пониженный и неудовлетворительный уровень безопасности относятся 303 единицы (21 %) и 323 единицы (23 %) соответственно. К аварийному (опасному) уровню безопасности, при котором дальнейшая эксплуатация гидротехнических сооружений пунктов водоучета в проектном режиме недопустима, относится 75 единиц или порядка 5 % от общего количества пунктов на сети.
Как показывают результаты опроса текущего состояния пунктов водоучета на оросительных системах Минсельхоза России, относящихся к Южному и Северо-Кавказскому федеральным округам, уровень технического состояния гидрометрической сети остается низким [8, 12]. Однако, в настоящий момент с целью повышения эффективности водоучета и водораспределения, а также рационального водопотребления ведется разработка предложений по восстановлению и совершенствованию гидрометрической сети на оросительных системах Минсельхоза России [13].
По итогам опроса подведомственных эксплуатационных организаций по совершенствованию гидрометрической сети на оросительных системах, были разработаны и представлены мероприятия, приведенные в таблице 4.
Таблица 4 – Мероприятия по совершенствованию гидрометрической сети на
оросительных системах
|
Наименование управления |
Общее кол-во ПВ, шт. |
Мероприятия по совершенствованию на оросительных системах |
||
|
Реконструкция, шт. |
Капитальный ремонт, шт. |
Новое |
||
|
Адыгеямелиоводхоз |
5 |
3 |
1 |
- |
|
Астраханмелиоводхоз |
23 |
- |
- |
9 |
|
Ростовмелиоводхоз |
94 |
5 |
- |
- |
|
Саратовмелиоводхоз |
10 |
1 |
2 |
- |
|
Ставропольмелиоводхоз |
102 |
33 |
- |
- |
|
УЭБСК |
21 |
- |
- |
1 |
|
УЭТКГ и ЧВ |
65 |
1 |
- |
- |
|
Севосетинмелиоводхоз |
8 |
7 |
- |
1 |
|
Кубаньмелиоводхоз |
475 |
- |
- |
5 |
|
Дагмелиоводхоз |
487 |
- |
6 |
- |
|
Ингушмелиоводхоз |
12 |
4 |
- |
- |
|
УЭММККаббалкмелиоводхоз |
57 |
46 |
26 |
126 |
|
Волгоградмелиоводхоз |
57 |
2 |
15 |
19 |
|
Калммелиоводхоз |
9 |
2 |
- |
2 |
|
Чеченмелиоводхоз |
10 |
18 |
23 |
235 |
|
ИТОГО |
1435 |
122 |
73 |
398 |
В рамках мероприятий по оптимизации системы водоучета и повышению точности гидрометрических измерений на оросительных системах управлениями представлены предложения по восстановлению гидрометрической сети, которые включают проведение капитального ремонта 73 пунктов водоучета. А также мероприятия направлены на совершенствование сети, которые требуют реконструкции гидрометрических сооружений и переоснащения техническими средствами измерений в количестве 122 единицы, кроме того необходимости в строительстве 398 новых дополнительных с передовыми средствами водоизмерения пунктов водоучета. Для решения вопросов по оптимизации системы водоучета и повышению точности гидрометрических измерений наиболее востребованными в строительстве дополнительных пунктов водоучета являются оросительные системы ФГБУ «Управление «Чеченмелиоводхоз» и ФГБУ «УЭММККаббалкмелиоводхоз».
Выводы
1. По результатам проведенного опроса эксплуатационных организаций, подведомственных Департаменту мелиорации Минсельхоза России, относящихся к Южному и Северо-Кавказскому федеральным округам, основными средствами измерений на пунктах водоучета являются стационарные гидрометрические рейки (61 %) и градуированные сооружения (17 %). Для пересчета уровня в объем (Q = f(H)) используются разработанные при вводе в эксплуатацию градуировочные таблицы.
2. На 9 % (137 ПВ) гидрометрической оросительной сети измерения производятся косвенным способом, при котором расход воды определяется по времени работы насосных агрегатов исходя из их производительности.
3. Техническое оснащение средствами измерений пунктов водоучета находится на низком уровне. Такая ситуация является следствием длительного недофинансирования отрасли. Однако, в настоящий момент с целью повышения эффективности водоучета и водораспределения, а также рационального водопотребления ведется разработка предложений по восстановлению и совершенствованию гидрометрической сети на оросительных системах Минсельхоза России.
4. В рамках мероприятий по оптимизации системы водоучета и повышения точности гидрометрических измерений посредством внедрения передовых средств на оросительных системах, управлениями представлены предложения по проведению реконструкции 122 пунктов водоучета, требующих капитального ремонта 73 пунктам водоучета. Кроме того необходимости в строительстве 398 новых дополнительных пунктов водоучета.
1. Щедрин, В.Н., Васильев С.М., Слабунов В.В. Основные правила и положения эксплуатации мелиоративных систем и сооружений, проведения водоучета и производства эксплуатационных работ: монография. В 2 ч. Новочеркасск: Геликон, 2013. 657 с.
2. Бочкарев В.Я. Новые технологии и средства измерений, методы организации водоучета на оросительных системах. Новочеркасск ФГБНУ «РосНИИПМ», 2012. 227 с. Деп. в ВИНИТИ 27.04.12, № 196‑В2012.
3. Актуальные вопросы развития мелиоративной отрасли и использования водных ресурсов в АПК / В.Н. Щедрин, А.В. Колганов, Г.А. Сенчуков, В.Д. Гостищев // Мелиорация и водное хозяйство. 2021. № 4. С. 8–11.
4. Чураев А.А., Юченко Л.В. К вопросу проектирования пункта водоучета на мелиоративном объекте // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2023. Т. 91, № 3. С. 90–100.
5. Оросительные системы России: от поколения к поколению: монография / В.Н. Щедрин, А.В. Колганов, С.М. Васильев, А.А. Чураев. В 2 ч. Ч. 1. Новочеркасск: Геликон, 2013. 283 с.
6. James C.S. Flow-measuring structures // Hydraulic Structures. 2020. Р. 243–282.
7. Шевченко В.А., Бондарик И.Г., Бубер А.Л. Водоучет: концепции и инструменты // Сельский механизатор. 2019. № 4. С. 27.
8. Шепелев А.Е., Юченко Л.В. Анализ средств водоизмерения на пунктах водоучета мелиоративных систем Минсельхоза России // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2019. № 1(73). С. 43–46.
9. Чураев А.А., Юченко Л.В. О техническом состоянии пунктов водоучета на открытой оросительной сети // Экология и водное хозяйство. 2022. Т. 4, № 4. С. 69–83.
10. Fatxulloyev A., Gafarova A., Hamroqulov J. Improvement of water accounting for irrigation systems // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. and Eng. 2021. 1030. 012145. DOIhttps://doi.org/10.1088/1757-899X/1030/1/012145.
11. Вайнберг М.В., Чураев А.А. Состояние пунктов водоучета на государственных мелиоративных системах // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2018. № 3(71). С. 31–35.
12. Бондарева Г.И., Сапожников И.И. Проблемы метрологического обеспечения оросительных систем // Сельский механизатор. 2021. № 6. С. 2–4.
13. Средства водоучета при реализации современных систем управления водораспределением / И.А. Демичев, В.П. Петров, Е.А. Павлов, О.Р. Цыганок // Наука и молодежь: сборник научных трудов. Новочеркасск, 2023. С. 8–13.
