Анотація до роботи:

Ткачук М.М. Наукові основи створення дренажно-модульних систем в гумідній зоні.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 06.01.02 сільськогосподарські меліорації (технічні науки). Національний університет водного господарства та природокористування, Рівне, 2005.

На основі вивчення існуючих (традиційних) систем і способів регулювання водного режиму грунтів приводиться аналіз сучасного стану розвитку гідромеліоративних систем. Проведені аналітичні дослідження, дослідження на моделях, а також в натурних умовах і розроблені більш досконалі, способи регулювання водного режиму ґрунтів дренажно-модульними системами. Розроблені наукові принципи створення дренажно-модульних і дренажних екранно-модульних систем, теоретично і експериментально обґрунтовані їх параметри, які є атрибутами процесів акумулювання, регулювання, витрат і перерозподілу ґрунтової води в кореневмісному шарі на протязі вегетаційного періоду, створюючи придатні водні, повітряні тощо умови сільськогосподарським культурам. Розроблені нові методи і способи досліджень на моделях і натурних умовах дренажних і дренажно-екранних модулів; отримані теоретично - експериментальні дані дії дренажно – модульних систем. Розроблені математичні моделі та методи розрахунків обґрунтування параметрів дренажних і дренажно-екранних модулів, які враховують нові технологічні і технічні рішення та особливості дренажно – модульних систем. Розроблені, а також теоретично, технічно і технологічно обґрунтовані виробничі процеси при будівництві дренажно – модульних систем

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення науково-практичної проблеми, що стосується покращання роботи гідромеліоративних систем і способів регулювання РГВ в зоні достатнього та нестійкого зволоження України шляхом створення дренажно-модульних систем. Обґрунтовано, що вирішення цієї проблеми потребує наукових основ й удосконалення методів розрахунку та оптимізації технічних і технологічних рішень в проектах будівництва, реконструкції та експлуатації меліоративних систем у відповідності з економічними та екологічними вимогами.

2. Традиційні гідромеліоративні системи не завжди дають змогу оперативно управляти ВРГ, а отже, вимагають негайної модернізації і, в першу чергу, конструктивно-технічного вдосконалення; головною вимогою дренажних систем різноманітної конструкції залишаються вимоги ефективної роботи в осушувальному режимі і забезпечення проведення зволожувальних заходів.

3. Аналіз традиційних способів регулювання (одностороннього та двостороннього) водного режиму ґрунтів вимагає зробити висновок про необхідність розробки і впровадження нових технічно і економічно досконалих способів регулювання РГВ. Ці розробки необхідно вести на підставі аналізу аспектів функціонування гідромеліоративних систем та синтезу нових технічних рішень для забезпечення надійності та довговічності даних систем, адаптованості їх складових елементів до умов гумідної зони, без порушення екологічного стану земель довкілля.

4. Аналіз результатів досліджень впливу гідромеліоративної системи на території із сусідніми господарствами показав, що гідромеліоративні системи значно впливають на природно-територіальні комплекси довкілля і навпаки. Найбільший негативний вплив чинять нагірно-ловильні канали, зона впливу яких досягає великих територій довкілля. А тому в сучасних ринкових умовах, питання впливу елементів традиційних гідромеліоративних систем на довкілля і навпаки не вирішене і створює надзвичайно важливу проблему - економічну, соціальну, господарську, а також проблему охорони навколишнього середовища, яка має виключно практичне значення.

5. Теоретичні, лабораторні та натурні дослідження дозволили розробити нові способи регулювання водного режиму ґрунтів, які суттєво відрізняються, як за технічними характеристиками, так і за рівнем регулювання РГВ від тих способів, що використовуються на традиційних системах. Дренажно – модульні системи і їх, елементи дренажні та дренажно-екранні модулі для регулювання РГВ є достатньо ефективним кроком в напрямку регулювання ВРГ, а разом із тим інтенсифікації с.-г. виробництва і отримання високих, сталих, якісних і гарантованих (прогнозованих) врожаїв.

6. Розроблена нами технологія регулювання РГВ дренажними модулями, поєднує відомі традиційні способи регулювання РГВ – осушення і шлюзування (попереджувальне і зволожувальне) без довгострокового використання регулюючих споруд на каналах і колекторах; дозволяє в гумідній зоні економно і ефективно розподіляти в часі та просторі, так звану надлишкову воду на гідромеліоративних землях; регулюючі дренажні модулі завдяки постійному саморегулюванню забезпечують скидання лише того об'єму води, який може спричинити підняття РГВ вище оптимального.

7. Досліджені закономірності формування дренажного стоку та водного режиму в залежності від параметрів дренажних модулів. Встановлено, що необхідну інтенсивність осушення в посівний період та під час паводків можна забезпечити завдяки комплексному підходу, використання нових дренажно – модульних систем і їх, елементів - дренажних і дренажно-екранних модулів; глибокі дрени мають вкладатися на глибину 1,2…1,3 м і більше, а мілкі - 0,7…0,9 м, причому одною з важливих умов проектування регулюючого дренажного модуля є необхідність укладки дрен, що влаштовуються поруч, на різні глибини, в іншому випадку дренажні модулі перетворюються в традиційну осушувальну мережу.

8. В порівнянні з традиційними гідромеліоративними системами, дренажно – модульні системи, в залежності від збільшення Dt на модулях, суттєво акумулюють ґрунтову воду в межах модулів (при Dt_др = 0,2 м - 18,2%, при Dt_др = 0,4 м – 23,8% і Dt_др = 0,6 м – 36,2%). Із збільшенням різниці глибин укладання мілкої та глибокої дрен до певної критичної величини (>0,4 м) спостерігається тенденція до зростання різниці стоку, а при подальшому збільшенні до Dt_др=0,52 м, різниця стоку з дрен зменшується. Результати досліджень також показують, що мілка дрена забезпечує більше 41,4 % міждренного стоку, а глибока значно більше, що становить 58,6 % загального дренажного стоку.

9. Дослідження дозволили конкретизувати вплив гідрогеологічних умов на інтенсивність роботи різноманітних конструкцій мілких дрен, а також показали, що матеріальну осушувальну мілку дрену можна наблизити до теоретичної "ідеальної" комплексним шляхом – вдосконаленням конструктивних характеристик труби, підбором ЗФМ, в залежності від умов роботи, а також врахуванням різниці глибин укладки мілкої та глибокої дрен Dt_др.

10. Розв’язано цілий перелік наукових задач із створення дренажних модулів, теоретично і емпірично обґрунтовано їх параметри. Розроблені та теоретично обґрунтовані залежності для гідрологічних розрахунків параметрів регулюючих дренажних та дренажно-екранних модулів.

11. Розроблена і обґрунтована технологія будівництва дренажних та дренажно-екранних модулів. Теоретично та практично доведена доцільність широкого і швидкого впровадження у виробництво запропонованих дренажно – модульних систем для регулювання водного режиму грунтів в гумідній зоні.

12. Штучне регулювання рівнів ґрунтових вод за допомогою дренажно - модульних систем є важливим чинником для підвищення с.-г. виробництва на гідромеліоративних землях, зокрема, і ефективності сучасних гідромеліорацій взагалі.

13. Регулюючі дренажно-модульні і регулюючі дренажні екранно-модульні системи, краще адаптовані до природно - кліматичних умов, значно ефективніші при регулюванні РГВ і здатні забезпечити модернізацію традиційних гідромеліоративних систем при будівництві та реконструкції.

Публікації автора:

Навчальний посібник

1. Ткачук М.М. Організація водогосподарського будівельного виробництва. Навчальний посібник, Рівне, 1998. - 244 с.

Статті у наукових виданнях

2. Ткачук М.М. Осушительная система с дренами различной глубины. Мелиорация и водное хозяйство, Москва, 1988, №5, с. 43-44.

3. Ткачук М.М. Горизонтальный разноглубинный дренаж. (Экспресс-информация). Вып.7 сер. 2, ЦБНТИ, Минводхоза СССР, Москва, 1988, с. 6-1.

4. Ткачук М.М., Янчук Д.В. Исследования дрен из керамических перфорированных труб. Мелиорация и водное хозяйство. №2, Москва, 1990, с. 53-54.

5. Ткачук М.М., Бабич М.Я., Роман О.Д., Яковець П.П., Дорош Н.М. Гідромеліоративний комплекс оборотного (напівзамкнутого) водопостачання з природоохоронними заходами. // Вісник УДАВГ. Збірник наукових праць, Вип. 1,ч. 2, Рівне, 1998, с. 228-232.

6. Ткачук М.М. Оптимізація водного режиму грунтів модулями з дрен.// Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво. Збірник наукових праць. Вип. 23, Рівне, 1998, с. 21-24.

7. Ткачук М.М., Янчук Д.В., Юдин Ю.Н. Разноглубокий регулирующий дренаж. Информационный сборник. Вып.8, сер. 2, Москва, ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1990, с. 15-19.

8. Ткачук М.М., Яковець П.П., Сидорук В.В., Ревчук Н.А. Особливості застосування комбінованих модулів з дрен і водонепроникних екранів. // Вісник РДТУ. Збірник наукових праць. Вип. 2, ч. 1. Рівне, 1999, с. 232-236.

9. Ткачук М.М. Особливості роботи модуля з дрен вкладених на різних глибинах. // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво. Збірник наукових праць. Розділ Меліорація. Вип. 24. Рівне, 1999, с. 58-62.

10. Ткачук М.М. Дослідження осушувальної дії різних конструкцій дрен для вдосконалення і компоновки регулюючих модулів. // Вісник РДТУ. Збірник наукових праць. Вип. 1(3), Рівне, 2000, с. 64-70.

11. Ткачук М.М., Клімов С.В., Біндюк М.І. Технологія будівництва дренаж-но-екранних модулів. /Вісник РДТУ. Збірник наукових праць. Вип. 2, Рівне, 2000, с. 76-81.

12. Ткачук М.М., Яковець П.П. Розрахунок відстаней між дренами з використанням елементів водного балансу при регулюванні рівня ґрунтових вод дренажними модулями. //Вісник РДТУ. Збірник наукових праць. Вип. 3(5), Рівне, 2000, с. 99-103.

13. Ткачук М.М., Сапсай Г.І., Клімов С.В., Ревчук Н.А. Спосіб регулювання водного режиму грунтів на гідромеліоративних системах. /Вісник РДТУ. Збірник наукових праць. Вип. 4(6), Рівне, 2000, с. 94-100.

14. Ткачук М.М. Регулювання рівнів ґрунтової води повними дренажними модулями. // Вісник РДТУ. Збірник наукових праць. Вип. 5(7), Рівне, 2000, с. 78-86.

15. Ткачук М.М. Розрахунок відстаней між реальними недосконалими дренами регулюючого дренажного модуля, що працює в режимі інтенсивного пониження РГВ // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво. Збірник наукових праць. Вип. 25, Рівне, 2000, с. 59-64.

16. Ткачук М.М., Клімов С.В. Технологія будівництва антифільтраційних екранів. // Вісник РДТУ. Збірник наукових праць. Вип. 1(8), Рівне, 2001, с. 57-62.

17. Ткачук М.М., Мізюк В.Г., Ревчук Н.А. Розрахунки параметрів регулюючих дренажних модулів при інфільтраційному живленні мілко-глибоких дрен. // Вісник РДТУ. Збірник наукових праць. Вип. 1(8), Рівне, 2001,с. 62-68.

18. Кожушко Л.Ф., Ткачук М.М., Ревчук Н.А. Дренажные и дренажно-экранные модули как способы регулирования водного режима почв в гумидной зоне. Vandens ukio inzinerija, Mokslo darbai 16(38), Каunаs-Akademija 2001, 111- 115.

19. Ткачук М.М., Бабич М.Я., Ткачук Р.М. Використання водонепроникних екранів сумісно з закритими дренами. //Меліорація і водне господарство. Київ. Аграрна наука. Вип. 87, 2001, с. 209-215.

20. Ткачук М.М. Способи оптимізації регулювання РГВ дренажними та дренажно-екранними модулями. / Вісник РДТУ. Збірник наукових праць. Рівне, 2001, с. 71-79.

21. Ткачук М.М., Клімов С.В. Методика розрахунку параметрів дренажних модулів при проектуванні гідромеліоративних систем в гумідній зоні. //Вісник РДТУ. Збірник наукових праць. Вип. 3(16), Рівне, 2002, с. 89-98.

22. Ткачук М.М., Клімов С.В. Дренажна екранно-модульна система. //Вісник УДУВГП. Збірник наукових праць. Ч. 2., Вип. 5(18), Рівне, 2002, с. 144-150.

23. Кожушко Л.Ф, Ткачук М.М. Ресурсо - і енергозберігаючі дренажно-модульні системи та технологія їх будівництва // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди, Збірник наукових праць, Вип. 9, Рівне, 2003, с. 236-244.

У наведених працях (4, 5, 7, 8, 11, 12, 13, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23) особистий внесок автора: створення конструкцій дренажно-модульних систем, методики досліджень на моделях і в натурних умовах, методики розрахунку параметрів систем та теоретичне вивчення й обґрунтування технологічних процесів.

Авторські свідоцтва та патенти

1. A.с. 1161644 СССР. Осушительная дрена / Н.Н. Ткачук/, БИ, 1985, №22.

2. A.с. 1124091 СССР. Осушительная дрена / Н.Н. Ткачук, И.К. Галушко, Г.С. Потоцкий, Л.Ф. Кожушко, Е. П. Тынник /, БИ, 1984, №42.

3. A.с. 1339195 СССР. Способ строительства дренажа/ Н.Н. Ткачук, А.Я. Чугуевец, Янчук Д. Ф. / БИ, 1985, №4, с. 124.

4. A.с. 1288254 СССР. Осушительная система / Н.Н. Ткачук, А.Я. Чугуевец / БИ, 1987, №5, с. 100.

5. А.с. 1330257 СССР. Мелиоративная система / Н.Н. Ткачук, А.Я. Чугуевец, Л.И. Денисюк /, БИ, 1987, №30, с. 131.

6. Патент України на винахід № 36322. Дренажно-екранний модуль./ Ткачук М.М., Ткачук Р. М. / Бюл. №3, 2001.

7. Патент України на винахід № 58819А. Дренажна екранно–модульна система./ Ткачук М.М., Ткачук Р. М. Клімов С.В. / Бюл. №8, 2003.