The paper substantiates the necessity to carry out system optimization of operational, technological and construction parameters of water regulation in the operation of rice irrigation systems, lays out methodological approaches and results. This research formulates approaches to the selection of project criteria and conditions of economic and environmental optimization during the construction of complex optimization models in the projects of their reconstruction and operation taking into account climatic management strategies of such objects. The proposed set of measures as a result of system optimization is focused on improving the natural and amelioration state of rice irrigation systems, improving their technological and technical parameters, introducing of water and resource saving regimes of rice irrigation and related rice crop rotations.

Ecological-reclamation state of rice irrigation systems harvest of cultivated crops determined by a number of factors, including natural (soil, topographical, hydrogeological, climatic factors) and technological (irrigation norm, designs and parameters of irrigation and drainage networks, etc.) factors. One of the main factors influencing the formation of rice yield which is traditionally grown by flooding technology is the efficiency of the rice irrigation system’s design. Construction features of irrigation fields and their parameters (distances between the drains, depth of the drainage network) affect the intensity of the processes of salinization of soils and groundwater. Analysis of the components of salt balances of rice fields with different parameters and designs on example of the Danube rice irrigation systems showed that fields with the distances between the drains from 200 to 250 m have significant advantages over Krasnodar-type fields with the same parameters and over fields with 500 m distance between the drains creating optimal salt regime for rice and, accordingly, obtaining higher yields of rice. As on the card-checks with drainage with the distances between the drains 500 m uniform desalinization of soils on all area cannot be reached and yield of rice on them is close to 20 c/ha such card-checks with drainage must be converted into card-checks with drainage with the distances between the drains 250 m.

Український гідрометеорологічний інститут НАН України та ДСНС України, пр. Науки, 37, м. Київ, 03028, Україна МОДУЛЬ ДРЕНАЖНОГО СТОКУ ЯК ВИЗНАЧАЛЬНИЙ ПОКАЗНИК ЕФЕКТИВНОЇ ДІЇ ДРЕНАЖУ (Представлено членом редакційної колегії д-ром геол. наук, проф. О.Є. Кошляковим) Фільтраційні розрахунки дренажу є фундаментальним завданням меліоративної гідрогеології. Вони необхідні як при зрошенні земель (запобігання засолення), так і при осушенні. Найважливішими параметрами закритого дренажу як головного засобу регулювання рівня ґрунтових вод та їхнього стоку до водоприймачів є відстань між дренами та глибина закладення дрен. Ці параметри залежать від комбінації гідрогеологічних, кліматичних і рельєфотвірних чинників. Природна дренованість території характеризується модулем підземного стоку, а штучна -дренажного стоку, величина якого забезпечує відведення зайвої води із ґрунту до необхідної норми осушення за визначений термін часу. Для виділення чинників, які впливають на розрахункові параметри дренажу, розглянуто два методи розрахунку міждренних відстаней: гідромеханічний, що ґрунтується на теоретичних засадах руху води в природних і технічних системах, та емпіричний, що ґрунтується на переважно статистичному опрацюванні даних численних натурних досліджень. Для кожного із методів виділено переваги та недоліки, викликані невизначеностями при схематизації чинників, що визначають параметри дренажу та ефективність його роботи. За результатами дослідження сформовано структурно-логічну схему, яка відображає вплив головних природних умов (кліматичних, гідрогеологічних, рельєфу) проектних показників ефективної дії дренажу (норма осушення, час, швидкість та обсяги водовідведення) на його розрахункові параметри (модуль дренажного стоку, міждренна відстань, віддаль від осі дрени до водотриву, діаметр дрени, характеристики фільтра тощо). Ці три групи чинників і показників є елементами складної багатопараметричної моделі. Для дослідження впливу мінливості основних чинників на відстані між дренами використано загальноприйняту формулу (ДБН В.2.4-1-99) з урахуванням розробок О.Я. Олійника та А.І. Мурашка, яка враховує конструктивні особливості матеріального горизонтального дренажу. Також застосовано методи статистичного моделювання та теорії імовірності, за допомогою яких розроблено математичні моделі для визначення середнього квадратичного відхилення визначального чинника досліджуваної функції. Визначено, що модуль дренажного стоку кореспондується з величинами норми осушення та часу відведення надлишкової вологи і має істотний вплив на відстань між дренами (86...98 %). На основі запропонованого імовірнісного способу оцінювання модуля дренажного стоку розраховано, що відстані між дренами можна збільшити в 1,10...1,23 рази без істотного зменшення ефективності їхньої роботи, що дозволяє скоротити фінансові затрати на облаштування дренажу. Ключові слова: дренаж, параметри, модуль дренажного стоку, міждренна відстань, неусталений рух, рівень ґрунтових вод, норма осушення, методи розрахунку, чинники, ефективність дії дренажу.

The analysis of the main reasons for the unsatisfactory hydrogeological-reclamation state of the Danubian rice irrigation systems was carried out and the ways of its improvement due to the increase of drainage ability of irrigated lands of rice systems were considered. On the saline lands of the rice systems of the Danube delta drainage network is the main means of active and directed influence on the water-salt regime of the reclaimed area, formation of the regime of groundwater level, both in the growing season and in the not irrigated period for rice and attendant crops. Drainage network is essentially a determining factor in the formation of productivity of agricultural lands. An analysis of the efficiency of the drainage operation on the rice systems of the Danube Delta has shown that drainage built in accordance with the design standards that were in force at the time of construction does not provide uniform drainage ability in the area and the soil profile of rice fields. This is one of the main reasons for their unsatisfactory hydrogeological-reclamation state and reducing the yield of rice and attendant crops. By conducting optimization calculations according to the expense indicator, taking into account that optimal vertical filtration rate for the Danubian rice irrigation systems is at the level of 6...8 mm/day the optimal distance between the drains – 100 m was determined. Constructive improvement of existing rice systems with the drainage network in the form of open drains and distances between them – 250...500 m can be accomplished through the installation of additional separate closed drain-collectors. These drain-collectors are appropriate to arrange along the checks, with the set distance. For reducing the value of the vertical filtration rate in the drainage zone where it reaches 25 mm/day it is advisable to practice maintaining of water levels in the drainage network. Consequently, it is possible to achieve a reduction of the filtration rate to 4…5 mm/day. Developed measures and corresponding reconstruction of rice systems will enable to maintenance of satisfactory hydrological and hydrogeological regimes,ensure uniform salinity of soils during the cultivation of flooded rice, create favorable conditions for oxidation-reducing processes and maintenance of favorable ecological-reclamation state on the system.

Ways to increase the environmental safety of rice irrigation systems based on reuse of drainage water were considered.