Методика прогнозирования остаточного ресурса водопропускных сооружений на основе анализа трещин и натурных обследований

Аннотация. В статье предложена методика прогнозирования остаточного ресурса водопропускных сооружений мелиоративных систем, разработанная на основе комплексного анализа водонепроницаемости трещин в бетонных покрытиях и результатов натурных обследований. Данные исследования были выполнены на трех оросительных системах Нижнего Поволжья: «Генераловской», «0 71» и «Палласовской», характеризующихся высокой минерализацией вод и различной степенью технического износа. На основе экспериментальных исследований с применением прибора «АГАМА 2РМ» были получены эмпирические зависимости сопротивления проникновению воздуха по водонепроницаемости от ширины раскрытия трещин, m_ср = 13,42e^{(-0,328·δтр)} (R² = 0,987) и W = 11,2·e^{(-0,295·δтр)} (R² = 0,909). Установлено, что процесс кольматации в условиях минерализованных вод региона увеличивает сопротивление проникновению воздуха на 23-44 % за 180 суток, однако не обеспечивает нормативную герметичность. Учитывая сульфатную агрессию и циклическое замораживание-оттаивание, определены коэффициенты скорости деградации для каждой системы. Разработан алгоритм прогнозирования остаточного ресурса с учетом кинетики снижения эксплуатационных характеристик и формулы расчета времени до предельного состояния. Точность прогнозирования подтверждена натурным мониторингом пилотных объектов, отклонение не превышает 10-15 % Практическая ценность исследования состоит в возможности применения разработанной методики для обоснования сроков проведения ремонтных мероприятий и перехода к системе планово-предупредительных работ. Результаты позволяют оптимизировать эксплуатационные затраты и повысить безопасность эксплуатации. Внедрение результатов исследований соответствует целям Указа Президента РФ № 474 в части повышения эффективности использования водных ресурсов и обеспечения надежности мелиоративной инфраструктуры до 2030 г.

Ключевые слова. водопропускные сооружения, прогноз остаточного ресурса, водонепроницаемость трещин, натурные обследования, мониторинг технического состояния, мелиоративные системы, бетонные покрытия.

Финансирование. Исследование выполнено в рамках государственного задания 125020401361-1.

Цитирование. Коваленко И. А., Методика прогнозирования остаточного ресурса водопропускных сооружений на основе анализа водонепроницаемости трещин и натурных обследований // Научно-агрономический журнал. 2026; 2(133):36-44. DOI: 10.34736/FNC.2026.133.2.004.36-44.

Литература

Косиченко Ю. М., Баев О. А. Гидравлическая эффективность оросительных каналов при эксплуатации. Вестник МГСУ. 2020;15(8):1147-1162. doi: 10.22227/1997-0935.2020.8.1147-1162.

Косиченко Ю. М., Баев О. А. Расчет коэффициентов шероховатости русле каналов с неоднородными участками. Природообустройство. 2020;3:6-14.

Косиченко Ю. М., Баев О. А. Особенности гидравлических и фильтрационных расчетов осушительно-оросительной системы. Природообустройство. 2021;4:90-98. doi: 10.26897/1997-6011-2021-4-90-98.

Гарбуз А. Ю. Экспериментальные исследования водопроницаемости локальных повреждений бетонных облицовок каналов. Экология и водное хозяйство. 2020;1(4): 76-88.

Талалаева В. Ф., Додонов А. А. Оценка эксплуатационной надежности каналов с покрытием из бетононаполняемых материалов. Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2023;1(89): 207-216.

Шеина С. Г., Сергеев Ю. Д., Мясищев Р. Ю., Сергеева А. Ю., Мищенко А. В. Прогнозирование риска разрушения строительных конструкций. Инженерный вестник Дона. 2024;3(111): 299-312.

Карпенко Н. П., Юрченко И. Ф. Совершенствование информационных технологий диагностики технического состояния гидротехнических сооружений Природообустройство.2020;1:34-41.

Щедрин В. Н., Колганов А. В., Васильев С. М., Чураев А. А. Оросительные системы России: от поколения к поколению. Ч. 1. Новочеркасск: Геликон, 2013.

Elkamhawy E., Zelenakova M., Abd-Elaty I. Numerical Canal Seepage Loss Evalu-ation for Different Lining and Crack Techniques in Arid and Semi-Arid Regions: A Case Study of the River Nile, Egypt. Water. 2021;13(21):3135. doi: 10.3390/w13213135.

Mohsen Aly A., Kitamura Y., Shimizu K. Assessment of irrigation practices at the tertiary canal level in an improved system – a case study of Wasat area, the Nile Delta. Paddy Water Environ. 2013; 11:445-454. doi: 10.1007/s10333-012-0335-1.

Matyakubov B., Isabaev K., Yulchiyev D., Azizov S. Recommendations for im-proving the reliability of hydraulic structures in the on-farm network. Journal of Critical Re-views. 2020;7(5):376-379. doi: 10.31838/jcr.07.05.74.

Solskii S.V., Legina E.E., Orishchuk R.N., Orlova N.L. Development of clay-cement concrete for hydraulic structures. Power Technology and Engineering. 2017;50(5):496-500. doi: 10.1007/s10749-017-0761-8.

Bandurin M. A., Voloshukhin V. A., Vanzha V. V. Technology for Water Economy Monitoring of Technical State of Closed Drainage of Irrigation System. Materials Science Forum. 2018; 931:214-218. doi: 10.4028/www.scientific.net/msf.931.214.

Bandurin M. A., Yurchenko I. F., Voloshukhin V. A. Remote Monitoring of Reliabil-ity for Water conveyance hydraulic Structures. Materials Science Forum. 2018; 931:209-213. doi: 10.4028/www.scientific.net/msf.931.209.

Nabiev E. Reliability study of irrigation canals and pipe culverts. XXVI Interna-tional Scientific Conference «Construction the Formation of Living Environment» (FORM-2023). 2023; 410:05025. doi: 10.1051/e3sconf/202341005025.

Ginzburg S. M., Yudelevich A. M. Reliability Assessment of Hydraulic Structures. Power Technology and Engineering. 2021; 54:793-801. doi: 10.1007/s10749-021-01289-0.

Данная работа распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)