4 Апреля 2008

Всероссийский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова (ГНУ ВНИИГиМ)

Директор - академик Б.М. Кизяев

Общие сведения. ВНИИГиМ выполняет исследования по программе фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006-2010 гг. НП “Мелиорация, водное и лесное хозяйство” раздел 03 ”Разработать научно обоснованные комплексы и технологии эффективного использования и восстановления мелиоративных, водохозяйственных и лесохозяйственных систем, обеспечивающих экологическую устойчивость агроландшафтов, сохранение плодородия почв, защиту их от деградации и опустынивания”. Институт является головной организацией и координатором исследований по двум заданиям раздела:

·       03.01 «Разработать новые технологии и технические средства мелиоративного обустройства агроландшафта, обеспечивающие оптимальный режим функционирования мелиоративных систем, воспроизводство и повышение плодородия почв, защиту агроландшафтов от деградации»

·       03.02 «Разработать стратегию, технологии и технические средства развития водохозяйственного подкомплекса АПК, направленные на обеспечение сельскохозяйственного производства водой нормативного качества, создание благоприятной экологической ситуации на водотоках и мелиорируемых землях, формирование экономического механизма водопользования».

В 2006 г. исследования проводились по 7 подзаданиям программы РАСХН и 16 темам. Завершены исследования и получена научная продукция по трем темам (03.01.01.01, 03.01.04.01, 03.02.01.04).

Институт проводил исследования по 2 контрактам с Минсельхозом РФ (федеральная программа «Плодородие»), 2 контрактам с Минобрнауки РФ (международное сотрудничество) и 29 прямым договорам с организациями.

За 2002-2006 гг. проводились исследования по 5 этапам (15 тем) задания 12 Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК на 2001-2005 гг. Россельхозакадемии (НП «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство»), 2 этапам (16 тем) задания 03 Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований РАСХН по научному обеспечению развития АПК на 2006-2010 гг. (НП “Мелиорация, водное и лесное хозяйство”),   8 контрактам с Минсельхозом РФ, 4 контрактам с Минобрнауки РФ, 1 гранту Российского Фонда Фундаментальных Исследований и 153 прямым договорам с организациями. Проводились работы по 4 подпроектам международного проекта "Волга-Рейн" в рамках Межправительственного специализированного соглашения между Министерством образования и науки России и Федеральным министерством образования и научных исследований Германии по теме "Исследование водоемов и экологически безопасные технологии".

Основные результаты научных исследований по Программе фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному развитию АПК РФ на 2006-2010 гг.

Исследования по заданию 03.01 выполнены как научное сопровождение разработки национального проекта «Развитие АПК».

Задание 03.01.Тема 03.01.01.01. В исследованиях принимали участие 25 сотрудников ВНИИГиМ (в т.ч. 4 д.н. и 6 к.н.) и 5 сотрудников КФ ВНИИГиМ (2 к.н). Разработана методология конструирования агроландшафтов, основанная на закономерностях трансформации природного объекта под воздействием мелиорации. Методология включает модель расчета продуктивности сельскохозяйственных угодий; метод оценки энергии органического вещества, основанный на биоэнергетических закономерностях аккумуляции и трансформации энергии; методику расчета коэффициента экологической устойчивости мелиорированного агроландшафта; энергетическую оценку состояния геосистемы; технологию формирования высокопродуктивного и экологически устойчивого агроландшафта.

Разработана методика конструирования и прогнозирования продукционного потенциала мелиорируемых агроландшафтов. Методика включает: прогнозирование продукционного потенциала и принципы формирования агроландшафта с использованием нового показателя биоэнергетического потенциала; технологию формирования высокопродуктивных и экологически устойчивых агроландшафтов с применением ГИС-технологий; энергетическую оценку состояния геосистемы для оценки эффективности мелиоративных воздействий.

Разработанная методика внедрена в практику проектирования института «Запсибгипроводхоз» при технико-экономическом обосновании мелиоративных мероприятий в Барабинской низменности. Среднегодовая эколого-экономическая эффективность внедрения составила 15,5 млн. рублей за счет повышения плодородия почв, 80,53 тыс. рублей за счет достижения экологически обоснованной величины продуктивности сельскохозяйственных культур; экономический эффект от внедрения методических подходов к оценке эффективности проектов составит более 626,0 млн. рублей за 30-летний период. Методика предназначена для научных, проектных организаций Минсельхоза РФ и МПР РФ.

          Научный продукт - методика конструирования и прогнозирования продукционного потенциала мелиорируемых агроландшафтов.

Тема 03.01.01.03. В исследованиях принимали участие 25 сотрудников ВНИИГиМ (в т.ч. 4 д.н. и 6 к.н.) и 5 сотрудников КФ ВНИИГиМ (2 к.н). Разработаны исходные агромелиоративные требования к приемам мелиорации длительно эксплуатируемых торфяных почв для повышения эффективности их использования и обеспечения экологической устойчивости. Исследования проводились на мелиорируемых землях ОПХ «Полково». Для разработки требований проведен информационный поиск и научно-методический анализ материалов ранее выполненных исследований, литературных, фондовых материалов, выбор опытного участка, установлено необходимое для опытных работ оборудование, в т.ч. комплект ирригационного оборудования КИ-5 с переносными дождевальными крыльями. Произведена закладка вариантов опытов в трехкратной повторности с разными вариантами доз внесения минерального азота и посевом тимофеечно-кострецовой смеси, рассчитанной на длительный срок использования (8-10 лет). Разработанные требования к приемам мелиорации обеспечат получение проектного урожая многолетних трав и минимальную сработку остаточного количества органического вещества.Научная новизна проведенных исследований заключается в определении оптимального щадящего режима использования торфяных почв Мещерской низменности при внесении высоких доз минерального азота.

Тема 03.01.02.04. В исследованиях участвовали 5 сотрудников, в т.ч. 1 д.н. и 3 к.н. Разработаны исходные требования к технологическим операциям укладки дрен на орошаемых сельскохозяйственных землях.Выполнен анализ существующих способов и технологий укладки горизонтального дренажа при высоком уровне грунтовых вод. Выявлены перспективные способы укладки дренажа на реконструируемых орошаемых сельскохозяйственных площадях, установлены технико-экономические показатели базовых технологий. Проведен анализ ведущих отечественных и зарубежных машин для укладки дренажа, получены корреляционные зависимости производительности и мощности дреноукладчиков от глубины укладки дрен. В результате намечены перспективные пути совершенствования технологии укладки дренажа. Усовершенствованная технология позволит снизить воздействие процесса укладки на поверхность почвы, снизить объемы земляных работ и стоимость строительства на 25…30 %.

Предложен новый способ укладки дренажа при высоком уровне грунтовых вод, защищенный патентом РФ № 2274707, обеспечивающий снижение кольматации поверхности дренажного фильтра. Подана заявка на изобретение, обеспечивающее возможность укладки дренажа без песчано-гравийной обсыпки. Результаты выполненных исследований необходимы для проектных, строительных и эксплуатационных организаций при разработке совершенных технологий укладки горизонтального дренажа с высоким уровнем грунтовых вод на орошаемых сельскохозяйственных площадях.

Тема 03.01.03.01. В работе принимали участие 12 человек, в т.ч. 2 д.н. и 2 к.н. В результате исследований разработаны исходные требования на типовые технические решения по конструкциям ГМС. Определены возможные варианты типов оросительных систем, состав их элементов и сочетаний типов систем и способов орошения с учетом геоморфологических, почвенных, геологических, гидрогеологических, водохозяйственных, хозяйственных условий.

Для осушительных систем сформулированы требования по регулированию водного, воздушного, теплового режимов почв, условиям проходимости сельскохозяйственной техники и автотранспорта, рациональному использованию мелиорируемых земель, технической эксплуатации, по контролю за сбросом дренажных и поверхностных вод. Определены требования к составу осушительно-увлажнительных систем на пойменных землях. Для осушаемых торфяников с зольностью менее 50 % сформулированы требования к системам, направленные на предотвращение возникновения пожаров. В качестве информационной базы для формирования системы исходных требований на типовые технические решения по конструкциям подсистем утилизации дренажного стока разработаны основы геоинформационной системы (ГИС) с условным названием «Дренаж орошаемых земель в Волгоградской области» с использованием программы ArcView 3.2.

Тема 03.01.03.02. В работе принимали участие 14 человек, в т.ч. 2 д.н. и 5 к.н. Разработана методика оценки влияния малообъемного орошения на устойчивость и повышение продукционного потенциала сельскохозяйственных культур. По результатам полевых исследований и аналитического обзора выполнен сопоставительный анализ технологий и конструкций систем малообъёмного орошения (капельного и внутрипочвенного орошения, мелкодисперсного и импульсного дождевания). Определены особенности конструкции модулей систем малообъёмного орошения. Разработаны и проверены в условиях полевого эксперимента критерии оценки влияния малообъемного орошения на устойчивость и повышение продукционного потенциала сельскохозяйственных культур. Апробация методики проведена в полевых опытах на примере овощных культур (огурцов в открытом и защищенном грунте, ранних томатов).

В ходе исследований, выполненных в Калмыцком филиале ВНИИГиМ, подготовлен проект шкалы агроэкологической оценки способов малообъемного орошения по степени их воздействия на водно-солевой режим почвы, фитоклимат приземного слоя воздуха и продуктивность с.-х. культур. Работы позволяют осуществить анализ эффективности капельного орошения, аэрозольного и синхронного импульсного дождевания по 3 уровням. Производственные опыты в хозяйствах Волгоградской области показали, что выбор технологии малообъёмного орошения с учётом требований, предъявляемых сельскохозяйственными культурами к водному, воздушному и пищевому режимам, обеспечивает получение планируемой урожайности. Капиталовложения в строительство оросительной сети малообъёмного орошения окупаются в течение 1 -2 лет. Потенциальным потребителем работы являются проектные организации, фермерские хозяйства, заинтересованные в обоснованном выборе вариантов малообъёмного орошения.

Тема 03.01.03.04. В работе принимали участие 4 сотрудника, в т.ч. 2 д.т.н., 2 к.т.н. (МФ). Разработана концепция природоохранных режимов комплексной мелиорации агроландшафтов. Концепция включает: технологию природоохранного мелиоративного режима с водооборотным мелиоративным циклом; агробиотехнологический комплекс, объединяющий традиционные агрономические и агрохимические мероприятия и новые биотехнологии с применением вермикультивирования, микробиологических удобрений, гуматов. Выполнена апробация основных практических положений концепции в условиях производственного опыта на переувлажненных аллювиальныхпочвах в пойме р.Оки.

Эколого-экономический эффект применения природоохранного режима орошения в сочетании с использованием биотехнологий заключается в повышении урожайности сельхозкультур на фоне экономии водных ресурсов при сохранении плодородия почв.

Тема 03.01.03.05. В исследованиях принимали участие 45 сотрудников, в т.ч. 2 д.н. и 14 к.н. Получены экспериментальные данные по применению удобрительно-мелиорирующих веществ длительного действия, фитомелиоративных и агробиологических мероприятий и технологий рекультивации деградированных и антропогенно загрязненных земель. Впервые экспериментально установлена эффективность применения многофункционального удобрения-мелиоранта при возделывании ряда сельскохозяйственных культур в разных почвенно-климатических условиях. Установлено эффективное действие удобрения-мелиоранта на урожайность сельскохозяйственных культур в течение 4-х лет. Проведены экспериментальные исследования по установлению элементов технологии эффективного экологически безопасного применения агромелиоранта в различных природных условиях РФ. Дана оценка эколого-мелиоративного состояния загрязненных почв сельскохозяйственного назначения. На основе проведенных полевых исследований на юге Нечерноземной зоны РФ получены экспериментальные данныепо применению фитомелиоративных и агрохимических мероприятий и технологий рекультивации антропогенно загрязненных земель. В условиях полупустынной и пустынной зон Калмыкии получены экспериментальные данныепо применению фитомелиоративных и агробиологических мероприятий для рекультивации деградированных земель и использованию биологических мелиораций на землях, подверженных интенсивным сельскохозяйственным нагрузкам.

Тема 03.01.04.01. В исследованиях принимали участие 6 научных сотрудников, в том числе 1 д.т.н., 2 к.т.н.Разработана концепция прогнозирования продукционного потенциала мелиорируемых земель различных регионов РФ. Концепция включает принципы, критерии, ограничения и методы обоснования оптимального комплекса мелиоративных мероприятий в зависимости от природно-климатических условий. Цель Концепции определение идеологии и современных подходов к формированию оптимального комплекса мелиоративных мероприятий, направленных на повышение плодородия почв, а также принципов прогнозирования динамики продукционного потенциала мелиорируемого ландшафта при реализации этого комплекса. Комплекс мелиоративных мероприятий определяется на основе моделирования и оценки продукционного потенциала мелиорируемых земель для разных климатических условий с учетом экономической эффективности и экологических ограничений. В качестве критерия экономической эффективности использована величина чистого дисконтированного дохода. Экологические ограничения введены на величину антропогенной нагрузки, зависящей от состава и объемов реализуемого комплекса мелиоративных мероприятий. Обосновано применение моделей, позволяющих рассчитывать влияние комплекса агромелиоративных факторов на продуктивность мелиорируемых земель, а также снижение продуктивности земель под влиянием негативных экологических процессов. Определена структура необходимой для моделирования информации. Предложенная концепция позволяет прогнозировать экономически и экологически целесообразную продуктивность мелиорируемых земель и формировать оптимальный состав комплекса агромелиоративных мероприятий, обеспечивающий рациональное природопользование, эффективное расходование средств, выделяемых на мелиоративные проекты, предотвращение деградации почв и повышение продуктивности агроландшафтов.

Научный продукт - концепция прогнозирования продукционного потенциала мелиорируемых земель.

Задание 03.02. Тема 03.02.01.01. В исследованиях принимали участие 8 сотрудников (д.т.н. - 1, к.т.н. - 2, к.с.-х.н. - 2). Разработана концепция экологически безопасного функционирования водохозяйственного комплекса АПК.

Разработанная концепция экологически безопасного функционирования водохозяйственного комплекса АПК включает цель, задачи, критерии, принципы, методы и приоритетные направления устойчивого развития водохозяйственного комплекса. Сущность концепции заключается в экологической и экономической оптимизации использования водных, земельных и биологических ресурсов, снижении безвозвратного водопотребления, предупреждении загрязнения водных и наземных экосистем, наводнений и другого вредного воздействия вод. Впервые разработана структурно-функциональная схема водохозяйственного комплекса АПК, включающая систему управления, природную и техническую системы. Даны ограничения и условия для устойчивого функционирования водохозяйственного комплекса. Выполнен анализ экологических проблем функционирования водохозяйственного комплекса АПК Республики Калмыкия. В соответствии с разработанными критериями и принципами экологически безопасного функционирования водохозяйственного комплекса АПК разработаны мероприятия по повышению эффективности и экологической безопасности функционирования водохозяйственного комплекса АПК Республики Калмыкия. Разработанная концепция способствует повышению эффективности использования водных и земельных ресурсов, снижению экологического и экономического риска в мелиорации и водном хозяйстве в системе АПК. Ожидаемые технико-экономические показатели: экономия водных ресурсов – 15 - 20%, повышение плодородия почв – 10 - 15%. Внедрение предложен­ных схем замкнутых водооборотных систем водопользования только на ри­совых системах Калмыкии (Сарпинская ООС) обеспечит экономию пресной оросительной воды на 7 - 12,5 % и сокращение финансовых затрат на 3,4 - 8,5 млн. руб. в год. Общая ориентировочная цена от реализации концепции экологически безопасного функционирования водохозяйственного комплекса АПК на территории Калмыкии может составить 500 - 600 млн. руб.

Тема 03.02.01.02. В исследованиях принимали участие 10 научных сотрудников, в том числе 2 д. н., 5 к.н.  Разработана система обеспечения благоприятного режима и взаимодействия поверхностных и подземных вод на мелиорируемых и прилегающих землях. Предложенная система включает концепцию, определяющую цели, задачи, основные приоритеты, принципы, критерии и методы обеспечения, а также меры, необходимые для реализации концепции. Система разработана с учетом мирового и отечественного опыта постановки и решения проблем рационального использования и охраны водных и земельных ресурсов. Рассмотрено существующее состояние и перспективы развития водных мелиораций, а также использования подземных вод для сельскохозяйственного водоснабжения. Выявлены основные закономерности изменений режима и взаимодействия поверхностных и подземных вод под влиянием орошения и осушения сельскохозяйственных земель, эксплуатации подземных вод. Исследованы проблемы, возникающие при решении задач водоснабжения населения в условиях техногенной нагрузки. Типизированы гидрогеологические характеристики основных водоносных горизонтов и комплексов РФ для последующей разработки оптимальных конструкций скважин и технологии их сооружения с целью обеспечения их эффективного действия при эксплуатации.

Обеспечение благоприятного режима и взаимодействия поверхностных и подземных вод способствует исключению развития экологически кризисных ситуаций при мелиоративном и водохозяйственном воздействии на природную среду, сохранению и повышению почвенного плодородия, рациональному использованию водных ресурсов и устойчивому хозяйственно-питьевому водоснабжению на объектах АПК. Ожидаемый эколого-экономический эффект разработки - экономия водных ресурсов до 20%. Работа может быть использована мелиоративными, водохозяйственными и другими организациями и ведомствами системы Минсельхоза РФ и МПР РФ.

 Тема 03.02.01.03. В исследованиях принимали участие 5 научных сотрудников, в т.ч. 1 д.н., 3 к.н. Разработана концепция совершенствования организационно-экономического механизма управления, определяющая его функции и задачи в современной экономической ситуации, а также формы хозяйственных структур, принципы хозяйственной деятельности, методы финансирования и государственного регулирования их деятельности. В процессе исследований сформулированы особенности водохозяйственной деятельности, определяющие специфику организационно-экономического механизма, и с ее учетом разработаны принципы формирования организационно-экономического механизма по трем направлениям: организационно-структурная перестройка; финансово-экономическое обеспечение деятельности; совершенствование правовой базы водохозяйственной деятельности в АПК. Разработаны рекомендации по совершенствованию правовых и финансовых основ формирования организационно-экономического механизма. Предложены формы организации хозяйственной деятельности, принципы ее осуществления и финансирования. Определены формы государственной поддержки и методы государственного регулирования деятельности водохозяйственных систем: определение ценовой политики; принципы финансовой поддержки и кредитования.

Новизна результатов заключается в том, что разработанная методология предусматривает экономическую самостоятельность водохозяйственных систем, получение доходов от основной производственной деятельности, возможность сопоставления доходов с затратами. Доходность обеспечивается взиманием платы за водопользование, обеспечивающей возмещение издержек водохозяйственных эксплуатационных организаций с учетом специфики водохозяйственного и сельскохозяйственного производства, экологических и социальных факторов. Разработка концепции направлена на повышение экономической эффективности функционирования систем водопользования и экологического эффекта при использовании водных ресурсов в АПК. Выполненные разработки могут быть использованы управленческими, производственными и эксплуатационными предприятиями водного и сельского хозяйства. В результате реализации работ ожидается сокращение производственных затрат, улучшение экологической ситуации, повышение социального эффекта развития села.

Тема 03.02.01.04. В работе принимали участие 5 сотрудников, в т.ч. 1 д.н. и 1 к.н. Разработан каталог перспективных ресурсоэкономичных технологий по очистке дренажных и сбросных вод для водообеспечения гидромелиоративных систем. При составлении каталога собраны, проанализированы и систематизированы технологии и технические средства для обработки, включая очистку, дренажных и сбросных вод гидромелиоративных систем. Рассмотрены отечественные разработки, включая выполненные во ВНИИГиМ, а также используемые в США, Туркменистане, Украине и Узбекистане. Основными принципами отбора технологий и технических средств были осуществимость, технологичность, эффективность и ресурсосбережение. При анализе материалов выявлено, что общим недостатком многих разработок является их недостаточная апробация в производственных условиях и отсутствие нормативных документов для их проектирования. Поэтому существует объективная необходимость в создании испытательных и демонстрационных полигонов технологий по утилизации дренажно-сбросных вод (включая очистку) в условиях гумидной и аридной зон страны.

Каталог содержит 33 паспорта технологий и технических средств, содержание которых включает следующие разделы: краткое описание разработки, назначение и область применения разработки, основные технические характеристики разработки, технико-экономическая эффективность разработки и дополнительные сведения о разработке (источники информации, использованные при составлении паспорта). Паспорта технологий и технических средств сгруппированы по темам: опреснение дренажного стока; биологическая и биохимическая очистка дренажных и сбросных вод; очистка дренажных и сбросных вод сорбционным методом; химическая мелиорация дренажных и сбросных вод.

Значимость выполненных разработок заключается в расширении проектных возможностей при поиске технологий и технических средств по очистке дренажных и сбросных вод в процессе многовариантной оценки эффективности принимаемого решения при проектировании конкретных гидромелиоративных систем. Каталог может быть использован при проектировании гидромелиоративных систем и разработке новых технологий утилизации дренажного стока.

Научная продукция - каталог перспективных ресурсоэкономичных технологий по очистке дренажных и сбросных вод для водообеспечения гидромелиоративных систем.

Тема 03.02.02.01. В исследованиях по теме принимали участие 17 сотрудников, из них 1 д. н., 6 к.н.Впервые на основе анализа состава донных отложений разработаны интегральные критерии оценки техногенной нагрузки, обусловленной поступлением загрязнителей и нарушением гидролого-морфологических характеристик водных объектов. Исследования по обоснованию критериев выполнены на примере водных объектов в пределах сельскохозяйственных территорий в бассейнах рек Москвы и Клязьмы, малой реки в бассейне Оки.

В процессе исследований выполнен анализ основных факторов, воздействующих на гидролого-морфометрические процессы водных объектов в зоне воздействия АПК. Для оценки характеристик жидкого стока использована модель «осадки-сток» ФРГ, а для оценки твердого (эрозионного) стока – модель AGNPS (США). Установлены основные принципы количественной оценки поступления загрязнителей вместе с поверхностным смывом с сельхозугодий: использование современного ГИС-инструментария и создание моделей объектов, обеспечение совместимости ГИС-продуктов с региональными, национальными и международными информационными системами; построение интегральных карт загрязнений почв бассейна реки и донных отложений для оперативного водохозяйственного управления и проведения мероприятий по восстановлению водных объектов. В качестве интегрального критерия оценки уровня техногенной нагрузки на водные объекты принят суммарный показатель токсического загрязнения (СПТЗ). В соответствии с рекомендуемой системой оценки степени загрязнения донных отложений по суммарному показателю составлены соответствующие карты-схемы рек бассейна Клязьмы на 1999 и 2003 годы. Использование разработанных интегральных показателей техногенной нагрузки на речные экосистемы позволяет выявить неблагоприятные в экологическом отношении территории, приступить к разработке технологий и мероприятий по снижению техногенной нагрузки на водные объекты АПК, а также повысить эффективность использования водных объектов в сельскохозяйственном производстве.

Тема 03.02.02.02. Работа выполнена 15 сотрудниками института, в т.ч. 6 к.н. Разработаны исходные требования к сооружениям, технологиям и мероприятиям, обеспечивающим безопасное функционирование гидромелиоративных систем. Работа выполнена на основе анализа и систематизации имеющихся материалов. В результате исследований определен состав гидротехнического комплекса ГМС, исходные требования к элементам гидротехнического комплекса и технологиям эксплуатации ГМС для оценки их текущего состояния, повышения эффективности и надежности работы ГМС, а также исходные требования к технологиям и мероприятиям по экологически безопасному функционированию ГМС.

Научная новизна работзаключается в комплексном подходе к оценке современного состояния гидротехнического комплекса ГМС, технологий и мероприятий по безопасному функционированию ГМС, во введении в рассмотрение принципиально новых элементов ГТС ГМС. Результаты работ могут быть применимы на предприятиях водохозяйственного комплекса АПК, энергетики, транспорта, коммунально-промышленного водоснабжения. Экономический эффект от реализации разработок заключается в повышении выхода сельхозпродукции, снижении водопотребления на 15-20%, повышении экологической устойчивости объектов водохозяйственного комплекса

Тема 03.02.02.03. В исследованиях принимали участие 7 научных сотрудников, в том числе 1 д.т.н., 2 к.т.н. Усовершенствована методика гидравлического расчета гидрометрических сооружений на водохозяйственных системах. Исследования направлены на создание теории гидрометрических сооружений для создания новых конструкций и повышения точности измерения расходов воды у существующих сооружений. Проведены экспериментальные исследования на прямоугольных гидрометрических лотках с различными входными стенками и длиной горловины. Проведенные опыты позволили уточнить конструкцию прямоугольных гидрометрических лотков и методику их расчета. Предлагаемые гидравлические расчеты гидрометрических сооружений позволяют выбирать тип и конструкции сооружений для конкретных заданных параметров и условий эксплуатации каналов водохозяйственных систем, обеспечивать их недорогими, но достаточно точными средствами измерения и контроля расходов в диапазоне от 0,001 до 10 м³/с. Широкое внедрение гидрометрических сооружений для организации контроля за соблюдением норм водопользования предприятиями АПК и технических требований к системам орошения позволят и получить экономию потребляемой воды на 15-20 % от общего объема водозабора.

Тема 03.02.03.01. В работе принимали участие 10 человек, в т.ч. 1 д.н. и 3 к.н. Разработаны рекомендации по созданию нормативно-методической базы по декларированию безопасности гидротехнических сооружений на мелиоративных системах. В процессе исследований выполнен анализ нормативных документов, постановлений правительства, федеральных законов и приказов по министерствам, касающихся декларирования безопасности гидротехнических сооружений. Изучена существующая нормативно-методическая база по декларированию. Проведен анализ систем надзора за напорными сооружениями и системы их декларирования. Впервые предложено наделить одну из организаций Минсельхоза РФ правом осуществлять надзор и экспертизу деклараций безопасности гидротехнических сооружений 4-го класса, дифференцируя полномочия МПР и Минсельхоза по надзору за сооружениями и экспертизе деклараций безопасности. Предложенные рекомендации по системе контроля предполагают выпуск приказов и распоряжений в системе Минсельхоза РФ с приложением всех разработанных форм деклараций для гидротехнических сооружений мелиоративного назначения.

Для гидротехнических сооружений, не входящих в перечень «подлежащих декларированию», рекомендуется установить специально разработанную систему контроля с введением паспортизации и разработкой формы, составления и заполнения паспортов, что вводит их под контроль безопасности. Разработаны предложения по внесению изменений в «Положение о декларировании гидротехнических сооружений». Предложены организационные изменения в существующую схему отношений организаций-участников при прохождении экспертизы составленной декларации безопасности. Разработки направлены на повышение эффективности проведения декларирования и экспертизы при составлении деклараций безопасности, упорядочение процесса надзора, контроля и декларирования безопасности сооружений для гидротехнических сооружений мелиоративного назначения 4-го класса капитальности.

За 2002-2006 гг. проводились исследования по 5 этапам (15 тем) задания 12 Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК на 2001-2005 гг. Россельхозакадемии (НП «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство»), 2 этапам (16 тем) задания 03 Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований РАСХН по научному обеспечению развития АПК на 2006-2010 гг. (НП “Мелиорация, водное и лесное хозяйство”), 8 контрактам с Минсельхозом РФ, 4 контрактам с Минобрнауки РФ, 1 гранту Российского Фонда Фундаментальных Исследований и 153 прямым договорам с организациями. Проводились работы по 4 подпроектам международного проекта "Волга-Рейн" в рамках Межправительственного специализированного соглашения между Министерством образования и науки России и Федеральным министерством образования и научных исследований Германии в области "Исследование водоемов и экологически безопасные технологии".

Итоги 2002-2005 гг.:

Этап 12.01. На основе данных мониторинга состояния мелиорируемого агроландшафта, системного анализа происходящих в нем процессов энерго- и массообмена и информационных связей между его отдельными элементами сформулированы основные положения теории создания экологически безопасных систем комплексной мелиорации агроландшафтов. Разработана методология формирования комплекса мелиоративных мероприятий, основанная на агромелиоративном районировании с использованием ГИС, моделировании агроландшафта и определении прироста потенциальной продуктивности за счет мелиорации. На ее основе дан прогноз развития экологически безопасных и эффективных комплексных мелиораций, адаптированных к природно-климатическим и социально-экономическим особенностям регионов РФ.

Этап 12.02. С использованием классических методик системотехники, теории технических систем, теории проектирования новой техники, анализа научно-технической и патентной информации и результатов полевых испытаний в Рязанской, Волгоградской и Тверской областях, Калмыкии получена научная продукция – новые конструкции мелиоративных систем многоцелевого использования и технологии их эксплуатации. Разработаны технические решения по модульным средствам гидромелиоративных систем для зон незначительного, недостаточного, неустойчивого и избыточного увлажнения агроландшафтов. Защищены 9 патентами РФ. Для зоны избыточного увлажнения отобраны схемы водооборотных осушительно-увлажнительных систем для основных типов почв Нечерноземной зоны РФ. Новые конструкции систем позволяют снизить материало- и энергоемкость гидромелиоративных систем на 10…15%, обеспечивают экономию водных ресурсов на 10…20% и повышение КЗИ на 5…10%. Потенциальный экономический эффект от внедрения разработанных конструкций в зависимости от площади мелиорируемого массива составит 5…10 тыс.руб./га.

Этап 12.03, часть I. На основе аналитической оценки ранее накопленных результатов фундаментальных исследований и моделей прогнозирования процессов, фондовых материалов по вопросам многоцелевого управления ресурсами при комплексных мелиорациях разработаны наукоемкие технологии управления системами комплексной мелиорации земель:

- новая информационная ГИС-технология формирования высокопродуктивного и экологически устойчивого агроландшафта комплексными мелиорациями. Реализация технологии осуществлена на площади 3,7 тыс. га в Рязанской области на экополигоне «Мещера»;

- технология восстановления природно-ресурсного потенциала плодородия почв деградированного агроландшафта путем внесения специально разработанных удобрительно-мелиорирующих смесей (УМС) и органо-минеральных биологически активных удобрительных смесей (ОМБАУС). Внедрение осуществлено в хозяйстве «Малинищи» и на выработанных торфяниках «Тинки-2» (Рязанская область) с потенциальным экономическим эффектом 3500 руб./га;

- технология санации техногенно загрязненных деградированных почв с помощью мелиорантов с повышенной сорбционной емкостью. Внедрена в хозяйстве «Малинищи» Рязанской области. Потенциальная эффективность с учетом предотвращенного ущерба составила 271 тыс.руб./га, без учета предотвращенного ущерба – 900 руб./га в год;

- информационная технология управления продуктивностью агроценозов при функционировании мелиоративных систем в условиях эколого-экономических ограничений. Реализована в среде компьютерной системы поддержки принятия решений – СППР «КОМПМЕЛ». Повышение уровня автоматизации управленческой деятельностью составило 20%, рост информационного обеспечения - 15%, снижение интеллектуальной загруженности лица, принимающего решение – 15%.

Этап12.03, часть II. На основе системного анализа, эколого-экономического и экспертно-аналитического подходов к оценке экологических проблем и методов экологически безопасного функционирования систем водопользования определены научно-методические основы экологически безопасного водопользования в АПК, контроля и оценки эколого-экономической эффективности функционирования мелиоративных и водных объектов, включающие экологическое и экономическое обоснование функционирования систем водопользования; обоснование устойчивости природных систем при мелиоративной и водохозяйственной деятельности; методологию оценки, прогнозирования состояния и восстановления водных объектов; теорию гидравлики гидрометрических сооружений и технологию водоучета на мелиоративных системах. На их основе разработаны следующие наукоемкие технологии:

- технология биохимического регулирования качества коллекторно-дренажных вод с помощью физико-химической и биохимической очистки и кондиционирования воды, обеспечивающая удаление 60…90% загрязнителей;

- технология биологической очистки дренажного стока от биогенов и других загрязняющих веществ с использованием очистительной способности гидромакрофитов;

- технология экосистемного водопользования оборотного типа на рисовых оросительных системах Сарпинской низменности Калмыкии, внедрена в ГУП «50 лет Октября» Октябрьского района Калмыкии на площади 300 га, позволяет экономить водные ресурсы на 7…12,5%, сократить затраты на механическую подачу воды из реки Волга;

- технология обеспечения экологической устойчивости при сельскохозяйственном использовании маломощных (мощность торфа 50…100 см), среднемощных (100…200 см) и мощных (более 200 см) торфяников, внедренная на площади 60 га в ОПХ «Полково» Рязанской области;

- технология экологически адаптивного восстановления водных объектов.

Этап 12.04. На основе системного анализа и метода экспертных оценок опыта производства работ, стандартных математических методов расчета тяговых сопротивлений технических средств разработана перспективная система технологий и технических средств для производства мелиоративных работ: новая технология строительства закрытых коллекторов диаметром до 1,2 м методом «прокола»с устройством пионерной траншеи и протяжкой нитки коллектора по дну траншеи тросом между входным и выходным котлованами с помощью специальной конструкции тягового и подающего устройств (патент РФ); технология строительства горизонтального дренажа с песчано-гравийной обсыпкой, отличительная особенность которой – укладка дрен дреноукладчиком ДУ-4003 с обратным вращением цепи с одновременной засыпкой траншеи без выноса грунта на поверхность поля (патент РФ); технология укладки дренажа с песчано-гравийной обсыпкой, включающая устройство котлованов по трассам дрен, заполнение их фильтроматериалом перегружателями новой конструкции и укладку дрен вдоль оси котлованов (патент РФ).

Разработаны технологии восстановления вторично заросших земель с применением фрезерного кустореза КФ-2,8, измельчителя кустарника ИК-1,8 и дисковой мелиоративной бороны БМН-2,5. Для восстановления земель, заросших мелким кустарником предложена технология с применением мелиоративной дисковой бороны БМН-2,5 со складывающейся рамой. Для глубокого рыхления и обработки тяжелых и вторично уплотненных почв рекомендованы технологии с применением статических и динамических рыхлителей РС-0,8; ЩРК-0,6; РВ-0,8; РС-0,6 и роторного плуга-рыхлителя РПР-2,4.

Разработана технология очистки мелиоративных каналов с применением универсального землесосного модуля с гидравлическим и фрезерным рыхлителем (типа МР-19 и МР-14). Для очистки дренажной сети диаметром 50…250 мм разработана технология с применением дренопромывочной машины ДМ-250. Новая Система включает новые разработки и перспективные существующие средства, отвечающие современным требованиям и условиям строительства, реконструкции и эксплуатации мелиоративных систем.

Научный потенциал и подготовка кадров. Общая численность сотрудников по научной системе института составляет 304 человека, в том числе работников списочного состава – 274 чел. (со вспомогательным составом), включая: собственно институт – 189 чел.; филиалы – 85 чел.; совместители – 30 ед. В организации научного обслуживания ОПХ – 39 чел.

В настоящее время выполняют исследования 274 научных сотрудника, среди них 28 докторов (из них 11 совместителей) и 87 кандидатов наук (11 совместителей), 1 академик РАСХН, 3 члена общественных академий и 2 заслуженных мелиоратора. В 2006 г. принято 6 молодых специалистов из ВУЗов (за 2002-2006 гг. принято 29 молодых специалистов).

Подготовка научных кадров осуществлялась по 5 специальностям. В аспирантуре обучалось 45 аспирантов и 5 соискателей. Закончили аспирантуру 7 человек, из них 1 – с защитой диссертации. Всего в 2002-2006 гг. проходили обучение 1 докторант, 97 аспирантов и 16 соискателей. Выпускниками защищены 1 докторская и 14 кандидатских диссертаций, 5 работ представлено к защите. В институте и его филиалах остались работать 12 выпускников аспирантуры. За прошедшие пять лет 2 сотрудника получили ученое звание профессора и 2 – ученое звание доцента.

В 2006 г. в диссертационном совете института защищены 3 докторские диссертации и 3 кандидатские (2 – сотрудниками института). В диссертационных советах сторонних организаций сотрудниками института защищены 1 докторская и 2 кандидатские диссертации. За 2002-2006 гг. в диссертационном совете института защищено 13 докторских (из них 4 – сотрудниками института) и 16 кандидатских диссертаций (9 – сотрудниками института).

За пять лет повышение квалификации и переподготовку кадров прошли 57 специалистов (в 2006 г. - 2), в т.ч. 10 – за рубежом.

Материально-техническая база и ее совершенствование. Институт и его сеть располагают 11 производственно-лабораторными зданиями общей площадью 21041 м², в том числе: институт – 17868 м², Калмыцкий филиал – 1800 м², Мещерский филиал – 1200 м². Из общего количества полезной площади в 2006 г. сдано в аренду 10707,4 м². Волгоградский комплексный отдел не имеет своей площади, арендует 33 м².

Институт оснащен 122 персональными компьютерами разных лет выпуска, 90 объединены в локальную сеть, из них 56 имеют выход в Интернет. Имеется цветной плоттер фирмы "Нewlett Packard " формата А0, а также 8 копировально-множительных аппаратов.

В институте функционируют 3 аналитические лаборатории. Экологический полигон "Мещера" оборудован автоматизированной метеостанцией, гидрологическими скважинами, гидрохимическими постами, лизиметрической станцией. В текущем году приобретен комплект оборудования для проведения поливов дренажными водами на деляночных опытах.

Автотранспортный парк насчитывает 15 автомобилей: 11 легковых, 1 бортовой и 3 микроавтобуса. Для размещения научного оборудования и сотрудников во время выезда на объекты имеется 4 вагончика.

Координационная работа. С целью повышения уровня проведения научных исследований в институте созданы координационные комиссии по заданиям 03.01 и 03.02, проведены координационные совещания с приглашением представителей институтов-соисполнителей (ВНИИОЗ, ВНИИМЗ, ПНИИЭМТ, ВНИИ «РАДУГА» и др.), проведена проверка методики и закладки полевых опытов на опытных участках, делянках и в лизиметрах.

Выполняя функции головного института, ВНИИГиМ подготовил отчет о выполнении тематического координационного плана Межведомственной координацинной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации на 2002-2005 гг. (проблема III) за 3 года и за 5 лет и принял участие в подготовке проекта Межведомственной координационной программы на 2006-2010 гг. (проблема III).

Изобретательская и патентно-лицензионная работа. Сотрудниками института и его филиалов в отчетном году получено 11 патентов, подано 3 заявкина изобретения. Наиболее активно защищаются разработки института по направлениям мелиорация земель и строительство. За 2002-2006 гг. получен 91 патент.

Международное научно-техническое сотрудничество. В 2006 г. продолжалось Российско-германское научно-техническое сотрудничество по проекту "Волга-Рейн" по 4 подпроектам проблемы «Исследование водоемов и экологически безопасные технологии». Учитывая большое значение и успешное проведение программы «Волга-Рейн», совместная работа будет продолжена в рамках нового проекта «Интегрированное управление водными ресурсами в бассейнах рек Волги и Рейна на примере проблемных регионов», куда войдут результаты исследований по проекту «Фитомелиорация загрязненных аллювиальных почв», предложенного Центром исследований окружающей среды Лейпциг-Галле и ГНУ ВНИИГиМ. 

В рамках двухсторонних соглашений продолжено научно-техническое сотрудничество с Польской сельскохозяйственной академией (г. Щецин). На рабочих встречах делегаций в г. Щецине и г. Москве обсуждена тематика совместных исследований в рамках международных фондов, перспективным направление признано «Безопасное использование осадков сточных вод в сельском хозяйстве».

С Вьетнамским институтом агрохимии и почвоведения (г. Ханой) был заключен Меморандум о намерениях по вопросу использования сорбентов, разработанных в России, для загрязненных почв Вьетнама. С Центром развития технологий и исследования природных ресурсов Вьетнама был подписан двусторонний Договор на 2006 – 2011 гг. в области разработки и внедрения новых перспективных технологий и технических средств для охраны окружающей среды.

В рамках соглашения между Россельхозакадемией и Генеральной дирекцией сельского обслуживания Турции ведутся работы с Институтом сельскохозяйственного обслуживания (г. Анкара). Проведены переговоры о проведении на территории Астраханской области и Республики Калмыкия совместной экспедиции по поиску дикорастущих травяных сообществ, пригодных для введения их в культурные севообороты для целей биомелиорации засоленных и деградированных земель.

Продолжается обмен информацией о проводимых НИР в рамках книгообмена с ИГиМ Украины, Грузинским НИИ ЭГС, БелНИИМиЛ.

ВНИИГиМ активно участвует в деятельности Международной Комиссии по ирригации и дренажу (МКИД), а также в ряде других международных организаций. В рамках Международной программы технологических исследований в области ирригации и дренажа в институте продолжает функционировать Российский Национальный Центр Информационной Сети (ИПТРИД-МКИД). Представители института приняли участие в работе 57-го Исполнительного Совета МКИД, 7-го Международного Конгресса «Развитие микроорошения для оптимального производства продукции и охраны природных ресурсов» и 3-ей Азиатской Региональной Конференции «Превращение орошаемого сельского хозяйства в эффективный инструмент роста продуктивности».

За 2002-2006 гг. командировано за рубеж 69 специалистов (2006 г.- 11) в составе 39 делегаций (2006 г. –5). Принято 49 иностранных специалистов (2006 г. – 5) в составе 17 делегаций (2006 г. – 2).

Пропаганда и освоение научно-технических разработок. В 2006 г. институт принял активное участие в выставке «ЭКВАТЭК-2006» - 2 работы, Российской агропромышленной выставке "Золотая осень" – 5 работ (г.Москва, ВВЦ, получены 2 диплома, 1 золотая и 1 серебряная медали), VI Московском Международном салоне инноваций и инвестиций (г.Москва, ВВЦ, получен Диплом первой степени и памятная медаль). Сотрудники института принимали участие в работе международной выставки-семинара «Многофункциональные технологии и техника полива для удобрительного орошения, почвенной очистки и утилизации стоков на сельскохозяйственных фермах» (Вьетнам), международного симпозиума-выставки «Вассер Берлин 2006» (Германия). В 2002-2006 гг. институт участвовал в 10 выставках на ВВЦ, было представлено 46 работ, получено 8 дипломов и 22 медали.

В 2006 году сотрудники института приняли участие в 11 отечественных (15 докладов) и 33 международных (71 доклад) съездах, конференциях, конгрессах, семинарах и симпозиумах. Всего за период 2002-2006 гг. сотрудники института приняли участие в 57 отечественных (126 докладов) и 127 международных (328 докладов) конференциях.

В 2006 г. опубликованы 109 печатных работ общим объемом 165,63 п.л., (в т.ч. в зарубежных изданиях - 4 работы общим объемом 3,79 п.л.), среди них 3 монографии, 2 сборника научных трудов. Всего за период 2002-2006 гг. было опубликовано 582 печатные работы объемом 742,63 п.л. (в зарубежных изданиях 68 работ объемом 40,99 п.л.), среди них 11 монографий, 6 сборников научных трудов.

Освоение научно-технических разработок производством.

По контрактам и прямым договорам с организациями и хозяйствами в 2002-2006 гг. передано для практического использования 169 разработок на общую сумму 45,9 млн. рублей, из них 29 разработок передано в 2006 году на сумму 14,0 млн. рублей. Потенциальный суммарный эффект согласно актам о внедрении и документам о практическом использовании разработок оценивается в 110,6 млн. рублей, в т.ч. в 2006 г. – 36,4 млн. рублей.