Вторник, 06.12.2016, 05:50
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Техника. Технические науки

УПРАВЛЕНИЕ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ НА ОТКРЫТЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И АГРОМЕТЕОПАРАМЕТРОВ

УПРАВЛЕНИЕ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ НА ОТКРЫТЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И АГРОМЕТЕОПАРАМЕТРОВ

В.Н.Щедрин,С.М.Васильев, А.В.Акопян, В.В.Слабунов
ФГБНУ «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации», г. Новочеркасск

В статье приводится методика расчета режимов орошения и водопотребления в имитационной модели планирования водопользования на оросительной системе. Разработан алгоритм управления водораспределением на открытой оросительной системе, позволяющий оптимизировать работу ОС.

Ключевые слова: открытая оросительная система, управление водораспределением, режим орошения, имитационное моделирование.

 

К основным проблемам водохозяйственного комплекса России можно отнести расточительное водопользование, неудовлетворительное качество воды в водных объектах, ухудшение технического состояния основных производственных фондов и низкая эффективность системы управления водным хозяйством. Влияние огромного количества факторов на водопользование и водопотребление в АПК приводит к необходимости решения оптимизационных задач с использованием имитационнооптимизационных моделей для определения основных параметров оросительных систем и методов их управления работ с использованием экологических критериев на основе гидрологической информации и агрометеопараметров [2, 5]. В свою очередь, все вышеприведенное непосредственно отражается на правильности выбора методики расчета режима орошения.

Методика по расчету режимов орошения и водопотребления в имитационной модели планирования водопользования по оросительной системе реализует два комплекса моделей - планирования внутрихозяйственного водопользования и водораспре- деления на оросительных системах [4, 6].

Так процесс составления плана следует начинать снизу для каждого водовыдела. Примем некоторый хозяйственный водовыдел с номером j, из каналов которого орошаются Bj севооборотных участков. Тогда количество поливных участков на j -м во- довыделе рассчитывается по формуле:

Выбор поливных режимов каждой сельскохозяйственной культуры орошаемого севооборотного участка должен отвечать следующим требованиям: учитывать биологические особенности растений; соответствовать возможностям и особенностям применяемой техники и способов полива; повышать плодородие орошаемых земель, не допуская эрозии, заболачивания и засоления почвы.

Полив сельскохозяйственной культуры назначается в случае, когда влажность корнеобитаемого слоя почвы на поливном участке уменьшается настолько, что становится близкой или равной нижней границе оптимума влажности, при этом величина поливной нормы сельскохозяйственной культуры определяется по уравнению водного баланса для рассматриваемого орошаемого участка:


Распределение посевной площади S ij , под культурой во времени, если продолжительность сева культуры в плане превышает длительность выбранного интервала планирования, может привести к сдвигу фенофаз развития растений на этом поле и,
следовательно, к различному водопотреблению культуры а ij. Тогда фактическое количество орошаемых участков на j -м водовыделе равно:

Анализ возможностей водоподачи на орошение и технические нужды хозяйств ведется в разрезе участков межхозяйственных каналов, расположенных между соседними ГТС. Для определения объемов суммарной водоподачи на орошение и технужды хозяйств-водопользователей в точки водовыделов магистрального канала необходимо провести увязку потребностей хозяйств по всем участкам межхозяйственного распределителя.

В результате имеем план водозабора и суммарного водопотребления на орошение по j -му межхозяйственному распределителю для каждого конкретного года, выбранного для расчетов режимов функционирования ОС из ретроспективного ряда лет наблюдений за метеофакторами внешней среды.

На основании вышеприведенного нами разработан алгоритм управления водо- распределением на открытой оросительной системе, представленный на рисунке 1, позволяющий оптимизировать работу оросительной системы [1, 3, 7].

Структурная схема общего алгоритма управления водораспределением на открытой ОС 

 

Рисунок 1 - Структурная схема общего алгоритма управления водораспределением на открытой ОС

 

 
Рисунок 1 (продолжение)

 

 
Рисунок 1 (окончание)

В заключении хотелось бы отметить следующее:
-    влияние большого количества факторов на водопользование и водопотребление в АПК приводит к необходимости решения оптимизационных задач с использованием имитационно-оптимизационных моделей для определения основных параметров оросительных систем и их системы управления с учетом экологических критериев;
-    применение разработанной методики по расчету режимов орошения и водопо- требления в имитационной модели планирования водопользования на оросительной системе и алгоритма управления распределением водных ресурсов с учетом назначения поливов и проведения поливных работ для открытых оросительных систем с учетом экологических критериев позволит определять оптимальные значения параметров при управлении назначением поливов и проведении поливных работ и их допустимые отклонения, что сведет к минимуму непроизводительные потери воды при орошении и повысит устойчивость орошаемого земледелия.

 

Библиографические данные

1. Акопян, А. В. Совершенствование технологии орошения дождеванием черноземов Ростовской области [Текст] : дис. ... канд. техн. наук: 06.01.02 / Акопян Александра Васильевна. - Новочеркасск, 2012. - 193 с.
2. Безднина, С. Я. Экологические основы водопользования [Текст] / С. Я. Безднина. - М.: ВНИИА, 2005. - 224 с.
3. Слабунов, В.В. К вопросу применения мобильных оросительных систем для циклического орошения [Текст]/ В. В. Слабунов, А. В. Акопян //Инновационные пути развития АПК: задачи и перспективы: всероссийский сб. науч. тр. / ФГБОУ ВПО АЧГАА. - Зерноград, 2012. - С.133-135.
4. Системные принципы водоучета и управления водораспределением на оросительной сети [Текст] / В. Н. Щедрин [и др.]; под ред. В. Н. Щедрина. - Новочеркасск: НГТУ, 1994. - 235 с.
5. Щедрин, В. Н. Совершенствование конструкций открытых оросительных систем и управления водораспределением [Текст] /В. Н. Щедрин. - М.: Мелиорация и водное хозяйство, 1998. - 160 с.
6. Щедрин, В. Н. Совершенствование технологии управления водораспределением на открытых оросительных системах [Текст]/ В. Н. Щедрин, В. И. Коржов. - М.: ЦНТИ «Ме- лиоводинформ», 1995. - 80 с.
7. Щедрин, В. Н. Программирование водораспределения в оросительной системе открытых каналов [Текст]/ В. Н. Щедрин, Ю. Г. Иваненко, В. И Коржов. - Гидротехнические сооружения и вопросы эксплуатации оросительных систем. - Новочеркасск: ЮжНИИГиМ, 1987. - С. 3-10.

Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование № 2 (34), 2014

Категория: Техника. Технические науки | Добавил: x5443 (02.02.2016)
Просмотров: 144 | Теги: ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ, оросительная система | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016