Управление поливами сельскохозяйственных культур на закрытой оросительной системе

• Автор: Головинов, Евгений Эдуардович
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОРОШЕНИЕМ НА КРУПНЫХ ВНУТРИХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
1.1 Структура, состав и функции системы оперативного управления поливами
1.2 Оптимальное управление орошением: теоретические аспекты планирования и практическая реализация управленческих решений
1.3 Постановка оптимизационной задачи производства поливов сельскохозяйственных культур при оперативном управлении орошением
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследования
2.2 Теоретические и экспериментальные методы исследований
2.3 Программное обеспечение
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАКРЫТОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИВОВ
3.1 Гидравлическая модель закрытой оросительной сети
3.2 Результаты сценарных исследований работы закрытой оросительной сети
3.3 Оценка достоверности расчетов по гидравлической модели
3.4 Расчет нормы обслуживания дождевальной техники в зависимости от технологических параметров полива
3.5 Оценка эрозионных процессов при поливе дождеванием
3.6 Сценарные исследования и экспериментальная проверка модельных результатов расчета эрозионных потерь на реальном объекте управления
ГЛАВА 4. ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВОМ ПОЛИВОВ
4.1 Варианты оперативного плана орошения
4.2 Постановка и решение задачи оптимального управления производством поливов
4.3 Выходные документы системы управления поливами
4.4 Эффективность предлагаемой системы оперативного управления поливами
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований. В последние годы возрос интерес сельхозпроизводителей к восстановлению и реконструкции оросительных систем и, соответственно, обеспечению их эффективной эксплуатации, во многом определяющей рациональное использование мелиорируемых земель. Системное рассмотрение и анализ основных путей повышения эффективности использования орошаемых земель позволяет сделать вывод о необходимости создания новых и модернизации существующих систем управления орошением. Практическая реализация таких систем позволит обеспечить рациональное распределение оросительной воды по полям и культурам, назначение поливов сельскохозяйственных культур в зависимости от потребности растений с учетом технических возможностей оросительной сети и др.
Функции систем управления орошением базируются на решении множества взаимосвязанных задач планирования и последующего управления водораспределением, в том числе путем согласования сроков и объемов подачи воды с работой поливной техники. Оперативное управление поливами на крупных оросительных системах можно разделить на два этапа: планирование поливов по агрометеопараметрам и последующая их организационно-технологическая реализация. В эффективном использовании водных, технических, энергетических и трудовых ресурсов, оперативное управление играет важную роль, обеспечивая благоприятные условия для формирования урожая сельскохозяйственных культур. Разработка информационных систем оперативного управления производством поливов сельскохозяйственных культур, направленных на эффективное использование технических средств гидромелиоративной системы, рациональное использование земельных, водных и трудовых ресурсов, является актуальной задачей.

машины, скорость передвижения, время на позиции, производительность за сутки) необходимо использовать имитационную гидравлическую модель оросительной сети, которая позволит сопрячь напорно-расходные характеристики насосной станции и сети с заданной комбинацией подключенных ДМ и затем рассчитать давление на каждой машине. Определение свободного давления на гидранте позволяет рассчитать расход воды ДМ, время на позиции или скорость передвижения для обеспечения заданной поливной нормы и производительности ДМ при таком режиме работы.
Представим расчетное давление на входе ДМ с номером п в день г в виде функции:
Р„ (0 = С(Р, 1„, пг (0, с{п О)), где С(Р,(/),#„ (р)) - гидравлическая функция (производная
гидравлической модели оросительной сети) для ДМ с номером п от параметров: Р - давление на входе сети, /,, - характеристики проводящей сети от насосной станции до гидранта ДМ; пг(/)- номера включенных ДМ в сутки V, р„(0~
давление на дождевальной машине в момент времени t, рассчитанное с помощью имитационной гидравлической модели закрытой оросительной сети.
Для использования предложенного подхода к комплектации графика гидромодуля и формированию графика полива в оптимизационную задачу необходимо внести ограничения на величину минимального и максимального давления на ДМ (по типам машин). Нарушение этого ограничения приводит к неравномерному распределению влаги, снижению качества дождя и, безусловно, отразится на урожайности.
Применение на крупных ОС средств оперативного управления поливами, в том числе гидравлической модели сети, позволит повысить точность и эффективность выполнения агромелиоративных плановых заданий, более полно использовать имеющийся технический ресурс оросительной сети, контролировать режим ее работы. Автоматизация и оптимизация управления