Модель влагообмена для управления влагозапасами почвы при капельном орошении сада

• Автор: Клейзит, Вадим Владимирович
• Шифр специальности: 11.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1989
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 178 с.; ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. ПРОБЛЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЯАГООБМЕНА И УПРАВЛЕНИЯ ВЛАГОЗАПАСАМИ ПОЧВЫ С УЧЕТОМ ОСОБЕН НОСТЕЙ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ

1.1. Система капельного орошения как объект управления

1.1.1. Сравнительный анализ технологии капельного орошения

1.1.2. Характеристика объекта исследования

1.2. Современное состояние вопроса управления влагозаласами почвы

1.2.1. Классификация способов управления поливами

1.2.2. Некоторые особенности регулирования алагообеспеченности плодовых культур

1.3. Прикладные модели водного режима агроэкосистем

1.3.1. Выбор метода изучения водного режима почвы

1.3.2. Моделирование влагообмена в почве для условий локального увлажнения
1.3.3. Подход к моделированию водопотребления при капельном орошении
1.3.4. Анализ моделей водопотребления агрофитоценоза, адаптированных к условиям капельного орошения
1.4. Основные требования к математическому обеспечению для решения задачи управления поливами при капельном орошении
ПРИКЛАДНАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЛАГООБМЕНА ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ САДА
2.1. Модельные допущения на основе послойнобалансового динамического подхода
2.2. Количественное описание моделируемых факторов
2.2.1. Влагообмен в почве
2.2.2. Инфильтрация поливной воды
2.2.3. Микроклимат в орошаемом саду интенсивного типа
2.2.4. Подмодель водопотребления сада при капельном орошении
2.3. Элементы информационного обеспечения модели
2.3.1. Дискретизация пространства в корнеобитаемой зоне
2.3.2. Параметризация аппрокеимационных зависимостей гидрофизических характеристик почвы
ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ НА ЭВМ
3.1. Программный продукт для постановки численных экспериментов
3.1.1. Обоснование целесообразности разработки системы имитационного моделирования
3.1.2. Принципы разработки, структура и эксплуатационные характеристики системы имитационного моделирования влагообмена
3.2. Результаты исследования модели
3.2.1. Чувствительность модели к пространственной и временной дискретизации
3.2.2. Идентификация модели по данным полевого эксперимента для условий Молдавской ССР
3.3. Примеры использования модели для обоснования технологических параметров систем капельного орошения
3.3.1. Обоснования величины интенсивности водоподачи в зависимости от типа почвы
3.3.2. Оценка рациональной величины поливной нормы для тяжелых почв
4. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИВАМИ В СИСТЕМАХ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ЕЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
4.1. Структура технологии
4.2. Способ управления влагозапасами почвы
4.3. Способ повышения засухо и ветроустойчивости плодовых деревьев при капельном орошении
4.4. Программноаппаратные комплексы для использования модели в системе управления поливами
4.5. Средства автоматического измерения осадков и испарения с водной поверхности
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Снижение вероятности смыва плодородного слоя почвы при поливе склонов. Отсутствие ограничений на полив во время проведения агротехнических операций, так как поверхность почвы в междурядье остается сухой и пригодна для прохождения по ней ладей и сельскохозяйственной техники. Снижение эррозии почв по сравнению с дождеванием, при котором возможно ухудшение почвенной структуры под действием ударов капель дождя, и по сравнению с поверхностным орошением, которое способствует возникновению поверхностной корки и натрушенню аэрации почвы. Независимость качества равномерности полива от скорости ветра, в отличии от дождевания. Ускорение сроков наступления фенофаз, которое в некоторых случаях имеет место благодаря повышению средней температуры почвы изза сокращения расходов тепловой энергии на физическое испарение с поверхности грунта. Снижение ущерба плодородию почвы от полива минерализованными водами обусловленное тем, что при условии проведения частых поливов, не допускающих значительного иссушения почвы концентрация солей в корнеобитаемой зоне не достигает опасного для растений уровня. Потенциальные преимущества КО, связанные с локальным характером водоподачи, в основном обусловлены глобальными факторами особенностями архитектоники корневой системы и растительного покрова, законами энергомассообмена в системе почварастениеприземный слой атмосферы, экологическими аспектами, основополагающими требованиями технологии растениеводства. Поэтому они имеют неприходящее значение. В то же время, большинство несовершенств этого относительно нового способа полива объясняются недостаточно высоким уровнем развития современной техники и технологии. Однако, в последнее время это направление быстро прогрессирует. Этим обосновываются прогнозы 6,0 , которые предусматривают опережающие темпы развития КО, особенно в аридных зонах, на песчаных и каменистых почвах, на участках со сложным рельефом, для орошения сельскохозяйственных культур, имеющих высокую товарную стоимость. Достоинства КО могут быть использованы в полной мере, если обеспечивается достаточно точное дозирование поливной воды. Управление влагообеспеченности растений сводится к управлению размерами и формой контура увлажнения в почве в соответствии с условиями водопотребления и архитектоникой корневой системы. Таким образом, возникает принципиально новая задача в мелиоративной практике управление не только величиной влагозапасов почвы, но и их распределением в корнеобитаемой зоне. Для решения этой задачи требуется правильно выбрать расход водовыпуска и место его установки относительно штамба дерева, а так же оптимизировать назначение сроков и норм полива. Сложность объекта управления см. Л Л. СКО. В дополнении к традиционным функциям, выполняемым САПР и АСУ ТП в мелиорации , необходимо решить проблему прогнозирования и контроля динамики влагозапасов почвы и степени их доступности растению при локальном увлажнении. I.I. СКО как объект автоматизации представляет собой гидромелиоративное сооружения, предназначенное для подачи требуемого количества воды и ее транспорта в определенное время в нужное место 5б . Для создания ТАУП , а также ее технического и организационного обеспечения необходимо рассмотреть СКО как инструмент регулирования влагообеспеченности в условиях непрерывного воздействия окружающей среды. Поэтому важно отойти от чисто технократического без рассмотрения объекта управления растений взгляда на решение задачи автоматизации СКО и выполнить анализ более обобщенной кибернетической системы, включающей в себя агроэкосистему почва растение атмосфера и систему управления поливами, состоящую из технических средств орошения и блока принятия решений, который необходимо синтезировать. Приведем структурную схему объекта исследований агрофитоценоза в системе управления КО рис . На ней в наиболее общем виде представлены лишь те компоненты, процессы и связи, которые в той или иной степени взаимодействуют с водным режимом агроэкосистемы в ее надземной и корнеобитаемой зоне. Тепловлагосолеперенос,трансформация биолог. ДН. Рис.