Теория и технология управления орошением на основе эколого-физиологических моделей

• Автор: Добрачев, Юрий Павлович
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 255 с. : ил.

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК
ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ И МЕЛИОРАЦИИ имени А.Н.КОСТЯКОВА
На правах рукописи
ДОБРАЧЕВ ЮРИЙ ПАВЛОВИЧ
УДК 631.67+62
ТЕОРИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ ОРОШЕНИЕМ НА ОСНОВЕ ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
Специальность 06.01.02 - Сельскохозяйственная мелиорация
ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК
Научный консультант: доктор технических наук, профессор В.Е.Райнин
Москва 1998

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ОРОШЕНИЕМ НА ГИДРОМЕЛИОРАТИВНОЙ СИСТЕМЕ
1.1. Проблемы управления комплексом факторов жизни растений
1.2. Региональные системы программирования
урожая и управления орошением
1.3. Основные принципы управления продуктивностью
орошаемого агроценоза
1.4. Постановка задачи
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РАСТЕНИЙ ПРИМЕНИТЕЛЬНО
К ТЕХНОЛОГИИ ОРОШЕНИЯ
2.1. Основные направления имитационного моделирования жизнедеятельности растений
2.2. Имитационные модели в исследованиях сельскохозяйственных культур
2.3. Теоретические основы моделирования интегральных
ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ РАСТЕНИЙ
ГЛАВА 3. ПРИКЛАДНЫЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ
3.1. Состав и структура модели агроценоза
3.2. Экологический блок модели агроценоза
3.3. Биологический блок модели агроценоза
ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
ОРОШЕНИЕМ
4.1. ИНФОРМАЦИОННО-СОВЕТУЮЩИЕ СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ПОЛИВОВ „153
4.2. Структура компьютеризированной системы управления ОРОШЕНИЕМ
4.3. Имитационная модель внутрихозяйственной
оросительной системы
4.4. Решение оптимизационной задачи оперативного планирования поливов
4.5. Технологический цикл внутрихозяйственного
управления орошением
4.6. Характеристика технологии оперативного управления поливами
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛЕЙ И ТЕХНОЛОГИЙ
5.1. Прогноз урожайности зерновых культур
5.2. Расчет водопотребления и проектной урожайности сельскохозяйственных культур
5.3. Технологии выращивания зерновых культур и кукурузы
при орошении
5.4. Программируемое выращивание урожая
5.5. Информационно-вычислительные системы оперативного управления орошением
5.6. Оценка диффузионного загрязнения водных объектов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

системы затраты по различным вариантам водораспределения отличаются незначительно.
Любые технологические ограничения на режим водопотребления не способствуют получению наивысшей урожайности и наилучшему использованию оросительной воды, что должно быть учтено при формировании реальных планов производства поливов. Оптимальный режим орошения должен учитывать существующие ресурсные и технические ограничения и, таким образом, являться (в том числе) функцией параметров мелиоративной системы.
Изложенное выше позволяет обоснованно ответить на один из принципиальных вопросов постановки задачи и построения моделей оптимизации орошения: в чем состоит информационно-логическая связь между режимом орошения, с одной стороны, и физическими параметрами оросительных систем - с другой?
При любом изменении технического решения оросительной системы, т.е. при изменении значений физических параметров, меняются лишь величины ограничений на размеры ликвидируемых за счет орошения дефицитов водопотребления сельскохозяйственных культур. Следовательно, задача нахождения оптимальных параметров режима орошения - есть задача поиска оптимальных значений сроков и норм полива, учитывающих эти ограничения и обеспечивающих выполнение целевой функции.
Допустим (с высокой степенью уверенности), что на действующих оросительных системах затраты, связанные с организацией различных вариантов водораспределения, различаются незначительно. Тогда задача оптимального распределения (включая оперативное) водных ресурсов на действующей оросительной системе может быть сформулирована следующим образом. Реализация. процесса полива зависит от характеристик техники полива, технологии выращивания сельскохозяйственной культуры, размера поливного участка, обслуживаемого одной машиной, и природных характеристик поля. Комплекс сооружений для забора, транспортировки и распределения воды обеспечивает подачу воды на поле (рис. 1.5). Некоторый план водоподачи (совокупность объемов и сроков подачи воды) на поле, представим вектором: