Введение к работе
Актуальность темы исследования. Особенностью сельскохозяйственного производства является его зависимость от природных факторов. Регионы с резкими колебаниями природных характеристик отличаются формированием значительного числа экстремальных явлений: дождевых паводков, весенних половодий, заторов, зажоров, ливней, заморозков, засух, ранних периодов выпадения снега и других. На территории Иркутской области ежегодно в среднем наблюдается около 160 опасных метеорологических явлений, до 10 резких изменений погоды, 5-8 стихийных гидрометеорологических явлений, наносящих ущерб экономике, населению и сельскому хозяйству. Наводнения занимают ведущее место среди природных стихийных бедствий как по площади распространения, так и по реальным ущербам. При превышении критических уровней на реках наиболее часто страдают коммунальное и сельское хозяйства, затапливаются прибрежные деревни, посевы, огороды, сенокосные луга, гибнет скот.
Формирование экстремальных гидрологических явлений и их влияние на производство сельскохозяйственной продукции необходимо учитывать для улучшения работы отраслей агропромышленного комплекса. Особый ущерб экономике наносят выдающиеся явления, представляющие собой редкие события, характеризуемые величинами, непревзойденными за некоторый исторический период.
Изучением многолетних изменений экстремальных гидрологических явлений и построением стохастических моделей занимались многие исследователи: С.Н. Криц-кий, М.Ф. Менкель, Е.Г. Блрхинов, А.В. Рождественский, А.И. Чеботарев, А.Ш. Резниковский, М.В. Болгов, Ю.Л. Раунер и другие. С другой стороны, построение и применение оптимизационных моделей сельскохозяйственных процессов освещено в работах В.А.Лотова, Д.Б. Юдина, Д. Лаукса, В.Г.Кравченко, А.Ф.Карпенко и других. Использование моделей изменчивости гидрологических событий в задачах оптимизации отраслей сельскохозяйственного производства и их сочетания имеет теоретическое и практическое значение для регионов, в которых хозяйства подвержены частому влиянию наводнений и других природных стихий. Этому недостаточно изученному направлению исследования посвящена диссертационная работа.
Цель работы состоит в определении методов и моделей оценки гидрологических событий и выдающихся явлений, позволяющих оптимизировать сельскохозяйственное производство на территориях, подверженных наводнениям.
Успешное достижение указанной цели возможно посредством решения следующих основных задач.
Выявление особенностей сельскохозяйственного производства при учете экстремальных природных явлений.
Анализ и определение методов и моделей оценки расчетных значений паводков и половодий в зоне малой вероятности превышения.
Создание оптимизационных моделей производства со стохастическими параметрами с учетом влияния гидрологических событий.
Построение оптимизационных моделей производства в условиях неопределенности при проявлении выдающихся гидрологических явлений.
На защиту выносятся следующие основные результаты.
Систематизация экстремальных природных явлений Восточно-Сибирского региона и оценка их влияния на сельскохозяйственное производство.
Методика выделения гидрологических событий и определение методов расчетов потоков событий и их значений.
Комплексная оценка экстремальных гидрологических явлений: многолетних значений рядов, событий и выдающихся величин.
Модели стохастического программирования сельскохозяйственного производства на территориях, подверженных влиянию гидрологических событий.
Модель оптимизации сельскохозяйственного производства в условиях проявления выдающегося гидрологического явления.
Основные методы исследования. В работе использованы методы теории вероятностей и математической статистики и методы математического программирования применительно к линейным задачам и задачам с вероятностными и неопределенными параметрами.
Информационная основа. Методические, теоретические и практические разработки основаны на собранных и систематизированных данных многолетних рядов наблюдений над максимальным стоком дождевых паводков и весеннего половодья на реках бассейна Ангары и верхней части водосбора Лены. Гидрологическая информация включает в себя многолетний период до 2006 г. В дополнение к этому использованы материалы об экстремальных явлениях исторического прошлого, имевших место на территории Восточной Сибири. Сведения о сельскохозяйственных предприятиях и ущербах, нанесенных природными явлениями производству, получены из различных источников Департамента АПК Иркутской области и отдельных сельскохозяйственных предприятий.
Практическая значимость работы заключается в определении степени влияния природных событий на сельскохозяйственное производство, построении вероятностных моделей оценки паводков и половодий и их повторяемостей и создании различных вариантов оптимизационной модели ведения производства в условиях неблагоприятного и крайне неблагоприятного влияния наводнений. Результаты моделирования внедрены в хозяйство ММСОУ «Тальское» Тайшетского района, а рекомендации по практическому использованию оптимизационных моделей с учетом влияния экстремальных природных явлений используются отделом мобилизационной подготовки гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций Департамента АПК Иркутской области. Методы, исследованные и примененные в работе, входят в методические разработки дисциплин: «Методы моделирования производственных процессов» и «Имитационное моделирование», преподаваемых в ИрГСХА.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на IV Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии» (Иркутск, 2004г.), V Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии» (Иркутск, 2005г.), XIII Байкальской международной школе-семинаре «Методы оптимизации и их приложения» (Иркутск, 2005г.), международной научной конференции «Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов (Иркутск, 2005г.), IV Международной научно-практической конференции молодых ученых «Современные тенденции развития аграрной науки в России» (Новосибирск,
2006г.), XI международной конференции «Информационные и математические технологии в научных исследованиях» (Иркутск-Хубсугул, 2006г.), на ежегодных научно-практических конференциях ИрГСХА «Актуальные вопросы развития регионального АПК» (2003-2007гг.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, приложения, списка литературы из 133 наименований. Основной текст работы составляет 136 страниц и включает 24 таблицы и 16 рисунков.
