Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Ольгаренко, Игорь Владимирович

Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах
<
Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ольгаренко, Игорь Владимирович. Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах : диссертация ... доктора технических наук : 06.01.02 / Ольгаренко Игорь Владимирович; [Место защиты: Сарат. гос. аграр. ун-т им. Н.И. Вавилова].- Новочеркасск, 2013.- 448 с.: ил. РГБ ОД, 71 14-5/134

Содержание к диссертации

Введение

1 Проблемы организации рационального водопользования на оросительных системах 17

1.1 Продуктивность возделывания сельскохозяйственных культур 17

1.2 Этапы развития водопользования 21

Выводы 26

2 Научные основы водопользования 28

2.1 Понятие о мелиоративной системе на основе методологии ландшафтного подхода 28

2.2 Мелиоративная система с позиций законов кибернетики 36

2.3 Функционально-структурный анализ развития мелиоративных систем на основе законов развития техники 44

2.4 Основные принципы конструктивных решений экологически сбалансированных мелиоративных систем 53

2.5 Модель мелиоративной системы с учётом экологических требований 56

2.6 Современная концепция эксплуатации мелиоративных систем на основе методологии ландшафтного подхода 57

2.6.1 Этапы реализации концепции 57

2.6.2 Основные научные направления исследований 59

Выводы 62

3 Программа и методика исследований 64

3.1 Рабочая гипотеза и цель исследований 64

3.2 Методика проведения исследований 65

3.3 Почвенно-климатические и технические характеристики объектов исследований 71

4 Экспериментальные исследования эффективности водопользования 81

4.1 Анализ процесса водопользования на оросительных системах 81

4.2 Экологическое состояние орошаемых земель 86

4.3 Технический уровень оросительных систем 94

4.4 Эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях 101

4.5 Экспериментальные исследования водного баланса по системе каналов объектов - представителей 104

4.5.1 Оросительные системы Ростовской области 105

4.5.2 Багаевско-Садковская оросительная система 113

4.5.2.1 Комплексный экспериментальный объект №1 119

4.5.2.2 Комплексный экспериментальный объект №2 120

4.5.3 Миусская оросительная система 123

4.5.3.1 Комплексный экспериментальный объект №3 123

4.6 Показатели эффективности водопользования 123

4.6.1 Классификация показателей 123

4.6.2 Методика расчёта оперативных и итоговых показателей эффективности водопользования 126

4.6.3 Интегральные показатели эффективности водопользования 131

4.7 Коллекторно-дренажный сток и качество оросительной воды 141

ВЫВОДЫ 144

5 Экспериментальные исследования влияния динамики водопотребления сельскохозяйственных культур на качество планирования и реализацию процесса водопользования 149

5.1 Структура водного баланса сельскохозяйственных культур 149

5.2 Динамика суммарного испарения и урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от изменения гидрометеорологических параметров и влажности почвы в расчётном слое 162

5.3 Методика определения элементов уравнения водного баланса орошаемого поля 169

Выводы 175

6 Информационные технологии планирования водопользования на оросительных системах 178

6.1 Совершенствование методов планирования и управления водопользованием 178

6.2 Планирование водопользования с использованием информационных технологий

6.2.1 Общий алгоритм функционирования программы 179

6.2.2 Алгоритм формирования и расчёта плана посева и

полива сельскохозяйственных культур 182

6.2.3 Компьютерная технология планирования водопользования 186

6.3 Техническая характеристика Миусской оросительной системы 191

6.4 Методические рекомендации по составлению планов водопользования на оросительных системах с использованием информационных технологий (инструкция пользователю) 194

6.4.1 Общие положения 194

6.4.1.1 Назначение и функции программы 194

6.4.1.2 Общий порядок работы 195

6.4.1.3 Главная экранная форма программы 196

6.4.2 Настройка программного комплекса на оросительную систему 199

6.4.2.1 Формирование списка районов 199

6.4.2.2 Формирование списка водопользователей оросительной системы 200

6.4.2.3 Формирование списка сельскохозяйственных культур 202

6.4.2.4 Ввод информации о гидротехнических сооружениях системы 203

6.4.3 Составление внутрихозяйственных календарных планов полива 205

6.4.3.1 Ввод данных о наличии и использовании орошаемых земель 205

6.4.3.2 Ввод информации о структуре посевных площадей 207

6.4.3.3 Формирование и расчёт внутрихозяйственных календарных планов полива 209

6.4.3.4 Комплектование поливов 210

6.4.4 Формирование выходных документов плана водопользования оросительной системы 213

6.4.4.1 Формирование сводного календарного плана полива 213

6.4.4.2 Формирование сводного плана посева и полива 214

6.4.4.3 Сводный календарный план полива физической площади (гектарополивов, водоподачи) 216

6.4.4.4 Календарный план забора воды 217

6.4.4.5 Сводные сведения водопотребления сельскохозяйственных культур 219

6.4.4.6 Оперативная корректировка и пересчёт плана водопользования 220

6.4.5 Подготовка отчётов о ходе проведения поливов 220

6.4.5.1 Сведения о ходе вегетационных поливов по сельскохозяйственным культурам 221

6.4.5.2 Сведения о ходе вегетационных поливов по группам сельскохозяйственных культур 223

6.4.5.3 Анализ использования оросительной воды 224

6.4.5.4 Информация о заборе оросительной воды и её использование 225

Выводы 226

7 Оперативное диспетчерское управление водораспределением на оросительных системах с использованием уравнений Сен-Венана 227

7.1 Управление водораспределением на оросительных системах 227

7.1.1 Анализ состояния диспетчерского управления 227

7.1.2 Требования к диспетчерскому управлению 228

7.1.3 Основные направления совершенствования диспетчерского управления 231

7.2 Оперативное диспетчерское управление водораспределением 234

7.2.1 Задачи оперативного диспетчерского управления 234

7.2.2 Анализ методов регулирования водоподачи 242

7.3 Математическое моделирование и исследование течений в Миусской оросительной системе на имитационной модели 246

7.3.1 Математическое моделирование течений в каналах 246

7.3.2 Исследования течений в каналах

7.3.2.1 Нестационарные течения 250

7.3.2.2 Стационарные течения 256

7.3.2.3 Расчёт объёмов воды на участках канала МР-2 263

7.3.3 Исследования метода теории подобия в задачах управления водораспределением 265

7.3.3.1 Расчёт критериев и чисел подобия при управлении водораспределением 265

7.4 Оперативное диспетчерское управление водораспределением 274

7.4.1 Определение времени перерегулирования в бьефах каналов 274

7.4.2 Установление рабочих уровней в оросительных каналах 280

7.4.3 Последовательность выполнения мероприятий по оперативному диспетчерскому управлению водораспределением

7.4.3.1 Общие положения 282

7.4.3.2 Порядок выполнения мероприятий 284

Выводы 290

8 Экономическая и энергетическая эффективность планирования и реализации технологий водопользования 294

8.1 Экономическая эффективность технологий водопользования 294

8.2 Энергетическая эффективность технологических процессов водопользования 297

Выводы 301

Заключение 303

Рекомендации 307

Список литературы

Этапы развития водопользования

Повышение жизненного уровня народа - объективная закономерность развивающегося общества. При этом основное внимание должно уделяться своевременному обеспечению населения высококачественными продуктами питания. Наиболее надёжным и перспективным источником производства продуктов питания остается сельское хозяйство.

По данным XV и XVII Международных конгрессов по ирригации и дренажу, а также по материалам ФАО и конференции ООН по окружающей среде и развитию [1-4] важным средством повышения продуктивности производства продуктов питания, в странах мира имеет развитие орошения. Установлено что орошаемые земли, которые занимают около 17 % пашни, обеспечивают получение около 50 % всей растениеводческой продукции.

Исследования П. А. Гридчина, Э. В. Запорожченко, В. А. Зинченко, П. А. Садименко, Н. М. Соляника, П. В. Клюшина [5-7] установлено, что на оросительных системах Северного Кавказа развитие орошения без создания коллек-торно-дренажной сети приводит к подъёму уровня грунтовых вод со скоростью более 0,4 м в год, а также к процессам засоления и заболачивания орошаемых земель. Борьба с вышеуказанными негативными причинами вызывает необходимость в совершенствовании существующих и разработке новых методов эксплуатации оросительных систем, направленных на значительное повышение эффективности использования орошаемых земель и водных ресурсов, рационального планирования и внедрение новых технологических процессов водопользования.

Оценка технического состояния оросительных систем анализировалась в работах М.Н.Багрова, И.П.Кружилина, В.А.Ковда, А.В.Колганова, В.И.Оль-гаренко, Г. В. Ольгаренко, А. Т. Лисконова, И. П. Сухарева, Б. А. Шумакова, Б. Б. Шумакова, В. Н. Щедрина и других [8-21] позволила установить ряд причин, отрицательно влияющих на эффективность орошения. К ним относятся большие потери воды на фильтрацию из оросительной сети; значительная рассредоточен-ность орошаемых территорий; проектирование систем на слабодренированных территориях без применения искусственного дренажа. Кроме этого, требуется дальнейшее совершенствование систем ведения земледелия на полях орошения и в том числе разработка дифференцированных режимов орошения сельскохозяйственных культур.

Научными работами М. Н. Багрова, М. С. Григорова, И. П. Кружилина, М. С. Филимонова, А. Ю. Черемисинова [22-25] установлено, что орошение сельскохозяйственных культур эффективно и урожайность зерновых в 2,5-3,5 раза, а кормовых 4-5 раз выше, чем на богаре. Однако, средние урожаи сельскохозяйственных культур на орошаемых землях в целом остаются ещё на недостаточном уровне. Это обусловлено низкими темпами внедрения в производство новых технологий возделывания и полива сельскохозяйственных культур, а также нарушениями при реализации существующих.

В работах И. А. Кузника [26, 27] отмечено влияние конструкций оросительных систем на изменение физических свойств почв и их водный режим, что обусловливает необходимость проведения комплекса мероприятий, обеспечивающих значительное повышение технического уровня систем. По мнению автора для решения проблемы улучшения экологической обстановки и рационального использования водных ресурсов в Заволжье необходимо повышение коэффициента полезного действия оросительных систем, совершенствование способов и техники полива сельскохозяйственных культур, создание и внедрение средств водоучёта, улучшение мелиоративной обстановки и эффективности работы коллекторно-дренажной сети, совершенствование методов планирования и выполнение мероприятий по эффективности водопользования.

Исследованиями Б. А. Зимовца, И. П. Сухарева, В. И. Сухарева [28, 29] установлено, что на оросительных системах Центрально-Чернозёмного региона имеются большие потери оросительной воды при её транспортировке по каналам, а среднегодовая величина подъёма уровня грунтовых вод составила до 50 см.

В научных работах П. В. Клюшина, Ф. К. Абдразакова, Д. Г. Горюнова, а также в соответствующих справочных материалах [30-33] показано, что низкий технический уровень оросительных систем обусловлен отсутствием необходимого финансирования для проведения капитальных и ремонтно-восстановительных работ на каналах и гидротехнических сооружениях.

Исследованиями Н. К. Неприкова, А. А. Собко, С. А. Валюка, Л. И. Кукобы [34-36] установлено, что орошение полностью проявляет свою высокую эффективность только при реализации научно-обоснованных технологий возделывания сельскохозяйственных культур на фоне высокого уровня ведения систем орошаемого земледелия для соответствующих орошаемых регионов. Разработка технологий должна проводиться с учётом биологических и физиологических особенностей сельскохозяйственных культур; почвенных, геологических, гидрогеологических и климатических условий зон орошения, наличия трудовых ресурсов.

В работах А. Ф. Шавина, И. К. Супряги, Г. И. Тимченко [37] показано, что значительный резерв повышения эффективности использования водных ресурсов на оросительных системах является чёткое выполнение запланированных режимов орошения сельскохозяйственных культур, своевременная и в нужных объёмах подача воды на поля орошения.

Важные исследования проведены Л. М. Вериной, М. Ф. Кудиным, И. П. Кружилиным, Н. И. Парфеновой, Н. М. Решеткиной [38-41] на орошаемых массивах в сухостепной и степной зонах по установлению влияния орошения на отдельные компоненты окружающей природной среды. В частности, важные изменения произошли в почвенных процессах, когда лучшие природные автоморф-ные почвы перешли в ирригационно-гидроморфное состояние. Резко изменились гидродинамические и гидрохимические режимы поверхностных и грунтовых вод, распространяясь на всю площадь бассейна до водораздела.

Функционально-структурный анализ развития мелиоративных систем на основе законов развития техники

Примером мелиоративных систем первого поколения может служить система бассейнового орошения, получившая распространение в четвёртом тысячелетии до н.э. в Верхнем Египте [232]. Системы второго поколения строились в Мессопотамии близ г. Ниппура, во втором тысячелетии до н.э. [233]. Они состояли из ирригационной и водосборно-отводящей сети каналов, орошаемых участков с водораспределительными каналами. Этот период отличался сильным централизованным контролем над водопользованием (кодекс Хаммураби) и применением водомерных устройств, для управления водораспределением [234, 235]. В системах третьего поколения реализована функция управления и планирования на основе компьютерных технологий, позволяющая осуществлять эксплуатацию систем с оперативным учётом изменения внешних и внутренних факторов (Каховская и Бортническая оросительные системы в Украине). В системах четвёртого поколения реализуется функция и появляется блок регулирования взаимодействия с природной средой. Поэтому их конструкции должны включать не один, а два узла очистки и деминерализации, располагающихся в точках водозабора и сброса поверхностных и коллекторно-дренажных вод. Такая компоновка подсистемы регулирования взаимодействия с природной средой позволит одновременно управлять как качеством оросительных, так и дренажно-сбросных вод; обеспечить взаимозаменяемость узлов, причём, элементы этого блока должны располагаться как на входе в систему, так и на выходе из неё, т.е. обеспечивать регулирование качества воды не только при отведении её в естественные источники, но и при подаче непосредственно на поле.

Эволюция мелиоративных систем шла в направлении более тесной увязки технических подсистем с конкретными агроландшафтами и природно-климатическими условиями районов их функционирования. Концепция создания экологически безопасных систем, и в том числе процессов регулирования водного режима, базируется на следующих положениях: мелиоративные системы должны: - оптимально вписываться в агроландшафты конкретных природно-климатических зон, обеспечивая их экономически целесообразную биологическую продуктивность и экологическую устойчивость; - обеспечивать максимальную замкнутость водного баланса агроландшаф-тов за счёт реализации противофильтрационных мероприятий на транспортирующей сети каналов, водосберегающих режимов орошения сельскохозяйственных культур и качественную реализацию процесса регулирования водного режима; - обеспечивать одновременное управление объёмами и качеством оросительных вод и коллекторно-дренажного стока за счёт применения специальных регулирующих биоинженерных сооружений, с использованием методов механической, химической, биологической очистки; - осуществлять оптимальное управление гидрологическим и гидрохимическим режимами орошаемых земель с максимальным учётом всех экологических критериев.

Научно-технический прогресс последних десятилетий позволил по-новому подойти к вопросам управления производством, в том числе на оросительных системах. Важное воздействие на перестройку систем управления оказало развитие кибернетики - науки об управлении сложными системами. Возникла прикладная кибернетическая ветвь - системный анализ, т.е. методология исследования любых объектов посредством представления их в качестве систем и анализ этих систем. Таким образом, в основе применения метода системного анализа находится понятие «система» и, прежде всего, «большая», или «сложная система», которым присущи следующие признаки: эмерджентность, экономический гомеостаз, разнообразие (рисунок 2.2).

Одной из наиболее перспективных областей использования методов системного анализа в эксплуатации мелиоративных систем является сфера управления, которая представлена системой управления, отличающейся значительным собственным разнообразием и построенной по иерархическому принципу. Это обусловливает разработку и внедрение на системах методов оптимального управления, которые могут быть реализованы в следующих аспектах: - систематическое изучение системы управления для выполнения целей управления и возможных альтернатив их достижений; определение функциональной схемы и схемы функциональных потоков; выявление узких мест; - создание системы управления, базирующейся на современных способах переработки информации с помощью электронно-вычислительных машин, средств связи и оргтехники, обеспечивающих условия для принятия оптимальных решений.

Системный анализ - методика исследования любых объектов посредствам представления их в качестве систем и анализ этих систем

Указанные аспекты сформировались как крупное самостоятельное направление, названное автоматизированными системами управления. Они обеспечивают такое поведение объектов управления, при котором наилучшим образом pea 38 лизуются заданные программы действий на основе современных достижении научно-технического прогресса, максимально приспосабливаясь к изменяющимся внешним условиям и обеспечивая получение высокой экономической эффективности производства продукции при условии сохранения окружающей природной среды (Кисаров О. П., Гельман Т. Я., Ольгаренко В. И., Ольгаренко Г. В., Ольга-ренко И. В.) [115, 129, 230]. Повышение эффективности орошения в целом на оросительных системах решается на двух уровнях: первый - хозяйства или отдельные водопользователи; второй - управления оросительных систем (рисунок 2.3).

Методика проведения исследований

Экспериментальные исследования на Ростовской областной опытно-мелиоративной станции проводились по изучению режимов орошения, водопотребления и урожайности люцерны 2-го года жизни и лука; в ЗАО «Нива» Весёловского района - по аналогичной методике постановки и проведения опытов как на РООМС, но при возделывании кормовой свёклы и перца сладкого.

Процесс орошения заключался в поддержании оптимальных влагозапасов в нормативном диапазоне изменения влажности почвы в расчётном слое. Верхней границей указанного диапазона принималась влажность почвы, соответствующая наименьшей влагоёмкости ({5т ), нижней границей диапазона - влажность почвы, соответствующая предполивному порогу ІРпп)- Влажность почвы, соответствующая наименьшей влагоёмкости (/?#яХ определялась в производственных условиях для каждого экспериментального участка по стандартной методике, а влажность почвы, соответствующая предполивному порогу {/Зпп), принималася во всех опытах равной 0,8/?яв.

Изучение режима сельскохозяйственных культур осуществлялось путём организации и проведения однофакторных полевых опытов с соответствующей дифференциацией только поливных норм, а также двухфакторных - с дифференциацией поливных норм и доз внесения минеральных удобрений на фоне различных обеспеченностей каждого года проведения исследований перца сладкого (таблица 3.1; рисунок 3.2).

Исследования проводились с использованием стандартных методик, действующих в системе агропромышленного комплекса страны, а также в мелиора 69 тивной отрасли с необходимым набором мероприятий, обеспечивающих научно-обоснованную методологию постановки, организации и проведения полевых экспериментов. Схема размещения вариантов опытов комплексного применения орошения и удобрений (первая повторность)

Прежде всего, выбирались и обосновывались репрезентативные опытные участки для изучения технологических процессов для конкретных почвенно-климатических зон орошения. Для этой цели отбирались образцы почв на агрохимический анализ и их водно-физические свойства, а также устанавливались гидрогеологические характеристики по стандартным методикам [248-251]. Содержание питательных веществ в почве определялось в лабораторных условиях: легкогидролизуемого азота по Тюрину; подвижного фосфора - по Мачичину; обменного калия - по Протасову; содержание солей в почве - по Аринцикиной [252, 253].

Фактические влагозапасы в активном слое почвы определялись путём отбора образцов почвы и определение её влажности термостатно-весовым методом по стандартным методикам [254, 255]. Водопотребление сельскохозяйственных культур определяли методом водного баланса орошаемого поля [256-259], а расчётную поливную норму по формуле А. Н. Костякова [260].

Дозы вносимых минеральных удобрений определяли расчётным путём, с учётом имеющихся запасов их в почве [261-263]. Фенологические наблюдения и учёт урожайности сельскохозяйственных культур проводились также по стандартным методикам [264-265]. Экономическая и энергетическая оценки технологий возделывания культур и водопользования осуществлялись согласно существующим методикам [266-272].

Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась с использованием стандартных методов математического анализа [273].

Исследования на Миусской оросительной системе проводились с целью реализации блочной структуры планирования водопользования на основе разработки алгоритмов и компьютерных программ как по составлению планов водопользования на оросительных системах, так и оперативного диспетчерского управления водораспределением в системе оросительных каналов с использованием уравнений Сен-Венана и включали две задачи:

Задача № 1 - «Разработать программный комплекс, реализующий компьютерную технологию планирования водопользования и организацию оперативной отчётности на оросительных системах».

комплексов для планирования Методологическую основу исследований составляли: теория и практика организации водопользования на оросительных системах; теоретические подходы к созданию автоматизированных систем управления; методы и средства компьютерной обработки информации; опыт создания и реализации программных моде 71 лирующих водопользования; использование теории экспертных оценок.

Задача № 2 — « Разработать программный комплекс по оперативному диспетчерскому управлению водораспределением в системе оросительных каналов».

Для решения задач оперативного диспетчерского управления водораспределением в системе оросительных каналов предложен новый методологический подход, основанный на совместном использовании метода теории подобия и имитационного эксперимента с уравнениями Сен-Венана для установившегося и неустановившегося течения воды в каналах, что позволяет учитывать динамические процессы движения водного потока в каналах, их инерционность, а также возможность маневрирования динамическими объёмами воды в каналах. Это значительно повышает точность определения критериев, определяющих характеристики неустановившегося движения тяжелой, несжимаемой, вязкой жидкости в каналах, что обеспечивает достоверность и оперативность принимаемых управленческих решений, рациональное использование водных ресурсов, повышение эксплуатационной надёжности и долговечности работы оросительной сети, водо-обеспеченность сельскохозяйственных культур, улучшение мелиоративного состояния орошаемых земель.

Комплексное агроклиматическое районирование территории Ростовской области представлено на рисунке 3.3 [136] и включает характеристику природного увлажнения с изменением соответствующего коэффициента от 0,2 до 0,5; величины испаряемости, суммы температур и осадков. Обозначены районы развития орошения.

Багаевско-Садковская оросительная система

Эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях Ростовской области проводилась с анализом динамики изменения структуры посевных площадей, урожайности культур и производства основных видов сельскохозяйственной продукции в ретроспективе.

Анализ данных по вышеназванным показателям осуществлялся авторами, и в том числе автором диссертационной работы (Ольгаренко В.И., Ольгаренко Г.В., Ольгаренко И.В, Назаренко В.А. и др. [277], а также (Назаренко В.А. [278]) за временной период с 1985 по 2000 год, а за период с 2001 по 2012 год - автором диссертационной работы. Все материалы, начиная с 1985 года, сведены в единые таблицы, что даёт возможность анализа данных за 26-летний период.

Динамика структуры посевных площадей за период с 1985 по 2011 годы приведена в таблице 4.12 и отличается значительной пестротой. Например, динамика изменения посевов кормовых культур показывает их резкое сокращение с 203,6 тыс. га в 1988 году до 49,8 тыс. га в 2000 году, то есть уменьшились в 4,1 раза, а в 2011 году посевы составили 12,1 тыс. га, то есть за последующие 11 лет они ещё сократились в 4,1 раза по сравнению с 2011 годом. Таким образом, общее сокращение посевов за 26-летний период составило 16,8 раза.

Овощи, картофель и бахчи за первый рассматриваемый временной период сократились в 2,3 раза (с 42,0 до 18,0 тыс. га), а во второй временной период несколько увеличились и стабилизировались на уровне 21,6 тыс. га к 2011 году. В общем, по сравнению с 1988 годом сократились в 1,9 раза.

Технические культуры имели тенденцию к значительному увеличению, что за первый временной период составило 2,6 раза, затем пошёл период некоторой стабилизации их посевов, которые к 2011 году составили 28,5 тыс. га, то есть увеличились в 1,1 раза. По сравнению с 1988 годом посевы увеличились в 2,4 раза к 2011 году. Площади под зерновыми культурами в первый исследуемый временной период изменились незначительно и к 2000 году составили 115,7 тыс. га, затем несколько увеличились и к 2011 году - составили 129,8 тыс. га. Общее увеличение по сравнению с 1988 годом составили 20,9 тыс. га.

Урожайность сельскохозяйственных культур за период с 1985 года по 2011 год приведена в приложении Б, таблица Б.1, причём, динамика урожайности показана как на орошаемых землях, так и богарных. Анализ показывает на широкий диапазон изменения величин урожайности в разрезе основных культур и устанавливает основную закономерность, заключающуюся в том, что орошаемые земли дают значительную прибавку урожайности по сравнению с богарными.

Кроме того, анализ данных показывает, что на орошаемых землях проектная урожайность сельскохозяйственных культур по зерновым была достигнута только в 1989 г., 1990 г. и 2011 году (98,7 %); по озимой пшенице - в 1989 и 1990 году; по овощам и картофелю - в 2009-2011 годах; по многолетним травам на зелёный корм - в 1985-1994 годах.

Динамика изменения урожайности отдельных сельскохозяйственных культур на орошаемых и богарных землях в Ростовской и Саратовской областях, Краснодарском крае и СПК «Мелиоратор» Ставропольского края приведена на рисунке 4.6.

Анализ данных показывает, что в общем урожайность значительно колеблется по регионам, например, урожайность овощей в СПК «Мелиоратор» составляет 188,2 ц/га, а в Саратовской области - 280 ц/га (в 1,5 раза больше); кукуруза на силос в СПК «Мелиоратор» и Краснодарском крае составляет по 450 ц/га, в Ростовской и Саратовской областях, соответственно 152,3 ц/га и 350 ц/га.

Динамика изменения основных видов производства сельскохозяйственной продукции на орошаемых землях Ростовской области за период с 1988 года по 2000 год, а также за 2009, 2010 и 2011 годы приведена в приложении Б, таблица Б.2.

За уровень сравнения был принят 1988 год, что дало возможность анализа изменения производства сельскохозяйственной продукции по годам. Валовый сбор озимой пшеницы резко менялся в разрезе рассматриваемого временного периода и возрос с 93,9 тыс. т до 165,6 тыс. т в 1992 году, затем производство уменьшилось до 80,1 тыс. т в 1995 году, в последующие два года резко возросло, а к 2000 году уменьшилось до 88,2 тыс. т. В 2010 году производство составило 239,4 тыс. т, а в 2011 году - только 80,8 тыс. т. Аналогичный анализ можно сделать по каждой культуре и определить в общем перспективу развития сельскохозяйственного производства в Ростовской области на ближайшую и отдалённую перспективу, направленную на значительное повышение урожайности сельскохозяйственных культур и увеличения производства продукции с орошаемых земель.

Изложены результаты информационно-аналитических и полевых исследований по вопросам рационального распределения оросительной воды, как по оросительным системам Ростовской области, так комплексным экспериментальным объектам № 1 и № 2 по реализации первого опыта общей методологии исследований по диссертационной работе.

Анализ по соответствующим изучаемым параметрам в диссертационной работе проводился по двум временным периодам: первый - начиная с выбранного года исследований до 2000 года авторами и, в том числе, автором диссертационной работы (Ольгаренко В.И., Ольгаренко Г.В., Ольгаренко И.В, Назаренко В.А. и др. [277], а также (Назаренко В.А. [278]), второй - с 2001 по 2012 годы - автором диссертационной работы. Все аналитические материалы, начиная по специальным разделам с

Похожие диссертации на Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах