Введение к работе
Актуальность темы. В "Основних направлениях экономического и социального развития СССР на I986-I9S0 года и на период дс 2000 года", принятых на ХХУП съезда КПСС, поставлена задача бережкого отношения к окружающей среда, защити почв от эрозии, j-.---... работки рекомендаций по рациональному использованию природных ресурсов. В области защита почв от эрозии предусматривается "... развивать основи рационального использогл:,-п и охраны почв...", что заключается прежде всего в разрайспг ручных основ прогнозирования эрозии и проектирования противоэрозиошшх мероприятий.
В Узбекской ССР довольно большие площади посевов хлопчатника подвержены ирригационной эрозии (более 660 тыс.га). Такие земли в огромном количестве находятся такжз в Киргизской и Таджикской ССР. Урожай хлопка-сырца на этих землях в зависимости от степени эродированноета составляет в среднем на 15-40 ндяэ, чем на почвах, не подверженных эрозии. Поэтому разработка мероприятий по защите почв от эрозии и повышению их плодородия приобретает исключительно актуальный смысл. В то же время разработка и совершенствование мероприятий, направленных на защиту поча от ирригационной эрозии в хлопкосеющих районах, имеет большое социальное и экономическое значение.
Следует отметить, что разработка и совершенствование приемов защиты почв от эрозии долнны базироваться на научно-обоснованном знании как причин ирригационной эрозии, так а закономерностей протзкания самого процесса. Хотя к вопросил ирригационной эрозии обращались многие ученые, однако математическим моделированием, позволяющим познать процесс, и на основе этого разработать меры борьбы с ирригационной орозией в условиях Среднзй Азии, никто не занимался. В таком плане совершенствование одного из методов познания явлений природы - математического метода моделирования - может позволить во многом расширить глубяну познания ирригационной эрозии почв, а такке улучшить проектирование почвозащитных мероприятий.
Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы заключается в исследовании вопросов математического моделирования прогноза податливости почв ирригационной эрозии, и на основа этого в разработке методов определения оптимальных параметрів противоэрозиошшх мероприятий (ПЗМ). 3 соответствии с поставлен-
-. 4 -
кой целью решались следующие задачи:
анализ известных методов прогнозирования процессов водной и ирригационной эрозии почв;
систематизация факторов, влияющих на процесс ирригационной эрозии, и установление» меры их информационной латдости;
разработка математической модели прогнозирования ирригационной эрозии почв;
создание методики определения оптимальных параметров ПЭМ;
оптимизация основных управляющих противоэрозиошшх параметров;
исследование вопросов, связанных с практическим применением разработанных математических моделей прогнозирования податливости почв ирригационной эрозии;
внедрение в практику сельского хозяйства теоретически обоснованных управляющих воздействий.
Объект» иоследопаний. В соответствии с программой в 1982-1987 г.г. лабораторно-стационарные и полевые опыты проводились на староорошаемых типичных сероземах, подверженных ирригационной эрозии на Центральной экспериментальной базе (ЦЭБ) СоюзШХИ.
Вегетационные и полевые опыты, осуществлялись по методике СоюзІШИ с учетом ряда специфических особенностей проведения их на склонах. В диссертационной работе использованы методы математического моделирования, в частности методы корреляционно-регрессионного анализа, группового учета аргументов (1:11), теории оп-тималышх систем, случайного поиска, а такке алгоритмы распознал* лил образов, основанные на вычислении оценок.
Теоретический вклад и научная новизна. Разработаны методы прогнозирования ирригационной эрозии почв и определения опткмаль-них параметров мелиоративных ПЭМ, основание на системном анализе и методах математического моделирования. Предложенные метода дают возможность прогнозировать и определять оптимальные значена параметров мелиоративных ПЭМ на различных крутизнах местности, при различных размерах струи поливкой воды, а также с учетом фор< мы и глубины борозди.
Определены меры информационной важности признаков процессов ирригационной эрозии почв. Данные разработки позволяют корректировать ряд параметров противоэрозионных мелиоративных прпеыол, рекомендованных ранее.
Практическая ценность. Результати расчзтоа разработанных математических моцелей прогнозирования я определения оптимальних плраметроз ПЭ.Мдля всевозможных значений факторов служат а качестве нормативних рекомендаций для паучник исследований, проектировщиков и производственников.
Данные разработки способствуют увеличению производства хлопка при рациональном использовании производственных, трудовых, финансовых и других реоурсов, обеспечению охраны окружающей среди.
Реализация результатов наследований. Результаты исследований апробированы в условиях ЦЭБ "СоюзШ&Г Орджоннкидзевского района Ташкентской области.
Годовой экономический эффект от внедрения в расчете на I га составил 179 руб., без учета сохранения плодородия почв и охраны окружающей среды. Акт внедрения приводится в приложении к диссертационной работе.
Апробация работы. Полевые и лабораторные опыты ежегодно апробировались- специальными комиссиями СоюзНИХИ, признаны методически выдержанными и оценены.на "хорошо", и "отлично".
Основные положения диссертационного исследогания докладывались и обсуадалиоь на: Всесоюзном координационном совещании по теге: "Прогрєммирование урожаев сельскохозяйственных культур" (Ташкент, IS83); IX республиканской школе молодых ученых и специалистов по АСУ (Ташкент, 1984); Всесоюзном съезде почвоведов (Ташкент, IS85); конференции молодых ученых УзШО "Кибернетика" АН УзССР, посвященной 70-летию Великого Октября (Ташкент, 1987); научных семинарах лабораторий "Управление урожаем" ИК о ВЦ УзНПО "Кибернетика" и "Борьба с эрозией почв" НПО "Союзхло-пок" (Ташкент, I984-I9S7).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы освещено з 10. статьях.
СодеоэЕяние и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, рексмендадрш производству и выводов. Изложена на 171 страница машинописного текста. Содержит список использованной литературы из 116 наименований, 29 таблиц а тексте и 9 в приложении, 13 рисунков.
3 ггапзой главе приведен краткий обзор литературных источников по вопросам изучения процесса (водной) ирригационной эоозия как в нааей стране, так и га рубеясм.
Во ргорой главе описаны объект п методика проведения исследования. Кратко охарактеризованы географическое положение, геоморфология и почвообраэующие пород», ирригационко-хозлйственные условия, климат и почвы исследуемого объекта.
!і2Кя_гл?ва посвящена экспериментальным и теоретическим методам прогнозирования ирригационной эрозии почв на склоновых землях, определяется податливость почв ирригационной эрозии в лотке в зависимости от крутизны местности и размера отруи воды. Изучено влияние формы'и глубины борозды, уклона и размера струи на время дсбеганил, скорость поливной струи воды, потери жидкого и твердого стока. Приведена постановка задачи моделирования процессов ирригационной эрозии методом системного анализа. Разработаны статистические методы построения математических моделей ирригационной эрозии, в частности, методы корреляционно-регрессионного анализа и группового учета аргументов(МІУЛ). Рассматриваются вопросы, связанные с применением случайного поиска для определен ния оптимальных параметров ІШ.
В четвертой главе представлены разработанные математические модели прогнозирования ирригационной эрозии почв И определены оптимальные значения параметров противоэрозионных борозд,
Установлены меры информативности факторов процесса ирригационной эрозии почв. Разработаны математические модели смыва почв в зависимости от уклона и размера отруи води при обычной (прямой) борозде.
Разработаны математичеокие модели смыва почв в зависимости от формы и глубины борозды. Определены оптимальные значения параметров ПЭМ.
В пятой главе излагается практическая реализация рекомендаций результатов математической модели в лабораторно-отационарных и полевых опытах, Проведенных на ЦЭБ СоюзНИХИ.
