Основным направлениями экономического и социального развития республики является интенсификация сельскохозяйственного производства. Мощным средством интенсификации сельскохозяйственного производства в условиях его специализации является орошение. В зонах недостаточного увлажнения (особенно характерно горной местности) орошение один из решающих факторов выращивания высоких и устойчивых урожаев с/х культур.
Цель исследования. Целью исследование является разработки новых технических решений и внедрения автоматизированных систем малоинтенсивного орошения с/х культур отвечающим требованиям экологии и охраны окружающей среды их обитания, позволяющей улучшить экологическое состояние орошаемых земель, снизить расход воды на единицу продукцию и увеличить урожайность тех или иных культур на орошаемом поле.
Задачи исследования: изучения возможностей определения факторов ( в.т.ч и агромелиоративных), прямо воздействующим на увлечение урожайности культур и повышение продуктивности каждого гектара пашни и с/х угодий при минимальных затратах труда и средств, при применение автоматизации процесса орошения обеспечивающей решения комплекс прикладных задач.
С этой целью нами разработан и внедрен в производству конструкции систем автоматизированного управления систем малоинтенсивного орошения на базе микродождевателя автоколебательного действия, успешно прошедшей ресурсные испытание, апробированное на выделочных почвах под фруктовым садом, в Губа-Хачмасской зоне на предгорье Шахдаг находящихся над уровне на высоте море 450÷600 метров с уклоном местности 0,02.
Методика исследования. Целью решения комплекса задач – по фактическим замерам запасов влаги во времени Т, сут. за определенный период τ, индивидуально на каждом поле найти функциональную зависимость Wfτ (T), по которой определить ожидаемые запасы влаги в почве и возможные виды и режим орошения.
При инструментальных замерах параметров, необходимо принимать во внимание на имеющийся разброс измеренных значений [3].
Значение параметра, которое можно принимать за фактическое с вероятностью 0,8 определяется количеством повторов замеров, определяемых по формуле:
, (1)
где n 0,8(ТР) – количество, повторов измерений, отвечающих вероятности 0,8; m 0,8(ТР) – погрешность измерений (мм); sb – стандартная ошибка измерений, % b(HB); W(HB) – запасы влаги, мм при влажности b(HB) в контрольном слое h(a), м.
1. Измерение исходной (стартовой) влажности почвы и расчет исходных запасов влаги W0 в почве
1.1. Общее описание задачи
Исходные запасы влаги W0 в активном слое почвы определяются по формуле (2).
мм, (2)
где h(a) – активный слой почвы, м (принимается, что активный слой почвы делится на слои 0,20–0,30 м); γ – средняя для слоя плотность почвы, т/м3; запись в коде программы – гамма_ ср; βτ – влажность почвы на участке поля в % к массе сухой; запись в коде программы почвы на рассматриваемый момент – (Вета_tau) (см. рис. 1)
При автоматизированном определении стартовых запасов влаги в почве исходят из того, что значение βτ (Вета_tau) определяется измерителем влажности, установленном на балансном участке поля по n0,8(ТР) замерам (запись в коде программы n_0,8 Ех).
Измеренные значения параметра автоматически записываются в файл Банка данных DataPar.dbf по N_code элемента, к которому относится параметр (см.специальный раздел «Информационное обеспечение») [3.4].
Для конкретизации условий расчета значения необходимых условно-переменных величин записываются в задание на решение задач (см.ZADANIE_3 в информационном обеспечении).
Определив значение стартовой (исходной) влажности почвы, программно определяется дефицит запасов влаги и необходимые нормы полива.
Результаты решения задачи записываются в выходной документ DOC_3 и выводятся в виде диаграммы (рис. 2)
Формирование ключа для поиска N_code (см.инструкцию оператору)
2. Описание алгоритма в соответствии с заданием по определению влажности почвы и запасов влаги на участке поля орошение (см.раздел информационное обеспечение «ЗАДАНИЕ_3).
2.1. Поиск значений из базы данных (из раздела «Информационное обеспечение):
– значения параметров автоматически читаются из файла DataPar.dbf по N_code элемента, к которому относится параметр;
– значение N_code элемента читается из файла ELEM.dbf по ключу: SL_SYST + SSYST + SL_MODYLE + SL_GROUP + SL_VID + SL_ TYPE.
Рис. 1. Динамика состояние влажности почвы за цикл работы системы
Рис. 2. Значение стартовой (исходной) влажности почвы
Рис. 3. Динамика измерения дефицита запаса влаги и влажности при наименьшем водопотреблении в процессе орошение
а) Из файла SL_SYST.dbf выбрать систему к которой относится параметр элемента.
б) Из файла SL_SSYST.dbf выбрать подсистему.
в) Из файла + SL_MODYLE .dbf – модуль.
г) Из файла SL_GROUP.dbf – группу, к которой относится элемент измеряемого параметра.
д) Из файла SL_VID.dbf – вид элемента измеряемого параметра.
е) Из файла SL_ TYPE.dbf – тип элемента измеряемого параметра.
ж) NAME – имя элемента вводится с клавиатуры; если элементов, определяемых по сцепке несколько (см.ZADANIE_3, запись 4), то каждому из них присваивается позиционный номер.
Номер элемента добавляется к имени через разделитель[_]-(NAME_1>)/
По сформированной сцепке находится TLS_X.dbf N_code.
2.2. Из DataPar.dbf по N_code +Zdate и имени параметр <PARAM> отмеченного в ZADANIE_3 (+) программно находится его значение ZNACH для каждого поля.
Найденные значения параметров – влажность на заданную дату BETA_tau или запасов влаги на заданную дату W(tau) по каждому участку поля записываются в выходной документ DOC.3 см. макеты выходных документов “Запас влаги по полям орошения”
После определения влажности BETA_tau или запаса влаги в почве W(tau) определяется дефицит влажности или запаса влаги в почве.
2.3. Определение дефицита влажности и запасов влаги в почве на участке поля:
а) Если по ZADANIE_3 определяется влажность BETA_tau и из
DataPar.dbf найдено ее значение, то дефицит влажности относительно влажности наименьшего водопотребления BETA_(HB) равен: [2, 4,6]
dBETA_HB = BETA_(HB) – BETA_tau, (3)
где BETA_(HB) – из SF_Plot.dbf и ConSoil.dbf; BETA_tau – из 2.2.
Полученные значения дефицита влажности автоматически записываются в выходной докумнт DOC.3
б) Если по ZADANIE_3 определяется запас влаги в почве W(tau) и из DataPar.dbf найдено его значение, то дефицит влажности запаса влаги при наименьшей влагоемкости dW(HB) равен
dW(HB) = W(tau) – W(HB), (4)
где W(HB) – из SF_Plot.dbf и ConSoil.dbf; W_tau – из 2.2
2.4. После определения данных по каждому из заданных участков поля определяется:
а) среднее значение влажности BETA_AV и запасов влаги в почве W_AV в целом по полю:
BETA_AV =1/n Σ(BETA_tau)I, (5)
где n – количество балансных участков, принимающих участие в расчете – из ZADANIE_3, запись 4; (BETA_tau)i – влажность почвы относительно сухого грунта из 3.2.1 для каждого участка.
б) если определялись (W_tau), то среднее значение запаса влаги в почве всего поля
dBETA_AV =1/n* Σ (dBETA_tau)I (6)
г) среднее значение дефицита запаса влаги в почве поля:
dW_AV =1/n Σ(dW_AW)I. (7)
Вычисленные значения в п. 3.2.3 а, б, в, г автоматически записываются в строку < В среднем по полю .......>.
д) Определенные в графах 4,5 и 6 DOC.3 значения параметров отображаются столбиковой диаграммой «Запас влаги по полю орошения».
е) После просмотра документа DOC.3 выводится запрос <Будете решать задачу для других полей хозяйства на эту дату>. <Да>, <Нет>. При вводе <Да>, выводится сообщение <Введите имя поля и хозяйства в ZADANIE_3> и выводится на экран ZADANIE для ввода данных.
2.5. Если в базе данных значение параметров, заданные в ЗADANIE_3 отсутствуют, то выводится сообщение <Значение указанных в ZADANIE параметров в базе отсутствуют.
Будете измерять данные параметры ?. <Да>, <Нет>. Если <Да>, то перейти к п. 2.1.
Если <Нет>, то решение задачи окончено и выход в МЕНЮ.
2.6. Перед началом измерений определяется количество измерений на каждом участке обеспечивающее вероятность полученного значения не менее 0,8 при минимальных затратах труда на измерение n_0,8Ex:
n_0,8Ex: = 1,64*0,001(SIG_B)* *(W(HB)/10 *h) **2)) +2,27 (8)
где SIG_B – задаваемая величина стандартной ошибки в % ; BETA(HB) – из ZADANIE_3;
– W(HB) – запас влаги в почве, в мм при влажности BETA(HB) из SF_Plot.dbf;
– h – глубина слоя почвы (мм), в которой должно проводиться измерение.
2.7. Выполнить n_0,8Ex измерений по заданному параметр ZADANIE_3, строка 2 на каждом участке и записать данные в DataPar.dbf по N_code, Zdate, Ztime.
2.8. Вычислить среднее значение из выполненных измерений :
Для этого необходимо (сделать выборку из DataPar.dbf по N_code +Zdate.
Средний запас влаги в почве W_AV равен:
W_AV =1/n_0,8Ex* Σ (W_0,8Ex)i (мм), (9)
где W_0,8Ex – значение запаса влаги по каждому измерению, выбранному в п. 2.7
(Если измерялась влажность почвы BETA_0,8Ex, то среднее значение влажности BETA_AV равно:
BETA_AV = =1/n_0,8 Ex* Σ (BETA_0,8 Ex)i (%), (10)
где BETA_0,8 Ex – значение влажности почвы по каждому измерению вычисленным значениям присвоить:
а) W_AV: =W(tau);
б) ВЕTA_AV: = BETA_tau
и записать в выходной документ DOC.3 как в 2.1 и далее как 2.2; 2.3.
2.9.Заполненный документ DOC.3 записывается в папку для отправки по каналам Internet.
Заключение
Для решения комплекса прикладных агромелиоративных задач по предложенной методике разработана и внедрена в производство система малоинтенсивного орошения на базе микродождевателя автоколебательного действия с автоматизированным управлением, прошедшая ресурсные испытания, апробированная на серокоричневых почвах под фруктовым садом, рекомендованная для условий горного земледелия в Азербайджане.