«Совершенствование организации территории орошаемых агроландшафтов на основе системы автоматизированного землеустроительного проектирования (сазпр)» (на материалах Краснодарского края)
| Вид материала | Автореферат диссертации |
- Вопросы по дисциплине Системы автоматизированного проектирования в сервисе, 19.6kb.
- Доклад о результатах и основных направлениях деятельности, 184.92kb.
- Законодательное Собрание Краснодарского края, 238.6kb.
- На территории краснодарского края, 118.34kb.
- На территории краснодарского края, 116.34kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "системы автоматизированного проектирования электроустановок, 119.83kb.
- 1. Утвердить требования к разработке планов по предупреждению и ликвидации разливов, 669.82kb.
- Администрации краснодарского края постановление от 31 января 2006 г. N 53 о мерах, 969.47kb.
- Закон краснодарского края, 168.55kb.
- Методы автоматизированного проектирования системы прогнозирования землетрясений 05., 315.41kb.
1 2
На правах рукописи
Сошников Андрей Юрьевич
«Совершенствование организации территории орошаемых
агроландшафтов на основе системы автоматизированного
землеустроительного проектирования (САЗПР)»
(на материалах Краснодарского края)
Специальность 08.00.05 – «Экономика и управление народным хозяйством (землеустройство)»
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата экономических наук
Москва 2010
Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству» на кафедре землеустройства.
| Научный руководитель | кандидат экономических и сельскохозяйственных наук, доцент Папаскири Тимур Валикович |
| Официальные оппоненты: | доктор экономических наук, профессор, академик РАСХН Комов Николай Васильевич (Центр «Земля и недвижимость» Российской академии госслужбы при Президенте Российской Федерации) доктор экономических наук, профессор, Чешев Анатолий Степанович (ФГОУ ВПО «Ростовский Государственный строительный университет») |
| Ведущая организация | Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный проектно-изыскатель-ский институт земельно-кадастровых съёмок» (ФГУП «Госземкадастрсъемка» – ВИСХАГИ), г. Москва |
Защита состоится «16» декабря 2010 г. в 11 часов на заседании Диссертационного совета Д.220.025.02 при ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству» по адресу: 105064, г. Москва, ул. Казакова, д. 15, конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в научном зале библиотеки ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству».
Отзывы на автореферат просим присылать по адресу:105064, г. Москва, ул. Казакова, д. 15, ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству».
Автореферат диссертации разослан и размещен на сайте www.guz.ru «15» ноября 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат экономических наук, доцент М.М. Демидова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Особенности комплексного использования земельно-водных ресурсов обуславливает необходимый перечень мероприятий по организации территории, что характерно для специфики землеустройства в районах орошаемого земледелия.
Проведение комплекса землеустроительных мероприятий на агроландшафтной основе должно способствовать ликвидации последствий и предотвращению дальнейшего развития деградационных процессов, интенсификации использования земельно-водных ресурсов и повышению их рационального и эффективного использования.
Основное содержание организации территории в условиях адаптивно-ландшафтного земледелия на орошаемых землях должно обеспечить снижение отрицательного влияния производства на агроландшафт и поддержание экологически стабильного агроландшафта способного к самовоспроизводству.
Решение этих вопросов в современных условиях необходимо рассматривать на основе инновационных технологий: применения систем автоматизированного проектирования (САПР и САЗПР), геоинформационных систем (ГИС) и экспертных систем.
Необходимость и целесообразность применения автоматизированных систем проектирования обусловлено большим объемом информации для проведения землеустроительных работ. Однако, для орошаемых агроландшафтов подобные исследования были выполнены в недостаточных объемах и не позволяют оптимизировать организацию их территории.
Особую актуальность решения данной проблемы приобретают в Южном федеральном округе и в частности в Краснодарском крае.
Работа выполнена в соответствии с тематикой госбюджетных кафедральных НИР 2001–2010 гг.: «Разработка концепции и стратегия адаптивного землеустройства на основе информационных технологий»; «Концепция организации рационального использования и охраны земель, находящихся в федеральной собственности».
Состояние изученности проблемы. Теоретико-методологические основы использования и оценки орошаемых земель заложены трудами видных ученых, таких, как: Вальков В.Ф., Волков С.Н., Варламов А.А., Дегтярев И.В., Ермоленко В.П., Ерхов Н.С., Заплетин В.Я., Калганов А.В., Комов Н.В., Кузнецов В.В., Листопадов И.Н., Минаев И.В., Муратов Р.Ф., Ольгаренко В.И., Семочкин В.Н., Фисенко И.П., Чешев А.С., Шевченко П.Д., Щедрин В.П., Шуравилин А.В.
В настоящее время при проведении землеустройства внедряется в производство концепция его экологизации и адаптации к местным условиям, а предусматриваемые землеустроительные решения рассматриваются именно с этих позиций. Это нашло отражение в работах А. А. Варламова, С.Н. Волкова, В.В. Вершинина, Т.А. Емельяновой, А.А. Жученко, В.И. Кирюшина, Н.Г. Конокотина, В.В. Косинского, М.И. Лопырева, С.И. Носова и др.
В орошаемой зоне проекты землеустройства требуют комплексного подхода, который в перспективе будет определяться требованиями высоких технологий возделывания сельскохозяйственных культур.
В последние годы широкое распространение в практике землеустроительных работ получили системы автоматизированного землеустроительного проектирования (САЗПР). Длительное время эти вопросы в научном и методическом плане развивали С.Н. Волков, Е.Г. Ларченко, И.Ф. Полунин, М.В. Андриишин, А.А. Варламов, В.В. Вершинин,
В.Я. Заплетин, В.А. Кудрявцев, М.Д. Спектор, М.А. Сулин, Н.Г. Конокотин, В.К. Мизюрин, В.П. Подтележников, А.Е. Ашенбреннер, И.М. Стативка, Л.С. Твердовская,
Е.М. Чепурин, А.Н. Безгинов, Т.В. Папаскири, Г.П. Березенко, В.В. Пименов, В.В. Бугаевская, С.Г. Мирошниченко и другие ученые.
Несмотря на положительные результаты в исследовании данных вопросов и их практической реализации, они требуют более детального системного анализа. В землеустроительной литературе практически нет работ по комплексной научной проработке использования САЗПР при землеустройстве орошаемых земель. Это определило цели и задачи настоящего исследования.
Цель и задачи исследования. Основной целью исследования являлось совершенствование теоретических и методических положений организации территории орошаемых агроландшафтов и их рационального использования с применением компьютерных технологий и систем, элементов САПР и ГИС, в том числе встраиваемых систем САЗПР. Для осуществления поставленной цели решали следующие задачи:
– совершенствование методических положений организации и устройства территории севооборотов с использованием современных компьютерных технологий и систем на основе предлагаемой автором методики зонирования орошаемых агроландшафтов;
– разработка научно-методических положений применения компьютерных технологий и систем при решении вопросов зонирования орошаемых агроландшафтов, организации и устройства территории орошаемых угодий и севооборотов;
– обоснование автоматизации определения структуры посевных площадей сельскохозяйственных культур на агроландшафтной основе, системы орошаемых севооборотов и их размещения с учетом потенциала однородных массивов земель;
– совершенствование методических подходов информационного обеспечения для функционирования САПР и ГИС;
– разработка методов формирования землеустроительной САПР и создание программного обеспечения для функционирования элементов системы автоматизации организации территории орошаемых агроландшафтов;
– экономическое обоснование организации территории орошаемых агроландшафтов на основе применения САЗПР;
– определение экономической эффективности использования программного обеспечения для организации территории орошаемых агроландшафтов на основе разработанной нами САЗПР «Перспектива» и составленного с ее применением проекта внутрихозяйственного землеустройства сельскохозяйственной организации.
Методология и методика. Методологической основой исследования являлись законы Российской Федерации, указы президента РФ по аграрным, земельным и экономическим вопросам, постановления правительства, а также труды ведущих ученых. Основными методами исследований в работе явились: экономико-математический, экономико-статистический, монографический, расчетно-конструкторский, абстрактно-логический, балансовый, эмпирический, экспериментальный, метод экспертных оценок и графического проектирования на компьютере.
В процессе исследования применялись традиционные, комплексные и компьютерные технологии.
Экспериментальные исследования проводились в сельскохозяйственных организациях Краснодарского края, где при непосредственном участии автора разработаны проекты внутрихозяйственного землеустройства орошаемых территорий на агроландшафтной основе с использованием системы автоматизированного землеустроительного проектирования.
Источниками информации для проведения исследований послужили материалы государственных и сельскохозяйственных органов, статистические данные о развитии сельского хозяйства, проекты и схемы мелиорации земель и землеустройства, годовые отчеты и планы экономического развития районов отдельных хозяйств, рабочие проекты по осуществлению землеустроительных мероприятий на орошаемых землях, показатели внутрихозяйственной оценки орошаемых земель, а также результаты научных исследований.
В диссертации использованы материалы научных конференций и семинаров, труды отечественных и зарубежных ученых по теоретико-методологическим основам использования и оценки орошаемых земель, проблемам организации и устройства территории орошаемых агроландшафтов, охране земельных угодий, экономике и применению математических методов и систем автоматизированного землеустроительного проектирования.
Предмет и объект исследования. Предметом исследования являются закономерности при организации и устройстве территории орошаемых агроландшафтов с использованием компьютерных технологий в условиях Краснодарского края.
Объектом исследования являются орошаемые угодья сельскохозяйственных организаций (на примере Краснодарского края).
Научная новизна работы. На основе комплексного всестороннего изучения существующих методик зонирования, организации и устройства орошаемых территорий сельскохозяйственных организаций, схем мелиорации земель, землеустроительных проектов и систем автоматизированного землеустроительного проектирования были разработаны следующие научные положения:
– разработаны новые подходы к агроландшафтному зонированию орошаемых земель, обеспечивающие максимальную детализацию при обосновании выбора однородных массивов в процессе принятия проектных решений при организации и устройстве территории орошаемых севооборотов;
– определены основные качественные показатели внутрихозяйственной оценки мелиорируемых земель при обосновании способов, техники и технологии орошения для организации и устройства территории орошаемых агроландшафтов;
– усовершенствованы научно-методические положения организации и устройства территории орошаемых агроландшафтов на основе использования компьютерных технологий;
– разработаны подходы по формированию базы данных, составляющих информационное обеспечение организации орошаемых севооборотов и агроландшафтов;
– усовершенствована экономико-математическая модель организации территории орошаемых агроландшафтов;
– определены принципы формирования электронной базы данных элементов землеустроительного проектирования и подготовлено программное обеспечение при организации и устройстве территорий орошаемых угодий;
– разработана система автоматизированного землеустроительного проектирования «Перспектива» на основе использования ГИС технологий и дана оценка экономической эффективности ее применения и внедрения.
Основные положения, выносимые на защиту:
– теоретические и методологические положения агроландшафтного зонирования для организации и устройства территории орошаемых угодий и севооборотов на основе использования компьютерных технологий;
– научно-методические положения организации и устройства территории орошаемых угодий и севооборотов с учетом разработанных нами качественных показателей обоснования выбора способов, техники и технологии орошения с использованием САЗПР «Перспектива»;
– принципы формирования электронной базы данных, элементов землеустроительного проектирования (поля, рабочие участки, агроландшафтные контуры) при организации территорий орошаемых угодий;
– разработка и применение системы автоматизированного землеустроительного проектирования «Перспектива» на основе использования ГИС технологий, а также обоснование экономической эффективности ее применения и внедрения.
Практическая значимость работы. Выполненные исследования позволили усовершенствовать ранее разработанные нормативно-методические документы для организации и устройства территории орошаемых угодий и севооборотов на основе использования компьютерных технологий. При этом учитывалось разнообразие агроландшафтных условий, использовался цифровой картографический материал.
Предлагаемая система автоматизированного землеустроительного проектирования на основе эколого-ландшафтной организации территории позволяет более полно учитывать агроэкологический потенциал орошаемых земель и значительно сократить сроки землеустроительного проектирования, а также трудовые и материальные затраты.
Практическое значение имеют рекомендации по созданию информационной базы данных применительно к орошаемым агроландшафтам. Предлагаемые рекомендации по организации и устройству территорий орошаемых агроландшафтов с применением компьютерных технологий позволяет специалистам использовать эти программы для автоматизации землеустроительного проектирования, а также осуществлять их экономическое обоснование в автоматическом режиме на основе многовариантного подхода. Разработанная нами САЗПР «Перспектива» может быть использована организациями, занимающимися вопросами землеустройства.
Апробация работы. Результаты теоретических и методологических исследований неоднократно докладывались автором на научно-производственных конференциях: г. Москва, ГУЗ, (2006–2008 гг.); международной научной конференции в РУДН (2007 г.), при выполнении производственных работ в ООО научно-производственном аэрогеодезическом предприятии «Меридиан+» (2006 – 2008 гг.), а так же используются в учебном процессе при проведении семинарских и лекционных занятий по курсу «Земпроектирование». В 2007 г. на международной выставке «Золотая осень» на ВВЦ за разработанную САЗПР «Перспектива» получены две медали: золотая - в номинации «за инновационные разработки в области АПК» и серебрянная – в номинации «информационное обеспечение АПК». В 2008 году была зарегистрирована в отделе регистрации программ для ЭВМ, баз данных и топологий ИМС Федерального института промышленной собственности РОСПАТЕНТа под номером №2009612734. В 2009г. САЗПР «Перспектива» была внедрена в производство в южном филиале (г. Краснодар) ФГУП «Госземкадастрсъемка» - ВИСХАГИ, и также внедрена в учебный процесс факультета землеустройства Государственного университета по землеустройству, что подтверждается справками о внедрении.
По тематике исследований опубликовано 7 научных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и предложений, списка использованных источников. Содержание работы изложено на 175 страницах машинописного текста. Работа содержит 28 таблиц, 31 рисунок, 6 приложений. Список использованных источников включает 233 наименования, в том числе 13 иностранных.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы исследования, дается общая характеристика и степень ее изученности, раскрываются цели и задачи работы, излагается научная новизна, основные положения, выносимые автором на защиту, и их практическое значение, приводится апробация результатов исследования.
В первой главе «Теоретические основы организации орошаемых агроландшафтов с использованием компьютерных технологий и систем» рассмотрены концепции организации территории орошаемых агроландшафтов, приведены теоретические основы агроландшафтного зонирования, рассмотрены мероприятия при эколого-ландшафтной организации территории и методы использования компьютерных технологий и систем при организации территории орошаемых агроландшафтов.
Землеустройство на орошаемых территориях имеет определенную специфику и носит комплексный характер, который находится в неразрывной связи с рациональным использованием поливной техники, оросительной воды, других основных фондов, трудовых ресурсов и естественно-биологических условий соответствующих агроландшафтов.
В основе комплексной организации территории орошаемых агроландшафтов лежит научно обоснованный комплексный проект внутрихозяйственного землеустройства, без которого невозможно рационально организовать производство и территорию. Он ориентирован на максимальное удовлетворение экономических интересов землевладельцев и землепользователей и направлен на организацию рационального и высокоэффективного использования земель. Его разработка и реализация должны базироваться на методах инвестиционного анализа и бизнес-планирования.
Одним из важных элементов при проведении землеустройства сельскохозяйственных организаций на адаптивной основе по мнению автора должно стать агроландшафтное зонирование, которое включает в себя выделение агроэкологически однотипных территорий и участков хозяйства на макро-, мезо- и микроуровнях. Именно результаты такого зонирования территории сельскохозяйственных организаций позволяют определять пригодные под орошение массивы земель, используемые при организации и устройстве территории орошаемых агроландшафтов.
В практике землеустроительных работ получили распространение системы автоматизированного землеустроительного проектирования (САЗПР). Для функционирования САЗПР необходимо использовать информационное обеспечение адаптивно-ландшафтного земледелия и районирование агротехнологий. Федеральный уровень должен отражать, прежде всего, земельную, экономическую, экологическую, технологическую и техническую политику государства в агропромышленном комплексе страны. Информационное обеспечение земледелия на региональном уровне должно носить системный характер и ориентироваться на создание типовых региональных моделей адаптивно-ландшафтного земледелия, районированных по основным природно-сельскохозяйственным и агроэкологическим зонам, подзонам, провинциям и районам, выделяемым в пределах региона. Информационное обеспечение адаптивно-ландшафтных систем земледелия и адаптации агротехнологий на локальном уровне основано на региональных системах информационного обеспечения земледелия, адаптированных к местным условиям хозяйства и агроландшафта.
В типовой структуре программно-информационного обеспечения землеустроительной САПР, по нашему мнению, блок «Проектирование и экономическое обоснование землеустроительных решений» требует определенной детализации относительно внутрихозяйственного землеустройства в орошаемой зоне. Этот блок представлен более подробно на рисунке 1. Эта структура стала основой совершенствования научно-методических подходов к организации и устройству территории орошаемых угодий и севооборотов на основе использования компьютерных технологий, реализованных в разработанной нами САЗПР «Перспектива».
Во второй главе «Моделирование организации использования орошаемых агроландшафтов» дана природно-экономическая характеристика орошаемых земель Краснодарского края и их использование, приведены особенности совершенствования методики размещения и устройства территории орошаемых агроландшафтов. Для автоматизации процесса землеустроительного проектирования в орошаемой зоне на агроландшафтной основе разработана система автоматизированного проектирования САЗПР «Перспектива».
Для целей землеустройства орошаемых земель Краснодарского края необходимо учитывать: особенности природных условий, агроландшафтную неоднородность земельного фонда и типизацию агроландшафтов.
НЕТ
ДА
Рис. 1. Землеустроительное проектирование и агроэкологическое обоснование организации территории орошаемых агроландшафтов сельскохозяйственных организаций.
В зависимости от видов угодий орошаемых агроландшафтов особое внимание обращается на такие качественные показатели, как содержание гумуса, гранулометрический состав, рН, солонцеватость и засоленность, эродированность, переувлажненность и заболоченность, каменистость, крутизна и экспозиция склона, степень увлажнения отдельных массивов.
В аридных районах, характеризующихся показателем увлажнения менее 0,33, поливы проводят преимущественно поверхностным способом. Применение дождевания в этих районах ограничено значительными (до 30–40 % водоподачи) потерями воды на испарение и засолением.
Для решения вопроса размещения орошаемых севооборотов детально исследуется рельеф местности, экспозиция и уклон склонов, гранулометрический состав и водопроницаемость почв, уровень грунтовых вод и их минерализация. Выделяются массивы пригодные для дождевания и поверхностного полива.
Наиболее обоснованными для поверхностного орошения являются уклоны от 0,001 до 0,01. На массивах с уклонами менее 0,001 и более 0,01 эффективнее дождевание. Поверхностный полив на участках круче 0,01–0,03 ведет к ирригационной эрозии. Использованию поверхностного орошения препятствует развитый микрорельеф, неравномерность полива и ограниченность водных ресурсов. Дождевание рекомендуется на просадочных грунтах, маломощных почвах, при близком залегании грунтовых вод, на легких и сильноводопроницаемых почвах. Ветры со скоростью более 2–5 м/с препятствуют эффективному использованию дождевальных машин и агрегатов.
Орошение дождеванием особенно целесообразно в районах неустойчивого естественного увлажнения при поливах малыми нормами, а также при ограниченных водных ресурсах.
С целью дифференциации экологического состояния агроландшафтов, установления целесообразного использования земель проводится агроландшафтное зонирование территории по ее пригодности к различным способам орошения. Одновременно с этим формируются группы однородных массивов на эколого-ландшафтной основе.
Для формирования севооборотов в хозяйстве следует выделить экологически однородные по плодородию и технологическим свойствам земельные участки. При этом устанавливается дифференцированный подход к использованию каждого участка пашни с учетом геоморфологии склонов, микроклимата, гранулометрического состава почв, подверженности их деградационным процессам и другим факторам.
Дифференциация использования земель должна проводиться в рамках водосборов, т.е. по бассейновому принципу и по ландшафтным особенностям.
Агроландшафтное зонирование территории и все подготовительные работы, предшествующие ему (включая эколого-хозяйственную оценку территории), прорабатываются в природных (ландшафтных) границах местности с отражением в таблицах и на планово-картографическом материале, формализуемых в графической и семантической базах данных САЗПР «Перспектива».
При проведении зонирования территории сельскохозяйственных организаций и выборе способов орошения при выделении однородных массивов нами предлагается использовать комплекс показателей пригодности территории. Эти показатели учитывают такие факторы, как:
1. Уклон местности. При уклоне от 0 - 0,0005 до 0,002 применяются все способы орошения, в том числе орошение риса затоплением по чекам. На уклонах местности от 0,002 до 0,03 применяется поверхностный полив и некоторые типы дождевальных устройств (ДДА-100М, ДДА-100МА, ДДН-70, ДДН-100), а также внутрипочвенное и капельное орошение.
При уклонах 0,03 – 0,05 поверхностное орошение исключается, а применяются только отдельные типы дождевальных установок и капельное орошение. При уклонах более 0,05 – применяется преимущественно капельное орошение.
2. Уровень залегания грунтовых вод. При близком залегании грунтовых вод (до 2-х метров) применяется дождевание, капельное орошение и орошение риса (рисовые системы). На участках с глубиной залегания грунтовых вод 2–3 м, наряду с вышеперечисленными, используются и поверхностное орошение, но с обязательным применением дренажа. При глубине более 3 м применяются все способы орошения.
3. Минерализация грунтовых вод. При минерализации до 1,0–1,5 г/л по сухому остатку (неминерализованные грунтовые воды) применяются все способы орошения. При минерализации 1,5–3,0 г/л (слабоминерализованные) используется поверхностный полив (на легких почвах) и другие способы полива. При минерализации более 3,0 г/л применяется только дождевание и капельное орошение.
4. Совокупный почвенный балл (СПБ) как показатель качества земель берется из материалов внутрихозяйственной оценки земель.
5. Балл водно-физических свойств почв (плотность сложения, пористость почвы, влагоемкость, водопроницаемость), необходимый при оценке мелиоративных свойств почв. Этот показатель рекомендуется определять по предложенной нами формуле:
, (1)где БВФСП- балл водно-физических свойств почв;
Б1 – плотность сложения почвы, балл;
Б2 - пористость почвы, балл;
Б3 – влагоемкость почвы, балл;
Б4 – водопроницаемость почвы, балл.
Плотность сложения почвы (Б1) определяется следующим образом:
– за 100 баллов принимаются почвы с плотностью сложения 0,9 – 1,1 г/см3;
– за 75 баллов принимаются почвы с плотностью сложения 1,1 – 1,3 г/см3;
– за 50 баллов принимаются почвы с плотностью сложения 1,3 – 1,5 г/см3;
– за 25 баллов принимаются почвы с плотностью сложения более 1,5 г/см3 (не пригодные для орошения).
Пористость почвы (Б2) принимается по нижеследующей шкале: за 100 баллов принимаются почвы с пористостью 60% и более от объема почвы; за 75 баллов принимаются почвы с пористостью 50 – 60 % от объема почвы; за 50 баллов принимаются почвы с пористостью 50 - 40 % от объема почвы; за 25 баллов принимаются почвы с пористостью < 40% от объема почвы (не пригодные для орошения).
Влагоемкость почвы (Б3) подразделяется на: сильновлагоемкие (НВ1>35% от сухой массы, принимаются за 100 баллов); средневлагоемкие (35%>НВ>25%, принимаются за 75 баллов); влагоемкие (25%>НВ>15%, принимаются за 50 баллов); невлагоемкие (НВ<15%, принимаются за 25 баллов. Не используются для орошения).
По водопроницаемости почвы (Б4) подразделяются на: средневодопроницаемые (20см>КВ2>10см, принимаются за 100 баллов); водопроицаемость нижесредней (10см>КВ>5см, принимаются за 75 баллов); слабоводопроницаемые (КВ<5см, принимаются за 50 баллов. Мало пригодны для дождевания); с высокой (сильноводопроницаемые – КВ>20 см) и низкой практически водонепроницаемые КВ<1 см), принимаются за 25 баллов. Такие почвы не пригодны для поверхностного полива.
6. Степень засоления (солонцеватости) почв: незасоленные почвы до 0,25% по сухому остатку. На этих почвах применяются все способы орошения; слабозасоленные 0,25–0,5 % по сухому остатку. Применяются при поливах по бороздам и полосам, а также дождеванием (при использовании среднеструйных широкозахватных и дальнеструйных установок) и внутрипочвенном орошении; среднезасоленные почвы 0,5 – 1,0 % по сухому остатку. На этих почвах орошение без предварительной промывки полей не рекомендуется.
Потребность сельскохозяйственных культур в воде учитывается отдельно для расчета суммарного водопотребления и оросительной нормы.
а) Высокая потребность в воде: рис > 10 тыс.м3/га; люцерна 8 - 10 тыс.м3/га; – хлопчатник (для Средней Азии) 6–8 тыс. м3/га; сахарный тростник (для Средней Азии) > 12 тыс. м3/га; капуста >5 тыс. м3/га;
б) Средняя потребность в воде: кукуруза 5 - 6 тыс. м3/га; подсолнечник 5–6 тыс. м3/га; однолетние и многолетние (кроме люцерны) травы 5 - 7 тыс. м3/га; сахарная и кормовая свекла 5 тыс. м3/га;
в) Малая потребность в воде: зернобобовые (кроме кукурузы на зерно) 3,5–4,5 тыс.м3/га;
г) Не требовательные к воде – менее 3,5 тыс. м3/га.
Основные факторы (критерии), определяющие пригодность земель к различным способам орошения сведены в таблице 1.
При выделении агроландшафтных зон на основе адаптивного подхода к организации орошаемой территории были использованы четыре основных показателя: совокупный почвенный балл (СПБ – взят из материалов экономической оценки четвертого тура), балл; балл водно-физических свойств почв (БВФСП – определяется по формуле 1), балл; уровень залегания грунтовых вод (УГВ), м; уклон местности. Шкала этих показателей, применяемых для выделения агроландшафтных зон, приведена в таблице 2.
Предложенный механизм агроландшафтного зонирования основан на общепринятом природно-сельскохозяйственном районировании, агроэкологической типологии земель и позволяет выделять однородные массивы на микроуровне, в том числе и при внутрихозяйственном землеустройстве конкретных сельскохозяйственных организаций.
Проектирование водохозяйственных объектов проводят во взаимосвязи с размещением производственных объектов и элементами организации и устройства территории. Орошаемый участок должен находиться под командованием одного оросительного канала или распределительного трубопровода.
Таблица 1.
Основные факторы (критерии), определяющие пригодность земель к различным способам орошения
| Способы орошения | Уклон местности | Уровень залегания грунтовых вод, м | Предельная степень минерализации грунтовых вод | Предельная степень засоленния и солон-цеватость почв |
| Поверхностный: | | | | |
| - затопление | 0-0,002 | До 2 | Неминерализованные | Не засоленные |
| - по полосам | 0,0005-0,02 | > 2 | Неминерализованные и слабоминерализованные | Слабозасоленные |
| - по бороздам | 0-0,03 | > 3 | Среднеминерализованные | Слабозасоленные |
| Дождевание | | | | |
| - короткоструйные установки (ДДА-100м, ДДА-100МА) | 0-0,008 | > 1 | Неминерализованные | Не засоленные |
| - среднеструйные установки (комплект оборудования) | 0-0,02 | > 1 | Неминерализованные | Не засоленные |
| - среднеструйные широкозахватные установки | До 0,03-0,05 | > 2 | Слабоминерализованные | Слабозасоленные |
| - дальнеструйные установки (ДДН-70, ДДН-100) | До 0,01 | > 2 | Слабоминерализованные | Слабозасоленные |
| Внутрипочвенное | До 0,05 | > 2 | Среднеминерализованные | Незасоленные |
| Капельный | До 0,1 | > 1 | Среднеминерализованные | Не засоленные |
Таблица 2
Шкала основных показателей, используемых при выделении агроландшафтных зон,
на основе адаптивного подхода к организации орошаемой территории
| СПБ, балл | БВФСП, балл | УГВ, м | Уклон местности |
| 80-100 | 80-100 | >5 | <0,005 |
| 70-80 | 60-80 | 3-5 | 0,005-0,01 |
| 60-70 | 50-60 | 2-3 | 0,01-0,04 |
| 40-60 | 25-50 | 1-2 | 0,04-0,1 |
| <40 | <25 | <1 | >0,1 |
В лесостепной зоне Краснодарского края со сложным рельефом необходимо проводить: залужение сильноэродированной пашни; ремонт существующих и закладку новых защитных лесных насаждений; строительство малых оросительных систем, как правило, на местном стоке; террасирование склонов; систему организационно-хозяйственных, агротехнических и других противоэрозионных мероприятий, нормированный выпас скота.
Основная задача организации орошаемых агроландшафтов – создать условия эффективного производства, снижение затрат на создание оросительной сети, предотвратить деградацию почв и снизить сокращение площади пашни.
В степной зоне края намечают следующие мероприятия: создание системы полезащитных лесных насаждений; мелиорацию засоленных земель; орошение земель; планировку поверхности полей; строительство полевых дорог и других объектов инженерного оборудования территории.
В процессе землеустройства из всех объектов необходимо выбрать такие, которые принесут хозяйству наибольший эффект при строгом соблюдении природоохранных требований.
По нашему мнению, первичными должны быть участки пашни, выделенные только по природным признакам с одинаковыми характеристиками. Внутри этих участков в соответствии с производственным процессом следует выделять временные участки, позволяющие учитывать особенности конкретной технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
Методический подход к устройству территории в орошаемой зоне должен быть и ландшафтным, и экологическим. Эколого-ландшафтная сущность устройства территории севооборотов состоит в проектировании экологически равновесной и устойчивой агросреды для хозяйственной деятельности человека.
На основе вышеуказанных показателей, проводится деление территории предприятия по участкам, пригодным для возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях.
Для этого была использована, модель оптимизации структуры посевных площадей, дополненая нами блоком орошения. Расчёты производились с использованием пакета программ в среде MS Excel. Модель организации орошаемых угодий и севооборотов представляет собой блочную систему.
В качестве примера для проверки модели была выбрана сельскохозяйственная организация АО «Прогресс» Краснодарского края. Объектом оптимизации является система севооборотов АО «Прогресс». В качестве критерия оптимизации принят показатель - максимум чистого дохода. Для решения поставленных задач с использованием экономико-математической модели, вышеуказанные блоки объединялись в следующую структуру: почвенно-севооборотный, кормовой блок; блок эффективности применения агрокомплексов; блок прогнозирования продуктивности орошаемых агроландшафтов; блок орошения; блок выполнения производственной программы (связующий блок).
По решению задачи получены следующие результаты: стоимость валовой продукции растениеводства составила по традиционному методу 47,5 млн. руб., а по проекту оптимизации – 56,0 млн.руб. При этом прибавка стоимости валовой продукции составила 8,5 млн.руб., что свидетельствует об эффективности проектных решений при их оптимизации.
В третьей главе «Эколого-экономическое обоснование организации орошаемых агроландшафтов средствами системы автоматизированного землеустроительного проектирования (САЗПР)» показана организация территории орошаемых агроландшафтов и приводятся условия формирования информационного обеспечения (базы данных) для землеустроительного проектирования в автоматизированном режиме, усовершенствована модель оптимизации структуры орошаемых агроландшафтов, дано экономическое обоснование внедрения в практику землеустроительного проектирования, разработанной нами САЗПР «Перспектива».
Для организации территории орошаемых агроландшафтов автором предлагается следующая технология разработки комплексного проекта внутрихозяйственного землеустройства, включающая четыре основных этапа:
1. Этап 1 – проведение комплексного анализа существующей организации территории и имеющихся материалов, связанных с ее обустройством (планово-картографическая основа; проекты землеустройства прошлых лет; материалы почвенного, геоботанического, мелиоративного и др. обследований территории; экономический паспорт сельскохозяйственной организации). На основании анализа и обобщения полученной информации проводится эколого-хозяйственная оценка территории.
2. Этап 2 – зонирование территории по природно-хозяйственным признакам с выделением однородных массивов, используемых для различных целей сельскохозяйственного производства (орошаемое и богарное земледелие, а также выявление малопригодных и непригодных участков).
3. Этап 3 –разработка проекта внутрихозяйственного землеустройства с учетом особенностей орошаемой зоны (организация и устройство орошаемых агроландшафтов).
4. Этап 4 – Экономическое обоснование проекта организации и устройство орошаемых агроландшафтов на основе инвестиционного подхода.
В качестве примера, с учетом вышеуказанных требований было проведено агроландшафтное зонирование территории с учетом адаптивного подхода АО «Прогресс» на основе применения САЗПР «Перспектива», которая позволила выделить однородные массивы и дифференцировать их для сельскохозяйственного использования в зависимости от различных способов полива (дождевание, поверхностный полив и др.).
Проведенный автором анализ выявил различия почвенных характеристик, гидрогеологических, рельефных условий и других эколого-мелиоративных факторов, влияющих на выделение агроландшафтных зон, по разработанным выше критериям, и в целом на организацию орошаемых агроландшафтов. В алгоритм программного обеспечения были введены данные условия, которые позволили в автоматическом режиме выделить 12 агроландшафтных зон на основе адаптивного подхода к организации территории, в том числе и орошаемой (табл.3).
Таблица 3
Результаты агроландшафтного зонирования территории АО «Прогресс»
с использованием САЗПР «Перспектива»
| Номер зоны | Совокупный почвенный балл (СПБ) | Балл водно-физических свойств почв (БВФСП) | Уровень залегания грунтовых вод (УГВ), м | Уклон | Рекомендации к использованию при выращивании с.х. культур |
| 1 | 80–100 | 60 – 80 | >5 | до 0,005. | применимы все способы орошения |
| 2 | 70-80 | 70-80 | >5 | до 0,005. | |
| 3 | 70-80 | 60 – 80 | 3-5 | до 0,005. | |
| 4 | 70-80 | 60 – 80 | 3-5 | 0,005-0,01. | |
| 5 | 60-70 | 50-60 | >2-3 | до 0,005. | |
| 6 | 60-70 | 50-60 | >2-3 | 0,005-0,01. | |
| 7 | 40-60 | 25-50 | >2-3 | до 0,005. | |
| 8 | 40-60 | 25-50 | >2-3 | 0,005-0,01. | |
| 9 | 40-60 | 25-50 | >1-2 | 0,005-0,01. | дождевание и капельное орошение |
| 10 | 40-60 | 25-50 | >1-2 | до 0,005. | |
| 11 | 40-60 | 25-50 | >1-2 | 0,01-0,04. | |
| 12 | 40-60 | – 25-50 | <1 | 0,005-0,01. | капельное орошение |
Для зон 1-8 применимы все способы орошения; для зон 9-11 – дождевание и капельное орошение, для 12-й зоны – только капельное орошение.
Карта агроландшафтного зонирования территории АО «Прогресс», выполненна в САЗПР «Перспектива». При этом использовались ГИС- технологии, то есть данная карта была получена путем интегрирования различных тематических карт на территорию АО.
В результате проведения микрозонирования были выделены однородные массивы по пригодности к различным способам орошения. На основании этого была проведена организация территории АО «Прогресс». Данная САЗПР позволила осуществлять проектирование на многовариантной основе, изменяя требования к проектным решениям, с обоснованием для каждого из них.
В результате этого, на территории хозяйства были сформированы устойчивые агроландшафты, с проектным снижением поверхностного стока на 25 % за счет перераспределения структуры угодий и посевных площадей, что обеспечивает существенное увеличение подземного стока, а следовательно, улучшение водного режима почв и качества земель в целом. В связи с этим, проектная урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность животноводства в модельном хозяйстве, согласно расчетов, увеличились на 10-20%. Одновременно значительно уменьшились проектные затраты на выращивание и уборку сельскохозяйственных культур (на единицу продукции), определяемые на основе зональных нормативов. Из рассмотренных четырех вариантов нами был отобран один (рис.3), который сопоставлялся с существующей организацией территории.
Рис. 3. Проект организации угодий и севооборотов АО «Прогресс»
Краснодарского края, выполненный в САЗПР «Перспектива»
При разработке САЗПР требуется большое количество информации о проектируемом объекте, которую собирают различными способами на протяжении всего процесса проектирования. Происходит накопление информации, которую необходимо постоянно обновлять и поддерживать. Характеристики, по которым предполагается построить слои землеустроительной ГИС, определяются следующими группами показателей: характеристики почв и рельефа; водного режима; мелиоративных условий; экономико-хозяйственными данными; экологическими и другими.
На основе базы данных и электронных карт сельскохозяйственных организаций, САЗПР «Перспектива» позволяет оптимизировать структуру не только орошаемых агроландшафтов в целом, но и структуру посевных площадей и севооборотов.
Совершенствование внутрихозяйственной организации территории необходимо свести к разработке модели землепользования, обеспечивающей получение не только необходимого объема продукции при минимальных затратах на ее производство, но и сохранение экологического равновесия. Для этого была разработана блочная оптимизационная модель организации использования пашни, непосредственно привязанная к территории с дифференциацией земель по природным признакам. Из-за большого объема используемой информации, вариантности расчетов, необходимо использовать компьютерные технологии и САЗПР. Разработанная САЗПР «Перспектива», позволяет реализовать следующие функции, представленные на рисунке 4.
Рис.4. Функциональная архитектура САЗПР
Общая схема, разработанной САЗПР «Перспектива», представлена на рис.5.
Все процессы проектирования приведены в четкой, логически выдержанной блочной структуре.
В блок «Зонирование территории с учетом ограничений и обременений в использовании» входят такие мероприятия, как: эколого-ландшафтное зонирование; противоэрозионное зонирование; агроландшафтное зонирование.
Блок «Выделения однородных массивов». В хозяйстве однородные массивы выделяются по: рельефу местности с учетом крутизны, длины и экспозиции склонов; качественному состоянию почв и их плодородию (бонитету); технологическим показателям (каменистость, контурность, закустаренность и задернованность); уровню залегания грунтовых вод и степени их минерализации; мелиоративным показателям (водно-физические характеристики почв, засоленность и осолонцевание почв).
В блок «Выбор технологии, техники и способов орошения» входят следующие элементы: обоснование техники полива; технологические схемы полива (продольная, поперечная схема полива); способы орошения (поверхностный полив и дождевание); выбор дождевальной техники.
