Естественная тепловлагообеспеченность - основа рационализации водопользования на агроландшафтах Омского Прииртышья
Автор: Маджугина Анастасия Александровна
Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau
Рубрика: Науки о земле
Статья в выпуске: 3 (15), 2014 года.
Бесплатный доступ
На основании анализа взаимосвязи теплоэнергетических и водных ресурсов установлено, что получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур предусматривает не только использование прогрессивных технологий их возделывания, но и оптимизацию водно-воздушного режима корнеобитаемого слоя почвы при применении научно обоснованных и экологически-безопасных оросительных норм.
Влагообеспеченность, ресурсы, урожай, технология, оптимизация, оросительная норма
Короткий адрес: https://sciup.org/142198998
IDR: 142198998
Текст научной статьи Естественная тепловлагообеспеченность - основа рационализации водопользования на агроландшафтах Омского Прииртышья
При решении проблемы рационального водопользования для лесостепной зоны Омского Прииртышья, наряду с повышением продуктивности агроландшафтов, поставлена задача создания и использования современных информационных технологий управления производственными циклами земледелия с применением оросительных мелиораций. Для оценки природной теп-ловлагообеспеченности, освоенной для сельскохозяйственного производства территории лесостепной зоны Омского Прииртышья, была сформирована база исходных данных [1, 2]:
– физико-географические характеристики территории, гидрологические, гидрогеологические и другие природные условия;
– научный и практический опыт в области рационализации водопользования на агроландшафтах лесостепной зоны Омского Прииртышья;
– метеорологические характеристики (по репрезентативным метеостанциям Колосов-ка, Черлак, Исилькуль, Тюкалинск, Омск за 38-летний (1971–2007) ретроспективный период), включающие средние декадные и среднемесячную температуру воздуха, скорость ветра, сумму декадных и месячных атмосферных осадков;
– сведения об агрогидрологических свойствах почвы для зоны аэрации и ее фактической влажности.
Результаты и их обсуждение
По сформированной базе данных расчетами установлены параметры природной тепло-влагообеспеченности территории для месячных и декадных интервалов времени. Определяли тепловлагообеспеченность по коэффициенту природного увлажнения K у согласно методике [3] по зависимости
Ку = (W, + Kx)/E0, (1)
где Κ – коэффициент увлажнения за период t a > 5ºС;
W – активные влагозапасы в метровом слое почвы на начало расчетного периода (дата перехода температуры воздуха через +5ºС);
Κ – атмосферные осадки за расчетный интервал времени, мм; x
E 0 – испаряемость (максимально возможное испарение) за тот же расчетный период, мм.
Испаряемость определена по районированному гидролого-климатическому методу профессора В.С. Мезенцева по зависимостям [4]:
E = A - " t '0 + 1,5 • d , 0 1000 d 0,75
г
где E 0 – испаряемость (максимально возможное испарение) за расчетный период, мм;
А – коэффициент, равный 23,3 для месяца, 7,8 – для декады;
∑t > 10ºC – сумма среднесуточных температур воздуха выше 10ºC;
di – средние месячные (декадные) дефициты влажности воздуха, мб;
dг – среднегодовой дефицит влажности воздуха, мб.
Графоаналитические выражения связи коэффициента увлажнения территории лесостепной зоны Омского Прииртышья представлен на рис. 1.
Коэффициенты увлажнения
Кy = 1E-06x6 - 7E-05x5 + 0,0014x4 - 0,0111x3 + 0,0257x2 + 0,1091x - 0,0164
R2 = 0,5309
Кy = -7E-07x6 + 5E-05x5 - 0,0013x4 + 0,0158x3 - 0,0906x2 + 0,1912x + 0,2509 Кy = 6E-07x 6 - 4E-05x 5 + 0,0007x 4 - 0,0057x 3 + 0,0093x 2 + 0,0719x + 0,1511
R2 = 0,378 R2 = 0,6782

Рис. 1. Декадные значения коэффициента увлажнения
Анализ декадных значений коэффициента К у за многолетний период по метеостанциям лесостепной зоны Омского Прииртышья свидетельствует о его значительной изменчивости: с циклами увеличения в апреле – мае и сентябре – октябре и спада в июне – июле.
Динамике К у соответствует изменение уровня обеспеченности растений теплом и влагой, что требует корректировки (рационализации водопользования) наряду с агротехническими и другими мелиоративными мероприятиями.
Дефицит увлажнения D определяют по разности между испаряемостью (максимально возможным испарением) и суммой начальных влагозапасов W а в активном (метровом) слое почвы и атмосферных осадков, т. е.
D = E 0 - (К , + W a ) . (3)
При отношении данного выражения к максимально возможному испарению оно преобразуется
D = ( 1 - Ку) . E 0 , (4)
где К у коэффициент природной увлажненности.
Графоаналитическое выражения связи дефицита увлажнения во времени представлены на рис. 2.
Дефицит природного увлажнения
D = 6E-06x6 - 0,0009x5 + 0,0351x4 - 0,5612x3 + 3,2094x2 - 0,6856x - 0,0529
R2 = 0,5489
D = 4E-05x6 - 0,0033x5 + 0,1084x4 - 1,7311x3 + 13,231x2 - 42,572x + 66,084
R2 = 0,8039
D = 6E-05x6 - 0,0041x5 + 0,1182x4 - 1,6385x3 + 10,44x2 - 22,309x + 28,51
R2 = 0,8948
D = 8E-05x6 - 0,0053x5 + 0,1446x4 - 1,8447x3 + 10,526x2 - 18,299x + 16,126
R2 = 0,8998
D = 8E-05x6 - 0,0057x5 + 0,1481x4 - 1,8027x3 + 9,6477x2 - 14,066x + 14,069
R2 = 0,9194

Рис. 2. Декадные значения дефицита природного увлажнения
Зависимость изменения дефицита увлажнения находится в зеркальном отражении относительно циклов изменчивости К у .
По установленным уравнениям связи дефицитов увлажнения с коэффициентами природной увлажненности К у можно рассчитать рациональную оросительную норму для любого выбранного в регионе объекта и любого по влажности года. Важно использование компьютерной технологии, обеспечивающей автоматизацию расчетов и их реализацию.
Список литературы Естественная тепловлагообеспеченность - основа рационализации водопользования на агроландшафтах Омского Прииртышья
- Агроклиматические ресурсы Омской области. -Л.: Гидрометеоиздат, 1971.
- Агрофизическая характеристика Западной Сибири. -Новосибирск: Наука, 1976.
- Мелиорация и водное хозяйство. Орошение: справочник. -М.: Колос, 1999.
- Мезенцев, В.С. Гидролого-климатические основы проектирования гидромелиораций: учеб. пособие/В.С. Мезенцев. -Омск: ОмСХИ, 1993.