Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Обоснование потребности в дождевальной технике фронтального действия для орошения

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Обоснование потребности в дождевальной технике фронтального действия для орошения"

РТБ ОЛ 2 6 «ЕВ «96

ГУЗЫКИНА Татьяна Николаевна

Обоснование потребности в дождевальной технике фронтального действия для орошения

Специальность:

06.01.02 — «Сельскохозяйственная мелиорация^

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОЧЕРКАССК 1990

Работа выполнена в Новочеркасской государственной мелиоративной академии.

Научный руководитель:

доктор экономических наук, профессор

Кардаш В. А.

Официальные оппоненты:

академик РАСХН, доктор технических наук, профессор Ольгаренко В. И.;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Косолапов А. Е.

Ведущая организация — Федеральное государственное сельскохозяйственное предприятие по эксплуатации мелиоративных и водохозяйственных объектов «Кубаньводэксплу-атация» (г. Краснодар).

Защита состоится » ¿¿^^Р-Ч^ . 1996 г. в часов на заседании диссертационного совета К 120.76.01 в Новочеркасской государственной мелиоративной академии по адресу: 346409, г. Новочеркасск Ростовской обл., ул. Пушкинская, 111.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НГМД.

Автореферат разослан « » ф 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных

наук, профессор Г. Н. Мартыненко

ОБЩАЯ ХАРАГЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Осуществляемый в стране переход от плановой экономики х рыночным условиям хозяйствования ставит перед мелиоративной страстью ряд проблей, связанных с выявлением резервов экономии затрат при строительстве и эксплуатация оросительных систем. В составе этих проблем особо важной является задача повышения окупаемости капитальных вложений в мелиорацию, в том числе, в наиболее капиталоемкий способ -орошение дождеванием. До недавнего времени планирование поставок и анализ использования дождевальной техники (ДТ) производились на основе сопоставления фактических показателей с нормативными, определяемыми зля осредненных нриродно-кюшатаческвх и организационно-хозяйственных условии. Принятый в настоящее время в проектной практике метод расчета потребности в ДТ тахаге основывается на опенке соотношения между мопшо-слшш! характеристиками дождевальной машины (ДМ) и потребностью в орошении нормативного уровня обеспеченности, получаемого при осреднении природно-климатических условий. Использование при планировании, анализе и проектировании приема предварительного осреднения параметров предопределяет неадекватность принимаемых решений в конкретных природно-климатических условиях функционирования мелиоративных систем. Метод осреднения ис обеспечивает учета пропорций между капитальными вложениями, выходом сельскохозяйственной продукции и обеспеченностью водопо-дачи, определяемой вероятностным характером погодных условии.

Следовательно, совершенствование методики технико-экономического обоснования потребности в ДТ с учетом дифференцированных природно-климатических условий является актуальной задачей.

Цель работы. Совершенствование иетодических подходов и процедур обоснования потребности орошаемых земель в ДТ фронтальною действия в реальных природно-климатических и экономических условиях для повышения эффективности капитальных вложений и сокращения текущих затрат.

Задачи исследования;

- оценка современного состояния метолопга и методов обоснования потребности орошаемых земель в ДТ, разработка принципов их совершенствования;

- разработка мелели оптимизации потребности в ДТ фронтального действия и интегрального показателя качества ее функционирования, в конкретных погодных и агро-аронзводствешшх условиях;

- разработка системы учета вероятностного характера метеофакторов в информационной базе атро-производственных данных об объектах проектирования зпя экономической оценки потребности в ДТ;

- разработка предложений по совершенствованию технологии обоснования потребности в ДТ и использование результатов исследования для анализа экономической целесообразности применения различных типов ДМ.

Методология исследований. Обшей теоретической и методологической основой исследования являются методы системного анализа н исследования операций в области орошаемых мелиорации, методы стохасгто-ческого моделирования производственных процессов и систем в орошении, методы оптамязацна, мзтемзтнческой статистики. Частным классом задач, лослужнвппш основой модельной конструкции, разработанной в настоящем исследовании, является задача оптимизации состава и количества сельскохозяйственной техники. Для адекватного отображения в моделях внешних условий, использовались сущестнузшцие приемы райоккровшгая и типизация орошаемых территорий, нет оды численной, опенки составляющих водного баланса корнеоситаемоло слоя, расчета аналитических показателей производительности ДТ.

Объект и предмет исследований. В хзчестве объекта исследований приняты орошаемые хозяйства, использующие дождевальную технику. Предметам исследований является пропесс обоснования проектных решений по оснащению хозяйств дождевальной техникой в усяовкях неустойчивого естественного увлажнения.

Научная новизна. С позиций методологии системного подхода объект орошения дождеванием впервые представлен как стохастическая производственная система, разработан критерии эффективности функционирования ДТ при рзгтачных исходах естественного увлажнения. Теоретически обоснована экономически деяееообразная обеспеченность покрытия дефицита водопотребления использованием ДТ, выведены простые в обращении формулы для расчета показателей, обосновывающих потребность в ДТ. Разработаны соотвествующие алгоритмы и программное обеспечение, положенные в основу предложений па совершенствованию методов проектирования оснащения хозяйств ДТ.

Практическая значимость и использование результатов исследования.

Полученные в работе результаты исследований позволяют определить оптимальные параметры, обосновывающие потребность в дождевальной технике. Результаты нспользовакн:

- институтом "Кубаньводпроекг" в качестве технико-экономического обоснования варианта комплектования ЯТ реконструируемой оросительной системы в государственном племенном заводе "Венцы-Заря" Краснодарского края;

- государственным эксплуатационным предпрдатаеы "Кубаньводэксплуа-таиия" в качестве методической основы для оценки эффективности применения и перспектав развития орошения дождеванием при разработке документа "Общие меггодачесхие паюзгетвш перехода на новые условия хозяйствовштя"; .

II а защиту выносятся; теоретические положения и принципы моделирования ароаггашшх систем с ДТ. хак объектов стохастической производственной системы, интегральный показатель качества ее фушагаоннровапия, расчетные аналитические зависимости. математические модели., технологический яропесс и программное обеспечение расчета оптимальной потребности и ссмгаж нагрузок на ДТ фронтального действия.

Апробация работы. Промежуточные я конечные результаты исследований обсуждатнсь и получили положительные оценки на научно-технических конференциях, совещаниям и семинарах, в том чнле на: IV всесоюзной школе-семинаре "Системные исследования водаьн проблем" (г.Москва, 1989г.; в шшотащгсшгоу отчете о работе школы-семинара отмечена актуальность разработки. Водные ресурсы, 1990г., I); на всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства организация недоучета на гидромелиоративных объектах" (г.Фрунзе, 1989г.}; нз всесоюзной научно-технической хонфереящш "Современные гтроблелсы плакирования я управления водохозяйственными системами" (г.Новочеркасск, 1990г.); региональной научно-технической конференции "Экологические аспекты мелиорации Северного Кавказа" (Новочеркасск. 1990г.}; мсжресттмикансхсй научно-методической конференции "Оптимизация структуры производства в АПК" ( г.Рига, 1990г.); на заседании научного совета СО АН СССР по проблемам окружающей среда, секция "Рациональное использование и охрана водных ресурсов Сибири" [г. Новосибирск, 1991г.); заседаниях технических советов инспггутз

"Кубаньводпрогкг" и государственного эксплуатационного предприятия "КубаньводэксзгауэггащиГ (г.Красяодар, 1992, 1995 гг.); всероссийской технической конференции "Экологические аспекты эксплуатация гидромелиоративных систем и использования орошаемых земель* (г.Новочеркасск, 1995г.).

Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 9 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованных источников (137 наименований) и приложений. Работа наложена на 127 страницах, иллюстрирована 7 рисунками, 14 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В первой главе днссертащш - "Методояопгчесхне вопросы экономической оптимизации иепаяьзованая технических средств орошения дождеванием" - рассматриваются методологические основы моделирования процесса обоснования потребности в ДТ, вопросы совершенствования технологии проектирования дождевальных систем, проблемы оптимизация решений на основе согласованного учета экономического н погодно-климатического факторов.

Решению задач, связанных с проблемой обоснования потребности в ДТ посвятили исследования Костяков А.Н., Аяпэтьев А.М., Аренг К.П., Будаговсиш А.П., Галяашн ЕЛ., Гагаулин AM., Данилъченко Н.В., Жидовинов В.П., Кардаш В Л., Кисвров О.П., Шумаков Б.Б., Фиалковский Я.Г., Угрюмов A.B., Яандес ГА., Харченко С.И., Мартынснхо Г.Н., Митрофанов ГА., Сенчухов ГА, Ояьгзренко В.И., Носенко В.Ф. и другие ученые.

В развитие этих работ в диссертации определены направления совершенствования подходов к обоснованию потребности в ДТ;

- расширение состава и пересмотр методов расчета показателей, обосновывающих потребность в ДТ с позиций учета логодно-эконоашческого фактора;

- переход при проектировании дождевальных систем от фиксированной обеспеченности дефицита вододатрсбления к расчетной оптимальной обеспеченности, учитывающей степень оснащения ДТ на всей множестве реализаций погодных условий;

- учет при разработке критерия эффективности требования сопоставления нз множестве погодных условий величин затрат и эффекта для различных уровней оснащенности ДГ.

Комплексный учет указанных требований обеспечивается применением методов моделирования производстнных систем.

Приводится критический анализ применения экономико-математических методов в практике расчета потребности в сельскохозяйственной технике.

Проанализированы известные модели оптимизации состава и количества гсльскохомйственноз! техники, послужившие основой для решения исследуемой проблемы обоснования потребности в ДГ. Определено место, которое занимают в этой системе методы, используемые в исследовании.

Обоснован прием декомпозиции исходной модели позволяющий полу-иггь специализированную для условий орошения дождеванием модель оптимизации потребности а ДТ. Упрощение исходной модели, позволяющее полу-шгь задачу приемлемой размерности, достигается за счет учета особенностей трименения ДТ, В результате, исходная модель преобразовывается в узко «правленную задачу выбора оитимашьной сезонной нагрузки на ДМ .

Из содержательного анализа критериев эффективности исходной поста-«шкн сделан вывод о необходимости учета потерь сельскохозяйственного хроизводства при снижении объема водополачи в случае нехватки техники и ¡вмораживании капитальных вложений при простоях по погодным условиям.

Предложен критерий эффективности в визе максимума показателя окупаемости капитальных затрат дополнительным чистым доходом. Показатель жулаемоста определен как величина превышения дополнительного чистого 1 ох ода над приведенными капитальными затратами.

Установлена необходимость учета яри формировашш критерия эффективности на всем множестве погодных условий следующих ситуаций: первая -<1ды влажные, поливов не требуется - в этом случае, приведенные капиталь-гае затраты войдут в показатель окупаемости в виде потерь от простоя ДТ замораживание капитальных вложений); вторая? - годы умеренно влажные, ;еф1вдит водопотребления покрывается использованием ДТ - показатель оку-[аемости есть разность между максимально возможным дополнительным чи-тым доходом при полном удовлетворении потребноегги и приведенными ка-ипадьными затратами; третья - года сухие, ДТ не покрывает потребности в роеительной воде - в этом случае во лажает ущерб в дополнительном чистом оходе от яедополива, тем больший, чем больше величина рассогласования

потребного и возможного объемов водоподач и показатель окупаемости уменьшается на веяячину ущерба.

Предложен прием обобщения показателя окупаемостя для всего множества лет с различными погодными ситуациями путем введения в рассмотрение функции распределения вероятностей дефицита водопотребдсюш. Формализация показателя эффективности с учетом вышеизложенного дает возможность, варьируя степенью оснащенности ДТ, найти максимальное значение показателя окупаемости и соответствующую ему оптимальную сезонную нагрузку на ДМ и оптимальную потребность в ДТ. При реализации мхтожен-ного подхода в качестве основного, определяющего значения остальных показателей, подучен показатель оптимальной расчетной обеспеченности покрытия дефицита водопотребления средствами ДТ.

Установлено, что подходы к опредеденгао оптимальной величины сезонной нагрузки для однополщкошшх н передвижных ДМ различны. Так, для 0ДН0ПОЗШТНО1ПШХ ДМ сезонная нагрузка не меняется, она определяется технической характеристикой ДМ. Доя передвижных ДМ сезонная нагрузка является варьируемой величиной. Следовательно, область применения результат«! исследования ограничена различными типами передвижных ДМ.

Другой круг затрагиваемых в этой главе вопросов посвящен проблеме совершенствования технологии проектирования оросительных систем с ДТ.

Предложен прием расширения состава показателей, обосковываюацп потребность в ДТ, за счет включения в рассмотрение на этапе расчета техника полива оптимального показателя окупаемости, оптимальной сезонной нагрузки и оптимальной расчетной обеспеченности покрытия дефицита водопотребления средствами ДТ. Состав и содержание предложений пс совершенствованию проектной процедуры на этапе расчета техтиош поливе приведен на ряс. 1.

В заключение главы дан анализ возможностей использования в практик результатов исследования с учетом особенностей организации и экономического регулирования орошаемого земледелия в условиях проводимой а настоящее время реформы.

Во второй л а в е - "Модели и методы оптимизации расчет©! потребности в ДГ - сформулирована постановка задачи, приведена моделт расчета оптимальной величины сезонной нагрузки на ДМ, проведен анаян; необходимой информации и получены расчетные соотношения для определения потребности в ДТ.

Постановка задачи следующая: исходя из характеристики распределения случайней величины дефицита водолетреблеяия рассматриваемой культы в в условиях конкретной агро-климатаческой зоны, определять оптимальную величину сезонной нагрузки на ДМ данного типа из условия максимизации показателя окупаемости капитальных затрат на приобретение ДМ и устройство подводящей сета.

Проанализирована возможность алгоритмической реализации этой постановки в рамках 2-я этапной задачи стохастического программирования.

Раскрыто тсхшжо-экокомическое содержание стохастической оптимгзз-дяи, заключающееся в следующем. Будем рассматривать некоторый набор величин сезошюй нагруззш на ДМ. Тогда для некоторой сезонной нагрузки при складывающихся сятузщшх по сезонным дефицитам водопотребления продолжительность истого времени работы ДМ будет определяться в завиезшо-сти от погодных реализаций. В свою очередь объем воды, подаваемый ДМ на 1 га сезонной нагружен будет определяться в зависимости от чистого времени работы ДМ. Поставим в соответствие поданному на 1 га сезошюй нагрузки объему воды величину показателя окупаемости приведенных капитальных затрат на приобретение ДТ л устройство подводящей сети дополнительным чистым доходом. Тогда для каждой возможной реализации погодных условий оросительного сезона при принятой сезонной нагрузке получим некоторые значения показателя окупаемости. Вводя вероятности погодных ситуации, ус-редшш для каждого выбранного значения сезонной нагрузки показатель окупаемости по всем пегадньш реализациям.

Выбрав затем из полученного набора осреднешшх значений показателя окупаемости максиматьное значение, определим тем самым ту сезонную нагрузку, которая приносят максимальное значение показателю окупаемости, т.е. оптимальную сезонную нагрузку.

Усреднение по реализациям погодных условий показателей окупаемости для различных вариантов сезонной нагрузки на ДМ производится таким же образом я при непрерывном распределения вероятностей случайной величины дефицита водопотребления. Преимущество состоит в том, что в результате осреднения получается аналитическое выражение показателя окупаемости в зависимости от сезонной нагрузки.

Схема процедур, совершенствующих методику обоснования потребности в ДТ._________

Расчет многолетних радол дефицитов водолшройления культур прн полном удовлетаоренки потребности в оросительной годе предыдущих периодов

V

Построение функции распределения вероятностей дефицита водопотребшетя

!

Расчет многолетних рядов дефицитов водапотреодсния культур при частичном удовлетворении потребности в оросительной вода предыдущих периодов

!

Расчет многолетних рядов ущербов от ограничения водопода- 1 та, ках части ДЧД, определяемой г загисимосш от фенофа-зы и с учетом тугэины я продолжительности периода ограничения водоподачи

\ *

Вычисление среднею значения удельного (на 1 т.м!) ущерба от ограничения водоподачи

Вычисление по расчетным формулам оптимальных значений:

- показателя окупаемости капитальных затрат дополни тельным чистым доходом;

- сезонной нзгрузкв на ДМ:

- обеспеченности покрытия дефицита водопотребяання средствами Щ.

При этом иеиодьзустся информация:

- - удельные приведенные затраты на приобретение ДМ и устройство подводящей сети:"

- показатели затрат и выпуска продукции, определяющие средний ожлдаецый максимально возможный дополнительный чистый доход;

- параметры техники и технологии полива, входящие в расчетные формулы.

Рис. 1.

Обоснован вид случайной функция показателя окупаемости, учитывающей возможности сопоставления на множестве погодных условий величин затрат и эффекта для различных уровней оснащенности ДТ при осредненнои внугрисезонной производительности ДМ:

5 '

- «■ < £ £ О

Здесь: - хашегадыще затраты на приобретение ДМ и устройство подводящей сети в стоимостном выражении, р.; £ - коэффициент приведения капитальных затрат к текущим; ^„^(с,} - максимальный удельный дополнительный чистый

доход при полном уцоаяетворешш потребности, р/га; с - величина удельного ущерба от недо полива, р/га мЗ. Произведено осреднение показателя окупаемости на области определения дефицита водопотрсбления с учетом вида его функции распределения. С использованием методов теории вероятностей и математического анализа, получено аналитическое выражение дая максимального показателя окупаемости.

Результирующее соотношение модели оптимизации, из которого получается величина сезонной нагрузки на ДМ, имеет вид:

^(МЛ) = I - ^ - (2)

Здесь: Лг - производительность ДМ, м^/га;

V- объем воды, подаваемый ДМ на обслуживаемую ею площадь за сезон, и-*; 5' - оптимальная величина сезонной нагрузки на ДМ, га;

Т^Л^-У*)) - функция распределения вероятностей дефицита

водопотребления в точке- Л'(5"). Выполнена содержательная ннтепретшия правой части выражения (2>.

I е ■ / ^

зясленное значение разности 1 ——1 имеет смысл оптимальной расчетной

I с ■ \ }

обеспеченности покрытия дефицита водопотребленая культуры средствами дождевальной техники.

В результате анализа обеспеченности информацией, обоснован переход в выражении для сезонной нагрузки от продолжительности расчетного периода, равной оросительному сезону, к продоязоггсльности полива (индекс ().

Получены расчетные соотношения для оютшдыюй сезонной нагрузки и оптимального показателя окупаемости для трех характерных видов распределения (равномерного, нормального, распределения Гулрича).

Исходя из аналитической взанмоувязанности расчетных показателей, сделан вывод о возможности построения номограмм.

Проведена модификация расчетных соотношений применительно к ДМ с фронтальным и поззщионно-фронтальным перемещением путем аналитического описания объемов воды (соответственно - V-'. V-*), подаваемых этими типами ДМ.

В таблицах 1, 2 приведены расчетные формулы для оптимальной нагрузки и оптимального показателя окупаемости при равномерном распределении

дефицита недопотребления на отрезке - соответственно, нижняя и

верхняя границы изменения дефицита водопотреблешш.

Таблица 1.

Расчетные формулы для охгтнальшж сезонной нагрузки

Тип ДМ Зоны ДМ с фронтальным перемешением, ¡-1, ДМ с поэиционно-фронталытым переметением. 1=2

Влажная, умеренно сухая

Неустойчивою увлажнения

Сухая Ч' - V *

Таблица 2.

Расчетные формулы для оптимального показателя окупаемости

Влажная, умеренно сухая зоны

'¿она веус-юйчпвсю ущгажвекия •'^«-^-¿[г-лгИ]1

Сухая зона

В заключение главк приведен прием оденки экологического ущерба при превышении оптимальной расчетной производительности ДМ над экологически безопасной для способа полива дождеванием с использованием расчетной формулы для показателя окупаемости.

В третьей главе- "Методики подготовки исходных данных" -приведены алгоритмы учета природных и хозяйственных условий, согласующиеся с экономико-математической структурой аппарата оптимизации.

Приведен алгоритм расчета и статистической оценки рядов дефицитов водонотребдеяия культур учитывающий вяагозапасы предыдущих периодов.

Описан алгоритм вычисления ущербов от недояолива на основе сопоставления величины ограничения водоподачи и соответствующей части полного ущерба, вычисленной с учетом значимости фенологических фаз и стати-стнчесхнх хярахтерпстлх периода ограничения водоподачи.

В четвертой главе - "Применение модели оптимизации потребности в ДТ" - приводятся результаты аналитических исследований и численных экспериментов, выполненных с применением полученных моделей, расчетных формул и алгоритмов. _

При апробации модели на кожрегном материале подтвердилось достоинство предложенного подхода: динамика уровня нен, связанная с инфляцией, не оказывает влияния на результаты оптимизации по полученным формулам. Это следует из того, что основное соотношение модели базируется на относительном экономическом показателе.

Модель оптимизации потребности в ДТ была применена при проектировании институтом "Кубагаводпрсехт" участка орошения дождеванием в госу-

дарственном "племенном заводе "Вппда-Ззря" Гулькевичского радона Краснодарского храя. При экономическом обосновании выбора марки ДМ для конкретных условий участка проектирования были использованы расчетные оппшвлыше величины показателя окупаемости, сезонной нагрузки, обеспеченности покрытия дефицита водопотребления применением ДМ. Методика оютгмязащпг расчетов потребности в ДТ позволяла произвести сравнительные расчеты с целью выявления н экономического обоснования возможности увеличения сезонной нагрузки на ДМ.

Результаты расчетов дая ЭДМФ "Кубань-Л* представлены номограммой, связызающей капитальные вложения и оптимальный показатель их окупаемо -ста через штшаяьную сезонную нагрузку (рис. 2).

Оптимальные показатели, обосновывающие потребность в ДТ, для объекта внедрения представлены в табл. 3.

Таблица 3.

Оптимальные значения обеспеченности покрытия дефицита водопотреб-лення - р, сезонной нагрузки - 5*, га; показателя окупаемости - Ф", р/га.

Культуры "Кубань - Л" "Днепр - 120"

P ! J* 1 О' j P i ST '

1. Озимый ячмень 0,57 1 * j * 0,72 | ■» | *

2. Кукуруза на зерно 1 ! ! i 0,91 ! 239,0 ! 479,0 ! 0,95 ! 125,0 i 561,0

! ! i 1 i i 3. Соя j 0,82 I 306,0 ! 153,0 j 0,90 j 142,0 j 2-18,0

II III! 4. Люцерна та сено i 0,85 ! 278,0 | 224,0 | 0,91 S 135,0 j 296,0

Результаты сравнения оптимального расчетного и проектного вариантов приводятся в табл. 4.

Номограмма для определения ошималышх значения сезонной нагрузки и показателя окупаемости (ЭДМФ "Кзбаань.-Л", метеостандия Кропоткин)

капитальные &ло;кения, т.р.

оптимальный показатель окупаемости, т.р.

1 - кукуруза яа зерно; 2 - люцерна на зерно; 3 - соя

Рис.2.

Таблица 4,

Показатели экономической эффективности вариантов.

Показатели "Кубань - Л' 1 1 1 "Днепр-120"

1. Дополнительный чисшй доход I

при оптимальной нагрузке, р/га: ( 1

- озимый ячмень 40,0 ! 53,0

- кукуруза на зерно 704.0 1 691,0

- соя 329,0 ! 332,0

- люцерна на сено 418.0 ! 416,0

2. Удельный дополнительный !

чистый доход на 1 га севооборота, р/га §

а) при оггпшальной нагрузке 432,0 ! 435,0

б) по проекту "КубаньЕОдпроект" 375,0 ; 357,0

3. Удельные капвложения на \

орошение, р/га 3314,0 3417,0

4. Срок окупаемости капитальных 1

вложении, лет

а) при оптимальной нагрузке 7,66 ! 7.9

б) по проекту "Кубаньводпроскт" 8,83 !

Расчеты по проекту оросительной системы в государственном племенном заводе "Вежда-Заря" (площадь орошаемого участка 800 га) показал; высокую экономическую эффективность предложенных одтимнзадзмяныэ моделей и методики определения оптимальных вариантов технического оснащения орошаемых участков дождеванием. Так. по варианту лросктг "Кубаньводпроеет" дополнительный чистый доход от орошения нрн приняты} в проекте показателях и условиях производства составил 375 р/га для ЭДМ<Х "Кубань-Л" н 356 р/га для ДФ "Днеир-120". При тех же условиях н исходны? показателях за счет оптимизации нагрузки на дождевальные мащ1шы средшн удельный чистый доход повышается на 15% при использовании ЭДМ<1 "Кубань-Л" и на 22% при оснащении ДФ "Днепр - 120* (табл. 3). При этоь срок окупаемости по варианту института "Кубаньводпроекг" для ЭДМ<2 "Кубань-Л" составил 8,83 года, а при оптимальной нагрузке - 7.66 лет. Дм варианта с ДФ "Днепр - 120" срок окупаемости по проезпу - 9,6 лет, а яр» оптимальной сезонной нагрузке 7,9 лет.

Как еидно из табл. 3 использование широкозахватной ДТ дая полива озимого ячменя не оправдана - обеспеченность яохрытня дефицита водопот-ребления относительно мала и, соответственно, слишком велика сезонная нагрузка и ничтожно мал удельный показатель окупаемости. Для остальных культур значение сезонной нагрузки сравнительно велики и колеблются: для ЭДМФ "Кубань-Л" от 239 га для хухурузы на зерно до 301 га дая сои; для ДФ "Днепр-120" соответственно - 125 га и 142 га. Следовательно, только при значительных нагрузках оправдываются высокие затраты на ДТ.

По значениям оптимальной обеспеченности покрытия дефицита водо-потребления использованием ДТ можно сделать вывод о том, что обеспеченность значительно колеблется дая различных типов ДМ и культур: для ЭДМФ "Кубань-Л" от 0,57 для озимого ячменя до 0,91 для кукурузы на зерно: для ДФ "Днспр-120" соответственно - 0,72 и 0,95. Это подтверждает необходимость дифференцированного подхода к расчет!' обеспеченности покрытая дефицита водопотребленпя использованием ДТ.

Кроме того, реализованный в работе подход позволяет проводить качественную оценку технических и стоимостных характеристик ДМ. Для анализа используется оптимальная производительность ДМ. Данные по этом)' показателю для объекта внедрения приводятся в табл. 5.

Таблица 5.

Оптимальная производительность ДМ, мД/га.

Культуры 1 "Кубань-Л" "Днепр-120"

1. Озимый ячмень j 84.0 : 252.0

2. Кукуруза на зерно ! 515.0 265.0

3. Соя | 404,0 493,0

4, Люцерна на сено 441,0 520,0

Для ДМ фронтального перемещения проверяется условие соответствия оптимального расчетного режима эксплуатации техническим характеристикам ДМ. Если оптимальная производительность выходит за границы технически допустимой для ДМ рассматриваемого типа, то делается вывод о том, что использование ДМ данного типа (модификации) для данных условий в оптимальном режиме невозможно. Так, оптимальная расчетная производитель-

носгь ЭДМФ "Кубань-Л" для озимого ячменя меньше практически допустимой и эксплуатация ее в оптимальном режиме на этой культуре невозможна.

Данные этого анализа могут быть использованы для оценки реальных пропорций между стоимостью ДМ и ее техническими характеристиками. По данным табл. 3 оптимальная сезонная нагрузка во всех случаях выше нормативной. Это еще раз подтверждает несбалансированность цен на сельскохозяйственную продукцию и ДГ. В обшем случае этот вывод следует из основного соотношения модели.

Выводы и предложения.

1. С позиций методологии системного анализа объект орошения дождеванием представлен как сложная производственная система, функционирующая под влиянием погодных условий. Разработан методический подход к оптимизации параметров оросительных систем с ДТ, предусматривающий экономическую оптимизацию обеспеченности покрытия применением дождевальной техники всей совокупности возможных дефицитов водопотреблення.

2. Разработана математическая модель оптимизации использования технических средств орошения _ дождеванием. Особенностью постановки является формализованный учет всей совокупности погодных условий и потерь производства при различной обеспеченности дождевальной техникой.

3. Разработан интегральный показатель качества функционирования дождевальной техники, в вероятностной форме отображающий зависимость между степенью удовлетворения возможных дефицитов водопотреблення и затратами на ДГ путем учета ущербов от недополива при нехватке техники или замораживании капитальных вложений при ее простоях.

4. Обоснована формула для расчета экономически оптимальной сезонной нагрузки и, соответственно, потребности в дождевальной технике фронтального действия на множестве возможных исходов увлажнения. Аналитическим путем доказано, что величина оптимальной нагрузки определяется равенством межцувероягаоегью покрытия дефицита водопотрейаения производительностью ДМ и отношением затрат на орошение дождеванием к потерям при отказе от него.

5. Обоснованы и получены а аналитическом виде:

- формула для расчета оптимального показателя окупаемости капиталь -их затрат в виде разности между максимально возможным чистым доходом, (птимальными приведенными капитальными затратами и оптимальным щербом от ограничения водоподачп;

- формула расчета экономически целесообразной обеспеченности покры-ия дефищгга водопотребления использованием ДГ, как численного значения (ероягносга ситуации, когда дефицит водопотребления покрывается производительностью ДМ.

6. Усовершенствована технология проектного обоснования потребно-тги в ДГ за счет включения разработанных моделей и алгоритмов расчета збосновывающих показателей на этапе расчета техники полива.

7. Результаты проведенного исследования использованы в проектных I плановых разработках института "Кубаньводпроект" и государственного жсплуатацконного предприятия "Кубаньводэксплуатапия". Корректировка зроектных решений по оснащению дождевальной техникой оросительной лгстемы в государственном племенном заводе "Венцы-Заря" Краснодарского срая позволила получить расчетный эффект в виде сокращения расчетных сроков окупаемости капитальных вложений в оснащении дождевальными «апшнами различных типов соответственно на 13% и 1835. Анализ зозможностей применения различной ДТ в условиях Краснодарского края токаззл возможность увеличения сезонной нагрузки на ДМ различных типов зт 10% до 21%.

Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в работах:

1. Модель оптимального водораспредеяения бассейна Верхней Кубани//Меушорация, как средство интенсификации ссльскохозяйствен—ного зроизводсгва на Северном Кавказе: Сб.науч. тр./Южпгароводаоз.- Ростов н/Д, 1974,- Вып. ХМ.- С. 183-194,- 75% выполнено соискателем.

2. Оптимизация выбора вариантов оснащения орошаемых площадей тожлевальнон техникой//Планирование и анализ водохозяйственных систем: Сб.науч. тр./НПО "Югмелиорация".- Новочеркасск, 1989.- С.31-36,- 50% выполнено соискателем.

3. Модель расчета норматива сезонной нагрузки на дождевальную иашину//Планирование и анализ водохозяйственных систем: Сб.науч.

тр./ШЮ "Югмелиорадия".- Новочеркасск, 1989- С.126-131.- Выполнен соискателем.

4. Модель оснащения площадей орошения дождевальной гехни кой/УМетоды и средства организации водоучета на гидромелиоративных объе актах: Тез. докл. всесоюз. науч.-техн. конф./ВНИН КАМС.- Фрунзе, 1989.- С 27-23.- 75% выполнено соискателем.

5. К вопросу экономического обоснования параметров проектырова ния и реконструкции систем орошения дождеванием//Современные проблем* планирования и управления водохозяйственными системами: Тез. докл. конф. 8-12.10.90.- Новочеркасск, 1990.- С. 67-68,- Выполнено соискателем.

6. Стохастическое моделирование параметров проектирования и эк стлуатацин дождевальной техники//Оптимизация структуры производства ] АПК (Оптимум X): Тез. докл. межресп. науч.-метод, конф.- Рига, 1990.- С.72 74.- 15% выполнено соискателем.

7. Экономическая оценка ущербов от ограничения водоподача ж орошение/уРапиональное природопользование. Математические модели Межвуз. со./СКНЦ ВШ; НИМИ.- Но&очеркасяк, 1990,- С.66-74- Вьшолненс соискателем.

8. Вероятностная оценка величины рассогласования режимов водопо-дачи при дожаевакии/'/Ксполъзование ЭВМ и математических методов в научных исследованиях, анализе и планировании сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр./Лркутекнй СХИ.- Иркутск, 1991.- С.12-19.- Вьшатненс соискателем.

9. Опенка риска в стохастической задаче оптимизации сезонного использования дождевальной техшпа!//11ро6лсмы тфрштшми в Ростовской области: Тез. дота, науч.-теор. конф./НИМИ,- Новочеркасск', 5995.- С.173-174,- Выполнено соискателем.