Индикаторы мониторинга

Индикаторы мониторинга

Внедрение принципов ИУВР в практику представляет собой долгосрочный процесс, ориентированный на принятие решений на всех уровнях управления для обеспечения эффективной интеграции факторов, связанных с использованием водных и других природных ресурсов в процессы устойчивого экономического и социального развития. В то же время ИУВР – это циклический процесс, результативность которого оценивается по индикаторам в ходе мониторинга, который позволяет в случае необходимости проводить корректировку плана действий.

Индикаторы несут информацию в менее детальной и более агрегированной форме, чем просто статистические данные. Индикаторы ИУВР должны демонстрировать степень достижения целей (такие индикаторы называются показателями воздействия), а также ход процесса (показатели процесса), которые демонстрируют полноту достижения целей ИУВР и эффективность самой системы управления ИУВР. В определенной степени это предлагается к реализации в схемах комплексного использования водных объектов.

Коэффициенты водообеспеченности, стабильности, равномерности и др. являются безразмерными. Чтобы выразить коэффициенты в % надо увеличить их на 100.

Водообеспеченность — степень удовлетворения фактической потребности в воде орошаемой территории.

Оптимальным (с биологической точки зрения) является случай, когда коэффициент водообеспеченности равен единице. Коэффициент водообеспеченности на практике не всегда точно отражает степень обеспеченности сельхозкультур в воде. Коэффициент водообеспеченности, в зависимости от цели анализа, рассчитывается различных уровней водной иерархии сверху до низу, включая конечных пользователей.

Коэффициент водообеспеченности, в зависимости от цели анализа, рассчитывается:

Для отвода и группы отводов.
Относительно плана и лимита: факт/план, факт/лимит.
Для декады и расчетного периода.

Группа отводов, в зависимости от состава и количества отводов, входящих в группу и получающих воду из канала, может представлять хозяйство, АВП, район, область, республику, зону балансового участка канала, всю зону канала (системы) в целом и т.д.

Расчетным периодом может быть, в зависимости от номеров декад, входящих в состав периода, любой отрезок времени: год, вегетационный период, вневегетационный период, часть вегетационного или вневегетационного периодов (сезона).

В практике водораспределения используются расчеты «нарастающим итогом», когда показатель определяется для периода, начинающегося с первой декады и заканчивающегося последней декадой расчетного периода.

Источник: Руководство по внедрению ИУВР. Том 2 Управление водой на ирригационных системах

Стабильность водоподачи

Коэффициент суточной стабильности может определяться на отдельный отвод, как

для группы отводов

Коэффициент декадной стабильности аналогично определяется для отдельного отвода в канал

для группы отводов

Коэффициент суточной стабильности характеризует уровень стабильности расходов воды в течение суток

В точке водозабора в ПК (суточная стабильность головного водозабора в ПК).
В точках боковых притоков в ПК.
На контрольных гидропостах ПК.
По отводу (суточная стабильность водоподачи).
По группе отводов (хозяйство, АВП, ПК и т.д.).

Максимальное значение коэффициента стабильности равно единице.

В практике водораспределения коэффициент стабильности, также как коэффициент равномерности, пока не применяется, так как определение его без компьютера – это достаточно трудоемкий процесс и, главное, в стабильности и равномерности водоподачи, в принципе, заинтересованы не столько водники, сколько водопользователи.

Источник: Руководство по внедрению ИУВР. Том 2 Управление водой на ирригационных системах

Равномерность водоподачи

Коэффициент равномерности водоподачи рассчитывается для отвода или группы отводов (хозяйство, АВП, район, область и т.д.)

Основополагающим принципом водораспределения, вытекающим из принципа социальной справедливости, в настоящее время является принцип пропорциональности. Критерием оценки справедливости фактического распределения воды между водопользователями является коэффициент равномерности водоподачи. Максимальное значение коэффициента равномерности равно единице. Чем выше коэффициент равномерности, тем справедливее происходит процесс водораспределения из канала.

Коэффициент равномерности «голова-конец». В практике водораспределения, как правило, существует проблема «голова-конец», когда, расположенные выше по течению источника орошения водопользователи, лучше обеспечены водой, чем нижерасположенные. Коэффициент равномерности «голова-конец» отражает справедливость распределения воды по длине канала.

Источник: Руководство по внедрению ИУВР. Том 2 Управление водой на ирригационных системах

Коэффициент полезного действия (КПД) оросительной сети — отношение объема воды, поданной при орошении, к объему воды, изъятой из водоисточника в оросительную сеть.

Источник: Руководство по внедрению ИУВР. Том 2 Управление водой на ирригационных системах

Коэффициент земельного использования (КЗИ) — в мелиорации, показатель, характеризующий отношение орошаемой (осушенной) площади, занятой сельскохозяйственнными культурами, к общей площади мелиоративной системы.

Продуктивность использования воды

Коэффициент продуктивности воды

Источник: Руководство по внедрению ИУВР. Том 2 Управление водой на ирригационных системах

Продуктивность земли, ее уровни и динамика

Потенциальная урожайность (ПУ) может быть достигнута на высокоплодородных почвах при оптимальной агротехнике, идеальных метеорологических условиях и при исключении потерь урожая от сорняков, вредителей и болезней.

Климатически обеспеченная урожайность (КУ) – это та максимальная урожайность, которая может быть достигнута в реальных метеорологических условиях на высокоплодородных почвах (при оптимальной агротехнике).

Действительно возможная урожайность (ДВУ) – эта та максимальная урожайность, которая может быть достигнута на конкретном поле (с учетом его реального плодородия), в конкретных метеорологических условиях. При этом предполагается, что уровень ДВУ достигается посредством оптимальной агротехники при наличии соответствующих энергетических и трудовых ресурсов.

Наиболее распространенный способ определения величины потенциальной урожайности заключается в ее вычислении через значение коэффициента использования ФАР (фотосинтетически активной радиации). Расчетная формула имеет следующий вид:

где

ПУ – величина потенциальной урожайности основной и побочной продукции по сухому веществу, ц/га;

q – удельная калорийность сухой биомассы, ккал/кг;

SQ_ФАР – суммарное поступление ФАР на поверхность почвы за период вегетации, ккал/га;

К_ФАР – коэффициент использования ФАР посевом, выбираемый на границе своих максимально возможных значений, %.

В зависимости от качества посевов значения коэффициента использования ФАР могут изменяться по Ничипоровичу А.А. в следующих пределах: обычно наблюдаемые - 0,5-1,5 %; хорошие – 1,5-3,0 %; рекордные – 3-5 %; теоретически возможные – до 8 %.

Для получения значения ПУ в единицах основной продукции (например, зерна или клубней) при стандартном значении влажности биомассы необходимо величину ПУ умножить на специальный сомножитель:

где

ПУ_О – потенциальная урожайность по основной продукции при стандартной влажности биомассы, ц/га;

В – значение стандартной влажности биомассы в процентах;

α – сумма частей в соотношении основной продукции к побочной.

Урожайность сельскохозяйственных культур в решающей степени зависит от режима влагообеспеченности растений в течение вегетации. Для реализации потенциальной продуктивности растений влажность почвы в течение вегетации должна быть в диапазоне от 60 % до 100 предельной полевой влагоемкости. Забота о постоянном обеспечении растений водой составляет основу всех агротехнических приемов земледелия. Недостаток воды, аккумулирующейся в почве, зачастую выступает фактором, ограничивающим урожай.

Показатель климатически обеспеченного урожая по влагообеспеченности определяют по следующей формуле:

где

У_КУ – урожай абсолютно сухой биомассы, ц/га;

W – количество фактически доступной для растений продуктивной влаги, мм;

К_В – коэффициент суммарного водопотребления, м³/га.

Продуктивная влага (W) определяется как сумма запасов доступной для растений влаги в метровом слое почвы в период сева или возобновления активной вегетации озимых культур и многолетних трав плюс эффективно используемые атмосферные осадки за вегетационный период, т. е.

где

W_O – запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы, мм;

О_С - количество выпадающих осадков за период вегетации, мм.

Другой способ расчета КУ с учетом водных и тепловых ресурсов основан на использовании статистической связи между урожаем и гидротермическим показателем, который определяется по формуле А.М. Рябчикова:

где

ГТП – биогидротермический потенциал продуктивности, балл;

W - запасы продуктивной влаги, мм;

T_V – период вегетации, декады;

36 – число декад в году;

R – радиационный баланс, или суммарная ФАР за вегетационный период культуры, ккал/см².

Каждый балл продуктивности соответствует в среднем 20 ц/га урожая абсолютно сухой биомассы и ГТП пересчитывается в урожай по формуле:

Затем осуществляется перевод урожая абсолютно сухой биомассы, к величине урожайности хозяйственно-полезной растениеводческой продукции при стандартной влажности.

Наиболее простой способ вычисления ДВУ получаемой за счет естественного плодородия почвы это через величину балла почвенного бонитета (Бп), которая выбирается по соответствующей бонитировочной шкале. В простейшем представлении:

где

Ц_БП - урожайная цена балла почвы, определяется для конкретных условий зоны путем статистического анализа данных урожайности по каждой культуре, кг/га;

К_Х – поправочный коэффициент на агрохимические свойства почвы.

Наибольшее снижение перспективной балльной оценки связано с неблагоприятными агрохимическими свойствами почв: низкое содержание подвижного фосфора, обменного калия, гумуса, повышенная кислотность и т.д.

Источник: Основы программирования урожайности полевых культур