70185

Экономико-математическое моделирование комплекса противоэрозионных мероприятий

Курсовая

Экономическая теория и математическое моделирование

Цель данной курсовой работы – научиться строить экономико-математические модели по проектированию комплексов противоэрозионных мероприятий. Все элементы комплекса противоэрозионных мероприятий должны быть взаимно согласованы.

Русский

2014-10-16

186 KB

4 чел.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Факультет: «Землеустройство и лесное

                  хозяйство»

Кафедра:

Специальность: «Землеустройство»

Форма обучения: дневная

Курс: 401

сабирьянов юлай салаватович

Курсовая работа

Экономико-математическое моделирование комплекса противоэрозионных мероприятий

«К защите допускаю»

Руководитель: Аслаева С.Ш.

___________________________

(подпись)

Оценка при защите

____________________________

____________________________

                         (подпись)

«______»______________2005 г.

УФА 2005

Оглавление

[0.1] 3.2 Ограничения

[0.2] 3.3 Целевая функция

ВВЕДЕНИЕ

Охрана природы – одна из общечеловеческих проблем. Не случайно в Конституции Российской Федерации земля и другие природные ресурсы используются и охраняются как основа жизни и деятельности народов. Использование земель должно осуществляться способами, обеспечивающими сохранение экологических систем, способности земли быть средством производства в сельском хозяйстве, основой осуществления хозяйственной и иных видов деятельности.

Целями охраны земель являются:

  1.  Предотвращение деградации, загрязнения, захламления, нарушения земель, других негативных воздействий хозяйственной деятельности;
  2.  Обеспечение улучшения и восстановления земель, подвергшихся деградации.

Земельным Кодексом Российской Федерации (Глава II) определено, что в целях охраны земель собственники обязаны проводить мероприятия по:

  1.  Сохранению почв и их плодородия;
  2.  Защите почв от водной и ветровой эрозии, селей, подтопления, заболачивания, засоления, иссушения, уплотнения и других вредных воздействий, в результате которых происходит деградация земель;
  3.  Сохранению достигнутого уровня мелиорации;
  4.  Рекультивации нарушенных земель, восстановлению плодородия почв, своевременному вовлечению земель в оборот;
  5.  Ликвидации последствий загрязнения, в том числе биогенного;
  6.  Сохранению плодородия почв и их использование при проведении работ, связанных с нарушением земель;
  7.  Защите сельскохозяйственных угодий и других земель от заражения бактериально - паразитическими и карантинными вредителями и болезнями растений, зарастания сорными травами, кустарниками и мелколесьем, иных видов ухудшения состояния земель.

Противоэрозионная организация территории является связующем звеном в общем комплексе борьбы с эрозией почв и повышения плодородия эродированных земель. Она предусматривает целесообразность той или иной специализации хозяйства, оптимизации структуры сельскохозяйственных угодий и посевных площадей, размещение на земельной территории полевых, кормовых, почвозащитных и других специальных севооборотов, сенокосо- и пастбищео-боротов, проектирование защитных лесных насаждений, гидротехнических сооружений, устройства дорожной сети, скотопрогонов и т.д.

       Для минимизации эрозии почв используется набор противоэрозионных мероприятий, проектирование которых до сегодняшнего дня представляет большие трудности. Часто оно основано на результатах трудоемких полевых обследований (почвенных, геоботанических, агрохимических и др.) или на расчетах по империческим формулам, полученных в результате натуральных экспериментов.

Цель данной курсовой работы – научиться строить экономико-математические модели по проектированию комплексов противоэрозионных мероприятий.

      Основные элементы комплекса противоэрозионных мероприятий — организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические.           

     Агротехнические мероприятия по борьбе с водной эрозией являются основными в комплексе и заключаются в разнообразных приемах обработки почвы, способах посева и ухода за посевами сельскохозяйственных культур, способствующих накоплению и сохранению влаги в почве. Эти приемы наиболее эффективны и доступны для хозяйства.

     В комплексе работ по борьбе с ветровой эрозией почв и засухой важное место принадлежит защитному лесоразведению. Для повышения облесенности пашни в открытых местах, защиты почв от ветровой эрозии и равномерного распределения снега на полях проектируют закладку полезащитных лесных насаждений. Для предотвращения эрозионных процессов и охраны водных источников от загрязнения предусмотрена посадка прибалочных и водоохранных лесных полос.

      В организационно-хозяйственных мероприятиях главное место занимают севообороты. Введение и освоение системы севооборотов в хозяйствах с развитой эрозией почв должны проводиться в тесной связи с проектированием и осуществлением других элементов противоэрозионного комплекса.

 Все элементы комплекса противоэрозионных мероприятий должны быть взаимно согласованы. Например, различная структура посевных площадей в хозяйствах, типы и виды севооборотов требуют неодинаковой противоэрозионной агротехники. Если в период весеннего снеготаяния почвозащитная способность многолетних трав и озимых может быть повышена щелеванием посевов, то на зяби требуются глубокая пахота, лункование, устройство микролиманов и т. д.

 Таким образом, в районах с развитой водной эрозией почв требуется проектировать такую систему севооборотов, которая, согласуясь с другими элементами комплекса противоэрозионных мероприятий и особенностями территории землеустраиваемых хозяйств, обеспечивала бы защиту почв от эрозии, восстанавливала их плодородие и способствовала производству продукции с максимальной экономической эффективностью. При этом необходимо укладываться в имеющиеся земельные, трудовые и материально-денежные ресурсы.

1 Природно-экономическая характеристика сельскохозяйственного предприятия

1.1 Общие сведения о хозяйстве

Землепользование хозяйства расположено в южной части района.   Состоит из одного земельного участка компактной формы протяженностью с севера на юг 14 км., с востока на  запад 9 км.

На территории хозяйства расположено 2 населенных пункта, насчитывающих 133 двора.

Центральная усадьба хозяйства расположена в д.Сураманово, в 55 км от районного   центра г.Учалы и в 59 км. от ближайшей железнодорожной станнит Учалы.

По природно-климатическим условиям территория хозяйства входит в Зауральскую подзону лесостепной зоны. Климатические условия района благоприятны    для возделывания всех сельскохозяйственных культур данной зоны.

Почвенный покров представлен в основном вышелоченними черноземами тяжелого механического состава. Почвообразующиее породы - делювиальные карбонатные   глины и суглинки. Большинство почв хозяйства неполноразвитые черноземного типа в комплексе с выходами горных пород.

В хозяйстве преобладают гористые формы рельефа. Хребты на территории колхоза сменяются полосой сопок и увалов, вытянутых в мереодиальном направлении. Овражно-бялотная сеть на территории

хозяйства имеет   значительное развитие. Балки имеют различную протяженность,  как правило, глубокий врез.  Стенки их покатые и  крутые,  задернованные, частично   закустаренные.   Днища балок в отдельных случаях заболочен  .

Уклон на пашне составляют : 1-20-546 га, 2-30- 487 га, 3-50 – 587 га, и 5-70 – 54 га.

Водной эрозии подвержено 1608 га пашни, из них слабо-1587 га, средне - 21  га.

Согласно оценки  земель общий балл сельхозугодий составляет - 23,  пашни - 32, сенокосов - 5,  пастбищ - 3,  при    среднерайонных показателях соответственно 21, 33,5 и 3 т.е. земли хозяйства несколько лучше, чем в среднем по району

Рельеф территории находится в полной зависимости от его геологического строения. Как и геологические структуры, хребты и межгорные понижения вытянуты в субмеридиональном направлении. Общее понижение рельефа наблюдается с северо-запада на юго-восток. Если на северо-западе территории тянется хребет Аваляк и где присутствует самая высокая отметка рельефа Учалинского района - г.Абараш-Баш (1291 м), то на юге-востоке наблюдается самое низкое место - 328 м (долина реки Кидыш). Склоны хребта Аваляк сильно залесенные и имеет протяженность 30 км.

К востоку от хребта Аваляк расположено межгорное понижение шириной 3-5 км, занятое долиной реки Белой. Абсолютные отметки колеблются в пределах 600-700 м. Рельеф пологоволнистый.

Хребет Урал-Тау занимает следующую от долины реки Белой к востоку полосу и тянется через всю территорию района в его западной части. Ширина 12-15 км, абсолютные отметки 700-1000 м. Рельеф увалистый с пологими склонами, занесенными. Хребет служит водораздельной линией между бассейнами двух крупных рук - Белой и Урала.

В центральной части Учалинского района с севера на юг протягивается хребет Ирендык, имеющий в разных местах разное название: на юге называют Куркак, севернее - Узун-кыр, в районе села Поляковка - Ирендык, к северу от него - Кумач. В целом же хребет протянулся от г. Миасс до г. Баймака на 350 км. Всюду хребет имеет крутые склоны, сильно изрезанные с абсолютными отметками вершин 700-900 м. Рельеф характеризуется как хребтовый, грядовый, сопочный. Понижения между грядами, сопками занято оврагами.

Между двух хребтов Урал-Тау и Ирендык располагается понижение шириной 3-4 км, - занятое долиной реки Урал. Понижение асимметричное -западные склоны пологие и длинные, восточные короткие и крутые. Рельеф пологоволнистый, понижение и является как бы водосборным бассейном р. Урал.

К востоку от хребта Ирендык рельеф понижается, Именно в этой зоне расположено самое низкое место Учалинского района. Выровненный рельеф осложнен сопками высотой от 3-5 м до 30-50 м.

В целом район располагается в трех зонах — горной, лесной, лесостепной, в рельефе преобладает Зауральский пенеплен с низкогорным рельефом хребтов восточного склона Южного Урала.

Территория Учалинского района входит в климатическую область Западно-Сибирской низменности - континентальную западносибирскую лесную и относится к агроклиматической зоне умеренно холодного полузасушливого климата Зауральской провинции Башкирии.

Климатические особенности рассматриваемой территории определяются положением ее в глубине материка в области действия южной западносибирской системы циркуляции атмосферы. Это обуславливает резкую континентальность климата.

В связи с сильной расчлененностью рельефа в районе наблюдается разнообразие микроклиматов вершин, котловин, склонов разной высоты и экспозиции. В западной части района, где выражен горный рельеф, проявляется высотная климатическая поясность.

Климат район в целом континентальный, с холодной зимой и жарким летом. Среднегодовая температура в районе +0,9°С. Абсолютный минимум температур -47°С, абсолютный максимум +40°С. Средняя температура самого теплого месяца - июля +19,5°С, самого холодного - января -17,3°С.

Годовые количества осадков в среднем 350-400 мм, причем в горной части, на западе выпадает более 500 мм, на востоке, в равнинной части - менее 200 мм в год. Но в отдельные годы распределение осадков резко нарушается, и количество их по месяцам и временам года не выдерживает общей закономерности, т.е. бывает сухое лето, влажное лето, бесснежная зима, снежная зима. Зимой Учалинский район находиться под влиянием Сибирского холодного воздуха, летом атлантический воздух проникает сюда уже нагретым и иссушенным. Поэтому зимы здесь холодные, а лето теплое, засушливое.

Безморозный период колеблется от 90 до 130, в средним 110 дней. Средняя дата появления первых заморозков - 6 октября, средняя дата последних - 29 мая. Хотя бывают годы, когда заморозки случаются и в августе, и в июне.

Мощность снежного покрова 30-40 см, местами достигает и 1 м толщены. Устойчивый снежный покров образуется в середине ноября, средняя дата схода снежного покрова - 20 апреля. Отрицательные температуры устанавливаются в последней декаде и держатся до первой декады апреля.

По данным метеостанции в с. Учалы здесь преобладают ветры с юга и юга-запада, наибольшей скорости достигают ветры с юго-востока.

Из организационных мероприятий это предусматриваемое использование под посев многолетних трав, внесевооборотных  участков вдоль магистральной дороги.   являющейся   также инком полевого  и др.токсичного  загрязнения проходящим транспортом. Условиями охраны окружающей среды будут  выполнение мероприятий по агротехнической противоэрозионной защите земель.

 В связи с вероятностью развития эрозионных процессов система обработки почв  в севооборотах должна носить почво-защитный характер.  Основную обработку почвы  и посев  сельхоз-культур предусматривается проводить поперек  склона  или  перекрестным способом.

Глубокую обработан  или  вспашку  с  почвоуглублением планируется проводить один раз в  ротацию севооборота,  приурочивая её  под  чистые пары,  

коноплю,  пропашные, зернобобовые культуры и  пласт многолетних трав.

В остальных звеньях севооборотов основная обработка с оборотом пласта периодически будет  сочетаться с безотвальной обработкой с оставлением стерни на поверхности почвы. На  склонах  (свыше 5)  подверверженных эрозии намечается  залужения пашни  а  в паровых полях посев  сидеральных  культур. Из специальных мероприятий намечается поверхностное бороздо-

вание междурядных пропашных,  щелевание озимых и многолетних трав;  на всей площади пашни -снегозадержание  и  регулирование снеготаяния».

Противоэрозионные агротехнические мероприятия включают целый комплекс мер борьбы с эрозией почв, являются наиболее эффективными и не требуют больших экономических затрат. Они применяются дифференцированно, с учетом почвенно-климатических условий и элементов рельефа. При разработке противоэрозионных мероприятий в первую очередь необходимо

выявить причины, вызывающие развитие эрозионных процессов, вид эрозии, степень эродированности почвы, длину и крутизну склонов.  

К основным агротехническим мероприятиям в районах, подверженных водной эрозии, относятся: обработка почвы и посев поперек склонов или по горизонталям; размещение культур сплошного сева и пропашных чередующимися полосами; устройство на пашне временных земляных валов, прерывистых борозд и лунок для задержания талых вод; периодическая глубокая вспашка с целью улучшения водопроницаемости почв, накопления влаги и создания мощного культурного слоя; создание буферных полос посевом многолетних трав; террасирование склонов; применение удобрений и др.

Для борьбы с ветровой эрозией применяют безотвальную обработку почвы с оставлением на ее поверхности стерни и растительных остатков; перекрестный и узкорядный посев культур; снегозадержание путем посева высокостебельных растений (кулисы), посев многолетних и однолетних растений чередующимися полосами, направленными поперек господствующих ветров; освоение почвозащитных севооборотов.

Некоторые агротехнические приемы имеют профилактическое значение, их применяют для предупреждения развития процессов эрозии. К ним относятся: вспашка и посев поперек склона или господствующих ветров, разноглубинная обработка на черноземах, серых лесных почвах с целью уничтожения плужной подошвы, повышения водопроницаемости, уменьшения поверхностного стока и смыва почвы.

Комплекс агротехнических противоэрозионных мероприятий  позволит  предотвратить  эрозионные процессы,  окажет действенное влияние  в борьбе с сорняками улучшит  водновоздушный режим почвы.  

Снегозадержание и регулирование снеготаяния должно быть целенаправленным. Очень важно задерживать первый снег, выпадающий в начале зимы, который предохраняет почву от глубокого промерзания и снижения водопроницаемости. Снегозадержание необходимо начинать тогда, когда на поверхности почвы устанавливается снежный покров высотой не менее 10-12 см. Лучше его проводить в период оттепели, когда снег хорошо уплотняется.

Предложены различные приемы снегозадержания: посев кулис из высокостебельных растений (кукуруза, подсолнечник, горчица и др.), оставление на поверхности почвы пожнивных остатков, посадка полезащитных лесных полос, снегопахание и т.д.

Регулирование снеготаяния может производиться при помощи полостного зачернения снега золой, торфяной крошкой, перегноем, фосфоритной мукой. Для этого используются разбрасыватели удобрений или туковые сеялки. Зачернение производится перед снеготаянием.

Наиболее эффективный способ снегозадержания на паровых полях и озимых культурах - посев кулисных растений. На полях, защищенных кулисами, скорость ветра значительно ниже, снег задерживается с первых снегопадов, откладывается более равномерно. При этом почва промерзает на меньшую глубину, быстрее оттаивает весной, и влага лучше впитывается в землю.

По данным Лысака Г.Н. [15], в Предуральской степи Башкортостана скорость ветра в приземном слое на кулисных парах была в три раза меньше по сравнению с чистым паром. В среднем за три года опытов с чистых паров было выдуто почвы 8,2, с кулисных - 3,4 т с 1 га. На кулисном пару высота снежного покрова перед снеготаянием была 34,7, на чистом пару - 17,4 см и воды в нем

Наиболее простыми и доступными мероприятиями по борьбе с водной и ветровой эрозией являются вспашка, культивация (кроме предпосевной) и рядовой посев или посадка сельскохозяйственных культур поперек склона. При таком направлении каждая борозда, каждый гребень, каждый рядок посева препятствуют стоку талых, ливневых и дождевых вод, сокращают поверхностный сток и смыв почвы и повышают запасы влаги в ней.

Так в условиях Южной лесостепи Башкортостана на выщелоченных черноземах при поперечной вспашке по сравнению со вспашкой вдоль по склону поглощение талых вод увеличилось на 16-22%, а смыв почвы уменьшился на 9,4-13,8 т/га. В Предуральской степи Башкортостана на типичных карбонатных черноземах (Богомолов Д.В. [26], Лысак Г.Н. [63]) вспашка зяби поперек склона по сравнению со вспашкой вдоль склона увеличила запас воды в 100 см слое почвы на 54 и уменьшила смыв почвы на 97%. В этих опытах с полей севооборота, размещенного вдоль по склону за 7 лет с 1 га было смыто почвы на 562 т больше, чем в севообороте с расположением полей поперек склона.

Вспашка па склонах должна быть не только поперечной, но и глубокой. В условиях Северной лесостепи Башкортостана на серых лесных почвах увеличение глубины вспашки с 16-18 до 26-28 см уничтожило подпахотную «подошву», способствовало улучшению структурно-агрегатного состава почвы, повышению ее водопроницаемости и полевой влагоемкости. Глубокая вспашка на 26-28 см даже без внесения удобрений дала прибавку урожая зерна яровой пшеницы до 2,0 ц/га.

По данным Бирского ОПХ (Кириллова Д.Ю. [80]), на среднеэродирован-ных серых лесных почвах глубокая вспашка на 25-27 см и вспашка с почвоуг

лубителем уменьшили смыв почвы в 1,2-1,3 раза по сравнению со вспашкой на 20-22 см (соответственно 1,7 и 2,2 т/га), повысилась водопроницаемость почвы, которая составила: при вспашке на 25-27 см - 6,2, при почвоуглублении - 8,3, а в контроле - 5,1 мм/мин.

На сильноложбинистых и многоскатных участках с уклонами 3-5° и более со среднеэродированными почвами в борьбе со смывом эффективны такие агротехнические приемы, как вспашка с прерывистым бороздованием, с поделкой лунок и микролиманов, что позволяет задержать дополнительно 300-350 м3/га влаги.

Эффективным приемом защиты почв от смыва и повышения почвенного плодородия является залужение земель со средне- и сильноэродированными почвами путем посева высокопродуктивных бобовых и бобово-злаковых травосмесей. Так, на серых лесных средне- и сильноэродированных почвах под многолетними травами уже в первый год смыв почвы уменьшился в 2 раза.

Современное сельскохозяйственное производство в рамках агропромышленного комплекса немыслимо без осуществления серьезных почвозащитных и природоохранных мероприятий. Неотъемлемой составной частью комплекса противоэрозионных мероприятий являются защитные лесные насаждения. Они, закрепляя границы угодий и определяя направление обработки почвы, повышают эффективность агротехнических и гидротехнических мероприятий, оказывают положительное влияние на оптимизацию современных лесоаграрных ландшафтов.

Защитное лесоразведение способствует улучшению климатических и гидрологических условий, рациональному освоению и использованию земельных и водных ресурсов, вовлечению в хозяйственный оборот малопродуктивных и бросовых земель, созданию благоприятных условий жизни и труда человека, повышению продуктивности домашних животных и птиц. Состояние лесных полос с почвозащитной агротехникой позволяет полностью ликвидировать причины возникновения пыльных бурь и значительно улучшить условия роста и развития культурных растений.

Лесополосы оказывают заметное влияние на увеличение урожая сельскохозяйственных культур и продуктивность кормовых угодий. Защитные лесонасаждения играют важную роль в сохранении почвенного покрова в районах водохозяйственного строительства. Они защищают берега от разрушения, помогают эффективно использовать оросительную воду. Защитные лесонасаждения, создаваемые вдоль путей железных дорог, защищают полотно дороги от заносов, обеспечивая бесперебойную работу железных и шоссейных дорог. Кроме того, придорожные лесные полосы улучшают гидрологический режим трассы, защищают полотно дороги от водной эрозии и дегдадации

В состав мероприятий и  рекомендаций по охране земель по проекту настоящего землеустройства включены комплекс противоэрозионных   Мероприятий   по   Охране   рек.

а) Противоэрозионные мероприятия.

По форме проявления эрозии территория хозяйства входят в зону водной эрозии. Площадь пашни, подверженной водной эрозии составляет 1606 га, в том числе-слабой степени 1587га, средней степени 21 га.

В комплекс противоэрозионных мероприятий вошли организационно-хозяйственные, агротехнические и лесомелиоративное мероприятия.

б)  организационно -хозяйственные мероприятия. Они включают в себя прежде всего введение севооборотов и организацию их территории с учетом качества почв и условий расположения по рельефу пахотных земель. На каждое поле севооборота в зависимости от экспозиции и крутизны склона рекомендована почвозащитная технология.

в) Агротехнические мероприятия.

Основной задачей комплекса противоэрозионных мероприятий является максимальное сохранение талых и дождевых вод и уменьшение потери верхнего плодородного слоя почвы .  Агротехнические

противоэрозионных мероприятий закладываются в разнообразных приемах обработка почв и способах посева с/х культур. Они разработаны по рабочим участкам и полям севооборотов с учетом рельефа, экспозиции склонов, степени эродированности, состава сельскохозяйственных культур в севооборотах, сроков обработки почв и уходя за культурами.. Агротехнические  противоэрозионные мероприятия окажут действенное влияние также в борьбе с сорняками, улучшат водно-воздушный   режим почвы. На небронированных землях предлагается применять обычную зональную агротехнику, рекомендованную системой земледелия по зонам республики Башкортостан.

Лесистость территории хозяйства составляет 1,


2 Постановка задачи

На земельном массиве площадью 1806 га необходимо запроектировать комплекс противоэрозионных мероприятий, для предотвращения водной эрозии, при этом чтоб было получено максимум чистого дохода от проводимых мероприятий. Включающих организацию 3 севооборотов, проведение агротехнических противоэрозионных мероприятий, закладку лесозащитных насаждений и производство гидротехнических мероприятий, чтобы они обеспечивали защиту почв от эрозии, восстановили их плодородие и способствовали производству продукции с максимальной экономической эффективностью. При этом необходимо укладываться в имеющиеся трудовые, материальные и другие ресурсы. В хозяйстве возможно три схемы чередования культуры в которых, доля зяби в период снеготаяния в первом севообороте равна 0,3, второй 0,35, третьем 0,25. На зяби будет проводиться обычная агротехника: вспашка поперек склона, вспашка с лункованием и бороздавание .  Доля яровых однолетних трав соответственно равна 0,25 второй 0,3, третьем 0,35; озимые составляют в первом севообороте равна 0,35, второй 0,3, третьем 0,2.. Доля многолетних трав в  первом севообороте равна 0,1, второй 0,05, третьем 0,2. На многолетних травах будет проводится щелевание, посев кулис на парах, вспашка поперек склона и снегозадержание. На яровых будут применятся перекрестный посев, снегозадержание, посев поперек склона. На озимых будут применятся посев поперек склона щелевание и безотвальная обработка.

На данном массиве намечается безотвальная обработка 180 га, щелевание 105 га,  вспашка поперек склона 640 га, вспашка с лункованием 260 га, , посев кулис на парах 59 га, посев поперек склона 1200 га, снегозадержание 1294 га, прерывистое бороздование 410 га, перекрестный посев 120 га. Намечаются на данном массиве создание защитных лесонасаждений 2 га и залужения 3 га. Площадь севооборота должна быть не менее 1806 га.

      Особенности подготовки исходной информации для решения задачи заключаются в следующем. В состав переменных включают неизвестные, характеризующие площади различных схем чередования сельскохозяйственных культур, виды и площади агротехнических лесомелиоративных и гидротехнических противоэрозионных мероприятий. Причем если при проектировании севооборотов основная информация имеется в технологических картах возделывания сельскохозяйственных культур, справочниках и других нормативных материалах по планированию сельского хозяйства, то при установлении экономических характеристик других элементов комплекса противоэрозионных мероприятий получение такой информации затруднено.

       Поэтому для облегчения расчетов по проектированию противоэрозионных мероприятий нами подготовлены ориентировочные нормативы, которые можно использовать при решении данной задачи /1/

       Для установления объемов агротехнических противоэрозионных мероприятий используют материалы полевого землеустроительного обследования территории хозяйства. При этом учитывают следующие особенности противоэрозионной агротехники.

           Расчет слоя, объема стока и максимальный расход воды за период весеннего половодья./4/ Слой стока h за период весеннего половодья вероятностью превышения Р% рекомендуется вычислять по формуле:

hp%=(chk-b)*gл*k*kэ,

где hk – среднемноголетний слой стока зе период весеннего половодья вероятностью превышения Р=1%, определяемый по СниП 2.01.14-83. «Определение расчетных гидрологических характеристик», схематической карте.

c и b – коэффициенты перехода от слоя стока за период весеннего половодья вероятностью превышения Р=1% к слою стока определяемой вероятностью превышения, для лесостепной и степной зоны  при Р%= 10, коэффициенты соответственно равны c=0.66 и b=15.

  gл –  коэффициент снижения слоя стока вследствии залесенности водосбора. Определяют по формуле:

gл=1/(1+0,015*fл),

где fл – залесенность водосбора, км2

                                                        gл=1/(1+0,015*0,33)= 0,995

               k – коэффициент влияния видов распашки на слой стока за период весеннего половодья, принимают равным для водосборов равным 1;

                 kэ – коэффициент влияния видов экспозиции склона. Принимают равным для северо-западной и восточной экспозиции равным 1;

hp%=(0,66*100-15)*0,995*1*1=50,745

Объем стока весеннего половодья рассчитывают по формуле:

Wp=1000* hp%*F,

где  Wp - объем стока вероятностью превышения Р%, м3

      1000 – коэффициент размерности;

      hp% - слой стока за период весеннего половодья с той же                     вероятностью превышения, мм;  

      F – площадь водосбора, км2

Wp=1000* 50,745*18,06=916,455м3

Расчет слоя, объема стока и максимальный расход воды за период дождевых паводков./4/ Слой стока дождевого паводка вероятностью превышения Р% определяют по формуле:

hp%=q(jg=130)*e1*H1%*yp%,

где q(jg=130) для водосборов принимают равным для западных районов 0,83;

H1%- суточный слой осадков, определяют по данным метеостанций, имеющий наибольшую длительность наблюдений, принимаем равный 130 мин.  

e1 – объемный коэффициент стока. На чернозем выщелоченном почвах равняется 0,72;

yp% - переходный коэффициент от вероятности превышения Р=1%  к заданной вероятности  Р% и равняется 0,63.

Слой стока дождевого паводка равняется:

hp%=130*0,83*0,6*0,72=46,61 мм

Объем поверхностного стока рассчитывают по формуле:

Wp=1000* hp%*F,

где  Wp - объем стока заданной вероятности превышения Р%, м3

      1000 – коэффициент размерности;

      hp% - слой стока заданной вероятности превышения за период половодья, мм;  

      F – площадь водосбора, км2

Wp%=1000* 46,61*18,06=841,78 м3

Общий сток равняется:

Wобщ= Wp+ Wp=916,455+841,78=1758,235 тыс.м3

Затем определяю опасный сток, для этого находим уклон водосбора и их площади по двум схемам севооборотов так же находим допустимый слой стекаемой воды соответствующий уклону водосбора и находим, общий допустимый слой водя

Таблица 1. Общий допустимый слой воды

Уклон водосбора

Площадь водосбора

Допустимый слой стекаемой воды

Общий допустимый слой воды

до 10

20

30

40

50

60

132

546

487

587

31

23

980

480

320

200

120

100

129360

262080

155840

117400

3720

2300

ВСЕГО

1806

670700

  

Зная общий сток и общий допустимый сток, находим эрозионно-опасный сток:

Wопас= Wобщ- Wобщ д=1758,235-670,7=1087,535 тыс.м3

Для нахождения механизированные тракторные работы берем эталонные значения 1477 га, соответствует 420 эталон га, значит для  1806 га 514 эталонов га.

Общий сток не должен превышать 1758,235 тыс.м3 при этом эрозионно опасный сток превышает 1087,535 тыс.м3. На противоэрозионный комплекс выделено механизированных тракторных работ 514 эталонов га.

Таблица 2. Экономические и водозадерживающие характеристики элементов противоэрозионного комплекса в расчете на 1 га

Противоэрозионные мероприятия

Нормы затрат ресурсов на провидение мероприятий

Объем задерживаемого стока

Чистый даход получаемый от мероприятий

Трудовых человек дней

Механизированных тракторных дней

Агротехнические:

-безотвальная обработка

-вспашка поперек

склона

-вспашка с лункованием

-щелевание

-посев кулис на парах

-посев поперек склона

-снегозадержание

-прерывистое бороздование

-перекрестный посев

Лесомелиоративные:

-создание защитных лесонасаждений

-залужение

0,30

0,24

0,26

0,32

1,50

0,24

0,07

0,3

1,5

      

2,30

1,5

0,25

0,22

1,30

0,9

2,0

0,22

0,1

0,25

2,0

0,25

2,0

1,25

0,2

0,35

0,3

0,3

0,32

0,1

1,25

0,27

1,6

0,28

28

43

45

20

23

25

57

30

21

220

81

Обьем задерживающего стока в 1-ой схеме севооборота составляет 0,73, 2-ой-0,28, 3-ей-0,54

3 Экономика математическая модель

3.1 Переменные

При решении данной задачи используется 4 блока переменных:

  1.  площади севооборота с различным чередованием сельскохозяйственных культур;
    1.  виды и площади агротехнических мероприятий;
    2.  виды и площади лесополос;
    3.  ресурсы.

Нумерация переменных:

  1.  площади севооборота с различным чередованием сельскохозяйственных   культур;

Х1- площадь первого севооборота, га;

Х2- площадь второго севооборота, га.

Х3- площадь третьего севооборота, га.

  1.  виды и площади агротехнических мероприятий;

Х4 – безотвальная обработка, га;

Х5 – вспашка поперек склона, га;

Х6 – вспашка с лункованием, га;

Х7 – щелевание, га;

Х8 – посев кулис на парах, га;

Х9 – посев поперек склона, га;

Х10 – снегозадержание, га;

Х11 – прерывистое бороздование пропашных, га;

Х12 – перекрестный посев, га.

  1.  виды и площади лесополос;

Х13 – создание защитных лесонасаждений, га;

Х14 – залужение, га.

  1.   ресурсы;

Х15 – трудовые ресурсы, эталон га.

3.2 Ограничения

Ограничения можно разделить следующие блоки:

  1.  по земельным ресурсам;
  2.  по площади пашни пропорциональной между структурой севооборотов и агротехническими мероприятиями;
  3.  по возможности и целесообразности площади провидения отдельных мероприятий;
  4.  по задерживаемому стоку;
  5.  по ресурсам;
  6.  по площади севооборота.

   I Ограничения по земельным ресурсам

      1) площади

Х12 31314<=1806 га

  II Ограничения по площади пашни пропорциональной между структурой   севооборотов и агротехническими мероприятиями

     2) зябь

Х561011=0,3Х1+0,35Х2+0,25Х3 га

     3) яровые

Х9+ Х1012=0,25Х1+0,3Х2 +0,35Х3 га

     4) озимые

Х47912=0,35Х1+0,3Х2 +0,2Х3 га

 5) многолетние травы

Х578+ Х10=0,1Х1 +0,05Х2 +0,2Х3 га

 III Ограничения по возможности и целесообразности площади провидения    отдельных мероприятий

      6) безотвальная обработка

Х4 <=180 га

      7) вспашка поперек склона

X5<=640 га

    8) вспашка с лункованием

X6<=260 га

   9) щелевание

X7<=105 га

    10) посев кулис на парах

X8<=59 га

    11) посев поперек склона

X9<=1200 га

    12) снегозадержание

X10<=1294 га

    13) прерывистое бороздование

X11<=410га

    14) перекрестный посев

X12<=120 га

    15) создание защитных лесополос

X13<=2 га

    16) залужение

X14<=3 га

IV Ограничения по задерживаемому стоку

   17) по общему стоку

0,73Х1+0,28Х2+0,54Х3+1,25Х4+0,2Х5+0,35Х6+0,3Х7+0,38Х8+0,32Х9+0,1Х10+

+1,25Х11+0,27Х12+1,6Х13+0,28Х14<=1758,235 тыс.м3

  18) по эрозионно опасному стоку

0,73Х1+0,28Х2+0,54Х3+1,25Х4+0,2Х5+0,35Х6+0,3Х7+0,38Х8+0,32Х9+0,1Х10+

+1,25Х11+0,27Х12+1,6Х13+0,28Х14>=1087,535 тыс.м3

V Ограничения по ресурсам

   19) по трудовым ресурсам

0,3Х4+0,24Х5+0,26Х6+0,32Х7+1,5Х8+0,24Х9+0,07Х10+0,3Х11+1,5Х12+

+2,3Х13+1,5Х14<=750 эталон га

   20) по механизированным тракторным работам

0,25Х4+0,22Х5+1,3Х6+0,9Х7+2,0Х8+0,22Х9+0,1Х10+0,25Х11+2,0Х12+

+0,25Х13+2,0Х14<=514 эталон га

VI Ограничения по площади севооборота

Ограничения по площади севооборота строим исходя из того, что соотношении площадей севооборотов могут различаться на 5%.

   21) по площади 1 севооборота

  560<=X1=<640

22) по площади 2 севооборота

  560<=X2=<640

23) по площади 3 севооборота

  560<=X3=<640

3.3 Целевая функция

Целевая функция: максимум чистого дохода от проводимых мероприятий

Z=20Х4+43Х5+45Х6+20Х7+23Х8+25Х9+57Х10+30Х11+21Х12+220Х13+81Х14         min

3.4 Матрица модели

Составим матрицу основных переменных и главных ограничений отражающих специфику постановки данной задачи , приведен в матрице 

модели (таблица 3)


4 Анализ результатов решения, экономический анализ

       Результаты решения задачи показаны в приложении А. Из приложения видно, что для задержания эрозионно опасного стока на выделенном земельном массиве необходимо разместить три севооборота, провести агротехнические противоэрозионные мероприятия.

Максимальная приболь от проведенного комплекса противоэрозионных мероприятий ровна 37193,9

Таблица 4. Результаты решения задачи проектирования противоэрозионных мероприятий

Планируемые мероприятия

Оптимальное решение

Площадь первого севооборота

Площадь второго севооборота

Площадь третьего севооборота

Безотвальная обработка

Вспашка лункованием

Посев кулис на порах

Посев поперек склона

Снегозадержание

Прерывистое бороздование

Защитные лесонасаждения

Залужение

640

560

606

127

260

3

386

154

125

2

3

 

    Таблица 5. Экономические и водозадерживающие характеристики элементов противоэрозионного комплекса

Противоэрозионные мероприятия

Затраты на

Объем задерживаемого стока

Чистый доход

от проведенных мероприятий

Трудовые ресурсы

Механизированные тракторные работы

1.Безотвальная обработка

2.Вспашка лункованием

3.Посев кулис на порах

4.Посев поперек склона

5.Снегозадержание

6.Прерывистое бороздование

7.Защитные лесонасаждения

8.Залужение

38,18

67,6

4,5

92,6

10,8

37,6

4,6

4,5

31,8

338

6

84,9

15,4

31,3

0,5

6

159,1

91

1,14

123,5

15,4

156,6

3,2

0,8

2545,7

11700

69

9647,9

8788,5

3759,5

440

243

     Из таблицы 5 видно, что наибольшую выгоду мы получаем от вспашки лункованием и посева поперек склона посев поперек склона. Но следует знать, что проведении этих мероприятий будут наиболее дорогостоющими.

     Двойственная оценка показывает, как меняется целевая функция. В результате решения получено, что при изменении площади, на которой проводят мероприятия на 1 га целевая функция изменится на:

       Площадь пашни -17,61;

       Зябь -29,88;

       Яровые -5,01;

       Озимые-19,88;

       Многолетние травы -22,06;

       Вспашка с лункованием- 14,50;

       Создание защитных лесополос – 219,88;

        Залужение – 80,06;

         Механика тракторных работ – 0,47;

         Площадь 1-го севооборота -   1,77;

         Площадь 2-го севооборота -   -0,79

 

 

 


Заключение

         В ходе данной курсовой работы я научиться строить экономико-математические модели по проектированию комплексов противоэрозионных мероприятий.

       Для минимизации эрозии почв использовался набор противоэрозионных мероприятий, проектирование которых до сегодняшнего дня представляет большие трудности. Часто оно основано на результатах трудоемких полевых обследований (почвенных, геоботанических, агрохимических и др.) или на расчетах по империческим формулам, полученных в результате натуральных экспериментов.

      Основные элементы комплекса противоэрозионных мероприятий — организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные.           

     Агротехнические мероприятия по борьбе с водной эрозией являются основными в комплексе и заключаются в разнообразных приемах обработки почвы, способах посева и ухода за посевами сельскохозяйственных культур, способствующих накоплению и сохранению влаги в почве, тем самым получил оптимальные мероприятия для данного хозяйства: безотвальная обработка. вспашка лункованием,.посев кулис на парах,.посев поперек склона снегозадержание,.прерывистое  бороздование,.защитные лесонасаждения и.залужение. Эти приемы наиболее эффективны и доступны для хозяйства.

     В комплексе работ по борьбе с ветровой эрозией почв и засухой важное место принадлежит защитному лесоразведению. Для повышения облесенности пашни в открытых местах, защиты почв от ветровой эрозии и равномерного распределения снега на полях проектируют закладку полезащитных лесных насаждений. Для предотвращения эрозионных процессов и охраны водных источников от загрязнения предусмотрена посадка прибалочных и водоохранных лесных полос.

 

Таким образом, в районах с развитой водной эрозией почв требуется проектировать такую систему севооборотов, которая, согласуясь с другими элементами комплекса противоэрозионных мероприятий и особенностями территории землеустраиваемых хозяйств, обеспечивала бы защиту почв от эрозии, восстанавливала их плодородие и способствовала производству продукции с максимальной экономической эффективностью..


Библиография

1.Волков С.Н.Землеустройство. Экономико-математические методы и модели. Т.4.-М.: Колос, 2001. - 696 с.

2.Федоров С.И., Ишбулатов М.Г. Защита почв от эрозии ( учебное пособие) – Уфа: Башкирский ГАУ, 2004.-122с.

3.Гарифуллин Ф.Ш. Эрозия почв в Башкирии и меры борьбы с ней. Учебное пособие. Ульяновский СХИ, 1983.- 33с.

4.Методические указания «Расчет поверхностного стока и смыва почв в период весеннего половодья и дождевых паводков». Уфа: 2003.

5.ВОЛГОГИПРОЗЕМ Башкирский филиал. Проект внутрихозяйственного землеустройства колхоза «им. М. Муртазина» Учалинского района. Уфа: 1995.

 


    

   


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53672. Конспект урока по баскетболу 53.5 KB
  Совершенствовать остановку прыжком Развивающие: развивать координационные способности с помощью эстафет Воспитательные: командный дух с помощью эстафет Части урока Частные задачи Средства Дозировка Методические указания Команды Форма проведения Подготовительная Организованно начать урок Построение 2мин Следить за дисциплиной Следить за слаженностью выполнения строевых упражнений за осанкой...
53673. Конспект урока по баскетболу в 7 классе 47 KB
  Ноги не сгибать Задняя нога прямая Равняйсь Смирно Вольно На носках марш На пятках марш На внешней стороне стопы марш На внутренней стороне стопы марш Бегом марш Бег с высоким поднимание колена марш Бег спиной вперед марш Противоходом марш Змейкой марш Шагом марш На месте шагом марш Стой раз два Фронтальная Основная 2025мин Совершенствование скорости реакции посредством игры в баскетбол Разделить на 2 команды. Однако тот не может начать эстафету пока предыдущий игрок не пересечет стартовую...
53675. Конспект урока по баскетболу в 8 классе 45.5 KB
  Части урока Частные задачи Средства Дозировка Методические указания Команды Форма проведения Подготовительная 1015мин Организованно начать урок Подготовить организм к предстоящей нагрузке Построение приветствие постановка задач Упражнения в ходьбе: на носках руки перед грудью кисти скрепить в замок круговые вращения в кистях; на пятках руки вперед на внешней стороне стопы на внутренней...
53676. Изготовление открытки к 23 февраля 72 KB
  Задачи: Образовательные: Познакомить с историческими сведениями о празднике День защитника отечества; Расширить практические навыки по изготовлению открыток; Воспитательные: Воспитание дисциплинированности активности уважения друг к другу; Воспитание культуры учащихся внимательности. 2 Создание эмоционального настроя Праздник всех солдатов наших Вот что значит этот день День защитников отважных Да и просто всех парней Ведь любой из них мечтает Защитить детей семью Покорить хоть чтото в мире И найти свою судьбу Слушают...
53677. Воображение 60.5 KB
  Познакомить студентов с понятием воображение с функциями видами воображения способами создания образов воображения. План урока с хронометражем времени: Организационный момент 5 минут; Опрос по пройденной теме 15 минут; Изучение нового материала 50 минут; понятие воображение функции воображения; виды воображения; приемы создания образов воображения. А сейчас приступаем к работе запишите себе пожалуйста тему урока – Воображение.
53678. Конспект урока по физической культуре 38.5 KB
  На раз руки к плечам на два вверх на 3 к плечам на 4 на пояс руки в стороны. 4 спокойный бег 5 ходьба 1012 мин 30 сек 34 раз 56 раз 56 раз 67 раз 1012 раз 56 раз 78 раз 56 раз 1015 раз Вращения головы медленно Вращения как можно с большой амплитудой. Построение в ширинку делимся на команды на первыйвторой Игра в волейбол 2530 мин 1520 раз Упражнения делать по команде преподавателя.
53679. Конспект урока по физической культуре для 1 класса 70 KB
  Закрепить технику ловли малого мяча. Учить метанию малого мяча в вертикальную цель с места. Инвентарь: Малые мячи. Баскетбольные мячи.
53680. КОНСПЕКТ УРОКА ПО ГАНДБОЛУ 41 KB
  Победитель - команда определяется по наименьше затраченному времени на пятнание игроков и индивидуально выявляет...