Совершенствование метода оценки эрозионной стойкости почв для мониторинга воздействия сельскохозяйственной техники на агроландшафты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Чучкалов Сергей Иванович

• Чучкалов Сергей Иванович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Чучкалов Сергей Иванович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ РАБОТЫ МТА НА ЭРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ АГРОЛАНДШАФТОВ

1.1. Последствия/эффекты функционирования МТА на агроландшафте

1.2. Инфильтрация, как величина, определяющая эрозионную стойкость агроландшафта

1.3. Изменение технологических свойств почвы при работе МТА

1.4. Обоснование выбора почвенных параметров суммарно характеризующих влияние МТА на агроландшафт

1.5. Выводы по главе

2. ИЗМЕНЕНИЕ ЭРОЗИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПОЧВ ПРИ РАБОТЕ МТА И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ЕЕ ОПИСАНИЯ

2.1. Функционирование МТА на агроландшафте, как причина изменения параметров стока воды

2.2. Учет влияния загрязнения почв на изменение эрозионной стойкости

2.3. Изучение условий и параметров возникновения мини-оползней на сельскохозяйственных склонах

2.4. Выводы по главе

3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК, РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

3.1. Совершенствование метода определения тальвега на агроландшафтах склоновых земель

3.2. Уточнение энергии водного потока, размывающего почву

3.3. Безшовное создание цифровых «двойников агросклона»

3.4. Выводы по главе

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Программа экспериментальных исследований

4.2. Экспериментальные установки

4.3. Результаты оценки рисков возникновения мини-оползней на агросклонах

4.4. Результаты оценки механического воздействия МТА на агросклон

4.5. Автоматизация измерений

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ИССЛЕДОВАНИЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Документы, подтверждающие новизну методов и способов

расчета гидрофизических величин

Приложение Б. Листинги программ

Приложение В. Статистическая обработка

Приложение Г. Технические средства для определения

Приложение Д. Характеристика почвенного материала при проведении

испытаний

Приложение Е. Энергетические эквиваленты и структура энергозатрат .. 139 Приложение Ж. Документы о внедрении результатов выполненных научных исследований

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование метода оценки эрозионной стойкости почв для мониторинга воздействия сельскохозяйственной техники на агроландшафты»

Актуальность темы исследования

Эрозия на аграрных склонах, возникающая из-за работы кормоуборочных и почвообрабатывающих орудий, - острая и широко распространённая проблема, особенно в зонах интенсивного земледелия [104, 108]. Она является одной из самых насущных экологических и аграрных проблем России, где водной эрозии подвержено свыше 56% пашни, а в наиболее плодородных регионах (ЦЧР, Поволжье, Предкавказье) этот показатель достигает 60-90% [27, 31, 43]. Ежегодно с полей России выносится от 1,5 до 2 млрд тонн почвы [44]. С этим слоем теряется около 2530 млн тонн гумуса и до 40% внесенных минеральных удобрений [47, 48], что наносит прямой экономический ущерб в десятки миллиардов рублей. Для России водная эрозия - это «тихая» национальная катастрофа, подрывающая основу ее сельскохозяйственного могущества сокращением плодородных земель. Борьба с ней требует не только финансовых вложений, но и модернизации научных подходов, ориентированных на российские ландшафты. Согласно Указу Президента Российской Федерации от 18 июня 2024 г. № 529 "Об утверждении приоритетных направлений научно-технологического развития и перечня важнейших наукоемких технологий" одним из приоритетных направлений научно-технологического развития является «Высокопродуктивное и устойчивое к изменениям природной среды сельское хозяйство». При этом в перечне важнейших наукоемких технологий (I. Критические технологии) одним из пунктов является «Мониторинг и прогнозирование состояния окружающей среды и изменения климата, технологии предупреждения и снижения рисков чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, негативных социально-экономических последствий».

Современное состояние продовольственной безопасности Российской

Федерации в значительной мере определяется площадью территорий, предназначенных для производства сельскохозяйственной продукции.

Касательно вопросов данной работы в концепции развития аграрной науки и научного обеспечения агропромышленного комплекса Российской Федерации определены следующие приоритетные направления:

• Рациональное использование производственного потенциала -оптимизация использования земельных ресурсов, разработка и внедрение методов земледелия, которые позволяют учитывать индивидуальные особенности каждого участка земли.

• Ресурсосбережение и экологизация в АПК - снижение негативного воздействия сельскохозяйственной деятельности на окружающую среду, сохранение и восстановление плодородия почв.

• Создание систем агроэкологического мониторинга состояния почв -использование информационных технологий для анализа данных и принятия управленческих решений, разработка моделей для прогнозирования и управления рисками в сельском хозяйстве.

В связи с этим разработка теоретических подходов для изучения влияния действия на агроландшафт машинно-тракторных агрегатов (МТА) через изменение эрозионной стойкости земель, совершенствование методов его мониторинга являются актуальной задачей аграрной науки. Ее решение позволит проводить оценку воздействия на почву как выпускаемой серийно, так и экспериментальной техники, а также осуществлять мониторинг сохранности плодородия почв.

Степень разработанности темы исследования

Научная основа для оценки и прогнозирования антропогенной деградации почв по эрозионным и водно-физическим параметрам во многом разработана российскими учеными. Ведущие научные учреждения, где проводятся исследования: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, Московский государственный университет (географический и биологический

факультеты, факультет почвоведения), Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, Всероссийский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии, Федеральный исследовательский центр по агрохимии и агроэкологии, Российская академия сельскохозяйственных наук. Однако результаты проведенных исследований могут быть расширены путем введения и использования на практике новых теоретически обоснованных величин, отражающих способность почвы сопротивляться водной эрозии. Результаты этих исследований могут быть также значительно дополнены за счёт развития теоретических предпосылок, описывающих связь эрозионных и гидрофизических свойств почвы в масштабах агроландшафта. Это позволит более детально изучить влияние воздействия почвообрабатывающей и кормоуборочной техники на изменение эрозионной устойчивости агроландшафтов и разработать оптимальные стратегии сохранения природного потенциала.

Цель настоящих исследований: разработка величины для оценки механического воздействия МТА на агроландшафт, адекватно отражающей способность почвы сопротивляться водной эрозии, метода ее измерения и мониторинга.

В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:

• создать физически обоснованный показатель, позволяющий оценивать влияние работы МТА по изменению устойчивости почвы к водной эрозии;

• получить функциональные зависимости эрозионной устойчивости от физико-механических свойств почв, позволяющие учитывать механическое воздействие МТА на агроландшафт;

• усовершенствовать метод измерений и создать оборудование для уточнения воздействия МТА на агроландшафт по изменениям величины эрозионной стойкости почв в лабораторных и полевых

условиях;

• разработать метод оценки воздействия сельскохозяйственной техники на агроландшафты в целом, а не только локально.

Объектом исследования является механическое воздействие МТА на агроландшафт, меняющее эрозионную устойчивость почв через изменение ее водно-физических и физико-механических свойств.

Предмет исследования - показатели эрозионной устойчивости почвы при функционирования машинно-тракторного агрегата на склоновом агроландшафте.

Методология и методы исследований. В основу исследования легли базовые и прикладные принципы гидрофизики почв. Для достижения целей были использованы современные методы оценки эрозионной устойчивости, а также физическое и математическое моделирование, статистический анализ и теория эксперимента. Эти методы сочетали фундаментальные подходы, такие как системность, комплексность и экономичность. В работе применялось современное специализированное оборудование и программное обеспечение для обработки данных, полученных как в лабораторных, так и в полевых условиях.

Научная гипотеза: разработка и введение в научную практику новых величин и методов их измерения повысит точность оценки механического воздействия МТА на агросклон, обеспечит обоснование экологически безопасных режимов и позволит снизить эрозионные-деградационные процессы.

Научная новизна работы

На основании теоретических исследований и изучения эрозионных свойств почвы предложена чувствительная к механическому воздействию на почву величина (Яе, потенциал эрозионной стойкости), позволяющая количественно описывать энергетику процесса разрушения и выноса почвы водным потоком. Она отличается от известных в науке аналогов

универсальностью и возможностью использования для различных видов почвообработки на различных типах почв. На основе разработанной величины Яе получены зависимости для описания связи между эрозионными свойствами почвы и энергетикой почвенной влаги. Разработаны методики и приборное оборудование для определения величины вклада энергии капиллярных волн в процесс разрушения почвы водным потоком при поливе, получены патент на изобретение и свидетельства о регистрации разработанных полезных программ для ЭВМ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Использование для количественной оценки механического воздействия МТА на агроландшафт изменения величины эрозионной стойкости, позволяющей описать энергетику разрушения почвы водным потоком.

2. Функциональные зависимости эрозионной стойкости от удельной поверхности, пористости и влажности почв и т.п., обобщенные для основных типов почв и позволяющие оценивать степень механического воздействия МТА на почву.

3. Методика и приборное оборудование позволяющие уточнить измерение энергии водного потока, разрушающего и вымывающего почву после прохождения МТА.

4. Метод для оценки и мониторинга воздействия сельскохозяйственной техники на агроландшафты в целом, а не локально.

Теоретическая и практическая значимость работы

Сформулированные теоретические представления и предложенные зависимости позволили создать комплекс технических средств и методов для анализа физико-механических и водно-физических характеристик почв, отражающих эрозионную стойкость. Их использование позволяет повысить качество оценки влияния функционирования МТА по изменению эрозионной устойчивости агроландшафта, и, следовательно, эффективность принимаемых управленческих решений в хозяйственной деятельности.

Разработанные методы и средства позволяют на основе оценки воздействия МТА на агроландшафт обосновать экологически приемлемые приемы почвообработки и агромелиоративные мероприятия и технологии, обеспечивающие создание благоприятных условий для роста и развития растений. Результаты исследований использованы при оценке эрозионной стойкости почв на сельскохозяйственных угодьях Батыревского, Канашского и Чебоксарского районов Чувашской Республики. Теоретические разработки могут использоваться в учебном процессе по агроинженерии и экологической безопасности.

Степень достоверности

Точность и достоверность теоретических исследований, ключевых выводов и рекомендаций подтверждается соответствием установленных функциональных зависимостей и их высокой степенью сходимости с экспериментальными данными.

Личный вклад автора включает в себя обобщение и анализ научных публикаций, постановку проблемы и определение задач исследования, а также развитие теоретических основ, описывающих эрозионные свойства почвы. Автором разработан уникальный метод и создано специальное оборудование для измерения эрозионной устойчивости (модифицирован критерий Лохтина Л*, введен параметр эрозионной стойкости Яе). Были проведены полевые и лабораторные эксперименты, а также проверена применимость введенных параметров для оценки механического воздействия на агросклон по изменению эрозионных характеристик почвы.

Апробация результатов исследований

Основные положения работы доложены и обсуждены на международных научно-практических конференциях: Современные проблемы развития мелиорации и пути их решения (Костяковские чтения) Материалы международной конференции (Москва, 2020), Перспективы развития аграрных наук AGROSCIENCE-2022 (Чебоксары, 2022), Экология и мелиорация агроландшафтов: перспективы и достижения молодых ученых.

(2019), Мелиорация земель - неотъемлемая часть восстановления и развития АПК Нечерноземной зоны Российской Федерации (2019), Мобильная энергетика в сельском хозяйстве: состояние и перспективы развития (Чебоксары, 2018), Развитие аграрной науки как важнейшее условие эффективного функционирования агропромышленного комплекса страны (Чебоксары, 2018), Ensuring sustainable development: agriculture, ecology, energy and Earth science (IOP Conference Series: Earth and Environmental). Science II International scientific and practical conference (Bristol, 2023), EBWFF 2023 - International Scientific Conference Ecological and Biological Well-Being of Flora and Fauna (2023), IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. "International Conference on World Technological Trends in Agribusiness, WTTA 2021" (2022), IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020 International Science and Technology Conference on Earth Science, ISTCEarthScience (2020), KnE Life Sciences (2020), BIO WEB OF CONFERENCES. International Scientific-Practical Conference "Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources" (FIES 2019). EDP Sciences, (2020), ANS Conference Series: Scientific Heritage of Sergey A. Chaplygin (Nonholonomic Mechanics, Vortex Structures and Hydrodynamics) (2019), Journal of Physics: Conference Series. International Conference "Information Technologies in Business and Industry" (2019), IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Jubilee Scientific and Practical Conference "Innovative Directions of Development of the Forestry Complex (FORESTRY-2018)". Institute of Physics Publishing, (2019), IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. The proceedings of the conference AgroCON-2019 (2019).

Публикации

По теме диссертации получен из Роспатента 1 документ на

изобретение, 2 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ, издана

монография, опубликовано 3 статьи ВАК, 9 статей в журналах,

индексируемых WoS и Scopus, 11 статей в материалах научно-исследовательских конференций и других изданиях. Общий объем публикаций составляет 34 усл. п.л.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, основных обозначений и приложений, изложена на 144 страницах машинописного текста, включая библиографию из 121 наименований (в том числе 44 на иностранных языках), 23 рисунка, 16 таблиц и приложений.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ РАБОТЫ МТА НА ЭРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ АГРОЛАНДШАФТОВ

Научная основа для оценки и прогнозирования антропогенной деградации почв по эрозионным и водно-физическим параметрам заложена коллективами ученых почвенного института им. В.В. Докучаева, МГУ, ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, ВНИИ почвоведения и агрохимии, ФИЦ по агрохимии и агроэкологии (ВНИИАЭС), РАСХН и др.; она легла в основу современных систем защиты почв от эрозии в России.

Все многообразие почвозащитных приемов и противоэрозионных технологий может быть классифицировано по принципу их применения и видам выполняемых работ [30]. Организационно-хозяйственное планирование эрозионно опасных земель [6, 61, 66] прежде всего направлено на:

- оптимальное размещение севооборотов с учетом факторов, обусловливающих эрозию;

- рациональную трансформацию земель с целью их эффективного использования и сокращения эрозионных процессов;

- производственное использование сельскохозяйственных машин с учетом выполняемых ими технологических процессов поперек склона.

Среди отечественных ученых, которые внесли значительный вклад в изучение антропогенного влияния на изменение эрозионных и водно -физических свойств почв, можно выделить следующих специалистов. Курдюмовым В.И. и Зыкиным Е.С. (Ульяновский ГАУ им. П.А. Столыпина) разработаны технологии возделывания пропашных культур на постоянных и вновь создаваемых гребнях почвы с учетом агротехнических требований и физико-механических свойств почвы [36, 37, 38, 120]. Максимов И.И. (Чувашский ГАУ) разработал концепцию энергетического подхода к оценке эрозии, создал множество устройств для проведения полевых и лабораторных измерений [4, 18, 39, 50, 52, 53]. Соколовым Н.М.

(Федеральный аграрный научный центр Юго-Востока) на основе анализа факторов, влияющих на процесс водной и технологической эрозии почвы на склоновых землях, разработан технологический процесс противоэрозионной обработки, направленный на создание противоэрозионного микрорельефа [28, 63-65]. Васильевым А.А. (Нижегородский государственный инженерно-экономический университет) разработаны почвообрабатывающие орудия для склоновых земель и предложена математическая модель технологического процесса обработки склоновых земель противоэрозионным орудием [15-17, 55]. Юнусовым Г.С. (Аграрно-технологический институт МарГУ) предложены новые способы противоэрозионной и влагосберегающей обработки почвы комбинированными агрегатами с созданием водоудерживающих прерывистых борозд при безотвальном рыхлении верхнего слоя почвы, а также с размещением таких борозд на глубоко разрыхленных полосах уплотненного нижележащего слоя почвы [14, 76, 77].

1.1. Последствия/эффекты функционирования МТА на агроландшафте

Приведем краткий обзор аспектов влияния МТА на агроландшафт, как операций, вызывающих его (агроландшафта) системные трансформации и нарушающие его целостность как геосистемы. Для этого рассмотрим механизмы воздействия на ландшафтную организацию сельскохозяйственных территорий:

1. Нарушение пространственной структуры агроландшафта

а) Фрагментация природных комплексов. Колейные пути и постоянные технологические полосы (шириной 3-5 м) делят поля на изолированные фрагменты, т.е. разрушают экологические коридоры (нарушает миграцию почвенных организмов и распространение семян). Нельзя забывать и о деградации пограничных зон, поскольку уплотнение почвы вдоль полевых дорог и поворотных полос создает «барьерные зоны» шириной 15-20 м, где биоразнообразие обычно сокращается на 40-60%.

б) Гомогенизация ландшафтной мозаики. Современные МТА требуют больших сплошных массивов (100-500 га), что снижает ландшафтное разнообразие, которое обладает сложной структурой с чередованием культур, лугов, лесополос. Непрерывно идет элиминация малых форм рельефа: бугры, западины, микропонижения, естественно регулирующие сток воды, выравниваются, увеличивая риск линейной эрозии.

2. Трансформация микрорельефа и гидрологической сети

а) Антропогенные формы рельефа (таблица 1).

б) Нарушение гидрологических связей. Колеи и борозды от МТА создают искусственные водосборные линии, которые перехватывают поверхностный сток и перенаправляют воду с 30-40% площади поля в 5-10% концентрирующих зон. А это естественно, увеличивает эрозию в областях схода потоков в 15-20 раз. Плужная подошва дестабилизирует подземный сток, повышая уровень грунтовых вод в прилегающих низинах на 0,5-1,5 м и вызывает вторичное засоление.

Таблица 1 Изменения микрорельефа агроландшафта

Форма Характеристики Последствия

Техногенные промоины Глубина 20-50 см, Концентрация стока,

ширина 0,5-1,5 м, ускорение эрозии в 5-8

густота 3-8 шт./га на раз

склонах >3°

Колейные системы Глубина 10-25 см, Формирование

повторяемость 3-5 «трубопроводной сети»

колей на 10 м ширины для стока с

поля интенсивностью л/с-м 5-10

Валы вдоль дорог Высота 0,3-0,8 м, длина Нарушение

до 1 км естественного подтопление стока,

прилегающих участков

3. Деградация почвенно-ландшафтных комплексов

а) Пространственная дифференциация. На агроландшафте имеются области максимального воздействия (это могут быть до 15-20% площади поля: поворотные/разгрузочные полосы, пути съезда техники с полей, области вокруг точек заправки/ремонта.

б) Трансформация почвенных горизонтов. При многолетней работе МТА на полях с уклоном >5° формируются «ступенчатые профили» с верхним уплотненным слоем (0-15 см, плотность 1,65 г/см3), зонами вымывания (15-30 см, обеднение гумусом) и уплотненной «подошвы» (30-45 см, плотность 1,8-2,0 г/см3). За вегетационный период почва на склонах смещается вниз на 1-3 см, что за 10 лет приводит к оголению материнской породы на вершинах и заиленных слоях в основании склонов (латеральное смещение).

4. Нарушение ландшафтно-экологических функций

а) Потеря регуляторной способности. Снижение водоудерживающей функции. Деградация буферных зон.

б) Изменение энергетического баланса. Разрыхленная почва после обработки МТА имеет альбедо 0,25-0,30 против 0,15-0,20 у естественной, это повышает отражательную способность ландшафта, снижая локально температуру и одновременно увеличивая испарение. Уплотненные почвы проводят тепло в 1,5-2 раза эффективнее, что нарушает сезонный режим промерзания/оттаивания и жизненные циклы почвенных организмов.

Ландшафтно-картографические проявления деградации (типичные виды трансформации):

1. Радиальные системы колей от центра поля к поворотным полосам(«ежовые» поля)

2. Чередование уплотненных технологических полос и менее нарушенных участков («гребневые» ландшафты)

3. Пересекающиеся следы от работы разных агрегатов (сетчатые» деградации)

Процесс функционирования машинно-тракторных агрегатов (МТА) на агроландщафте оказывает существенное и многогранное влияние на его эрозионную стойкость, выступая при этом в роли ключевого фактора деградации почв. Рассматривая воздействия необходимо выделить следующие основные аспекты:

а) Уплотнение. Поверхностное уплотнение почвы: колеса тракторов и сельхозмашин создают уплотненный слой (глубиной 5-15 см) с плотностью до 1,6-1,8 г/см3 (вместо оптимальных 1,2-1,4 г/см3 для черноземов), что на 30-50% снижает инфильтрацию воды и, тем самым, повышает поверхностный сток воды. Глубокое уплотнение: тяжелая техника (массой >10 т) формирует подпахотный уплотненный горизонт («плужная подошва») на глубине 30-40 см, нарушающий корнеобитаемый слой и естественные пути движения воды.

б) Нарушение почвенной структуры. При выполнении ряда операций (например, культивации и фрезерования) происходит разрушение агрегатов почвы. Доля водопрочных агрегатов (>1 мм) может уменьшиться на 25-40%. Одновременно идет увеличение доли пылеватых фракций (<0,01 мм), что повышает смываемость почвы (от 0,5 т/га на структурной почве до 5-7 т/га на разрушенной при скорости стока 0,5 м/с).

в) Формирование эрозионных микрорельефов. Следы от колес создают каналы (борозды и колеи) для стока. На склонах крутизной >3° глубина колей достигает 10-15 см, увеличивая скорость потока в 2-3 раза. Гребни и борозды, появляющиеся после обработки, в зависимости от угла их расположения к горизонталям, становятся очагами линейной эрозии при осадках и стоке вод.

Таким образом для характеристики потери плодородия, вызванного воздействием МТА и связанного с деградацией рельефа, снижением

инфильтрации и, как следствие, увеличением объемов стока можно выделить факторы, подлежащие рассмотрению и указанные в таблице 2.

Таблица 2 Влияние МТА на эрозионную стойкость и микрорельеф

Фактор Влияние на эрозию

Направление движения Обработка вдоль склона увеличивает эрозию в 3-5 раз по сравнению с поперечной или контурной

Масса техники Каждые дополнительные 5 т массы агрегата повышают глубину уплотнения на 5-7 см

Давление на почву Высокое давление шин (>0,25 МПа) повышает поверхностное уплотнение на 20-30%

Кратность проходов Каждый дополнительный проход увеличивает потери почвы на 15-25%

Состояние почвы Работа на сырой почве (влажность >25%) повышает уплотнение в 2-3 раза

К известным, научно обоснованным мерам снижения эрозионного риска относятся следующие технологические решения

- Контурная обработка.

- Минимальная обработка.

- Широкозахватные агрегаты.

- Регулируемое давление в шинах. и агротехнические приемы

- Полосное чередование культур (пропашных и сплошных).

- Создание ветрозащитных полос.

- Мульчирование.

В связи с вышеизложенным, становится явной необходимость в качественной и количественной комплексной оценке влияния функционирования МТА на агроландшафт в разрезе изменения его эрозионной стойкости. Кроме того, необходимо оценивать и эффективность

внедряемых технологий, призванных не только нивелировать негативное воздействие, но и повысить продуктивность землепользования.

1.2. Инфильтрация, как величина, определяющая эрозионную стойкость агроландшафта

Одной из важнейших характеристик определяющих начало возникновения эрозии почв является водопоглотительная способность (инфильтрация). Проникновение воды в почвенный профиль представляет собой сложный физический процесс, обусловленный комплексом взаимосвязанных факторов. Количественно скорость инфильтрации описывается соотношением q = Q/(St), где Q - суммарный объём поглощённой влаги, S - площадь поверхности инфильтрации, t -продолжительность процесса. На динамику впитывания существенное влияние оказывают удельная поверхность твёрдых частиц, общая пористость грунта, исходная влажность, агрегатная структура и её стабильность, а также наличие корневых систем растений.

Определение фильтрационных свойств проводят на вертикальных почвенных колонках, фиксируя объём прошедшей через образец воды при поддержании постоянного уровня. Различают два режима: безнапорную фильтрацию (градиент давления приблизительно равен единице) и напорную (градиент давления превышает единицу).

В научной литературе представлен ряд эмпирических зависимостей, описывающих кинетику инфильтрации для различных почвенных типов, однако область их применения зачастую ограничена конкретными условиями. Классической моделью, отражающей характерное снижение интенсивности впитывания во времени, является уравнение А.Н. Костякова [19, 22]:

К = Ко t "а, (1.1)

где К - интенсивность впитывания в момент t, К0 - интенсивность в начале

впитывания, а - безразмерный коэффициент.

Модификация С.Ф. Аверьянова формулы (1.1) заключалась во введении в данную модель константы, соответствующей коэффициенту фильтрации Кф, это дополнение имеет физическое обоснование, так как после насыщения поровой ёмкости процесс переходит в стационарную стадию, определяемую именно фильтрационными свойствами почв, т.е. К = Кф + К^ ~а [1]. Тем не менее, подобный подход не получил широкого

распространения ввиду сложности линеаризации полученного уравнения для проведения стандартной статистической обработки данных с использованием общедоступного программного обеспечения.

В отдельных исследованиях в базовую формулу (1.1) вводится дополнительный множитель вида еР где Р - эмпирический множитель, I -уклон, что позволяет учитывать влияние рельефа.

Накопление влаги на поверхности вследствие недостаточной инфильтрационной ёмкости является ключевым фактором, инициирующим эрозионные процессы. Для управления водопоглощением предложен спектр агротехнических и мелиоративных приёмов: дискретное орошение с регулируемой интенсивностью [33, 46, 83], предпосадочное увлажнение и капельное орошение [24-26, 93]), применение омагниченной воды [20, 101], механическое рыхление и щелевание [9, 45], а также улучшение почвенной структуры путём внесения стабилизирующих полимеров (7, 102).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чучкалов Сергей Иванович, 2026 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аверьянов, С.Ф. Управление водным режимом мелиорируемых сельскохозяйственных земель / С.Ф. Аверьянов; Отв. ред.: Никольский Ю.Н.. - М.: Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2015. - 542 с.

2. Алексеев, В.В. Аэродинамический метод получения основной гидрофизической характеристики почв / В.В. Алексеев, И.И. Максимов // Почвоведение. - 2013. - № 7. - С. 822. - DOI: https://doi.org/10.7868/S0032180X13070022.

3. Алексеев, В.В. Гидрофизические аспекты эрозии почв и мелиорации склоновых земель / В.В. Алексеев, С.А. Васильев, С.И. Чучкалов. - Чебоксары : Новое время, 2023. - 197 с.

4. Алексеев, В.В. Движение плоскости в вязкой высокодисперсной среде, не насыщенной жидкостью / В.В. Алексеев, С.А. Васильев, С.И. Чучкалов // ANS Conference Series: Scientific Heritage of Sergey A. Chaplygin (Nonholonomic Mechanics, Vortex Structures and Hydrodynamics): Book of Abstracts, Москва, 02-06 июня 2019 года. - Москва: Ижевский институт компьютерных исследований, 2019. - P. 15.

5. Алексеев, В.В. Получение функциональной зависимости липкости почв от основных гидрофизических почвенных параметров / В.В. Алексеев, И.И. Максимов, С.А. Васильев // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. -2014. - № 3(40). - С. 63-67.

6. Алексеев, В.В. Энергетическая оценка механического воздействия на почву почвообрабатывающих машин и орудий / В.В. Алексеев, И.И. Максимов, В.И. Максимов, И.В. Сякаев // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2012. - № 3 (28). - С. 70-72.

7. Асанов, А. Влияние гибридированных амид функциональных полимеров на структурообразование почв / А. Асанов, С.А. Мамешова, А.А. Асанов // Вестник университета Шакарима. Серия технические науки. - 2024.

- № 2(14). - С. 401-410. - DOI: https://doi.org/10.53360/2788-7995-2024-2(14)-50.

8. Афанасьева, О.В. Теория и практика моделирования сложных систем: Учебное пособие / О.В. Афанасьева, Е.С. Голик, Д.А. Первухин. -СПб: СЗТУ, 2005. - 131 с.

9. Башняк, И.М. Исследование технологии предполивного щелевания почвы и обоснование конструкции щелевателя / И.М. Башняк, С.Е. Башняк // Вестник Донского государственного аграрного университета. - 2018. - № 2-3(28). - С. 62-69.

10. Бондарев, А.Г. Переуплотнение почв сельскохозяйственной техникой, прогноз явления и процессы разуплотнения / А.Г. Бондарев, И.В. Кузнецова, П.М. Сапожников // Почвоведение. - 1994. - № 4. - С. 58-64.

11. Бондарев, А.Г. Физические свойства почв как теоретическая основа прогноза их уплотнения сельскохозяйственной техникой / А.Г. Бондарев // Влияние сельскохозяйственной техники на почву: Научные труды Почвенного института им. В.В. Докучаева. - М.: Почв. ин-т, 1981. - С. 3-9.

12. Боровой, С.Е. Концепция цифрового двойника орошаемого агроценоза / С.Е. Боровой, О.П. Комарова, К.Ю. Козенко // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2024. - № 3(75). - С. 165-174. - DOI: https://doi.org/10.32786/2071-9485-2024-03-19.

13. Бышов, Н.В. Изменение контактных углов смачивания при добавлении в моющие растворы поверхностно-активных веществ / Н.В. Бышов, И.А. Успенский, В.В. Алексеев, И.В. Фадеев // Инженерные технологии и системы. - 2019. - Т. 29, № 2. - С. 295-305. - DOI https://doi.org/10.15507/2658-4123.029.201902.295-305.

14. Валиев, А.Р. Обоснование энергетических и экономических показаний комбинированного агрегата / А.Р. Валиев, Г.С. Юнусов, А.А. Мустафин [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного

университета. - 2016. - Т. 11, № 3(41). - С. 72-78. - DOI: https://doi.org/10.12737/22680.

15. Васильев, С.А. Обоснование и выбор конструктивно -технологических параметров активной бороны для контурной обработки почвы склоновых земель / С.А. Васильев, А.М. Лопоткин, А.А. Васильев // Вестник НГИЭИ. - 2019. - № 6(97). - С. 106-116.

16. Васильев, С.А. Противоэрозионная контурная обработка почвы машинно-тракторными агрегатами на агроландшафтах склоновых земель / С.А. Васильев, А.А. Васильев, Н.И. Затылков // Вестник НГИЭИ. - 2018. - № 5(84). - С. 43-54.

17. Васильев, С.А. Разработка математической модели технологического процесса обработки склоновых земель противоэрозионным орудием / С.А. Васильев, А.М. Лопоткин, А.А. Васильев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2021. - № 4(64). - С. 334-344. - DOI: https://doi.org/10.32786/2071-9485-2021-04-34.

18. Васильев, С.А. Энергетический подход к оценке эрозионно-транспортирующей способности водного потока на склоновом агроландшафте (обзорная) / С.А. Васильев, И.И. Максимов, В.В. Алексеев // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2015. - № 3(19). - С. 79-93.

19. Вознюк, С.Т. Мелиоративное почвоведение с основами гидрологии / С.Т. Вознюк, П.К. Кузьмич, В.Г. Крыштоф и др. - Львов: Вища школа, 1984. — 264 с.

20. Волконский, H.A. Омагниченная вода / H.A. Волконский // Гидротехника и мелиорация, 1973.- № 9. С. 18 - 20.

21. Глобус, А.М. Почвенно-гидрофизическое обеспечение агроэкологических математических моделей / А.М. Глобус. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 356 с.

22. Голованов, А.И. Мелиорация земель / А.И. Голованов, И.П. Айдаров, М.С. Григоров [и др.]. - СПб: Лань, 2015. - 832 с.

23. Гордиенко, В.П. Передвижение влаги по капиллярам в черноземнооподзоленном слое при различной его плотности / В.П. Гордиенко, В.Т. Костогрыз // Почвоведение. - 1991. - № 4. - С. 175-178/

24. Григоров, М.С. Способы полива и условия их применения / М.С. Григоров // Научные основы стратегии развития АПК и сельских территорий в условиях ВТО: Материалы международной научно-практической конференции, посвящённой 70-летию образования ВолГАУ, Волгоград, 2830 января 2014 года. Том 4. - Волгоград: Волгоградский государственный аграрный университет, 2014. - С. 129-135.

25. Дубенок, Н.Н. Особенности водного режима почвы при капельном орошении сельскохозяйственных культур / В.В. Бородычев, М.Н. Лытов, О.А. Белик // Достижения науки и техники АПК. - 2009. - № 4. - С. 22-25.

26. Дубенок, Н.Н. Противоэрозионные гидротехнические сооружения в агроландшафтах / Н. Н. Дубенок, В. В. Пчелкин, А. В. Лебедев [и др.]. - М.: Общество с ограниченной ответственностью "Проспект", 2024. - 136 с.

27. Жидкин, А.П. Эрозия почв на Среднерусской возвышенности (обзор) / А.П. Жидкин, М.А. Комиссаров, Е.Н. Шамшурина, А.В. Мищенко // Почвоведение. - 2023. - № 2. - С. 259-272. - 001: https://doi.org/10.31857/S0032180X22600901.

28. Жолинский, Н.М. Методологические основы создания почвозащитных агротехнологий с использованием гребнекулисной обработки почвы / Н.М. Жолинский, Н.М. Соколов, С.Б. Стрельцов [и др.]. -Саратов: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока", 2017. - 24 с.

29. Зайдельман, Ф.Р. Мелиорация почв: Учебник. / Ф.Р. Зайдельман. -М.: Изд-во МГУ, 2003. - 448 с.

30. Заславский, М.Н. Эрозия почв / М.Н. Заславский. - М.: Мысль, 1978. - 245 с.

31. Ибрагимова, С.А. Эрозия почв в агроландшафтах Самарской области / С.А. Ибрагимова, И.В. Казанцев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2013. - Т. 15, № 3. - С. 256-259.

32. Исследование изменения природно-климатических условий и физических свойств почвы на агроландшафтной катене склоновых земель / С.А. Васильев, С.И. Чучкалов, Р.И. Александров, Е.П. Алексеев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2019. - № 4(56). - С. 26-35. - 001: https://doi.org/10.32786/2071-9485-2019-04-2.

33. Калиниченко, В.П. Обоснование и пути реализации внутрипочвенной импульсной континуально-дискретной парадигмы ирригации / В.П. Калиниченко, Т.М. Минкина, А.Н. Сковпень [и др.] // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2012. - № 3(7). -С. 186-198.

34. Кудряшов, В.А. Изменение насыщенной гидравлической проводимости почвы в результате последствия уплотнения. 2. Чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый / В.А. Кудряшов // Науч.-техн. бюл. по агрономической физике. - 1990. - № 80. - С. 45-49.

35. Кулыгин, В.А. Фрезерование почвы на посадках картофеля при орошении / В.А. Кулыгин // Пути повышения эффективности использования орошаемых земель: Сборник научных трудов ФГНУ "РосНИИПМ". -Новочеркасск, 2005. - С.145-149.

36. Курдюмов, В.И. Анализ требований к разработке средств механизации возделывания пропашных культур / В.И. Курдюмов, Е.С. Зыкин, С.А. Лазуткина [и др.] // Фундаментальные основы и прикладные решения актуальных проблем возделывания зерновых бобовых культур : Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной Памяти ректора Ульяновского государственного аграрного

университета имени П.А. Столыпина (2004-2019 гг.), Почётного работника высшего профессионального образования РФ, Почётного работника агропромышленного комплекса России, доктора сельскохозяйственных наук, профессора Дозорова Александра Владимировича, Ульяновск, 09 июня 2020 года. - Ульяновск: Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, 2020. - С. 234-237.

37. Курдюмов, В.И. Анализ факторов, влияющих на выбор технологии возделывания пропашных культур / В.И. Курдюмов, Е.С. Зыкин, С.А. Лазуткина, О.А. Дмитриев // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения: Материалы X Международной научно-практической конференции. В 2-х томах, Ульяновск, 23 июня 2020 года. Том 2020-2. - Ульяновск: Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, 2020. - С. 357-361.

38. Курдюмов, В.И. Анализ факторов, влияющих на выбор технологии возделывания пропашных культур / В.И. Курдюмов, Е.С. Зыкин, С.А. Лазуткина, О.А. Дмитриев // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения : Материалы X Международной научно-практической конференции. В 2-х томах, Ульяновск, 23 июня 2020 года. Том 2020-2. - Ульяновск: Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, 2020. - С. 357-361.

39. Максимов, В.И. Энергетический подход к оценке почвообрабатывающих машин и орудий / В.И. Максимов, И.И. Максимов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2008. - № 5. - С. 25-28.

40. Максимов, И. И. Гидрофизика почв в мелиорации / И.И. Максимов, В.В. Алексеев. - Чебоксары: Издательско-полиграфическая компания "Новое время" (Чебоксары), 2017. - 280 с.

41. Максимов, И.И. Исследование меандрирования временных микроручейков на склоновых агроландшафтах / И.И. Максимов, А.Н. Михайлов, С.И. Чучкалов // Мобильная энергетика в сельском хозяйстве: состояние и перспективы развития: Материалы Международной научно-

практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения профессора, доктора технических наук Медведева Владимира Ивановича, Заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, Чебоксары, 25-26 декабря 2018 года. - Чебоксары: Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, 2018. - С. 353-358.

42. Максимов, И.И. Прогнозирование объемов стока дождевых осадков при проектировании мелиоративных мероприятий и противоэрозионных технологий / И.И. Максимов, М.В. Семенов, С.И. Чучкалов // Развитие аграрной науки как важнейшее условие эффективного функционирования агропромышленного комплекса страны : материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения заслуженного работника высшей школы Чувашской Республики и Российской Федерации, доктора ветеринарных наук, профессора Кириллова Николая Кирилловича, Чебоксары, 08 октября 2018 года. - Чебоксары: Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, 2018. - С. 403-408.

43. Мальцев, К.А. Потенциальные эрозионные потери почвы на пахотных землях европейской части России / К.А. Мальцев, О.П. Ермолаев // Почвоведение. - 2019. - № 12. - С. 1502-1512. - Б01: https://doi.Org/10.1134/80032180X19120104.

44. Матюхин, Д.А. Причины и последствия эрозии почвенного покрова в различных климатических зонах России / Д.А. Матюхин, О.П. Крутских, И.Д. Проняев [и др.] // Аграрная история. - 2024. - № 18. - С. 4958. - Б01 10.5281/zenodo.11655506.

45. Митрофанов, Ю.И. Влияние приемов агромелиорации и дренажа на продуктивность полевых культур / Ю.И. Митрофанов, М.В. Гуляев, Н.К. Первушина // Вестник российской сельскохозяйственной науки. - 2023. - № 3. - С. 63-69. - БОТ: https://doi.org/10.31857/2500-2082/2023/3Z63-69.

46. Михайленко, И.М. Дифференциация управления орошением посевов сельскохозяйственных культур / И.М. Михайленко, В.Н. Тимошин // Мелиорация и водное хозяйство. - 2018. - № 1. - С. 24-29.

47. Наконечная, М.А. Потери гумуса на склоновых землях ЦЧО / М.А. Наконечная, В.Е. Явтушенко // Почвоведение. - 1989. - № 5. - С. 19-26.

48. Османьян, Р. Г. О потере гумуса на пашне от эрозии и минерализации / Р. Г. Османьян // Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал. - 2008. - № 3. - С. 628.

49. Оценка влияния работы почвообрабатывающей техники на изменение эрозионной устойчивости агроландшафта / С.И. Чучкалов, В.П. Филиппов, В.В. Алексеев [и др.] // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2025. - № 3(81). - С. 537-546. - Б01: https://doi.org/10.32786/2071-9485-2025-03-60.

50. Патент № 2017407 С1 Российская Федерация, МПК А0Ш 27/00, G01N 17/00. Устройство для определения потенциала противоэрозионной стойкости почвогрунта : № 5015086/15: заявл. 29.10.1991 : опубл. 15.08.1994 / И. И. Максимов, В. М. Сироткин ; заявитель Чувашский сельскохозяйственный институт.

51. Патент № 2292539 С1 Российская Федерация, МПК G01N 19/02, G01M 10/00. Способ определения гидравлических потерь на трение: № 2005124192/28: заявл. 29.07.2005: опубл. 27.01.2007 / И.И. Максимов, С.А. Васильев, В.И. Максимов; заявитель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия".

52. Патент № 2346275 С1 Российская Федерация, МПК G01N 33/24. Способ измерения потенциала эрозионной стойкости для мерзлого почвогрунта : № 2007116592/12 : заявл. 02.05.2007: опубл. 10.02.2009 / В.И. Максимов, И.И. Максимов, В.П. Егоров, С.А. Васильев; заявитель Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего

профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия".

53. Патент № 2346275 C1 Российская Федерация, МПК G01N 33/24. Способ измерения потенциала эрозионной стойкости для мерзлого почвогрунта: № 2007116592/12 : заявл. 02.05.2007: опубл. 10.02.2009 / В.И. Максимов, И.И. Максимов, В.П. Егоров, С.А. Васильев; заявитель Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия".

54. Патент № 2680608 C1 Российская Федерация, МПК G01B 11/30. Способ профилирования дневной поверхности почвы на элементарной площадке в полевых условиях: № 2017140956: заявл. 23.11.2017: опубл. 25.02.2019 / С.А. Васильев, И.И. Максимов, Д.Э. Крнаков [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия".

55. Патент № 2715621 C1 Российская Федерация, МПК A01B 25/00, A01B 33/02, A01B 13/16. Почвообрабатывающее орудие для склоновых земель: № 2019108110: заявл. 21.03.2019 : опубл. 02.03.2020 / С.А. Васильев, А.М. Лопоткин, А.А. Васильев [и др.]; заявитель Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ).

56. Патент № 2751645 C1 Российская Федерация, МПК G01C 9/00, G01N 33/24, A01B 13/16. Способ определения тальвега на агроландшафтах склоновых земель в полевых условиях: № 2020119852: заявл. 08.06.2020: опубл. 15.07.2021 / С.А. Васильев, Р.И. Александров, В.В. Алексеев, М.А. Васильев, С.И. Чучкалов , В.Э. Чеблуков; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова".

57. Патент № 2751645 С1 Российская Федерация, МПК G01C 9/00, G01N 33/24, А01В 13/16. Способ определения тальвега на агроландшафтах склоновых земель в полевых условиях: № 2020119852 : заявл. 08.06.2020: опубл. 15.07.2021 / С.А. Васильев, Р.И. Александров, В.В. Алексеев [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова".

58. Рзалиев, А.С. Влияние различных способов обработки почвы на ее агрофизические показатели / А.С. Рзалиев, В.П. Голобородько, А.Г. Чирков, Ю.В. Сопов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2013. - № 12. - С. 105-109.

59. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022682338 Российская Федерация. Расчет профиля увлажнения при фертигации: № 2022681517: заявл. 10.11.2022: опубл. 22.11.2022 / В.В. Алексеев, С.А. Васильев, В.П. Филиппов [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова".

60. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022682389 Российская Федерация. Определение условий аккумуляции солей по контуру увлажнения при фертигации: № 2022681397: заявл. 10.11.2022: опубл. 22.11.2022 / В.В. Алексеев, С.А. Васильев, В.П. Филиппов [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова".

61. Соболев, С.С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской части СССР и борьба с ними. Т. 2 / С.С. Соболев. - М.: АН СССР, 1960. - 248 с.

62. Совершенствование методики проектирования почвозащитных технологий на склоновых агроландшафтах / С. И. Чучкалов, В. В. Алексеев, И. И. Максимов [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2023. - Т. 18, № 3(71). - С. 111-116. - Б01: https://doi.org/10.12737/2073-0462-2023-111-116.

63. Соколов, Н.М. Совершенствование технологического процесса обработки почвы на склонах / Н.М. Соколов, С.Б. Стрельцов, В.В. Худяков [и др.] // Аграрный вестник Юго-Востока. - 2018. - № 3(20). - С. 47-49.

64. Соколов, Н.М. Математическое моделирование в исследовании технологического процесса создания противоэрозионного микрорельефа на склоновых землях / Н.М. Соколов, П.А. Покусаев, С.В. Чумакова // Аграрный научный журнал. - 2023. - № 12. - С. 167-170. - Б01: https://doi.org/10.28983/asj.y2023i12pp167-170.

65. Соколов, Н.М. Результаты испытаний орудия для мелкой обработки почвы на склоновых землях / Н.М. Соколов, С.Б. Стрельцов, В.В. Худяков, П.А. Покусаев // Нива Поволжья. - 2023. - № 2(66). - Б01: https://doi.org/10.36461/NP.2023.66.2.004.

66. Сурмач, Г.П. Водная эрозия и борьба с ней / Г.П. Сурмач. - Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 254 с.

67. Сысуев, В.А. Получение основной гидрофизической характеристики почв на основе идеализированных моделей / В.А. Сысуев, И.И. Максимов, В.В. Алексеев, В.И. Максимов // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2013. - № 5. - С. 63-66.

68. Теории и методы физики почв / Е.В. Шеин, Ф.Р. Зайдельман, Л.О. Карпачевский [и др.]. - Тула: Гриф и К, 2007. - 616 с.

69. Филиппов, В.П. Визуализация расчетов профилей увлажнения при орошении / В.П. Филиппов, С.И. Чучкалов // Вестник мелиоративной науки. - 2020. - № 2. - С. 97-103.

70. Филиппов, В.П. Моделирование капельного орошения на склоновых землях / В.П. Филиппов, В.В. Алексеев, С.И. Чучкалов //

Проблемы развития сельскохозяйственных мелиораций и водохозяйственного комплекса на базе цифровых технологий: Материалы международной юбилейной научно-практической конференции, Москва, 2324 октября 2019 года. Том 1. - Москва: ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова", 2019. - С. 65-71.

71. Худякова, Е.В. Эффективность внедрения цифровых технологий в соответствии с концепцией "Сельское хозяйство 4.0" / Е.В. Худякова, М.Н. Кушнарева, М.И. Горбачев // Международный научный журнал. - 2020. - № 1. - С. 80-88. - Б01: https://doi.org/10.34286/1995-4638-2020-70-1-80-88.

72. Чучкалов, С. И. Исследование зависимости эрозионности почвы от ее гидрологических характеристик / С. И. Чучкалов, В. В. Алексеев // Современные проблемы развития мелиорации и пути их решения (Костяковские чтения): Материалы международной научно-практической конференции, Москва, 25-26 марта 2020 года. Том I. - Москва: Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова, 2020. - С. 179-186. - Б01: https://doi.org/10.37738/VNIIGIM.2020.94.67.028.

73. Чучкалов, С.И. Изучение динамики потенциала эрозионной стойкости серых лесных почв / С.И. Чучкалов, В.В. Алексеев // Мелиорация земель - неотъемлемая часть восстановления и развития АПК Нечерноземной зоны Российской Федерации: Материалы международной научно-практической конференции, Москва, 24-25 октября 2018 года. -Москва: Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова, 2019. - С. 303-309.

74. Чучкалов, С.И. Изучение связи потенциала эрозионной стойкости почв с основной гидрофизической характеристикой / С.И. Чучкалов, И.И. Максимов // Экология и мелиорация агроландшафтов: перспективы и достижения молодых ученых: Материалы VII Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 120-летию со дня

рождения Альбенского Анатолия Васильевича, Волгоград, 06-09 ноября 2019 года. - Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2019. - С. 159-161.

75. Чучкалов, С.И. Определение момента начала стока воды на склонах при поливе / С.И. Чучкалов, В.П. Филиппов, И.И. Максимов // Экология и мелиорация агроландшафтов: перспективы и достижения молодых ученых: Материалы VII Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 120-летию со дня рождения Альбенского Анатолия Васильевича, Волгоград, 06-09 ноября 2019 года. -Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2019. - С. 161-162.

76. Юнусов, Г.С. Способы и орудия для противоэрозионных обработок почвы / Г.С. Юнусов, А.Ф. Жук, М.М. Ахмадеева // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. - 2018. - № 20. - С. 430-436.

77. Юнусов, Г.С. Теоретическое обоснование технологической схемы и энергетическая оценка рабочих органов комбинированных почвообрабатывающих агрегатов / Г.С. Юнусов, А.В. Михеев, М.М. Ахмадеева // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. - 2018. - № 20. - с. 436-444.

78. Abbaspour-Gilandeh, Y. Investigation of the effect of soil moisture content, contact surface material and soil texture on soil friction and soil adhesion coefficients / Y. Abbaspour-Gilandeh, F. Hasankhani Ghavam, G. Shahgoli, V.R. Shrabian, M. Abbaspour-Gilandeh // Acta Technologica Agriculturae. - 2018. -Vol. 21, No. 2. - P. 44-50. - DOI: https://doi.org/10.2478/ata-2018-0009.

79. Abdurakhimov, L.V., Bidirectional energy cascade in surface capillary waves / L.V. Abdurakhimov, A.A. Levchenko, I.A. Remizov [et al.] // Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. - 2015. - Vol. 91, No. 2. - P. 023021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.91.023021.

80. Alekseev, V. Development of a criteria-based approach to agroecological assessment of slope agrolandscapes / V. Alekseev, V. Maksimov, S.

Chuchkalov [et al.] // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. -2018. - Vol. 6, No. 10(96). - P. 28-34. - DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.148623.

81. Assessment of the contribution of capillary waves to the ability of microstreamlets to destroy the underlying surface / V. Alekseev, S. Chuchkalov, S. Vasiliev, I. Maksimov // Перспективы развития аграрных наук agroscience-2022: Материалы Международной научно-практической конференции, Чебоксары, 12 апреля 2022 года. - Чебоксары: Чувашский государственный аграрный университет, 2022. - P. 62.

82. Automation of determining the contact angle of washing liquids wetting / V.V. Alekseev, V.P. Philippov, I.V. Fadeev, S.I. Chuchkalov // Journal of Physics: Conference Series: International Conference "Information Technologies in Business and Industry", Novosibirsk, 13-15 февраля 2019 года. Vol. 1333, 4. -Novosibirsk: Institute of Physics Publishing, 2019. - P. 042001. - DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1333/4/042001.

83. Ben Regaya, C. Adaptive discrete-time backstepping control of irrigation station / C. Ben Regaya, W. Chakchouk, A. Zaafouri, A. Sallami, A. Chaari // 2017 International Conference on Advanced Systems and Electric Technologies (IC_ASET). - Hammamet, Tunisia, 2017. - P. 158-163. - DOI: https://doi.org/10.1109/ASET.2017.7983683.

84. Bostwick, J.B. Liquid-bridge shape stability by energy bounding / J.B. Bostwick, P.H. Steen // IMA Journal of Applied Mathematics. - 2015. - Vol. 80, No. 6. - P. 1759-1775. - DOI: https://doi.org/10.1093/imamat/hxv016.

85. Carminati, A. Liquid bridges at the root-soil interface / A. Carminati, P. Benard, M.A. Ahmed [et al.] // Plant and Soil. - 2017. - Vol. 417. - P. 1-15. -DOI: https://doi.org/10.1007/s11104-017-3227-8.

86. Chowdhury, D. Study the liquid surface capillary wave profile by optical method / D. Chowdhury, S. Bhunia, T.K. Barik // International Journal of Soft Computing and Engineering. - 2013. - Vol. 2, Iss. 6. - P. 386-426.

87. Chuchkalov, S. Effect of synthetic detergents on soil erosion resistance / S. Chuchkalov, I. Fadeev, V. Alekseev // KnE Life Sciences. - 2020. - DOI: https://doi.org/10.18502/kls.v5i1.6113.

88. Chuchkalov, S.I. Stability of Artificial Urban Slopes to MiniLandslides / S.I. Chuchkalov, V.V. Alekseev // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 2020 International Science and Technology Conference on Earth Science, ISTCEarthScience 2020, Vladivostok, 06-09 октября 2020 года. -IOP Publishing Ltd: IOP Publishing Ltd, 2021. - P. 062004. - DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/666/6Z062004.

89. Clark, S.E. Runoff polishing by natural media filtration: up flow vs. down flow / S.E. Clark, M. Pratap, R. Pitt, U. Khambhammettu, C. Roenning, C.D. Treese, C.Y.S. Siu // Pennsylvania Stormwater Management Symposium (October), 2007. - P. 17-18.

90. Deike, L. Energy flux measurement from the dissipated energy in capillary wave turbulence / L Deike, E. Berhanu, E. Falcon // Physical Review E -Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. - 2014. - Vol. 89, No. 2. - P. 023003. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.89.023003.

91. Denner, F. Frequency dispersion of small-amplitude capillary waves in viscous fluids / F. Denner // Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. - 2016. - Vol. 94, No. 2-1. - P. 023110. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.94.023110.

92. Development of a criteriabased approach to agroecological assessment of slope agrolandscapes / V.V. Alekseev, V. Maksimov, S. Chuchkalov [et al.] // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. - 2018. - Vol. 6, No. 10(96). - P. 28-34. - DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.148623.

93. Dubenok, N.N. Drip irrigation impact on cherry fruit quality and biochemical composition / N.N. Dubenok, A.V. Gemonov, E.S. Kalmykova // BIO Web of Conferences. - 2025. - Vol. 194. - P. 01031. - DOI: https://doi.org/10.1051/bioconf/202519401031.

94. Elijah, O. An overview of Internet of Things (loT) and data analytics in agriculture: benefits and challenges / O. Elijah, T.A. Rahman, I. Orikumhi, C.Y. Leow, M.H. Hindia // IEEE Internet of Things Journal. - 2018. - Vol. 5, No. 5. -P. 3758-3773. - DOI: https://doi.org/10.1109/jiot.2018.2844296.

95. Ellis, K.V. Slow sand filtration / K.V. Ellis, W.E. Wood // Critical Reviews in Environmental Control. - 1985. - Vol. 15, Iss.4. - P. 315-354. - DOI: https://doi.org/10.1080/10643388509381736

96. Ghose, N. Synthetic detergents (surfactants) and organochlorine pesticide signatures in surface water and groundwater of Greater Kolkata, India / N. Ghose, D. Saha, A. Gupta // Journal of Water Resources and Protection. - 2009. - Vol. 1, No. 4. - P. 290-298. - DOI:

97. https://doi.org/https://doi.org/10.4236/JWARP.2009.14036.

98. Hydrophysical aspects of soil assessment in melioration / V.V. Alekseev, R.I. Aleksandrov, S.A. Vasiliev, S.I. Chuchkalov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: The proceedings of the conference AgroCON-2019, Kurgan, 18-19 апреля 2019 года. Vol. 341. - Kurgan: IOP Publishing Ltd, 2019. - P. 012106. - DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/341/1/012106.

99. Jones, B.J. Agronomic Handbook: Management of Crops, Soils and Their Fertility / B.J. Jones. - Boca Raton: CRC Press, 2003. - 450 p.

100. Jones, J.W. Using expert systems in agricultural models / J.W. Jones // Agricultural Engineering. - 1985. - № 7. - P. 21-22.

101. Kirkham, M.B. Principles of Soil and Plant Water Relations / M.B. Kirkham. - Boston: Elsevier Academic Press, 2005. - 500 p.

102. Kishore, G. Magnetic treatment of irrigation water and its influence on radish (raphanus sativus) crop: a green technology / G. Kishore, R. Kumar Singh, C. K. Saxena, Y. A. Rajwade // Ecology, Environment and Conservation. - 2022. -Vol. 28. - P. 198-201. - DOI: https://doi.org/10.53550/eec.2022.v28i07s.032.

103. Klivenko, A. Soil structuring using interpolyelectrolyte complexes of water-soluble polysaccharides / A. Klivenko, L. Orazzhanova, B. Mussabayeva, G.

Yelemessova, Zh. Kassymova // Polymers for Advanced Technologies. - 2020. -Vol. 31, Iss. 12. - P. 3292-3301. - DOI: https://doi.org/10.1002/pat.5053.

104. Korshenko, A. Pollution of the Caspian Sea / A. Korshenko, A.G. Gul // The Caspian Sea Environment. The Handbook of Environmental Chemistry, Vol 5P. - Berlin, Heidelberg: Springer, 2005. - P. 109-142. - DOI: https://doi.org/10.1007/698_5_006

105. Lal, R. Soil degradation by erosion / R. Lal // Land Degradation and Development. - 2001. - Vol. 12. - P. 519-539. -DOI: https://doi.org/10.1002/ldr.472.

106. Maksimov, I. Erosion resistance potential as a soil erodibility characteristic based on energy approach / I. Maksimov, V. Alekseev, S. Chuchkalov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: International Jubilee Scientific and Practical Conference "Innovative Directions of Development of the Forestry Complex (FORESTRY-2018)", Voronezh, 04-05 октября 2018 года. Vol. 226, conference 1. - Institute of Physics Publishing: Institute of Physics Publishing, 2019. - P. 012067. - DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/226/1Z012067.

107. Manuwa, S. Effect of moisture content on rubber, steel and tetrafluoroethylene materials sliding on textured soils / S. Manuwa // Modern Applied Science. - 2012. - Vol. 6, No. 4. - P. 117-121. - DOI: https://doi.org/10.5539/mas.v6n4p117.

108. Modeling process of salt fringe formation during fertigation / V.V. Alekseev, S.I. Chuchkalov, V.P. Philippov [et al.] // Ensuring sustainable development: agriculture, ecology, energy and Earth science (IOP Conference Series: Earth and Environmental): Science II International scientific and practical conference, Dushanbe, Tajikistan, 21-23 декабря 2022 года. Vol. 1229. - Bristol, BS2 OGR, United Kingdom: IOP PUBLISHING LTD, TEMPLE CIRCUS, TEMPLE WAY, BRISTOL, ENGLAND, BS1 6BE, 2023. - P. 12011. - DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/1229/1/012011.

109. Pimentel, D. Soil erosion: a food and environmental threat / D. Pimentel // Environment, Development and Sustainability. - 2006. - Vol. 8, No. 1. - P. 119-137. - DOI: https://doi.org/10.1007/s10668-005-1262-8.

110. Salah, M.M. Influence of lead pollution on cohesive soil erodibility using jet erosion test / M.M. Salah, A.T. Al-Madhhachi // Environment and Natural Resources Research. - 2016. - Vol. 6, No. 1. - P. 88-98. - DOI: https://doi.org/10.5539/enrr.v6n1p88.

111. Santini, A. Behaviour of salt distribution in dry soils / A. Santini // Journal of Agricultural Engineering. - 2007. - Vol. 38, No. 4. - P. 21-24. - DOI: https://doi.org/10.4081/jae.2007A21.

112. Shmyrov, A. Capillary wave method: An alternative approach to wave excitation and to wave profile reconstruction / A. Shmyrov, A. Mizev, A. Shmyrova, I. Mizeva // Physics of Fluids. - 2019. - Vol. 31, No. 1. - P. 012101. DOI: https://doi.org/10.1063/L5060666.

113. Simulation of drip irrigation on slope lands / V. Alekseev, S. I. Chuchkalov, V. Philippov [et al.] // Bio Web of Conferences : International Scientific-Practical Conference "Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources" (FIES 2019), Kazan, 13-14 ноября 2019 года. - EDP Sciences: EDP Sciences, 2020. - P. 00218. - DOI: https://doi.org/10.1051/bioconf/20201700218.

114. Slavchov, R.I. Characterization of capillary waves: a review and a new optical method / R.I. Slavchov, B. Peychev, A. Said Ismail // Physics of Fluids. -2021. - Vol. 33, No. 10. - P. 101303. - DOI: https://doi.org/10.1063Z5.0066759.

115. Struff, J.W. The theory of sound. Vol. 2 / J.W. Struff. - Cambridge: Cambridge University Press, 2011. - 318 p.

116. Study of the relation between soil erodibility and hydrological characteristics / V.V. Alekseev, R.I. Aleksandrov, S.A. Vasiliev, S.I. Chuchkalov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: The proceedings of the conference AgroCON-2019, Kurgan, 18-19 апреля 2019 года. Vol. 341. -

Kurgan: IOP Publishing Ltd, 2019. - P. 012110. - DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/341/1/012110.

117. Tobisch, E. Energy spectra of ensemble of nonlinear capillary waves on a fluid / E. Tobisch, A. Kartashov // Journal of Marine Science and Engineering. -2021. - Vol. 9. - P. 1422. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.91.023021.

118. Wolfert, S. Big data in smart farming - a review /S. Wolfert, L. Ge, C. Verdouw, M.-J. Bogaardt // Agricultural Systems. - 2017. - Vol. 153. - P 69-80. -DOI: https://doi.org/10.1016/j.agsy.2017.01.023.

119. Zhou, G. Capillary waves on a falling film / G. Zhou, A. Prosperetti // (2020). Physical Review Fluids. - 2020. - Vol. 5. - P. 114005. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.5.114005.

120. Zhuravel, E.V. Microbian indication of pollution of the coastal zone of the Sea of Okhotsk and Avacha Bay / E.V. Zhuravel, I.P. Bezverbnaya, L.S. Buzoleva // Russian Journal of Marine Biology. - 2004. - Vol. 30, No. 2. - P. 121126. - DOI https://doi.org/10.1023/B:RUMB.0000025988.87193.c2.

121. Zykin, E. Modeling of the sowing process of row crops in laboratory conditions / E. Zykin, V. Kurdyumov, S. Albutov, O. Dmitriev // E3S Web of Conferences, Sevastopol, 07-11 сентября 2020 года. - Sevastopol, 2020. - P. 01040. - DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019301040.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Документы, подтверждающие новизну методов и способов расчета гидрофизических величин

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

RU2022682338

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ РЕГИСТРАЦИЯ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЭВМ

Номер регистрации (свидетельства): 2022682338 Дата регистрации: 22.11.2022 Номер и дата поступления заявки: 2022681517 10,11,2022 Дата публикации и номер бюллетеня: 22.112022 Бюл.№ 12 Контактные реквизиты: Московский пр-кт, 15, г. Чебоксары, 428015, 88352583804, доп. 2037

Автор(ы):

Алексеев Виктор Васильевич (1Ш), Васильев Сергей Анатольевич (ЫЦ), Филиппов Владимир Петрович (1Ш), Чучкалов Сергей Иванович (1Ш}, Речнов Алексей Владимирович (1Ш) Прав ообл а д ател ь{и):

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова" (ГШ)

Название программы для ЭВМ:

«Расчет профиля увлажнения при фертигации»

Реферат:

Программа позволяет решать широкий спектр задач по снабжению растений минеральными веществами. Скорость и объемы внесения растворенных уд обре н и Йоп редел я ют еще не до конца изученную динамику концентрациипитательных веществ в области корней. Поэтому актуальной остается задача моделирования солепереноса для различных начальных и граничных условий. Программа для моделирования переноса питательных веществ с поливной водой позволяет анализировать градиенты концентрации солей в зависимости от глубины, в процессе полива. В программе расчеты выполняются с учетом основной гидрофизической характеристики почвы и функции влагопроводности. Программное обеспечение оснащено интерактивным графическим интерфейсом для дискретизации профиля почвы и графического представления результатов. Тип ЭВМ: IBM PC - совмест. ПК; ОС: Windows 7-11.

Язык программирования: Объем программы для ЭВМ:

Delphi

11888 Б

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

RU2022682389

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ РЕГИСТРАЦИЯ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЭВМ

Номер регистрации (свидетельства): 2022682389 Дата регистрации: 22.11.2022 Номер и дата поступления заявки: 2022681397 10.11.2022 Дата публикации и номер бюллетеня: 22.112022 Бюл. № 12 Контактные реквизиты: Московский пр., 15, г. Чебоксары, 428015, тел. [phone] доп 2037

Автор(ы):

Алексеев Виктор Васильевич (1Ш), Васильев Сергей Анатольевич (КЦ), Филиппов Владимир Петрович (1Ш), Чучкалов Сергей Иванович (1Ш), Речнов Алексей Владимирович (1Ш) Правообладатель(и):

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (ФГБОУ ВО "ЧТУ им. И.Н. Ульянова") (ЯЦ)

Название программы для ЭВМ:

«Определение условий аккумуляции солей по контуру увлажнения при фертигации» Реферат:

В программе большое внимание уделяется расчетам пространственного распределения солей в процессе полива, однако, процесс высыхания почвы практические учитывается крайне редко, хотя он играет не менее важную роль в итоговом распределении солей. Расчеты показывают, что начальное распределение влаги в почве и особенности подачи воды и высыхания почвы могут существенно влиять на содержание минеральных веществ, их аккумуляцию по контурам увлажнения. В связи с этим было разработана программа позволяющая, путем моделирования начальных и граничных условий, прогнозировать интенсивность аккумуляции солей на границах контуров увлажнения. Проведенные эксперименты позволили скорректировать ряд использующихся в расчетах величин и, тем самым, улучшить точность моделирования. Разработанная программа позволяет, путем подбора начального распределения влажности по глубине, для конкретного типа почвы с заданной удельной поверхностью и пористостью оценивать вероятность аккумуляции солей по границе контуров увлажнения. Тип ЭВМ: IBM РС-совмест. ПК: ОС: Windows 7-11.

Язык программирования: Объем программы для ЭВМ:

Delphi

4730 байт

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

RU

си)

(51) МПК G01C9/00 (2006.01) G01N33/24 (2006.01) АО IB 13/16 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(»2) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

2 751 645 С1

(52)СПК

G01C 9/00 (2020. ОН); G01N33/246 (2020. ОН); А01В 13/16 (2020. ОН)

О

■о

to

ю h-см

а:

(21X22) Заявка: 2020119852, 08.06.2020

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 08.06.2020

Дата регистрации: 15.07.2021

Приоритст(ы):

(22) Дата подачи заявки: 08.06.2020

(45) Опубликовано: 15.07.2021 Бюл. № 20

Адрес для переписки:

428015, г. Чебоксары, ФГБОУ ВО "ЧГУ им. И,Н, Ульянова", отдел интеллектуальной собственности

(72) Автор(ы):

Васильев Сергей Анатольевич (ИЩ Александров Рустам Иванович (1Ш), Алексеев Виктор Васильевич (ЛИ), Васильев Михаил Андриянович (1Ш), Чучкалов Сергей Иванович (1Ш), Чеблуков Владимир Эдуардович (Ли)

(73) Патентообладателей): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (1111)

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Васильев СА„ "РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА ПОЛЕВОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА АГРОЛАНДШАФТАХ СКЛОНОВЫХ ЗЕМЕЛЬ', Междисциплинарный научный и прикладной журнал "Биосфера", 2017, т. 9, номер 3, с.230-239. Васильев СА, 'МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМП ЕНСАЦ ИОНН ЫХ МЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ (см. прод.)

(54) Способ определения тальвега на агроландшафтах

(57) Реферат:

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к способам изучения водной эрозии и может быть использовано в почвоведении, мелиорации и природообустройствс. Способ определения тальвега на агроландшафгах склоновых земель в полевых условиях включает применение технического средства

профилирования дневной поверхности, в котором замеряют профиль дневной поверхности почвы по окружности. Причем по профилю сканируемой окружности, ограничивающей верхнюю ячейку

склоновых земель в полевых условиях

на исследуемом склоне в полярной системе координат, определяют направление склона и пониженные участки. Устанавливают расположение тальвега, а нижняя точка профиля будет располагаться на тальвеге и являться точкой соприкосновения со следующей ячейкой в виде окружности, расположенной ниже по исследуемому склону, для которой также замеряют профиль дневной поверхности почвы и устанавливают расположение тальвега и его нижнюю точку. Технический результат -

NJ (л <Т> сп

О

Приложение Б. Листинги программ

Расчет профиля увлажнения при фертигации

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, math,ShellAPI, ExtCtrls, TeeProcs, TeEngine, Chart, Series, StdCtrls, Buttons, ComCtrls;

const mf=352; type

vector1=array[1..mf] of Extended ; vector2=array[1..mf,1..mf] of Extended ; vector23=array[1..mf,1..mf,1..3] of Extended ;

type

TForm1 = class(TForm) private

{ Private declarations } public

{ Public declarations } end;

var

Form1: TForm1;

i, j, Nx, Ny,t_kapla,vremya, vremya_shag_risovat, KKK, otschet_posle_poliva, trigger_risovat : integer; sliv_vpravo : integer; x,y,nx1, nx2, nx3, nx4 : integer; t,ny1, ny2, ny3, ny4 : integer; KOORDINAT: integer; W, W1, P, P0, K : vector2; // P, K : vector23;

dw1,dw2,K0,Sx,Sy,S,dx,dy,dt,Tjz,P1,SIG,PSIf,am,Ab,om,ro,WW,OM0_3,P0_3,nu,alpha, intens ivn_poliva, zapas_po_P0: Extended ; Om0,W0:array[1..3] of Extended; dWL: array[0..mf] of Extended; dWR: array[0..mf] of Extended; vremya_array: array [1..50] of integer; nomer_risynka: integer; KK1,KK2,XXX, YYY: Extended; TextFile:Text; str_temp:string; real_temp: real;

Stop_var,int_temp, shag_poliva:Integer; Chto_risovat: set of byte;

Glybina_poliva,T_max,Vremya_nachala_pereliva, sleva_sprava_snizy:Integer; vremya_raboti_progr : TDateTime; rem_bottom:Extended;

implementation

{$R *.dfm}

function z(x,y:Integer) :Integer;

begin

z:=1;

end;

function k_f(Wx:real; n:Integer ; x,y:Integer) :Extended; //n:HOMep типа земли begin

if (Wx>=P0[x,y]) then begin ShowMessage('Переполнение'); halt; end;

k_f:= PI*PI/OM0[n]/nu/S/S*alpha*power(P0[x,y],am)/(1-P0[x,y])*(1-(1-Wx/P0[x,y])*(1-

Wx/P0[x,y]));

end;

function p_f(Wx:real; n:integer; t,x,y:integer ) :Extended; //n:номер типа земли begin

if (Wx>P0[x,y]) then begin

ShowMessage(IntToStr(n)+' '+IntToStr(t)+' '+ IntToStr(x)+' '+ IntToStr(y)+ 'Переполнение p_f');

halt; end;

p_f:= Ab*OM0[n]*OM0[n]*OM0[n]/100*(1/Wx/Wx/Wx-

1/P0[x,y]/P0[x,y]/P0[x,y])+OM0[n]*SIG/100*power(1-Wx/P0[x,y],am)*power(1-

Wx/(P0[x,y]+2),am)/(1+Wx/(1-P0[x,y]));

end;

function p_f2(Wx:real;n,x,y:integer) :Extended; begin

if (Wx>P0[x,y]) then begin

ShowMessage(IntToStr(x)+' '+ IntToStr(y)+ 'Переполнение'); halt;

end;

p_f2:= Ab*OM0_3/100*(1/Wx/Wx/Wx-1/P0_3)+0*OM0[n]*SIG/100*(1-Wx/(1-

P0[x,y]+Wx))*power(1-Wx/P0[x,y],am)*power(1-Wx/(P0[x,y]+2),am)/(1+Wx/(1-P0[x,y]));

end;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); begin

ShellExecute(0, nil,'bat.bat',nil,nil,1); end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject); begin

Stop_var:=0;

vremya_raboti_progr:=now;

Button2.Enabled:=False;

sliv_vpravo:=0;

KOORDINAT:=2;

zapas_po_P0:=0.0004;

zapas_po_P0:=0.0000;

Nx:=280+sleva_sprava_snizy*2; if KOORDINAT=1 then Nx:=1;

Ny:=100+sleva_sprava_snizy;

XXX:=2.8; YYY:=1;

otschet_posle_poliva:=1; trigger_risovat:=1;

dx:=XXX/Nx; dy:=YYY/Ny; dt:=0.001; K0:=0.6*1e-4;

Sx:=dx*dy; Sy:=dx*dx; Sx:=dy; Sy:=dx;

intensivn_poliva:=0.05; t_kapla:=18;

vremya_shag_risovat:=vremya div 9; KKK:=0;

Glybina_poliva:=5;

vremya:=(vremya div t_kapla)*t_kapla+round(t_kapla*0.95); x:=20;

y:=30; //mar for i:=1 to 50 do begin

if i<=37 then y:=50000;

if i<33 then y: =20000;

if i<31 then y: =10000;

if i<28 then y: =3500;

if i<26 then y: =3500;

if i<20 then y: =1500;

if i<15 then y: =800;

if i<10 then y: =300;

x:=x+y;

x:=(x div t_kapla)*t_kapla+round(t_kapla*0.95); vremya_array[i]:=x; end;

for x:=1 to Nx do for y:=1 to Ny do begin

if z(x,y)=1 then W[x,y]:=W0[1]+0.1+0.1*y/Ny; if z(x,y)=1 then W[x,y]:=0.35+0.05*y/Ny; if z(x,y)=2 then W[x,y]:=W0[2]+0.003;

P0[x,y]:=0.6-0.12 +0.12*1/exp(y/Ny*5); P0[x,y]:=0.47;

K[x,y]:=k_f(W[x,y],z(x,y),x,y);

end;

application.ProcessMessages;

rem_bottom:= W[1,Ny];

nomer_risynka:=1;

T_max:=vremya_array[30];

shag_poliva:=50;

For t:=0 to T_max do if Stop_var <1 then begin

application.ProcessMessages;

if (KOORDINAT=1) and ((t mod t_kapla)=0) then W[1,1]:=W[1,1]+intensivn_poliva;

intensivn_poliva:=0.05;

Glybina_poliva:=1; for i:=0 to 3 do if (t mod t_kapla)=0 then W[60+shag_poliva*i+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]:=

W[60+shag_poliva*i+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]+intensivn_poliva;

{ if (t mod t_kapla)=0 then W[100+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]:=

W[100+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]+intensivn_poliva;

if (t mod t_kapla)=0 then W[140+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]:=

W[140+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]+intensivn_poliva;

if (t mod t_kapla)=0 then W[180+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]:=

W[180+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]+intensivn_poliva;

if (t mod t_kapla)=0 then W[220+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]:=

W[220+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]+intensivn_poliva;}

{

intensivn_poliva:=0.01; Glybina_poliva:=1;

if (t mod t_kapla)=0 then W[60+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]:=

W[60+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]+intensivn_poliva;

if (t mod t_kapla)=0 then W[100+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]:=

W[100+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]+intensivn_poliva;

if (t mod t_kapla)=0 then W[140+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]:=

W[140+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]+intensivn_poliva;

if (t mod t_kapla)=0 then W[180+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]:=

W[180+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]+intensivn_poliva;

if (t mod t_kapla)=0 then W[220+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]:=

W[220+sleva_sprava_snizy,Glybina_poliva]+intensivn_poliva; }

{

if (t mod t_kapla)=0 then W[700+sleva_sprava_snizy,1]:=W[700+sleva_sprava_snizy,1]+intensivn_poliva; if (t mod t_kapla)=0 then

W[800+sleva_sprava_snizy,1]:=W[800+sleva_sprava_snizy,1]+intensivn_poliva; }

{ if (t mod t_kapla)=0 then W[15,1]:=W[15,1]+intensivn_poliva; if (t mod t_kapla)=0 then W[25,1]:=W[25,1]+intensivn_poliva; if (t mod t_kapla)=0 then W[35,1]:=W[35,1]+intensivn_poliva; if (t mod t_kapla)=0 then W[45,1]:=W[45,1]+intensivn_poliva; if (t mod t_kapla)=0 then W[55,1]:=W[55,1]+intensivn_poliva; if (t mod t_kapla)=0 then w[65,1]:=W[65,1]+intensivn_poliva;}

For x:=1 to Nx do begin

if W[x,1]>=P0[x,1]-zapas_po_P0-1e-15 then begin

if Vremya_nachala_pereliva<1 then Vremya_nachala_pereliva:=t;

dw1:=W[x,1]-P0[x,1]+zapas_po_P0; W[x,1]:=P0[x,1]-zapas_po_P0-1e-15;

if sliv_vpravo=1 then W[x+1,1]:=W[x+1,1]+dw1;

if sliv_vpravo=2 then begin W[x+1,1]:=W[x+1,1]+dw1; W[x-1,1]:=W[x-

1,1]+dw1;

if W[x+1,1]>=P0[x,1]-1e-15 then

W[x+1,1]:=P0[x,1]-zapas_po_P0-1e-15;

if W[x-1,1]>=P0[x,1]-1e-15 then W[x-

1,1]:=P0[x,1]-zapas_po_P0-1e-15;

end;

end; end;

For x:=1 to Nx do For y:=1 to Ny do begin

P[x,y]:=p_f(W[x,y],z(x,y),t,x,y); K[x,y]:=k_f(W[x,y],z(x,y),x,y); end;

if KOORDINAT>1 then

For y:=1 to Ny do begin

For x:=2 to Nx-1 do begin

if K[x-1,y]<K[x,y] then KK1:=K[x-1,y] else KK1:=K[x,y]; if K[x+1,y]<K[x,y] then KK2:=K[x+1,y] else KK2:=K[x,y]; dw1:=KK1*(-P[x-1,y]+P[x,y]+0)*Sy*dt/dx; dw2:=KK2*(-P[x,y]+P[x+1,y]+0)*Sy*dt/dx;

if ((W[x,y]+dw1) > P0[x,y]-zapas_po_P0-1e-15) then

dw1:=P0[x,y]-zapas_po_P0-W[x,y]; if ((W[x,y]+dw2) > P0[x,y]-zapas_po_P0-1e-15) then dw2:=P0[x,y]-zapas_po_P0-W[x,y];

W1[x,y]:=W[x,y]+dw1-dw2; if (W1[x,y] > P0[x,y]) then

W1[x,y]:=P0[x,y]-zapas_po_P0-1e-15-1e-15;

end; x:=1;

dw2:=W[x+1,y]-W[x+2,y];

W1[x,y]:=W[x,y]-dw2;

x:=Nx;

dw1:=W[x-1,y]-W[x-2,y]; W1[x,y]:=W[x,y]-dw1; end;

Application.ProcessMessages;

For x:=1 to Nx do For y:=1 to Ny do begin

P[x,y]:=p_f(W1[x,y],z(x,y),t,x,y); K[x,y]:=k_f(W1[x,y],z(x,y),x,y); end;

For x:=1 to Nx do begin

For y:=2 to Ny-1 do begin

if K[x,y]<K[x,y-1] then KK1:=K[x,y] else KK1:=K[x,y-1];

if K[x,y]<K[x,y+1] then KK2:=K[x,y] else KK2:=K[x,y+1]; dw1:=KK1*(-P[x,y-1]+P[x,y]-Tjz*(1+dy*(y-1)))*Sx*dt/dy; dw2:=KK2*(-P[x,y]+P[x,y+1]-Tjz*(1+dy*(y)))*Sx*dt/dy; dWL[y]:=dw1; dWR[y]:=dw2;

if (W1[x,y-1]-(dw1)<W0[z(x,y)]) then dw1:=0;

if (W1[x,y+1]+(dw2)<W0[z(x,y)]) then dw2:=0; W[x,y]:=W1[x,y]+dw1-dw2;

W[x,y]:=W1[x,y]+dWL[y]-dWR[y]; end;

y:=1;

if K[x,y+1]<K[x,y] then KK1:=K[x,y+1] else KK1:=K[x,y]; dw2:=KK1*(-P[x,y]+P[x,y+1]-Tjz*(1+dy*(y)))*Sx*dt/dy; dWR[y]:=dw2;

if (W1[x,y]-dw2<W0[z(x,y)]) then dw2:=0; W[x,y]:=W1[x,y]-dw2;

if W1[x,y]>P0[x,y]-zapas_po_P0-1e-15 then W1[x,y]:=P0[x,y]-1e-15-zapas_po_P0;

y:=Ny;

dw1:=W[x,y-1]-W[x,y-2];

dWL[y]:=dw1; W[x,y]:=W[x,y-1]+dw1; W[x,y]:=rem_bottom; end; //это цикл по x для просмотра вниз

if ((t mod vremya_shag_risovat) =0) and (t>0) then

trigger_risovat :=1; if (trigger_risovat>0) and (t mod t_kapla=0) then otschet_posle_poliva:=0;

otschet_posle_poliva:=otschet_posle_poliva+1;

if (otschet_posle_poliva=(int(t_kapla *0.25))) and (t>0) then if KKK<10 then begin

trigger_risovat :=-1; if (KOORDINAT=1) then begin

for y:=1 to (Ny-sleva_sprava_snizy) do chart1.Series[KKK].AddXY(y, w[1,y], '');

KKK:=KKK+1;

end;

Application.ProcessMessages; end;

application.ProcessMessages;

Button2.Enabled:=True;

Button1.Caption:='Можно-'+inttostr(t);

Button1.SetFocus;

ShowMessage('Готово. Время работы: ' +FloatToStr((Now -vremya_raboti_progr)*(24*60*60)) + ' секунд'); end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); begin

sleva_sprava_snizy:=0;

Chto_risovat:=[1,3,5,7, 11,13,15,17, 21, 25,30];

vremya:=150; SIG:=0.073;

am:=2.5; alpha:=0.01429; Ab:=2.0e-19;

Om0[1]:=41.4*1e6;

Om0[2]:=300.4*1e6;

W0[1]:=0.05;

W0[2]:=0.41;

ro:=4.8;

WW:=0.005;

nu:=1.006e-6;

Tjz:=-ro*9.8; //должно быть с минусом

S:=1;//2.5*1e-5;

Stop_var:=0;

Vremya_nachala_pereliva:=0; end;

procedure TForm1.BitBtn1Click(Sender: TObject); begin

chart1.Series[1].Clear; chart1.Series[2].Clear; for i:=1 to 50 do begin

ww:=W0[1]+(P0[1,1]-W0[1])*(i)/50-0.00001; chart1.Series[1].AddXY(ww, (k_f(ww,1,1,1)), ",clRed); end;

for i:=1 to 50 do begin

ww:=W0[2]+(P0[2,1]-W0[2])*(i)/50-0.00001; chart1.Series[2].AddXY(ww, (k_f(ww,2,1,1)), ",clGreen); end;

end;

procedure TForm1.BitBtn2Click(Sender: TObject); begin

chart1.Series[1].Clear; chart1.Series[2].Clear; for i:=1 to 50 do begin

ww:=W0[1]+(P0[1,1]-W0[1])*(i)/50-0.00001;

chart1.Series[1].AddXY(ww, log10(p_f(ww,1,1,1,1)), ",clRed); end;