Оценка и баланс ресурсов бассейна реки Осетр

Фактор	Месяцы												Год
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Ос, мм	35	30	30	35	45	65	70	55	45	40	35	40	525 мм
Ес, мм	Не известно точное испарение за каждый месяц												351 мм
t, оС	-9	-11	-1	+8	+19	+23	+19	+26	+11	+6	+0	-9	82

 
 
ГТК = ,ГТК = = 1,5 мм 
 
Агроклиматическое районирование по условиям влагообеспеченности представлено в таблице 6. 
 
Таблица 6. Агроклиматическое районирование по условиям влагообеспеченности 
 

ГТК	<0,3	0,3 - 0,5	0,5 - 0,7	0,7 - 1	1 –  1,5	>1,5
Агроклиматическая  зона	Очень сухая	Сухая	Засушливая	Не достаточное увлажнение	Достаточное	Избыточное

 
По условиям влагообеспеченности  изучаемый район принадлежит  к зоне, с избыточным увлажнением.В зоне избыточного увлажнения возрастает необходимость  осушения земель. 
 
По условию тепло обеспеченности различают агроклиматические районы по показателю суммы активных( положительных ) температур, что представлено в таблице 7. 
 
Таблица 7. Агроклиматические районы по показателю суммы среднесуточных положительных температур. 

Сумма t	<1000	1000-2000	2000 - 4000	4000 - 8000	>8000
Агроклиматическая зона	Холодная	Прохладная	Умеренно-теплая	Теплая	Жаркая

 
Сумма активных положительных температур для изучаемой области составляет 3873, что указывает на то, что изучаемый регион относится к умеренно-теплой климатической зоне.  Умеренная зона достаточно благоприятна для сельского хозяйства, где выращивается большинство сельскохозяйственных культур.  
 
 
 
 
 
 
3.3Обоснование необходимости гидромелиоративных мероприятий 
 
Орошаемое земледелие является крупным водопотребителем и относится к площадным источникам загрязнения водных ресурсов. Развитие орошения  связано с крупномасштабным изменением условий среды, как на орошаемых землях, так и на прилегающих к ним участках, что говорит о необходимости строгого обоснования проведения данных мероприятий.  
Обоснование необходимости развития орошаемого земледелия проводится с помощью биоклиматического метода Шабанова В.В., который заключается в сопоставлении  требований растений   к факторам внешней среды.  В данной работе обоснование проводится по  водно-термическим условиям. Т.е. рассматриваются: влажность (w,% объема почвы) почвы и температура воздуха (t °С).  Для этого, необходимо:

• выявить, какой фактор лимитирует рост и развитие растений. Определить вероятность необходимости орошения (Рw,%).

Для  обоснования необходимости орошения строятся графики 
-     требований растений к почвенным влагозапасам и температурам воздуха;    

• функции плотности распределения почвенных влагозапасов, характеризующие    условия произрастания растений;

 
 
 
3.3.1 Требования растений к водному режиму почв 
 
Требования растений  к факторам внешней  среды - количественное  выражение зависимости  их продуктивности  от значений рассматриваемого фактора.  
 
Строится график зависимости относительной урожайности S от влажности почвы с помощью уравнения: 
S_w = (w^*/w^*_opt)^^y_n*^w*_opt  * ((1-w^*)/(1-w^*_opt))^Y*(1-w*_opt⁾,                      

где  Y   -   коэффициент,    учитывающий саморегуляцию растений к условиям среды;S – относительная урожайность сельскохозяйственных растений, представляющая собой отношение урожайности в конкретных условиях к максимально возможной урожайности в условиях конкретного района;       w –   относительная влажность почвы, доли ед.;     wopt – оптимальная относительная влажность почвы.

S_w = U/Umax – относительная продуктивность растений, U – фактически возможный уровень урожая, Umax– максимально возможный уровень урожая 
 
U = 700 000 т, Umax = 1100 000 т 
 
S_w = 700 000/ 1 100 000 = 0,64 
 
 
 
W^* = =>W = W^*/ (W_пв* W_вз) + W_вз 
 
 
W_вз– влажность завядания, W_пв– полная влагоемкость 
 
Значения влажности завядания растений (wвз) и полной 
влагоемкости (wпв) зависят от типа почв 
по механическому составу, в % объема почв 
 
Для подзолистой почвы будут следующие значения: 
 
W_вз = 35 % 
W_пв= 95% 
 
 
W_optдля зерновых составляет 0,54 =>Yw = 5,6 
Рисунок 5 

 
 
 
 
W^*₁ = 0,36, W^*₂ = 0,72 
 
W_n= W^*_n*( W_пв – W_вз) + W_вз 
 
W = 98(для изучаемого региона), W_пв= 0,95*W = 93,1, W_вз= 0,35*W = 34,3 
W₁ = 0,36*(93,1 – 34,3) + 34,3 = 55,4, W_{2 =} 0,72*(93,1 – 34,3) + 34,3 = 76,6 
 
Зависимость W1 и W2

Плановую урожайность или продуктивность ( не ниже 90% от максимума для данного региона) мы получим в данном диапазоне почвенных влагозапасов от W1 до W2. 
 

Интегральная функция  закона нормального распределения  почвенных влагозапасов представлена на рисунке 6

 
 
 
W’ – это относительное значение влагозапасов W1 и W2

W’₁ = 5 - = 5- ((98-55,4)/41)= 3,9

W’₂ = 5 + = 5+ ((98-76,6)/41)=4,5

 
Р – вероятность необходимости  мелиоративных воздействий или  степени соответствий требований растений к факторам внешней среды по влагозапасам.

W1 ,W2 – влагозапасы почвы в мм., соответствующие верхнему и нижнему диапазону оптимальной влажности.

- средние влагозапасы  в слое 0-50 см почвы за вегетационный  период (зависит от региона).

В данном случае =98

- среднее квадратическое отклонение почвенных влагозапасов ( 41мм)  
р₁ = 30%, р₂ = 42%, р↓= р₁= 30%- вероятность необходимости орошения

р↑ = 100%- р₂ =58%  – вероятность необходимости осушения

Рopt=100%-р↓-р↑  = 12%- степень соответствия требований растений и условий среды.

 
 
 
Результаты оценки необходимости мелиоративных воздействий представлены в таблице 8 
 
Таблица 8

Вид растений	Влагозапасы, мм.		Нормированные влагозапасы		Вероятность мелиоративных  воздействий
	W1	W2	W’1	W’2	р↑	Рopt	р↓
зерновые	55,4	76,6	3,9	4,5	58%	12%	30%

_{Р<10% - низкая вероятность}

р= 10-30 – средняя вероятность, р>30 – высокая вероятность

Рopt<70% - низкая степень соответствия факторов среды и требований растений, Рopt>90% - высокая степень соответствия факторов среды и требований растений, Рopt=70-90% - средняя степень соответствия факторов среды и требований растений 
 
Расчеты показывают, что в данной местности вероятность необходимости орошения составляет  30 %, что исходя из данных, приведенных выше, считается высокой вероятностью  необходимости орошения. 
 
Степень оптимальности при оценке соответствия требований растений и факторов внешней среды составила12%, что соответствует, из выше приведенных данных, низкой степени соответствия факторов внешней среды и требований растений.  
 
Вывод: На данной территории необходимо вести орошение растений, т.к. уровень орошения недостаточен, что является основополагающим непригодности этой территории к выращиванию некоторых типов культур.

 

 
 
3.3.2 Требование растений к температурному режиму почв 
 
 

- относительная t, - оптимальная относительная t

- параметр, учитывающий  саморегуляцию растений к температурному  режиму

, ,  

t_min- минимальная температура почвы (воздуха), t_max- максимальная температура почвы (воздуха)

Так как река Осетр протекает поТульской, Рязанской  и Московской областях, то   наибольшую роль в сельском хозяйстве играют зерновые культуры, для которых t_min =9; t_opt = 19,2; t_max =28;  𝛾_t=0,4. 
 
Табл.9  Требования растений к температурному режиму

 

T*	St	t
0	0	0
0,2	0,89	12,8
0,4	0,98	16,6
0,6	0,99	20,4
0,8	1	24,2
1	0	28

 
По данным таблицы  построим график  
 
Рисунок 7 Зависимость продуктивности растений от температурного режима

 

 
В соответствии закону Либиха, все факторы роста и развития растений равнозначны и не заменимы, но сдерживает продуктивность тот фактор, который находится в минимуме.

St≥Sw – лимитирующий фактор – влажность почвы

St<Sw  – лимитирующий фактор –температура

Исходя из данных таблицы 7 и 8, лимитирующим фактором для бассейна реки Осетр является влажность почвы.

 
 
3.4 Материальные ресурсы 
 
        3.4.1 Определение продуктивности кормовой базы животноводства. 
Определяется количеством фотосинтетической активности радиации (ФАР) солнца. 
ФАР – это количество энергии, используемой для образования органического вещества в процессе фотосинтеза. ФАР составляет 1% приходящей на землю суммарной солнечной радиации R. Rопределяем по графику:

 

 

 
R = 28 
ФАР = R*1%/ 100% * 10⁴*10⁴ 
ФАР = 28*10⁶ ккал/га год

В 1 кг сухой  биомассы трав накапливается 4 тыскКал. 1/ 3 – наземные части растений; 2/3 – подземная биомасса. Тогда биомасса трав составляет

 
 
Бтр = 70 ц/га 
 
              3.4.2.Определение потенциальной численности крупного рогатого скота

 

 

При заданной продуктивности кормовой базы животноводства 1 га может прокормить Nединиц КРС.

Для определения N используем экологическую пирамиду биомасс лугового сообщества, которая показывает соотношение между травянистой растительностью, травоядными и хищниками.

 
                                                    Растения – 100% 
                                                   Травоядные – 4% 
                                                   Хищники – 0,25% 
 
Биомасса подземной части растений принимается равной 100%. Тогда биомасса КРС составляет 4%. В натуральных показателях биомасса КРС определяется по формуле

 
 
Бкрс = 93 кг/га, тогда n = Бкрс/g = 93/400 = 0,23 голов/га 
 
Nкрс = n*(Fлугов + Fпастбищ + Fсенокоса) = 0,23*(52200+14616+21924) =  
= 20410,2 (20410) голов

 

 

              3.4.3 Потенциальный выход молока  и мяса 
 
Полученное в предыдущем разделе поголовье КРС позволяет получать мясную и молочную продукцию.  Принимаем, что 1/3 идет на мясо с выходом мяса 200 кг на голову, 2/3 поголовья обеспечивают производство молока, с выходом 4000 л. в год с головы. Тогда выход мяса и молока составляет

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.4.4 Оценка потенциальной урожайности сельскохозяйственных культур 
 

Оценка потенциальной  урожайности сельскохозяйственных культур проводится для условий мелиоративного  регулирования водного режима почв. В этом случае возможно получение планового урожая на уровне 80% (90% для данного региона) от максимально возможного в конкретном случае, а также для условий отсутствия мелиорации. В этом случае возможно получение планового урожая на уровне степени соответствия условий среды требованиям растений.  
18ц/га, 180 ц/га,

ц/гаУс.м.(овощи) = 540 ц/га

 
             4 Составление баланса ресурсов речного бассейна

В  работе проводится сопоставление располагаемых ресурсов, потребности в них для населения, проживающего на территории данного  объекта (бассейна реки Воронеж). Баланс ресурсов определяется как разность между располагаемыми ресурсами и потребностью населения в данном виде ресурсов. Баланс составляется для каждого вида ресурсов и в целом и по всем ресурсам. В этом случае, все составляющие баланса переводятся в денежные выражения.

Бi- баланс данного  ресурса

Рi- располагаемые ресурсы данного вида

Пi- потребность населения в данном виде ресурсов

Зi – используемые запасы ресурсов

Сi – стоимость одной единицы ресурсов

N-численность населения на объекте

gi – удельная норма потребления данного вида ресурсов одним человеком. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.1.Оценка ресурсов располагаемых для использования

Уровень потребления  ресурсов – это скорость изъятия  конкретного вида природных ресурсов в год. 

Данная величина необходима для планирования объемов  использования ресурсов. Сопоставление ее  с допустимыми значениями скорости изъятия ресурса позволяет учесть условия его естественного восстановления.

В соответствии с правилом 10% , который говорит, что  изъятие из экосистемы более 10-30%  вещества приводит к нарушению ее устойчивости, будем обосновывать возможные для использования природные ресурсы, что не нанесет экосистеме существенного вреда.