Проведен анализ современного состояния исследований по технической эксплуатации оросительных систем и внедрению информационных систем в сфере управления мелиорацией. Выявлена целесообразность использования оптимизационного моделирования распределения ограниченных финансовых ресурсов на ремонтно-восстановительные работы с помощью многокритериальной нелинейной функции на базе генетических алгоритмов. В качестве критериев оптимизации при выборе первоочередных объектов для осуществления ремонтно-восстановительных работ использованы площадь орошения, снижение потерь воды, финансовый результат водохозяйственной организации. Выполнена разработка прототипа автоматизированной системы управления «Водопользование оросительной системы». Проанализированы цели и задачи системы, определена ее функциональная структура. Охарактеризованы информационные потоки производственной организации на основании данных обследования процессов технической эксплуатации Красногвардейской оросительной системы (Республика Крым), подведомственной Государственному бюджетному учреждению Республики Крым «Крымское управление водного хозяйства и мелиорации». Осуществлена программная реализация подсистемы «Техническая эксплуатация» и представлены результаты реализации контрольного примера. Обосновано использование в качестве технологической платформы разработки АСУ отечественного программного продукта «1С-Предериятие». Описана функциональная структура прикладного решения: состав справочников, данных оперативного учета, отчетов и обработки данных. Приведены описание интерфейса прикладного решения, примеры ввода данных и выходные формы. Обосновано использование прикладного решения 1С «GIS Управление пространственными данными» в качестве надстройки для решения задачи визуализации данных, связанных с планированием мероприятий технической эксплуатации, в том числе для анализа данных дистанционного зондирования в задачах контроля за состоянием объектов оросительных систем.

Зарядковые поливы, в том числе осенние, проводят для условий сибирского региона на длительно сезоннопромерзающих почвах, в основном для восполнения весеннего дефицита влаги в почве. Цель исследований – определение норм осеннего влагозарядкового полива для восполнения весеннего дефицита влаги в активном слое почвы. Лесостепная зона юга Красноярского края характеризуется малоснежной зимой и частыми весенними ветрами, когда небольшие снеговые запасы полностью выдуваются с поверхности почвы. К началу посева сельскохозяйственных культур или в начале вегетации многолетних трав почва испытывает недостаток влаги. Влагозарядковые поливы обычно проводят большими нормами для более глубокого промачивания почвы. При этом большая часть влаги теряется на инфильтрацию в более глубокие горизонты почвы за пределы корнеобитаемого слоя. Нами проводились исследования по влиянию норм в 50 и 100 мм в виде осеннего влагозарядкового полива на содержание влагозапасов в почве весной следующего года. Зарядковые поливы способствуют получению хорошо развитой зеленой массы растений, которые раньше и плотнее закрывают поверхность почвы от чрезмерного нагревания солнцем, что актуально в условиях засушливой зоны. Более сильные всходы в дальнейшем полнее используют питательные вещества почвы и влагу осадков, а также оросительную воду.

Равномерность полива широкозахватными дождевальными машинами во многом определяется установленными на них дождевателями, их конструктивными особенностями, расстоянием между ними вдоль трубопровода и давлением воды. Цель исследований – подбор модели дождевателей, обеспечивающей равномерный полив при работе на низком давлении и определение оптимальных расстояний между ними. На основании теоретических предпосылок были выбраны популярные модели PC-S3000 и PC-R3000 для проведения экспериментальных исследований. Для каждого дождевателя было выбрано 5 сопел различного диаметра. Рабоч ее давление менялось в границах 0,06-0,14 МПа. Были построены поверхности с наложенным слоем осадков. Определено, что площади полива под расположенными на расстоянии 1 и 5 м друг от друга дождевателями имеют значительно меньшую равномерность, чем расположенные на расстоянии 2-4 м. Интервал установки дождевателей в 3 м друг от друга модели PC-R3000 дает коэффициент Кристиансена в 86,8%.

В статье отмечается, что в настоящее время для полива кассетной рассады в теплицах находит широкое применение шланговый дождеватель позиционного действия ДШ-0,6, усовершенствованный для условий закрытого грунта. Усовершенствование дождевателя заключается в замене концевых насадок секторного действия на круговые насадки, определяемой уменьшением его радиуса действия вследствие ограниченной ширины типового модуля теплицы (9 м). Цель исследований – повышение качества полива рассады овощных культур, выращиваемых кассетным способом в защищенном грунте, посредством совершенствования шлангового дождевателя. В ходе теоретических исследований, исходя из конструктивных параметров дождевальных крыльев шлангового дождевателя и ширины модуля теплицы, было выявлено, что расстановка насадок осуществляется таким образом, чтобы обеспечить как можно большее перекрытие факелов дождя от круговых и секторных насадок и последних, в середине теплицы, – между собой. При этом расстояние a от места крепления насадок секторного действия до места крепления насадок кругового действия, определяемое по выражению 1, должно составлять около 0,80 м. Для оценки эффективности полива при использовании методики, описанной в СТО АИСТ 11.1-2010, было выявлено, что коэффициент эффективного полива для круговой орошаемой площади составляет около 0,75, а для квадратной (с учетом не поливаемых участков) – не более 0,60. Увеличение его возможно посредством перекрытия при поливе смежных позиций. При анализе графоаналитической зависимости установлено, что при перекрытии, равном 0,5d, не поливаемая площадь составляет около 20 м2 против 9,5 и 4,8 м2 соответственно при перекрытии, равном 0,6 и 0,7d. При этом коэффициент эффективности полива возрастает от значения без перекрытия, равного 0,60, до 0,75 с перекрытием 0,7d. В результате проведения исследований были получены эксплуатационные показатели работы дождевальной установки, которые позволили сделать следующие выводы: для обеспечения эффективного полива шланговым дождевателем рассады овощных культур, выращиваемых кассетным способом в закрытом грунте, необходимо: обеспечить расстояние между насадками кругового и секторного действия, равное 0,80 м; производить смену позиции при перекрытии не менее 0,7 диаметра орошаемой круговой площади.

Целью исследований является определение динамики солевого состава почв земель сельскохозяйственного назначения Ростовской области в зоне влияния мелиоративных систем и причин его возникновения. В качестве материалов для исследований использовались данные отчетов, научных публикаций российских ученых, а также пробы коллекторно-дренажных вод и почв (последние отобраны в зоне действия мелиоративных систем Ростовской области). Несмотря на то, что орошаемые земли области в большинстве своем находятся в хорошем состоянии, вызывает озабоченность то, что в процессе орошения регистрируется повышение уровня грунтовых вод, особенно имеющих повышенную минерализацию, и это может привести к вторичному засолению плодородных земель. В настоящее время в области примерно 19% площади сельскохозяйственных угодий имеют УГВ 0-2 м, менее половины (44,25%) имеют благоприятные показатели по залеганию грунтовых вод – более 3 м. Ситуация усугубляется тем, что 1/4 земель области орошается водой с минерализацией более 1 г/дм3. Использование водных объектов с неблагоприятным солевым составом для подачи воды на орошение сельскохозяйственных культур имеет побочные неблагоприятные эффекты для почв. Последние требуют особого внимания, так как создается риск их вторичного засоления и утраты исходного плодородия. В работе приведены обобщенные данные российских ученых и ретроспективный анализ, а также данные исследований автора по изменению показателей солеобразующих ионов в орошаемых почвах Ростовской области. Полученные данные указывают на повышенное содержание солеобразующих ионов в подземных и поверхностных водах, что может создавать угрозу вторичного засоления и осолонцевания сельскохозяйственных земель, и в первую очередь – расположенных в зоне действия мелиоративных систем. Исследования показывают, что содержание натрия в орошаемых почвах по сравнению с аналогичными неполивными имеет более высокие, а содержание кальция – более низкие показатели.

Отмечается, что урожайность является интегральным показателем состояния сельскохозяйственных земель. Технология дистанционного зондирования Земли эффективно используется для наблюдений за растениями в период вегетации. Значение спектрального вегетационного индекса NDVI может быть использовано для прогноза урожайности различных сельскохозяйственных культур. Цель исследований заключалась в прогнозе урожайности озимой пшеницы (Triticum aestivum L.) по значению вегетационного индекса NDVI. Научно-практическая значимость результатов исследований, полученных по представленной методике, может быть адаптирована для фенологических наблюдений и изучения продуктивности посевов Triticum aestivum L. в других условиях. Для прогноза использовался набор спектральных изображений спутника Sentinel-2 Европейского космического агентства. Расчеты выполнены в геоинформационной системе QGIS (ver. 3.28.1 «Firenze») и SAGA GIS9.3.1. По данным прогноза, урожайность Triticum aestivum L. составила 60,41 ± 0,06 ц/га, ошибка прогноза по сравнению с фактически полученной – 2,2%.

Отходы известняковых карьеров являются продуктом первичной промышленности и добычи строительного материала, а их тонкодисперсная фракция часто остается невостребованной и складируется. Это вызывает экологические и экономические проблемы, так как данные материалы легко рассеиваются под действием силы тяжести, воды и ветра. Цель работы – обоснование инновационного способа утилизации тонкодисперсных отходов карьеров, в том числе в процессе биологической рекультивации самих карьеров, на основе результатов исследования свойств этих материалов. В ходе исследований использовался экспериментальный подход, в котором сравнивались результаты выращивания растений на субстратах: чистой тонкодисперсной фракции отходов, смеси тонкодисперсной фракции и вермикомпоста, а также чистого вермикомпоста. Отдельное внимание уделялось изучению эффекта добавок на основе хлореллы. Результаты исследований показали, что тонкодисперсная фракция отходов известняковых карьеров может быть успешно использована в сельскохозяйственной практике как составная часть субстрата для выращивания растений в сочетании с добавками, основанными на культуре одноклеточных водорослей. Такой субстрат обладает необходимыми питательными элементами и стимулирует рост растений. Полученные результаты могут способствовать развитию циркулярной экономики, в которой отходы одного процесса становятся ресурсами для другого, позволяя минимизировать потери и снизить воздействие на окружающую среду. В частности, они служат обоснованием разрабатываемой авторами схемы замыкания технологических циклов в рамках промышленного симбиоза хозяйствующих субъектов трех различных отраслей: отработанного карьера по добыче известняка, малых фермерских хозяйств и предприятия, создающего и эксплуатирующего туристский объект в результате рекультивации и ландшафтной реабилитации отработанного карьера.

Целью исследований явилась разработка оценки оползневой опасности, основанной на байесовской сети доверия. Выполнена оценка оползневого риска на базе систематического использования (после ливней, снегопадов и др. природных явлений) экспертных баз фрагментов знаний, реализованных в графических вероятностных моделях – байесовских сетях доверия (Bayesian Belief Network – BBN), позволяющих использовать объективные и субъективные оценки вероятностей и знания экспертов о структуре связей (зависимости и независимости) переменных, для управления неопределенностью и риском. Управление рисками при формировании мелиоративных систем предполагает использование различных детерминированных и вероятностных методов. Одна из важнейших процедур управления риском – его оценка. Опасные природные явления (оползни, сели, водная и ветровая эрозия, затопление, подтопление и размыв земель) могут угрожать жизни, здоровью населения и причинять значительный экономический ущерб. Ограничения ресурсов (временных, финансовых и др.) часто не позволяют проводить полноценный мониторинг и дополнительные исследования с использованием ГИС и других средств. Для минимизации рисков и своевременного принятия управленческих решений по защите людей и территорий требуется использовать методы и модели, основанные на знаниях экспертов (субъективные вероятностные оценки) о причинно-следственных связях и законах распределения интегральных характеристик проявления опасных природных явлений (например, в случае оползневой опасности – коэффициента устойчивости FS склона). В результате использования предложенной методики на реальном примере была получена вероятность оползня на разных этапах наблюдений за склоном. Предложенная идеология вероятностной оценки оползневого риска, опирающаяся на систематическое использование знаний экспертов в байесовских сетях доверия, хорошо себя проявила в рассматриваемом примере. Факторы, по которым оценивалась вероятность оползня, являются универсальными и могут быть использованы для оценки рисков на других участках, где развиваются склоновые процессы.

Целью исследований является поиск путей снижения негативного воздействия отработанных свалок и «полигонов» ТКО на окружающую среду. Проблема отходов – одна из самых актуальных в современности: спрос рождает производство, а потребление – отходы. В 2024 г. в России начали работу 100 объектов обработки и утилизации ТКО общей мощностью более 13 млн т, а около 40 млн т ТКО захоронены на свалках и полигонах. Не меньшую проблему представляют ТКО прошлых лет, размещенные на свалках и «полигонах» ТКО. Только в Москве насчитывается более 200 таких свалок, а в близлежащем Подмосковье земли, нарушенные ТКО прошлых лет, составляют тысячи гектаров. Подобные территории нуждаются в выполнении работ по снижению их негативного воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Цель работы – обосновать методику мониторинга эрозионного состояния прибрежной зоны водных объектов с использованием данных дистанционного зондирования и предложить берегоукрепительные мероприятия, обеспечивающие противоэрозионную защиту. Для мониторинга развития эрозии берега предложена методика, базирующаяся на построении топографической карты рельефа, расчетов водного WRI и вегетационного NDVI индексов, полученных на основании анализа данных дистанционного зондирования. Карта индекса WRI, совмещенная с топографической картой местности, позволяет определить направление стока, а охарактеризовать устойчивость откосов за счет оценки густоты развития растительности позволяет вегетационный индекс NDVI. При выполнении анализа двух карт можно выделить эрозионные участки. Алгоритм мониторинга развития эрозии береговой линии по результатам обработки спутниковых снимков апробирован при формировании туристического кластера «Конаково-агротуризм». Выявленные эрозионные участки на построенных картах подтверждены результатами натурных наблюдений и фотофиксацией состояния берега р. Волга Конаковского района РФ.

Грунтовая плотина построена в 2005 г. в составе Юмагузинского гидроузла на р. Белая в Башкортостане. Цель работы – получить результаты численных фильтрационных расчетов каменно-земляной плотины, основанные на использовании уравнения нестационарной фильтрации при заданных граничных условиях; оценить эффективность работы противофильтрационных устройств как в теле, так и в основании грунтовой плотины. Численные решения получены с помощью расчетной программы «FILTR», разработанной специалистами кафедры гидравлики и гидротехнического строительства Национального исследовательского Московского государственного строительного университета для решения задач нелинейной безнапорной фильтрации в неоднородной среде. В основу примененного алгоритма положены два численных метода: конечных элементов и локальных вариаций. Рассмотрены и обсуждены как теоретические положения, так и практические результаты, полученные в ходе решения фильтрационной задачи с использованием программы «FILTR», для нескольких вариантов конструктивных решений противофильтрационных устройств в теле грунтовой плотины Юмагузинского гидроузла. Исследованиями установлено, что конструкции противофильтрационных устройств как в теле грунтовой плотины, так и в основании сооружения продемонстрировали удовлетворительную работу.

Исследования посвящены изучению изменений скоростей потока и параметров устойчивости русла, связанных с проектируемой разработкой карьера. В исследованиях изучались характеристики гидравлического потока на участке реки Томь, расположенном между гидрологическими постами Томск и Козюлино. Геометрические параметры и гидрологические характеристики, включая модули расхода и модули сопротивления, были рассчитаны для поперечных сечений, представляющих как существующее, так и проектное состояние. На этом основывается оценка понижения уровня воды и безопасности судоходства с учетом принятых проектных уровней и расходов воды. Рассчитана модель течения, основанная на плановых линиях тока и криволинейных поперечниках, полученных в результате русловой съемки. Плановая линия тока представляет собой направление вектора средней скорости на вертикали, а криволинейные поперечники ортогональны этим линиям тока. Сочетание этих элементов формирует плановую модель течения, которая определяет плановые струи (поток между линиями тока) и полосы плана течений (поток между поперечниками). Формулы Шези и Маннинга используются для выражения уклона свободной поверхности вдоль произвольной плановой линии тока. Не размывающие и размывающие скорости были рассчитаны для смоделированных поперечных сечений вдоль линий тока в сценариях до разработки карьера и после нее. Анализ выявил значительное снижение скоростей течения и небольшое увеличение как не размывающих, так и размывающих скоростей, после разработки карьера. Максимальное расчетное понижение уровня воды составило 0,0186 м, что существенно ниже допустимого порога в 0,05 м и что свидетельствует о минимальном воздействии. В количественном выражении не размывающие скорости увеличились с 0,55…0,65 до 0,63…0,75 м/с, а размывающие скорости увеличились с 0,7…0,85 до 0,82…0,98 м/с после разработки карьера. Данный подход к моделированию обеспечивает основу для обоснования и прогнозирования гидравлического поведения на исследуемом участке реки.

Цель исследований: оценка физической сущности процессов и действий, необходимых для безаварийной эксплуатации гидротехнических сооружений и комфортного использования селитебных территорий; уточнение с энергетических позиций ряда характеристик рассматриваемых процессов. В последние века, и особенно в последние десятилетия, в связи с повышающейся антропогенной активностью возникло множество природно-техногенных структур. На фоне всегда существующих природных склоновых процессов техногенное воздействие наложило дополнительные характеристики на их закономерности. Обычно на начальных стадиях антропогенное воздействие приводит к активизации нежелательных склоновых процессов, и реже – к их затуханию при инженерной подготовке территории на первых этапах освоения. Рассмотрены энергетические характеристики эволюции этих процессов: в меньшей степени – в естественных условиях, в большей степени – в пределах современных природно-техногенных структур, значительное количество которых является гидротехническими сооружениями. Городские и поселковые агломерации, автомобильные, железнодорожные и прочие коммуникации, сельскохозяйственные комплексы и другие объекты жизнедеятельности предусматривают изменение энергетических характеристик склонов в пределах вновь возникающих и дополняемых в процессе эволюции природно-техногенных структур. Представлены характеристики перемещения аллювиальных отложений в пределах техногенной измененных русел малых рек. Рассмотрен путь движения одной, наиболее нежелательной частицы-загрязнителя в геоэкологической системе – агрегата с депонированными в нем тяжелыми металлами, попавшими в грунтовую толщу вследствие жизнедеятельности человека. На схеме представлено движение загрязнителя от момента гипотетического поступления в геологическую среду в результате жизнедеятельности человека до депонирования в тонкой фракции донных отложений водных объектов, потенциальным барьером для которой обычно являются донные отложения в приплотинной зоне.

С целью определения участков, подверженных селевым проявлениям, проведено обследование прилегающих территорий рек Козыдон и Земегондон (Республика Северная Осетия-Алания). Выполнена оценка размеров и объемов прежних селевых выносов, дана оценка геологических условий территории, проводилась фотосъемка территории при использовании БПЛА. В ходе работы установлено, что на рассматриваемой территории имеются 14 селеопасных рек. Селевые отложения имеют широкое распространение и прослеживаются на склонах различной экспозиции. Полевые обследования показали, что реки Козыдон и Земегондон являются также селеносными, о чем свидетельствуют селевые отложения в руслах. Часто зарождение селя происходит в русле одного из притоков, а дальнейшее движение продолжается по основному руслу. Выполнялась оценка размеров и объемов прежних селевых выносов.

Цель исследований: установление рекреационного эффекта посадок ивовых насаждений в городском парке Вольска Саратовской области под влиянием различных водных источников. В статье представлено установление рекреационного эффекта посадок ивовых насаждений под влиянием различных водных источников в городском парке Вольска Саратовской области. Методика исследований опиралась на натурные и визуальные методы анализа среды. Использована математическая модель О.Б. Сокольской по определению рекреационного эффекта от освещения и от времени с последующим ее улучшением и насыщением данных по параметрам: структуры зеленых насаждений на берегах и вблизи водоемов, динамичности водных объектов, затенения поверхности растительными объектами (включая водную). Определено, что рекреационный эффект зависит от высоты прибрежной растительности, близости ее к воде, высоты солнца, то есть часа дня, и длительности осмотра. Выявлено, что прибрежные зеленые насаждения и их тени заметно влияют на общую аттрактивность ландшафтных объектов с водными пространствами. Установлено, что исследуемая «Зона ручьев» имеет большую затененность (в 1,5 раза), а динамичность потоков повышается на границах ручьев и пруда. «Зона пруда» обладает преимущественным рекреационным эффектом перед остальными исследуемыми территориями. Самым значимым расширенным рекреационным эффектом владеет «Зона ручьев» (1,2), что в 1,3-2,7 раз превышает РЭ других территорий. Ивовые культуры вида рода Salix обладают рядом преимуществ перед другими зелеными насаждениями.

Деревья и кустарники рода Сосна (Pinus L.) представляют большую ценность для озеленения городской среды Ставропольского края. Пополнить ассортимент можно путем введения в культуру адаптированных видов. Объектом исследований являлись семена и сеянцы хвойных растений рода Pinus L. Цель исследований – изучить особенности семенного размножения, сезонного роста и развития сеянцев 17 таксонов в условиях Ставропольской возвышенности. Уточнение видовой принадлежности проводили с использованием справочника Д.Л. Матюхина (2021), лабораторную всхожесть определяли по методике М.В. Рогозина (2013), фенологические фазы сеянцев фиксировали с помощью рекомендаций Г.И. Редько (1983). Лабораторную всхожесть выше 75% показали семена 3 таксонов; всхожесть 50-75% – 3; всхожесть 25-50% – 4; менее 25% – 6 таксонов. В полевых условиях появление всходов отмечено в I-II декадах мая у 14 таксонов. Переход в состояние покоя сеянцев 1-го года жизни фиксировался во II декаде сентября. Начало вегетации у сеянцев 2-го и 3-го лет жизни отмечено во II декаде апреля, переход в стадию покоя – в III декаде сентября. Сеянцы 3-го года жизни в зависимости от вида имели высоту от 10,0 до 25,0 см, длину корней от 12,5 до 47,0 см, годичный прирост от 3,0 до 8,5 см. В течение вегетационного периода сеянцы последовательно прошли все фазы сезонного развития. Своевременно были проведены необходимые агротехнические мероприятия. В результате проведенных исследований получены жизнеспособные сеянцы 14 видов и форм.

Сосна пицундская (Pinus brutia var. pityusa (Steven) Silba) относится к реликтовым эндемикам черноморского побережья. В настоящее время одним из актуальных вопросов сохранения природных популяций сосны пицундской является изучение устойчивости насаждений к комплексу биотических, абиотических и антропогенных факторов. Цель исследований – оценка санитарного и лесопатологического состояния насаждений в ботаническом памятнике природы «Джанхотский бор» (Краснодарский край). Полевые работы проводились в окрестностях поселка Джанхот Краснодарского края. Для оценки состояния древостоя было заложено 6 временных пробных площадей в сосняке со скумпией в подлеске, в сосняке дубово-грабинниковом и сосняке дубово-иглициевом, на которых учтено 1178 деревьев сосны пицундской. Результаты исследований показали, что лучшим санитарным состоянием сосны пицундской характеризуются сосняки со скумпией в подлеске, где количество усыхающих и погибших деревьев не превышает 2%, причем это деревья, не входящие в первый ярус. В сосняке дубово-грабинниковом состояние сосны ухудшается, количество ослабленных деревьев составляет 54%. Состояние деревьев в сосняке иглициевом удовлетворительное: 46,5% деревьев относится к первой категории состояния (без признаков ослабления), 41,7% – ко второй категории (ослабленные), количество погибших деревьев не превышает 5%. Из ксилофильных жесткокрылых к массовым видам следует отнести короедов рода Tomicus, в сосняке со скумпией в подлеске отмечена популяция фисташковой златки (Capnodis cariosa Pallas). Для сохранения популяций сосны пицундской на Черноморском побережье России требуется проведение дальнейших исследований, направленных на мониторинг санитарного и лесопатологического состояния насаждений.

Предпринята попытка проанализировать возможность создания карбоновых ферм на выработанных карьерах глины в Средне-Уральском таежном лесном районе. В основу исследований положен метод пробных площадей, обеспечивающий получение объективных данных о производительности искусственных насаждений, созданных на нарушенных в процессе добычи глины землях. Установлено, что в указанном лесном районе лесохозяйственное направление рекультивации обеспечивает формирование относительно производительных сосновых насаждений. Последние в процессе фотосинтеза извлекают из атмосферного воздуха углекислый газ, депонируя в своих тканях углерод, уменьшая тем самым долю парниковых газов и замедляя изменение климата. Уже к 50-летнему возрасту только в стволовой древесине депонируется до 120 т/га углерода. Углерод в древесине депонируется не только на период ее выращивания, но и на период использования продукции ее переработки (мебель, плиты, деревянные конструкции и т.д.), то есть на неопределенный срок. Следовательно, можно констатировать, что создание на выработанных карьерах глины карбоновых ферм посадкой 2-летних сеянцев сосны обыкновенной не только решает проблему обеспечения промышленности древесиной и улучшения экологической обстановки, но и реализует проект по замедлению изменения климата.