Реферат для аспирантуры на тему Требования к автоматизированным систем управления мелиоративным режимом агроэкосистем с использованием Web -технологий

Содержание:

Введение 2
1.Принципы управления агроэкосистемами 4
2. Мелиоративные системы. Требования к современным мелиоративным системам 7
3. Разработка и использование ресурсосберегающих технологий в агромелиорации 11
3.1 Информационные технологии управления мелиоративными режимами почв 11
3.2 Вариации структурно-функциональных схем АСУ ТП 15
Заключение 21
Список использованной литературы 22

Введение:

Агроэкосистемы (особенно дождевые) обычно находятся под периодическим водным стрессом: дефицитом или избытком воды. Для успешного управления сельскохозяйственным растениеводством и минимизации или предотвращения водных стрессов и связанных с ними негативных экологических последствий (например, снижение урожайности и качества сельскохозяйственных культур, воды и верхнего слоя почвы потери, выщелачивание питательных веществ, загрязнение гидроресурсов), необходимо осуществлять соответствующие долгосрочные устойчивые водные и/или земельные стратегии. Большинство современных стратегий устойчивого развития сельского хозяйства (особенно тех, которые направлены против дефицита воды) охватываются концепцией использования основных природных ресурсов (в частности, пахотных земель, свежие поверхностные и подземные воды) более эффективно-то есть избегая/уменьшая потери и ухудшение качества при максимальном увеличении урожайности сельскохозяйственных культур. Например, в условиях переувлажнения агроэкосистем производство растениеводческой продукции было успешно улучшено путем внедрения адекватной (под) поверхностной дренажной системы(систем) на ~200 Мга, преимущественно гидроморфных и/или галоморфных типов почв. Некоторые из наиболее часто используемых стратегий борьбы с дефицитом воды в агроэкосистемах, такие как орошение и сохранение сельского хозяйства, в настоящее время реализуются на ~300 Мга и ~120 Мха, соответственно. Тем не менее, некоторые из современных подходов к борьбе подтопления/затопления (например, комбинированные дренажные системы) и нехватки воды (например, орошение) сохранения (например, сельскохозяйственных стратегий) в пахотных землях оспариваются дополнительные неблагоприятные последствия современности (например, глобальное потепление, изменение и изменчивость климата, загрязнение, народонаселение роста).
При таких обстоятельствах, большинство существующих стратегий должен быть обновлен и модернизирован, чтобы быть устойчивым, в том числе (под) поверхности дренажных систем в сочетании с регулярно (каждые 3-5 лет) дополнительные операции с земельными участками (глубокая вертикальная аэрация почвы) на временно переувлажненных пахотных земель, и/или увеличение доли (за счет традиционной системы) для эффективного использования воды систем/стратегий (например, низкое давление пульверизатор/система капельного орошения, орошение) для орошаемых обрезка. Поэтому ожидается, что в будущем успешная долгосрочная устойчивая сельскохозяйственная практика будет преимущественно ориентирована на так называемую концепцию WUE — то есть более эффективное использование водных и земельных ресурсов (предотвращение или сокращение потерь и ухудшения качества) и более эффективное (максимальное увеличение урожайности сельскохозяйственных культур на единицу воды).
Целью данной реферативной работы является изучение требований к автоматизированным системам управления мелиоративным режимом агроэкосистем с использованием Web –технологий.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Изучить принципы управления агроэкосистемами.
2. Рассмотреть требования к современным мелиоративным системам
3. Рассмотреть ресурсосберегающие технологии, используемые в агромелиорации.

Заключение:

Внедрение АСУ ТП обеспечивает:
— повышение надежности системы за счет использования технологических защит, позволяющих избежать аварийных ситуаций
— предоставление персоналу исчерпывающей оперативной и архивной информации о работе системы, такой как уровни воды в верхнем и нижнем бьефах канала между перекачивающими насосными станциями, режиме работы каждого насосного агрегата, потребляемой мощности, расходе электроэнергии и т.д.
— широкие возможности оператора по управлению технологическим процессом, в частности, помогают диспетчеру выбрать нужный разворот лопастей насосных агрегатов и тем самым обеспечить оптимальный режим водоподачи
— снижение затрат на эксплуатацию системы
— улучшение условий труда эксплуатационного персонала
— длительное сохранение результатов измерений с возможностью их передачи на удаленный персональный компьютер по средствам телефонной сети
— повышение точности и достоверности технологической информации
— снижение вероятности ошибочных действий персонала за счет своевременного предоставления информации в наглядном виде.
Распределенная модульная архитектура и промышленная сеть делают систему исключительно помехозащищенной. Несмотря на значительные расстояния между абонентами (десятки километров), система обеспечивает устойчивую и надежную связь с диспетчерским пунктом. Применение в каждом модуле ввода-вывода съемных клеммников позволяет отказаться от всевозможных кроссов, кабелей и т. п., что повышает надежность соединения модуля с объектом и позволяет минимизировать размеры защитных шкафов.

Фрагмент текста работы:

1. Принципы управления агроэкосистемами

За последние 50 лет интенсификация сельского хозяйства за счет использования высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур, повышения урожайности удобрений и пестицидов и совершенствования систем орошения привела к существенному увеличению производства продовольствия и одновременной деградации экосистем. Следствием этого является сокращение биоразнообразия и утрата ключевых экосистемных услуг в сельском хозяйстве и от него, таких как плодородие почв, способность удерживать почвенную воду, круговорот питательных веществ, борьба с сорняками, борьба с вредителями, борьба с болезнями, услуги по опылению, связывание углерода, эффективность использования энергии и т.д. Сельскохозяйственные системы не только вносят основной вклад в выбросы парниковых газов и изменение климата, но и являются весьма уязвимыми к климатическим потрясениям и самим стрессам. Как фермеры, так и исследователи сталкиваются с неопределенностью и удивлением, рассматривая будущее развитие сельского хозяйства в условиях изменения климата. Подходы к сочетанию производства продовольствия с долгосрочным функционированием экосистем должны включать фермеров и их традиционные экологические знания о сортах семян, климатических особенностях и культурном контексте [2].
Агроэкология, экология применительно к сельскому хозяйству, включает в себя различные традиционные, часто коренные методы ведения сельского хозяйства, которые сочетают высокую эффективность производства с поддержанием ключевых функций агроэкосистемы. Агроэкологические практики применяются во всем мире на протяжении десятилетий, развиваясь в различных контекстах как научная дисциплина в 1930-е годы, как общественное движение и как практика.
Помимо производства продовольствия с помощью диверсифицированных методов ведения сельского хозяйства, агроэкологические методы направлены на поддержание функционирования экосистем и тем самым повышение эффективности предоставления других экосистемных услуг, таких как биоразнообразие, связывание углерода, сохранение водных ресурсов или борьба с сорняками. Эти диверсифицированные методы ведения сельского хозяйства повышают устойчивость агроэкосистем перед лицом возмущений, вызванных изменением климата и связанными с ним изменениями. Прогнозируемое повышение основной средней температуры, а также увеличение числа экстремальных погодных явлений потребует динамических ответных мер по управлению полевыми ресурсами. Повышенная потребность в орошении в засушливые периоды должна дополняться устойчивостью агроэкосистем в периоды сильных дождей. Развитие и выживание насекомых чрезвычайно зависит от температуры, поэтому борьба с вредителями потребует экспериментов и стратегий обучения на местах.
Создание эффективных механизмов понимания и сохранения успешных практик и перевод их в конкретные инструменты является необходимостью по разным причинам [4]:
Она позволяет мелким фермерам создавать климатически устойчивые агроэкосистемы, обеспечивающие сохранение их экосистемы и ее долгосрочную продуктивность даже в периоды беспорядков. Несмотря на стремительную глобализацию промышленного сельского хозяйства на протяжении последних 40 лет, 98% всех фермеров являются мелкими или семейными фермерами, и они удовлетворяют более половины мирового спроса на продовольствие. Тем не менее мелкие фермеры относятся к числу наиболее уязвимых профессиональных групп, подверженных сельскохозяйственным рискам, климатическим неопределенностям, зачастую социально-политической нестабильности и различным ценам на сельскохозяйственную продукцию. 80% бедного населения мира проживает в сельских районах, из которых 70% являются фермерами или рыбаками. Прогнозируемые изменения урожайности вследствие изменения климата, как ожидается, окажут чрезмерное воздействие на страны глобального Юга, что создаст необходимость в разработке стратегий адаптации в этих регионах как для промышленно развитых фермерских систем, так и для семейных ферм.
Он закрывает разрыв между научными и экспериментальными знаниями, создавая двунаправленный диалог между учеными и фермерами. Традиционное экологическое знание (ТЭК), в отличие от научного знания, представляет собой «комплекс знаний-практики-убеждений», часто закодированные в практиках и ритуалах, невидимых для научных подходов. Однако сочетание традиционных и новых знаний таит в себе потенциал для создания систем земледелия, которые предотвращают деградацию экосистем и оказываются устойчивыми к неожиданным изменениям. Необходимость расширения научных исследований в области агроэкологии в целях создания устойчивых к изменению климата систем земледелия была выражена как международными организациями, исследователями, так и учреждениями, представляющими интересы фермеров.
Существует несколько принципов в управлении агроэкосистем:
Понимание сложных и взаимосвязанных связей между сельским хозяйством, биоразнообразием и управлением экосистемами
Проведение оценки экологического риска агроэкосистем в условиях изменяющихся климатических условий
Интеграция ландшафтной экологии и экосистемных подходов для поддержки агробиоразнообразия и экосистемных услуг сельскохозяйственных систем
Управление водно-болотными угодьями для устойчивого сельского хозяйства, аквакультуры и других экосистемных услуг