Аннотация

Цель: разработать методику моделирования внутренних и граничных контуров увлажнения в подкапельном пространстве, формируемом при капельном орошении сельскохозяйственных культур, и провести ее апробацию на натурных данных. 

Материалы и методы. Подход к прогнозированию локальных контуров увлажнения основан на представлении их очертания, модельно соответствующего эллиптическому сектору и эллипсу, в форме простого многоугольника, вершины которого являются координатами влажности, а ребра – отрезками прямой. 

Результаты. Используя методы векторного произведения координат (глубин и радиусов) и их сложения, а также аналитической геометрии для нахождения площади и метрических параметров локальных контуров увлажнения, представили алгоритм решения задачи моделирования очертания на плоскости и графическую визуализацию в сравнении с экспериментальными данными о влажности при каплевании орошаемых почв. При решении задачи для легких и тяжелых по гранулометрическому составу почв в качестве граничного условия принято соответственно перпендикулярное и параллельное расположение большой оси геометрической фигуры относительно поверхности почвы, причем присутствующие в свойствах почвы неоднородности нивелировали осреднением контура (площади) с соответствующим модельным очертанием. 

Вывод. Для практических целей точность модельного решения задачи обеспечивается 2–4-й степенью полинома, что позволяет довольно легко трансформировать модель под любую выборку экспериментальных данных. В частности, полученные при использовании теоретических моделей площади локальных контуров увлажнения для орошаемой почвы в постполивной период отличаются от экспериментальных значений в среднем на 4–5 %, что свидетельствует о применимости разработанного подхода.

doi: 10.31774/2712-9357-2026-16-2-35-55

Для цитирования

Моделирование контура увлажнения почвы при каплевании / А. Е. Новиков, П. С. Васильев, М. Ю. Шмелёва, Р. В. Збукарев // Мелиорация и гидротехника. 2026. Т. 16, № 2. С. 35–55. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2026-16-2-35-55.

Список литературы

1. Иванов А. И., Янко Ю. Г. Мелиорация как необходимое средство развития сельского хозяйства Нечерноземной зоны России // Агрофизика. 2019. № 1. С. 67–78. DOI: 10.25695/AGRPH.2019.01.09. EDN: VWIUQU.

2. Новиков А. Е., Дранников А. В. Прецизионные технологии орошения в повышении устойчивости земледелия к природным изменениям // Орошаемое земледелие. 2024. № 4(47). С. 45–50. DOI: 10.35809/2618-8279-2024-4-7. EDN: AYRNAJ.

3. Awazi N. P. Assessing the role of irrigation as an adaptive measure to climate change induced water insecurity: Case study of the market gardening sector in parts of the northwest and west regions of Cameroon // Frontiers in Water. 2022. Vol. 4. Art. 902438. DOI: 10.3389/frwa.2022.902438. EDN: DGPAZM.

4. Ползиков Д. А. Основные направления политики адаптации сельского хозяйства России к климатическим изменениям // Проблемы прогнозирования. 2023. № 6(201). С. 119–137. DOI: 10.47711/0868-6351-201-119-137. EDN: BIZBHC.

5. Impact of climate change on global agriculture: Challenges and adaptation / H. A. Prajapati, Y. Khushboo, H. Yamuna, B. K. Margam, K. Tanzeel, B. Ningaraj, T. Vimala, J. Afshan, G. Gomadhi, G. Malathi // International Journal of Environment and Climate Change. 2024. Vol. 14, № 4. P. 372–379. DOI: 10.9734/ijecc/2024/v14i44123. EDN: RZQULT.

6. Новиков А. Е., Дубенок Н. Н., Торопов А. Ю. Водоподготовка на природных модифицированных загрузках для систем прецизионного орошения // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2024. № 6(78). С. 311–320. DOI: 10.32786/2071-9485-2024-06-34. EDN: MKCCVQ.

7. Irrigation modulates the effect of increasing temperatures under climate change on cotton production of drip irrigation under plastic film mulching in southern Xinjiang / H. Wang, Z. Yin, L. Zhang, F. Zhao, W. Huang, X. Wang, Y. Gao // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13. Art. 1069190. DOI: 10.3389/fpls.2022.1069190. EDN: PUWIJA.

8. Innovative technologies for improved water productivity and climate change mitigation, adaptation, and resilience: A review / E. Oiganji, H. Igbadun, P. S. Amaza, R. Z. Lenka // Journal of Applied Sciences and Environmental Management. 2025. Vol. 29, № 1. P. 123–136. DOI: 10.4314/jasem.v29i1.17. EDN: HSYUFG.

9. Васильев С. М., Шкура В. Н., Штанько А. С. Очертание локальных зон увлажнения подкапельного почвенного пространства // Аграрный научный журнал. 2019. № 3. С. 65–71. DOI: 10.28983/asj.y2019i3pp65-71. EDN: YZPHVZ.

10. Шкура В. Н., Штанько А. С. Геометрия контуров капельного увлажнения почв // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 2. С. 55–74. DOI: 10.31774/2712-9357-2023-13-2-55-74. EDN: ZQRYEJ.

11. Штанько А. С., Шкура В. Н. Способ графоаналитического построения очертания контуров капельного увлажнения почв // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2018. № 1(29). С. 67–85. URL: https:rosniipm-sm.ru/article?n=914 (дата обращения: 01.05.2026). EDN: YOTSKC.

12. Штанько А. С., Шкура В. Н. О трансформации контуров капельного увлажнения почвы в постполивной период // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 3. С. 69–86. DOI: 10.31774/2712-9357-2023-13-3-69-86. EDN: AYRQFY.

13. Шкура В. Н., Масный Р. С., Штанько А. С. Системы капельного орошения садов: науч.-практ. изд. М.: Росинформагротех, 2023. 300 с.

14. Ясониди О. Е. Капельное орошение. Новочеркасск: Лик, 2011. 322 с. EDN: QLCBEP.

15. Рыжаков А. Н., Шкура В. Н. Определение средневзвешенной влажности почвы в контурах капельного орошения // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2017. № 3(27). С. 97–111. URL: https:rosniipm-sm.ru/article?n=286 (дата обращения: 01.05.2026). EDN: ZCQAPB.