Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЭКОНОМИЧЕСКИ ОПТИМАЛЬНОЙ ОСУШИТЕЛЬНОЙ И КОМПЛЕКСНОЙ ГИДРОМЕЛИОРАЦИИ С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ УЧАСТКОВ ЗЕМЕЛЬ

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к сельскохозяйственной мелиорации, к растениеводству и к пастбищному животноводству и может быть использовано при управлении процессом управления глубиной канала по экономическому признаку в технологическом процессе осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель.

Известны способ и устройство экономичной транспортировки птичьих яиц магистральным транспортером птицефабрики (Патент РФ 2414396. Способ и устройство экономичной транспортировки птичьих яиц магистральным транспортером птицефабрики / А.В. Дубровин // БИ, 2011, №8).

Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности управления режимом осушительной гидромелиорации в сельском хозяйстве по экономическому признаку. Известное техническое решение связано с процессом транспортировки птичьих яиц и потому просто не предназначено для действий с рытьем гидромелиоративных каналов. Отсутствие технической возможности экономически (хозяйственно) наилучшего управления технологическим процессом обеспечения требуемого значения глубины гидромелиоративного канала приводит к неверному расходованию энергии, свойств экологии, продуктивности урожая с точки зрения результативности производства, правильного хозяйствования (экономики). Получается, что даже высокоточное измерительное техническое и технологическое оборудование используется неэффективно, все технические преимущества высокой точности известных технических решений теряются, поскольку нет возможности определить точно требуемый режим экономически наилучшей осушительной или комплексной гидромелиорации. Происходит либо перерасход компонентов энергии и экологии, либо недостаточный урожай и соответствующая потеря продуктивности растений и животных при пастьбе на мелиорируемом участке в том и другом случае. Это приводит к существенному снижению производственных и экологических результатов мелиоративного и сельскохозяйственного предприятий, несмотря на использование передовых высокоточных технических решений измерения и регулирования глубины мелиоративного канала.

Указанный недостаток обусловлен тем, что в известном техническом решении отсутствуют новые высокоточные технические решения автоматического управления глубиной мелиоративного канала по экономическому (по хозяйственному) признаку (критерию), позволяющие точно установить и с высокой точностью по глубине мелиоративного канала обеспечить необходимый экономически наилучший режим осушительной и комплексной гидромелиорации.

Задачей изобретения является автоматическое определение и обеспечение экономически оптимального режима осушительной и комплексной гидромелиорации выбранного земельного участка территории почвенно-климатической зоны страны.

В результате использования изобретения автоматически определяется экономически оптимальный режим осушительной и комплексной гидромелиорации. Повышается точность расходования дорогостоящих энергоносителей для механизированной техники, также достигается значительная дополнительная экономия экологических потерь природной территории и экономических потерь урожая на выбранном земельном участке территории почвенно-климатической зоны страны, уменьшаются затраты ручного труда на проведение измерений, расчетов и управления персоналом машин для мелиорации, возрастает продуктивность пастбищного животноводства на участке мелиорации.

Вышеуказанный технический результат достигается способом экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель, включающим в себя измерение сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, задание сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, сравнение измеренного и заданного сигналов и регулирование глубины гидромелиоративного осушительного канала по результату сравнения, формирование сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, периодическое сканирование диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала, формирование сигнала зависимости стоимости энергетических затрат на топливо и на электроэнергию для проведения осушения выбранного участка местности от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, причем задают сигнал номера земельного заданного участка для осушения или для комплексной мелиорации, в зависимости от этого сигнала задают коэффициенты математических моделей зависимостей стоимостей экологических потерь от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации, коэффициенты математических моделей зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации, прогнозируемое значение среднегодовой температуры на заданном участке и прогнозируемое значение среднегодовой плотности мощности солнечного излучения на поверхности Земли на заданном участке, формируют сигналы зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке, задают сигналы амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации на заданном участке, суммируют заданные сигналы амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации на заданном участке с соответствующими сформированными сигналами зависимостей стоимостей энергетических затрат на топливо и на электроэнергию для проведения осушения выбранного участка местности, с соответствующими сформированными сигналами зависимостей стоимостей экологических потерь и с соответствующими сформированными сигналами зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке, по результату суммирования формируют суммарные сигналы амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию, зависимостей стоимостей энергетических затрат, зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке, по наименьшему значению сформированных суммарных сигналов формируют новые соответствующие наименьшим значениям указанных сумм стоимостей затрат сигналы экономически оптимальной глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке, сравнивают измеренные сигналы глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке с соответствующими сформированными новыми сигналами экономически оптимальной глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке, по результату сравнения измеренных и соответствующих сформированных новых сигналов дополнительно корректируют режим регулирования глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке.

Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что устройство экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель содержит измеритель сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, регулятор глубины гидромелиоративного осушительного канала, исполнительный элемент регулирования глубины гидромелиоративного осушительного канала, формирователь сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, блок периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала, формирователь сигнала зависимостей стоимостей энергетических затрат при осушении и при комплексной мелиорации, вычислительный блок, блок управления, измеритель сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала через инвертирующий первый вход регулятор глубины гидромелиоративного осушительного канала соединен с входом исполнительного элемента регулирования глубины гидромелиоративного осушительного канала, формирователь сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала через вход и первый выход блока периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала подключен к входу формирователя сигнала зависимостей стоимостей энергетических затрат при осушении и при комплексной мелиорации и через первый и второй выходы формирователя сигнала зависимостей стоимостей энергетических затрат при осушении и при комплексной мелиорации подключен к первому и второму входам вычислительного блока, второй выход блока периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала соединен с третьим входом вычислительного блока, первый и второй выходы вычислительного блока подключены соответственно к первому и к второму входам блока управления, причем в устройство введены задатчик сигнала номера заданного участка для осушения или для комплексной мелиорации (задатчик географического расположения участка в климатической и почвенной зоне территории страны), задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей экологических потерь от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации, задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации, задатчик прогнозируемого значения среднегодовой температуры на заданном участке, задатчик прогнозируемого значения среднегодовой инсоляции на заданном участке (среднегодовой плотности мощности солнечного излучения на поверхности Земли на заданном участке), формирователь сигналов зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации, задатчик сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации, двухвходовый управляемый ключ, задатчик сигнала выбора направления работ по осушению или по комплексной мелиорации, при этом второй выход блока периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала дополнительно соединен с первым входом формирователя сигналов зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации, с входом задатчика сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации, выход задатчика сигнала номера участка для осушения или для комплексной мелиорации (задатчик географического расположения участка в климатической и почвенной зоне территории страны) подключен через соответственно задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей экологических потерь от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации, задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации, задатчик прогнозируемого значения среднегодовой температуры на заданном участке и задатчик прогнозируемого значения среднегодовой инсоляции на заданном участке (среднегодовой плотности мощности солнечного излучения на поверхности Земли на заданном участке) соответственно к второму, третьему, четвертому и пятому входам формирователя сигналов зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации, первый и второй выходы которого подключены соответственно к четвертому и к пятому входам вычислительного блока, а шестой и седьмой входы вычислительного блока соединены соответственно с первым и с вторым выходами задатчика сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации, первый и второй выходы блока управления подключены соответственно к первому и к второму входам двухвходового управляемого ключа, выход которого соединен с неинвертирующим вторым входом, а управляющий третий вход двухвходового управляемого ключа подключен к выходу задатчика сигнала выбора направления работ по осушению или по комплексной мелиорации.

Ограничительная часть способа (сходные действия с ранее известными действиями)

1. Измерение сигнала (глубины гидромелиоративного осушительного канала).

2. Задание сигнала (глубины гидромелиоративного осушительного канала).

3. Сравнение измеренного и заданного сигналов и регулирование (глубины гидромелиоративного осушительного канала по результату сравнения).

4. Формирование сигнала (глубины гидромелиоративного осушительного канала).

5. Периодическое сканирование диапазона изменения сформированного сигнала (глубины гидромелиоративного осушительного канала) от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала.

6. Формирование сигнала зависимости стоимости энергетических затрат (на топливо и на электроэнергию для проведения осушения выбранного участка местности) от сформированного сигнала (глубины гидромелиоративного осушительного канала).

Отличительная часть способа (отличительные действия от известных действий)

7. Задают сигнал номера земельного заданного участка для осушения или для комплексной мелиорации (например, посредством задатчика сигнала географического расположения участка в климатической и почвенной зоне территории страны).

8. В зависимости от этого сигнала задают коэффициенты математических моделей зависимостей стоимостей экологических потерь от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации и коэффициенты математических моделей зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации.

9. Задают прогнозируемое значение среднегодовой температуры и прогнозируемое значение среднегодовой инсоляции на заданном участке (плотности мощности солнечного излучения на поверхности Земли на заданном участке).

10. Формируют сигналы зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке.

11. Задают сигналы амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации на заданном участке.

10. Суммируют заданные сигналы амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации на заданном участке с соответствующими сформированными сигналами зависимостей стоимостей энергетических затрат на топливо и на электроэнергию для проведения осушения выбранного участка местности, с соответствующими сформированными сигналами зависимостей стоимостей экологических потерь и с соответствующими сформированными сигналами зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке.

11. По результату суммирования формируют суммарные сигналы амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию, зависимостей стоимостей энергетических затрат, зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке.

12. По наименьшему значению сформированных суммарных сигналов формируют новые соответствующие наименьшим значениям указанных сумм стоимостей затрат сигналы экономически оптимальной глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке.

13. Сравнивают измеренные сигналы глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке с соответствующими сформированными новыми сигналами экономически оптимальной глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке.

14. По результату сравнения измеренных и соответствующих сформированных новых сигналов дополнительно корректируют режим регулирования глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации на заданном участке.

Способ и устройство экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель иллюстрируются фиг. 1 и фиг. 2.

На фиг. 1 приведена иллюстрация осуществления способа экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель: H_изм - измеренный сигнал глубины гидромелиоративного осушительного канала, м; H_сформ - сформированный сигнал глубины гидромелиоративного осушительного канала, м, значения измеренного и сформированного сигналов глубины в одинаковых условиях технологического процесса должны быть равными: H_сформ=H_изм; Э_энерг - зависимость стоимости энергетических затрат мелиораторов на проведение осушения выбранного участка местности от сформированного сигнала H_сформ, руб./ед. времени; ΔПр^экол - зависимость стоимости экологических потерь (растений и животных мелиорируемого участка территории ландшафта) от сформированного сигнала H_сформ, руб./ед. времени; ΔПр^урож - зависимость стоимости потерь урожая на мелиорируемом участке территории ландшафта от сформированного сигнала H_сформ, руб./ед. времени; C - зависимость себестоимости продукции после мелиорации от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, руб./ед. времени, ; a _∑Ц_осуш - сумма амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию оборудования для осушения с невысокой старой ценой Ц_осуш, руб./ед. времени; a _∑Ц_компл - сумма амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию оборудования для комплексной мелиорации с высокой новой ценой Ц_компл, руб./ед. времени; a _∑=a _ам+a _рем+a _рен - суммарный коэффициент отчислений на капитальные вложения в оборудование, отн. ед.; a _ам - коэффициент амортизации капитальных вложений, отн. ед.; a _рем - коэффициент отчислений на текущий ремонт, отн. ед.; a _рен - коэффициент отчислений на реновацию (на капитальный ремонт), отн. ед.; - сформированный сигнал экономически оптимальной глубины гидромелиоративного осушительного канала при только осушении, м; - сформированный сигнал экономически оптимальной глубины гидромелиоративного осушительного канала при комплексной мелиорации, м; a _∑ΔЦ_мелиор - различие между суммарными отчислениями на капитальные вложения в оборудование для комплексной мелиорации и в оборудование только для осушительной гидромелиорации, руб./ед. времени; ΔH_опт - различие между экономически оптимальными значениями глубины гидромелиоративного осушительного канала при переходе от только осушения к комплексной мелиорации, м; ΔC_∑ - выигрыш в результирующей себестоимости процесса экономически оптимальной гидромелиорации при переходе от только осушения к комплексной мелиорации, руб./ед. времени; ΔПр^экол - экологический выигрыш при переходе от экономически оптимального только осушения к экономически оптимальной комплексной мелиорации, руб./ед. времени; ΔЭ^энерг - стоимость дополнительных энергетических затрат при переходе от экономически оптимального только осушения к экономически оптимальной комплексной мелиорации, руб./ед. времени.

На фиг. 2 приведена функциональная схема устройства экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель: 1 - измеритель сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала; 2 - регулятор глубины гидромелиоративного осушительного канала; 3 - исполнительный элемент регулирования глубины гидромелиоративного осушительного канала; 4 - формирователь сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала; 5 - блок периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала; 6 - формирователь сигнала зависимостей стоимостей энергетических затрат при осушении и при комплексной мелиорации; 7 - вычислительный блок; 8 - блок управления; 9 - задатчик сигнала номера заданного участка для осушения или для комплексной мелиорации (задатчик географического расположения участка в климатической и почвенной зоне территории страны); 10 - задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей экологических потерь от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации; 11 - задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации; 12 - задатчик прогнозируемого значения среднегодовой температуры на заданном участке; 13 - задатчик прогнозируемого значения среднегодовой инсоляции на заданном участке (среднегодовой плотности мощности солнечного излучения на поверхности Земли на заданном участке); 14 - формирователь сигналов зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации; 15 - задатчик сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации; 16 - двухвходовый управляемый ключ; 17 - задатчик сигнала выбора направления работ по осушению или по комплексной мелиорации.

Экономический критерий (признак) управления, например, глубиной гидромелиоративного канала является общепризнанным и по своему существу всеобъемлющим показателем эффективности (результативности) будущего производства сельскохозяйственной продукции с учетом экологической ценности участков земель. Просто его точное применение требует точного учета хотя бы основных общеизвестных его составляющих, наиболее сильно влияющих на результативность (эффективность) конкретного технологического процесса. Прежде всего это прибыль производства, равная разности между ценой реализации произведенной продукции и себестоимостью ее производства. Если цена реализации равна всего лишь произведению объема выпущенной продукции на ее удельную цену, то вот себестоимость производства продукции включает в себя множество различных составляющих.

Для процесса, связанного в основном с изменением дозы дорогостоящих лекарств, этот экономический признак эффективности процесса есть изначально сумма стоимости потерь экологии местности, потерь продукции растениеводства и пастбищного животноводства (которые легко учесть именно как сопряженные с процессом дополнительные затраты продукции), ресурсов (в данном случае кормовых добавок, лекарств и т.п.) и эксплуатационных затрат. Эксплуатационные затраты включают в себя стоимость энергии различных видов, зарплату обслуживающего и руководящего персонала, также амортизационные, реновационные, ремонтные отчисления на капитальные вложения (на стоимость зданий, оборудования, измерительных приборов, механизмов и т.п.), транспортные расходы и многое другое. С точностью измерения и обеспечения глубины канала связана только цена менее или более точных измерителей и исполнительных устройств (бульдозеров, экскаваторов, грейдеров и т.п.). В состав эксплуатационных затрат она входит в виде суммы амортизационных, реновационных, ремонтных отчислений на капитальные вложения (на стоимость измерительных и управляющих приборов и соответствующих исполнительных механизмов).

Поэтому такой сокращенный по своему составу экономический признак себестоимости может быть оценен достаточно полноценно, с наибольшей точностью, и потому должен определять текущую во время действия технологического процесса (например, рытья гидромелиоративного канала) результирующую экономическую эффективность производства мелиорации. Его с учетом других составляющих прибыли как раз и определяют плановый отдел и бухгалтерия любого, в том числе и сельскохозяйственного предприятия животноводства и птицеводства по окончании производственного процесса. Однако такое определение этого критерия после окончания технологического процесса явно опаздывает: в ходе процесса он не применялся, и окончание процесса происходило по каким-то другим критериям. Поэтому часто оказываются на практике большие экономические потери производства, не управляемого именно по его естественному чисто экономическому принятому признаку.

Технические решения использования этого достаточно обоснованного признака (критерия) экономической эффективности производства продукции растениеводства и животноводства и птицеводства при автоматическом управлении процессами осушительной гидромелиорации в настоящее время не известны.

Способ экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель осуществляется следующим образом. Общий вид зависимостей постоянных затрат отчислений на капитальные вложения: a _∑Ц_осуш(H_сформ)=const₁ a _∑Ц_компл(H_сформ)=const₂. Зависимости энергозатрат и растут линейно с ростом H_сформ. Зависимости стоимости потерь урожая и имеют каждая свой минимум, поскольку с ростом глубины канала при малых глубинах канала потери урожая уменьшаются из-за отвода излишней воды с полей, а при больших глубинах канала происходит чрезмерное осушение участка территории, и потери урожая возрастают. Математическая зависимость для проведения имитационного компьютерного моделирования может быть построена по соответствующим экспериментальным и практическим данным и в целом может иметь следующий или аналогичный общий вид: Э_энерг(T)=PZ^(-HT+X)+M. При реальных технологических значениях глубины канала зависимость пропорциональная нелинейная, т.е. чем больше глубина канала, тем больше экологические потери и по сравнению с естественным ландшафтом. При комплексной мелиорации потери урожая и экологии всегда меньше, чем при простом осушении, за исключением энергетических затрат, которые соответственно всегда больше. Показанные на фиг. 1 графические зависимости изменяют свое положение в зависимости от задаваемых среднегодовых значений температуры воздуха, в градусах по шкале Цельсия, и солнечной инсоляции или удельной мощности солнечного излучения, в Вт/м², на поверхности заданного мелиорируемого участка. Поэтому указанные величины следует задавать, что и делается в соответствии со способом.

Устройство экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель содержит измеритель сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала 1, регулятор глубины гидромелиоративного осушительного канала 2, исполнительный элемент регулирования глубины гидромелиоративного осушительного канала 3, формирователь сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала 4, блок периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала 5, формирователь сигнала зависимостей стоимостей энергетических затрат при осушении и при комплексной мелиорации 6, вычислительный блок 7, блок управления 8, измеритель сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала 1 через инвертирующий первый вход регулятор глубины гидромелиоративного осушительного канала 2 соединен с входом исполнительного элемента регулирования глубины гидромелиоративного осушительного канала 3, формирователь сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала 4 через вход и первый выход блока периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала 5 подключен к входу формирователя сигнала зависимостей стоимостей энергетических затрат при осушении и при комплексной мелиорации 6 и через первый и второй выходы формирователя сигнала зависимостей стоимостей энергетических затрат при осушении и при комплексной мелиорации 6 подключен к первому и второму входам вычислительного блока 7, второй выход блока периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала 5 соединен с третьим входом вычислительного блока 7, первый и второй выходы вычислительного блока 7 подключены соответственно к первому и к второму входам блока управления 8, причем в устройство введены задатчик сигнала номера заданного участка для осушения или для комплексной мелиорации (задатчик географического расположения участка в климатической и почвенной зоне территории страны) 9, задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей экологических потерь от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации 10, задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации 11, задатчик прогнозируемого значения среднегодовой температуры на заданном участке 12, задатчик прогнозируемого значения среднегодовой инсоляции на заданном участке (среднегодовой плотности мощности солнечного излучения на поверхности Земли на заданном участке) 13, формирователь сигналов зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации 14, задатчик сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации 15, двухвходовый управляемый ключ 16, задатчик сигнала выбора направления работ по осушению или по комплексной мелиорации 17, при этом второй выход блока периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала 5 дополнительно соединен с первым входом формирователя сигналов зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации 14, с входом задатчика сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации 15, выход задатчика сигнала номера заданного участка для осушения или для комплексной мелиорации (задатчик географического расположения участка в климатической и почвенной зоне территории страны) 9 подключен через соответственно задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей экологических потерь от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации 10, задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации 11, задатчик прогнозируемого значения среднегодовой температуры на заданном участке 12 и задатчик прогнозируемого значения среднегодовой инсоляции на заданном участке (среднегодовой плотности мощности солнечного излучения на поверхности Земли на заданном участке) 13 соответственно к второму, третьему, четвертому и пятому входам формирователя сигналов зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации 14, первый и второй выходы которого подключены соответственно к четвертому и к пятому входам вычислительного блока 7, а шестой и седьмой входы вычислительного блока 7 соединены соответственно с первым и с вторым выходами задатчика сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации 15, первый и второй выходы блока управления 8 подключены соответственно к первому и к второму входам двухвходового управляемого ключа 16, выход которого соединен с неинвертирующим вторым входом 2, а управляющий третий вход двухвходового управляемого ключа 16 подключен к выходу задатчика сигнала выбора направления работ по осушению или по комплексной мелиорации 17.

Устройство работает следующим образом. По сигналу задатчика сигнала номера заданного участка для осушения или для комплексной мелиорации (задатчик географического расположения участка в климатической и почвенной зоне территории страны) 9 выбирается участок. С расположением этого участка связаны экологические потери и потери урожая при проведении осушения или комплексной мелиорации. Эти потери описываются математическими количественными зависимостями с принятыми коэффициентами у значащих математических величин влияющих факторов воздействия. Численные количественные значения этих коэффициентов задаются в соответственно задатчике коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей экологических потерь от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации 10 и в задатчике коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации 11.

На расчетные значения среднегодовых потерь также влияют среднегодовые значения температуры наружного воздуха и интенсивности солнечного излучения. Они задаются задатчиком прогнозируемого значения среднегодовой температуры на заданном участке 12 и задатчиком прогнозируемого значения среднегодовой инсоляции на заданном участке (среднегодовой плотности мощности солнечного излучения на поверхности Земли на заданном участке) 13 и формируются в формирователе сигналов зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации 14. Суммирование постоянных затрат на обслуживание капитальных вложений в оборудование происходит посредством задатчика сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации 15. Теперь к изменяющимся значениям потерь следует добавить переменные энергозатраты, что осуществляется формирователем сигнала зависимостей стоимостей энергетических затрат при осушении и при комплексной мелиорации 6 в вычислительном блоке 7.

Блок управления 8 вырабатывает сигналы оптимальных глубин каналов при только осушении и при комплексной мелиорации. Выбор направления работ производится посредством двухвходового управляемого ключа 16, режим соединения которому навязывается задатчиком сигнала выбора направления работ по осушению или по комплексной мелиорации 17.

В результате автоматически устанавливается экономически оптимальная глубина канала с учетом данных по экологии, по данным климатологии выбранного для мелиорации участка территории. При наличии точных математических моделей потерь по урожаю, по экологии, по энергии на проведение мелиорации производится точное автоматическое экономически наилучшее управление технологическим процессом принятого вида мелиорации, будь то простое осушение, либо сложная комплексная мелиорация. В последнем случае за счет повышенных затрат энергии достигается наивысшая урожайность при приемлемом уровне экологии территории.

ПОДРИСУНОЧНЫЕ ПОДПИСИ К ФИГУРАМ ЗАЯВКИ

Фиг. 1. Иллюстрация осуществления способа экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель: H_изм - измеренный сигнал глубины гидромелиоративного осушительного канала, м; H_сформ - сформированный сигнал глубины гидромелиоративного осушительного канала, м, значения измеренного и сформированного сигналов глубины в одинаковых условиях технологического процесса должны быть равными: H_сформ=H_изм; Э_энерг - зависимость стоимости энергетических затрат мелиораторов на проведение осушения выбранного участка местности от сформированного сигнала H_сформ, руб./ед. времени; ΔПр^экол - зависимость стоимости экологических потерь (растений и животных мелиорируемого участка территории ландшафта) от сформированного сигнала H_сформ, руб./ед. времени; ΔПр^урож - зависимость стоимости потерь урожая на мелиорируемом участке территории ландшафта от сформированного сигнала H_сформ, руб./ед. времени; C - зависимость себестоимости продукции после мелиорации от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, руб./ед. времени, ; a _∑Ц_осуш - сумма амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию оборудования для осушения с невысокой старой ценой Ц_осуш, руб./ед. времени; a _∑Ц_компл - сумма амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию оборудования для комплексной мелиорации с высокой новой ценой Ц_компл, руб./ед. времени; a _∑=a _ам+a _рем+a _рен - суммарный коэффициент отчислений на капитальные вложения в оборудование, отн. ед.; a _ам - коэффициент амортизации капитальных вложений, отн. ед.; a _рем - коэффициент отчислений на текущий ремонт, отн. ед.; a _рен - коэффициент отчислений на реновацию (на капитальный ремонт), отн. ед.; - сформированный сигнал экономически оптимальной глубины гидромелиоративного осушительного канала при только осушении, м; - сформированный сигнал экономически оптимальной глубины гидромелиоративного осушительного канала при комплексной мелиорации, м; a _∑ΔЦ_мелиор - различие между суммарными отчислениями на капитальные вложения в оборудование для комплексной мелиорации и в оборудование только для осушительной гидромелиорации, руб./ед. времени; ΔH_опт - различие между экономически оптимальными значениями глубины гидромелиоративного осушительного канала при переходе от только осушения к комплексной мелиорации, м; ΔC_∑ - выигрыш в результирующей себестоимости процесса экономически оптимальной гидромелиорации при переходе от только осушения к комплексной мелиорации, руб./ед. времени; ΔПр^экол - экологический выигрыш при переходе от экономически оптимального только осушения к экономически оптимальной комплексной мелиорации, руб./ед. времени; ΔЭ^энерг - стоимость дополнительных энергетических затрат при переходе от экономически оптимального только осушения к экономически оптимальной комплексной мелиорации, руб./ед. времени.

Фиг. 2. Функциональная схема устройства экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель: 1 - измеритель сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала; 2 - регулятор глубины гидромелиоративного осушительного канала; 3 - исполнительный элемент регулирования глубины гидромелиоративного осушительного канала; 4 - формирователь сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала; 5 - блок периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала; 6 - формирователь сигнала зависимостей стоимостей энергетических затрат при осушении и при комплексной мелиорации; 7 - вычислительный блок; 8 - блок управления; 9 - задатчик сигнала номера заданного участка для осушения или для комплексной мелиорации (задатчик географического расположения участка в климатической и почвенной зоне территории страны); 10 - задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей экологических потерь от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации; 11 - задатчик коэффициентов математических моделей зависимостей стоимостей потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации; 12 - задатчик прогнозируемого значения среднегодовой температуры на заданном участке; 13 - задатчик прогнозируемого значения среднегодовой инсоляции на заданном участке (среднегодовой плотности мощности солнечного излучения на поверхности Земли на заданном участке); 14 - формирователь сигналов зависимостей стоимостей экологических потерь, зависимостей стоимости потерь урожая от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала при осушении и при комплексной мелиорации; 15 - задатчик сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию двух видов оборудования для осушения и для комплексной мелиорации; 16 - двухвходовый управляемый ключ; 17 - задатчик сигнала выбора направления работ по осушению или по комплексной мелиорации.