AGRIS - 

2023

Nazarov, I.V. | Potseluev, A.A. | Tolstoukhova, T.N. | Stryapan, G.G.

Determining the daily water consumption at a livestock farm and plotting graphs of daily water expenditure is a complex, time-consuming task that requires for long-term observations. To save time, it is proposed to use statistical modeling based on random variables considering the following parameters: physiological state of animals, performance, feeding time, water consumption temperature, meteorological conditions. The process of water uptake by animals and their interaction with the automatic drinking systems should be attributed to serving systems. The animals in the cowshed are considered as the main water consumers and the generators of service requests. Water uptake by animals characterizes a certain sequence of requests for service, formed randomly and makes up an incoming stream of demands. The model process targets the animal water uptake by the service distribution of fresh requests, as well as by the number of simultaneously serviceable animals and the number of service places, while serviced request form an outgoing flow. The flow of service requests was considered as stationary and ordinary. The service quality was assessed by the following indicators: the distribution of the number of simultaneously drinking animals and the distribution of the duration of water uptake by animals. It was taken during modeling that an animal has a need for water, it partially or completely satisfies its thirst. The following requirements were considered: the animal cannot start consuming water from the automatic drinker before the time point relative to which all subsequent events are counted; an animal that has fully used the modeled water uptake time is considered serviced and leaves the automatic drinking system. As a result of modeling the water uptake process, the intensity and duration of water uptake by animals were established, as well as the number of simultaneously serviced animals. | Определение суточного расхода воды на животноводческой ферме и построение графиков суточного водопотребления сложно, трудоёмко, требует длительных наблюдений. Для сокращения затрат времени предложено применить статистическое моделирование с использованием случайных величин, учитывающих такие параметры, как физиологическое состояние животных, продуктивность, продолжительность кормления, температура потребляемой воды, метеорологические условия. Процесс потребления воды животными и их взаимодействие с автопоилками системы автопоения следует отнести к системам массового обслуживания. Находящиеся в коровнике животные рассматриваются как основные потребители воды и источники заявок на обслуживание. Потребление воды животными характеризует собой определённую последовательность заявок на обслуживание, формируемую случайным образом, и образует входящий поток требований. В процессе моделирования потребление воды животными задается распределением времени обслуживания поступивших заявок, а также числом одновременно обслуживаемых животных и количеством мест обслуживания, а обслуженные заявки образуют выходящий поток. Поток заявок на обслуживание считали стационарным и ординарным. Качество обслуживания оценивали по следующим показателям: распределение количества одновременно пьющих животных и распределение длительности потребления воды животными. При моделировании принимали, что животное испытывает потребность в воде, частично или полностью утоляет жажду. Учитывали следующие требования: животное не может начать потребление воды из автопоилки раньше момента времени, относительно которого отсчитываются все последующие события; животное, полностью использовавшее моделируемое время водопотребления, считается обслуженным и покидает систему автопоения. В результате моделирования процесса водопотребления были установлены интенсивность и продолжительность потребления воды животными, а также количество одновременно обслуживаемых животных.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Lytov, M.N.

The research purpose is to develop the concept of irrigation management systems using integrated artificial intelligence technologies (IAIT). The working hypothesis is the assumption of the priority of the cluster application of IAIT in solving urgent problems of irrigation management. The basis of the information-computing unit of the irrigation control system should be deterministic algorithms using practically proven solutions. Within the framework of the proposed concept, a neural network can be used as the basis for solving a problem, or it can only be used to adapt the parameters of the models used. The meeting points of traditional, analytical irrigation management systems and IAIT are determined by the need to adapt parameters, fine-tune the coefficients of the methodological tools used. The scope of IAIT application in irrigation management improving is quite wide. IAIT can be used to solve the issues of irrigation planning and operational management, image recognition in satellite monitoring of soil moisture, interpolation these data by area, forecasting the soil moisture profile. An algorithm has been developed, that use IAIT to improve the reliability of forecasting the total water consumption of irrigated crops in the regional and landscape aspects. The proposed algorithm allows the system to self-learn and refine the regional values of bioclimatic coefficients, with respect to cumulative influence of local factors. Conclusions are the following: the developed concept and proposed scientific approaches allow effectively solving the problem of adapting the parameters of methodological irrigation management tools at the level of an irrigated field, and even considering intra-field variability. | Цель исследования - разработка концепта систем управления орошением с интегрированными технологиями искусственного интеллекта (ТИИ). Рабочая гипотеза - предположение о приоритете кластерного применения ТИИ в решении актуальных задач управления орошением. Основу информационно-вычислительного блока системы управления орошением должны составлять детерминированные алгоритмы с использованием проверенных практикой решений. В рамках предлагаемого концепта нейронная сеть может быть положена в основу решения задачи, а может использоваться лишь для адаптации параметров используемых моделей. Точки соприкосновения традиционных, аналитических систем управления орошением и ТИИ определяются необходимостью адаптации параметров, точной настройки коэффициентов используемого методологического инструментария. Сфера применения ТИИ в решении задач управления орошением довольно широка: это решение задач планирования и оперативного управления орошением, распознавания образов при спутниковом контроле влажности почвы, интерполяции данных о влажности почвы по площади, прогнозирования профиля увлажнения почвы. Разработан алгоритм, использующий ТИИ для повышения надежности прогноза суммарного водопотребления орошаемых культур в региональном и ландшафтном аспекте. Предложенный алгоритм позволяет системе самообучаться и уточнять региональные значения биоклиматических коэффициентов с учетом совокупного влияния местных факторов. Выводы: разработанный концепт и предложенные научные подходы, позволяют эффективно решать задачу адаптации параметров методологического инструментария управления орошением на уровне орошаемого поля, и даже с учетом внутриполевой вариабельности.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Senchukov, G.A. | Voevodinа, L.A.

The work purpose is to analyze indicators of water resources (WR) use for uptake and losses in the federal institutions of the reclamation industry. Materials for indicator analysis of WR use were provided by 48 federal state budgetary institutions (FSBIs), that are Departments of Land Reclamation and Agricultural Water Supply, according to specially developed table. The data were analyzed in the context of federal districts (FD) and some FSBIs. It has been determined that, in general, in the Russian Federation in 2021, the volume of water uptake into water management systems (WMS) according to the FSBI amounted to 17.6 km3, the volume of losses was 4.4 km3 (25% of the volume of WR taken). The main uptake and losses of WR (99%) took place in three FD: North Caucasus, Southern and Volga FD. The North Caucasian FD is the leader in water uptake, its share in the total volume of water uptake is 62.5%, or about 11 km3. Among the FSBIs in terms of WR uptake, the leading position is occupied by 5 ones: Kubanmeliovodkhoz, Minmeliovodkhoz of the Republic of Dagestan, UEBSK, Stavropolmeliovodkhoz, Rostovmeliovodkhoz. In total, in 2021, they carried out the uptake of 12.3 km3 (70% of the total volume of WR taken). The largest volume of losses was noted in the North Caucasian FD – 2.5 km3. In the context of the FSBI, the largest losses occurred at the Minmeliovodkhoz of the Republic of Dagestan and Kubanmeliovodkhoz, which amounted to 0.95 and 0.89 km3 in 2021, or 42% of the total volume of losses. Compared to 2020, there was an increase in losses by 12 and 41%, respectively. For the FSBIs, the largest share of losses of the volume of water uptake was noted in Astrakhanmeliovodkhoz and amounted to 35%. To increase the efficiency of WR use, it is necessary to focus on the analysis of WMS operation in the North Caucasus and Southern FD, in particular, by the largest water users: FSBIs "Minmeliovodkhoz of the Republic of Dagestan" and "Kubanmeliovodkhoz", primarily with the aim of reducing losses when supplying WR to consumers. | Цель работы: анализ показателей использования водных ресурсов (ВР) по забору и потерям в федеральных учреждениях мелиоративной отрасли. Материалы для анализа показателей использования ВР были предоставлены согласно специально разработанной таблице 48 федеральными государственными бюджетными учреждениями (ФГБУ) -Управлениями мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения. Данные были проанализированы в разрезе федеральных округов (ФО) и отдельных ФГБУ. Установлено, что в целом по РФ в 2021 г. объем забора ВР в водохозяйственные системы (ВХС) по ФГБУ составил 17,6 куб. км, объем потерь – 4,4 куб. км (25% от объема забранных ВР). Основной забор и потери ВР (99%) имели место в трех ФО: Северо-Кавказском, Южном и Приволжском. Северо-Кавказский ФО является лидером по забору ВР, его доля в общем объеме забранных ВР составляет 62,5%, или около 11 куб. км. Среди ФГБУ по объемам забора ВР лидирующее положение занимают пять: Кубаньмелиоводхоз, Управление "Минмелиоводхоз Республики Дагестан", УЭБСК, Ставропольмелиоводхоз, Ростовмелиоводхоз. Суммарно в 2021 г. они осуществили забор 12,3 куб. км (70% от всего объема забранных ВР). Наибольший объем потерь отмечался в Северо-Кавказском ФО – 2,5 куб. км. В разрезе ФГБУ наибольшие потери приходятся на Минмелиоводхоз Республики Дагестан и Кубаньмелиоводхоз, составившие в 2021 г. 0,95 и 0,89 куб. км, или 42% от общего объема потерь. По сравнению с 2020 г. произошло увеличение потерь на 12 и 41% соответственно. По ФГБУ наибольшая доля потерь от объема забора ВР (35%) отмечалась в Астраханмелиоводхозе. Для повышения эффективности использования ВР необходимо основное внимание сосредоточить на анализе эксплуатации ВХС в Северо-Кавказском и Южном ФО, в частности, наиболее крупными водопользователями: ФГБУ "Минмелиоводхоз Республики Дагестан" и "Кубаньмелиоводхоз", в первую очередь с целью снижения потерь при подаче ВР потребителям.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Борисова, Д.Д.

В данной работе рассмотрена структура водопользования Российской Федерации с учетом неоднородности испецифики производственных структур каждого отдельного региона. Особое внимание в части водопотребленияуделено изучению использования свежей воды как в целом по стране, так и по отдельным регионам-потребителямнаибольших объемов водных ресурсов. Прослежена взаимосвязь водопотребления и водоотведения в России суспешностью и полнотой в достижении цели устойчивого развития № 6 «Обеспечение наличия и рациональногоиспользования водных ресурсов и санитарии для всех».

Show more [+]

Less [-]

Cifra Ltd - Russian Federation

2022

Meshkov, V.V. | Makarychev, S.V.

The river basin of the Aley River has long been used for agricultural purposes and is very rich in high-value industrial and agricultural facilities. The highest flood line (HFL) in the reservoir is not observed every year. Part of the spring water resources goes to flood the floodplain below the dam, and part remains in the reservoir. Water reserves are consumed according to the dispatch schedule compiled on the basis of consumer requests. The release regime is designed for uninterrupted water supply of industrial enterprises, municipal needs of the City of Rubtsovsk (the Altay Krai) and lower settlements as well as for increased water consumption in the summer for hydromelioration, watering the floodplain and creating optimal conditions for freezing up. The main purpose of water resources regulation is to create opportunities for irrigation of floodplain lands used in agricultural production without flooding of rural settlements. The successful solution of such a problem should be combined with the time of flood beginning and releases with maximum lateral inflow. At the same time, ice jams often occur in the riverbed, and the floodplain is filled with water. During releases from the Gilevsky Reservoir in the Rubtsovsk District, inundation irrigation lands and a floodplain with an area of 4,500 ha are flooded. The introduction of water-saving technologies for flooding floodplain lands will prevent useless water losses. The profitability of forage production on soils of inundation irrigation is possible only with the rational use of natural resources. Thus, sustainable and uninterrupted water supply to rural and urban settlements in the middle and lower reaches of the Aley River is possible only with the redistribution of runoff. | Речной бассейн р. Алей издавна используется в целях с.-х. производства и весьма насыщен высокотоварными промышленными и аграрными объектами. Наибольший паводковый уровень (НПУ) в водохранилище наблюдается не каждый год. Часть весенних водных ресурсов идет на затопление поймы ниже плотины, а часть остается в водохранилище. Водные запасы расходуются согласно диспетчерскому графику, составленному исходя из заявок потребителей. Режим попусков рассчитан на бесперебойное водоснабжение промышленных предприятий, коммунальных нужд г. Рубцовска (Алтайский край) и нижележащих поселений, а также на повышенное водопотребление в летнее время года на гидромелиорацию, обводнение поймы и создание оптимальных условий для ледостава. Основное назначение регулирования водных ресурсов заключается в создании возможностей орошения пойменных земель, используемых в с.-х. производстве при отсутствии подтопления сельских поселений. Успешное решение такой задачи необходимо совмещать со временем начала половодья и попусков с максимальной боковой приточностью. При этом в русле реки зачастую возникают заторы льда, а пойма заполняется водой. За время попусков из Гилевского водохранилища в Рубцовском районе затопляются земли лиманного орошения и пойма площадью, равной 4500 га. Внедрение водосберегающих технологий затопления пойменных земель позволит предотвратить бесполезные потери воды. При этом рентабельность производства кормов на почвах лиманного орошения возможна только при рациональном использовании природных ресурсов. Таким образом, устойчивое и бесперебойное водоснабжение сельских и городских поселений в среднем и нижнем течении р. Алей возможно только при перераспределении стока.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Meshkov, V.V. | Makarychev, S.V.

Охрана и повышение плодородия пойменных земель при условии регулирования весеннего стока р. Алей весьма своевременно. Их продуктивность определяется состоянием обводнённости поймы, почвенного покрова и степенью его засолённости. Наличие водохранилищ и более мелких водоемов позволило увеличить степень водоносности рек тогда, когда имеются потребности в увеличении стока, а также для снижения высоты подъема талых вод, приводящих к наводнениям. При этом расчеты, направленные на регулирование объемов стекающей воды, должны быть направлены на определение необходимых размеров водохранилищ и оптимальный режим их эксплуатации. Целью расчетов регулирования явилась возможность предусмотреть различные аспекты режима работы Гилевского водохранилища, а именно расходы воды, колебания площади зеркала и напора. Методика расчета водохранилища длительного регулирования обусловлена теоретическими обоснованиями, связанными с закономерностями многолетних колебаний стока. Метод имитационного моделирования дал возможность построения алгоритма, который имитирует взаимодействие и поведение компонентов системы с реализацией его на ЭВМ. Сегодня, когда имитационные модели получили весьма надежный теоретический и вычислительный базис, их применение для анализа водохозяйственных систем стало необходимым. В целях определения водности половодья на р. Алей следует применять аналоговый метод путем подбора подобного года за весь период наблюдений по гидрометеорологическим показателям. На основе имеющейся мониторинговой информации создана компьютерная программа для службы эксплуатации гидроузла. | The protection and improvement of the fertility of floodplain lands subject to the regulation of the spring runoff of the Aley River is very appropriate. Floodplain land productivity is determined by the state of water supply of the floodplain and soil cover, and salinity degree. The presence of water reservoirs and smaller water bodies made it possible to increase the degree of river flow when there was a need to increase the flow as well as to reduce the height of melt water leading to floods. The calculations aimed to regulate the volumes of flowing water should be aimed at determining the required dimensions of reservoirs and the optimal mode of their operation. The purpose of the regulation calculations was to provide for various aspects of the Gilevsky reservoir operation mode, namely water discharges, fluctuations in the surface area and water head. The methodology for calculating of long-term regulation of the reservoir was based on theoretical substantiation related to the patterns of long-term runoff fluctuations. The simulation modeling method made it possible to construct an algorithm that simulated the interaction and behavior of the system components with its implementation on a computer. Today, when simulation models have received a very reliable theoretical and computational basis, their use for analyzing water resources utilization systems became necessary. In order to determine the water content of high water on the Aley River, the analog method by selecting a similar year for the entire observation period according to hydrometeorological indices should be used. Based on the available monitoring information, a computer program has been created for the operation service of the hydroelectric facility.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Kolonchin, K.V. | Seregin, S.N., All-Russia Reseach and Development Inst. of Fishery and Oceanography, Moscow

Предмет исследования - технологические тренды глобального развития и скорость их изменений, их влияние на эффективность работы рыбохозяйственного комплекса, конкурентоспособность его продукции на внутреннем и внешнем рынках. В этих условиях необходимо правильно выстраивать приоритеты развития всех секторов рыбохозяйственного комплекса на основе научной методологии для проведения всестороннего анализа его работы и получения результатов, которые могли бы находить свое практическое применение при реализации Стратегии развития рыбохозяйственного комплекса, целевых программ развития промышленности федерального и регионального уровней. Проведение исследовательской работы необходимо для формирования благоприятной институциональной и деловой среды для повышения эффективности работы рыбопромысловых компаний в тех направлениях, где существуют различного рода барьеры и совместно с государством на принципах государственно - частного партнерства решать вопросы экономического роста для достижения целевых установок. Показана роль и место государства в развитии экономики рыбохозяйственного комплекса России с учетом мирового опыта, обоснованы меры государственного регулирования. Методология науки дает возможность правильно расставить ориентиры для достижения целевых установок на основе проведения системного анализа факторов производства и имеющихся ресурсов и получения релевантных выводов, которые можно использовать при разработке государственной политики развития рыбохозяйственного комплекса. Данные анализа дают представление о масштабах решаемых задач и объемах необходимых инвестиций для приведения технико- технологической базы и инфраструктуры к мировому уровню. Полученные результаты исследований могут найти применение в работе Росрыболовства по структурному реформированию отрасли, диверсификации экономики и расширении номенклатуры вырабатываемой продукции. | The research subject is the technological trends of global development and the rate of their changes, their impact on the efficiency of the fishery complex, the competitiveness of its products in the domestic and foreign markets. In these conditions, it is necessary to correctly prioritize the development of all sectors of the fishery sector on the basis of scientific methodology to conduct a comprehensive analysis of its work and obtain results that could find their practical application in the implementation of the Strategy for the development of the fishery sector, target programs for the development of industry at the federal and regional levels. Carrying out the research work is necessary to create a favorable institutional and business environment to improve the efficiency of fishing companies in those areas where there are various kinds of barriers and, together with the state, on the principles of public-private partnership, to solve the issues of economic growth in order to achieve targets. Shown is the role and place of the state in the development of the economy of the fishery industry of Russia, taking into account the world experience, and substantiates measures of state regulation. The methodology of science enables correctly setting the benchmarks for achieving target settings based on a systematic analysis of the factors of production and available resources and obtaining relevant conclusions that can be used in developing a state policy for the development of the fishery complex. The analysis data give an idea of the scale of the tasks to be solved and the amount of investment required to bring the technical and technological base and infrastructure to the world level. The obtained results of the research can find application in the work of the Federal Agency for Fishery on the structural reformation of the industry, diversification of the economy and expansion of the range of products.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Sevryugina, N.S. | Apatenko, A.S., Russian State Agrarian Univ., Moscow

Цель исследований – повышение ресурсного потенциала объектов мелиоративных систем путем разработки механизма цифровизации и экспертной системы управления эффективностью эксплуатации. Предложен алгоритм формирования цифровой идентичности отдельных мелиоративных систем, в котором представлен процесс решения логической задачи оценки остаточного ресурса отдельных объектов мелиоративной системы. Дана характеристика параметров мелиоративных объектов, включаемых в базу данных экспертной системы, ориентированных на создание в облачной среде гибкой платформы с перспективой предсказательного прогнозирования эффективности функционирования. Обоснована целесообразность включения модуля цифровой идентичности в паспорт мелиоративной системы. Рассмотрены факторы, влияющие на эффективную эксплуатацию объектов мелиоративных систем. Выполнено ранжирование нормативной документации по классификационному уровню ответственных лиц. Установлены требования к уровню компетентности исполнителей при сквозном документообороте ведения контроля за состоянием объектов мелиоративных систем на протяжении всего срока эксплуатации. Проведенный анализ конструктивных элементов объектов мелиоративных систем показывает, что система плановых обслуживаний и ремонта по потребности достаточна для поддержания работоспособного состояния мелиоративных систем в целом, но не включает в себя мероприятия, направленные на поддержание современного уровня технологичности морально устаревших объектов. Особое внимание в исследованиях уделено вопросу снижения затрат на эксплуатацию мелиоративных объектов путем не только проведения поэтапной модернизации механических систем, но и включения в конструкцию дополнительных модулей цифровых систем, обеспечивающих контроль за состоянием и управление комплексом в режиме реального времени. Предлагается концепция формирования цифровой идентичности объектов мелиоративных систем как механизма, повышающего контроль за управлением и обеспечением ресурса. | The purpose is increasing the resource potential of objects of reclamation systems by developing a digitalization mechanism and an expert system for managing the efficiency of operation. An algorithm for the formation of the digital identity of individual reclamation systems is proposed, which presents the process of solving the logical problem of assessing the residual resource of individual objects of the reclamation system. The characteristics of the parameters of reclamation objects included in the Database of the expert system, focused on the creation of a flexible platform in the cloud environment with the prospect of predictive forecasting of the functioning efficiency, is given. The expediency of including the digital identity module in the passport of the melioration system has been substantiated. The factors influencing the efficient operation of the objects of reclamation systems are considered. The ranking of normative documents by the classification level of responsible persons has been completed. Requirements have been established for the level of competence of performers in the end-to-end document flow of monitoring the state of objects of reclamation systems throughout the entire period of operation. The fulfilled analysis of the structural elements of the objects of reclamation systems shows that the system of scheduled maintenance and repairs on demand, although it is sufficient to maintain the operable state of reclamation systems as a whole, does not include measures aimed at maintaining the modern level of workability of obsolete facilities. Particular attention in the research is paid to the issue of reducing the cost of operating reclamation facilities by carrying out a phased modernization of not only mechanical systems, but also by including additional modules of digital systems in the design that provide monitoring of the state and control of the complex in real time. The concept of formation of digital identity of objects of reclamation systems is proposed as a mechanism for increasing control over management and resource provision.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

The scientific direction "Environmental Safety" (EB) originates in the second half of the 20th century and continues to develop intensively at the present time. The formation of this scientific direction is conditioned by the inherent need for the evolutionary sustainable development of society. Both domestic scientists (Bolsherotoy A.L. 2010, Ko-zin V.V., Petrovsky V.A. 2005, Mazur I.I. 1999, Rumyantseva E.E. 2005, Khoruzhaya T.A. 2002, Shmal A.G. 2000, etc.) and foreign scientists have made a certain contribution to the formation of this scientific direction. EB is one of the components of national security, which determines the totality of natural, social conditions, types of economic and other activities that ensure the safe life of the population living in the zones of influence of water management facilities associated with the use of water resources in various sectors of economic and other activities. Tab. 2, Fig. 2, Ref. 20.

Show more [+]

Less [-]

Georgian Research Institute for Scientific Technical Information - Georgia

2020

norboy gaypnazarov | kakhramon djumaboev | umida solieva | tulkin yuldashev | shovkat khodjaev | oyture anarbekov | makhliyo murzaeva | bekzod akramov | zafar gafurov | isomiddin akramov

Oyture Anarbekov et al., 'Assessment of the current situation of the Aksu River Basin in Kashkadarya Region: analytical report (in Russian)', pp.58p. (Also in English/Uzbek), European Union and Deutsche Gesellschaft fur Internationale Zusammenarbeit, 2020

Show more [+]

Less [-]

GARDIAN - United States of America