Экосистемное моделирование адаптации сельских территорий, с помощью расчета базисного (эталонного) суммарного испарения
Код профиля ТП 10.04
Дата публикации апрель 2022 г.
Аннотация
Научно-исследовательский институт в Республике Крым (Россия) предлагает программу, предназначеную для расчета базисного (эталонного) суммарного испарения. Программный комплекс содержит вычислительный блок для подсчета эталонной эвапотранспирации комбинированным методом Пенмана-Монтейта (Penman-Monteith) по метеорологическим данным; при минимальном наборе метеопараметров расчет суммарного испарения проводится по уравнению Хардгревса (Hargreaves). Программа включает графический интерфейс пользователя, в котором происходит запуск расчета эталонной эвапотранспирации, и информацию об алгоритмах расчета параметров. Результат расчета выводиться на экран и сохраняется в виде реляционной таблицы данных. Область применения: агрогидрологические и гидрологические расчеты
Описание предложения
Программа для расчета базисного эталонного (суммарного) испарения реализована на макроязыке Visual FoxPro и запускается исполнительным модулем FAO56.exe. Для работы с программой не требуется установка дополнительного программного обеспечения. Программа работает на ПК с операционной системой Windows XP, Vista, 7, 8, 10. Для работы с программой необходимо распаковать архив FAO56.zip, в котором содержится исполнительный модуль, папки: HELP и DATA; файлы необходимых библиотек и пример метеорологических данных для расчета в формате таблицы *.dbf.
Рисунок 1 - Скриншот архива FAO56.zip
Рисунок 2 – Скриншот пользовательского стартовой страницы интерфейса программы
В основе расчета лежит уравнение баланса энергии на уровне подстилающей поверхности. Группой экспертов FAO рекомендовано принять комбинированный метод Пенмана-Монтейта (Penman-Monteith) как стандарт для расчета базисной (эталонной) эвапотранспирации (Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M., 1998, Crop evapotranspiration – guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and drainage paper 56. Food and Agriculture Organization, Rome (http://www.fao.org/docrep/ x0490e/x0490e00.htm).
Метод Пенмана-Монтейта был доработан путем определения «базисной» культуры как гипотетической культуры высотой 0,12 м, сопротивлением поверхности 70 с/м, альбедо 0,23 и испарением с травяной поверхности одной высоты, активно растущей при оптимальном увлажнении.
Основные формулы алгоритма расчета открываются в пользовательском интерфейсе программы во вкладке «Help», в которой представлена Справка по расчету базисного (эталонного) E0.
Рисунок 3– Скриншот ниспадающего меню со справочной информацией по основным
элементам уравнения расчета эталонного испарения
Во вкладке «Уравнение» приведено основное уравнение расчета (см. рис. 4). Во вкладках Температура; Коротковолновая радиация Rs; Атмосферное давление; Упругость водяного пара; Радиация за пределами атмосферы; Длинноволновая радиация приведены расчетные формулы алгоритма. Данные об уравнениях расчета записаны в файл базы данных справки в поле memo (см. рис. 5).
Рисунок 4 – Скриншот «Справка по расчету базисного испарения E0»
Рисунок 5 – Скриншот взаимосвязи процедуры меню и БД файла Thelp.dbf
Перед выполнением «Расчета» необходимо выбрать метеорологическую станцию из справочника в пункте меню «Объекты» - «Метеостанция» (см. рис. 6). Параметры метеостанций представлены во вкладке «Опции».
Рисунок 6 – Скриншот вкладки «Справочник метеостанций»
Расчет базисного (эталонного) испарения вызывается процедурой «Расчет». Перед началом вычислений программа выполняет проверку – выбрана ли метеорологическая станция и заполнены все необходимые для расчета данные.
Результат расчета выводится на экран в виде таблицы (см. рисунок 7).
Рисунок 7 – Скриншот выходных данных «Основные параметры и результат расчета»
Инновационные аспекты и преимущества
В связи с тем, что программа FAO56 написана на объектно-ориентированном языке программирования, программа представлена в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определённого класса и классы образуют иерархию наследования.
Главные преимущества предложенной разработки
Программа может быть использована для расчета эталонного испарения при проведении научно-исследовательских работ, например, для мониторинга, моделирования и прогнозировании динамики состояния сельскохозяйственных культур, при расчете водного баланса водосборных площадей, расходов рек и водотоков и др. или в учебном процессе.
Технологические ключевые слова: сельское хозяйство, дистанционное зондирование Земли, сельские территории, суммарное испарение, мониторинг, водный баланс.
Текущая стадия развития: завершены научные исследования, разработана программа предназначеная для расчета базисного (эталонного) суммарного испарения.
Права интеллектуальной собственности: защищено свидетельством на программу для ЭВМ.
Сферы рыночных применений: сельское хозяйство.
Тип требующегося сотрудничества: хоздоговорные отношения с региональными и местными органами власти в сфере сельского хозяйства, экономики и развития сельских территорий.
Предпочитаемые страны и регионы: регионы стран – членов Евразийского экономического союза с рискованным земледелием, связанным с неустойчивым водоснабжением.
Тип искомого партнера: региональные и местные органы власти.
Информация об организации, представившей заявку:
Тип организации: Научно-исследовательский институт.
Размер организации: до 500 сотрудников
Регион: Южный Федеральный округ, Россия.
Контактные данные:
Запросы и предложения по сотрудничеству направлять по электронной почте: transfer@niishk.ru
Телефон для справок и консультаций: +7 978 781-39-81.