Гис-технологии для определения объемов неиспользуемых земель на оросительных системах левобережья Волгоградского водохранилища

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГИС-ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМОВ НЕИСПОЛЬЗУЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ НА ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ЛЕВОБЕРЕЖЬЯ ВОЛГОГРАДСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

В.С. Бочарников, О.А. Корчагина, А.В. Соловьев, С.С. Марченко, О.А. Матвеева, В.И. Кузнецов, А. А. Бондаренко

В работе представлены результаты определения объемов неиспользуемых земель в зоне возможного орошения оросительных систем на примере Заволжской и Кисловской государственных оросительных систем Заволжья Волгоградской области. Актуальность. Неиспользуемые земли, вследствие развития деградационных процессов и вредной для окружающих земель флоры и фауны на них, оказывают крайне негативное влияние на состояние агроландшафтов, поэтому работы, направленные на их выявление с целью дальнейшего вовлечения в сельскохозяйственный оборот, являются актуальными. Объект. Объектом исследования являются государственные оросительные системы Волгоградского Заволжья. Цель работы состоит в определении объемов неиспользуемых земель в зоне возможного орошения оросительных систем Волгоградского Заволжья на примере Кисловской и Заволжской государственных оросительных систем. Материалы и методы. В качестве основного для выполнения работы принят метод геоинформационного исследования, подразумевающий использование функционала геоинформационных систем для изучения пространственно-распределенных данных. Результаты и выводы. На основании данных о проектной площади орошения и актуальных данных объемов орошаемых земель были вычислены параметры для построения буферных зон вокруг магистральных каналов оросительных систем, принятые за возможную зону орошения. На основании данных ЕГРН определены контуры и местоположение земельных участков, каждый из которых по критериям, изложенным в соответствующем Постановлении Правительства, был отнесен к используемым или неиспользуемым. В результате получены слои карты, по которым средствами ГИС вычислены площади неиспользуемых земель. Объем неиспользуемых земель для объектов исследования составляет 19%.

Ключевые слова: неиспользуемые земли, оросительные системы, геоинформационные методы, ГИС-технологии.

Technologies of geographic information systems for
determining the volume of unused lands on the irrigation
systems of the left bank of the Volgograd reservoir

Abstract

Introduction. Unused lands, due to the development of degradation processes and flora and fauna harmful to the surrounding lands, have an extremely negative impact on the state of agricultural landscapes, therefore, work aimed at identifying them in order to further involve them in agricultural circulation is relevant. Object. The object of the study is the state irrigation systems of the Volgograd Trans-Volga region. The purpose of the work is to determine the volume of unused land in the zone of possible irrigation of the irrigation systems of the Volgograd Trans-Volga region on the example of the Kislovskaya and Zavolzhskaya State Irrigation Systems. Materials and methods. The method of Geographic Information Research, which implies the use of the functionality of Geographic Information Systems for the study of spatially distributed data, was adopted as the main method for performing the work. Results and conclusions. Based on the data on the projected area of irrigation and actual data on the volume of irrigated land, the parameters for constructing buffer zones around the main canals of irrigation systems, taken as a possible irrigation zone, were calculated. Based on data from the Unified State Register of Real Estate, the contours and location of land plots were determined, each of which, according to the criteria set out in the relevant Government Decree, was classified as used or unused. As a result, map layers were obtained, according to which the areas of unused lands were calculated using Geographic Information System tools. The volume of unused land for research objects is 19%.

Key words: unused lands, irrigation system, Geographic Information Method, Geographic Information System.

Введение

Орошение сельскохозяйственных угодий в условиях климата Волгоградской области - общепризнанный фактор устойчивости земледелия, наращивания объемов сельскохозяйственного производства. Увеличение получаемой сельскохозяйственной продукции и нейтрализация негативного влияния засух, особенно на юге Российской Федерации, можно достичь только на основе оросительных мелиораций, для осуществления которых во времена Советского Союза были созданы государственные оросительные системы [5, 15].

На территории Волгоградской области находятся семнадцать государственных оросительных и оросительно-обводнительных систем, причем в Левобережной зоне восемь из них. Наличие орошаемых земель в Заволжье под государственными системами составляет чуть более 34 тыс. га.

Огромной проблемой всей страны в целом, и в частности в зоне возможного орошения оросительных систем Волгоградского Заволжья, являются «брошенные земли» [10].

Острота проблемы «брошенных земель» заключается в том, что на неиспользуемых землях происходит деградация, земли эродируют, в них развиваются негативные процессы переувлажнения, происходит залесение, закустаренность, образование кочек. Контуры земель размываются, их форма нарушается, увеличивается засоренность сор- няковой растительностью, происходит развитие негативной фауны.

Земельный участок считается неиспользуемым (брошенным), если он не используется в течение трех и более лет подряд со дня возникновения права собственности [8]. При этом Правительством РФ четко обозначены признаки, согласно которым участок признается неиспользуемым [7].

Естественно, наличие достоверной и полной информации о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения позволяет принять рациональные управленческие решения в сфере АПК, нацеленные на развитие сельского хозяйства и обеспечивающие эффективное использование земель сельскохозяйственного назначения. Но вместе с тем подобного рода данные, хранящиеся в государственных информационных системах, в силу ряда причин [4], далеко не полные.

Целью работы является определение объемов неиспользуемых земель в зоне возможного орошения оросительных систем Волгоградского Заволжья на примере Кисловской и Заволжской государственных оросительных систем.

Вовлечение бесхозяйственных и неиспользуемых мелиорируемых земель сельскохозяйственного назначения в хозяйственный оборот позволит увеличить площадь орошаемых земель и приведёт к повышению эффективности работы государственных оросительных систем Волгоградского Заволжья [12, 14].

Таким образом, научно-исследовательские работы, связанные с определением объемов неиспользуемых и бесхозяйственных земель, представляют практический интерес и актуальность их несомненна [16].

Материалы и методы

В исследовании применялись общенаучные методы познания, такие как анализ и синтез различных уровней с применением апробированных методов.

Согласно примечанию 1 Постановления Правительства РФ [7], основанием для отнесения земельных участков к неиспользуемым являются данные о площадях и местонахождении, содержащиеся в сведениях Единого государственного реестра недвижимости.

Сведения о площадях и местоположении участков являются, прежде всего, пространственно-распределенной информацией, поэтому для выполнения исследования выбран геоинформационный метод исследования, подразумевающий использование инструментария географических информационных систем (ГИС), находящихся на стыке различных сфер науки [2, 11].

В качестве основного инструмента, из-за его широкого функционала и бесплатной модели распространения и использования, был выбран QGIS.

Для выполнения работы был поставлен ряд взаимосвязанных задач:

1. Определение зоны влияния оросительных систем на основе пространственного расположения магистральных каналов и данных о проектной площади орошения с учетом современных технологий орошения.

2. Получение данных Публичной кадастровой карты, которая является инструментом для взаимодействия с Единым государственным реестром недвижимости.

3. Формирование средствами ГИС карты из слоев по государственным оросительным системам Заволжья с данными о местоположении и контурах земельных участков в соответствии с данными ЕГРН.

4. Выделение участков в соответствии с признаками неиспользуемых земель.

5. Определение объемов неиспользуемых земель средствами ГИС.

Определение зоны влияния оросительных систем производилось на основании координатных данных о магистральных каналах оросительных систем и данных о проектной мощности, коэффициентов использования земель и структуры использования земельного фонда. С учетом этих данных определялись параметры для построения буферной зоны вокруг магистральных каналов, которая и дает представление о протяженности зоны возможного орошения оросительной системы.

Данные Публичной кадастровой карты загружены в QGIS с использованием WMS-подключения из инструментария QGIS. При этом следует отметить, что данные о земельных участках доступны не во всех масштабах и отображаются только при значительном увеличении масштаба. Кроме того, из-за специфики протоколов обмена данными с сервером Росреестра, в QGIS затруднено получение атрибутивной информации об объектах карты, но самая важная информация о кадастровых номерах отображается корректно. Для реализации целей исследования нужные участки были оцифрованы средствами самой ГИС.

Основой для выделения неиспользуемых земельных участков являлись открытые сведения ДЗЗ, данные, предоставленные ФГБУ «Управление «Волгоградмелиоводхоз», администрациями районов Волгоградского Заволжья, кадастровыми инженерами.

Подсчет объемов неиспользуемых и бесхозяйственных земель производился по слоям созданной карты средствами QGIS, c использованием функций автоматического определения и суммирования площадей и заполнением атрибутивных таблиц полученными данными.

Результаты и обсуждение

Для определения протяженности зоны возможного орошения государственной оросительной системы воспользуемся сведениями о ее мощности, указанной в проектной документации. Так, например, для Кисловской и Заволжской государственных оросительных систем эта величина составляет суммарно 37,5 тыс. га. Необходимо отметить, что данная площадь подразумевает использование, в качестве основной технологии орошения дождевания. Между тем в последние годы у сельхозтоваропроизводителей происходит явное смещение акцентов к использованию более экономичных и менее ресурсоемких технологий регулирования водного режима, таких как капельное орошение [7].

Известно, что при дождевании большое количество воды теряется на испарение, также потери обусловлены образованием поверхностного стока. По данным разных источников, в плане использования поливной воды капельное орошение на 20-40 % эффективнее дождевания [4, 14].

Таким образом, условно можно предположить, что при подавляющем использовании современных ресурсосберегающих технологий орошения мощность оросительной системы, которая проектировалась с учетом дождевания как основной технологии регулирования водного режима, может быть увеличена на 20-30 % и составит, в случае Кисловской и Заволжской оросительных систем, примерно 45-48,8 тыс. га. Зная длину магистральных каналов системы, которая составляет чуть более 200 км, можно вычислить размер буферной зоны, которая составит более 2 км.

Известно, что в настоящее время регулярное орошение применяется примерно на 25-30 % площадей оросительных систем [12, 16]. Используя эти данные, можно рассмотреть такой сценарий, при котором на каком-либо участке оросительной системы будут задействованы гораздо большие площади по сравнению со случаем штатной работы оросительной системы. То есть, если в начале магистрального канала существует мощное хозяйство, то большая часть подаваемого объема оросительной воды может быть использована им, при условии, что последующие земли не орошаются. Из этих соображений размер буферной зоны, отражающий возможную площадь орошения, следует увеличить в 2-2,5 раза. В нашем исследовании размер буферной зоны вокруг магистральных каналов оросительной системы принят равным 4,5 км (рис. 1).

Рисунок 1 - Зоны возможного орошения Заволжской и Кисловской государственных оросительных систем по сценариям использования

Следующим этапом исследования было получение данных контуров и площадей участков земли по сведениям ЕГРН, которые получены по данным Публичной кадастровой карты [адрес ПКК] средствами оцифровки растров QGIS (рис. 2). В качестве хранилища данных использован слой, организованный как shape-файл с названием, состоящим из наименования государственной оросительной системы и фразы, указывающей на содержимое слоя, например: «Кисловская ООС - участки земли».

В соответствии с задачами исследования, используя доступные источники данных, в дальнейшем в отдельный слой были выделены участки земли, обладающие признаками, присущими неиспользуемым землям. Такие признаки, например, можно определять по космическим снимкам (рис. 3) [3, 13]. Следует отметить, что оптимально - использование космических снимков 1-2 летней давности, дату снимков можно определить, используя интернет-сервисы и ресурсы [1, 6, 9]. Так, даты снимков, предоставляемые сервисом «Яндекс.Карты», можно определить в редакторе карт «Народная карта», включив соответствующую опцию панели инструментов.

Рисунок 2 - Сведения о контурах и площадях земельных участков по данным ЕГРН в окрестностях п. Кислово

Большая часть данных космических снимков относится к 2020-2021 году, самые удаленные от населенных пунктов территории снимались в 2015-2018 гг. Устаревшие данные дополнялись сведениями, предоставленными ФГБУ «Управление «Волго-градмелиоводхоз». Результирующая карта со сведениями о наличии неиспользуемых земель представлена на рис. 3, а данные по объемам в таблице 1.

Рисунок 3 - Сведения о наличии неиспользуемых земель в зоне возможного орошения Кисловской и Заволжской оросительных систем

Картографическое представление данных о неиспользуемых землях на исследуемых оросительных системах наглядно показывает, что минимальное количество таких земельных участков находится на начальных сегментах магистральных каналов, и для Кисловской государственной оросительной системы увеличивается к конечным сегментам, что, в частности, может говорить об износе мелиоративной инфраструктуры, что не позволяет эффективно транспортировать необходимые объемы оросительной воды.

Таблица 1 - Сведения о наличии неиспользуемых земель на Кисловской и Заволжской оросительных системах

орошение земля буферный зона

Выводы

Проведенные исследования дают представление об объемах неиспользуемых земель в зоне возможного орошения оросительных систем Волгоградского Заволжья, при этом выявлено, что таких земель на территории Кисловской и Заволжской государственных оросительных систем около 19 %. Расположение неиспользуемых участков дает возможность предположить, что их наличие связано с ухудшением материально-технического состояния водоводов. Данная информация может быть использована органами власти и руководством оросительных систем в качестве основы для принятия обоснованных управленческих решений в области развития орошаемого земледелия Волгоградской области.

Библиографический список

1. Акифьев И.В., Волкова Ю.С. ГИС-технологии на современном этапе развития землеустройства // Образование и наука в современном мире. Инновации. 2022. № 2 (39). С. 126-130.

2. Алферина А.В., Тесленок С.А. ГИС-технологии в управлении земельными ресурсами (на примере ООО "Агросоюз - Красное Сельцо") // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. Серия: Науки о Земле. 2019. № 3 (15). С. 71-82.

3. Аспекты использования технологии ГИС в пчеловодстве Крыма / А.В. Ивашов, Т.О. Быкова, В.Н. Саттаров, А.Г. Маннапов // Пчеловодство. 2019. № 1. С. 10-12.

4. Воробьев А.В. Проблемы изъятия и учета неиспользуемой пашни, в составе земель сельскохозяйственного назначения Волгоградской области // Тенденции развития науки и образования. 2017. № 29-2. С. 44-47.

5. Исследования гидравлических характеристик дождевальной машины кругового действия / В.С. Бочарников, О.В. Козинская, М.А. Денисова, О.В. Бочарникова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2020 № 2 (58). С. 319-327.

6. Карабаева Т.М., Гофиров А.Ж. Обследование и картографирование земельных ресурсов с использованием ГИС технологии // Международный научный сельскохозяйственный журнал. 2019. № 1. С. 47-49.

7. О признаках неиспользования земельных участков из земель сельскохозяйственного назначения по целевому назначению или использования с нарушением законодательства Российской Федерации: постановление Правительства РФ от 18 сентября 2020 г. N 1482. СПС КонсультантПлюс.

8. Об обороте земель сельскохозяйственного назначения: Федеральный закон от 24 июля 2002 г. N 101-ФЗ. СПС КонсультантПлюс.

9. Петров Я.А. О технологии управления георисками в природно-технических системах для ГИС поддержки принятия решений // Естественные и технические науки. 2018. № 10 (124). С. 125-129.

10. Проблема неиспользуемых земель в Российской Федерации и пути ее решения / В.Н. Семочкин, П.И. Шаров, М.Р. Шадманов, К.А. Зименкова // Московский экономический журнал. 2020. № 3. С. 7.

11. Роль технологии географических информационных систем (ГИС-технологии) в современном мире / Г.Е. Кокиева, Ю.Ж. Дондоков, Т.А. Никонова, Т.Д. Румянцева, Г.В. Вилтракис // Наука и образование: новое время. 2019. № 1 (30). С. 42-46.

12. Соловьев А.В. Состояние и перспективы развития мелиорации в Волгоградской области // Орошаемое земледелие. 2018. № 1. С. 7-8.

13. Хабаров Д.А., Кривичев А.И. Разработка методики выявления неиспользуемых пахотных земель по материалам многозональных космических съемок // Астраханский вестник экологического образования. 2022. № 1 (67). С. 15-20.

14. Effect of the structure of artificial rain on the soil / V.S. Bocharnikov, J.V. Kozinskaya, M.A. Denisova, O.V. Bocharnikova, T.V. Repenko, E.V. Pustovalov // AgroINNOVATION: Innovative Solutions in the Agro-Industrial Complex, AgroINNOVATION 2021: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Ser. 2022. P. 012008.

15. Optimum control model of soil water regime under irrigation / A.S. Ovchinnikov, V.V. Borodychev, M.N. Lytov, V.S. Bocharnikov, S.D. Fomin, J.V. Bocharnikova, E.S. Vorontsova // Bulgarian journal of agricultural Science. 2018. № 24 (5). Р. 909-913.

16. ТєЛш^у for preparation of contaminated water from poultry farms for irrigation / V.S. Bocharnikov, O.V. Kozinskaya, M.A. Denisova, O.V. Bocharnikova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. 012034.

Размещено на Allbest.ru