Введение. В современном мире, где технологии стремительно развиваются и проникают во все сферы жизни, цифровизация становится ключевым фактором успеха и конкурентоспособности предприятия, организации, сектора экономики и т.п. структуры. Особую актуальность цифровая трансформация производства приобретает в сфере водопользования мелиоративного водохозяйственного комплекса, так как эффективность использования водных ресурсов является залогом успешности как экономики, так и экологии.Цифровизация системного водораспределения дает возможность комплексного подхода к оптимизации, автоматизации и внедрению искусственного интеллекта в процессы управления водными ресурсами. Это направление объединяет передовые технологии и методы, направленные на повышение эффективности использования воды, снижение потерь и обеспечение устойчивого развития агропроизводства на орошении .Ключевым аспектом цифровизации системного водораспределения является оптимизация управления водопользованием. Она включает в себя анализ данных о водопотреблении, определение величины водозабора, формирование критериев эффективности водопользования, обеспечение своевременной и стабильной водоподачи пользователям, равноправное и справедливое распределение поливной воды между пользователями, назначение рациональных управляющих воздействий, выявление «узких мест» системы водораспределения и разработку мер по их устранению. Оптимизация позволяет снизить затраты на водоподачу и водоотвод, а также повысить качество предоставляемых услуг.К следующему важному этапу цифровизации водораспределения относится автоматизация процессов назначения управляющих воздействий, что позволяет снизить влияние человеческого фактора на процессы принятия решений, повысить точность и оперативность управления водопользованием. Автоматизация предусматривает внедрение систем дистанционного управления, использование датчиков и систем мониторинга, а также разработку алгоритмов управления на основе искусственного интеллекта.Искусственный интеллект (ИИ) представляет собой наиболее перспективное направление цифровизации водораспределения на межхозяйственных оросительных системах. Методы ИИ позволяют анализировать большие объёмы данных, выявлять закономерности и тенденции технологических процессов, а также прогнозировать поведение управляемых систем. Цифровизация системного водораспределения имеет преимущества в части эффективности водораспределения перед традиционными методами управления водопользованием, в составе которого вышеуказанные инновационные подходы, как правило, не практикуются.В работе представлены результаты проектирования, разработки, тестирования и апробации подсистемы «Водораспределение», полученные учеными ФГБНУ «Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации им А.Н. Костякова» в составе исследований по созданию автоматизированной системы управления водопользованием государственных оросительных систем АСУ «Водопользование ОС». Материалы и методы. Материалом исследований служили: - научные публикации и статьи, посвящённые цифровизации систем водопользованния, оптимизации технологических процессов водораспределения, автоматизации и применению искусственного интеллекта в данной области;- отчёты и исследования отечественных и зарубежных организаций, занимавшихся вопросами водоподачи и водоотведения;- нормативно-правовые акты и стандарты, регулирующие сферу водопользования в России и за рубежом;- экспертные заключения и интервью специалистов в области цифровизации систем водораспределения.В качестве методов исследований использованы: анализ литературных и фондовых материалов, а также нормативно – правовых актов по теме исследований; сравнительный анализ действующих подходов к цифровизации систем водораспределения и примеров успешных проектов в данной области; систематизация и обобщение информации.Результаты и обсуждение. Выполненные исследования и анализ методологических и технологических подходов к управлению системным водопользованием, сформированных в основном в 70-80 г. г. прошлого столетия, выявили необходимость их развития и совершенствования в соответствии с требованиями становления конкурентоспособного и устойчивого отечественного агропроизводства. По мнению экспертов сферы мелиорации приоритетными направлениями трансформации управления водопользованием государственных оросительных систем должны стать:- учет изменившихся социально-экономических условий и отношений в агропромышленном секторе, сформировавшихся за последнее время. К ним относятся: изменение структуры собственности, внедрение новых технологий, усиление конкуренции, а также изменения в государственной политике и регулирование рынка;- повышение достоверности и масштабов прогнозируемых параметров, служащих исходной информацией и данными для управления водопользованием: планируемая водообеспеченность оросительной системы, урожайность и структура орошаемых земель, затрат водохозяйственной организации и т. п. факторов;- совершенствование и формирование новых подходов и методов, алгоритмов и процедур управления водораспределением, включая планирование водоподачи в условиях дефицита водных ресурсов. Последнее, практически не регламентируется действующими нормативно – методическими документами;- разработка показателей и мультикритериальной целевой функции оценки эффективности технологических процессов и организации водопользования, интегрирующей монокритерии, обусловленные разнообразными, порой противоречивыми требованиями к оптимальности управления водопользованием различных аспектов его организации и функционирования:  бизнеса, экономики, экологии; социума;- реализация методов искусственного интеллекта для решения задач оптимизации и прогнозирования результатов и параметров управления водопользования, существенно повышающих точность расчетов и достоверность планируемых результатов;- автоматизация процедур назначения управляющих воздействий, выполнения трудоемких вычислений, оформления отчетной документации, отсутствие которых сдерживает использование эффективных, но трудоемких решений, и как следствие снижает производительность управленческой деятельности и качество эксплуатационных мероприятий.Решение этих проблем достигается цифровой трансформацией управления водопользованием государственных оросительных систем, интерес к которой актуализировался в последнее время, в том числе и у специалистов ФНЦ «ВНИИГиМ им. А. Н. Костякова» . Функциональная структура подсистемы «Водораспределение» автоматизированной системы АСУ «Водопользования ОС» (далее по тексту система «Водораспределение»), разработанная во ВНИИГиМ, позволяет:- осуществлять планирование годовой/сезонной) и/или декадной/суточной водоподачи;- оптимизировать распределение ограниченного объёма воды между потребителями, участками и отводами водопроводящей сети, водовыделами;- получать оперативную информацию для эффективного управления процессом распределения воды;- проводить аудит качества водораспределения и формировать детальные отчеты для повышения прозрачности и эффективности управления водными ресурсами.- автоматизировать процесс работы с информацией, данными, документами, процедурами принятия управляющих воздействий;- повысить производительность труда через автоматизацию рутинных задач и вычислений.В условиях достаточной водообеспеченности планирование системного водораспределения выполняется согласно заявкам потребителей. Водораспределение в условиях дефицита воды осуществляется на основе экономико-математического оптимизационного моделирования с использованием методов искусственного интеллекта. Эффективно сбалансированное распределение водных ресурсов достигается последовательным улучшением решения с помощью генетического алгоритма, который имитирует эволюционные процессы. В качестве локальных критериев для многокритериальной функции цели оптимизационной задачи планирования приняты: валовая стоимость продукции растениеводства на орошении, площадь орошаемых земель, доход водохозяйственной организации. Результаты работы модели визуализируются с помощью геоинформационной системы (ГИС), интегрированной в АСУ, что позволяет оценить распределение воды на картографической основе. Предложенный подход обеспечивает комплексное решение проблем системного водораспределения, учитывая потребности и предпочтения всех участников процесса. Это способствует устойчивости агропроизводства на орошаемых землях. Алгоритм автоматизированного планирования водораспределения на межхозяйственной оросительно системе представлен.Рисунок 1. - Алгоритм автоматизированного планирования системного             водораспределения Программный комплекс «Водораспределение» обеспечивает системе функциональность, удобство использования, надежность, взаимодействие с внешними системами и устройствами, масштабируемость, адаптацию к изменениям объема данных и пользователей, быстродействие, соответствие законодательству, гибкость и т.п. свойства, отвечающие  ключевым требованиям к работоспособности и интерфейсу автоматизированных систем.Операции по планированию технологическими процессами водопользования ОС объединены в специализированные блоки, которые реализуют определенные этапы процесса управления. Выделены подготовительный блок, блок планирования годовой и сезонной водоподачи; блоки декадного, оперативного и суточного водораспределения; справочный блок. Каждый из них имеет свои структурные разделы, интерфейс для функционирования и взаимодействия с пользователем и другими блоками системы.Структурные элементы подготовительного этапа включают следующие разделы: определение площадей полива и норм орошения для культур, расчет сезонного потребления воды, анализ водообеспеченности, передача предварительных лимитов водоподачи потребителям. Этап годового /сезонного планирования представлен разделами: сбор, обобщение и анализ заявок на воду, балансовые расчеты водопользования с учетом лимитов водозабора и режима источника орошения, передача данных потребителям.В составе этапа декадного/суточного планирования выделяются разделы: формирования заявок водопотребителей, мониторинг водоподачи и планирование транзитов, выявление дополнительных источников воды, расчет водоподачи по элементам инфраструктуры, информирование потребителей о плане водораспределения.Укрупненная структура базы данных подсистемы «Водораспределение» на уровне объектов метаданных конфигурации 1С-Предприятие приведена в таблице. Таблица . Структура объектов системы Водораспределение в конфигурации 1С-ПредприятиеГруппа объектов / ОбъектТип объектаСправочники«Водовыделы»Описывает структуру сети, связи орошаемых участков потребителей с водовыделами на оросительной системе, позволяет определять лимиты подачи воды по водовыделам и в целом по системе для установленных периодов планирования«Периоды планирования водоподачи»Хранит информацию о периодах планирования водоподачи: год, месяц, декада, день и.т.п.«Потребители»Характеризует природно-хозяйственные условия хозяйств водопотребителей, перечень возделываемых культур; технико-экономические параметры орошения: площадь, структура орошаемых земель, оросительные нормы и пр.«Культуры»Позволяет собирать и хранить сведения об оросительных нормах, урожайности на поливе и на богаре, стоимости и затратах на производство продукции и прочих показателях, связанных с растениеводством. Документы«Заявки потребителей»Обеспечивает сбор, хранение обработку и подготовку к использованию данных заявок на водоподачу от хозяйств – потребителей по периодам планирования системного водораспределения.«Планы подачи воды»Осуществляет консолидацию заявок потребителей в разрезе водовыделов, выполняет  анализ возможности обеспечения всех заявок или необходимости их корректировки с учетом дефицита водообеспеченности системы. Отчеты«Сводные планы водоподачи»Позволяет формировать выходные формы сводных планов водоподачи с возможностью различных отборов и группировок.«Сводные отчеты по фактической водоподаче»Позволяет формировать выходные формы по фактической водоподаче в различных разрезах, с возможностью отчетов и группировок.Сервис«Карта»Позволяет визуализировать на географической карте атрибутивные данные, связанные с потребителями воды, получать доступ к атрибутивным данным. Интерфейс главного меню системы «Водораспределение» представлен разделами  «Справочники», «Документы», «Отчеты». Объекты раздела «Справочники» хранят статическую информацию, «Документы» — данные с датами и периодичностью, «Отчеты» и «Сервисы» — формируют выходные формы для обработки данных средствами 1С - Предприятие. Эффективность и удобство взаимодействия оператора с автоматизированной системой обеспечивается  «дружелюбностью» интерфейса. Интерфейс форм объектов системы «Водораспределение»  иллюстрируются на рисунках 2-4. На рисунке 2 в качестве примера интерфейса раздела «Справочники» представлена форма объекта «Водовыделы». Рисунок 2. – Интерфейс формы объекта - Справочник «Водовыделы»Интерфейс раздела «Документы» демонстрируется на примере объекта «План подачи воды». На рисунке 3 приведена форма для реализации процедуры «Оптимизировать в условиях дефицита», которая применяется в ситуации недостаточной водообеспеченности ОС. Рисунок 3. - Параметры запуска оптимизации многокритериальной целевой функции с использованием методов эволюционно-генетического программирования Формирование выходных документов планирования водораспределения с учетом различных критериев отбора и группировки данных осуществляется в разделе «Отчеты» в табличной, графической и картографической формах, необходимых для подготовки оперативной и/или статистической отчетности. Наличие ГИС-подсистемы позволяет получить различные (гибко настраиваемые на уровне пользователей) визуализации параметров потребителей. На рисунке 4 представлены примеры визуализации параметров хозяйств водопотребителей и доступ к атрибутивным данным с использованием географической карты. В рамках исследований разработаны и зарегистрированы база данных и комплекс программных продуктов, обеспечивающих реализации АСУ «Водораспределение». Апробация и внедрение разработанных решений осуществлено в ФГБУ «Волгоградмелиоводхоз» и его Городищенском филиале. Использование модели  оптимизации распределения поливной воды в 2023-2024 г. обеспечило экономию ресурсов по сравнению с традиционными способами планирования свыше 10%.ЗаключениеРезультаты разработки и апробации технологии планирования водораспределения на межхозяйственных оросительных системах, сочетающей оптимизацию управления с методами искусственного интеллекта и автоматизацией, подтверждают целесообразность применения цифровизации для повышения эффективности использования водных ресурсов и управления водопользованием.Использование имеющихся решений, как и дальнейшее совершенствование технологий управления водопользованием в практике организаций мелиоративного сектора будет способствовать росту конкурентоспособности и успешности отечественного АПК в процессах становления устойчивого агропроизводства, соответствующего мировым стандартам.