Введение к работе
В настоящее время наблюдается усиление деградации сельскохозяйственных земель, поэтому важнейшее место в системе мероприятий по снижению экологической напряженности в сельском хозяйстве отводится орошению и защитному лесоразведению.
Проект Федеральной целевой программы «Развитие мелиорации сельскохозяйственных земель России на период до 2020 года» предполагает два этапа. На первом (2012-2016 гг.) планируется восстановить и реконструировать те оросительные и осушительные системы, которые были созданы еще во времена СССР. На втором этапе (2017-2020 гг.) реконструкция продолжится, но одновременно начнется строительство новых гидротехнических сооружений и мелиоративных систем за счет внедрения инноваций и современной техники.
В связи с этим назрела необходимость проведения ремонта и реконструкции оросительных систем, поддержания в работоспособном состоянии всех элементов оросительной системы, включая каналы, защитные лесные полосы и другие сооружения, что является актуальной задачей. Важнейшее мероприятие при этом - очистка каналов от древесно-кустарниковой растительности. Данная растительность, распространенная на бермах и откосах каналов, повреждает облицовку, затрудняет доступ каналоочистительных машин.
Орошение устраняет лишь почвенную засуху и не полностью защищает сельскохозяйственные культуры от атмосферной засухи. При суховеях даже с достаточной влажностью почвы недобор урожая достигает 18-30 %. Поэтому основными эксплуатационными сооружениями по протяженности и важности являются лесные полосы вдоль оросительных и сбросных каналов и на других участках орошаемых земель. Они сокращают испарение воды из оросительной сети, уменьшают испарение влаги с полей, понижают уровень грунтовых вод, ослабляют процессы вторичного засоления почвы, защищают от суховеев и сильных ветров сельскохозяйственные культуры и повышают их урожайность. Наряду с
этим назрела необходимость проведения рубок ухода и реконструкции ныне действующих лесных полос. Многие защитные лесные полосы заросли кустарником, мелколесьем и нежелательной малопродуктивной древесной растительностью, не выполняющими своих защитных функций в насаждениях. Поэтому необходимо проведение комплекса лесоэксплуатационных работ в защитных лесных полосах, в первую очередь рубок ухода.
Необходимо отметить, что в настоящее время практически отсутствуют комплексные технологии и эффективные технические средства для выполнения работ по проведению рубок ухода и удалению нежелательной древесной растительности на оросительных системах.
Таким образом, актуальной проблемой на мелиоративных системах являются разработка и внедрение новых комплексных технологий и эффективных технических средств для удаления древесной растительности с берм и откосов канала, а также проведение рубок ухода в защитных лесополосах.
Решение данной проблемы позволит качественно и своевременно проводить вышеперечисленные работы на оросительных системах и повысить их эффективность, что обеспечит сохранение влаги и повышение урожайности сельскохозяйственных культур на полях.
Цель исследования - повышение производительности удаления древесно-кустарниковои растительности на оросительных системах за счет применения универсального кустореза.
Объект исследования - технологический процесс удаления древесной растительности на оросительных системах с помощью кустореза.
Предмет исследования - закономерности технологического процесса работы универсального кустореза.
Методика исследования предусматривала проведение теоретических исследований и подтверждение результатов экспериментальными исследованиями, которые были проведены на опытном образце кустореза с манипулятором. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений и методов классической механики и матема-
тики. Обработку результатов измерений производили методом математической статистики с применением ЭВМ, прикладных программ MathCAD 13, Statistica, Excel.
Научная новизна. Усовершенствована технология удаления нежелательной древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах, позволяющая снизить затраты труда и себестоимость работ. Теоретически и экспериментально обоснована конструктивно-технологическая схема усовершенствованного кустореза с клещевым захватом, способствующая улучшению технико-экономических и эксплуатационных показателей агрегата. Новизна конструкции кустореза подтверждена патентом РФ на полезную модель № 84666.
Научные положения, выносимые на защиту:
усовершенствованная технология удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах;
конструктивные и технологические параметры нового кустореза;
аналитические выражения для определения производительности кустореза.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований. Исследования по теме диссертации выполнены в ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ» в 2007-2011 гг. согласно комплексной теме № 7 СГАУ им. Н.И. Вавилова «Повышение эффективности использования мелиорируемых земель и обеспечение реконструкции оросительно-обводнительных систем», входящей в государственную комплексную программу «Повышение плодородия почв России», Межведомственную координационную программу фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006-2010 гг., задание 111.01 «Разработать технологические и технические мелиоративные комплексы, обеспечивающие наиболее полную реализацию биоклиматического потенциала продуктивности почв сельскохозяйственных земель и их защиту от деградации».
Результаты исследований использованы при создании новых образцов кусторезов, которые были испытаны и внедрены в Энгельсском филиале ФГБУ «Управление «Саратовмелио-
водхоз» для удаления древесно-кустарниковой растительности с берм и откосов оросительных каналов и в полезащитных лесных полосах, а также в ОГУП «Павловский лесхоз» Ульяновской области для проведения рубок ухода за полезащитными лесными полосами.
Апробация. Основные положения диссертации были доложены на научных конференциях ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (2007-2011 гг.); III Международной научно-практической конференции «Эколого-технологические аспекты лесного хозяйства в степи и лесостепи» (Саратов, 2009); на Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза РФ Приволжского федерального округа (Казань, 2009); П Международной научно-практической конференции «Основы рационального природопользования» (Саратов, 2009); Международной научно-практической конференции «Инновации, наука и образование XXI века» (Саратов, 2010); конференции «Инновации в машиностроении» (Саратов, 2010); конференции «Энергетика. Энергоэффективность» (Саратов, 2010); Международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения - 2010»; VI Саратовском салоне изобретений, инноваций и инвестиций (2011). По результатам работы автор (в составе сотрудников кафедры «Организация и управление инженерными работами») награжден двумя бронзовыми медалями и двумя дипломами на Всероссийской агропромышленной выставке «Золотая осень» (Москва, 2009-2010 гг.); серебряной медалью и дипломом второй степени на VI Саратовском салоне изобретений, инноваций и инвестиций (2011).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 3 - в гаданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. Получен патент РФ на полезную модель № 84666. Общий объем публикаций - 3,3 печ. л., из них лично соискателя - 2,2 печ. л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего в себя 135 наименований (из них 3 - на иностранных языках) и приложений. Основной текст изложен на 137 страницах машинописного текста, содержит 62 рисунка и 15 таблиц.
