Введение к работе
Актуальность темы. Большая часть территории Ставропольского края расположена в засушливой зоне. Продуктивность орошаемого гектара в среднем по <раю в 2,5-3,5 раза выше, чем с неорошаемого, что говорит о необходимости широкого трименения орошения.
Резкое снижение инвестиций в мелиорацию привело к тому, что из 420 тыс. га юсевов на орошаемых землях в 1999 году поливалось всего 240 тыс. га. Это )бусловлено тем, что большая часть орошаемых земель края (83%) спроектирована под іождевание. В настоящее время, в связи с износом дождевальных машин, насосного )борудования и водопроводящей сети, в целом по краю в работоспособном состоянии тходится 55% орошаемых площадей. В то же время природные и хозяйственные 'словия позволяют поливать поверхностным способом около половины орошаемых їлощадей края. При повышающихся тарифах на энергоресурсы еще более ощутимо юзрастает роль этого малоэнергоемкого способа орошения.
Снижение напора в водопроводящей сети с 70-110 м при использовании юждевалышх машин до 10-15 м для поверхностного полива позволило формулировать рабочую гипотезу о том, что перевод оросительных систем с юждевания на поверхностный полив значительно увеличит срок службы закрытой >росительной системы, насосных станций, повысит надежность технологического іроцесса полива и увеличит уровень рентабельности производства жльскохозяйственной продукции.
В связи с этим, разработка способов и технических средств перевода фосительных систем с дождевания на поверхностный полив является актуальным для іросительньїх систем Ставропольского края и других регионов.
Цель и задачи исследования. Целью работы явилась разработка и научное ібоснование технологических процессов, обеспечивающих продление срока службы іросительной системы переводом ее с дождевания на поверхностный полив.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
изучить существующие дождевальные оросительные системы и разработать існовньїе типовые решения по поливу по полосам на закрытых оросительных системах [ля ДДА-ЮОМА, ДМ "Волжанка", "Днепр", "Фрегат", "Кубань";
изучить существующие способы подготовки поля к поливу по полосам и ыявить их основные недостатки;
разработать технологический процесс планировки поля с использованием азерного оборудования с целью улучшения качества планировки, уменьшения іроходов планировочных агрегатов и снижения трудоемкости выполнения работ;
определить основные эксплуатационные характеристики водоудерживающих аликов. Выбрать схему и дать теоретическое обоснование основных конструктивных
параметров устройства для нарезки водоудерживающих валиков;
разработать конструкцию, определить агротехнические и эксплуатационно-технологические показатели работы валикообразователя, разработать математическую модель тягового сопротивления агрегата;
- определить энергетические показатели орошения дождеванием и поверхностным поливом;
установить технико-экономическую эффективность нового технологического процесса подготовки поля под полив по полосам.
Объектом исследования являются оросительные системы Ставропольского края, основные причины выхода из строя оросительных систем, основанных на использовании дождевальной техники.
Предметом исследований явились технологические процессы перевода оросительной системы с дождевания на поверхностный полив и технические средства для подготовки поля к поверхностному поливу.
Методы исследования. В основу разрабатываемых способов и технических средств положен подход, в соответствии с которым исследуемые предметы рассматриваются как составные элементы технологии перевода оросительных систем с дождевания на поверхностный полив.
Теоретические исследования технологических процессов перевода оросительных систем с дождевания на поверхностный полив проводились с использованием теории экономико-математического моделирования, теории резания грунтов, теории сыпучих тел. Экспериментальные исследования проводились в полевых условиях с применением методики планирования экспериментов, с использованием лазерной, тензометрической аппаратуры.
Результаты исследований обрабатывались на ПЭВМ методами математической статистики и использовались для получения расчетных уравнений.
Научная новизна. В результате проведенных исследований разработаны основные типовые решения по переводу оросительных систем с дождевания на поверхностный полив. Разработана автоматизированная технология съемки поверхности поля. Получена целевая функция оптимизации уклонов, где критерием оптимизации выступает минимум объема срезки. На основе целевой функции разработана программа составления проекта планировочных работ под две наклонные плоскости. Установлены теоретические зависимости уплотняющего воздействия на почву, позволяющие получить заданную плотность валика. Разработана и испытана конструкция валикообразователя, определены основные агротехнические и эксплуатационно-технологические показатели его работы. Получена математическая модель тягового сопротивления валикообразователя. Новизна разработанной конструкции валикообразователя подтверждена патентом РФ № 2136127 от 10 сентября 1999 г.
Реализация и практическая ценность. Практическим результатом теоретических и экспериментальных исследований явилась разработка и внедрение технологии поверхностного полива на оросительных системах с ДМ "Днепр", "Кубань" и ДДА-1О0МА. Ее применение позволило продлить срок использования орошаемых земель, снизить затраты на полив в 2,2-2,5 раза и повысить надежность технологического процесса полива. Разработана и апробирована технология съемки и планировки поверхности поля с использованием лазерного оборудования, внедрение которой позволит сократить сроки и затраты на проведение съемки и планировки поверхности поля, кроме того сократить количество проходов планировочных машин, что благоприятно сказывается на агротехнических свойствах почвы.
Диссертационная работа включает материалы экспериментальных исследований, выполненных автором с 1997-2000 гг. Полевые исследования проводились в ОПХ "Изобильненское" СтавНИИГиМ.
Изложенные в диссертационной работе основные положения, выводы и рекомендации носят научно-практический характер и могут быть применены в хозяйствах края и в других регионах страны.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на научно-практических конференциях Ставропольской ГСХА( 1997-2000 гг.), на научно-практических семинарах СтавНИИГиМ( 1997-2000 гг.), на Всероссийской конференции по энергосберегающим технологиям в г. Смоленске (1999 г.).
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, объемом 1,7 п. л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений, списка использованной литературы 139 наименований, 12 приложений. Работа изложена на 131 страницах, иллюстрирована 7 таблицами и 33 рисунками.