CC BY
15
Технологии и средства механизации
УДК 502/504 : 631.311.5 С. Ю. НАСОНОВ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства»
ВЗАИМОСВЯЗЬ ТЕХНОЛОГИЙ ПЛАНИРОВОЧНЫХ РАБОТ С ИНФОРМАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ РИСОВОВЫХ ЧЕКОВ
Приведены виды технологий капитальной планировки рисовых чеков. Представлен алгоритм подхода к проведению капитальной планировки: разработка паспортов рисовых чеков с их основными данными и закрепление подходящей рекомендуемой технологии выравнивания.
Рисовый чек, деформации поверхности, типовые технологические операции,
паспортизация чеков, технология планировки.
There are given kinds of technologies of rice checks capital leveling. The algorithm of approach to carrying out of the capital leveling is developed: development of rice checks passports with their main data and fixation of the appropriate, recommended leveling technology in them.
Rice check, surface deformations, typical technological operations, checks passport
system, leveling technology.
После посева культуры риса, в процессе его выращивания и уборки урожая поверхность чеков подвергается различной степени деформации. Причины этого следующие: влияние климатических и гидрогеологических особенностей, воздушный и тепловой режимы; влияние тока воды при затоплении чеков; колебания уровня грунтовых вод; воздействие почвообрабатывающей и уборочной техники [1]. Кроме того, к причинам деформаций чеков следует отнести действия насекомых - вредителей культуры риса, в особенности щитневого рачка, который размывает поверхностные слои грунта в поисках пищи [2]. В результате своих действий он способствует углублению блюдец - замкнутых понижений с водой на чеке. При проходе уборочных комбайнов и тракторов по чеку блюдца значительно углубляются.
Рисовые оросительные системы,
построенные на осушенных плавневых землях, характеризуются разнообразием грунтов по трудности их разработки. Наиболее распространенные типы: тяжелые суглинки, перегнойно-глеевые, торфяники. В связи с приведенными причинами на чеках наблюдаются разные виды искажения поверхности. Для более плотных грунтов (тяжелых суглинков) планировку целесообразно проводить клин-планировщиками и скреперами, для торфяников и перегнойно-глеевых грунтов эти машины можно не применять, а использовать одни ковшовые коротко- или длиннобазовые планировщики.
Описанные обстоятельства привели рисосеющие хозяйства к необходимости применения различных комплексов планировочных машин и технологий производства работ для подготовки чеков к посеву. В Краснодарском крае (главном регионе-производителе риса РФ) за
последние годы сложились в основном три технологии производства планировочных работ с применением автоматизированных ведущих машин: короткобазовых планировщиков, клин-планировщика, скреперов. Как показывает опыт большинства рисосеющих хозяйств, отметки вертикальных неровностей поверхности чеков после уборки культуры риса практически всегда больше ±10 см, что требует проведения на них капитальной (ремонтно-восстановительной) планировки [3].
Планировку рисовых чеков начинают с вертикальной съемки поверхности автонивелиром АН-2 с целью получения информационных данных (вертикальных отметок поверхности) о неровностях. После осуществления съемки информация о неровностях чека обрабатывается с помощью специальной компьютерной программы «ПО-ЧЕК» и в конечном итоге преобразуется в проект планировочных работ: рабочую картограмму и схему перевозки грунта. На рис. 1 представлена рабочая картограмма проведения планировочных работ с информационными данными о неровностях на чеке.
100
80
60
40
20
У, м
11ЙЬ 103,8 +16,2 ,
110 - » 103,6 5 -6,4 ■.
130, 103,4 126,6
ПО •103,2 -6,8 ,
130 , ■
125,2
+13,6
130
124,8
-1*5,2 *
160' 146, +8
150 146,
ш
У,
М
40
190 188,6
180 167,
200 188,8 +11,'2
190,
188,4
+1,6
40
188,2 111,а
210 188;
, +22 .
X4,
м
X, м
ной машины на найденную на поверхности чека отметку, настройка приемника на планировщике от лазерного нивелира, установленного на посту, на середине чека. Третий этап - контроль правильности уровня вертикальной отметки при планировке, соответствие сигналов «передатчик - приемник». Это осуществляется следующим образом: планировщик делает пробный проход от найденной отметки на чеке на расстояние 20...25 м и останавливается. Затем геодезист с помощью рейки с лазерным приемником проверяет отметки поверхности чека на спланированной полосе. При соответствии высоты отметок проектной величине осуществляется дальнейшая планировка по всей территории чека.
Состав машин по капитальной планировке с применением автоматизированных короткобазовых ковшовых планировщиков включает в себя два коротко-базовых ковшовых планировщика и два скрепера (рис. 2а). Машины обязательно оборудуются лазерной системой автоматического управления рабочим органом [4]. Технология планировки заключается в следующем: короткобазовые ковшовые планировщики в автоматическом режиме производят срезку микроповышений неровностей на всем чеке, после полного заполнения ковша и образования перед ним избыточной призмы волочения производят тут же полную разгрузку ковша. Далее скреперы загружают в свои ковши оставленные образованные призмы грунта и отвозят их к местам подсыпок. Окончательную точную планировку под заданную проектную отметку осуществляет короткобазовый ковшовый планировщик.
О 20 40 60 80 100
Рис. 1. Типичная информационная картограмма рисового чека: У/////Л места срезок; I ■.■"':.1 места насыпок
По рабочей картограмме выполняют типовые технологические операции, включающие в себя три последовательных этапа [3]. Первый этап - установка лазерного нивелира на репере (постоянной по высоте отметки) и нахождение на поверхности чека проектной (нулевой) точки с помощью телескопической рейки с приемником. Второй этап - установка рабочего органа землеройно-планировоч-
Короткобазовыи Скрепер (2 машины) Короткобазовыи
ковшовый ковшовый
планировщик планировщик
а
Клин-планировщик - Скрепер (2 машины) - Длиннообазовый ковшовый планировщик
Скрепер (2 машины)
Рис. 2. Последовательность проведения капитальных планировок с применением ведущих машин: а - автоматизированных короткобазовых ковшовых планировщиков; б - автоматизированного клин-планировщика; в - автоматизированных скреперов
б
в
ПРИРОДООБУСТРОЙСТВО
Преимущества применяемой технологии:
скреперы могут вступить в цикл работ после первых двух проходов короткоба-зовых планировщиков, оставленные призмы грунта служат ориентиром для их движения;
при несколько облегченных условиях работы скреперы имеют высокую производительность;
своевременная разгрузка ковша планировщика позволяет избежать излишних нагрузок на машину в целом.
Недостаток: требуются предварительные подготовительные операции грунта - рыхление, дискование.
Состав машин по капитальной планировке с применением автоматизированного клин-планировщика включает в себя клин-планировщик, два скрепера и длиннобазовый ковшовый планировщик (рис. 2б) [4]. Машины должны быть оснащены лазерной системой автоматического управления. Технология планировки производится последовательно, в три этапа. Первый этап включает в себя работу клин-планировщика, когда он, передвигаясь по загонной схеме, срезает микроповышения и образует насыпи грунта по бокам от рабочего органа. При параллельном проходе необходимо соблюдать условие: ширина двух соседних насыпей не должна превышать ширины ковша скрепера, который осуществляет второй этап планировки -набор насыпей грунта. При этом скрепер производит еще и срезку грунта под насыпями на проектную величину. Третий этап - длиннобазовый ковшовый планировщик выравнивает чек под проектную отметку (чистовая отделочная планировка).
Преимущества применяемой технологии - высокая производительность технологии в целом.
Недостаток: требуются предварительные подготовительные операции грунта - рыхление, дискование.
Состав машин по капитальной планировке с применением автоматизированных скреперов включает в себя две машины [4]. Скреперы двигаются по чеку с открытой заслонкой и опущенной режущей кромкой ковша, управляемой лазерной системой (рис. 2в). При наполнении ковша заслонку закрывают, а грунт отвозят
к местам подсыпок на чеке.
Преимущества такой технологии: нет необходимости использовать другие планировочные машины в данном комплексе; стоимость общих планировочных работ на чеке по сравнению с другими технологиями ниже; не требуются подготовительные операции грунта (рыхление, дискование); возможна планировка грунта с повышенной влажностью.
Недостаток - точность планировки находится на низком уровне ±4 см.
Рассмотренные технологии, применяемые в разных рисосеющих хозяйствах Краснодарского края, имеют свои преимущества и недостатки. Следует отметить, что настоящие виды технологий капитальной планировки внедрялись на практике зачастую спонтанно, чаще всего их применение диктовалось наличием находящегося в употреблении парка землеройно-планировочных машин.
Нельзя утверждать, что использование одного универсального состава машин и какой-либо определенной технологии работ подходит для всех чеков. Особую роль играет взаимосвязь информационных данных рисовых чеков с технологиями планировки и комплексами планировочных машин. Использование информационных данных чеков в некоторых рисопроизводящих хозяйствах Кубани сделало процесс планировки более совершенным, легким (с точки зрения использования ручного труда) и производительным. Разработанная программа «ПО-ЧЕК» явилась удачной попыткой использования компьютерных технологий в планировочных работах. Однако нужно отметить ее недостаток: главные факторы - оптимальные технологии выравнивания и необходимые комплексы машин - в такой программе не учитываются, хотя это дало бы наиболее полную и точную полномасштабную информацию о предстоящих планировочных работах. Возникает необходимость создания более полной информационной базы рисовых чеков. Накопленные в настоящее время общие данные по категориям грунтов, их особенностям, а также по опыту рисосеяния позволяют сделать следующее предложение - составить на каждый рисовый чек паспорт с основными характеристиками: площадь, категория грунта, сведения о параметрах
неровностей (длине и амплитуде, высоте), их структура и количественные характеристики, а главное, разработка и закрепление за каждым чеком соответствующей технологии планировки поверхности с комплексом необходимых машин. Это позволит упростить задачу по ежегодному выбору и комплектованию составов машин, сделает процесс планировки более производительным, а в дальнейшем даст возможность укомплектовать парк рисосеющих хозяйств оптимально подходящей планировочной техникой. Разработать паспортизацию чеков можно методами математической статистики, обработав рабочие картограммы с помощью программы «МаШСАО». Определенные идеи и опыт в реализации создания будущих паспортов чеков имеет кафедра «Мелиоративные и строительные машины» Московского государственного университета природообустройства, где в ближайшее время планируется подготовить опытные проекты таких паспортов. Данную концепцию предложено апробировать в рисосеющих хозяйствах Краснодарского края.
При дальнейшем внедрении паспортов чеков в промышленных масштабах потребуется подготовка специальной компьютерной программы, которая позволит осуществлять паспортизацию чеков, проводить ее уточнение и корректировку непосредственно на местах - в рисопроизво-дящих хозяйствах.
Выводы
Рассмотренные технологии планировки поверхности рисовых чеков, существующие в настоящее время, и комплексы машин весьма разнообразны. Предложена концепция паспортизации рисо-
вых чеков для упорядочения имеющихся данных и получения полномасштабной информации о них, которая позволит использовать компьютерные технологии в планировочных работах более широко. Паспорт чека предполагает включение в себя оптимальной технологии выравнивания с подходящими планировочными машинами.
Рассмотренная концепция проведения капитальной планировки может способствовать увеличению производительности планировочных машин и облегчению задач руководства рисосеющих хозяйств по комплектованию и расчету числа машин для планировки чеков.
1. Панкратов В. А. Совершенствование технологий планировки рисовых чеков землеройно-планировочными машинами с лазерной системой управления: дис. ... канд. техн. наук. - М.: ФГОУ ВПО МГУП, 2005. - 150 с.
2. Величко Е. Б., Шумаков Б. Б. Технология получения высоких урожаев риса. - М.: Колос, 1984. - 84 с.
3. Ефремов А. Н. Методические указания по планировке орошаемых земель с применением лазерной техники. - М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиово-динформ», 2005. - 75 с.
4. Ефремов А. Н. Комплексная автоматизированная технология планировки рисовых чеков: рекомендации. - М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиово дин-форм», 2002. - 66 с.
Материал поступил в редакцию 24.04.11.
Насонов Сергей Юрьевич, аспирант
Тел. 8-903-216-66-56
E-mail: [email protected]
