CC BY
48
АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 626.845.001.76:528.94
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ И
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОРОШЕНИЯ ДОЖДЕВАНИЕМ
Ю.Ф. Снипич, кандидат технических наук
Федеральное государственное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»
Использование трех этапов технологий по интенсивности орошения сельскохозяйственных культур - базовые, интенсивные, высокоинтенсивные технологии. На третьем этапе ставится задача создания интеллектуальной поливной техники. Разработана методика выбора направлений восстановления орошаемых участков. Разработана и внедрена в производство для первого этапа серия дождевальных машин ДКФ (ДКДФ «Ростовчанка», дождевальная машина ДКДФ-1П и дождевальная машина ДКФ-1ПК).
Ключевые слова: этапы интенсивности технологий, методика, восстановление орошаемых участков, серия дождевальных машин ДКФ.
Как отмечают академики В.Н. Щедрин, М.С. Григоров, И.П. Кружилин и др., мелиорация земель, в том числе и орошение, является мощным фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Орошение дождеванием остается, и будет оставаться в ближайшее время приоритетным способом полива.
В то же время наблюдается сокращение общего объема орошаемых земель. Из оставшихся площадей с сохранившейся оросительной сетью ежегодно не поливается практически половина. Причина заключается в применении малоэффективных технологий орошения, отсутствии направлений обновления парка дождевальных машин, высокой стоимости потребляемой энергии и
неприспособленности зарубежных дождевальных устройств к
отечественным природно-климатическим и организационнохозяйственным условиям.
В период активного конструирования и внедрения поливной техники в Российской Федерации (60-70 годы) не ставился особый акцент на такие факторы, как материалоемкость, энергоемкость, стоимость оборудования и т.д. В настоящее время материалоемкие, энергоемкие и дорогие отечественные дождевальные машины не пользуются у сельхозпроизводителя спросом, а зарубежные аналоги, помимо выявленных недостатков, требуют еще и привлечение
персонала, специально подготовленного в сервисных центрах фирм-
производителей.
Поэтому возникает потребность в научном обосновании и разработке технических решений при модернизации существующих и создании дождевальных машин нового поколения.
Выпуск поливной техники, как отмечалось выше, на федеральном уровне сокращен. Остается тяжелым финансово-экономическое положение предприятий, производящих поливную технику (кредиторская задолженность, невостребованность продукции и т.д.), более половины технологического оборудования изношено более чем на 60 %, технический уровень выпускаемой поливной техники значительно уступает зарубежным аналогам.
Одним из важнейших параметров дождевальных машин следует считать сезонную нагрузку (или подвешенную площадь), которая определяет валовые уровни сельскохозяйственной продукции и конечный экономический эффект от орошения[1].
В орошаемом секторе сельского хозяйства, по экспертным оценкам автора, приметаются и будут использоваться в ближайшем будущем три этапа технологий по интенсивности орошения сельскохозяйственных культур [2].
Первый этап - базовые технологии орошения, которые предусмотрено использовать в хозяйствах с низким уровнем доходности, кадрового обеспечения. Как правило, они рассчитаны для регионов (природно-климатических зон) с невысоким сельскохозяйственным потенциалом. Потенциальные возможности технологий по площади орошения - до 50 га.
В основном будут производиться и эксплуатироваться машины существующих конструкций. Однако некоторые из них могут быть модернизированы для улучшения качества дождя, снижения материалоемкости, упрощения конструкции без снижения технологических возможностей, с переводом их на автономную работу, повышения надежности и т.д. Этот этап является периодом подготовки интенсификации отрасли.
Второй этап - интенсивные технологии, которые рассчитаны на орошаемые участки 100-1000 га с укрупненными севооборотами. Такие технологии предполагают использовать предпосевные, вегетационные и влагозарядковые поливы с одновременным внесением различного типа удобрений, другие технологические возможности поливной техники. Этот тип технологий рассчитан на относительно благополучные сельскохозяйственные предприятия. Техника для орошения в таких предприятиях используется либо разработанная ранее, типа «Днепр», «Фрегат», «Кубань», либо аналогичная по классу («Ладога», ее модификации и вновь разрабатываемые). Переход этой группы хозяйств к высокоинтенсивным технологиям будет непродолжительным и не
потребует значительных затрат. Второй этап (5-10 лет) - начало производства приоритетной поливной техники для сельского хозяйства на отечественных предприятиях. Он будет происходить параллельно с производством модернизированной техники предыдущего поколения.
В этом периоде предусмотрено создать и поставить на производство основные приоритетные машины и оборудование, предусматривающие создание дождевальных машин модульного типа, работающих от стационарной или мобильной оросительной сети.
Третий этап - высокоинтенсивные технологии - это стратегическое будущее конкурентоспособного орошаемого сектора сельского хозяйства России. Они рассчитаны на наиболее благополучные сельскохозяйственные предприятия страны с орошаемыми площадями от 1000 га и выше. Многие элементы этих технологий требуют доработки или адаптации современных типов поливной техники с учетом международных достижений и привязкой к местным условиям. Поливная техника для этих технологий должна обеспечивать прецизионное (точное) управление продукционными процессами орошения сельскохозяйственных культур. Как правило, эта техника должна автоматически контролировать качество выполняемых технологических операций в связи с изменяющимися условиями (погода, влажность почвы, вегетация).
На третьем этапе ставится задача создания интеллектуальной поливной техники за счет качественно нового уровня:
1) Все создаваемые технические средства полива, особенно сложные и высокопроизводительные, должны иметь высокую техническую и технологическую надежность.
2) Поливная техника должна быть оснащена системами автоматизации, которые представляют собой базу или нижний уровень в многоуровневой системе интеллектуальной, т.е. самоконтролирующейся поливной техники.
3) Создание крупных многооперационных поливных моноблоков, представляющих собой новые мобильные технологические агрегаты, которые должны служить основой для обеспечения эффективной организационно-экономической базы, на которой должны быть созданы автоматизированные и даже автоматические процессы орошения. К ним можно отнести автоматическое вождение поливных моноблоков, саморегуляцию поливных норм, дифференцирование внесения удобрений, средств защиты растений и т.д.
На научно-производственной базе ФГНУ «РосНИИПМ» с участием автора была разработана и внедрена в производство для первого этапа, серия дождевальных машин ДКФ (ДКДФ «Ростовчанка», дождевальная машина ДКДФ-1П, дождевальная машина ДКФ-1 ПК) [3].
Дождевальная машина ДКДФ-1 «Ростовчанка» имеет две противоположно направленные консоли, которые состоят из пяти секций каждая. Каждая секция консоли подвешена на растяжках к центральной стойке. Агрегат забирает воду из оросителя через всасывающую линию, далее через напорную линию вода подается в поворотную раму, а затем в консоли и распределяется дефлекторными насадками и концевыми среднеструйными дождевальными аппаратами. В 2002 г. ДКДФ-1 «Ростовчанка» прошла государственные испытания на Зерноградской МИС.
ДКФ-1П аналогична ДКДФ-1, однако консоли состоят из 11-ти секций каждая (рисунок 1). Первая секция крепится к фланцам поворотной рамы, вторая - к первой и т.д. Между 3 и 4, 6 и 7, 9 и 10 секциями устанавливаются распорные треугольники. Первые три секции консоли подвешены посредством растяжек напрямую к центральной стойке. Остальные секции подвешены к центральной стойке через распорные треугольники.
Рисунок 1 - Дождевальная машина ДКДФ-1 П
Дождевальная машина фронтального действия ДКФ-1ПК (рисунок 2) обладает преимуществом вышеупомянутых типов дождевателей, но в отличие от этих машин имеет возможность изменения высоты консоли над поверхностью орошаемого участка, что позволяет уменьшить энергетическое воздействие дождя на растения и устраняет негативное воздействие ветра на технологию полива. ДКФ-1ПК прошла государственные испытания на Зерноградской МИС.
Рисунок 2 - Дождевальная машина ДКФ-1ПК в работе
Для сравнительного анализа были проведены исследования показателей качества выполнения технологического процесса дождевальными машинами ДКФ и аналогом ДДА-100 ВХ.
Результаты исследований и расчетов технико-эксплуатационных показателей ДКФ и ДДА-100 ВХ представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Технико-эксплуатационные показатели ДКФ и ДДА-100 ВХ
Показатель Дождевальные машины
ДКДФ-1 ДКДФ-1П ДКФ-1 ПК ДЦА-100ВХ
Режим работы:
Рабочая скорость движения, вперед/назад, км/ч 1,02/0,6 1,02/0,6 1,02/0,6 1,02/0,6
Ширина захвата, м 126 124 123 123
Производительность за 1 ч, га: - основного времени - сменного времени - эксплуатационного времени 1,12 0,806 0,801 1,12 0,806 0,801 1,12 0,806 0,801 1,03 0,718 0,709
Экспл. -технолог, коэффициенты: - надежности технолог, процесса - сменного времени - эксплуатационного времени 0,979 0,720 0,715 0,979 0,720 0,715 0,979 0,720 0,715 0,940 0,697 0,688
Количество обсл. персонала 2 2 2 2
Коэффициент эффективного полива у ДКФ составляет 66,2 %; ширина захвата разработанной машины составляет 125 м, что свидетельствует о применимости ДКФ-1П на поливной сети под ДДА-100 ВХ.
Результаты научных и производственных исследований техникоэксплуатационных показателей позволяют сделать следующие выводы:
1. Предложенная программа на 2015-2020 гг. предусматривает реализацию трех этапов обновления парка поливной техники, а именно базовые, интенсивные и высокоинтенсивные.
2. Поэтапная ее реализация позволит восстановить необходимые размеры орошаемых площадей, включая их оснащение модернизированными, принципиально новыми и совершенными техническими средствами орошения.
3. Анализ технико-эксплуатационных показателей показал, что производительность за час основного времени выше у ДКФ, чем у ДДА-100 ВХ, что достигается большим расходом; коэффициент надежности технологического процесса больше у ДКФ вследствие меньшего количества отказов и меньшего времени на их устранение; за счет малого количества отказов и уменьшения времени на подготовку дождевальной машины к работе и переездам, коэффициенты использования сменного времени и эксплуатационного времени выше у разработанной дождевальной машины.
Библиографический список
1. Снипич, Ю. Ф. Выбор дождевальных машин при восстановлении внутрихозяйственной оросительной сети / Ю.Ф. Снипич // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2010 - № 62/(08). - Шифр Информрегистра: 0421000012\0190 — Режим доступа: http://ei.kubagro.rii/archive.asp?n=62
2. Щедрин, B.H. Орошение сегодня: проблемы и перспективы [Текст] / В.Н. Щедрин. -М., 2004. -С. 211-214.
3. Щедрин, В.Н. Перспективные направления развития дождевальной техники [Текст] / В.Н. Щедрин, А.В. Колганов, Ю.Ф. Снипич // Мелиорация и водное хозяйство. - 2003. - № 5. - С. 20.
E-mail: [email protected]
