WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 9 |

Одним из важнейшихпараметров дождевальных машин следуетсчитать сезонную нагрузку (или подвешеннуюплощадь), который определяет валовыеуровни сельскохозяйственной продукции иконечный экономический эффект от орошения.Считалось, что этот параметр зависит отхарактеристик машины, прежде всего – расхода и от условийразмещения. В числителе всех расчетныхформул стоит величина расхода ДМ, азнаменатель может быть различным. Вчастности, знаменателем может бытьордината графика гидромодуля в периоднаибольшего водопотребления илиудельная потребность в оросительной воденаиболее влаголюбивой культуры вкритический период за две соседние декады.Этим и ограничиваются, не учитывая влияния,на наш взгляд, и такого немаловажногофактора, как технология полива.

Другими словами, еслипредставить машину, поливающую поле,занятое сельскохозяйственной культурой сопределенной интенсивностьюводопотребления в критический периодвегетации, и установить в качествеограничивающих условий требования крежиму увлажнения характерных створов(например, требование пребывания привлажности ниже наименьшего допустимогоуровня в течение не более 3 суток), то можноустановить его максимальные размеры сучетом особенностейприродно-климатических зон, культур итехнологических характеристик ДМ.

Используя уравнения,полученные Б.П. Фокиным, можно методомподбора определить максимальные размерыполей, которые могут орошатьсяфронтальными дождевальными машинами, т.е.сезонную нагрузку на машину. Если начинатьполивы при 75-80 % НВ, то применяяоптимальные технологические схемы,поля максимальных размеров можно поливатьбез иссушения сверх допустимого всейплощади. При этом оказывается, что ординатыгидромодуля поля составляют в предельныхслучаях 1,12 для зоны неустойчи­вого увлажнения и 1,25для засушливых зон. Однако если естьвозможность организовать севооборотныйучасток, то нагрузку на машину можноувеличить на 15-20 %, а ординаты гидромодуляснизить по зонам до 0,95 до 1,06 л/с·га.

В орошаемом секторесельского хозяйства, по экспертным оценкамавтора, применяются и будут использоватьсяв ближайшем будущем три типа технологий поинтенсивности орошениясельскохозяйственных культур.

Первый этап –базовые технологии орошения, которыепредусмотрено использовать в хозяйствах снизким уровнем доходности, кадровогообеспечения, и, как правило, они рассчитаныдля регионов (природно-климатических зон) сневысоким сельскохозяйственнымпотенциалом. Потенциальные возможноститехнологий по площади орошения – до 50 га.

В основном будутпроизводится и эксплуатироваться машинысуществующих конструкций. Однаконекоторые из них могут бытьмодернизированы для улучшения качествадождя, снижения материалоемкости,упрощения конструкции без снижениятехнологических возможностей, с переводомих на автономную работу, повышениянадежности и т.д.

Реализация этих мерпозволит использовать имеющиесяоросительные системы на их существующемтехническом уровне, вернуть в стройдействующих недавно законсервированные попричине отсутствия технических средствполива орошаемые участки. истабилизировать экономикусельскохозяйственных предприятий,использующих орошение.

Этот этап являетсяпериодом подготовки интенсификацииотрасли. Переход хозяйств этой группы кболее сложным технологиям будетосуществляться в порядке, представленномна рисунке 1.

Второй этап –интенсивные технологии, которыерассчитаны на орошаемые участки 100-1000 га сукрупненными севооборотами. Такиетехнологии предполагают использоватьпредпосевные, вегетационные ивлагозарядковые поливы с одновременнымвнесением различного типа удобрений,другие технологические возможностиполивной техники. Этот тип технологийрассчитан на относительно благополучныесельскохозяйственные предприятия. Техникадля орошения в таких предприятияхиспользуется либо разработанная ранее,типа «Днепр», «Фрегат», «Кубань», либоаналогичная по классу («Ладога», еемодификации и вновь разрабатываемые).Переход этой группы хозяйств квысокоинтенсивным технологиям будет непро­должительным и не потребуетзначительных затрат. Второй этап (5 - 10 лет)– началопроизводства приоритетной поливнойтехники для сельского хозяйства наотечественных предприятиях. Он будетпроисходить параллельно с производствоммодернизированной техники предыдущегопоколения.

Рисунок 1 – Программа развитиятехнологий орошения

и совершенствованияполивной техники

Предполагается, чтопоскольку приоритетная поливная техникабудет производиться и приобретаться по болеевысокой стоимости, но и с более высокой ихтехнологической надежностью ипроизводительностью, она вначале будетприобретаться предприятиями с высокимуровнем доходности, а также предприятиями,поддерживаемыми инвесторами.

В этом периодепредусмотрено создать и поставить напроизводство основные приоритетные машиныи оборудование, предусматривающиесоздание дождевальных машин модульноготипа, работающих от стационарной илимобильной оросительной сети.

Третий этап –высокоинтенсивные технологии – это стратегическоебудущее конкурентоспособного орошаемогосектора сельского хозяйства России. Онирассчитаны на наиболее благополучныесельскохозяйственные предприятия страны сорошаемыми площадями от 1000 га и выше.Многие элементы этих технологий требуютдоработки или адаптации современных типовполивной техники с учетом международныхдостижений и привязкой к местнымусловиям. Поливная техника для этихтехнологий должна обеспечиватьпрецизионное (точное) управлениепродукционными процессами орошениясельскохозяйственных культур. Как правило,эта техника должна автоматическиконтролировать качество выполняемыхтехнологических операций в связи сизменяющимися условиями (погода, влажностьпочвы, вегетация).

Продолжительностьтретьего этапа – 10-15 лет. После выполнения второгоэтапа к следующему периоду будут созданыновые технические средства орошения,реализующие новые технологии,обеспечивающие технико-экономическиепараметры эффективного производствасельскохозяйственной продукции ворошаемом секторе АПК России. Поэтому натретьем этапе ставится задача созданияинтеллектуальной поливной техники за счеткачественно нового уровня, а именно:

Первое– всесоздаваемые технические средства полива,особенно сложные ивысокопроизводительные, должны иметьвысокую техническую и технологическуюнадежность.

Второе– поливнаятехника должна быть оснащена системамиавтоматизации, которые представляют собойбазу или нижний уровень в многоуровневойсистеме интеллектуальной, т.е.самоконтролирующейся поливнойтехники.

Третье– созданиекрупных многооперационных поливныхмоноблоков, представляющих собой новыемобильные технологические агрегаты,которые должны служить основой дляобеспечения эффективнойорганизационно-экономической базы, накоторой должны быть созданыавтоматизированные и даже автоматическиепроцессы орошения. К ним можно отнестиавтоматическое вождение поливныхмоноблоков, саморегуляцию поливных норм,дифференцирован­ие внесения удобрений, средствзащиты растений и т.д.

Стоимость паркаполивной техники нового поколенияоценивается суммой около 3-6 млрд руб.ежегодно. Прогнозируется, что реализоватьэту цель возможно к 2015-2017 гг., то есть за 12-15лет. Все будет определяться, в конечномитоге, покупательной способностьюсельских товаропроизводителей.

Конечным результатомреализации программы будет являтьсяинтенсификация и обновление паркаполивной техники, что позволит эффективнееиспользовать орошаемые земли, и какрезультат –увеличение валового производствапродукции сельского хозяйства. Припрогнозируемой рентабельности (20 %) изполученной прибыли на обновление паркамашин может быть направлено ежегодно до 6млрд руб. (около 25-30 % прибыли).

Третья глава «Теоретические основы техническогои технологического усовершенствованиядождевальной техники» содержит результаты проработкитеоретического моделирования выборадождевальных машин сиспользованиемпоказателей комплекснойоценки, методику анализа удельныхпоказателей применяемой серийнойдождевальной техники, модели оценки ирезультаты исследований посовершенствованию методики анализаудельных показателей новой поливнойтехники.

Обобщенный показателькачества проектируемой дождевальнойтехники запишется следующимобразом:

(1)

В качестве показателя,объединяющего действия случайных фактороввнешней среды при подборе эталонноймашины, предлагается рассматриватьвеличину удельного сезонного дефицитаводопотребления культуры,м3/га. Дефицитводопотребления удовлетворяетсяприменением ДМ производительностью N, м3/га. Подпроизводительностью ДМ понимаетсяколичество воды, которое ДМ может подать на1 га сезонной нагрузки за вегетационныйпериод. Производительность ДМпредставляет собой функциютехнологических удельных показателейкачества ДМ (конструктивных параметровк (расход,ширина захвата, паспортная скоростьперемещения и т.д.) и эксплуатационныхпараметров э(время работы на одной позиции,технологическая скорость перемещения,показатели использования рабочеговремени, схемы полива и др.)).

Конструкционныепараметры являются выходнымихарактеристиками ДМ. Каждый из них, в своюочередь, может быть представлен в видесовокупности некоторых техническиххарактеристик.

Вероятная величинасезонного дефицита водопотреблениякультуры и техническаявозможность ее удовлетворения N (кi,эj) в различные по водообеспеченностигоды дают при сопоставлении разныевеличины отклонения. При этомнарушается оптимальный режимудовлетворения растений водой, имаксимальный дополнительный чистый доходот орошения уменьшается навеличину ущерба от недополива илипереполива. Данное положение можновыразить математически:

,(2)

где с – удельный ущерб отснижения или увеличения водоподачи,р/га.

Кроме того величина в любом вариантесоотношения и N (кi,эj), должна быть уменьшена наприведенные затраты на приобретение ДМ иустройство подводящей сети, которыезависят от конструкционных параметров, где.– коэффициентприведения эксплуатационных затрат.

Приэкспоненциальном характерераспределения случайной величины дефицита водопотребленияматематическое ожидание показателяокупаемости находится повыражению:

,(3)

где M –математическоеожидание.

Детально (3) можнопредставить следующим образом:

,(4)

где – коэффициент приведения капитальныхзатрат, зависящий от конструкционныхпараметров кi.

С учетом (3) и (4)отыскание максимума полученногофункционала по какому-либо параметру илигруппе параметров из кi и эjсводится к решению системыуравнений:

(5)

Данная системадопускает некоторые упрощения: приневозможности варьирования какого-либотехнического или технологическогопараметра, его значения фиксируются, асоответствующее ему уравнение удаляется. Врезультате решения (5) возможно получитьоптимальные значения кi иэj, идентифицирующих оптимальнуюмодификацию ДМ и эксплуатационный режим ееприменения. Оптимальный выбор указанныхконструкционных и эксплуатационныхпараметров приносит максимальные значенияпоказателю окупаемости длярассматриваемой агроклиматической зоны икультуры с учетом влияния случайныхситуаций по дефициту водопотребления. Еслив качестве кi взять не одинконструкционный параметр, а некоторуюсовокупность параметров, объединенную пофункциональному назначению, то задача (5)преобразуется в задачу оптимизациимодульной компоновки ДМ.

В ФГНУ «РосНИИПМ», подруководством и непосредственнымучастием автора, разработана методикавыбора направлений восстановлениявнутрихозяйственной мелиоративной сети,позволяющая выбирать наибо­лее эффективные изсуществующего ряда, с учетомприродно-климатических условий, наличиясуществующей сети, финансовыхвозможностей заказчика, предполагаемогонаправления сельскохозяйственнойдеятельности, выбора способа орошения ит.д. Оценку выбранногоспособа предлагается проводить по следующим показателям: ресурсные;технологические; комплексные (рисунок 2).

Суть методики выборадождевальной машины для конкретногоорошаемого участка по удельнымпоказателям заключается в том, чтосоставляется таблица из набора серийновыпускаемых дождевальных машин, в которуювносятся ресурсные показателивосстанавливаемого участка. Примеромможет служить орошаемый участок площадью100 га, расположенный в СПК «Мир» Азовскогорайона Ростовской области, гдеапробировалась предлагаемая методика(таблица 1).

Рисунок 2. – Модель выбора ДМ попоказателям комплексной оценки

К наиболее важнымтехнологическим показателям относятся:обслуживаемая ДМ площадь, га; уровеньмеханизации и автоматизации, выра­жаемый через расход,управляемый одним человеком, л/с.чел; наборкультур, возможных к возделыванию наданном участке; коэффициент земельногоиспользования, КЗИ.

Таблица 1 – Ресурсныепоказатели выбора ДМ при восстановленииорошаемого

участка

Дождевальная машина

Ресурсные показатели

Дополнительная

материалоемкость

Дополнительные

капиталовложения

энергетические

затраты на

эксплуатацию

Уд.

показ.

площадь

расход

площадь

расход

площадь

расход

т

1 га

Кот

т

1 л/с

Кот

тыс.руб.

1 га

Кот

тыс.руб.

1 л/с

Кот

кВт1 га

Кот

кВт

1 л/с

Кот

ДМ«Кубань»

0,66

2,13

0,33

1,57

23,18

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 9 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»