Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эксплуатация картовых оросительных и сбросовых каналов рисовой системы Кзыл-Ординской области

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Эксплуатация картовых оросительных и сбросовых каналов рисовой системы Кзыл-Ординской области"

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ИЗЫСКАНИЯМ, ИССЛЕДОВАНИЯМ. ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕ1ЪСТВУ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ И МЕЛИОРАТИВНЫХ ОБЪЕКТОВ В СССР И ЗА РУБЕЖОМ «СОВИНТЕРВОД»

На правах рукописи УДК.631.34; 631.352.8

ТЕМИРОВ ВОЛАТ

ЭКСПЛУАТАЦИЯ КАРТОВЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ И СБРОСНЫХ КАНАЛОВ РИСОВОЙ СИСТЕМЫ КЗЫЛ-ОРДИНСКОИ

ОБЛАСТИ

Специальность: 06.01.02 — «Мелиорация и орошаемое земледелие»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1990

Работа выполнена в Кзыл-Ординском филиале Джамбул: .ского гидромелиоративно-строительного института и в Московском ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративно институте

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор , Суриков В.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В.А.Сурин

кандидат технических наук, с.н.с. Б.К.Рассолов

Ведущее предприятие: Казахский научно-исследовательский

институт риса.

Защита состоится "-3-/ " £^'->¿£¿$91990 г. в часов

на заседании специализированном совета К.099.08.01 в Всесоюзном государственном проектно-изыскательском и научно-исследовательском институте по проектированию водохозяйственных и мелиоративных объектов им. Е.Е.Алек-сеевского.

Просим принять участие в защите и направить Ваш отзыв в двух экземплярах с подписями, заверенными печатью, ученому секретарю совета ло адресу: 129344, Москва И-344, ул.Енисейская, 2 Союзгипроводхоз.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке - института.

Автореферат разослан 1990 года

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

Н.Г.ЗубКО!

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Реализации решений Правительства СССР, направленных на увеличение продовольственных товаров, неразрывно связано с мелиорацией земель: В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990- годы и на период до 2000 года" планируется ввести в эксплуатацию 3,3 млн. га .орошаемых земель, из них свыше I млн.га под рисовые системы. В XIII пятилетке для эффективного использования мелиорируемых аемель планируется увеличить юс продуктивность в 1,5 раза при сокращении водопотребления на 25 процентов.

Кзыл-Орданская область - один из основных регионов рисосеяния не только в республике, но и в стране. Площадь под посевы риса в области составляет свыше 90 тыс.га. Пропорционально росту площадей поливных земель возрастает протяженность картовых оросительных и сбросных каналов. Единственная водная артерия, обеспечивающая водой рисовую систему области, река Сырдарья, которая обладает высокой мутностью (свыше 2000 г/м3). Вода, транслортируясь по оросительным и сбросным каналам, с наносами,.которые оседают в живом сечении сети, при этом уменьшается её водопропускная способность, возрастают потери воды на фильтрацию и испарение. На рисовых полях Каз.ахстана зарегистрировано свыше.250 видов сорняков,из которых 20 являются-злостными засорителями рисовых массивов. Засоренность полей снижает урожай сельскохозяйственных культур, увеличивает затраты труда на очистку .каналов, на 30$ повйшает себестоимость продукции. Засоренность оросителей увеличивает более чем на •16...20$ потери воды, в 5...6 раз снижает скорость течения и удлиняет сроки полива.

В суммарных издержках затраты на очистку внутрихозяйственных каналов составляют более 30$ эксплуатационных расходов, а в Кзыл-Ординской области 60...70% общих расходов затрачивается на содар-

жание каналов.

Актуальность работы определяется в первую очередь решением важной народнохозяйственной проблемы повышения урожайности ряса в хозяйствах Кзыл-Ординской области за счет внедрения научно обоснованной системы планового технического обслуживания картовых и сбросных каналов.

Цель работы. Основной целью работы является организация технического обслуживания и эксплуатации картовых оросительных и сбросных каналов о применением рационального рабочего органа, позволяющего снизить энергоемкость процесса очистка каналов рисовой системы. Оценка мелиоративного состояния рисовых полей Кзыл-Ординской области и выявление факторов, влияющих на их продуктивность, в значительной степени зависит от технического состояния картовых оросительных и сбросных каналов. Управление этими факторами осуществляется через поддержание в работоспособном состоянии картовых оросителей и сбросов, планировку поверхности полей и специальными агромелиоративными мероприятиями. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Изучение заиления и зарастания картовых оросителей и сбросов расовой системы Кзыл-Ординской области.

2. Изучение физико-механических свойств наносного слоя и растительности.

3. повышение эффективности применения на очистке оросителей и сбросов одноковшовых экскаваторов и каяалоочистителей.

4. .выбор рациональной схемы и средств очистки с определением их оптимальных режимов работы.

5.• Сравнение; выбранной схемы яо качественным и количественным показателям работы с одноковшовым экскаватором на очистке внутрикартовой оросительной и сбросной сети.

Практическая ценность заключается в том, что а результате разработки рекомендаций по эксплуатации картовых и сбросных каналов с применением новой конструкции каналоочистителя, внедренных в практику рисосеющих колхозов и совхозов, достигнут годовой экономический эффект - 397 руб. на I машину (при ориентировочной потребности 90...100 машин на Кзыл-Ординскую область). Новая технология эксплуатационных работ позволяет уменьшить оросительную норму на 8...10% я повысить урожайность риса на 3...5 ц/га.' Разработанная технология внедрена на площади 250 га с/х 50 лет КазССР и 100 га к/з им.Ибрая Еахаева.

Исследования проводились в соответствии с координационным планом по решению программы ГКНТ СССР 052.03" и целевой комплексной отраслевой научно-технической программой 0Ц.034 "Повышение эффективности мелиорируемых земель и использования водных ресу|>-сов в мелиорации".

Достоверность. Основные выводы и.рекомендации подтверждаются многолетней опытно-производственной проверкой в полевых и лабораторных условиях.

Личный вклад автора заключается в непосредственном сборе,анализе и обработке олытяо-лроязводственных данных по объему очистки внутрихозяйственных каналов рисовой системы Языл-Ординской области, разработке методики исследований очистки картовых оросителей и сбросов, установлении оптимальных сроков механизированной очистки. Предложено новое техническое ранение конструкции'рабочего органа каналоочистителя с разделением функции резания наносов и растительности и транспортирования срезанной массы на берму, дозволяющее снизить энергоемкость процесса.

Апробация и публикации. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях 1973-1987 гг. Казахского СХИ, 1984-1990 гг. Кзыл-Ординскогофи-

лиала ДГМСИ, 1990 г. ИМ. По теме диссертационной работы опубликовано 8 статей и подана одна заявка во ВНЙИГПЭ на предполагаемое изобретение.

На защиту выносятся:

- Анализ заиления,и зарастания картовых оросителей и сбросов рисовой системы Кзыл-Ордикской области.

- Основные характеристики наносного слоя и срезаемой растительности.

■- Анализ существующих средств механизации очистки оросителей и сбросов.

- Анализ и долевое участие основных факторов в прогнозировании урожайности риса и других сельскохозяйственных культур.

- Повышение урожайности и снижение оросительной нормы риса через качественную очистку картовых оросителей и сбросов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа объемом ¿{^машинописного текста написана на русском языке и состоит-из введения, пяти разделов, основных выводов, слиска использованной литературы и приложений. Содержит ^"рисунков, таблиц./т'прило-■ жений. Библиография включает-/ЗД наименования, в том числе А- на английском языке.

Во введении рассматриваются задачи перед водохозяйственными .и эксплуатационными организациями для решения продовольственного снабжения населения, основные цели работы, задачи и методика их решения, актуальность, научная ношзна и практическая ценность, общее содержание работы, отмечается личный вклад автора.

В первой главе "Современное состояние рисовой системы Кзыл-Ордйнской области", написанной по результатам'личных многолетних наблюдений автора за условиями и характером изменения эксплуатационных свойств рисовых чеков и открытых картовых и сбросных каналов, даны описания наносов и сорной растительности, приведены

их физико-механические свойства. Определены объемы очистки и зарастания канатов сорной растительностью. Проанализированы существующие средства механизации эксплуатационных работ и экспериментальными исследованиями установлена малая эффективность одноковг □овых экскаваторов ка счистке каналов глубиной-до 1,5 м.

Протяженность картовых оросительных и сбросных каналов инженерной рисовой оросительной системы (ИРОС) Кзыл-Ординской области составляет 10...20 км на каждые 100 га площади риса.

3 Казахстане более 75$ посевов риса сосредоточены в Кзыл-Ординской области' (табл.1).

I. Размещение посевов риса по рисосеющим областям Казахстана

Рисосеющие

Площади посеЕов риса, тыс,га

области 1985 | 1983 1 1987 , 1983 1989

Кзыл-Ординская 100 97 95 92 92

Талды-Кургане кая 14 12 13 12 12,5

Чимкентская '34 34 33 32 31,5

Алма-Атинская 15 15 14 14 13,7

Климат области резко континентальный и засушливый. Сумма атмосферных осадков в течение года не превышает 100 мм, в.период от начала вегетации до уборки урожая их практически не бывает. Годовая сумма средних суточных температур 3500...4100°С.

Надежная работа ИРОС должна обеспечивать'водноеолевой режим почв под рис. Его водообеспечение выполняют комплексом оросительной и водоотводящей сети, элементы которой взаимосвязаны единым технологическим процессом.

Река Сырдарья в районе г.Кзыл-Орды имеет высокую минерализацию (до 4...4,5 г/л) воды, мутность - 2000...2500 г/и3. Наносы во взвешенном состоянии транспортируются с водой по магистральным,

$

иежхозяйственннм а внутрихозяйственным каналам. Наиболее напряженным является начальный период затопления - период замачивания чеков. В этот период каналы оросительной сети работают в расчетном режиме расходов вода. После заполнения чеков расходы в каналах снижают. Толщина слоя воды регулируется с учетом температуры окружающей среды, интенсивности испарения, транспирации и атмосферных. осадков. Она имеет динамический характер, что вызвано фазами вегетации риса, мерами борьбы с сорной растительностью в чеках, химической обработкой посевов, глубиной залегания грунтовых вод. я др. факторами. Деформация картовых оросителей и сбросов и интенсивное заиление сети, происходит, в основном, в пдриод вегетации (уабл.2).

2. Объем наносов через год эксплуатации (оовхоз им.Ильича Теренозекского района)

Сеть | . Длина сети, м. 1 Объем наносов,ы

КО-2 500 175

КО-4 ■500 190

КО-6 600 22

КО-12 1100 284

КС-1 700 793

КС-2 1205 750

КС-3 600 465

• КС-5 950 230

. КС-7 1010 1025

КС-9 гао 1229

Результаты профилирования поперечных и продольных сечений картовых оросителей (КО)"и картовых сбросов (КС) показали, что объем наносов в пересчете на один километр сети составляет в среднем 300...400 м3 и при этом толщина наносов на картовых оросителях в среднем колеблется от 10 до 20 см, а на сбросах от 30

до 50 см. Заиливание сети по длине и ширине происходит неравно^ мерно (рис.1).

Одним из резервов повышения урожайности риса является уничтожение сорняков риса. Они увеличив-ают общую засоренность на 50...60$, за поливной сезон заносится на'поле до 360-тыс.семян сорняков (Пак К.И., 1975). Сорняки снижают урожай, ухудшают обзорность посевов риса для проведения полевых работ и качество продукции. Самый распространенный сорняк на каналах ИРОС Кзыл-Ординской области - тростник (табл.З).

31 Зарастание тростником внутрикартовой сети

Показатели

_Мес_то. у а сети

дно_; откосы

Количество стеблей, шт/n^ 60...80 - 170...180

Длина стеблей, см 30...40 30... 40

Средний диаметр стебля, мм 6,0 3,2

На окашявание откосов, дна и берм картовых. оросителей (КО) я сбросов (КС) ЙНЗС КзЕш-Ординской области ежегодные затраты составляют 3,5...5,0$ всех расходов на эксплуатацию одного гектара орошаемой шгощади. При среднем размере чека 1,5...2,5 га КПД КО я КС не превышает 0,5...0,6, что означает существенные потери воды на этих каналах. В работе приводится анализ сроков посева, затопления, уборки урвжая и наступления устойчивых заморозков, что позволило установить оптимальные сроки механизированной очистки мелких каналов глубиной до 1,5"м (рис.2).

Каналы КО и КС по своим тияо-размерам относятся ко П и П...Ш группам по классификации Союзгилроводхода (табл.4).

В хозяйствах Кзыл-Ординской области недостаточно уделяется внимания, очистке картовых оросителей и сбросов. Очистка их заклк>~ чается в сжигании сорной растительности в поперечном сечении каналов, а восстановление профиля КО, КС осуществляется одноковшовымя экскаваторами (вместимость ковша 0,3...0,4 м3 я др.). Результаты .

S

sa

iO

se 20 te

A

Y

ri

\ ^

Ш

О too гоа wo *вв see tee aw -too mo

S

L,m

Рис. 1. Изменение поперечного сечена* картобаго оросителя (а) и продольного cege/raa сЗросного канала (S)

4. Параметры картоЕых оросителей (КО и сбросов КС)

Наименова- | П а р а ме т р ы _ _;

ние кана- I Глубина ¡Заложе-! Уклон дна!^асход во-!скорость

ла ! воды,м !ние от-!канала !ды,м3/с !в оды, м/с ; __!_'косов !_!_\_!

Картовый 0,52... 1:1 0,0001 0,15... 0,13... ороситель о,97 ' 0,60 0,26

Картовый 0,40... 1:1,5 0,0001... 0,5... 0,13... сброс 0>52 0,0003 0,10- 0,15

экспериментов показывают, что производительность экскаватора Э-304 на очистке картового оросителя составляет 14,4...17,3 м3/ч; затраты труда на очистке 0,23 чел.ч/м3, тогда как в среднем для данной зоны рисосеяния - 0,08 чел.ч/м3.

На основе исследования и анализа результатов экспериментов установлено, что применение одкоковяоеых экскаваторов на очистке нартовых оросителей и сбросов рисовой системы, где удельный объем наносов на один пог.метр сети не превышает 0,3...0,5 м3 малоэффективно.

В работе приводятся данные испытаний каналоочистительных машин с активными рабочими органами (ротор, скребок, шнек).в Кзыл-Ординской МИС. Производительность этих машин.на очистке картовых оросителей ИРОС в 2...5,5 раза больше, чем однопонловых экскаваторов, снижаются затраты труда и себестоимость очистки.

Во второй главе "Анализ факторов, определяющих работоспособность рисовых систем и их продуктивность" выделяются основные факторы, которые влияют на продуктивность орошаемого земледелия; управляемые и неуправляемые:

Уп (Щ^ V- (I)

где У<р и Уп — фактическая и потенциальная урожайность сельскохозяйственной культуры; ИКулр- сумма управляемых факторов; ^.Кн-уу- сумма неуправляемых факторов.

К неуправляемым факторам относятся: суша активных температур за вегетационный период,газовый состав атмосферы; отно-

сительная влажность воздуха, %■, общий рельеф местности; фотосинтетическая активная солнечная радиация (ФАР), поступающая на поверхность, ВтЛ^; направление и скорость ветра, м/с; количество осадков, мм; испарение с водной поверхности я суши, мм; гидрогеологическое строение; минерализация грунтовых вод и др.

К управляемым факторам- относятся: сорт сельскохозяйственной культуры и качество посевного материала; севообороты и правильность их сочетания; органические и минеральные удобрения, дозы и ■порядок их внесения; средства защиты ог сорняков и болезней сельскохозяйственной 'культуры;- минерализация оросительной воды; скорость фильтрации воды'и режим фильтрации в вегетационный период;-уровень грунтовых вод; микроагрегатшй.состав почвы; промывочные нормы; техническое состояние оросительных систем; агротехнические и агромелиоративные требования и мероприятия; капитальная и эксплуатационная планировки полей; сроки выполнения сельскохозяйственных работ; культура земледелия, качество и др.; площадь чека; оросительная норма; толщина.слоя воды в чеке; степень засоренности ИОРС; неучтенные и другие факторы..

На продуктивность рисовых систем влияют способы обработки почвы, позволяющие уменьшить-размеры частиц грунта до 2 см. Дисковые бороны, наиболее действенные из орудий предпосевной обработки, не удовлетворяют предъявляемые к ним агромелиоративные требования. Поэтому, здесь проанализирована работа КФГ-3,6 с комкодробящей приставкой (конструкции кафедры СХММ Каз.СХЮ обеспечивающая качественную подготовку почвы под посев риса (частицы до 10 мм - 61%). Эффективность планировочных работ оценивается их влиянием на выход продукции, сравнительные данные по которым приведены в диссертации. Нормативные документы подтверждают, что удовлетворительными считаются уклоны, обеспечивающие равномерность впитывания и предотвращения

эрозии почвы при поливе по бороздам - 0,004...0,007, а поверхность рисовых чеков должна быть горизонтальной с точностью До ^З...5 см..

Оценка качества планировочных работ производится нивелирной съемкой по квадратам 20 х 20 м:

< Лч"

а) по отклонении от средней плоскости д ^ -—

б) по среднеквадратичному отклонению

в) по коэффициенту-дефектности поля } ~ ?/иг

где П - число замеров; - дисперсия распределейия случайной величины; - текущая отметка; Ь - штематическое ожидание: ^ - ОТМеТХИ. лреёыииающие 5'с±< от средней.

Из большого количества исследований по влшетию факторов на урожайность сельхозкультуры выбрана формула Зыряновой М.И.(1977):

У* А -5К* - СК£, (2)

где А > В > С ~ коэффициенты уравнения регрессии; - критерий дефектности планировки.

Получение соответствующего значения Ад достигается строительной и эксплуатационной планировкой чека.

При формировании урожая.сельскохозяйственные культуры питаются из корнеобитаемого слоя питательными веществамиД'/Ч'(табл.5).

5. ВыносД(РК (кг.д.в.)с урожаем риса.при формировании 1ц зерна

Район возделывания 1 * ; | Р мг ! Л I

Краснодарский край 1,93 0,96 2,51

Приморский край 2,35 0,98 3,10

Таджикская ССР 1,73 0,72 2,18

Казахская ССР 1,89 0,79 3,30

Кзыл-Ординская область 2,68 Г,34 3,28

Чимкентская область 1,37 0,67 3,43

Алма-Атинская область 1,27 0,64 3,37

Талды-Курганская область 1,24 0,41 3,32

Узбекская ССР .2,14 0,74 2,69

Вынос питательных веществ компенсируется внесением органических л минеральных удобрений в оптимальных дозах -соответствующие различным стадиям развития сельскохозяйственной культуры. Приводятся данные о дотребности/^Л'дяя риса, возделываемого в. раз-

личных регионах (табл.6).

6. Оптимальные дозыД/АПкг/га) дая возделывания риса

Район рисосеяния \ А/ | Р | К |

Краснодарский край Дальний Восток Кзыл-Ординская обл.

Из-за засорения и заиления КО и КС работают со слабой пропускной способностью, в условиях острейшего дефицита вода приводит-к большим потерям воды. Здесь приводится фактическая оросительная норма риса, которая превышает расчетного значения (табл.7), .7% Фактическая оросительная норма риса в Кзыл-Ординской -области (Балаев Б., БакировШ., 1976; автор, 1989)

100.. .150 80.. .150 40. ..100

45.. .100 40.. . 80 45. ..100

150.. .200 50.. . 90 45. ..120

посевная площадь рк-¡Оросительная норма са, тыс.га ¡для всей шющади-

-'т.мУгг

тыс.м

3/га !

Годы

1971 . 67,7 46,7

1972 72,1 39 Д

1973 76,4 44,4

1974 79,6 32,5

1989 92,0 29,3

Оросительная норма сельскохозяйственной культуры (рис.3) определяет из уравнения водного баланса:

((% ^.иЛрМ^/ж №

■ где £ - суммарное водопотребление; - суша осадков используемые растением за вегетационный период; АIV- количество воды, используемое растением из корне обитаемого подпиты-

вание корнеобитаемого слся почвы грунтовыми водами.

Оросительная норма риса в 4...5 раз больше, чем этот показатель для других сельскохозяйственных культур (рис.3).

Эффективный способ борьбы с засолением и заболачиваемостью ЙРОС является устройство дренажной системы. По данным Казахского НШриса применение вертикального дренажа увеличивает вынос солей

И...10. »>

tS.fi.

10.Ш .../¡.¡Г,.

■25.Г?.

Рис.2. Оптимальные сроки механизированной очистки кортовых и сбросных наносов

М*(5„. 1С} Ш 'я'/га - ШПОН

М'{8..м)юхмУза - люцерна

. М=е>...5)ю'мУга-зтв8не

М-{го...и)\о%нУга-рис г ' ™ (до Зо./о3

по Котлинсхоиу ММ

на КестяксРу А.Н.

0,2 0,3 0,6 0,6 Площадь чека, га Рис.3. Расчетная схема к определению Ыиаеа баланса И РОС

до 3,5...4,0 г/и3, а КПД дренажной системы составлял 0,69.

Предотвращению вторичного засоления рисовых полей и ускорение промывки способствует кротование, глубокое рыхление почв, устройство водоотводящих борозд по периметру чека, устройство открытых дрен и др.

Водолстребление сельскохозяйственных культур определяем по методу Блейни"Криддла:

£= кр{',8±+32)}мм (4)

где К - биологический коэффициент сельскохозяйственной культуры, зависящий от фазы развития растения и среднемесячной температуры воздуха; Р. - широтный коэффициент, определяющий процентное отношение дневных часов рассматриваемого месяца от годовой суммы дневных часов; ^ - среднемесячная температура воздуха, °С,

Мелиорация солончаков и солончаковых почв заключается в удалении из корнеобятаемого слоя токсичных солей промывкой (рис.3). Промывочная норма при непрерывной промывке определяется по формуле А.Н.Голованова (1963): '

Л/с т3(и + л. А х/Лтэ7) /О^3/го. (5) где - коэффициент пористости почву; Н - расчетный промывной слой почвы, м; Н = 1,0...2,0 м; А - коэффициент, зави-* ^

сящий от соотношения ——— • ^ - допускаемое содержание

О/

солей после промывки на глубине - среднее содержание солей в слое Н до промывки, %;А - дисперсия, зависящей от ти па почвы.

При профилактическсй прсмывке промывочная норма А/= 3000...8000 м3/га,пря капитальной - от 3000 до 50...60 тысл на один гектар орошаемой площади.

Третья глава "Средства комплексной механизации для пров'еде! технического обслуживания и ремонта рисовых систем" посвящена аз

1изу машин, которыми могут комплектоваться высокомехаяизирован-ше хозрасчетные звенья эксплуатационных участков. Для проведения планово-предупредительных ремонтов картовых и сбросных каналов ЯРОС, кроме средств механизации, предусмотренных Системой машин (часть Ш, Мелиорация), нами предусмотрены технологические операции, для выполнения которых может применяться каналоочиститель новой конструкции. Указываются параметры восстановленных после проведения эксплуатационных работ каналов и рисовых чеков. В этой главе сделаны попытки систематизировать каналоочистительные машины по основным признакам, полученных на основе изучения конструкции рабочих органов и анализа патентно-библиографического поиска по очистке оросительных каналов от наносов и растительности в СССР и за рубежом.

Машины цикличного действия работают по принципу копания.-При этом нарушаются проектные размеры сети, увеличивается шероховатость каналов. Здесь же приводятся технико-экономические показатели каналоочистительных машин с активными (ротор, шнек) рабочими органами, их преимущества и недостатки. Сравнивая существующие способы очистки, их преимущества и недостатки отмечаем, что перспективным для дальнейшего исследования является механический способ очистки, по принципу которого работают всё серийно выпускаемые каналоочистительные машины.

Разработаны мероприятия по техническому обслуживанию картовых оросителей и сбросов рисовой системы и установлены оптимальные сроки очистки.

Анализ технологических процессов этих машин на очистке каналов дозволил установить характер распределения мощности двигателя базовой машины на резание грунта и растительности, транспортирование (отбрасывание) срезанной массы и на передвижение каналоочисти-теля. Существенным недостатком этих машин является большая скорост'

метания (выбрасывания) срезанной- массы - до 25 м/с, где в с ост-

на.

ветствии с третьем членом рацяольной формулы академика В.П.Го-рячкина затрата мощности на отбрасывание пласта возрастает в (пункции кубу скорости рабочего органа. Отмечаем непроизводительную излишнюю затрату энергии и на деформации частиц при транспортировании.

Поэтому с точки зрения энергоемкости более приемлемо разделение функции резания наноса и выноса срезанной массы на берму (рис.4) с соответствующими оптимальными скоростными режимами работы режущего, и транспортирующего рабочих органов, обеспечивающие высокую производительность в сравнении с существующими средствами механизации. Разработанная технология очистки КО и КС позволяет провести мероприятия по механизированной очистке этих каналов круглый год.

Заслуживает вникания и способ вытеснения сорняков на оросительных каналах многолетними кормовыми травами (люцерны, суданки и др.). Внедрение этого способа в совхозе им."50 лет К&з.ССР" Те-ренозекского района позволило вытеснить всю сорную растительность на картоном сбросе протяженностью 500 м. Использование этого биологического метода экономически выгодно, так как скошенная масса многолетних трав используется даю кормовой цели.

В четвертой главе "Экспериментально-теоретическое исследование каналоочистителя с комбинированным рабочим органом" проанализированы существующие теории резания грунтов, разработанные Го-рячкиным В.П., Зелениным А.Н., Домбровским Н.Г., Ветровым Ю.А. и др. Анализ теории резания грунтов косым клином по методике академика В.П.Горячкина' позволил установить распределение затрат энергии на резание и его транспортирование за пределы канала, на основании чего создан новый рабочий орган комбинированного действия, принцип действия которого основан на различных скоростных режимах.

режущего ножа и транспортирующего рабочего органа (шнек, скребок, вош). Методом геометрического додобия изготовлены рабочие органы с одним, четырьмя и пятью ножами и выбрана рациональная форма режущего ножа. Методической базой явилось приближенное физическое моделирование процесса резания грунта, теория моделирования эксперимента со статической обработкой опытных данных. В эксперименте использовались современные методы тензометрирования и регистрирующая аппаратура. На основе многолетних лабораторных исследований установлена оптимальная скорость резания наносного слоя с минимальной затратой удельной силы и получена зависимость . (рис.5):

А Ао -Л ф+А* Ш ^

где - коэффициенты;^ - абсолютная скорость резания,м/(

В литературных источниках отмечаются оптимальные скорости транспортирования активных рабочих органов (фреза, ротор,, скребок с наименьшей затратой энергии на выброс срезанной массы и деформации частиц (сдвиг, смятие, трение между частицами и др.) грунта. Поэтому априорно предполагали, что оптимальную скорость транспорт тирующего рабочего органа (шнек, скребок, ковш) следует выбрать н более 2 м/с. В работе приведена кинематическая схема и математическая модель распределения потока мощности между режущим,- транспортирующим рабочими органами и на самопередвижение машины:

У' % = с,- ~фгу>)-фг!?№щУ фа + -77Г; ;

С* -Ч;

Эу % - ~ кое) ■ г3 у

Каналоочиститель с комбинированным рабочим органом (режущий транспортирующий) качественно профилирует откосы КО (рис.6).

3,ив

що грм

г,ш 1000

11С0

цт

оао а

г

560 1/р + 2200 / л

6 Аг X у

<у- зкспе) к - рс!чег. 1именп чипе ■гяьные

*

ъ

*

о г « 6 8 ю 12

Рис.5. ЗаВисимость удельной силы от скорости режущего рабочего органа

16 а

»/с

500

ЮОО

1100

то та (мм)

Рис. 6. Профиль поперечного сечения /сортового оросителя после прохода канал о о чистителя с ком биниробанным рабочая органам

Б главе кригздекн расчете баланса мощности (кВт)

A/o% = /V, + !Vj*ft/r i-A/s(8)

vz&NftJs - когкостя, затрачаваекие ка перемещение каыин-, рззание растительности на каналах, резаниз наносного схоя, подъем срезанной масс;; на бзрму канала, преодоление кинетической энергии.

Составляющие формулы (8) в свою очередь определяются :

Aг«е/ = ■ ¿^v кВт п ,

/о3 ■ " u

Nkux = I-M¿-LJ2Z.---¡kßsn

Ir O (И;

Ñ+ V„r)(l+ Une«), кВт (12)

Производительность (м3/ч) каналоочистителя с разветвленным потоком мощность определяется по выносной сдосооности шнека;

П ~ - з/и /ToN

<1т~ Кр Jtr>0(^ ' (13)

где K¡ и ~ коэффициенты, учитывающие соответственно-засоренность КО и КС и слой воды в канале.

Общий тяговый расчет (кН) машины цо общеизвестной методике:

ZWi - + U/я. * W3 л//lu)

где U/f ,\/¿x »U^ - сопротивления передвижению базовой машины, рабочего органа и на преодоление сил инерции. Сопротивление передвижению рабочего органа состоит из составляющих сопротивлений: резания растительности и наносов и транспортирования срезанной массы.

Пятая-глава "Технико-экономические показатели эксплуатационных работ на рисовых системах" построена на оптимизации парка машин по'разным технологиям производства работ на основании целевга* функции - отыскание минимума приведенных затрат по очистке и Tpai портировке сорной растительности и наносов. В этой главе привед!

условия сравнительных испытаний экспериментального рабочего органа я одноковшового экскаватора с обратной лопатой. Испытания показали, что производительность новой машины в 2...2,5 раза больше, снижается удельная мощность на разработку грунта на 10.,.12% чем у базовой машины. Результаты исследований внедрены в колхозе им. Ибрая Кахаева (Чийлийский р-н) и совхоза юл."50 лет Каз.ССР" (Те-ренозекский р-н) Кзыл-Ордпнской области. При этом произведена очистка картовых оросителей на площади посевов риса 100 га к/з им.И.Жа-хаев и 150 га с/х им."50 лет Каз.ССР". Ориентировочно ка этих площадях прибавка урожая составляла 3...5 ц/га (1976-1988 гг.). Экономический эффект от внедрения одной машины с разветвленным потоком мощности составляет 397 руб., срок окупаемости - 0,2 года.

ОВД® ВЫВОДЫ

1. Площади орошаемого земледелия расширяются. Повышение урожайности риса, снижение себестоимости продукции неразрывно связано с увеличением КПД оросителя и сброса ИРОС. Имеет место занос семян, которые увеличивают общую засоренность рисовых полей. Еивое сечение оросительных и сбросных каналов зарастает растительностью и заиляется, в результате чего снижается водопропускная способность каналов и увеличиваются потери воды на фильтрацию.

2. Толщина наносов в сечении оросителей и сбросов составляет 10...40 см, объем наносов в пересчете на I км сети 300...400 м3.

3. Картовые оросительные и сбросные каналы зарастают сорной растительностью, преимущественно тростником. Число растений 160...170 шт/м^, средний диаметр в пределах 3,2...6,0 см, высота -30...40 см.

4. Оптимальными сроками очистки картовой оросительной и сбросной сети ИРОС Кзыл-Ординской области является период с 10.X-- 15.X до наступления устойчивых заморозков (15.ХП...20.ХП)-и с 10.Ш - 16.Ш до начала сева (20.1У-26.1У).

5. Влажность наноса на глубине 0...25 см колеблется в пределах 23...28%, твердость - 16...1360 яПа.

6. Применение экскаваторов с объемом ковша 0,25...О,65 м3 на очистке оросительно-сбросной сети ИРОС менее эффективно.

7. На основе анализа существующих способов и средств механизации очистки наиболее эффективным в борьбе с сорной растительностью на оросительных каналах и удаление наносов является механический способ, по принципу которого работают серийные канало-очистительные машины.

8. На основании анализа теории резания грунтов и литературных источников установлено, что необходимым условием снижения энергоемкости разработки грунта является разделение функции ре- . зания грунта и транспортирование срезанной массы на берму с опреде лением оптимальных режимов работы соответствующих рабочих органов каналоочистителькой машины.

9. Среди факторов, влияющих на продуктивность орошаемого земледелия выделяются неуправляемые и управляемые с помощью регулирования последних можно прогнозировать урожайность риса. Из большого числа факторов выделено техническое состояние каналов, точность планировки полей, применение в оптимальных дозах органических и минеральных удобрений.

10. Наибольшие требования к точности планировочных работ предъявляет культура рис, возделываемая в постоянном слое воды

в течение всего вегетационного периода развития. Оценка качества планировки полей производится по коэффициенту ., среднему квадратичному отклонению от нулевой плоскости и отклонение от средней плоскости,

11. Повышение точности планировочных: работ позволяет увеличить площадь рисового чека до 4...6 га и поднять коэффициент земельного использования до 0,8...О,9, что положительно влияет

на производительность сельскохозяйственных машин, но при этом объемы земляных работ возрастают.

12. Разработана технологическая карта ухода за картовымя оросителями я сбросами.

13. Лабораторным и полевым исследованиями обоснованы оптимальные режимы работы рабочего органа каналоочистителя с разветвленным потоком мощности.

Основные положения диссертации"опубликованы в следующих работах:

1. Некоторые вопросы механизации очистки внутрикартовой оро-сительно-сбросной сети от наносов. В сб."Вопросы механизации возделывания и уборки риса в Казахской ССР". Научные труды КазСХИ, Вып.З. 1973. - С.13...16.

2. Об эффективности применения на очистке внутрикартовой оро-сительно-сбросной сети ИРОС экскаваторов. Труды КазСХИ. Том ХУП. вып.4 - 1974. с.17...19.

3. Об оптимальных сроках механизации очистки картовой ороси-тельно-сбросной сета от наносов и сорной растительности.. Труды КазСХИ. выл.4. 1976. - с.19...22.

4. Механизация возделывания и уборки риса. - В кн. Рис в Казахстане (на казахском языке). Алма-Ата. Кайнар. 1982. с. 147...158 (соавтор Ундирбаев Е.У.).

5. О некоторых результатах экспериментальных исследований по очистке внутрикартовой оросительной сети от наносов. Труды КазСХИ. 1987. С.40...46.

6. Механизация очистки оросительно-сбросной сети рисовой системы от наносов. В сб."Тезисы докладов молодых ученых и специалистов". Кзыл-Орда. 1988. с.13...14. (соавтор Гражданки Е.А.).

7. Состояние механизации очистки внутрикартовой оросительной и сбросной сети инженерной рисовой системы Кзыл-Ординской области.

Журнал "Мелиорация и водное хозяйство"^в печати, соазтор Суриков В.В.),

8. Исправление деформированных картовых и сбросных каналов рисовых систем механизированным способом. В сб. "Механизация гидромелиоративных работ". МГМИ (в печати). 1990. (соавтор Суриков В.В,).