Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Интенсификация технологий и совершенствование технических средств орошения дождеванием

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Интенсификация технологий и совершенствование технических средств орошения дождеванием"

На правах рукописи

0034»

СНИПИЧ ЮРИЙ ФЁДОРОВИЧ

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОРОШЕНИЯ ДОЖДЕВАНИЕМ

06.01.02 — «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук ■ .

1 О ДЕК 2009

Москва-2009

003487329

Работа выполнена в Федеральном государственном научном учреждении «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

(ФГНУ РосНИИПМ)

Научный консультант -

доктор технических наук Васильев Сергей Михайлович (ФГНУ Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации) Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гостищев Дмитрий Петрович (Российская академия сельскохозяйственных наук)

доктор технических наук, профессор Губер Кирилл Вадимович (Всероссийский НИИ гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова РАСХН)

доктор технических наук, профессор Городничев Валерий Иванович (ФГНУ Всероссийский НИИ систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга") Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Российский государствеппый аграрный заочный университет»

Защита состоится « 2009 г. в часов на заседании диссерта-

ционного совета Д 220.045.01 в ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства» по адресу: 127550, Москва, ул Прянишникова 19, ауд. 1/201. Факс 8(495)976-10-46

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотек МГУП, а также на сайте Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки Минобразования и науки РФ referai vak@ministry.ru.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять учёному секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан « H^>tPfh ¡Я 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Сурикова Т.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. 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 сетыо 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 организационно-хозяйственным условиям.

Одновременно с уменьшением общего количества орошаемых земель наблюдается сокращение отечественной поливной техники. В настоящее время осталось около 25 тыс. дождевальных машин, в том числе более 20 тысяч уже отслуживших свой нормативный срок.

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 привлечения 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.

Цель исследований - разработка технических и технологических решений по модернизации дождевальных машин, обеспечивающих повышение качества полива и ресурсосбережение при реконструкции и эксплуатации оросительных систем.

Задачи исследований:

- оценить состояние, проблемы дальнейшего развития дождевальной техники и интенсификации технологий её применения;

- научно обосновать и разработать программу обновления парка дождевальной техники с учетом совершенствования технологий орошения;

- разработать теоретические основы направлений технического и технологического усовершенствования дождевальной техники;

- усовершенствовать методику анализа удельных показателей существующей и разрабатываемой дождевальной техники;

- оценить полученные агротехнические и технологические параметры дождевальных машин различных конструкций;

- разработать методику прогнозирования развития рынка дождевальной техники в Российской Федерации;

- дать оценку экономической эффективности разработанных технических й технологических решений по усовершенствованию дождевальных машин.

Методы исследований. При выполнении настоящей работы использовались общеизвестные методики теоретических и экспериментальных исследований, разработанные и рекомендованные РАСХН, ГНУ «ВНИИГиМ», ФГНУ <<РосНИИПМ>>, ФГОУ ВПО «НГМА», ФГОУ ВПО «СГАУ», ГНУ «ВНИИОЗ». При проведении теоретических исследований использовались положения теории статистики, теории шинирования эксперимента и методов математического анализа.

В ходе экспериментальных исследований использовались научно-практическая база ФГНУ «РосНИИПМ» и его филиалы в Ростовской области, применялись полевые лабораторные установки, разработанные автором, и ресурсы зколого-аналитической лаборатории РосНИИПМ (аттестат аккредитации № POCC.RU 0001.512581 от 19.01.01.).

Научная новизна:

- дана оценка состояния парка дождевальной техники и предложена программа обновления с учетом технологического и экономического уровня сель-

скохозяйственных предприятий, и перспективы реконструкции оросительных систем;

- предложены теоретические основы дальнейшего совершенствования конструкций дождевальной техники, позволяющие на стадии проектирования, изготовления и эксплуатации вести контроль за их агротехническими и технологическими параметрами;

- получены зависимости влияния высоты расположения дождевального пояса машин ДКФ на структуру дождя, его энергетическое воздействие на почву, потери воды на испарение, а также уменьшения негативного воздействия ветра на качество полива;

- выявлены количественные показатели влияния частоты вращения аппаратов ДД-30 на радиус полива, коэффициент равномерности распределения воды по орошаемой площади и величину испарения воды в зависимости от скорости ветра при поливе переоборудованной машиной ДМ «Днепр».

Научные положспия, выносимые на защиту:

- состояние и программа обновления парка дождевальной техники;

- теоретические основы технического и технологического усовершенствования дождевальной техники;

- методика анализа удельных показателей существующей и разрабатываемой поливной техники;

- конструктивные схемы серии дождевальных машин ДКФ с изменяющейся высотой дождевания;

- технические решения совершенствования технических и технологических параметров ДМ «Днепр»;

- методика прогнозирования развития рынка дождевальной техники в РФ и экономическая эффективность разработанных технических и технологических решений по усовершенствованию дождевальных машин.

Достоверность результатов научных исследований:

- теоретические разработки направлений технического и технологического усовершенствования дождевальной техники основаны на многочисленных натурных и статистических данных с комплексным анализом почвенно-климатйческих и организационно-хозяйственных условий;

- полученные научные и экспериментальные данные технических и технологических характеристик ДКФ подтверждены при проведении специальных,

производственных и государственных испытаний (протокол № 11-53-02 (118011 от 13 декабря 2002 г.);

- отдельные из полученных данных и зависимостей согласуются с известными данными и закономерностями, полученными другими авторами.

Практическая значимость работы.

Разработанная программа обновления парка ДМ позволяет прогнозировать развитие данного вида техники в РФ на ближайшую перспективу с учетом уровня развития сельхозпроизводства, а методика анализа удельных показателей - реализовать программу обновления парка отечественной поливной техники на этапах проектирования и внедрения.

Внедрение предложенных теоретических основ совершенствования ДМ и разработка на её основе технических решений позволяет сохранить на первом и последующих этапах существующие орошаемые площади, а в дальнейшем они могут быть использованы при проектировании новой поливной техники отечественного производства.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на региональной конференции «Экологические аспекты Северного Кавказа» (Новочеркасск, 1990 г.), конференции молодых ученых и специалистов (Краснодар, 1991 г.), конференции «Проблемы мелиорации и экологии юга России» (Новочеркасск, 1993 г.), конференции «Экологические аспекты эксплуатации гидромелиоративных систем и использования орошаемых земель» (Новочеркасск, 1996 г.), Всероссийской конференции «Кадры и научно-технический процесс в мелиорации». (Новочеркасск. 1997 г.), научно-практической конференции, посвященной 70-летию строительного факультета ЮРГТУ (Новочеркасск, 2000 г.), научно-практической конференции, посвященной 70-летию строительного факультета ЮРГТУ (Новочеркасск, 2000 г.).

Отдельные результаты диссертационной работы представлялись на Ученых Советах ФГНУ «РосНИИПМ» (ЮжНИИГиМ), ФГОУ ВПО «НГМА» ФГОУ ВПО «СГАУ», Волгоградского комплексного отдела ГНУ «ВНИИГиМ» РАСХН.

Под научным руководством автора были защищены кандидатские диссертации В .В. Слабунова (2004 г.), А.Е. Шепелева (2006 г.) и C.JI. Жук (2007 г.).

Публикации. Список основных научных трудов автора включает 37 наименований, в том числе 15 публикаций в средствах научной печати, рекомендованных ВАК Министерства образования РФ, из них 8 патентов и одно авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 312 страницах машинописного текста, содержит 43 таблицы, 65 рисунков и 5 приложений. Список литературных источников включает 203 наименования, в том числе 25 иностранных авторов.

Диссертационная работа выполнялась в ФГНУ «РосНИИПМ» (ЮжНИИ-ГиМ) в соответствии с его тематическими планами НИР и ОКР, и НТП «Мелиорация и гидротехника» и «Плодородие почв» (шифр III. 01,111.04).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ведении показана актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследований, изложена методология и методика их проведения, представлена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе «Анализ технологий и парка поливной техники, использующейся для орошения сельскохозяйственных культур» проведен анализ существующих технологий орошения дождеванием и состояния парка дождевальных машин в Российской Федерации.

К 1990 году парк дождевальной техники составлял по России 65,2 тыс. единиц, в том числе широкозахватной - 50,6 тысяч. По трем регионам — Краснодарский, Ставропольский края и Ростовская область - соответственно порядка 10 тысяч, из них 6,5 тысяч широкозахватных. Средняя нагрузка на одну дождевальную машину составляла 63 гектара. Уже через 10 лет парк дождевальной техники по России снизился до 13,6 тыс. штук, а по трем вышеназванным регионам до 4,2 тьге. штук.

Вопросам разработки технологий орошения и совершенствования дождевальной техники посвятили свои исследования Г.Т. Балакай, Н.П. Бредихин, М.С. Григоров, К.В. Губер, С.Х. Гусейн-Заде, Н.С. Ерхов, H.A. Иванова, В.М. Ивонин, А.П. Исаев, A.B. Колганов, A.A. Коршиков, А.Н. Костяков, A.B. Кравчук, Б.М. Лебедев, В.Ф. Носенко, В.И. Ольгаренко, Г.В. Ольгаренко, Г.А. Сен-чуков, В.В. Слюсаренко, А.Ю. Черемисинов, Б.Б. Шумаков, В.Н. Щедрин, O.E.

Ясониди и многие другие, что позволило к 1990 году вывести отечественную технику и технологию орошения на мировой уровень.

В последнее время этим вопросам были посвящены диссертационные работы В.И. Городничева, Б.П. Фокина, И.С. Алексейко и др. Методологические основы и общая стратегия технического обеспечения сельскохозяйственного производства предложены в работах Л.С. Орсик.

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.

Таким образом, на современном этапе функционирования орошаемого земледелия главным фактором, сдерживающим выход его из кризиса и переход в режим стабилизации и развития, является негативное состояние парка поливной техники. Снижение количественного и качественного состава поливной техники вызывает пропорциональное уменьшение валового производства продукции. Большинство потребителей поливной техники имеют низкую покупательную способность, которая не позволяет им самостоятельно поддерживать техническую базу производства и безубыточную деятельность. Экономически независимые сельхозтоваропроизводители приобретают зарубежную поливную технику и эксплуатируют её без учета мнения и рекомендаций профильных НИИ.

На основании анализа технического состояния парка дождевальных машин Ростовской области, Ставропольского края и тенденции его восстановления был сделан вывод, что наиболее быстро восстанавливаемыми являются орошаемые участки с поливной техникой, работающей из открытых оросителей и с автономными энергоносителями. К таким дождевальным машинам можно отнести ДЦА-ЮОМА, ДЦА-ЮОВХ и ДМ «Днепр». Имея относительно высокие показатели по мобильности, и имеющие автономные энергоносители для перемещения, данные дождевальные машины, однако, не в полной мере отвечают особенностям орошения с.-х. культур.

Во второй главе «Программа развития интенсифицированных технологий и усовершенствования технических средств орошения дождеванием», согласно результатам проведенного анализа парка дождевальной техники и еде-

лаиным на его основании выводах, установлено, что разработка, производство и внедрение в хозяйственный оборот АПК поливной техники нового поколения с существенно более высокими технико-экономическими параметрами, новых механизированных технологий и форм организации использования машинных агрегатов является основой вывода из кризиса орошаемого сектора АПК.

Одним из важнейших параметров дождевальных машин следует считать сезонную нагрузку (или подвешенную площадь), который определяет валовые уровни сельскохозяйственной продукции и конечный экономический эффект от орошения. Считалось, что этот параметр зависит от характеристик машины, прежде всего - расхода и от условий размещения. В числителе всех расчетных формул стоит величина расхода ДМ, а знаменатель может быть различным. В частности, знаменателем может быть ордината графика гидромодуля в период наибольшего во до потребления или удельная потребность в оросительной воде наиболее влаголюбивой культуры в критический период за две соседние декады. Этим и ограничиваются, не учитывая влияния, на наш взгляд, и такого немаловажного фактора, как технология полива.

Другими словами, если представить машину, поливающую поле, занятое сельскохозяйственной культурой, с определенной интенсивностью водопотреб-ления в критический период вегетации, и установить в качестве ограничивающих условий требования к режиму увлажнения характерных створов (например, требование пребывания при влажности ниже наименьшего допустимого уровня в течение не более 3 суток), то можно установить его максимальные размеры с учетом особенностей природно-климатических зон, культур и технологических характеристик ДМ.

Используя уравнения, полученные Б.П. Фокиным, можно методом подбора определить максимальные размеры полей, которые могут орошаться фронтальными дождевальными машинами, т.е. сезонную нагрузку на машину. Если начинать поливы при 75-80 % НВ, то применяя оптимальные технологические схемы, поля максимальных размеров можно поливать без иссушения сверх допустимого всей площади. При этом оказывается, что ординаты гидромодуля поля составляют в предельных случаях 1,12 для зоны неустойчивого увлажнения и 1,25 для засушливых зон. Однако если есть возможность организовать севооборотный участок, то нагрузку на машину можно увеличить на 15-20 %, а ординаты гидромодуля снизить по зонам до 0,95 до 1,06 л/с-га.

В орошаемом секторе сельского хозяйства, по экспертным оценкам авто-

ра, применяются и будут использоваться в ближайшем будущем три типа технологий по интенсивности орошения сельскохозяйственных культур.

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.

Реализация этих мер позволит использовать имеющиеся оросительные системы на их существующем техническом уровне, вернуть в строй действующих недавно законсервированные по причине отсутствия технических средств полива орошаемые участки, и стабилизировать экономику сельскохозяйственных предприятий, использующих орошение.

Этот этап является периодом подготовки интенсификации отрасли. Переход хозяйств этой группы к более сложным технологиям будет осуществляться в порядке, представленном на рисунке 1.

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.

Рисунок 1 - Программа развития технологий орошения и совершенствования поливной техники

Предполагается, что поскольку приоритетная поливная техника будет производиться и приобретаться по более высокой стоимости, и с более высокой их технологической надежностью и производительностью, она вначале будет приобретаться предприятиями с высоким уровнем доходности, а также предприятиями, поддерживаемыми инвесторами.

В этом периоде предусмотрено создать и поставить на производство основные приоритетные машины и оборудование, предусматривающие создание дождевальных машин модульного типа, работающих от стационарной или мо-

бильной 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).

Продолжительность третьего этапа - 10-15 лет. После выполнения второго этапа к следующему периоду будут созданы новые технические средства орошения, реализующие новые технологии, обеспечивающие технико-экономические параметры эффективного производства сельскохозяйственной продукции в орошаемом секторе АПК России. Поэтому на третьем этапе ставится задача создания интеллектуальной поливной техники за счет качественно нового уровня, а именно:

Первое — все создаваемые технические средства полива, особенно сложные и высокопроизводительные, должны иметь высокую техническую и технологическую надежность.

Второе — поливная техника должна быть оснащена системами автоматизации, которые представляют собой базу или нижний уровень в многоуровневой системе интеллектуальной, т.е. самоконтролирующейся поливной техники.

Третье - 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.

Стоимость парка поливной техники нового поколения оценивается суммой около 3-6 млрд руб. ежегодно. Прогнозируется, что реализовать эту цель возможно к 2015-2017 гг., то есть за 12-15 лет. Все будет определяться, в ко-

нечном итоге, покупательной способностью сельских товаропроизводителей.

Конечным результатом реализации программы будет являться интенсификация и обновление парка поливной техники, что позволит эффективнее использовать орошаемые земли, и как результат - увеличение валового производства продукции сельского хозяйства. При прогнозируемой рентабельности (20 %) из полученной прибыли на обновление парка машин может быть направлено ежегодно до 6 млрд руб. (около 25-30 % прибыли).

Третья глава «Теоретические основы технического и технологического усовершенствования дождевальной техники» содержит результаты проработки теоретического моделирования выбора дождевальных машин с использованием показателей комплексной оценки, методику анализа удельных показателей применяемой серийной дождевальной техники, модели оценки и результаты исследований по совершенствованию методики анализа удельных показателей новой поливной техники.

Обобщенный показатель качества проектируемой дождевальной техники запишется следующим образом:

м

В качестве показателя, объединяющего действия случайных факторов внешней среды при подборе эталонной машины, предлагается рассматривать величину удельного сезонного дефицита водопотребления культуры 4, м3/га. Дефицит водопотребления удовлетворяется применением ДМ производительностью Ы, м3/га. Под производительностью ДМ понимается количество воды, которое ДМ может подать на 1 га сезонной нагрузки за вегетационный период. Производительность ДМ представляет собой функцию технологических удельных показателей качества ДМ (конструктивных параметров к (расход, ширина захвата, паспортная скорость перемещения и т.д.) и эксплуатационных параметров э (время работы на одной позиции, технологическая скорость перемещения, показатели использования рабочего времени, схемы полива и др.)).

Конструкционные параметры являются выходными характеристиками ДМ. Каждый из них, в свою очередь, может быть представлен в виде совокупности некоторых технических характеристик.

Вероятная величина сезонного дефицита водопотребления культуры и техническая возможность ее удовлетворения N (к„ э.) в различные по водообес-печенности годы дают при сопоставлении разные величины отклонения — )]. При этом нарушается оптимальный режим удовлетворения рас-

тений водой, и максимальный дополнительный чистый доход от орошения Фмах(§) уменьшается на величину ущерба от недополива или переполива. Данное положение можно выразить математически:

= (2)

где с - удельный ущерб от снижения или увеличения водоподачи, руб./га.

Кроме того, величина Ф „»(£>) в любом варианте соотношения с, и N (к„ э,) должна быть уменьшена на приведенные затраты на приобретение ДМ и устройство подводящей сети, которые зависят от конструкционных параметров (е ■ /(к)), где е. - коэффициент приведения эксплуатационных затрат.

При экспоненциальном характере распределения случайной величины £ дефицита водопотребления математическое ожидание показателя окупаемости

Ф (к 1, ) находится по выражению:

Ф(к„э7)= М,[ф^,кпЭ])\ (3)

где М^ -математическое ожидание.

Детально (3) можно представить следующим образом:

£•/„(*,), (4)

где е - коэффициент приведения капитальных затрат, зависящий от конструкционных параметров к,.

С учетом (3) и (4) отыскание максимума полученного функционала по какому-либо параметру или группе параметров из к, и э, сводится к решению системы уравнений:

дФ{к„э,) дк

дф(*„э.)

= 0, ] = \ ,т.

= 0, / = 1, п

Данная система допускает некоторые упрощения: при невозможности варьирования какого-либо технического или технологического параметра, его значения фиксируются, а соответствующее ему уравнение удаляется. В результате решения (5) возможно получить оптимальные значения к,- и э,, идентифицирующих оптимальную модификацию ДМ и эксплуатационный режим ее применения. Оптимальный выбор указанных конструкционных и эксплуатационных параметров приносит максимальные значения показателю окупаемости для рассматриваемой агроклиматической зоны и культуры с учетом влияния случайных ситуаций по дефициту водопотребления. Если в качестве щ взять не один конструкционный параметр, а некоторую совокупность параметров, объединенную по функциональному назначению, то задача (5) преобразуется в задачу оптимизации модульной компоновки ДМ.

В ФГНУ «РосНИИПМ», под руководством и непосредственным участием автора, разработана методика выбора направлений восстановления внутрихозяйственной мелиоративной сети, позволяющая выбирать наиболее эффективные из существующего ряда, с учетом природно-климатических условий, наличия существующей сети, финансовых возможностей заказчика, предполагаемого направления сельскохозяйственной деятельности, выбора способа орошения и т.д. Оценку выбранного способа предлагается проводить по следующим показателям: ресурсные; технологические; комплексные (рисунок 2).

Суть методики выбора дождевальной машины для конкретного орошаемого участка по удельным показателям заключается в том, что составляется таблица из набора серийно выпускаемых дождевальных машин, в которую вносятся ресурсные показатели восстанавливаемого участка. Примером может служить орошаемый участок площадью 100 га, расположенный в СПК «Мир» Азовского района Ростовской области, где апробировалась предлагаемая методика (таблица 1).

Рисунок 2

- Модель выбора ДМ по показателям комплексной оценки

К наиболее важным технологическим показателям относятся: обслуживаемая ДМ площадь, га; уровень механизации и автоматизации, выражаемый через расход, управляемый одним человеком, л/с.чел; набор культур, возможных к возделыванию на данном участке; коэффициент земельного использования, КЗИ.

Таблица 1 - Ресурсные показатели выбора ДМ при восстановлении орошаемого _участка_

Ресурсные показатели

Дождевальная машина Дополнительная материалоемкость Дополнительные капиталовложения Энергетические затраты па 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 кВт 1 га К<|Т кВт 1 л/с Кот

М «Кубань» 0,66 2,13 0,33 1,57 23,18 1,3 13,78 1,65 1,14 1,72 0,68 1,38 9,75

М «Фрегат» 0.6 1,93 0,44 2,09 41,95 2,35 30,81 3,68 0,66 1 0,49 1 12,05

М «Днепр» 0,31 1 0,21 1 32,70 1,83 19,80 2,36 1,33 2,0 0,98 2,0 10,19

[М «Ладога» 0,54 1,74 0,57 2,71 17,81 1 8,36 1 0,79 1,19 0,51 1,04 8,68

ОДА 100 ВХ 0,41 1,32 0,9 4,28 18,94 1,06 9,88 1,18 0,72 1,09 0,51 1,04 9,97

Эталон (¡у,) 0,31 0,21 17,81 8,36 0,66 0,49 6

Далее вносятся данные о дополнительной материалоемкости, стоимости и энергетических затратах эксплуатации оборудования, включая насосные станции, трактора, самой сети и т.д. В наборе предлагаемой дождевальной техники каждый из ресурсных показателей рассчитывается по среднеарифметической величине и получает безразмерный коэффициент более или менее единицы. Однако только ресурсные показатели еще не полностью характеризуют эффективность применения того или иного способа орошения. При оценке эффективности способа орошения очень важными являются технологические показатели, которые представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Основные технологические показатели дождевальной техники

Способ полива Технологические показатели

обсл. площадь маш/100 га уровень механизации, чел/га КЗИ Уд-

ДМ «Кубань» 0,5 1 0,12 1 0,98 1,6 3,6

ДМ «Фрегат» 1,3 2,6 0,4 3,3 0,97 1,6 7,5

ДМ «Днепр» 0,9 1,8 0,225 1,85 0,97 1,6 5,25

ДМ «Ладога» 1,2 2,4 0,3 2,5 0,98 1,6 6,5

ДДА 100 ВХ 1,0 2,0 2,0 16,6 0,6 1 19,6

Эталон 0,5 • 0,12 0,6 3

Все эти показатели для существующих конструкций оросительной сети и способов полива имеются в справочниках, а для вновь разрабатываемых конструкций устанавливаются по результатам полевых испытаний.

Знание ресурсных и технологических показателей способов полива, предлагаемых в качестве принимаемых для восстановления орошаемого участка, позволяет установить комплексный показатель оценки, определяемый как сумма приведенных выше показателей. Значения комплексного показателя оценки способа полива приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Значения комплексных показателей оценки способа полива

Способ полива Ресурсные удельные показатели Технолог, удельные показатели^ Комплексные показатели Место в ряду эфф.

ДМ «Кубань» 9,75 3,6 13,35 1

ДМ «Фрегат» 12,05 7,5 19,55 4

ДМ «Днепр» 10,19 5,25 15,44 3

ДМ «Ладога» 8,68 6,5 15,18 2

ДДА 100 ВХ 9,97 19,6 29,57 5

Эталон 6 3 9

Анализ по данной методике можно проводить по любым с ^акторам и для

любого способа восстановления внутрихозяйственной сети. По результатам расчета строится диаграмма (рисунок 3), которая наглядно показывает, какая из оцениваемых машин наиболее приемлема для данного участка. Это позволяет определить пути восстановления внутрихозяйственной оросительной сети на конкретном участке.

К>-ДП

30

20 15

"¿Ресурсные е Технологические Комплексные

ДМ Кубань ДМ Фрегат ДМ Днепр ДМ Ладога ДДАЮОВ* Сталин

Рисунок 3 - Выбор оптимальной ДМ для участка в СПК «Мир» Азовского р-на Ростовской области

В период активного конструирования и внедрения поливной техники в Российской Федерации (60-70 годы) не учитывались такие факторы, как материалоемкость, энергоемкость, стоимость оборудования и т.д. Для выявления перспективных направлений конструирования дождевальных машин нового поколения в РосНИИПМ автором предложена методика анализа удельных показателей применяемой серийной дождевальной техники и разработана прикладная компьютерная программа для ПЭВМ. Данная программа позволяет анализировать технические показатели, выбирать наиболее эффективную технику из существующих и вновь создаваемых дождевальных машин, в том числе и с учетом природно-климатических условий проектируемого или реконструируемого орошаемого участка.

Суть методики заключается в том, что строится таблица из набора дождевальных машин, в которую вносятся технические показатели (расход, обслуживаемая площадь и т.д.). Далее вносятся данные о металлоемкости, стоимости и энергетических затратах всего оборудования, включая насосные станции, трактора, закрытый трубопровод и т.д. В наборе анализируемых машин каждый из факторов рассчитывается по среднеарифметической величине и получает безразмерный коэффициент выше или ниже единицы. Анализ по данной методике можно проводить по любым факторам и для любого набора дождевальных машин. По результатам расчета строится график, который наглядно показывает, для какой дождевальной машины какой из факторов находится в норме или превышает ее.

По данной методике был проведен анализ используемых в настоящее время девяти типов дождевальных машин. Установлено, что такие ДМ, как «Фрегат», «Днепр», «Кубань» по металлоемкости на гектар обслуживаемой площади и на 1 л/сек организованной водоподачи намного превышают такие дождевальные машины, как «Волжанка», «ДДН-70», «ДЦА-100 ВХ». Для организации полива ДМ «Фрегат» необходимо 39 т металла, ДМ «Днепр» - 40 т, ДМ «Кубань» - почти 48 т, причем значительная часть металлоемкости этих машин, кроме ДМ «Кубань», приходится на закрытые трубопроводы. Такая же картина вырисовывается и с точки зрения экономической оценки. Из 2,7 млн руб. стоимости оборудования для ДМ «Фрегат» 1,8 млн руб. приходится на закрытый трубопровод, без стоимости работ.

Резкое повышение цен на энергоресурсы, неадекватные ценам на производимую сельскохозяйственную продукцию, потребовало анализа существую-

щей дождевальной техники и с точки зрения энергоемкости. Энергоемкими дождевальными машинами как на 1 га, так и на 1 л/сек организованного расхода являются ДМ «Фрегат» и «Кубань». Конструкция дождевальной машины «Днепр» предусматривает использование двух энергоустановок - насосной станции и трактора с генератором. Такая схема снижает общий КПД энергоустановок и увеличивает энергопотребление.

Анализ полученных результатов показывает, какие дождевальные машины и по каким факторам находятся в норме или превышают ее. Наиболее приемлемой, из широкозахватных ДМ, является «Волжанка». Однако из-за применения цветного металла стоимость ее превышает норму для данного набора машин. Определенный недостаток «Волжанки» заключается в том, что для организации полива этой машиной используется закрытый трубопровод.

Дождевальные машины «Фрегат», «Днепр», «Кубань» при данном анализе требуют значительного уменьшения материалоемкости. Небольшая стоимость оборудования дождевальной машины «Кубань» объясняется тем, что при ее работе не требуется закрытый трубопровод.

Около десяти лет назад были предприняты попытки создания так называемых «малоэнергоемких» и «низконапорных» дождевальных машин, в частности «Кубань ЛК 1». В разновидностях этих машин для фермерских хозяйств не изменялись заложенные в них конструктивные недостатки. Так, уменьшение конструктивной длины не только не улучшило удельные показатели материалоемкости и стоимости, а наоборот увеличило. Это особенно характерно для машин кругового действия.

Анализируя характеристики дождевальных машин ДЦН-70 и ДЦА 100-ВХ, можно сделать вывод о том, что имея хорошие показатели по материалоемкости и стоимости оборудования, дальнейшее развитие данного вида дождевальных машин следует вести в направлении уменьшения энергозатрат.

При совершенствовании методики анализа удельных показателей новой поливной техники нами предлагается использовать ресурсный показатель К', который определяется через значения удельных показателей: технического К™", определяющего расход металла на 1 га орошаемой площади или л/с расхода дождевальной машины; экономического К у", определяющего затраты на строительство (реконструкцию) орошаемого участка, обслуживаемого одной машиной, отнесенных к 1 га или к расходу 1 л/с; энергетического, К™, опреде-

ляющего установленную мощность, необходимую для обслуживания нормативной площади одной дождевальной машиной, отнесенной к 1 га орошаемой площади или к 1 л/с расхода ДМ.

Алгоритм определения ресурсного показателя оценки существующей и проектируемой дождевальной техники заключается в следующем: по каждому классу дождевальных машин определяются удельные показатели; результаты определения удельных показателей дождевальной техники сводятся в таблицы 4 и 5; в данных таблицах выбираются минимальные значения, предполагая, что они будут в эталонной машине для своего класса.

Таблица 4 - Удельные показатели машин, работающих от закрытой сети

Марка ДМ Оценочные показатели

материалоемкость экономические энергетические

т/га т/л/с тыс. руб./га тыс. руб./л/с кВт/га кВт/л/с

«Фрегат» Б434 0,60 0,44 41,95 30,81 1,33 0,98

«Днепр» 0,41 0,31 37,81 28,36 0,92 0,69

«Волжанка» 0,27 0,42 23,94 37,41 0,55 0,86

«Кубань ЛК» 0,46 0,42 33,18 31,76 0,80 0,72

Шлейфы 25/300 0,61 0,63 36,21 37,91 1,03 1,08

Эталон 0,27 0,31 23,94 28,63 0,55 0,69

Таблица 5 - Удельные показатели машин, работающих от открытой сети

Марка ДМ Оценочные показатели

материалоемкость экономические энергетические

т/га т/л/с тыс. руб./га тыс. руб/л/с кВт/га кВт/л/с

«Кубань» 0,66 0,33 23,18 13,78 1,14 0,68

ДЦН-70 0,13 0,12 12,66 11,69 - 1,13 1,05

ДЦА-100 ВХ 0,11 0,09 8,94 6,88 0,66 0,51

ДКДФ-1 0,16 0,09 8,4 6,72 0,78 0,62

Эталон (<7,) 0,11 0,09 8,4 6,72 0,66 0,51

Из машин, работающих из открытой сети (таблица 5), по ресурсным показателям наиболее эффективной и близкой к эталонной машине является ДМ ДЦА-100 ВХ. Следующей за ней, по убывающей эффективности, идет ДМ ДКДФ-1. Наихудшие показатели по потреблению ресурсов имеет ДМ «Кубань». Она является наиболее ресурсоёмкой дождевальной машиной, работающей из открытой поливной сети.

Далее определяются относительные удельные показатели (д) для каждого класса машин, как отношение текущего значения удельного показателя рас-

сматриваемой реальной дождевальной машины к аналогичному удельному показателю эталонной дождевальной машины соответствующего класса. Результаты заносятся в таблицу 6.

Данные таблицы 6 показывают, что из дождевальных машин, работающих от закрытой сети, наиболее эффективны ДМ «Волжанка» и «Днепр».

Наименее эффективны ДМ «Фрегат» и дождевальные шлейфы ШД 25/300, ДМ «Кубань Ж» занимает промежуточное значение между ДМ «Днепр» и «Фрегат».

Таблица 6 - Относительные удельные показатели машин, работающих

от закрытой сети (по ресурсным показателям)

Марка ДМ Относительные удельные показатели

материалоемкость экономические энергетические га л/с кр

/га д/л/с д/га д/л/с 9//га д,/л/с

«Фрегат» Б434» 2,22 1,42 1,75 1,09 2,42 1,42 6,39 3,93 10,32

«Днепр» 1,52 1,00 1,58 1,00 1,67 1,00 4,77 3,00 7,77

«Волжанка» 1,00 1,35 1,00 1,32 1,00 1,25 3,00 3,92 6,92

«Кубань ЛК» 1,70 1,35 1,39 1Д2 1,45 1,04 4,54 3,51 8,05

ШД 25/300 2,36 2,03 1,51 1,34 1,87 1,56 5,64 4,93 10,57

Эталон 1,00 '"1,00 1,00 1,00 1Ж1 1,00 3,00 3,00 6,00

Суммируя значения относительных удельных показателей, приведенных к 1 га и к 1 л/с расхода по каждой ДМ рассматриваемого ряда машин по каждому классу, получаем комплексные показатели эффективности дождевальной техники относительно эталонных дождевальных машин по ресурсным показателям:

Кр=£?Хга) + 19,(л/с). (6)

Результаты расчетов заносятся в таблицу 7.

Таблица 7 - Относительные удельные показатели машин, работающих _ от закрытой сети (по ресурсным показателям)___

Марка ДМ Относительные удельные показатели

материалоемкость экономические энергетические га л/с кр

<7//га ^¿/л/с <?,/га </,/л/с <?/га д/л/с

«Кубань» 6,00 4,33 2,76 2,05 1,73 1,33 10,5 7,71 18,2

ДЦН-70 1,20 1,33 1,51 1,74 1,71 2,06 4,42 5,13 9,55

ДДА-100 ВХ 1,00 1,00 1,06 1,02 1,00 1,00 3,06 3,02 6,08

ДКДФ-1 1,45 1,00 1,00 1,00 1,18 1,25 3,63 3,21 6,84

Эталон 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 3,00 3,00 6,00

Чем выше абсолютные значения Кр, тем дождевальная машина менее эффективна и по ресурсным показателям дальше отстоит от эталонной машины, к которой мы должны стремиться при разработке новых дождевальных машин.

Обобщенный технологический показатель качества дождевальной машины определяется как сумма относительных удельных показателей рассматриваемой ДМ:

К, = 2Х.. (7)

Чем выше абсолютное значение Кх, тем хуже ДМ по технологическим параметрам. Результаты расчетов сведены в таблицу 8.

Таблица 8 - Значения комплексного показателя оценки существующей _дождевальной техники_

Ресурсные Технологические Комплексный Место в ря-

Марка ДМ относ, уд. относ, удельные показатель К ду эффек-

показатели кР показатели К/ тивности

(Фрегат» Б 434 10,32 9,38 19,70 3

«Днепр» 7,77 10,34 18,11 1

«Волжанка» 6,92 14,56 21,48 4

ДДН-70 9,55 13,16 22,71 5

ДДА-100 ВХ 6,08 31,58 37,66 8

ДКДФ-1 6,84 40,96 47,80 9

ШД 25/300 10,57 34,38 34,95 7

<Кубань ЛК 1» 8,05 10,32 18,37 2

Эталон 6,00 6,00 12,00

Анализ значений показателей дождевальных машин по технологическим параметрам показывает, что эталонная ДМ имеет обобщенный показатель, равный 6, что соответствует дождевальным машинам, обладающим наилучшими показателями, присущими рассматриваемому ряду машин.

Наилучшими показателями по технологическим параметрам обладают ДМ «Фрегат». Снижение значения его обобщенного показателя по отношению к эталонной ДМ определяется большими значениями относительных коэффициентов расхода; расхода, управляемого 1 человеком и производительности одной машины. Затем в возрастающих значениях обобщенных технологических показателей идут ДМ «Днепр» и ДМ «Кубань» ЛК-1, значения Кх которых соответственно равны 10,34 и 10,32. За ними следует ДМ «Кубань» (Кт =11,4), которая занимает четвертое место только за счет интенсивности дождя (Кот1|=6,4).

При снижении интенсивности дождя до интенсивности ШД 25/300, ДМ «Кубань» по технологаческим параметрам вошла бы в число эталонных машин.

Настоящая методика позволяет не только установить иерархию уровня технологичности ДМ, но и определить пути их совершенствования. Данная методика практически реализуется при помощи разработанной в программной среде MS Excel специализированной компьютерной программы (рисунок 4).

- щ g ¡ада,--— - - - У ' jajxj

r,isr..:> g:ti ' встежа r Сдоемс ..I" '* г.1-1.'- ■ - . ■ \ & ж

О E? -J ' v. У - ■■ S'i. ■ ' ' ■ ' . 'J* • 5. fi [ gil .¡'"r ЙИ»РН«®ЬТ» пшяЫцЫ- - Щ ,. Ч.Д.Т,, SCTCCTT'

Wify - 10 . 1 ж /i 3 - V-' 'У Ш '- ^r ' _ - ?.- - - d

AOS

'* < ' " 7 ' •""" \ N1 - ■ • ..■" ' :: : ; ; . ■_________________;___| '.1Г

Рисунок 4 — Компьютерная версия расчета

Четвертая глава «Разработка интенсифицированных технологий и усовершенствование технических средств орошения» содержит предложения по интенсификации технологий орошения за счет разработки и внедрения конструктивно-технологических схем серии дождевальных машин ДКФ на базе ДДА-100 ВХ и модифицированной дождевальной машины «Днепр-1М»

С учетом теоретических исследований была обоснована целесообразность использования поливной техники, работающей из открытых оросителей и с автономными энергоносителями. На научно-производственной базе ФГНУ «Рос-НИИПМ» под руководством автора была разработана и внедрена в производство серия дождевальных машин ДКФ (ДКДФ «Ростовчанка», дождевальная машина ДКДФ-1П, дождевальная машина ДКФ-1ПК и Днепр-1М).

Дождевальная машина ДКДФ-1 (рисунок 5) «Ростовчанка» имеет две противоположно направленные консоли, которые состоят из пяти секций каж-

дая. 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 (рисунок 6).

1 - трактор; 2 - основная рама; 5 — поворотная рама; 4 - центральная стойка; 5 - консоль; 6 - растяжка; 7 - насос с приводом; 8 - всасывающая линия; 9 - напорная линия

Рисунок 5 - Конструктивно-технологическая схема ДКДФ-1 «Ростовчанка»

Рисунок 6 - Дождевальная машина ДКДФ «Ростовчанка» в работе (поле № 4. ООО «Агросфера» Азовского р-на Ростовской обл.)

ДКФ-1П имеет две консоли с переменным сечением, которые состоят из 11-ти секций каждая (рисунок 7). Первая секция крепится к фланцам поворот- 1 ной рамы, вторая к первой и т.д. Между Зи4, 6и7, 9и10 секциями устанавливаются распорные треугольники. Первые три секции консоли подвешены посредством растяжек напрямую к центральной стойке. Остальные секции под- 1

1 - трактор; 2 - основная рама; 3 - поворотная рама; 4 - центральная стойка; 5 -консоль; 6 - растяжка; 7 - насос с приводом; 8 - всасывающая линия; 9 - напорная линия; 10- секторная насадка; 11 - распорный треугольник

Рисунок 7 - Конструктивно-технологическая схема ДКДФ-1П

Рисунок 8 - Дождевальная машина ДКДФ-1П в работе (поле 1. ООО «Агросфера» Азовского р-на Ростовской обл.)

Дождевальная машина фронтального действия ДКФ-1ПК (рисунок 9) 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 (рисунок 10).

1 — трактор; 2 - водопроводящее кольцо; 3 - стойки с гидравлической системой; 4 - центральная стойка; 5 - консоль; б - распорные панели вантовой подвески; 7 - растяжка; 8 - короткоструйные секторные насадки; 9 - насос с приводом; 10 — всасывающая линия; 11 - напорная линия

Рисунок 9 - Конструктивно-технологическая схема ДКФ-1ПК

Рисунок 10 - Дождевальная машина ДКФ-1ПК в работе (поле 3. ИП «Пан» Азовского р-на Ростовской обл.)

Результаты расчетов гидравлических потерь в водопроводящих узлах ДМ ДКФ представлены в таблице 9. Сравнительные данные аналогичной дождевальной машины ДДА-100ВХ были взяты из исследований Н.И. Рычкова.

Таблица 9 - Сравнительная оценка потерь напора в водопроводящих узлах ДДА-100ВХ и серии ДКФ

Потери напора, м вод. ст.

Всасывающая линия Центральная часть Консоль фермы

Расход, л/с ДКДФ1 1 ДКФ 1П С © ^ЦА-ЮОВХ © сч. и ДКФ 1П ДКФ1ПК X и о о * ДКДФ1 ДКФ 1П С в И X И о о

60 1,21 1Д4 1,27 1,33 1,02 0,66 1,40 1,77 1,9 2,3 3,1 4,0

70 1,28 1,32 1,36 1,40 1,40 0,96 1,86 2,46 2,8 3,3 4,2 4,9

80 1,39 1,43 1,47 1,52 1,68 1,2 2,47 3,37 3,9 4,4 5,6 6,3

92 1,52 1,55 1,61 1,66 2,22 1,74 3,49 4,47 4,9 5,6 7,2 8,1

100 1,65 1,70 1,76 1,85 3,20 3,53 4,60 5,54 6,3 7,1 8,9 9,8

110 1,87 1,96 2,04 2,14 4,27 3,55 5,83 7,03 7,6 8,6 11,1 11,9

В результате обработки на ПЭВМ полученных гидравлических данных водопроводящих узлов двухконсолыгого дождевального агрегата ДДА-100ВХ и ДКФ были получены следующие зависимости потерь напора:

а) для всасывающей линии:

ДДА-100ВХ - ЯЮ.ОООЗб2 - 0,03730-2,4923; (8)

ДКФ -Я=0,0003^-0,0362^+2,303, (9)

где Я-потери напора, м.вод.ст.; £) - расход, л/с.

б) для центральной части:

ДДА-100ВХ - Я= 0,0011 02-О,О7910+2,6615; (10)

ДКФ - Н=0,0003в*-0,00062-0,0278. (11)

в) для консоли фермы:

ДЦА-100ВХ - Я=0,0011^-0,02540-1,0646; (12)

ДКФ -Я=0,0005£>2-0,03450-0,8816 (13)

в) для суммарной кривой потерь напора:

ДЦА-ЮОВХ-ЯИ),0025^-0,14180+6,2184; (14)

ДКФ -Я=0,0011д*-0,00120-1,3935. (15)

Таким образом было установлено, что потери напора в водопроводящих узлах агрегатов ДКФ при расходе 100 л/с составляют 12,47 м вод. ст., которые слагаются из потерь напора во всасывающей линии - 1,71 м вод. ст., в напорной

линии от насоса до начала консолей фермы — 3,49 м вод. ст. и в консолях фермы - 7,27 м вод. ст. Это достигнуто применением полиэтиленовых труб, оптимизацией диаметра водопроводящего трубопровода и уменьшением числа фасонных деталей (местных сопротивлений).

Так как по всей рабочей длине захвата дождевальной машиной должно идти равномерное распределение расхода, то поделив расход машины на длину захвата, получаем очень важный параметр - удельный расход поливной воды на единицу длины:

Так как мы имеем длину консоли, равную 22,5 м, то определим необходимый расход на консоли и транзитный расход:

Если для увеличения ширины захвата дождем на концах фермы предполагаем установку дождевальных аппаратов, то в этом случае транзитный расход будет равен glp =0,031125 м3/с. Общий расход будет равен:

= = М50 = о,00083 (м3/с на 1 м) ¿д 60

(16)

Q = 22,5 ■ 0,00083 = 0,018675, м3/с; дтр = 37,5-0,00083 =0,031125, м3/с.

0м = 0 + ?тр = 0,05,м3/с.

Отсюда скорость жидкости:

V f ' f TtD2 ' kD2L

(17)

Так как K=F0=const, то

4g i4Q(L-l) = 4(q+Q) 7iD2 nD2L %Dl

(18)

откуда

(19)

Если обозначить q/Q = k, то формула имеет вид:

Исходя из постоянства гидравлического уклона г по длине фермы, можно сделать следующие выводы:

(21)

I ¿> 2 g

где л - коэффициент, определяющий потери напора по длине. Величину Л для упрощения предполагаем постоянной для всех водопроводящих труб фермы откуда;

(22)

При транзитном расходе

4д , 4в (I - I) _ Л(д + д ) (23)

я- £> 2 /г £> 2 I лг^о2 "V ° о '

откуда

9 +

Д = -(24)

11 (<? + Ш2

Если обозначить дЩ-к, то формула приобретает вид:

Д = Ан51\ V" (25)

Согласно расчету оптимального начального диаметра принимаем диаметр первой секции консоли полиэтиленовой трубы со следующими размерами: диаметр трубы в 160 мм; толщина стенки в 9,1 мм.

Исходя из технических показателей трубы имеем внутренний диаметр £>о=141,8 мм.

Дальнейший подбор диаметров труб по длине консоли представлен в таблице 10.

Задача расчета оптимальных расстояний между аппаратами состоит в нахождении такой области, в которой соблюдаются агротехнические требования к интенсивности и равномерности распределения дождя при всех сочетаниях факторов, неблагоприятно влияющих на распределение дождя.

Таблица 10 - Расчет диаметра трубопровода по длине консоли

№ секции Расстояние от начала консоли до начала секции, /, м Расчетный внутренний диаметр, Dm мм Наружный диаметр принятой трубы консоли, £>прин, мм/толщина стенки, мм

2 5 120,72 133/4

3 10 118,44 127/4

4 15 115,97 127/4

5 20 113,27 121/4

6 25 110,29 121/4

7 30 106,94 114/4

8 35 103,11 114/4

9 40 98,62 108/4

10 45 93,11 104/4

11 50 85,87 95/3,5

Коэффициент расхода дает качественную оценку насадки и зависит от конструкции и качества изготовления. После определения (¿т) - подбирается сопло по размеру данного типа из выбранного нами ряда, в котором размер сопел идет в последовательности +12; 13; (мм) и т.д. По этому соплу определяется рекомендуемый расход, который не должен отличаться от требуемого расхода в пределах е(+10%;-10%) (таблица 11). Таблица 11 - Диаметры сопел насадок на ДКФ

№ № Диаметр рас- Диаметр стан- Отклонение

секции насадок четный, мм дартный, ¿4, мм расхода, %

1 1-2 12,940 13,0 0,92

2 3-4 13,014 13,0 -0,22

3 5-6 13,096 13,0 -1,46

4 7-8 13,163 13,0 -2,47

5 9-10 13,235 13,0 -3,53

6 11-12 13,292 13,0 3,16

7 13-14 13,351 13,5 2,24

8 15-16 13,393 13,5 1,60

9 17-18 13,430 13,5 1,04

10 19-20 13,456 13,5 0,65

11 21-22 13,468 13,5 0,48

Концевая 19,048 19,0 -0,51

В 2004-2005 гг. на орошаемых участках СПК «Горизонт» Мартыновского района Ростовской области были проведены исследования по определению качественных и технологических показателей дождевальной машины «Днепр-

1М», переоборудованной автором дождевальными аппаратами ДД-30 (рисунок 11). Аппарат к водопроводящему трубопроводу монтируют при помощи быст-роразъемного соединения, а на места подсоединения открылков устанавливаются заглушки (рисунок ! 2).

Рисунок 12 - Модифицированная дождевальная машина «Днепр-1М» в работе (поле № 9, СПК «Горизонт» Мартыновского района Ростовской обл.)

При челночной схеме работы поливная норма (более 450 м3/га) достигалась за два последовательных прохода машины «Днепр-1М» - вперед и назад. Для сокращения непроизводительных потерь рабочего времени на перемещение полив из первых двух гидрантов с обоих сторон производился полной нормой. При обратном движении на уже политых ранее первых двух позициях полив не производился, машина «Днепр-1М» холостым ходом перемещалась на следующий гидрант и далее выдавалась заданная поливная норма.

Установлено также, что при норме полива 300-400 м /га и работе машины «Днепр-1М» с переоборудованными, равномерно вращающимися аппаратами ДД-30 средняя глубина колеи на влажной почве составляла 120-180 мм, а ширина по верху - 300-345 см. Величина расхождения колеи при 4-кратном прохождении колеблется от 350 до 420 мм. Механические повреждения растений в среднем составили 1.9 %.

Равномерность распределения слоя осадков по площади захвата является одним из основных агротехнических показателей дождевальных машин, установок, оросительных систем и зависит от качества дождя, создаваемого дожде-образующими устройствами, а также от схемы их расстановки по дождевальному крылу. Во время проведения опытов одновременно работали все аппараты ДД-30. Степень ввода турбинки в струю аппаратов применялась следующая: 1,25, 2,50 3,75; 6,25; 8,75; 12,25; 17,5 мм. Опыты проводились в трехкратной довторности.

Результаты исследований по определению параметров аппарата ДД-30, (¿4 = 26 мм, Н = 0,55 МПа) при различных скоростях ветра представлены на рисунке 13, где получены зависимости дальности полета струи от степени заглубления турбинки в струю.

Увеличение степени ввода турбинки в струю от 6,75 до 11,25 мм приводило к уменьшению коэффициента эффективного полива с 0,41 до 0,35, т.е. на 0,06. Это означает, что введение турбинки в струю, соответствующее одному обороту регулировочного винта, приводит к уменьшению коэффициента эффективного полива на 0,03.

В диапазоне изменения степени ввода турбинки в струю от 8,75 до 17,50 мм (соответствующий семи оборотам винта) коэффициент эффективного полива уменьшался всего на 0,03, и один оборот регулированного винта в этом интервале изменения степени ввода турбинки в струю соответствует изменению коэффициента эффективного полива всего на 0,0042.

Дальность полета струи, м = 51.6372-3.дгбЭ^х-о.оэт^у

Рисунок 13 - Зависимость дальности полета струи аппарата ДД-30 от скорости ветра и величины заглубления турбинки

Увеличение скорости ветра с 1,25 до 3,0 м/с при заглублении турбинки в струю на 6,25 мм приводило к уменьшению коэффициента эффективного полива с 0,43 до 0,31. Расчетные диаметры сопел дождевального аппарата ДД-30 приведены в таблице 12.

Таблица 12 - Диаметры сопел дождевальных аппаратов ДД-30

№ насадок Диаметр сопла стандартный, <4, мм Отклонение расхода, %

1 22 2,71

2 22 2,59

3 26 2.36

4 26 2,15

5 26 1,94

6 30 1,75

7 30 1,32

8 30 1,12

Среднее отклонение по машине: 1,99

Анализируя полученные дашше, имеем, что среднее отклонение требуемого расхода воды аппаратами по водопроводящему поясу дождевальной машины «Днепр-1М» составляет 1,99 %, не превышающие предельного значения 10 %, и при значении контрольной суммы менее 50 % можно говорить о целесообразности применения сопел дождевальных аппаратов с данными диаметрами.

В пятой главе «Экспериментальные исследования технологий работы и конструктивных решений дождевальных машин ДКФ» приведены результаты исследований параметров дождя дефлекторной насадки секторного действия, эрозионно-безопасной длины бьефа при работе ДКФ, показателей качества выполнения технологического процесса дождевальной машиной ДКФ.

Анализируя полученные данные по эрозионно-безопасной длине бьефа, приходим к выводу о том, что при длине бьефа 25 м среднее время между проходами - 2,5 мин., этого достаточно для впитывания слоя воды, выданного после третьего прохода. На впитывание слоя воды после четвертого прохода машины необходимо 4,3 минуты, что больше среднего времени между проходами при длине бьефа 25 м. Поэтому при четвертом проходе происходит накапливание и перемещение оросительной воды по поверхности почвы. Следовательно, при такой длине бьефа возможно сделать три прохода до образования поверхностного стока и выдать 141 м3/га. При длине бьефа 50 м среднее время впитывания между проходами составило 4,5 минуты. Это позволило сделать пять проходов до образования поверхностного стока и выдать поливную норму 235 м3/га. При поливе па бьефах длиной 75 м и более образовать поверхностного стока наблюдалось после 11-го прохода.

Полевые исследования агротехнических параметров дождевальных машин ДКФ проводились по методике, принятой в АИСТ СТО 11.1-2004.

Для сравнительного анализа были проведены исследования показателей качества выполнения технологического процесса (ширина захвата, интенсивность дождя и слой осадков) дождевальной машиной ДКФ-1 ПК и аналогом ДДА-100 ВХ (таблица 13), которые определялись с помощью дождемеров при поливе с перекрытием и без перекрытия, а диаметр капли - без перекрытия.

Таблица 13 - Показатели качества выполнения технологического процесса дождевальными машинами ДКФ и ДДА-100 ВХ

Значение показателя

ДКФ ДДА-ЮО ВХ

Показатель ход вперед ход назад позиционная работа ход вперед ход назад позиционная работа

Скорость движения, км/ч:

- вперед 0,7 - - 1,02 - -

- назад - 0,6 - - 0,6 -

Расход воды по дождемерам, л/с 91,82 91,88 93,16 84,524 84,14 85,77

Ширина захвата, м 126 126 124 123 123 119

Средняя интенсивность дождя, мм/мин 2,40 2,45 3,18 2,35 2,64 3,19

Средний слой осадков за один проход, мм 4,13 5,10 3,45 4,83

Коэффициент:

- эффективного полива 0,714 0,706 0,380 0,626 0,605 0,231

- избыточного полива 0,130 0,166 0,31 0,167 0,160 0,325

- недостаточного полива 0,156 0,128 0,31 0,207 0,235 0,444

Диаметр капли дождя, мм:

- начало крыла 0,57 0,40

- середина крыла 0,58 0,72

- конец крыла 0,59 1,46

Расход воды по дождемерам дождевальной машиной ДКФ составил при ходе вперед - 91,82 л/с, ходе назад - 91,84 л/с, позиционной работе - 93,16 л/с; в сравнении с ДЦА-100 ВХ - 84,524, 84,14 и 85,77 л/с соответственно.

Средняя интенсивность дождя у ДКФ составляет 3,18 мм/мин, что немного меньше, чем у ДДА-100 ВХ - 3,19 мм/мин, средний слой осадков за один проход при одинаковой рабочей скорости в среднем у ДКФ составляет 5,10 мм, а у ДДА-100 ВХ - 4,83 мм, что объясняется большим расходом исследуемого дождевателя.

Коэффициент эффективного полива у ДДА-100 ВХ ниже, чем у ДКФ, и составляет 0,615 и 0,710 соответственно вследствие более выгодной расстанов-

ки на исследуемой машине дождевальных насадок.

По среднеобьемпому диаметру капель дождя ДКФ отвечает аг ротехническим требованиям, предъявляемым для полива аналогичными машинами. Диаметр капель ДКФ-1П немного меньше (0,57, 0,58 и 0,59 мм в начале, середине и конце крыла), чем диаметр капель ДДА-100 ВХ (0,4, 0,72 и 1,46 мм соответственно).

Анализ полученных показателей качества выполнения технологического процесса показал следующее: расход воды по дождемерам дождевальной машиной ДКФ больше, чем ДДА-100 ВХ на 8,6 %, что достигнуто подбором оптимальных диметров секций консоли ДКФ; за счет использования дефлектор-ной насадки секторного действия конструкции ФГНУ «РосНИИПМ» средний диаметр капель на 32,6 % меньше у ДКФ за счет более рациональной расстановки подбора диаметров дождевальных насадок по длине поливного крыла.

Результаты расчетов технико-эксплуатационных показателей ДКФ и ДДА-100 ВХ представлены в таблице 14.

Таблица 14 - Технико-эксплуатационные показатели ДКФ и ДДА-100 ВХ

Показатель Дождевальные машины

ДКДФ-1 ДКДФ-1П ДКФ-1 ПК Д ДА-100 ВХ

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 1Д2 0,806 0,801 1,03 0,718 0,709

Эксплуатационно-технологические коэффициенты: - надежности технологического процесса - использования 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 ДЦА-100 ВХ.

Результаты производственных исследований технико-эксплуатационных показателей позволяют сделать следующие выводы: 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.

В шестой главе «Экспериментальные исследования и оценка качества выполнения технологического процесса ДМ «Днепр-1М»» представлены исследования по определению качества дождя ДМ «Днепр» ДФ-120 при поливе с использованием в качестве разбрызгивающего органа среднеструйных аппаратов «Роса-3» и с установленными на водопроводящем поясе дождевальными аппаратами ДЦ-30. В 2005-2006 гг. были проведены исследования на орошаемых участках ООО «Типчаковый» Мартыновского района Ростовской области, результаты которых представлены в таблице 15.

Таблица 15 - Агротехнические показатели стандартной и модифицированной дождевальных машин «Днепр»

Показатель Значение показателя

«Днепр» (стандартный вариант) «Днепр-1М» (модифицированный вариант)

Расход воды по дождемерам, л/с 106 112

Средняя интенсивность дождя, мм/мин 0,243 0,293

Коэффициент: - эффективного полива - избыточного полива - недостаточного полива 0,623 0,180 0,198 0,665 0,191 0,144

Данные наблюдений за работой аппаратов «Роса-3» показывают их низкую надежность, в среднем на каждой машине «Днепр» до 30 % аппаратов не вращаются. Следует отметить, что данные аппараты не имеют точек смазки. В то же время смазка за счет оросительной воды не всегда способствует устойчивому вращению аппаратов из-за наличия в ней абразивных частиц.

Используя экспериментальный материал по определению норм полива до образования стока, характеристики качества дождя и показателей водопроницаемости почвы, для каждой учетной площадки рассчитан коэффициент КР . Для дождевальной машины «Днепр» коэффициент КР имеет среднее значение, равное 2,2 с вариацией по учетным площадкам 10 %. С использованием коэффициентов и характеристик качества дождя определена норма полива до образования стока по учетным площадкам для почв.

Допустимые поливные нормы рассчитаны согласно зависимости для почв, показатели водопроницаемости которых определены экспериментально. Очевидно, что допустимая норма полива изменяется в зависимости от агрофона и в течение вегетационного периода. Из опытов по определению нормы полива до стока видно, что допустимая поливная норма, изменяется в пределах 15 %. Допустимые поливные нормы являются очень маленькими (140-220 м3/га) для исследуемой машины.

По данным опытов, ДМ «Днепр» при работе с аппаратами «Роса-3» и напоре на гидранте 0,40-0,45 МПа и при средней скорости ветра 3,1 м/сек обеспечивают ширину захвата по крайним каплям (без перекрытий) до 35-40 м и среднюю интенсивность дождя 0,17 мм/мин. На полосе шириной 25 м от трубопровода машины средняя интенсивность дождя колеблется в незначительном диапазоне от 0,23 мм/мин около трубопровода и до 0,20 мм/мин на расстоянии 20 м от него. Далее на полосе шириной от 25 до 40 м интенсивность дождя снижается от 0,16 до 0,18 мм/мин.

Ширина захвата дождем в сумме по обеим сторонам трубопровода при средней скорости ветра от 2 до 5 м/сек составила 65-80 м. Средняя интенсивность дождя с учетом перекрытия смежных позиций (при напоре на гидранте

400,4 МПа) составляет 0,24 мм/мин. Для более надежного перекрытия смежных позиций необходимо увеличить давление 0,4 до 0,45-0,50 МПа.

Коэффициент эффективного полива при использовании на машине «Днепр» аппаратов «Роса-3» составил 0,62, коэффициент недостаточного полива составил 0,198, избыточного полива 0,180. Низкий коэффициент эффективного полива объясняется низкой надежностью дождевальных аппаратов и сильным влиянием ветра непосредственно на струю и на вращение аппарата.

По данным опытов ДМ «Днепр-1М» при работе с аппаратами ДД-30, средняя интенсивность дождя при поливе с одной позиции (без перекрытия) при напоре 0,4 МПа составила 0,17 мм/мин, при напоре 0,45 МПа -0,19 мм/мин. При поливе с двух смежных позиций наблюдается полное перекрытие дождем орошаемой площади. Средняя интенсивность дождя при поливе с перекрытием смежных позиций при напоре на гидранте 0,40 МПа составила 0,25 мм/мин, при 0,45 МПа - 0,29 мм/мин. Коэффициент эффективного полива составил 0,665, что выше, чем у ДМ «Днепр» со стандартными дождевальными аппаратами, коэффициент недостаточного полива - 0,144, избыточного полива-0,191.

Производственные исследования применения на ДМ «Днепр» дождевальных аппаратов ДД-30 показывают, что качество и равномерность распределения дождя соответствует предъявляемым требованиям. Перекрытие смежных позиций надежное, работоспособность аппаратов высокоэффективна.

В седьмой главе «Экономическая эффективность научных разработок и прогнозирование рынка поливной техники» произведен расчет технико-экономической оценки использования дождевальной машины фронтального действия Днепр-1М и дана оценка экономической эффективности внедрения ДКФ-1ПК.

Годовой экономический эффект при внедрении дождевальных машин ДКФ составил 104,465 тыс. руб., что достигнуто за счет снижения приведенных затрат по опытной машине в сравнении с базовой на 28,58 % (702,35 против 501,60 руб./маш.). Экономический эффект от производства и использования за

срок службы опытного агрегата составил 979,873 тыс. руб., при годовой экономии труда при эксплуатации 142,24 чел.-час. Срок окупаемости капитальных вложений составил 2,5 года.

Общий годовой экономический эффект от эксплуатации новой модернизированной машины «Днепр-Ш» составил 367,38 тыс. руб.

Предложенная методика прогнозирования рынка поливной техники позволяет выявить рыночные отношения сельхозтоваропроизводителей и производителей поливной техшгки в зависимости от их экономического состояния.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ, проведенный автором, показал, что оросительные системы в значительной степени пришли в изношенное состояние: парк дождевальной техники сократился в 3-3,5 раза; из оставшихся машин выработали свой ресурс 60-75 %; закрытая сеть, обслуживающая дождевальные машины, требует замены на 35-50 %; переведено в неорошаемые около 2 млн га орошаемых земель.

2. Предложенная программа на 2009-2015 гг. предусматривает реализацию трех этапов обновления парка поливной техники, а именно: базовые, интенсивные и высокоинтенсивные. Поэтапная ее реализация позволит восстановить необходимые размеры орошаемых площадей, включая их оснащение модернизированными, принципиально новыми и совершенными техническими средствами орошения.

3. Разработана математическая модель оптимизации использования дождевальных машин с учетом агроклиматических условий и потерь производства при различной обеспеченности дождевальной техникой:

- интегральный показатель качества эксплуатации, в вероятностной форме, отображает зависимость между степенью удовлетворения дефицитов водо-потребления и затратами на эксплуатацию ДМ;

- полученная формула расчета обосновывает экономически оптимальную нагрузку ДМ в зависимости от агроклиматических условий;

- аналитически доказано, что величина оптимальной нагрузки определяется равенством вероятности обеспечения дефицита влажности и отношением затрат на орошение, к потерям при отказе от орошения.

4. Разработанная методика анализа удельных показателей учитывает ресурсные и технологические показатели, что позволяет не только установить иерархию уровня технологичности дождевальных машин, но и определить направления их совершенствования. Анализ по данной методике серийных дождевальных машин показывает, что наиболее быстро восстанавливаемьми являются орошаемые участки с поливной техникой, работающей из открытых оросителей и с автономными энергоносителями (ДЦА-100 МА и ДДА-100 ВХ) и фронтального перемещения (ДМ «Днепр», ДМ «Ладога»).

5. На основе разработанной математической модели и методики анализа удельных показателей теоретически обоснованы конструктивные и технологические особенности дождевальных машин ДКФ. Уточнена математическая зависимость определения эксплуатационных расходов по полимерному трубопроводу ДКФ при выборе оптимального диаметра труб, по которой начальный диаметр составил 160 мм. Определены оптимальные диаметры труб с переменным сечением секций консоли (160, 160, 140, 140, 110 мм) соответственно. Анализ проведенных теоретических и полевых исследований показал, что наиболее приемлемый тип насадок для ДКФ - насадки секторного действия разработки РосНИИПМ. Предложена схема расстановки (диаметр сопла насадок различный с постоянным расходом и расстоянием между ними) и разработана программа расчета диаметров насадок по длине консоли.

6. В результате проведенных исследований определены потери напора в водопроводящих узлах агрегата ДКФ «Ростовчанка» при расходе 100 л/с составляют 12,47 м вод. ст., которые слагаются из потерь напора во всасывающей линии - 1,71 м вод. ст., в напорной линии от насоса до начала консолей фермы — 3 ,49 м вод. ст. и в консолях фермы - 7,27 м вод. ст. Это достигнуто применением труб из полимерных материалов, оптимизацией диаметра водопроводяще-го трубопровода и уменьшением числа фасонных деталей (местных сопротив-

лений). Малые потери по длине консоли позволили применить комплекты насадок с меньшим количеством типоразмеров. Средние диаметры капель дождя дождевальной машины ДКФ составляют 0,57, 0,58 и 1,2 мм в начале, середине и конце крыла, что отвечает агротехническим требованиям, предъявляемым для полива аналогичными машинами.

7. Исследование технико-эксплуатационных характеристик показывает:

- производительность за час основного времени больше у ДЦА-100 ВХ, чем у ДКФ, и составляет 1,08 и 1,01 га/час соответственно, что достигается большим расходом насосного агрегата 130 и 100 л/с соответственно;

- за счет уменьшения времени на подготовку дождевальной машины к работе и проведение наладок и регулировок, но при меньшей производительности ДКФ в сравнении с ДДА-100 ВХ, коэффициенты использования сменного времени и использования эксплуатационного времени выше у исследуемой дождевальной машины ДКФ - 0,647 и 0,635 против ДДА-100 ВХ - 0,594 и 0,570 соответственно;

- коэффициент технологического обслуживания у ДКФ составил 0,86, в сравнении с 0,83 - ДДА-100 ВХ, что объясняется меньшей затратой времени одного технологического обслуживания, связанного с технологическим переездом;

- коэффициент надежности технологического процесса больше у ДКФ, чем у ДДА-100 ВХ (0,998 и 0,961 соответственно) вследствие меньшего количества отказов и времени на их устранение.

8. Широкозахватные многоопорные машины, оборудованные струйными дождевальиыми аппаратами, позволяют довести среднюю интенсивность дождя до 0,3-1,1 мм/мин, а уменьшение времени одновременного полива и увеличение высоты расположения дождевального аппарата ДД-30, работающего по кругу, позволяет довести среднюю интенсивность до 0,4-0,7 мм/мин. Расстояние между дождевальными аппаратами ДЦ-30 на дождевальном крыле ДМ «Днепр-1М» должно составлять 54 м, диаметры сопел составляют 22,26, 30 мм.

9. Установлены качественные показатели полива дождевальным аппаратом ДЦ-30 и получены зависимости расхода, радиуса полива и интенсивности от диаметра сопел, уменьшения радиуса полива от частоты вращения аппарата, определен коэффициент уменьшения площади полива от скорости ветра. Экспериментальный материал по определению норм полива до образования стока позволил уточнить, что коэффициент КР для дождевальной машины «Днепр-1М», оборудованной аппаратами ДД-30, равен 2,2 с вариацией по учетным площадкам 10 %, а также установлено, что дождевальная машина «Днепр- 1М» позволяет выдавать поливные нормы 200-500 м3/га без образования поверхностного стока.

10. Сравнительные результаты анализа потерь оросительной воды на унос ветром показывают, что при увеличении скорости ветра у ДМ «Днепр-1М», оборудованной аппаратами ДД-30, потери оросительной воды уменьшаются и при скорости ветра 4,39 м/с составляют 14,2 % против 19,7 % у аппаратов «Роса-3». Расход воды ДМ «Днепр-1М», по опытным данным, составил 112 л/с против 106 л/с у ДМ «Днепр», за счет большего расхода дождевальных аппаратов. Коэффициент эффективного полива увеличивается до 0,665 в сравнении с 0,623 (базовая модель), с одновременным уменьшением коэффициента недостаточного полива 0,144 против 0,198 соответственно.

11. Годовой экономический эффект при внедрении дождевальных машин ДКФ составил 104,465 тыс. руб., что достигнуто за счет снижения приведенных эксплуатациогшых затрат по опытной машине в сравнении с базовой на 28,58 % (702,35 против 501,60 руб./маш.). Срок окупаемости капитальных вложений составил 2,5 года. Общий годовой приведенный экономический эффект от эксплуатации новой модернизированной машины «Днепр-1М» составил 367,38 тыс. руб.

12. Улучшение экономического состояния и востребованность продукции сельхозтоваропроизводителей увеличивает их покупательную способность даже при увеличении стоимости поливной техники, и наоборот.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монография

1. Снипич, Ю.Ф. Совершенствование технических средств орошения: Монография/ Ю.Ф. Снипич. - Новочеркасск: ООО «Геликон», 2007. - 110 с.

Список работ, опубликованных в рекомендуемых ВАК РФ журналах

2. Снипич, Ю.Ф. Дождевальная техника для открытой оросительной сети: проблемы и перспективы / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, A.B. Колганов //Мелиорация и водное хозяйство. - 2002. - № 5. - С. 2. (автор 50 %).

3. Снипич, Ю.Ф. Перспективные направления развития дождевальной техники / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, A.B. Колганов //Мелиорация и водное хозяйство. - 2003. - № 5. - С. 5. (автор 65 %).

4. Снипич, Ю.Ф. Применение двух основных законов дождевания при обосновании конструкции ДМ «ДКФ-1ПК» / Ю.Ф. Снипич, А.Е. Шепелев //Мелиорация и водное хозяйство. - 2006. - № 4. - С. 2. (автор 70 %).

5. Снипич, Ю.Ф. Техника и технология орошения в современных условиях землепользования / Ю.Ф. Снипич //Мелиорация и водное хозяйство. -2006. - № 6. - С. 3.

6. Снипич, Ю.Ф. Испарение из дождевого облака, формируемого секторной насадкой / Ю.Ф. Снипич, Ю.С. Карасев, Д.В. Сухарев //Мелиорация и водное хозяйство. - 2007. - № 4. - С. 2. (автор 70 %).

7. Снипич, Ю.Ф. Оптимизация технологических параметров струйных дождевальных аппаратов /Ю.Ф. Снипич //Мелиорация и водное хозяйство. 2008.-№6.-С. 2.

8. A.c. № 1676532. Многоопорная дождевальная машина / Ю.Ф. Снипич, Н.П. Бредихин, Т.И. Ильинов. (автор 75 %).

9. Пат. № 2223637. Фронтальная длинноствольная дождевальная установка (вариант) / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, Н.П. Бредихин, В.В. Слабунов, A.C. Штанько. (автор 90 %).

10. Пат. № 2240683. Способ перевода фронтально установленной фермы двухконсольного дождевального агрегата из рабочего положения в транспорт-

ное и обратно / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, A.B. Колганов, В.В. Бородычев,

A.M. Салдаев, A.C. Штанько. (автор 70 %).

И. Пат. № 2240684. Двухконсольный дождевальный агрегат / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, A.M. Салдаев, В.В. Сабунов, П.М. Недорезов. (автор 70 %).

12. Пат. № 2242116. Двухконсольный дождевальный агрегат / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, A.M. Салдаев, В.В. Слабунов, A.C. Штанько. (автор 90 %).

13. Пат. № 2242117. Ферма двухконсольного дождевального агрегата / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, А.М. Салдаев, В.В. Слабунов, A.C. Штанько. (автор 85 %).

14. Пат. № 2246821. Двухконсольный дождевальный агрегат / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, А.М. Салдаев, A.B. Колганов, В.В. Бородычев, A.A. Бутов, (автор 70 %).

15. Пат. № 2275017. Фронтальный дождевальный агрегат / Ю.Ф. Снипич,

B.Н. Щедрин, A.M. Салдаев, A.B. Колганов, A.M. Волошков, Л.С. Благовестный. (автор 70 %).

16. Пат. № 2278507. Дождевальная машина / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, A.M. Салдаев, A.B. Колганов, В.М. Волошков, Н.П. Бредихин, (автор 65 %).

Список работ, опубликованных в сборниках и научных изданиях

17. Снипич, Ю.Ф. Мелкокапельное дождевание агрегатом ДЦА-100 МА / Ю.Ф. Снипич, Н.П. Бредихин // Материалы региональной конференции «Экологические аспекты Северного Кавказа». - Новочеркасск, 1990. (автор 30 %).

18. Снипич, Ю.Ф. К вопросу о технике мелкокапельного дождевания / Ю.Ф. Снипич, Н.П. Бредихин, В.К. Белогаев // Тез. докладов конференции молодых ученых и специалистов. - Краснодар, 1991. (автор 25 %).

19. Снипич, Ю.Ф. Исследование орошения черноземов мелкокапельным дождем / Ю.Ф. Снипич // Тез. докладов конференции «Проблемы мелиорации и экологии юга России». — Новочеркасск, 1993.

20. Снипич, Ю.Ф. Математическое описание технологии перемещения дождевального шлейфа ШД 25/300 / Ю.Ф. Снипич // Тез. докладов конференции «Экологические аспекты эксплуатации гидромелиоративных систем и использования орошаемых земель». - Новочеркасск, 1996.

21. Снипич, Ю.Ф. Эксплуатация и экономическая эффективность «длинного» ствола дождевального аппарата / Ю.Ф. Снипич, Н.П. Бредихин // Материалы Всероссийской конференции «Кадры и научно-технический процесс в мелиорации». —Новочеркасск, 1997. (автор 40 %).

22. Снипич, Ю.Ф. Провести поиск перспективных путей контроля работы оросительных систем и повышения продуктивности орошаемого поля с использованием методов моделирования/ Ю.Ф. Снипич, Г.А. Сенчуков, A.A. Чу-раев /Щеп в ВНТИЦ. - 1999. - М. - № 02. 20. 0004001. (автор 35 %).

23. Снипич, Ю.Ф. Оценка технического состояния оросительных систем Ростовской области / Ю.Ф. Снипич, Г.А. Сенчуков, А.Ш. Петренко //Проблемы и перспективы развития орошаемого земледелия: Сб. науч. тр./ГУ ЮжНИИ-ГиМ. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НИИ), 2000. (автор 60 %).

24. Снипич, Ю.Ф. Основные принципы формирования системы автоматизированного управления оросительными системами / Ю.Ф. Снипич, Г.А. Сенчуков, A.A. Чураев //Проблемы и перспективы развития орошаемого земледелия: Сб. науч. тр./ГУ ЮжНИИГиМ. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2000. (автор 45 %).

25. Снипич, Ю.Ф. Состояние поливной техники в Ростовской области / Ю.Ф. Снипич, A.A. Чураев: Сб. науч. тр. // Проблемы и перспективы развития орошаемого земледелия. - Вып. № 30. - Новочеркасск, 2000. (автор 70 %).

26. Снипич, Ю.Ф. Метод оценки надежности дождевальных машин / Ю.Ф. Снипич, A.A. Чураев А.А: Материалы научно-практической конференции, посвященной 70-летию строительного факультета ЮРГТУ. // Проблемы строительства и инженерной экологии. — Новочеркасск, 2000. (автор 55 %).

27. Снипич, Ю.Ф. Техническое состояние межхозяйственной оросительной сети в условиях длительной эксплуатации / Ю.Ф. Снипич, Ю.М. Косичен-

ко, Г.А. Сенчуков, JI.A. Лемешева //Проблемы строительства и инженерной экологии: материалы научно-практической конференции, посвященной 70-летию строительного факультета /Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: НОК, 2000. - С. 321. (автор 30 %).

28. Снипич, Ю.Ф. Некоторые особенности оценки технической надежности оросительных систем / Ю.Ф. Снипич, A.C. Штанько // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. науч. тр./ФГНУ «РосНИИПМ». -ЮРГТУ (НПИ), Новочеркасск. - Вып. № 32-33, - 2001. - С. 39. (автор 65 %).

29. Снипич, Ю.Ф. Обоснование необходимости разработки методики для контроля технического состояния открытой оросительной сети / Ю.Ф. Снипич, A.C. Штанько // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. науч. тр./ФГНУ «РосНИИПМ». - ЮРГТУ (НПИ), Новочеркасск. - Вып. № 3233,2001. - С. 339. (автор 70 %).

30. Снипич, Ю.Ф. Научный доклад о состоянии поливной техники и технологий орошения в АПК Российской Федерации / Ю.Ф. Снипич [и др]. //Научно-техническое достижение в мелиорации и водном хозяйстве: Каталог паспортов. - 4.2. - Вып. 25. - М.: ГУ ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2002. (автор 45 %).

31. Снипич, Ю.Ф. Разработать рекомендации «Методы и средства технической диагностики состояния поливной техники» (паспорт НТД) / Ю.Ф. Снипич, Л.А. Лемешева // Научно-техническое достижение в мелиорации и водном хозяйстве: Каталог паспортов НТД. - М. - Вып. 24. - Ч. 1. - 2002. - С. 31 - 32. (автор 75 %).

32. Снипич, Ю.Ф. Разработать рекомендации о порядке формирования исполнительных органов по контролю состояния техники и технологии орошения (паспорт НТД) / Ю.Ф. Снипич, П.М. Недорезов // Научно-техническое достижение в мелиорации и вводом хозяйстве: Каталог паспортов НТД. - М. - Вып. 25. - Ч. 2. - 2002. г. - С. 27-28. (автор 70 %).

33. Снипич, Ю.Ф. Нормативно-методическое обеспечение системы государственного контроля и надзора в мелиорации (монография) / Ю.Ф. Снипич [и др]. // ФГНУ ЦНТИ М.: «Мелиоводинформ», 2003. - С. 436. (автор 20 %).

34. Снипич, Ю.Ф. Полу стационарно-мобильные оросительные системы как способ мелиорации почв / Ю.Ф. Снипич // Современные проблемы мелиорации земель, пути и методы их решения: сб. науч. тр./ ФГНУ «РосНИИПМ». - Новочеркасск, 2003. -Ч. 1. - С. 90-98.

35. Снипич, Ю.Ф. Агротехнические показатели качества дождя дождевальной машины ДКДФ-1ПК1 под воздействием ветра / Ю.Ф. Снипич, Ю.С. Карасёв, Д.В. Сухарев // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия : сб. науч. тр. / ФГНУ «РосНИИПМ». - Новочеркасск, 2006. - С. 139-142. (автор 60 %).

36. Снипич, Ю.Ф. Распределение интенсивности и испарения дождя с поверхности почвы при работе ДМ «Фрегат» с секторными насадками I Ю.Ф. Снипич, Ю.С. Карасёв, Д.В. Сухарев // Вопросы мелиорации. - 2007. - № 5-6. - С. 44-49. (автор 55 %).

37. Снипич, Ю.Ф. Результаты полевых опытов работы ДМ «Фрегат» с секторными насадками / Ю.Ф. Снипич, Ю.С. Карасёв, Д.В. Сухарев // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия (по материалам конференции и научных семинаров 2007 года): сб. науч. тр. / ФГНУ «РосНИИПМ». - Новочеркасск, 2007. — Вып. 38.-С. 107-111. (автор 50 %).

Подписано в печать 20.11.2009г. Заказ Й 307 Тнраз 100 экз. Объем 3 п.л. Формат 60x84 1Д6

Типография НГМД. г.НоЕочеркаеск, ул.Пушкинская III 346428