4.3. Негативные экологические последствия при отказах элементов дождевальной машины "Волжанка".

Для анализа воздействия на экологию орошаемого поля работы ДМ "Волжанка" составлена схема экологического воздействия на орошаемое поле при работе ДМ "Волжанка", (рис. 4.3)

В отличии от ДДА-100МА для "Волжанки" большие неприятности с экологической точки зрения могут проявляться в виде нежелательного уплотнения почвы. Нарушение прямолинейности хода из-за отказов и пробуксовывания колес уменьшают КЗИ и вызывают повреждения растений.

При перекатывании с позиции на позицию трубопровода каждое опорное колесо образует колею. Ширина колеи 150-200мм, глубина колеи 20-100мм, удельное давление на почву - 0,015-0,055Мпа. [112]

Таблица 4.5. [60]

Параметры, характеризующие проходимость ДМ "Волжанка".

Средняя колея, мм					Средняя заминаемая площадь на позиции
Опорные колеса		Ведущие колеса
глубина	ширина		глубина	ширина		га	%
5-53	138-211		23-110	167-315		0,017-0,025	1,2-1,7

Испытаниями, проведенными для крыла ДМ длиной 215м, установлены оптимальные расстояния передвижения машины без выравнивания трубопровода. [28] На восьмой или девятой позиции

Рис. 4.3. Схема экологического воздействия на орошаемое поле при работе ДМ "Волжанка".

изгиб трубопровода достигает 1,5-2м, что может привести к его поломке. Испытания показали, что выравнивание трубопровода необходимо производить через семь позиций. Трасса колес при изгибе трубопровода имеет волнообразный характер. Необходимо отметить, что при перемещении с одного конца поля на другой колеи колес никогда не совпадут, а это, в свою очередь, приведет к еще большей площади уплотнения земли и большему повреждению сельскохозяйственных культур.

При большом искривлении поливного трубопровода выравнивание проводят в несколько проходов. Перестановку колес выполняют в ручную. Начинают работу от ближайшего к приводной тележке колеса. При выравнивании неизбежно вытаптывание почвы вокруг трубопровода и повреждение культурных сельскохозяйственных растений. Одноразовое выравнивание трубопровода при изгибе 1,5-2 выполняется за 20-25 мин.

Искривление трубопровода в процессе его перекатывания вызывает: упругое скручивание, буксование колес и низкую ветроустойчивость; буксование колес ведет к разрушению почвенного слоя и к повреждению сельскохозяйственных культур; буксование особо вредно отражается на свежевспаханной и засеянной земле; крайние колеса трубопровода при большом его изгибе вступают в режим скольжения, что также разрушает почвенный покров и уничтожает растения.

Величина площади отчуждаемой земли зависит от конструктивных особенностей машины, от агрофона и от технических требований по эксплуатации ДМ.

Уплотненная площадь земли от колес S=n 1 в (n - число колес).

Определим площадь уплотнения земли от прохода ведущих и опорных колес ДМ, образуется две колеи S_B=B_Bn_Bl_B=0,167 • 2 •810=270,54=0,027 га или

S_B =0,315*2*810=510,3=0,05 га.

В среднем колея от ведущих колес занимает площадь 0,04 га. От опорных колес площадь колеи будет S₀=B₀ n₀1 So=0,138^,32^,810=3576,9=0,357 га и S_o=0,210-32-810=5443,2=0,544га. В среднем колея от опорных колес занимает площадь 0,45га. В пересчете на 100га потери посевной площади и повреждение сельскохозяйственных растений на ней составит 1,53га.

Проходы оператора вокруг крыла ДМ при приемке смены и при устранении отказов, а также при подготовке ДМ к переезду с позиции на позицию могут быть определены как S_n=B_n* 1_пс* 45, где 45 число гидрантов, S_n=0,3*800*45= 10800=1 га.

Площадь тропы при сопровождении ДМ от позоции к позиции S_T=B_nF_y=0,3*810=243=0,024га.

Затаптывается на закрепленном для полива участке 1,024га, соответственно на 100га - 3 га.

Радиальное и торцевое биение обода колеса должно быть не более 20 мм. (рис. 4.4), длина выхода спицы за поверхность обода колеса не должна превышать 10 мм. [112]

Регулируя длину, а следовательно, натяжение спиц, можно придавать ободу колеса равномерное вращение с допусками на торцевое и диаметральное биение. При проведении ТО-2 проверяется состояние колес и при необходимости производится регулирование натяжения спиц.

При соблюдении данных требований ширина колеи за счет допусков на торцевое биение составит 2д в, а общая уплотненная площадь при работе крыла на закрепленной площади только за счет этих допусков составит:

Ƒ_доп =n2ΔBl= 34*2*0,02*810 =1101 м² = 0,11 га,

где l - длина закрепленного за крылом участка;

n - число колес крыла.

В пересчете на 100 га ƒ_доп=0,34 га на одно крыло "Волжанки".

воб=в_о + 2Δв=140'2*20 =180 мм,

где боб - ширина вновь образованной колеи;

в_о - ширина обода;

Δ в - допуск на торцевое биение.

Отчуждаемая площадь

f_отч= в_об I =0,180-810= 145,8 м²=0,014га.

Искривление трубопровода вызывает угловое смещение приводной тележки по отношению направления движения. На рис.4.5 графически показано, как это влияет на образование уширенной колеи от колес приводной тележки. Рассмотрим движение тележки в положении 1: трубопровод перемещается строго перпендикулярно линии гидрантов а=0°, обозначим ширину колеи В=8 единицам.

При искривлении трубопровода положение 2: а= 3°, В=13 единицам, то есть ширина колеи увеличилась на 16,2%.

Можно сделать вывод - торцевое биение колес не должно превышать установленного допуска 20мм, для сокращения последствий при искривлений трубопровода на образование уширенной колеи, выпрямление трубопровода производить не через 10-15 перемещений, а чаще-в пределах 5-6.

Влияние надежности элементов ДМ "Волжанки" на возникновение водной эрозии имеет свои особенности. Так, например, качество дождя во многом определяется давлением воды на входе в саму машину. Устраняется данный отказ созданием расчетного давления на входе в ДМ.

На качество дождя также влияют отказы дождевальных аппаратов, износ сопел которых вызывает увеличение отверстия, соответственно увеличение объема воды. Такой отказ устраняется заменой дождевального аппарата.

Рис 4.5. Влияние искривления трубопровода уширенной колеи.

Внимание уделяем поломкам трубопровода, устранение производится заменой звеньев или аргоно-дуговой сваркой, для которой необходимо создание защитной среды, требуют слив воды из трубопровода, то есть вода вытекает на поле.

Неблагоприятное воздействие на размыв почвы оказывает остановка дождевального аппарата, то есть аппарат перестает вращаться и вода подается в одном направлении - необходима его замена.

Избежание недополива дождевальной машиной "Волжанка" можно обеспечить имея необходимое количество таких запасных частей как: двигатель, фланцы, прокладки, дождевальные аппараты.

Сбрасываемая вода размывает почву. Чтобы несколько уменьшить этот размыв, струю воды направляют на металлическую пластину, установленную под клапаном, что несколько способствует разбрызгиванию струи воды. Для лучшего разбрызгивания вытекающей из отверстий клапана воды предпочтительно установить вращающиеся под действием струи воды диски с направляющими вместо неподвижной пластины. Весь объем воды из трубопровода вытекает за несколько минут (10 - 15 минут). Перемещение трубопровода нельзя осуществлять по направлению . его продольной оси. Это вынуждает на весь сезон полива закреплять крыло за одним участком.

Размеры водной эрозии от работы ДМ "Волжанка" рассмотрим, анализируя графики работы при m=400м³/га и m=900м³/га (рис. 4.6).

Обозначения: t₁ - время подготовки и переезд ДМ с позиции на позицию; t₂ - время стоянки для выдачи заданной поливной нормы.

Графики составлены при условии, что в воздух испаряется 15%

воды.

с_п - слив воды из трубопровода при перемене позиции; с_с - слив воды при смене операторов; с₀ - слив воды при отказе какого-либо элемента машины.

Объем воды составляет V=5,3 м³.

Объем сливаемой воды находим как

При m=400м /га V=53м на площадь 4,8 га за одни сутки.

При m=900м³/га V=30м³ на площадь 2,47га за одни сутки.

На одной позиции ДМ поливает 0,72 га.

При m=400 м³/га время стоянки ДМ t₂= 180 мин, за сутки необходимо произвести семь перемен позиций С_п=7. Если обнаружен один отказ С₀=1 и произведено две смены операторов Сс=2, тогда объем слитой воды: V=5,3(7+1+2)=53 м³.

При m=900 м³/га время стоянки ДМ t₂=400 мин, то за сутки необходимо произвести семь перемен позиций С_п=4, обнаружен один отказ С₀=1 и произведено две смены операторов Сс=2, тогда объем слитой воды: V=5,3(4+1+2)=37 м³.