Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Васильев Сергей Анатольевич. Совершенствование методики проектирования и технических средств оценки противоэрозионных технологий на склоновых землях : дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 Чебоксары, 2006 166 с. РГБ ОД, 61:07-5/1427

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

Глава Т. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 8

1.1. Гидравлическое сопротивление стокоформирую щей поверх- 8
ности склоновых земель

1.1.1, Анализ существующих зависимостей для определения гид- 8
равлического сопротивления

1.1.2. Определение гидравлических показателей стокоформирую- 17
щей поверхности

  1. Методы прогнозирования эрозионных процессов 21

  2. Проектирование противоэрозионных технологий на склоно- 30 вых землях

1.4. Цель и задачи исследования 38
Глава II. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТОКА, ФОРМИРУЮЩЕ- 39

ГОСЯ НА СКЛОНЕ

  1. Постановка вопроса 3 9

  2. Теоретические предпосылки определения безразмерного по- 41 казателя

  3. Скорость стока на стокоформирующей поверхности 45

2.3.1. Скорость стока при установившемся неравномерном движе- 46

2.3.2. Скорость стока при руслоформирующем расходе 52

  1. Руслоформирующий расход и высота потока 57

  2. Теоретические предпосылки аналитического определения 62 смоченного периметра

  3. Математическая модель стока, формирующегося на склоне 73

  4. Сопоставление результатов расчета склоновой эрозии с дан- 80 ными наблюдений. Выводы по главе

Глава III. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 84

  1. Объект и задачи исследований 84

  2. Методика и устройство для определения безразмерного по- 85 казателя в лабораторных условиях

  3. Методика и устройство для определения безразмерного по- 92 казателя в полевых условиях

  4. Методика и устройство для определения безразмерного по- 96 казателя эродированной почвы

  5. Методика определения смоченного периметра микрорусла с 98 шероховатой поверхностью

Глава IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 101

  1. Результаты лабораторных исследований по определению 101 безразмерного показателя

  2. Результаты полевых исследований по определению безраз- 106 мерного показателя и потенциала эрозионной стойкости стокоформирующей поверхности

  3. Результаты полевых исследований по определению безраз- 114 мерного показателя эродированной почвы

  4. Результаты лабораторных исследований по определению 120 смоченного периметра микрорусла с шероховатой поверхностью

4.5. Выводы по главе 123
Глава V. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 124
ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА СКЛОНАХ

  1. Постановка задачи 124

  2. Совершенствование методики проектирования противоэро- 125 зионных технологий на склоновых землях

  3. Технико-экономическая оценка противоэрозионной техно- 139 логии

5.4. Выводы по главе 145
ОЫЦИЕ ВЫВОДЫ 146
ЛИТЕРАТУРА 148
ПРИЛОЖЕНИЯ 163

Введение к работе:

Водная эрозия почв является наиболее распространенным и опасным видом их деградации. Под действием эрозии резко снижается плодородие почвы, уменьшается урожайность культур, ухудшается структура почвенного покрова и нарушается выполнение технологического процесса, которое проявляется в снижении устойчивости хода сельскохозяйственных машин на склонах, расчлененных промоинами и оврагами, производительности агрегата, увеличении износа машин [71, 72].

Для успешной защиты почв от смыва необходимо изучение механизма протекания эрозионных процессов, позволяющих раскрыть их основные закономерности. В нашей стране и за рубежом разработано множество методов прогноза почвенной эрозии, однако не все из них соответствуют реальному процессу. Считают [95, 97], что наблюдаемое несоответствие расчетных данных и экспериментов следует объяснять недостаточным учетом характеристик почвы, определяющих сопротивляемость эрозии.

Анализу роли поверхностного задержания стока уделялось значительное внимание, вызванное возможностью активного управления процессами стокообразования и эрозии почв с помощью агротехнических приемов. Благодаря этим мероприятиям создается шероховатость стокоформирующей поверхности, способная уменьшить поверхностный склоновый сток.

Однако гидравлика склонового стока имеет свои принципиальные особенности [140,141]. Используемые в настоящее время коэффициенты для оценки гидравлического сопротивления не в полной мере удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к процессам взаимодействия потока воды с шероховатой поверхностью. К основным причинам можно отнести следующее:

> использование эмпирических и полуэмпирических формул для определения коэффициента гидравлического сопротивления и коэффициента Шези,

применение которых ограничено пределами тех опытов, на которых они основаны [54,55];

> определение коэффициента шероховатости по таблице Гангилье-Куттера на основании чисто описательных (а не количественных) характеристик микрорусла [143];

Р- коэффициент гидравлического сопротивления и коэффициент Шези величины не постоянные и зависят от разных параметров потока и русла [43]. Теоретическое и экспериментальное изучение гидравлического сопротивления открытых русел представлено в работах основоположника А.П. Зегжды, а также в трудах СВ. Будника, К.В. Гришанина, В.Н. Гончарова, Н.С. Знаменской, B.C. Кнороза, И.К. Никитина, И.К. Срибного, Б.А. Фидма-на, Nikuradse I., Shen Н. и др.

Вышеизложенное позволяет констатировать, что современное представление гидравлики склонового стока требует перспективного подхода и объективных критериев оценки гидравлических потерь на трение.

В то же время, при проектировании противоэрозионных мероприятий, технологии выращивания сельскохозяйственных культур на склоновых землях должны быть почвозащитными, а организация территории землепользования и землеустройства - ландшафти о-экологической.

Основы проектирования почвозащитных технологий на склоновых землях изложены в работах И.И. Максимова, Г.Г. Данилова, Д.И. Бурова, М.Н. Заславского, И.Ф. Картина, В.Д. Панникова, Л.В. Воронина, В.Г. Краак, И.А. Пабат, А.С. Козменко, Л. Муеллера, Р. Миттелстедта, Young R.A., Ве-noit G.R., Onstad С. A., Botterweg Р. и многих других.

Современное состояние исследований по прогнозу эрозионных процессов определяется трудами Н.Н. Бобровицкой, М.А. Великанова, М.С. Кузнецова, Ц.Е. Мирцхулава, В.Б. Гусака, Г.П. Сурмача, Г.А. Ларионова, И.И. Максимова, Ю.П. Сухановского, Г.И. Швебса, Г.И. Серых, В.П. Герасименко, А.Г. Рожкова, Сильвестрова СИ., Фролова В.Я., Соболева С.С, Гудзона Н., Lingg A.W. и других.

Таким образом, решение задач при прогнозировании эрозионных процессов и проектировании противоэрозионных технологий и технических средств для их осуществления связано, в первую очередь, отысканием объективного показателя, удовлетворяющего требованиям практики и разработкой приемлемого способа его определения.

Поэтому основной целью работы является снижение стока и сокращение смыва почвы со склоновых земель путем совершенствования методики проектирования и технических средств оценки противоэрозионных технологий.

Научная новизна:

доказана возможность использования безразмерного показателя в качестве критерия оценки гидравлических потерь на трение;

предложена методика и устройства для определения безразмерного показателя (патент по заявке № 2005124192) [109];

предложена методика определения смоченного периметра для микрорусла с шероховатой поверхностью (патент по заявке № 2005109631) [108];

- усовершенствована методика проектирования противоэрозионных
технологий на склоновых землях.

Разработаны:

способ, устройства и методика определения безразмерного показателя в лабораторных и в полевых условиях: на стокоформирующей поверхности и для эродированной почвы [109];

способ и методика определения смоченного периметра для русла с шероховатой поверхностью[108].

В представленной работе, на основании выполненных автором исследований, сформулированы и обоснованы научные положения, позволяющие определить безразмерный показатель и совершенствовать методику проектирования противоэрозионных технологий.

В связи с этим на защиту выносятся следующие положения:

критерий оценки гидравлических потерь на трение - безразмерный показатель;

методика и устройства для определения безразмерного показателя;

методика определения смоченного периметра для микрорусла с шероховатой поверхностью;

усовершенствованная методика проектирования противоэрозионных технологий на склоновых землях.

По теме диссертации опубликованы 8 научных работ, в том числе 1 патент по заявке № 2005109631 и имеется положительное решение на выдачу патента по заявке № 2005124192.

Основные положения работы доложены и обсуждены на: научных конференциях профессорско-преподавательского состава Чувашской ГСХА в 2002-2006 гг. (г. Чебоксары), 4 Всероссийской конференции «Юность Большой Волги» в 2002 г. (г. Чебоксары), научно-практической конференции «Молодые ученые - сельскому хозяйству Чувашской Республики» в 2005 г. (г. Чебоксары).

На основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны и изготовлены макетные образцы следующих устройств для изучения процессов взаимодействия потока воды и шероховатой поверхности: лабораторный лоток для определения безразмерного показателя и коэффициента смоченного периметра; устройство для определения безразмерного показателя в полевых условиях на стокоформирующей поверхности; устройство для определения безразмерного показателя в полевых условиях для эродированной почвы.

Автор благодарен сотрудникам кафедр физики и эксплуатации сельскохозяйственной техники Чувашской ГСХА: Сироткину В.М., Данилову В.М., Егорову В.П., Смирнову П. А., Чернову В.Г., Максимову В.И., Иванову A.M., Малову А.А за практическую помощь, оказанную на различных этапах выполнения диссертационной работы.

Подобные работы
Аджиев Хазрет Мухамедович
Совершенствование технологии и техники синхронного импульсного дождевания склоновых земель
Легоев Виктор Борисович
Совершенствование технологии и технических средств для подбора яблок с земли в садах
Максимов Владимир Иванович
Прогноз овражной эрозии, методика проектирования противоовражных технологий и технических средств
Ахмеджанов Маматхан Ахмеджанович
Комплексное исследование и разработка технологии и средств механизации при эксплуатационной планировке орошаемых земель в зоне хлопкосеяния СССР. Приложение (документы по внедрению)
Цвяк Алексей Владимирович
Разработка и обоснование технических средств и способа оценки машинного доения коров
Селезнев Андрей Владимирович
Методика оценки и повышения метрологической надежности при проектировании и эксплуатации средств неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов
Кондрашов Алексей Александрович
Совершенствование методики проектирования оборудования и процесса получения прокаткой высокоплотных тонколистовых заготовок из порошковых материалов
Роженцова Наталья Игоревна
Совершенствование методики проектирования лесосечных работ с использованием элементов ГИС
Равочкин Артем Сергеевич
Совершенствование методики проектирования литниковых систем для отливок "лопатка ГТД" на основе исследования процесса заполнения
Папоян Ашот Рафикович
Совершенствование теории расчета и методики проектирования высокоскоростных роторных систем текстильных машин

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net