Повышения эффективности обводнения пастбищ крестьянских и фермерских хозяйств АПК

Повышения эффективности обводнения пастбищ крестьянских и фермерских хозяйств АПК (области, района, конкретного хозяйства) с использованием перспективных насосных установок

СОДЕРЖАНИЕ

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем дипломном проекте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2. 105-95. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам.

ГОСТ 2. 111-68. Единая система конструкторской документации. Нормоконтроль.

ГОСТ 6. 38-90. Унифицированные системы документации. Система организационно-распорядительной документации. Требования к оформлению документов.

ГОСТ 7. 9-95 (ИСО 214-76) . Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Реферат и аннотация. Общие требования.

ГОСТ 7. 32-2001. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.

ГОСТ 8. 417-81. государственная система обеспечения единства измерений. Единицы физических величин.

ГОСТ Р 15. 01-01-96 Порядок проведения патентных исследований.

ГОСТ 15. 011-82 Система разработки и постановки продукции на производство. Порядок проведения патентных исследований.

ГОСТ Р 15-201-2000 Система разработки и постановки продукции на производство.

ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напорометры, тягометры и тягонапорометры. Общие технические условия.

ГОСТ 3262-75 Стальные водогазопроводные трубы. Общие технические условия.

ГОСТ 10362-76 Рукава прорезиненные. Общие технические условия.

ГОСТ 10428-89 Насосы центробежные скважинные для воды с погружным электродвигателем. Общие технические условия.

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения.

ГОСТ 18164-72 Вода питьевая. Методы определения содержания сухого остатка.

ГОСТ 23728-80 - ГОСТ 23730-88 Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки.

ГОСТ 24026-80 Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения.

ОСТ 1021. 1-2002 Испытания сельскохозяйственной техники. Установки водоподъемные. Методы оценки функциональных показателей.

РД 07-07-21-86 Методические указания. Порядок проведения патентных исследований в системе Госагропрограмма СССР.

ГОСО РК 5. 04. 019-2008 «Государственный общеобязательный стандарт образования Республики Казахстан. Высшее образование. Бакалавриат. Основные положения. »

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем дипломном проекте применяют следующие термины с соответствующими определениями.

Подача - отношение объема подаваемой воды насосной установки (водоподъемником) ко времени, измеряемая в м ³ /с, дм ³ /с (л/с) и м ³ /ч.

Высота водоподъема - геометрическая высота от динамического (рабочего) уровня воды в водоисточнике до излива поднятой воды из водоподъемного трубопровода (водоподъемника для ленточного водоподъемника), измеряемая в м. вод. столба.

Напор насосной установки - избыточное давление, создаваемое насосной установкой, измеряемое в метрах водяного столба, определяется зависимостью , где - избыточное давление насосной установки, Па; - удельный вес воды, Н/м ³ , - напор, м. вод. ст.

Напор скоростной - давление, создаваемое от скорости движения воды, измеряемое в м. вод. ст., определяется зависимостью , где - скорость движущейся воды, м/с; - скоростной напор, м. вод. ст.

Дебит - приток воды в единицу времени через фильтр в водоприемник колодца, измеряемый в м ³ /с, дм ³ /с и м ³ /ч.

Мощность полезная - мощность, сообщаемая насосной установкой (водоприемником) подаваемой воде, измеряемая в Вт, кВт.

Мощность затраченная - мощность, потребляемая насосной установкой (водоприемником), измеряемая в Вт, кВт.

Коэффициент полезного действия - отношение полезной мощности к затраченной мощности.

Шнуровой водоподъемник - устройство для подъема воды гибкой рифленой бесконечной лентой (шнуром), ведущая (водонесущая) ветвь которого пропущена внутри трубопровода.

Ленточный водоподъемник - устройство для подъема воды гибкой плоской бесконечной лентой.

Конструкция - устройство, взаимное расположение частей, состав какого-либо строения, механизма и т. п. (например, рабочая лента, водоприемник ленточного водоподъемника) .

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Q - подача насосной установки (водоподъемника), расход воды, м ³ /с;

Н - напор насосной установки, скоростной и вакуумный напоры, высота водоподъема, м. вод. ст. ;

η - коэффициент полезного действия насосной установки (водоподъемника), двигателя, привода, использования рабочего времени смены;

- скорость движения воды и рабочей ленты, м/с;

Р - избыточное давление воды, создаваемое внутри трубопроводов, Па; Н/м ² ;

D, d - диаметр отверстий труб, круглого профиля деталей, м;

S - толщина ленты, площадь сечения проходных отверстий, м ² ;

γ - удельный вес воды, Н/м ³ ;

ρ - плотность (объемный вес) воды, кг/м ³ ;

V - коэффициент кинематической вязкости воды, м ² /с;

ξ - коэффициент местных сопротивлений;

ε - коэффициент проскальзывания воды относительно прорезиненной ленты;

λ - коэффициент трения воды в трубопроводах;

m - масса груза, тел, установки и т. д., кг;

δ _в - толщина слоя воды, поднимаемая лентой, м;

F - сила центробежная, подъемная, Н;

L, l - длина ленты трубопровода, м;

в - ширина ленты, шкива, водоприемной коробки, м;

h - глубина погружения рабочей ленты под уровень воды, высота водоприемной коробки, м;

q _сут - среднесуточное водопотребление на одном водопойном пункте, м ³ /сут;

t - время протекающего процесса, с;

ΔР - усилие для перемещения холостой ленты без воды, Н;

N -мощность полезная, затраченная, Вт;

V - объем емкости, предмета, м ³ ;

ГСХА - Государственная сельскохозяйственная академия;

ГНУ ВИЭСХ - Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства;

ДВС - двигатель внутреннего сгорания;

АПК - агропромышленный комплекс;

КПД - коэффициент полезного действия;

ЦНИИКИВР - Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов;

НИОКР - научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Правительством Республики Казахстан на период до 2030 года поставлена задача в числе первоочередных приоритетных направлений рыночной экономики дальнейшего развития сельского хозяйства на ближайшие 13 лет, в том числе по решению проблем водоснабжения, электроснабжении, благоустройства и развития мясного скотоводства, тонкорунного и полутонкорунного овцеводства с максимальным использованием естественных пастбищ, которая актуальна при переходе на рыночные отношения .

Казахстан имеет 183млн. га естественных пастбищ, пригодных для использования в сельском хозяйстве, из которых 80% находятся в пустынной и сухостепной зонах с малым количеством осадков и поверхностных водоисточников. На 2015 год было обводнено 147 млн. га пастбищ, на которых содержат около 21 млн. овец и коз, 6, 8 млн. голов крупного рогатого скота, около 2, 1 млн. лошадей и 178 тыс. верблюдов.

Площадь пастбищ крестьянских и фермерских хозяйствах и других сельхозформированиях АПК Республики Казахстан на период 2014 г. составляло 164, 4 млн. га, в том числе обводненных - 132, 79 млн. га, из них обводнено: трубчатыми колодцами - 39, 88% площади; шахтными колодцами - 29, 9%; водопроводами - 0, 74%; каналами, каптажами и копанями - 10, 01%; водоотливными пунктами - 3, 77% и озерами - 1, 4% площади.

Подземными водами в Казахстане обводняется около 69, 8% площади пастбищ, из которых скважины более перспективны в хозяйственном водоснабжении, обладают значительным и устойчивым дебитом, дольше эксплуатируются, надежны в санитарно-гигиеническом отношении и поэтому строительство из года в год увеличивается: в 1960г. было построено всего 149 не самоизливающихся скважин, в 1965г. -707, в 1976-1530 и далее годовой их прирост составляет не менее 1000 штук.

Однако наличие большого числа шахтных колодцев вызывает целесообразность их использования в ближайшие 20-30 лет. Поэтому создание новых перспективных и совершенствование существующих водоподъемников для пастбищных скважин и шахтных колодцев является актуальной и важной народнохозяйственной задачей.

Существенное влияние оказывает На создание конструкций насосных установок существенное влияние оказывают природно - хозяйственные факторы: сезонность использование пастбищ, суточное водопотребление температура окружающего воздуха, параметры водоисточников, : дебит, минерализация воды, содержание в воде абразивных частиц, динамический уровень и внутренний диаметр скважин и шахтных колодцев.

Для механизации пастбищного водоснабжения в Казахстане в основном используют серийно выпускаемые водоподъемники: для шахтных колодцев - ленточные ВЛМ-100 (75, 5%) и шнуровые ВШП-50 (13%), а также ветроводоподъемники с поршневым насосом (4%) ; для скважин - шнуровые ВШП-50 (42, 4%), электропогружные насосы (22%) и пневматические лифтные и камерные водоподъемники (7%), которые эффективно могут быть использованы при определенных условиях.

Из водоисточников наиболее перспективными экологически чистыми являются подземные - шахтные колодцы и скважины (около 31 и 28 тыс. шт. по Республике и около 3, 0 и 0, 6 тыс. шт. по Алматинской области), из которых последние имеют предпочтение. Однако шахтные и трубчатые колодцы требуют механизации водоподъема. На эти водоисточники в основном должна быть направлена механизация водоснабжения фермерских и крестьянских хозяйств и следовательно направление исследований по совершенствованию перспективных существующих проектов обводнения пастбищ с использованием прогрессивных энергосберегающих технологий водоподъема.

Для механизации водоподъема из скважин наиболее перспективными водоподъемниками для высот водоподъема до 50м являются ленточные водоподъемники с металлическими направляющимии типа ВЛС-50 конструкции КазНИИМСХ и шнуровые водоподъемники ВШП-50. Однако ленточный водоподъемник ВЛС-50 имеет сложную конструкцию рамы и водоприемной коробки и требует его совершенствования.

На этом основании повышение эффективности обводнения пастбищ крестьянских и фермерских хозяйств в Республики Казахстан на примере Алматинской области с использованием перспективных насосных установок и водоподъёмников является актуальной проблемой.

Цель дипломного проекта. Повышение эффективности обводнения пастбищ крестьянских и фермерских хозяйств АПК на примере Алматинской области с использованием перспективных ленточных водоподъемников для скважин с металлическими направляющими для водонесущей ветви рабочей ленты, выполненных на базе серийно выпускаемого для шахтных колодцев ленточного водоподъемника ВЛМ-100.

Объект исследования. Усовершенствованная конструктивно-технологическая схема ленточного водоподъемника для скважин на базе ленточного водоподъемника для шахтных колодцев ВЛМ-100.

Предмет исследования. Технологический процесс подъема воды из скважин ленточным водоподъемником с металлическими направляющими для водонесущей ветви рабочей ленты.

Задачи выполняемых работ:

- обоснование проекта повышения эффективности обводнения пастбищ крестьянских и фермерских хозяйств АПК Алматинской области с использованием перспктивных насосных установок, в соответствии с водным Кодексом;

- выбор и обоснование технологий и водоподъемно-технических средств для эффективного обводнения пастбищ крестьянских и фермерских хозяйств исследуемой зоны;

- обоснование методики расчет водозабора проекта обводнения пастбищ типового хозяйства на примере принятой насосной установки;

- технико-экономическое обоснование эффективности предложенного дипломного проекта.

В дипломной работе использованы следующие исследования: аналитические, патентные, теоретические и экспериментальные, а также инженерные расчеты по определению исходных и основных параметров ленточного водоподъемника с металлическими направляющими для водонесущей ветви рабочей ленты, выполненного на базе ВЛМ-100.

Годовой эффект от реализации дипломного проекта по расчетным данным составил 137, 3…177, 8 тыс. тенге.

1. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБВОДНЕНИЯ ПАСТБИЩ КРЕСТЬЯНСКИХ И ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ АПК АЛМАТИНСКОЙ ОБЛАСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК. 1. 1 Характеристика объекта исследования пастбищного водоснабжения

Исследуемый объект пастбищного водоснабжения с использованием перспективных насосных установок (на примере Алматинской области) расположен в регионе Южного Казахстана. Территория Алматинской области составляет 223, 9 тыс. кв. км, восточной границей является Китайская народная республика, южная - Кыргызстан, северная часть проходит вдоль Восточно-Казахстанской и Карагандинской областей, границей западной части является Жамбылская область. Пастбища Алматинской области в основном расположены в северной части ее территории, площадь которой составляет 4821, 6 тыс. гектаров.

Казахстан имеет 183 млн. га естественных пастбищ, в том числе в системе Министерства сельского хозяйства - 154, 4 млн. га., пригодных для использования в сельском хозяйстве, из которых 80 % находятся в пустынной и сухостепной зонах с малым количеством осадков и поверхностных водоисточников [2, 3, 5] . План землепользования Алматинской области дан на

рисунке 1.

Рисунок 1. План землепользования Алматинской области

Пастбища Алматинской области обводняются преимущественно подземными водами - скважинами и шахтными колодцами, которых построено соответственно около 600 скважин и 3000 шахтных колодцев.

На территории Алматинской области по состоянию на 2001 г. было разведано 52 месторождений подземных вод эксплуатационными ресурсными запасами 197, 2 м ³ /с, по Южному Казахстану разведано 146 месторождений с эксплуатационными ресурсными запасами 296, 1 м ³ /с, а в целом по Казахстану разведано 623 месторождений подземных вод с ресурсными запасами 502, 1 м ³ /с. Распределение разведанных эксплуатационных запасов подземных вод по целевому их назначению по Алматинской области и по региону Южного Казахстана представлено в таблице 1. 1.

Из таблицы 1. 1 следует, что Алматинская область имеет значительные эксплуатационные запасы подземных вод по сравнению с другими областями Южного региона (Жамбылской, Кызылординской и Южно-Казахстанской), в том числе хозяйственно-питьевого назначения - 47, 1 м ³ /с, из них на обводнение пастбищ приходится около 38 % или 17, 9 м ³ /с (1, 5 млн. м ³ /сут), т. е. перспективы обводнения пастбищ подземными водами обнадеживающие.

Таблица 1. 1

Распределение разведанных запасов подземных вод по целевому назначению

Распределение обводнения пастбищ разными водоисточниками следующий: трубчатыми колодцами - 39, 88 % площади; шахтными колодцами - 29, 9 %, водопроводами - 0, 74 %; каналами, каптажами и копанями - 10, 91 %; водоналивными пунктами - 1, 2 %; реками и ручьями - 12, 2 %; родниками - 3, 7 % и озерами - 1, 4 % площади [2, 3, 5] .

Из распределения следует, что основными водоисточниками обводнения пастбищ являются подземные - скважины и шахтные колодцы. Поэтому создание новых перспективных и совершенствование существующих водоподъемников для пастбищных скважин и шахтных колодцев является важной народнохозяйственной задачей. Существенное влияние на создание конструкций пастбищных водоподъемников и их применение оказывают природно-хозяйственные факторы: сезонность использования пастбищ, температура окружающего воздуха, суточное водопотребление, параметры водоисточников: минерализация воды, содержание в воде абразивных частиц, дебит, динамический уровень и внутренний диаметр особенно скважин.

Природно-хозяйственные и климатические условия Алматинской области характеризуются большим разнообразием. Температура воздуха за теплый период (на летних и осенне-весенних пастбищах) изменяется в среднем от 18, 6 ⁰ С до 3, 8 ⁰ С, число дней с температурой выше 10 ⁰ колеблется от 185 до 10. Количество осадков, выпадающих в течении года, составляет от 100 мм до 680 мм. Почва по своему составу имеет 18 разновидностей - это в основном песчаные, темно-каштановые, светло-серые, горно-луговые и другие [6, 7, 8] .

Территория Алматинской области подразделяется на пять природно-хозяйственных зон: высокогорная альпийских и субтропических лугов; горная садоводства, мясомолочного скотоводства и картофелеводства; горно-степная зерновых, кормовых, технических и овощных культур, садоводства и молочного скотоводства; предгорная пустынно-степная поливного земледелия и тонкорунного овцеводства; пустынная овцеводства.

Пастбищное содержание животных в Казахстане, в том числе в Алматинской области, представляет сезонное использование массивов разной кормоемкости (скотоемкости) [9] .

По приведённым данным В. Ф. Червинского [10] сезон использования пастбищ по Казахстану, в т. ч. по Алматинской области, составляет: зимой - 82…166 дней, летом - 60…122 дня, осенью - 71…90 дней и весной - 46…77 дней.

Площадь обводнения пастбищ скважинами и шахтными колодцами в зависимости от сезона их использования составляет: на летних пастбищах - 25, 8 %, на осенне-весенних - 38, 6 % и на зимних - 35, 6 %.

На этом основании работа водоподъемника - сезонная с периодом от 77 до 166 дней и нормативной загрузкой при семичасовом рабочем дне от 540 до 1160 часов. На пастбищах водоподъемно-силовое оборудование эксплуатируют, в основном, в неотапливаемых помещениях или под навесом, поэтому температура воздуха непосредственно влияет на условия его эксплуатации, особенно на силовое оборудование, находящееся на поверхности земли. На территории Алматинской области максимальные температуры воздуха колеблются от 46 ⁰ С на юге до 40…42 ⁰ С на севере и северо-востоке, до 44 ⁰ С на западе и 42…44 ⁰ С в центральной части. Минимальные температуры колеблются: -35 ⁰ С на юге, -45 ⁰ С в центральной части и на севере и -30…-40 ⁰ С на западе и северо-востоке [6, 7] .

По природно-хозяйственным факторам и технико-экономических соображений нормальная работа водоподъемника должна быть обеспечена без утепления в диапазоне температур окружающего воздуха 30 ⁰ С; при более низких температурах необходимо специальное утепление.

Суточное водопотребление на пастбищах [11] зависит от периода использования пастбища, количества животных на одном водопойном пункте, норм водопотребления для животных и для собственных нужд обслуживающего персонала и служит одним из основных факторов в обосновании подачи водоподъемника.

По нормативным документам - «Указаниям по проектированию сельскохозяйственного водоснабжения СН-2в 7-63» водопойный пункт на пастбище должен обслуживать не более 2000 голов овец или 250 голов крупного рогатого скота, или 250 лошадей.

При пастбищно-стойловом содержании животных в Казахстане овцы являются самым распространенным и ёмким потребителем воды с поголовья овец от 1000 до 2000 овец на одном водопойном пункте.

... продолжение

ПРОЕКТ ОБВОДНЕНИЯ ПАСТБИЩ КРЕСТЬЯНСКИХ И ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ АПК АЛМАТИНСКОЙ ОБЛАСТИ РАСПОЛОЖЕННЫХ В ЗОНАХ ВОДОТОКОВ

Проект повышения эффективности автономного водоснабжения крестьянских и фермерских хозяйств Меркенского района Жамбылской области

ПРОЕКТ ОБВОДНЕНИЯ ПАСТБИЩ ИЗ ШАХТНЫХ КОЛОДЦЕВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПНЕВМОКАМЕРНОГО ВОДОПОДЪЕМНИКА ВПКШ-30 НА ПРИМЕРЕ АЛМАТИНСКОЙ ОБЛАСТИ

Трансформация земельных отношений в Республике Казахстан: реформа и перспективы развития агропромышленного комплекса

Совершенствование Экономических Механизмов Регулирования Агропромышленного Комплекса Республики Казахстан в Условиях Глобализации и Конкуренции на Мировом Рынке

Структура и типология фермерского хозяйства: мировой опыт и российская практика

Оценка Эффективности Производства: Показатели и Методы Анализа

Комплексная программа развития мясного хозяйства: создание высокопродуктивных фермерских хозяйств, развитие системы производства продовольствия и экспортного потенциала отрасли

Создание взаимно скоординированного комплекса животноводческих предприятий в Казахстане: стратегия развития и реализации проекта

Государственная поддержка и развитие агропромышленного комплекса Республики Казахстан

• Информатика
• Банковское дело
• Оценка бизнеса
• Бухгалтерское дело
• Валеология
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Религия
• Общая история
• Журналистика
• Таможенное дело
• История Казахстана
• Финансы
• Законодательство и Право, Криминалистика
• Маркетинг
• Культурология
• Медицина
• Менеджмент
• Нефть, Газ
• Искуство, музыка
• Педагогика
• Психология
• Страхование
• Налоги
• Политология
• Сертификация, стандартизация
• Социология, Демография
• Статистика
• Туризм
• Физика
• Философия
• Химия
• Делопроизводсто
• Экология, Охрана природы, Природопользование
• Экономика
• Литература
• Биология
• Мясо, молочно, вино-водочные продукты
• Земельный кадастр, Недвижимость
• Математика, Геометрия
• Государственное управление
• Архивное дело
• Полиграфия
• Горное дело
• Языковедение, Филология
• Исторические личности
• Автоматизация, Техника
• Экономическая география
• Международные отношения
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда