Технологии и технические средства проведения эксплуатационно-ремонтных работ на оросительных каналах

Ф.К. Абдразаков, B.C. Егоров, Р.Н. Бахтиев

Технологии и технические средства 
для проведения эксплуатационно-ремонтных 
работ на оросительных каналах

Саратов 2009

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное 
учреждение высшего профессионального образования 
«Саратовский государственный аграрный университет 
имени Н.И. Вавилова»

Ф.К. Абдразаков, B.C. Егоров, Р.Н. Бахтиев

ТЕХНОЛОГИИ 
И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА 
ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ 
ЭКСПЛУАТАЦИОННО-РЕМОНТНЫХ 
РАБОТ НА ОРОСИТЕЛЬНЫХ 
КАНАЛАХ

Саратов 2008

УДК 631.311.5:626.8 
ББК 40.723 
А 13

Р ецензенты : 
доктор технических наук, профессор 
Саратовского государственного социально-экономического университета
В.А. Щербаков 
доктор технических наук, профессор 
ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»
В.В. Слюсаренко

Ф.К. Абдразаков, В.С. Егоров, Р.Н. Бахтиев
А 13 
Технологии и технические средства проведения эксплуатационно-ремонтных работ на оросительных каналах / ФГОУ ВПО 
«Саратовский ГАУ». -  Саратов, 2008. -  152 с.
ISBN 978-5-7011-0604-6

В монографии дан анализ состояния мелиоративного комплекса, существующие технологии и технические средства для проведения эксплуа- 
тационно-ремонтных работ на оросительных каналах. Приведены результаты научных работ по разработке комплексной технологии и технических 
средств для проведения эксплуатационно-ремонтных работ на оросительных каналах, по обоснованию усовершенствованных конструкций, мощностей и производительности кусторезов. Определена эффективность машин 
для удаления древесно-кустарниковой и травяной растительности по производственным объектам, приведены методика и результаты экспериментальных исследований.
Предназначена для научных сотрудников, конструкторов, преподавателей, аспирантов, студентов и специалистов сельскохозяйственного и 
мелиоративного производства.

УДК 631.311.5:626.8 
ББК 40.723

© ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 
2008
© Ф.К. Абдразаков, B.C. Егоров, 
ISBN 978-5-7011-0604-6 
Р.Н. Бахтиев, 2008

Саратовская область -  одна из крупнейших в юго-восточной 
зоне Российской Федерации. Ее площадь более 100 тыс. км2. На 
территории области проживает более 2,7 млн человек. Вода, 
как известно, дает земле жизнь. Наиболее доказательно эта 
истина прослеживается на примере засушливых земель Саратовского Заволжья, полностью зависящих от капризов природы. За последние 65 лет систематических метеорологических 
наблюдений 35 лет в Саратовской области были засушливыми 
и острозасушливыми. Поэтому в условиях рискованного земледелия эффективное ведение сельского хозяйства невозможно без мелиорации земель [59].
Анализ состояния оросительных систем Саратовской области, проведенный специалистами ФГУ «Управление «Сара- 
товмелиоводхоз», выявил их высокую степень износа, которая 
в среднем составляет 51,8 %. Многие оросительные каналы и 
другие мелиоративные объекты заросли кустарником и мелколесьем. Древесно-кустарниковая растительность разрушает 
облицовку, затрудняет доступ каналоочистительных машин к 
руслу канала. Кроме того, опадающая листва и ветки, скапливающиеся в каналах, значительно увеличивают объем наносов 
и мусора, снижают качество оросительной воды. Для эффективного транспортирования воды к орошаемым площадям необходимо скорейшее проведение комплекса эксплуатационных работ на оросительных системах, и в первую очередь 
должна быть проведена очистка оросительных каналов от нежелательной древесно-кустарниковой растительности. Однако 
необходимо отметить, что в настоящее время практически отсутствуют комплексные технологии и эффективные технические средства для выполнения работ по удалению кустарника 
и мелколесья. Распределение имеющейся техники по производственным объектам осуществляется неэффективно, вследствие 
чего производство работ не укладывается в запланированные 
сроки, объемы работ выполняются неполностью и с повышенными энергозатратами. Таким образом, в настоящее время актуальными задачами в мелиоративном производстве являются 
разработка и внедрение новых комплексных технологий для 
проведения эксплуатационных работ на мелиоративных системах, эффективных технических средств для срезания древеснокустарниковой растительности и оптимизация распределения 
техники по производственным объектам. Решение данных задач 
позволит интенсифицировать эксплуатационно-ремонтные работы на оросительных каналах и повысить их эффективность, 
что, в конечном итоге, обеспечит повышение урожайности 
сельскохозяйственных культур на орошаемых полях.

ГЛАВА 1.

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ 
МЕЛИОРАТИВНОГО КОМПЛЕКСА 
САРАТОВСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ, 
СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ 
И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ 
ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОРЕМОНТНЫХ РАБОТ НА ОРОСИТЕЛЬНЫХ 
КАНАЛАХ

Сельскохозяйственная мелиорация относится к наиболее 
наукоемким отраслям агропромышленного комплекса. Российская мелиоративная наука, наряду с другими задачами, со 
времен А.Н. Костякова выполняет ту часть государственных 
управленческих функций, которые связаны с перспективой 
развития мелиорации.
Основные земледельческие регионы страны находятся в 
зоне рискованного земледелия: на юге -  недостаточное или 
неустойчивое увлажнение, часто повторяющиеся засухи и суховеи, эрозия, склонность почв к засолению и осолонцеванию, 
опустынивание земель; на другой территории -  переувлажнение, поздние весенние заморозки, засоренность камнями, кустарником и мелколесьем. В таких условиях первостепенную 
роль играет комплексная мелиорация земель.
Многолетний отечественный и зарубежный опыт свидетельствует, что только мелиорируемые земли способны обеспечить эффективное развитие сельскохозяйственного производства. В силу возникающей реальной угрозы потери устойчивости 
сельского хозяйства и продовольственной независимости страны в «Основных направлениях агропродовольственной политики Правительства Российской Федерации на 2001-2010 годы» в 
числе важнейших названа задача государственной поддержки

мелиорации. В составе первоочередных мер определено: «содействовать проведению комплекса мероприятий по строительству и реконструкции оросительных и осушительных систем, 
выполнению агротехнических, противоэрозионных, культур- 
технических и других работ» [ 1 1 2 ].
Поскольку в последнее десятилетие мелиорация земель 
претерпела радикальные изменения от широкомасштабных 
мелиоративных работ (1966-1990 гг.) и практически до полного их прекращения, предстоит тяжелая работа по возрождению мелиорации. Также в последние годы в процессе реформирования сельского хозяйства приостановлены работы по 
эксплуатации, ремонту и реконструкции ранее построенных 
мелиоративных систем. Так, на эксплуатационно-ремонтные 
работы и обновление техники выделяется не более 1/3 необходимых средств [8 6 ].
Площадь орошаемых земель в Российской Федерации сократилась по сравнению с 1991 г. на 1520 тыс. га, или на 25 %, 
осушаемых -  на 640 тыс. га, или на 15 %. Более чем на половине площади мелиорируемых земель мелиоративное состояние резко ухудшилось: в зоне орошения вследствие подъема 
грунтовых вод и засоления, в зоне осушения -  вследствие вторичного заболачивания и зарастания кустарником (рис. 1 ) [ 1 ].

□  хорош ее

□  удовлетворительное
и  неудовлетворительное

Рис. 1. Состояние орошаемых земель Российской Федерации

Для сравнения: доля орошаемых земель в общей площади 
пашни в большинстве стран Европы (например, в Италии, 
Болгарии, Германии, Франции, Румынии) превышает 30 %, а в 
странах с более жарким климатом -  60 % [ 1 0 ].
Ежегодно по различным причинам в России не поливается 
35-55 % площади земель, оборудованных оросительной сетью. Произошло существенное (на 24 %) сокращение посевных площадей на орошаемых землях [87].
Нижнее Поволжье и Саратовская область располагаются в 
засушливой зоне. Температура воздуха днем летом доходит до 
+35 °С и выше, а на поверхности почвы до +65 °С при относительной влажности ниже 30 %. В результате накопленная влага в зимний период и сохраненная в весеннее половодье быстро испаряется [54, 136]. По данным Всероссийского института орошаемого земледелия, в среднем за период 1950-1990 гг. 
в Заволжье в отдельные десятилетия среднее количество осадков составляло 2 1 1  мм, в некоторые годы за вегетационный 
период всего 1 0 - 2 0  мм, тогда как испаряемость в среднем за 
год составила 700-1000 мм [94]. Устойчивое ведение сельскохозяйственного производства в данных климатических условиях возможно лишь при достаточном орошении земель. Однако, как и в целом по России, начиная с 1991 г., в Саратовской области наметилась устойчивая тенденция сокращения 
поливных земель (рис. 2) [15, 17, 18, 71]. В середине 80-х гг., в 
период расцвета мелиорации, орошаемые земли составляли 
481,4 тыс. га регулярного (6 , 8  % пашни) и 61,7 тыс. га лиманного орошения. На орошаемых землях производилось до 
20-22 % продукции растениеводства, до 45 % зеленых кормов, а в Заволжье до 80 % кормов, 100 % овощей, 45 % картофеля. За годы реформ площадь орошаемых земель в засушливых регионах Юга России сократилась с 3,9 до 2,2 млн га. В 
Саратовской области в конце 80-х гг. площадь орошаемых земель составляла 481,4 тыс. га, в настоящее время орошаемые 
площади сократились почти на половину (на 46,5 %), к тому 
же имеющиеся площади орошаются не в полном объеме, в 
2007 г. орошалось только 58,7 % площади [21]. При этом резко 
ухудшилось техническое состояние инженерно-мелиоративных систем. Необходимость проведения эксплуатационноремонтных работ на инженерно-мелиоративных системах обусловлена высокой степенью износа, которая в среднем составляет 51,8 % (табл. 1) [21].

аоо
л
н О 

1988
1989
1991
1993
1995
1997 1999 2001 
2003 2005 2007

годы

Наличие орошаемых земель

Рис. 2. Орошаемые земли Саратовской области

Таблица 1
Основные показатели работы мелиоративного комплекса 
Саратовской области

Показатели
Годы
2005
2006
2007
1
2
3
4
1. Наличие орошаемых земель,
257,3
257,3
257,3
тыс. 0 того лиманов
31,5
31,5
31,5
2. Поливалось, тыс. га
111,3
151,0
156,0
гектарополивы, тыс.
349,7
497,0
624,0
кратность полива
3,1
3,3
4,0
работало ДМ, шт.
1577
1303
1800
В том числе «Фрегат», шт.
1151
750
1500
3. Подано воды, млн. м3
278
402,9
543,0
В том числе на орошение и заливку лиманов
98,8
209,8
246,2
4. Расход электроэнергии всего, 
млн кВт • ч,
110
208
167,6
В том числе на орошение и заливку лиманов
87
149,8
122,4

2
3
4
5. Затраты на эл. энергию, млн руб.
лимит: федеральный бюджет
104,8
117,0
областной бюджет
70,9
100,0
90,2
потреблено на сумму,
70,9
204,8
207,2
в том числе на орошение и заливку лиманов
18,0
154,2
156,2
6. Посеяно по культурам на фактически поливаемых землях, тыс. га
111
151
156
зерновые
4,9
22,8
24,3
В том числе кукуруза на зерно
0,8
1,2
1,9
овощи
12,8
13,9
14,3
картофель
21,4
10,5
22,3
кормовые всего
30,5
97,9
91,4
В том числе однолетние
7,7
25,2
22,5
многолетние
13,1
18,4
53,2
кукуруза на силос
8,3
1,3
12,4
прочие (сады и огороды)
41,7
38,1
29,4
7. Внесение удобрений на поливных площадях
45
152
2700
органических, тыс. т
704
449
3100
химических в действующем веществе, т
8. Урожайность
30,0
42,7
44,8
зерновые
37,9
45,9
42,9
кормовые однолетние (сено)
26,6
36,9
31,4
кормовые многолетние (сено)
42,1
35,2
17,4
кукуруза
на зерно
56,1
55,0
61,1
на силос
174,3
245,4
310,5
овощи
103,6
162,0
241,2
картофель
114,5
121,1
150,0
9. Проведено реконструкции, га
2567,0
6090,0
5000,0
построено:
водоводы, км
34,1
17,4
37,0
10. Освоено средств, млн руб.
402,3
436,6
482,0
федеральный бюджет
309,5
324,5
381,2
областной бюджет
85,0
103,2
90,2
средства хозяйств
7,8
8,9
10,0
11. Противоэрозионные пруды
и пруды для водообеспечения
шт.
6
3
5
млн руб.
7,9
3,7
6,0

Динамика использования оросительной воды в Саратовской области представлена на рис. 3 [15, 17, 711.

млн м3 

2500 

2000 

1500 

1000 

500 

0

годы
■  Суммарный водозабор

□  Суммарная водоподача на все нужды

□  Водоподача на орошение (все виды поливов)

□  Водоподача на вегетационные поливы

Рис. 3. Динамика использования воды в Саратовской области

Показатели водопользования в 2007 г. по сравнению с 
1986 г. сократились: суммарный водозабор и суммарная водоподача (на все нужды) -  в 5 раз, водоподача на орошение (все 
виды поливов) -  в 7,7 раза, водоподача на вегетационные поливы -  в 6,1 раза. Сокращение объемов подаваемой воды произошло не только из-за повышения стоимости энергоресурсов, 
но и вследствие высокого износа оросительных систем, при 
котором неизбежно возникают непроизводственные потери 
воды при транспортировании.
Сокращение водоподачи в свою очередь повлияло на валовой сбор продукции растениеводства с орошаемых земель 
(рис. 4), величина которого в 2007 г. по отношению к 1987 г. 
сократилась в 3 раза.

C D O O O C M ^ t < D C O O C M 4 t < D
о
о
о
о
о
)
а
>
о
)
о
а
>
о
о
о
о
0
)
(
7
)
С
П
(
7
)
0
)
0
>
0
>
0
0
0
0
т
т
т
т
т
т
т
С
М
С
М
С
М
С
М

□  Общий валовой сбор 
□  Валовой сбор кормов

Рис. 4. Динамика валового сбора продукции растениеводства 
с орошаемых земель Саратовской области

Относительно стабильным в последние годы остается мелиоративное состояние земель в Саратовской области, и наблюдается (хотя и небольшая) тенденция к увеличению площадей земель с хорошим состоянием (рис. 5).

га
300000 

250000 

200000 

150000 

100000 

50000

Т}- 
Ю <Г> h- 
00 ст>
№ 
б)  
О)  
О)  
О)  
О)
( П 
О)  
17) 
О) 
17) 
О)
т - т - т - т - т - т - С Ч С М
С Ч С Ч С Ч С М
С М
С М
годы

□  Хорошее 
□  Удовлетворительное 
Ш Неудовлетворительное

Рис. 5. Мелиоративное состояние земель Саратовской области

11