Снижение отрицательных последствий от воздействия трелевочных систем на лесную почву

• Автор: Большаков, Борис Михайлович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 62 с. : ил.; 20х15 см

ВВЕДЕНИЕ
Правительство Российской Федерации уделяет большое внимание сохранению окружающей среды. Утвержденное Постановление N1414 от
11.11 96г. Председателем Правительственной комиссии по науке и технике «Критические технологии Федерального уровня» содержит раздел «Экология и рациональное природоиспользование», .в который включены следующие критические технологии: «Технологии реабилитации
окружающей среды от техногенных воздействий» и «Технологии минимизации экологических последствий трансграничных воздействий».
Следовательно, снижение отрицательного воздействия трелевочного трактора и древесины на лесную почву можно рассматривать как фрагмент критических технологий Федерального уровня - «Технологии минимизации экологических последствий трансграничных воздействий».
Теорией взаимодействия лесосечных машин и трелевочных систем (трелевочный трактор - пачка древесины) с почвой занимаются как механики с технологами, так и лесоводы с почвоведами, но в исследованиях отсутствует главное - взаимопонимание. Можно утверждать, что не разработаны научно-обоснованные методы, показатели для оценки и прогнозирования экологических последствий от воздействия машин и древесины на лесную почву с учетом ее свойств, условий эксплуатации, рельефа местности, способа трелевки древесины, режимов движения, тенденций развития параметров и технологических решений переспективных лесосечных машин.
Лесоводственные требования к технологическим процессам рубок ухода и лесосечных работ (1993г) рекомендуют удельное давление при нормальной нагрузке для машин с колесными и гусеничными движителями, а ГОСТ 26955-86 «Техника сельскохозяйственная мобильная» регламентирует максимальное давление движителей на ночву при различной се влагоемкости.
Отрицательные последствия от воздействия лесосечных машин и .ззеины на лесную почву превратилось в сложную и важную научно-‘й'.сую проблему экологического характера. Внедрение тяжелых л "л-жа«рационных лесосечных машин высокой энергонасыщенности и . ление рубок в регионы с почвами имеющими низкую несущую .Л'ность могут обострить экологическую проблему или уменьшить . г механизации труда и операций, если не разработать достоверные, > обоснованные методы оценки последствий для почвы от прения современных и перспективных машин. Назрела острая необ

щих воздействий трелевочной системы на лесную почву на основе выбора трассы волока с учетом ею склона, числа проходов, объема и способа трелевки пачки древесины, равновесной плотности почвы, позволяющих минимизировать уплотнение почвы при разработке лесосек. Решение этой сложной научно-технической проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение, будет содействовать разработке критических тех-нологай Федерального уровня - «Технологии минимизации экологических последствий трансграничных воздействий».
' Изменчивость и через вы чайная сложность среды функционирования лесосечных машин, особенно машин первичного транспорта леса, режимы работы которых определяются почвенно-грунтовыми, рельефными, производственными, таксационными и атмосферно-климатическими факторами, усложняют методы научного проникновения при решении проблемы.
Цель исследования - минимизация уплотнения почвы и разрушения ее структуры от воздействия трелевочной системы при разработке лесосеки путем обоснования выбора трассы трелевочного волока, числа проходов трактора, рейсовой нагрузки и способа трелевки древесины с учетом физико-механических свойств почвы, угла склона волока и параметров гусеничного движителя.
Научная новизна исследования заключается в следующем: разработана и исследована механико-математическая модель взаимодействия трелевочной системы с волоком, учитывающая угол склона волока, физико-механические свойства лесной почвы, пронизанной древесиной, объем рейсовой нагрузки и способ трелевки древесины, позволяющая вскрыть сущность процессов, возникающих в системе «гусеничная трелевочная система - волок»;
предложена и разработана новая концепция выбора трассы волока и числа проходов с учетом равновесной плотности почвы, объему и способа трелевки пачки древесины, параметров гусеничного движителя на основе эксперемснтально-теоретических методов, позволяющая минимизировать уплотнение почвы трелевочной системой при разработке лесосеки.
разработана методология управления уплотняющим воздействием движителя на лесную почву,
Объект исследования - лесосека с ее рельефом местности, физикомеханическими свойствами почвы и гусеничная трелевочная система. Для обоснования трассы волока и минимизации уплотнения почвы трелевочной системой при освоении лесосеки разработан мобильный измерительный комплекс (МЙК) - машина высокой проходимости с бортовым компьютером, включающим микропроцессор, датчики для преобразования неэлектрических величин в электрические,

ста для движителя и управления отрицательным воздействием трелевочной системы на почву отсутствуют.
Приборное и методическое обеспечение [22] позволяет управлять уплотняющим воздействием трелевочной системы на почву путем выбора рейсовой нагрузки и числа проходов трасс волока при разработке лесосек.
В зависимости от исходных равновесных физико-механических свойств почвы, утла склона волока, веса и структуры тачки древесины, способа трелевки, плотности почвы по длине волока от воздействия трелевочной системы изменяется; при этом пределы изменения плотности от минимальных до максимальных значений будут определяться конкретным сочетанием перечисленных выше факторов. Понятно, что как плотность почвы на отдельном пикете, так и изменение предела плотности не характеризуют уплотняющего воздействия трелевочной системы на почву волока в целом. Объективную оценку степени уплотнения почвы трелевочной системой целесообрзно проводить на основе вероятностного подхода с нахождением закона распределения плотности почвы дна колеи по длине волока и анализа его статистик.
Поэтому разработаны экспериментально-теоретические методы определения законов распределения значений плотности почвы по длине волока в результате воздействия трелевочной системы.
Для минимизации отрицательного воздействия трелевочной системы на почву и выбора трассы волока при разработке лесосеки методически необходимо наметить несколько трасс трелевочных волоков и экспериментально-теоретическими методами получить законы распределения значений плотности почвы но всей длине волока после прохода трелевочной системы с пачками разного веса. Анализ статистик законов распределения значений плотности почвы по длине волока позволит оптимизировать рейсовую нагрузку для конкретного волока по критерию минимального уплотнения почвы.
Анализ законов распределения значений плотности почвы по длине всех исследуемых волоков при трелевке пачек древЕины с оптимальным весом для конкретного волока позволит выбрать волок, трелевка древесины по которому обеспечит минимальное отрицательное воздействие трелевочной системы на почву при разработке лесосеки.
На мобильных машинах устанавливают бортовой компьютер, состоящий из: микропроцессора с набором программ; датчиков или
преобразователей изменения неэлекгрических величин в электрические; перепрограммированного постоянного запоминающего устройства (ППЗУ); регистрирующее устройство в виде кристаллического дисплея или нечатующего устройства для распечатки информации; пылевлагонепроницаемой пленочной клавиатуры.