شرکت آسان راه شمال خرم

آشنایی با تسطیح لیزری

تسطیح لیزری و کاربردهای عمرانی

تسطیح لیزری و کاربرد در کشاورزی

معرفی سیستم لیزری تسطیح اراضی

نحوه کار با دستگاه تسطیح لیزری

 


تسطیح لیزری و کاربردهای عمرانی

گسترش فعالیتهای عمرانی و کشاورزی به منظور افزایش ساخت و سازها و افزایش توانایی تأمین مواد غذایی، لزوم استفاده بیشتر و بهتر از ماشین آلات را می طلبند.

پرکاربردترین ماشین آلات عمرانی شامل بلدوزر، لودر، ‌گریدر، اسکریپر،‌ بیل مکانیکی و بیل بکهو و فینیشر هستند.

از این میان، اسکریپر برای خاکبرداری و تسطیح اولیه، گریدر برای انجام تسطیح و مرزبندی نهایی، لودر برای جابجایی کود و خاکبرداری و بیل مکانیکی و بکهو برای کانال کنی برای کاشت درخت یا انتقال آب در مزارع  کشاورزی نیز به کار گرفته می شوند. البته برای تسطیح مزارع کشاورزی، ادواتی به شکل دنباله بندهای تراکتور نیز وجود دارند که با وجود تراکتور، بوسیله آنها می‌توان عملیات تسطیح را با صرف هزینه کمتر برای کشاورزان نسبت به گریدر و اسکریپر موتور دار(Motor Grader and Motor Scraper) انجام داد.

ماشینهای فینیشر برای آسفالتکاری یا بتون ریزی بمنظور راه یا سکو سازی، تنها در مصارف عمرانی به کار می‌روند.

از میان دستگاههای فوق، تنها در عملیاتهایی که با بیل لودر انجام می‌شود نیازی به دقت بالا در تنظیم ارتفاع بیل هنگام کار نیست و در بقیه موارد، بکارگیری امکاناتی برای تنظیم ارتفاع تیغه یا پلاتفورم ماشین آلات در کاربریهای دقیق می‌تواند بهره وری ماشین و کیفیت کار نهایی را ارتقاء بخشد. چنانچه این تجهیزات بطور اتوماتیک ارتفاع را کنترل نمایند و پیچیدگی زیادی برای ارتباط کاربر نداشته باشند، نیاز به مهارت خاص راننده و اثر خطاهای انسانی را نیز در کیفیت نتیجه کاهش می‌دهند.

سیستمهای کنترل ارتفاع با پرتوی لیزر پیشنهادی برای حصول به نتایج فوق هستند. این سیستمها به سادگی قابل نصب و بکارگیری هستند و نیاز به حضور دائم مهندسین در حین عملیات ندارند. قیمت آنها نیز نسبت به قیمت ماشین مورد استفاده زیاد نیست. تنها دغدغه استفاده از آنها می‌تواند مواجهه با اشکالات احتمالی باشد که نیاز به ارائه سرویس توسط متخصصین دارند که با وجود تولید کننده ایرانی، این نگرانی نیز در ایران به حداقل کاهش خواهد یافت.

لازم به ذکر است که سیستمهای لیزری، تنها سیستمهای فابل بکارگیری به این منظور نیستند. سیستمهای پیچیده تر و تواناتری شلامل سیستمهای  GPS و سیستمهایی که با بهره‌گیری از دستگاههای Total Station عمل می‌نمایند نیز برای اتوماسیون سیستمهای خاکبرداری ساخته شده‌اند. تولید این سیستمها در جهان هنوز به چند شرکت آمریکایی و سویسی محدود است و قیمت آنها حدود 10 برابر سیستمهای لیزر تولید داخل است.

شرکت رنجبران مفتخر است به عنوان اولین سازنده بخش دریافت و کنترل اتوماتیک ارتفاع بر مبنای پرتو لیزر، در راستای گسترش اتوماسیون ماشین آلات عمرانی و کشاورزی به تلاش خود ادامه دهد.

 

تسطیح لیزری و کاربرد در کشاورزی

بحران کم‌آبی مشکلی است که شاید هیچ‌کس را به‌اندازه شما کشاورزان نگران نمی‌سازد. سال‌های زیادی است که کشاورزان کشورمان با این مساله درگیرند و نظر به کاهش بارش‌های آسمانی و کمبود سفره‌های آبی زیرزمینی گویا راه‌حلی برای آن یافت نمی‌شود. مطابق آمار سازمان جهاد کشاورزی، 95 درصد آب استحصالی کشور در بخش کشاورزی مصرف می‌شود که متاسفانه بازده آبیاری در این بخش 30 درصد است. به عبارتی دیگر از 90 میلیارد متر مکعب که در اختیار این بخش قرار می‌گیرد تنها 27 میلیارد متر مکعب آن مورد استفاده گیاهان است. این تلفات نه‌تنها باعث از دست رفتن آب می‌شود بلکه باعث صدمات جدی دیگر از قبیل شور و ماندابی شدن اراضی، فرسایش خاک، کاهش حاصل‌خیزی خاک، کاهش کمی و کیفی تولیدات کشاورزی و نهایتاً‌ آلودگی‌ آب‌های سطحی و زیرزمینی می‌گردد. جالب است بدانید که در ایران سالیانه حدود 6 میلیون هکتار به کشت آبی اختصاص دارد که 95 درصد آن به روش سطحی سنتی آبیاری می‌گردد. مهمترین دلایل پایین بودن بازده آبیاری در ایران را می‌توان "ناهمواری اراضی زراعی"، "خاکی و غیرفنی بودن مسیر انتقال و توزیع آب" و "عدم برنامه‌ریزی آبیاری در مزارع توسط کشاورزان" نام برد. گو اینکه فناوری های جدید این مشکل را تا حد زیادی مرتفع کرده‌اند. به عبارتی دیگر، به جای افزایش میزان آبیاری مزارع، می‌توان بهره‌وری از آب موجود را افزایش داد.

"با تسطیح مزارع خود، بهره‌وری آب را تا دو برابر افزایش دهیم."

این جمله یک ادعا نیست! کافی است تجربه کشاورزان را جویا شوید.

ناهمواری اراضی زراعی باعث کاهش قابل ملاحظه بازده محصول و توزیع غیریکنواخت آب در مزارع می‌شود. نقاط پست بیش از اندازه و نقاط مرتفع کمتر از اندازه آبیاری می‌شوند که هر دو برای محصول مضر است. اگر فراتر رویم، حتی زمین‌های ناهموار از کودهای شیمیایی و کار ماشین‌آلات کشاورزی نیز به خوبی بهره‌مند نمی‌شوند.

یک زمین با شیب‌بندی و تسطیح مناسب نه تنها موجب گسترش یکنواخت آب و در نتیجه بالا بردن راندمان آبیاری می‌گردد، بلکه دیگر فعالیت‌های زراعی (کاشت، داشت، برداشت) را آسان می‌سازد. مدیریت یک مزرعه تسطیح شده به مراتب آسان‌تر و مقرون‌تر به صرفه‌تر از مزرعه مشابهی با توپوگرافی طبیعی نامناسب است. علاوه بر این، تسطیح، یک روش خوب حفاظتی برای خاک‌های در حال فرسایش است.

مخلص کلام اینکه:

لزوم انجام تسطیح اراضی زراعی در ایران به منظور بهبود مدیریت آبیاری در مزرعه و استفاده بهینه از نهاده‌های کشاورزی امری اجتناب ناپذیر است. و در این میان تسطیح لیزری اراضی یکی از چشمگیرترین پیشرفت‌ها در آبیاری سطحی است. از این تکنولوژی در تسطیح اراضی زراعی در کشورهای پیشرفته نظیر آمریکا، کشورهای اروپایی و استرالیا به طور وسیع و در کشورهای در حال توسعه نظیر پاکستان، مصر، هند و ترکیه به طور نسبی استفاده می‌شود.

به طور کلی مزایای تسطیح اراضی را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

· حفظ، احیا و بهر‌ه‌برداری بهینه از منابع طبیعی تجدید شونده نظیر آب و خاک

· افزایش تولید محصولات کشاورزی در واحد سطح و کاهش هزینه تولید

· صرفه‌جویی در مصرف آب

· ایجاد بستر مناسب جهت کشت‌وکار مکانیزه و کاهش سختی کار کشاورزان

· صرفه‌جویی در زمان آبیاری، افزایش کارآیی و بهینه‌سازی مصرف سایر نهاده‌های کشاورزی

· ایجاد زیربناهای لازم و آرایش هندسی مطلوب جهت پی‌ریزی بهره‌بردای سیستم‌های تکامل یافته‌تر و پیشرفته‌تر آبیاری

· ایجاد زمینه لازم جهت برنامه‌ریزی و به‌کارگیری الگوی کشت مناسب و تناوب زراعی صحیح و مبارزه با بیماری‌ها به نحو مطلوب

· سهولت برداشت محصول و پایین آمدن تلفات حین برداشت

و در سطحی کلان‌تر این امر اثرات غیرمستقیم اقتصادی و اجتماعی فراوانی در پی خواهد داشت که به طور کلی عبارتند از:

· افزایش سطح درآمد کشاورز و بهبود وضع رفاهی در محیط روستا

· جلوگیری از مهاجرت‌های بی‌رویه

· ارتقا دانش و بینش فنی کشاورزان و تغییر تفکرات سنتی روستاییان

· ایجاد امکاناتی جهت افزایش صادرات با تغییرات بوجود آمده در میزان تولید

مزایای تسطیح لیزری نسبت به تسطیح مهندسی عبارت است از:

· عدم نیاز به ماشین آلات سنگین نظیر اسکریپر

· استفاده از تراکتورهای معمولی کشاورزی

· عدم نیاز به مهارت فنی بالا و حضور مهندس نقشه‌بردار

· هزینه بسیار پایین عملیات تسطیح نسبت به سایر روش‌ها

· دقت بسیار بالا

· عدم کوبیده شدن و فشردگی خاک

· قابلیت کاربرد در اراضی کوچک حداقل 500 متر مربع

· ایجاد اشتغال برای فارغ‌التحصیلان رشته‌های کشاورزی

از انجام تسطیح لیزری اراضی کشاورزی فواید زیر عاید می‌شود:

· افزایش راندمان کاربری آب در مزرعه به میزان 10 درصد

· افزایش سطح زیرکشت بر اثر از بین‌رفتن جوی‌ها و زهکش‌های سنتی در اراضی به میزان 10 درصد

· افزایش عملکرد محصول 10 الی 15 درصد در هر هکتار

· کاهش هزینه تولید به میزان 30 درصد

· کاهش زمان آبیاری 30 الی 40 درصد

· کاهش عمق متوسط آبیاری 15 الی 20 درصد

· کاهش نیروی انسانی 35 درصد

· افزایش ارزش افزوده زمین 50 درصد

اما حتی با قبول تمام موارد بیان شده، مشکل دیگری گریبان‌گیر کشاورزان است. دستگاه‌های تسطیح اراضی، ساخت خارج از کشور هستند و قیمت بالایی دارند. حتی اگر کشاورز توان تهیه آن را نیز داشته باشد بعد از صرف هزینه‌های بالای حمل و نقل به داخل کشور و زمان زیاد، با مشکل گارانتی و خدمات پس از فروش در زمان اوج نیاز کاری با دستگاه‌هامواجه می‌شود.

 

معرفی سیستم لیزری تسطیح اراضی

یک سیستم لیزری تسطیح مشتمل بر چهار قسمت اصلی می‌‌باشد:

دستگاه لیزر گردان

گیرنده پرتوی لیزر

سیستم دریافت پرتوی لیزر و کنترل اتوماتیک ارتفاع

تراکتور و لولر لیزری

دستگاه لیزر گردان دارای یک منبع تولید اشعه لیزر که توسط یک باطری کار می‌کند، می‌باشد. لیزر گردان با یک سرعت نسبتا‍ً بالا حول محور عمود بر سطح مزرعه می‌چرخد و تسطیح یک صفحه لیزری در بالای مزرعه می‌دهد. این صفحه لیزری می‌تواند به عنوان مرجع تسطیح مورد استفاده قرار گیرد.

مولدهای گوناگون تولید اشعه لیزر که به مکانیسم تنظیم خودکار مجهز هستند قادرند صفحه لیزری تولیدی را به شیب‌های دلخواه طولی و عرضی تجهیز نمایند. صفحه لیزری مرجع تحت تأثیر حرکت زمین قرار نمی‌گیرد و برای نقشه‌برداری تعیین نقاط بالا و پایین و تخمین مقدار خاکبرداری و خاکریزی نیاز به‌کارگرفتن کارگر فنی ندارد. فاصله بین اشعه لیزر و سطح زمین طوری تعریف شده‌اند که میزان انحراف از این فاصله همان میزان خاکبرداری یا خاکریزی در هر منطقه باشد. دستگاه مولد لیزر روی یک سه‌پایه در گوشه‌ای مزرعه در ارتفاعی قرار داده می‌شود که هیچ مانعی بر سر راه اشعه تولیدی در سطح مزرعه وجود نداشته باشد.

اشعه متصاعد شده از دستگاه لیزر توسط یک سنسور نوری که روی دستگاه باکت تسطیح نصب شده است، دریافت می‌شود. سنسور نوری از یکسری آشکارسازها که به‌طور عمودی روی هم قرار گرفته‌اند تشکیل شده است به‌طوری که با بالا و پایین شدن باکت تسطیح بر اثر حرکت روی زمین ناهموار، اشعه لیزر توسط آشکارسازها به سیستم کنترل منتقل می‌شود و سیستم کنترل، هیدرولیک تراکتور را وادار به بالا و پایین‌ آوردن تیغه می‌نماید و این عمل تا زمانی که اشعه لیزر به آشکارساز وسط برخورد نماید ادامه می‌یابد.

بدین روش دستگاه سنسور که روی باکت تسطیح نصب شده است به‌طور پیوسته توسط صفحه لیزر مسیردهی می‌شود و به دنبال آن سیستم هیدرولیک تراکتور به‌طور اتوماتیک باکت تسطیح را کنترل می‌نماید.

حساسیت سیستم لیزری حداقل 10 تا 15 برابر دقیق‌تر از قضاوت چشمی و کنترل دستی هیدرولیک تراکتور توسط راننده تراکتور می‌باشد. برای استفاده از سیستم لیزری در تسطیح اراضی نیاز به مهارت فنی کاربر نمی‌باشد. این امر موجب شده تا زارعین بتوانند به‌راحتی از این تکنولوژی در تسطیح اراضی استفاده نمایند.

سیستم‌های الکترونیکی و هیدرولیکی عموماً دارای دو وضعیت عملیاتی می‌باشند. در وضعیت اول یا وضعیت مشاهده، هنگامی که راننده تراکتور و باکت تسطیح را روی زمین به حرکت در می‌آورد. پایه سنسور به‌طور خودکار مطابق با پستی و بلندی زمین به بالا و پایین حرکت می‌کند و مانیتور تراکتور اطلاعات ارتفاع و شیب زمین را تعیین می‌کند. به عبارت دیگر سیستم مانند یک سیستم نقشه‌برداری خودکار عمل می‌کند.در این وضعیت عملیاتی تیغه باکت تسطیح در محل خودش ثابت نگه داشته می‌شود و تنها پایه سنسور حرکت می‌کند.

در وضعیت دوم عملیاتی یا وضعیت انجام عملیات تسطیح موقعیت، پایه سنسور روی باکت تسطیح ثابت می‌ماند و تیغه باکت تسطیح با توجه به پستی و بلندی زمین بالا و پایین می‌شود. صفحه لیزر تولیدی توسط دستگاه مولد لیزر در یک فاصله مناسب از مرکز ثقل مزرعه قرار دارد و دارای شیب مورد نظر می‌باشد. با تنظیم ارتفاع پایه سنسور نسبت به صفحه لیزر به مرکز ثقل مزرعه عملیات خاکبرداری و خاکریزی به سادگی با حرکت تراکتور در مزرعه انجام می‌گیرد.

چهارمین قسمت سیستم تسطیح لیزری، مجموعه باکت تسطیح و تراکتور است. این تجهیزات معمولاً تراکتورهای کشاورزی استاندارد و باکت تسطیح معمولی هستند که در آن‌ها سیستم‌های کنترلی و هیدرولیکی به ‌کارکردن تحت نظارت کنترل‌کننده الکترونیکی تجهیز شده با ابزار فرستنده لیزری و سنسور، اصلاح شده‌اند. تراکتور نیاز به این دارد که با دقت انتخاب شده باشد به‌طوری‌که کم‌قدرت نباشد و سیستم هیدرولیکی آن به اندازه کافی قوی باشد تا با ارتعاشات لیزری در حرکت‌ها و تنظیم‌ها کار کند. باکت تسطیح متشکل از یک تیغه و یک مخزن می‌باشد. باکت تسطیح می‌تواند یک باکت ساده و کوچک و یا یک باکت متوسط یا بزرگ باشد.

در اراضی‌ای که نیاز به تسطیح کم‌عمق باشد، می‌توان از باکت کوچک استفاده نمود و در اراضی که نیاز به تسطیح اساسی دارد می‌توان از باکت بزرگ استفاده نمود.

 

نحوه کار با دستگاه تسطیح لیزری

در روش تسطیح لیزری 5 پارامتر می‌بایست به منظور تنظیم و شروع به کار دستگاه‌ها مشخص باشد:

جهت شیب عرضی

جهت شیب طولی

مقدار شیب عرضی (درصد)

مقدار شیب طولی (درصد)

مرکز ثقل (ارتفاع و موقعیت)

چنان‌چه با نقشه‌برداری محدود به مقادیر شیب طولی و عرضی و مرکز ثقل مشخص، بلافاصله می‌توان دستگاه را در مزرعه مستقر و تنظیم نمود. ولی اگر این عمل از قبل انجام نگرفته باشد، ابتدا باید به‌طور تقریبی و براساس اطلاعات حاصل از محل ورود آب و جهت آبیاری مزرعه، با لولر مقداری در مزرعه گردش نمود. با این عمل ارتفاع و میزان پستی و بلندی و مواضع آن‌ها توسط سیستم لیزری شناسایی می‌شود و راننده از روی نمایشگر آن‌ها را ملاحظه می‌نماید و سپس دستگاه را به‌طور تقریب می‌تواند تنظیم نماید.

برخلاف عملیاتی نظیر شخم، دیسک‌زنی یا برداشت، الگوی خاصی را برای حرکت دستگاه در مزرعه از قبل نمی‌توان توصیه نمود و در هر جهت و به هر شکل عمل تسطیح امکان‌پذیر بوده با این توضیح که نکات زیر سرعت عمل را بالا خواهد برد.

راننده باید مسیری را طی نماید که برای انتقال خاک از نقاط مرتفع به نقاط پایین حداقل باشد.

راننده باید در صورتی که پستی و بلندی موضعی در مزرعه وجود دارد، هدف اولیه‌اش حذف این ناهمواری باشد.

در صورتی‌که در محل‌هایی از مزرعه نمایشگر علامت سبز را نشان می‌دهد که نشانگر ارتفاع مناسب سطح مزرعه است، باید از تکرار عبور و رفت و آمد در آن نواحی خودداری نماید زیرا اتلاف وقت است.

در صورتی‌که ارتفاع پستی و بلندی زیاد باشد، عملیات تسطیح می‌بایست در چند مرحله یا عبور انجام شود و هر بار یک ارتفاع حدود 5 الی 10 سانتیمتر را خاکبرداری نمود.

به منظور محاسبه شیب زمین از شیوه زیر نیز می‌توان استفاده کرد:

ارتفاع تمام نقاط با لیزر تابنده در حال تراز خوانده می‌شود

میانگین کل اعداد محاسبه شده و ارتفاع نهایی نقطه وسط مزرعه می‌گیرد.

میانگین ضلع شمال و جنوب محاسبه و تفاوت آن‌ها تقسیم بر فاصله دو ضلع می‌شود. عدد حاصل به درصد شیب Y یا شمالی زمین است.

میانگین ضلع شرق و ضلع غرب را محاسبه و تفاوت آن‌ها تقسیم برفاصله دو ضلع می‌شود. عدد حاصل شیب X‌ زمین است.

نهایتا شیب X و Y تعیین شده روی لیزر تنظیم می‌شود و دستگاه گیرنده روی مرکز زمین برای ارتفاع نقطه وسط مزرعه محاسبه شده و تنظیم می‌گردد

منبع :شرکت رنجبران لیزر


موضوعات مرتبط:

برچسب‌ها: ماشین آلات


تاريخ : جمعه ۱٧ مهر ۱۳۸۸ | ٧:۱٤ ‎ب.ظ | نویسنده : | نظرات ()