تسطيح ليزري و کاربردهاي عمراني

گسترش فعاليتهاي عمراني و کشاورزي به منظور افزايش ساخت و سازها و افزايش توانايي تأمين مواد غذايي، لزوم استفاده بيشتر و بهتر از ماشين آلات را مي طلبند.

پرکاربردترين ماشين آلات عمراني شامل بلدوزر، لودر، ‌گريدر، اسکريپر،‌ بيل مکانيکي و بيل بکهو و فينيشر هستند.

از اين ميان، اسکريپر براي خاکبرداري و تسطيح اوليه، گريدر براي انجام تسطيح و مرزبندي نهايي، لودر براي جابجايي کود و خاکبرداري و بيل مکانيکي و بکهو براي کانال کني براي کاشت درخت يا انتقال آب در مزارع  کشاورزي نيز به کار گرفته مي شوند. البته براي تسطيح مزارع کشاورزي، ادواتي به شکل دنباله بندهاي تراکتور نيز وجود دارند که با وجود تراکتور، بوسيله آنها مي‌توان عمليات تسطيح را با صرف هزينه کمتر براي کشاورزان نسبت به گريدر و اسکريپر موتور دار(Motor Grader and Motor Scraper) انجام داد.

ماشينهاي فينيشر براي آسفالتکاري يا بتون ريزي بمنظور راه يا سکو سازي، تنها در مصارف عمراني به کار مي‌روند.

از ميان دستگاههاي فوق، تنها در عملياتهايي که با بيل لودر انجام مي‌شود نيازي به دقت بالا در تنظيم ارتفاع بيل هنگام کار نيست و در بقيه موارد، بکارگيري امکاناتي براي تنظيم ارتفاع تيغه يا پلاتفورم ماشين آلات در کاربريهاي دقيق مي‌تواند بهره وري ماشين و کيفيت کار نهايي را ارتقاء بخشد. چنانچه اين تجهيزات بطور اتوماتيک ارتفاع را کنترل نمايند و پيچيدگي زيادي براي ارتباط کاربر نداشته باشند، نياز به مهارت خاص راننده و اثر خطاهاي انساني را نيز در کيفيت نتيجه کاهش مي‌دهند.

سيستمهاي کنترل ارتفاع با پرتوي ليزر پيشنهادي براي حصول به نتايج فوق هستند. اين سيستمها به سادگي قابل نصب و بکارگيري هستند و نياز به حضور دائم مهندسين در حين عمليات ندارند. قيمت آنها نيز نسبت به قيمت ماشين مورد استفاده زياد نيست. تنها دغدغه استفاده از آنها مي‌تواند مواجهه با اشکالات احتمالي باشد که نياز به ارائه سرويس توسط متخصصين دارند که با وجود توليد کننده ايراني، اين نگراني نيز در ايران به حداقل کاهش خواهد يافت.

لازم به ذکر است که سيستمهاي ليزري، تنها سيستمهاي فابل بکارگيري به اين منظور نيستند. سيستمهاي پيچيده تر و تواناتري شلامل سيستمهاي  GPS و سيستمهايي که با بهره‌گيري از دستگاههاي Total Station عمل مي‌نمايند نيز براي اتوماسيون سيستمهاي خاکبرداري ساخته شده‌اند. توليد اين سيستمها در جهان هنوز به چند شرکت آمريکايي و سويسي محدود است و قيمت آنها حدود 10 برابر سيستمهاي ليزر توليد داخل است.

شرکت رنجبران مفتخر است به عنوان اولين سازنده بخش دريافت و کنترل اتوماتيک ارتفاع بر مبناي پرتو ليزر، در راستاي گسترش اتوماسيون ماشين آلات عمراني و کشاورزي به تلاش خود ادامه دهد.

تسطيح ليزري و کاربرد در کشاورزي

بحران کم‌آبي مشکلي است که شايد هيچ‌کس را به‌اندازه شما کشاورزان نگران نمي‌سازد. سال‌هاي زيادي است که کشاورزان کشورمان با اين مساله درگيرند و نظر به کاهش بارش‌هاي آسماني و کمبود سفره‌هاي آبي زيرزميني گويا راه‌حلي براي آن يافت نمي‌شود. مطابق آمار سازمان جهاد کشاورزي، 95 درصد آب استحصالي کشور در بخش کشاورزي مصرف مي‌شود که متاسفانه بازده آبياري در اين بخش 30 درصد است. به عبارتي ديگر از 90 ميليارد متر مکعب که در اختيار اين بخش قرار مي‌گيرد تنها 27 ميليارد متر مکعب آن مورد استفاده گياهان است. اين تلفات نه‌تنها باعث از دست رفتن آب مي‌شود بلکه باعث صدمات جدي ديگر از قبيل شور و ماندابي شدن اراضي، فرسايش خاک، کاهش حاصل‌خيزي خاک، کاهش کمي و کيفي توليدات کشاورزي و نهايتاً‌ آلودگي‌ آب‌هاي سطحي و زيرزميني مي‌گردد. جالب است بدانيد که در ايران ساليانه حدود 6 ميليون هکتار به کشت آبي اختصاص دارد که 95 درصد آن به روش سطحي سنتي آبياري مي‌گردد. مهمترين دلايل پايين بودن بازده آبياري در ايران را مي‌توان "ناهمواري اراضي زراعي"، "خاکي و غيرفني بودن مسير انتقال و توزيع آب" و "عدم برنامه‌ريزي آبياري در مزارع توسط کشاورزان" نام برد. گو اينکه فناوري هاي جديد اين مشکل را تا حد زيادي مرتفع کرده‌اند. به عبارتي ديگر، به جاي افزايش ميزان آبياري مزارع، مي‌توان بهره‌وري از آب موجود را افزايش داد.

"با تسطيح مزارع خود، بهره‌وري آب را تا دو برابر افزايش دهيم."

اين جمله يک ادعا نيست! کافي است تجربه کشاورزان را جويا شويد.

ناهمواري اراضي زراعي باعث کاهش قابل ملاحظه بازده محصول و توزيع غيريکنواخت آب در مزارع مي‌شود. نقاط پست بيش از اندازه و نقاط مرتفع کمتر از اندازه آبياري مي‌شوند که هر دو براي محصول مضر است. اگر فراتر رويم، حتي زمين‌هاي ناهموار از کودهاي شيميايي و کار ماشين‌آلات کشاورزي نيز به خوبي بهره‌مند نمي‌شوند.

يک زمين با شيب‌بندي و تسطيح مناسب نه تنها موجب گسترش يکنواخت آب و در نتيجه بالا بردن راندمان آبياري مي‌گردد، بلکه ديگر فعاليت‌هاي زراعي (کاشت، داشت، برداشت) را آسان مي‌سازد. مديريت يک مزرعه تسطيح شده به مراتب آسان‌تر و مقرون‌تر به صرفه‌تر از مزرعه مشابهي با توپوگرافي طبيعي نامناسب است. علاوه بر اين، تسطيح، يک روش خوب حفاظتي براي خاک‌هاي در حال فرسايش است.

مخلص کلام اينکه:

لزوم انجام تسطيح اراضي زراعي در ايران به منظور بهبود مديريت آبياري در مزرعه و استفاده بهينه از نهاده‌هاي کشاورزي امري اجتناب ناپذير است. و در اين ميان تسطيح ليزري اراضي يکي از چشمگيرترين پيشرفت‌ها در آبياري سطحي است. از اين تکنولوژي در تسطيح اراضي زراعي در کشورهاي پيشرفته نظير آمريکا، کشورهاي اروپايي و استراليا به طور وسيع و در کشورهاي در حال توسعه نظير پاکستان، مصر، هند و ترکيه به طور نسبي استفاده مي‌شود.

به طور کلي مزاياي تسطيح اراضي را مي‌توان در موارد زير خلاصه کرد:

· حفظ، احيا و بهر‌ه‌برداري بهينه از منابع طبيعي تجديد شونده نظير آب و خاک

· افزايش توليد محصولات کشاورزي در واحد سطح و کاهش هزينه توليد

· صرفه‌جويي در مصرف آب

· ايجاد بستر مناسب جهت کشت‌وکار مکانيزه و کاهش سختي کار کشاورزان

· صرفه‌جويي در زمان آبياري، افزايش کارآيي و بهينه‌سازي مصرف ساير نهاده‌هاي کشاورزي

· ايجاد زيربناهاي لازم و آرايش هندسي مطلوب جهت پي‌ريزي بهره‌برداي سيستم‌هاي تکامل يافته‌تر و پيشرفته‌تر آبياري

· ايجاد زمينه لازم جهت برنامه‌ريزي و به‌کارگيري الگوي کشت مناسب و تناوب زراعي صحيح و مبارزه با بيماري‌ها به نحو مطلوب

· سهولت برداشت محصول و پايين آمدن تلفات حين برداشت

و درسطحي کلان‌تر اين امراثرات غيرمستقيم اقتصادي و اجتماعي فراواني در پي خواهد داشت که به طور کلي عبارتند از:

· افزايش سطح درآمد کشاورز و بهبود وضع رفاهي در محيط روستا

· جلوگيري از مهاجرت‌هاي بي‌رويه

· ارتقا دانش و بينش فني کشاورزان و تغيير تفکرات سنتي روستاييان

· ايجاد امکاناتي جهت افزايش صادرات با تغييرات بوجود آمده در ميزان توليد

مزاياي تسطيح ليزري نسبت به تسطيح مهندسي عبارت است از:

· عدم نياز به ماشين آلات سنگين نظير اسکريپر

· استفاده از تراکتورهاي معمولي کشاورزي

· عدم نياز به مهارت فني بالا و حضور مهندس نقشه‌بردار

· هزينه بسيار پايين عمليات تسطيح نسبت به ساير روش‌ها

· دقت بسيار بالا

· عدم کوبيده شدن و فشردگي خاک

· قابليت کاربرد در اراضي کوچک حداقل 500 متر مربع

· ايجاد اشتغال براي فارغ‌التحصيلان رشته‌هاي کشاورزي

از انجام تسطيح ليزري اراضي کشاورزي فوايد زير عايد مي‌شود:

· افزايش راندمان کاربري آب در مزرعه به ميزان 10 درصد

· افزايش سطح زيرکشت بر اثر از بين‌رفتن جوي‌ها و زهکش‌هاي سنتي در اراضي به ميزان 10 درصد

· افزايش عملکرد محصول 10 الي 15 درصد در هر هکتار

· کاهش هزينه توليد به ميزان 30 درصد

· کاهش زمان آبياري 30 الي 40 درصد

· کاهش عمق متوسط آبياري 15 الي 20 درصد

· کاهش نيروي انساني 35 درصد

· افزايش ارزش افزوده زمين 50 درصد

اما حتي با قبول تمام موارد بيان شده، مشکل ديگري گريبان‌گير کشاورزان است. دستگاه‌هاي تسطيح اراضي، ساخت خارج از کشور هستند و قيمت بالايي دارند. حتي اگر کشاورز توان تهيه آن را نيز داشته باشد بعد از صرف هزينه‌هاي بالاي حمل و نقل به داخل کشور و زمان زياد، با مشکل گارانتي و خدمات پس از فروش در زمان اوج نياز کاري با دستگاه‌هامواجه مي‌شود.

معرفي سيستم ليزري تسطيح اراضي

يک سيستم ليزري تسطيح مشتمل بر چهار قسمت اصلي مي‌‌باشد:

دستگاه ليزر گردان

گيرنده پرتوي ليزر

سيستم دريافت پرتوي ليزر و کنترل اتوماتيک ارتفاع

تراکتور و لولر ليزري

دستگاه ليزر گردان داراي يک منبع توليد اشعه ليزر که توسط يک باطري کار مي‌کند، مي‌باشد. ليزر گردان با يک سرعت نسبتا‍ً بالا حول محور عمود بر سطح مزرعه مي‌چرخد و تسطيح يک صفحه ليزري در بالاي مزرعه مي‌دهد. اين صفحه ليزري مي‌تواند به عنوان مرجع تسطيح مورد استفاده قرار گيرد.

مولدهاي گوناگون توليد اشعه ليزر که به مکانيسم تنظيم خودکار مجهز هستند قادرند صفحه ليزري توليدي را به شيب‌هاي دلخواه طولي و عرضي تجهيز نمايند. صفحه ليزري مرجع تحت تأثير حرکت زمين قرار نمي‌گيرد و براي نقشه‌برداري تعيين نقاط بالا و پايين و تخمين مقدار خاکبرداري و خاکريزي نياز به‌کارگرفتن کارگر فني ندارد. فاصله بين اشعه ليزر و سطح زمين طوري تعريف شده‌اند که ميزان انحراف از اين فاصله همان ميزان خاکبرداري يا خاکريزي در هر منطقه باشد. دستگاه مولد ليزر روي يک سه‌پايه در گوشه‌اي مزرعه در ارتفاعي قرار داده مي‌شود که هيچ مانعي بر سر راه اشعه توليدي در سطح مزرعه وجود نداشته باشد.

اشعه متصاعد شده از دستگاه ليزر توسط يک سنسور نوري که روي دستگاه باکت تسطيح نصب شده است، دريافت مي‌شود. سنسور نوري از يکسري آشکارسازها که به‌طور عمودي روي هم قرار گرفته‌اند تشکيل شده است به‌طوري که با بالا و پايين شدن باکت تسطيح بر اثر حرکت روي زمين ناهموار، اشعه ليزر توسط آشکارسازها به سيستم کنترل منتقل مي‌شود و سيستم کنترل، هيدروليک تراکتور را وادار به بالا و پايين‌ آوردن تيغه مي‌نمايد و اين عمل تا زماني که اشعه ليزر به آشکارساز وسط برخورد نمايد ادامه مي‌يابد.

بدين روش دستگاه سنسور که روي باکت تسطيح نصب شده است به‌طور پيوسته توسط صفحه ليزر مسيردهي مي‌شود و به دنبال آن سيستم هيدروليک تراکتور به‌طور اتوماتيک باکت تسطيح را کنترل مي‌نمايد.

حساسيت سيستم ليزري حداقل 10 تا 15 برابر دقيق‌تر از قضاوت چشمي و کنترل دستي هيدروليک تراکتور توسط راننده تراکتور مي‌باشد. براي استفاده از سيستم ليزري در تسطيح اراضي نياز به مهارت فني کاربر نمي‌باشد. اين امر موجب شده تا زارعين بتوانند به‌راحتي از اين تکنولوژي در تسطيح اراضي استفاده نمايند.

سيستم‌هاي الکترونيکي و هيدروليکي عموماً داراي دو وضعيت عملياتي مي‌باشند. در وضعيت اول يا وضعيت مشاهده، هنگامي که راننده تراکتور و باکت تسطيح را روي زمين به حرکت در مي‌آورد. پايه سنسور به‌طور خودکار مطابق با پستي و بلندي زمين به بالا و پايين حرکت مي‌کند و مانيتور تراکتور اطلاعات ارتفاع و شيب زمين را تعيين مي‌کند. به عبارت ديگر سيستم مانند يک سيستم نقشه‌برداري خودکار عمل مي‌کند.در اين وضعيت عملياتي تيغه باکت تسطيح در محل خودش ثابت نگه داشته مي‌شود و تنها پايه سنسور حرکت مي‌کند.

در وضعيت دوم عملياتي يا وضعيت انجام عمليات تسطيح موقعيت، پايه سنسور روي باکت تسطيح ثابت مي‌ماند و تيغه باکت تسطيح با توجه به پستي و بلندي زمين بالا و پايين مي‌شود. صفحه ليزر توليدي توسط دستگاه مولد ليزر در يک فاصله مناسب از مرکز ثقل مزرعه قرار دارد و داراي شيب مورد نظر مي‌باشد. با تنظيم ارتفاع پايه سنسور نسبت به صفحه ليزر به مرکز ثقل مزرعه عمليات خاکبرداري و خاکريزي به سادگي با حرکت تراکتور در مزرعه انجام مي‌گيرد.

چهارمين قسمت سيستم تسطيح ليزري، مجموعه باکت تسطيح و تراکتور است. اين تجهيزات معمولاً تراکتورهاي کشاورزي استاندارد و باکت تسطيح معمولي هستند که در آن‌ها سيستم‌هاي کنترلي و هيدروليکي به ‌کارکردن تحت نظارت کنترل‌کننده الکترونيکي تجهيز شده با ابزار فرستنده ليزري و سنسور، اصلاح شده‌اند. تراکتور نياز به اين دارد که با دقت انتخاب شده باشد به‌طوري‌که کم‌قدرت نباشد و سيستم هيدروليکي آن به اندازه کافي قوي باشد تا با ارتعاشات ليزري در حرکت‌ها و تنظيم‌ها کار کند. باکت تسطيح متشکل از يک تيغه و يک مخزن مي‌باشد. باکت تسطيح مي‌تواند يک باکت ساده و کوچک و يا يک باکت متوسط يا بزرگ باشد.

در اراضي‌اي که نياز به تسطيح کم‌عمق باشد، مي‌توان از باکت کوچک استفاده نمود و در اراضي که نياز به تسطيح اساسي دارد مي‌توان از باکت بزرگ استفاده نمود.

نحوه کار با دستگاه تسطيح ليزري

در روش تسطيح ليزري 5 پارامتر مي‌بايست به منظور تنظيم و شروع به کار دستگاه‌ها مشخص باشد:

جهت شيب عرضي

جهت شيب طولي

مقدار شيب عرضي (درصد)

مقدار شيب طولي (درصد)

مرکز ثقل (ارتفاع و موقعيت)

چنان‌چه با نقشه‌برداري محدود به مقادير شيب طولي و عرضي و مرکز ثقل مشخص، بلافاصله مي‌توان دستگاه را در مزرعه مستقر و تنظيم نمود. ولي اگر اين عمل از قبل انجام نگرفته باشد، ابتدا بايد به‌طور تقريبي و براساس اطلاعات حاصل از محل ورود آب و جهت آبياري مزرعه، با لولر مقداري در مزرعه گردش نمود. با اين عمل ارتفاع و ميزان پستي و بلندي و مواضع آن‌ها توسط سيستم ليزري شناسايي مي‌شود و راننده از روي نمايشگر آن‌ها را ملاحظه مي‌نمايد و سپس دستگاه را به‌طور تقريب مي‌تواند تنظيم نمايد.

برخلاف عملياتي نظير شخم، ديسک‌زني يا برداشت، الگوي خاصي را براي حرکت دستگاه در مزرعه از قبل نمي‌توان توصيه نمود و در هر جهت و به هر شکل عمل تسطيح امکان‌پذير بوده با اين توضيح که نکات زير سرعت عمل را بالا خواهد برد.

راننده بايد مسيري را طي نمايد که براي انتقال خاک از نقاط مرتفع به نقاط پايين حداقل باشد.

راننده بايد در صورتي که پستي و بلندي موضعي در مزرعه وجود دارد، هدف اوليه‌اش حذف اين ناهمواري باشد.

در صورتي‌که در محل‌هايي از مزرعه نمايشگر علامت سبز را نشان مي‌دهد که نشانگر ارتفاع مناسب سطح مزرعه است، بايد از تکرار عبور و رفت و آمد در آن نواحي خودداري نمايد زيرا اتلاف وقت است.

در صورتي‌که ارتفاع پستي و بلندي زياد باشد، عمليات تسطيح مي‌بايست در چند مرحله يا عبور انجام شود و هر بار يک ارتفاع حدود 5 الي 10 سانتيمتر را خاکبرداري نمود.

به منظور محاسبه شيب زمين از شيوه زير نيز مي‌توان استفاده کرد:

ارتفاع تمام نقاط با ليزر تابنده در حال تراز خوانده مي‌شود

ميانگين کل اعداد محاسبه شده و ارتفاع نهايي نقطه وسط مزرعه مي‌گيرد.

ميانگين ضلع شمال و جنوب محاسبه و تفاوت آن‌ها تقسيم بر فاصله دو ضلع مي‌شود. عدد حاصل به درصد شيب Y يا شمالي زمين است.

ميانگين ضلع شرق و ضلع غرب را محاسبه و تفاوت آن‌ها تق


:: بازدید از این مطلب : 2857