اتوگریدینگ (AutoGrading) نرم افزار تسطیح اراضی

تسطیح اراضی چیست؟ (landleveling)

هموارسازی، صاف کردن و ایجاد شیب مناسب در زمین با در نظرگرفتن ضریب نفوذپذیری و بافت خاک، جهت جلوگیری از تندآب و فرسایش سطحی و بوجودآوردن شرایط یکسان و هماهنگ توزیع آب در یک عمق، در سراسر مزرعه به عقیده آقای پروفسورMichael salasr از دانشگاه لوئیزیانای آمریکا از تسطیح، ایجاد شیب در یک اندازه معین برحسب بافت و ساختمان خاک به منظور نفوذ مناسب (هوا، آب، ریشه) زهکشی خوب و بهبود بخشیدن به توزیع یکنواخت مواد غذایی، آب و افزایش راندمان آبیاری ثقلی است، تسطیح اراضی بخش مهمی از عملیات آبیاری و زهکشی در مزرعه است.

هموارسازی (landleveling , landforming ,landgrading)

یک اصطلاح کلی برای هموارسازی و صاف کردن زمین بر اساس عوارض طبیعی، کاری که سالهاست به صورت سنتی در کشور ما با انواع ماله و موادهای متنوع انجام میشود.

تسطیح علمی(دقیق) landsmoothing , landplaning))

تسطیح دقیق با در نظرگرفتن شیب به طوری که خطا به صفر نزدیک شود یعنی دقیق ترین نوع تسطیح اراضی. در این روش نقاط زمین به یک صفحه تبدیل میشود، و یک سطح کاملاٌ مستوی با شیب یکسان ایجاد میشود.

مراحل انجام تسطیح اراضی چیست؟ (در یک مزرعه)

1. نقشه برداری برای تسطیح

2. طراحی تسطیح و تهیه تقشه اجرائی تسطیح

3. اجرای تسطیح زمین کشاورزی

ماشین آلات تسطیح

اصولاً ماشین آلات تسطیح در گروه ماشین های سنگین خاک ورزی در عملیات زراعی قرار دارند، تسطیح اراضی در زمین های ناهموار توسط ماشین های مکانیکی و کنترل دستی با وزن زیاد می تواند باعث فشردگی لایه زیرین و جابجایی حجم بسیار زیادی از خاک گردد و در صورتی که به عمق خاک زراعی توجه نشود صدمات قابل توجهی را به پتانسیل زراعی و ساختمان خاک وارد کند، به همین دلیل حذف ماشین آلات تسطیح با وزن زیاد و جلوگیری از خاکبرداری های عمق عرصه های نباتی و مرغوب خاک، میتواند به افزایش کیفی خاک کمک کند. انواع اسکرپیر های خودرو بلدوزر و گریدرها در این گروه هستند.

معرفی مجموعه کنترل لیزری در ماشین آلات تسطیح لیزری

1- فرستنده لیزر (transmitter )

این دستگاه به عنوان مولد اشعه لیزر و دارای یک دیود تولید نور لیزر است که توسط باطری 12 ولتی کار میکند. مولد اشعه یسته به نوع دستگاه فرستنده، دیود تولید لیزر را با سرعت قابل تنظیم از 0 تا 1200 دور در دقیقه، حول محور عمود بر سطح مزرعه می چرخاند و یک صفحه ی مجازی از پرتو لیزر با قدرت 1 تا 5 میلی وات و فرکانس 645 تا700 نانومتر در یک باند به قطر 5 تا 12 میلیمتر را در ارتفاع مشخص، بالای سطح مزرعه تشکیل می دهد. این باند از نور لیزر کار کنترل و هدلایت سنسورهای گیرنده در ماشین تسطیح را بر عهده دارد.

2- گیرنده لیزر (receiver)

گیرنده که تنظیم کننده اتوماتیک ارتفاع تیغه دستگاه از سطح مزرعه میباشد و براساس شیب تعریف شده نور لیزر ارسالی از فرستنده عمل میکند، از یک سری سنسور یا حسگر حساس به نور لیزر تشکیل شده. این حسگرها در سه طبقه به صورت عمودی روی هم قرار گرفته وکار ارسال اطلاعات جهت کنترل و هماهنگ کردن ارتفاع  تیغه از سطح مزرعه با صفحه مجازی لیزری در ارتفاع فرستنده را به عهده دارد.

این دستگاه طبق فرامینی که از حسگرهای خود دریافت می کند اطلاعات را به پالسهای الکتریکی تبدیل کرده و با انتقال جریان الکتریسیته به جعبه ی کنترل و پردازش اطلاعات در حافظه آن فرامین لازم به شیر برقی برای هدایت جک های هیدرولیک و کنترل تیغه را دقیقاً در ارتفاع تعریف شده صادر می نماید.

3- آشکارساز دستی (detector)

آشکارساز یا گیرنده دستی برای مشخص کردن و یافتن مسیر تابش پرتو لیزر بکار می رود. این دستگاه وسیله ی بسیار مطمئنی برای نقشه برداری است و میتوان با استفاده از یک خط کش تلسکوپی چهار و پنج متری و ترانس‌میتر(فرستنده) کار نقشه برداری مزرعه را یک نفره انجام داد.

4- جعبه کنترل (controlbox)

این واحد ارتباط دهنده گیرنده با فرستنده است که بوسیله باطری تراکتور تغذیه شده و پس از دریافت پالسهای الکتریکی حاصل از خروجی سنسورهای آشکارساز گیرنده لیزر، بوسیله ی یک آی سی حافظه که دارای برنامه نرم افزاری دقیق تیغه تسطیح در ارتفاع تعریف شده را بر اساس شیب و جهت باند لیزر بر عهده دارد.

5- دکل پایه گسیلنده (mast)

دکل یا پایه‌ی تلسکوپی برای تنظیم ارتفاع reciver و تیغه در محدوده باند نور لیزر با حدود 170 سانتیمتر ارتفاع بسته و 270 سانتیمتر ارتفاع باز که دقیقاٌ بر روی تیغه یا باکت ماشین تسطیح نصب میشود و گیرنده در زمان کار دستگاه تسطیح در بالای آن نصب می گردد، این دکل ها در دو نوع برقی و هیدرولیک ساخته شده اند.

6- شیر کنترل برقی (Elector valve)

شیرهای برقی در انواع مختلف وجود دارند و با فرمان های الکتریکی که از طریق گیرنده لیزر و جعبه کنترل دریافت میکنند روغن با فشار لازم را به جک های هیدرولیک تنظیم تیغه ارسال نموده و ارتفاع تیغه ی ماشین تسطیح را از سطح زمین، بر اساس شیب ثبت شده در فرستنده تنظیم مینماید. سرعت عمل و دقت تیغه در زمان تسطیح بستگی به دقت و عملکرد سریع شیر کنترل دارد.

تکنولوژی تسطیح لیزری(Laser landleveling technical)

تسطیح دقیق اراضی precisional landlevel(PLL)

تسطیح دقیق، فرایند هموارسازی ، شیب گذاری و طبقه بندی زمین و تبدیل آن به سطحی کاملاً صاف و یکنواخت  با شیب بافت خاک، با اختلافی کمتر از 2 سانتی متر در طول زمین (PLL) میباشد.

روش های سنتی (PLL) شامل حرکت یک تیغه به عنوان  لولر یا صاف کننده در سطح زمین با شیب معین، این روش بسیار دشوار و نهایتاً بی نتیجه است.

تسطیح صحیح و اصولی زمین، یعنی تبدیل آن به سطحی کاملاً یکنواخت و هموار با شیب مناسب و هماهنگ بر اساس شناخت دقیق بافت خاک زراعی مزرعه میباشد.

استفاده از تکنولوژی لیزری در تسطیح دقیق اراضی، پیشرفت با ارزش و مفیدی بوده که از سال 1381 در دستور کار اداره ی امور فناوری مکانیزه سازمان جهاد کشاورزی فارس قرار گرفت. این روش بسیار سودمند، کم هزینه و سریع مطرح شد و میتواند ضمن افزایش دقت تسطیح و شیب بندی اراضی باعث کاهش باعث کاهش مصرف آب، افزایش راندمان کاربرد آبیاری ثقلی، افزایش سرعت عمل آبیاری، کاهش نیاز به نیروی انسانی و امکان استفاده از ماشین هی متنوع را در تمام امر کشاورزی فراهم آورد. در این روش میتوان اجرای اصول صحیح مدیریت آب، خاک و نهاده های کشاورزی را به درستی تضمین کرد.

ماشین های تسطیح لیزری

از آنجا که دستگاههای تسطیح لیزری به دلیل وقت و کارآرایی مناسب وعدم نیاز دائم به کارشناسان خبره، سادگی عمل و کار در شرایط مختلف، در سایر کشورهای جهان مورد توجه و استقبال زارعین قرار گرفته بود، وارد کردن این دستگاهه به استان و استفاده از آن ها در مزارع کوچک و بزرگ، تسطیح دقیق با سرعت عمل کافی و فزینه های مناسب تر، جلب اعتماد کشاورزان در مقایسه با سایر روش ها را نیز به دنبال داشته، از اقدام کردن شرایط لازم برای دسترسی هر چه آسانتر زارعین به این دستگاه ها و تجهیز بخش خصوصی به انواع مناسب و کاربردی تجهیزات تسطیح لیزری امری بسیار ضروری میباشد.

معرفی سیستم های تسطیح لیزری اراضی

از آنجا که دستگاه های تسطیح لیزری اراضی به دلیل دقت و کارآرایی مناسب و عدم نیاز دائم به کارشناسان خبره، سادگی، سرعت عمل و کار در هر شرایطی، مورد توجه و استقبال زارعین قرار گرفته بود، وارد کردن این دستگاهها به استان و استفاده از آنها در مزارع کوچک و بزرگ، تسطیح دقیق با سرعت کافی و هزینه های مناسبتر- جلب اعتماد کشاورزان در مقایسه با سایر روش ها را نیز به دنبال داشت، لذا فراهم کردن شرایط لازم برای دسترسی هر چه آسانتر زارعین به این دستگاه ها و تجهیز بخش خصوصی به انواع مناسب و کاربردی تجهیزات تسطیح لیزری، امری بسیار سودمند میباشد.

ماشین های تسطیح لیزری سبک (کششی)

از آنجا که اراضی زراعی کاری علمی، فنی و تخصصی است، لذا نیاز به ماشین های سبک و دقیق با قابلیت کنترل هوشمند بسیار سودمند است، انتخاب ماشین های کششی و سبک تسطیح لیزری، این امکان را فراهم نموده است تا کاربران باتجربه و متخصصین خبره در امر تسطیح، امکان نقشه بردار، طراحی و تسطیح دقیق و علمی اراضی، بدون صدمه زدن به کیفیت و ساختمان خاک را در اختیار داشته باشند.

تسطیح دقیق یعنی ایجاد سطحی کاملاً مسطح با نقاط هم ارتفاع و شیب هماهنگ بر اساس بافت و ساختمان خاک و این میسر نیست مگر با استفاده از سیستم های هوشمند کنترل تیغه در ماشین های تسطیح.

انتخاب دستگاه مناسب برای تسطیح زمین بر حسب طول، عرض یا مساحت زمین، حجم خاک قابل جابه جایی و فاصله ی نقاط خاکبرداری و خاکریزی از اهمیت بالایی برخوردار است، با انتخاب دستگاه مناسب میتوان ضمن جلوگیری از پودر شدن و تخریب ساختمان خاک و مزرعه، در هزینه ها و زمان کار صرفه جویی کرد.

لولر لیزری

لولر در سیستم های لیزری مانند سایر لولرهای کششی معمولی بوده و حجم باکت آن در حال حاضر بین 1 تا 3 متر مکعب میباشد. جابجایی خاک در مسیرهای طولانی بوسیله لولرها توصیه نمی شود، چون خاک در زمان حرکت توسط تیغه بر روی سطح زمین کشیده شده و در صورت طولانی بودن مسیر بخشی از خاک که در زیر خاک قرار دارد و بصورت پودر در خواهد آمد. در حقیقت همیشه یک سطح با اصطکاک بسیار بالا بین تیغه و تراکتور بوجود می آید که ضمن کند کردن سرعت عمل تسطیح، و نیاز به قدرت بیشتر تراکتور برای کشیدن و حمل آن، باعث ناهمواری سطحی و نیاز به رگلاژ دوباره و افزایش زمان کار میشود. در زمان تسطیح توسط انواع لولر باید ابتدا زمین را به عمق مورد نظر برای خاکبرداری و تسطیح شخم زد. به همین دلیل لولر ها برای تسطیح نهایی و در واقع ریگلاژ اراضی که میزان خاکبرداری و خاکریزی آنها در هکتار کمتر از 500 متر مکعب هست مناسبترند.

اسکریپر لیزری

در حال حاضر اداره امور فناوری مکانیزه کشاورزی فارس موفق به برنامه ریزی لازم برای وارد کردن و تولید یکی از مناسبترین طرحهای اسکریپر نیمه سوار کششی در دنیا که توان انجام عملیات شخم، جابجایی سریع خاک و تسطیح رابه زور همزمان یا جداگانه دارد، شده است، استفاده از اسکریپرهای کششی مناسب، در هر شرایطی برای تسطیح اراضی توصیه میشود، از آنجا که تنوع اسکریپر زیاد است، لذا اسکریپرهای کنونی که در اختیار شما قرار میگیرد مجهز به یک سیستم گاوآهن هیدرولیک ساقدار و قابل کنترل میباشد که توان کندن زمین در سطوح بسیار سنگین، تا عمق 40 سانتیمتر را دارد. در ضمن مخزن آنها ظرفیتهائی بین 4 تا 6 متر مکعب را دارا میباشد.

مجموعه اسکریپر همزمان توان انجام پنج کار مختلف را در مزرعه دارد، و شما را بی نیاز به سایر ماشین آلات مینماید.

* توان کندن زمین در عمق مناسب بوسیله سیستم خاک ورز هیدرولیک.

* بارگیری و برداشتن خاک از سطح زمین و پرکردن مخزن دستگاه بدون نیاز به لودر همزمان با شخم و تسطیح.

* حمل خاک و جابجایی آن در سطح مزرعه.

* تخلیه خاک به صورت لایه به لایه در سطوح مزرعه.

* تسطیح همزمان مزرعه بر اساس شیب تنظیم شده در فرستنده.

بوسیله این مدل اسکریپرهای لیزری میتوان اقدام به احداث جاده، حفر استخر و کانالهای درجه یک و دو و نهایتاً انتقال خاک از معدن به سایر نقاط مورد نیاز نمود.

ورود سیستمهای لیزری خصوصاَ ماشینهای تسطیح به مخش کشاورزی، شرایط لازم برای تسطیح دقیق اراضی را فراهم کرده و به دنبال آن یک تحول چشمگیر و ارزشمند در آبیاری ثقلی، ضمن ایجاد شرایط ایده آل برای کاهش برداشت از منابع آب زیرزمینی و دریاچه ها، بااستفاده از حداقل آب زیرزمینی و امکان دستیابی به حداکثر بازده آبیاری با روشهای سنتی را فراهم نمود.

مزایای دستگاه های تسطیح لیزری

غیر قابل انکارترین مزیت این سیستم نسبت به سایر روشها، دقت دستگاه در تسطیح بر اساس شیبهای بسیار دقیق طولی و عرضی به طور همزمان، به دلیل هوشمند بودن سیتم ترازیاب آن و عدم نیاز به حواس انسانی در کنترل تیغه خاکورز برای ایجاد سطحی کاملاً صاف با شیب مورد نظر است، کنترل و دقت در ایجاد شیب به حدی است که در پایان عملیات تسطیح میتوان بر اساس شبکه بندی، شیب را در دو جهت با دقت (5+ و 5-) میلیمتر در 100 متر با سرعت زیاد کنترل و ارزیابی کرد.

به طور کلی مزایای بارز دستگاه های لیزری را به سایر سیستمهای تسطیح میتوان به شرح زیر برشمرد.

* ساده بودن مکانیزم دستگاه.

* امکان استفاده از تراکترر به عنوان ماشین کشنده دستگاه در سایر فعالیتهای زراعی و افزایش راندمان کار ماشینها دربخش.

* امکان تسطیح مزارع کوچک، حتی محیط های محصور مانند گلخانه، باندهی فرود، جاده و انبارها، با دقت بسیار بالا.

* امکان توزیع و اختلات کودهای دامی و هموس، در زمان ریگلاژ زمین.

* سرعت عمل در جابجائی و حمل و نقل دستگاه به وسیله تراکتور و سایر کشنده ها حتی در جاده های پرتردد بین شهری.

* عدم نیاز به نقشه بردار متخصص و تقشه برداری بوسیله دوربینهای مخصوص به روش مهندسی.

* سادگی، سهولت و سرعت عمل بالا در تهیه نقشه زمین، جهت حصول به میزان خاکبرداری و خاکریزی، توسط راننده ترکتور و عدم نیاز به کارشناس نقشه بردار.

* عدم نیاز به راننده گان خبره و آزموده در امر تسطیح به دلیل سادگی مکانیزم دستگاه.

* امکان آموزش سریع و آسان کاربران حتی کم سواد، برای نقشه برداری و کار با دستگاه.

* امکان بومی کردن و فراگیر شدن این سیستم در کلیه مزارع کشور و تسطیح دقیق و علمی اراضی بوسیله کشاورزان.

* توان حفر کانالهای ذهکش و آبرسان فرعی یا اصلی و استخرهای آبگیر با استانداردهای علمی، بر اساس شیبهای بسیار دقیق.

* امکان طراحی و احداث جاده های بین مزارع در ارتفاع و شیبهای مختلف.

* و در نهایت به آینده ای روشن در تسطیح دقیق و علمی تمام اراضی کشور به دلیل امکان مشارکت آهاد کشاورزان در امر تسطیح اراضی خود.

توجه

قبل از شروع عملیات تسطیح دقیق، برای جلوگیری از تخریب ساختمان خاک نباتی و کاهش کیفی بافت خاک سطحی، ابتدا باید نسبت به خاکورزی و تسطیح نسبی زمین اقدام نمود

تسطیح حفاظتی

کشنده های مناسب برای ماشینهای کششی تسطیح لیزری

ازآنجا که ظرفیت ماشینهای تسطیح لیزری شامل لولر و اسکریپر های نیمه سوار موجود، کمتر از 8 متر مکعب بوده و با در نظر گرفتن وزن متوسط هر متر مکعب خاک زراعی با رطوبت 18%، 1700 کیلوگرم، نیاز به توان بین 120 تا 140 اسب بخار برای حمل محموله های تا 15000 کیلوگرم به صورت کششی میباشد لذا مناسبترین تراکتورها برای عملیات تسطیح، تراکتورهای 8400 والترا و (T155) نیوهلند میباشد و استفاده از تراکتورهای با قدرت بالاتر تنها مصرف سوخت و هزینه ها را افزایش میدهد.

شروع کار با دستگاههای تسطیح لیزری

مراحل تسطیح را میتوان به ترتیب زیر دنبال نمود:

1.    آماده کردن تراکتور

2.    آماده سازی ماشین تسطیح

3.    آماده کردن تجهیزات لیزری

4.    تعیین شیب طبیعی زمین.

5.    نقشه برداری و محاسبه میزان خاکبرداری و خاکریزی بر اساس شیب.

6.    تهیه نقشه و علامتگذاری مسیرهای حرکت تراکتور برای راهنمائی راننده.

7.    مشخص کردن و علامت گذاری نقطه ثقل.

8.    شروع عملیات تسطیح.

تسطیح نسبی

قبل از شروع به نقشه برداری و تسطیح دقیق با ماشینهای لیزری، ابتدا زمین را تا عمق مناسب خاکورزی و دانه بندی نمود. سپس به وسیله انواع لولر، اسکریپر یا گریدر معمولی نسبت به تسطیح نسبی زمین اقدام کرد، تا به طور متوسط حجم جابجائی خاک در زمان تسطیح دقیق را کاهش داد و امکان افزایش دقت در عملیات نقشه برداری و محاسبات لازم برای انجام عملیات تسطیح دقیق را فراهم نمود، هرگز در زمینهائی که حجم عملیات جابجائی خاک بیشتر از 500 متر مکعب در هکتار است به طور مستقیم با لولرهای لیزری اقدام به تسطیح دقیق ننمائید چون ساختمان خاک تخریب و در زمان آبیاری یا بر اثر باد فرسایش شدید،

خاک زراعی سطحی را از بین می برد.دقت کنید اسکریپرهای لیزری برای تسطیح در زمینهای بلند یا ناهموار که بیش از 500 متر مکعب خاک دارند بسیار مناسبند و نباید در این گونه اراضی کار تسطیح اساسی را مستقیماً با لولر انجام داد، لولرهای لیزری برای عملیات رگلاژ یا تسطیح در زمینهائی که حداکثر 500 متر مکعب خاک در هکتار دارند مناسبند.