Коэффициент использования из почвы: Влияние внешних условий на коэффициенты использования растениями элементов питания из почвы и удобрений

Использование элементов питания из почвы » Строительный онлайн-портал

  • Вредители
  • Микроорганизмы и насекомые
  • Природные цеолиты
  • Определение болезней и вредителей
  • Органическое вещество почвы
  • Почва, растение, удобрение
  • Агрохимические методы
  • Применение удобрений
  • Сельскохозяйственная радиология
  • Обезвреживание навоза
  • Органические удобрения
  • Микроорганизмы почвы

 22.08.2012

Способность почвы снабжать растения нужными им питательными веществами в значительной мере определяет уровень урожая. Исследования, направленные на выявление закономерностей в потреблении и выносе питательных веществ сельскохозяйственными культурами, имеют важное теоретическое и практическое значение. Вопросы питания растений разрабатывают многие исследователи.
В настоящее время является признанным, что процесс питания растений в большей части основан на обменной адсорбции: поглощение ионов корнями из почвы сопровождается одновременным выделением эквивалентного количества ионов в раствор. Знание зональных особенностей выноса питательных веществ и коэффициентов использования их из почвы при формировании урожая культур позволит предупредить почву от истощения и регулировать урожайность сельскохозяйственных культур. Д.Н. Прянишников подчеркивал, что с целью повышения плодородия почвы и получения планированных урожаев необходимо добиться такого положения, чтобы возврат в почвы питательных веществ покрывал вынос; с ростом урожая размеры выноса питательных веществ из почвы возрастают, достигая значительных величин. Для зерновых культур при урожайности 15-20 ц/га Д.Н. Прянишников указывал следующие размеры выноса питательных веществ из почвы: азота — 40-50 кг, фосфора — 20-25 кг, калия — 30-35 кг. И.И. Синягин, Н.Я. Кузнецов отмечают, что колебания абсолютного выноса элементов питания в зависимости от урожайности и уровня минерального питания достигают в условиях Сибири у яровой пшеницы следующих размеров: по азоту — 31-80 кг/га, по фосфору — 5-40 кг/га, по калию — 10-105 кг/га.
По нашим данным, на выщелоченных черноземах Томской области при урожае пшеницы в 18-20 ц/га вынос азота составил 35-44 кг, фосфора — 25-28 и калия — 17-25 кг/га; на дерново-подзолистых почвах на 10 ц овса используется азота 24-35 кг, фосфора — 9-16 кг и калия — 28-38 кг. П.Г. Найдин отмечает, что несмотря на существенные различия показателей в разных районах страны, почвенно-климатические факторы в меньшей степени влияют на размеры выноса азота, фосфора и калия. С нашей точки зрения, более правы Н.Н. Михайлов и В.П. Книпер, которые считают, что усвоение питательных веществ прежде всего зависит от условий почвенной среды, влияющих на использование элементов питания из почвы, и от биологических особенностей растений, определяющих их рост и развитие.
На основании 38 полевых опытов с минеральными удобрениями, проведенных на всех основных типах почв Томской области, рассчитаны коэффициенты использования питательных веществ, находящихся в почве в усвояемых растениями формах. Не располагая данными изотопного анализа, коэффициенты использования питательных веществ из почвы нами рассчитаны по формуле:

где Кип — коэффициент использования питательных веществ из почвы, %; У — урожай основной продукции, ц/га; вынос питательных веществ, кг на ц основной продукции с соответствующим количеством побочной продукции; С — запас доступных форм питательных веществ в почве, кг/га.
Установлено, что коэффициенты использования фосфора и калия из почвы пшеницей, овсом и естественными травами в условиях Томской области независимо от типа почв низкие (табл. 47, 48, 49, 50) и значительно ниже, чем в других природно-сельскохозяйственных зонах Западной Сибири. Внесение минеральных удобрений повышает коэффициент использования питательных веществ из почвы в 1,5-1,7 раза, но четкой закономерности от увеличения доз удобрений не установлено. В пределах одного типа почв, формирующихся в разных условиях, наблюдаются значительные колебания коэффициента использования питательных веществ из почвы. В серых лесных почвах Молчановского и Бакчарского районов, расположенных в северной части области, коэффициент использования фосфора составляет 5,2-8,2%; калия — 6,3-6,9%; в Первомайском и Зырянском районах (восточная часть области) коэффициенты использования фосфора из почв такого же типа равны 2,3-5,2%, калия — 4,7-14,6% соответственно. Это, по-видимому, связано с особенностями генезиса серых лесных почв отдельных районов и различной степенью подвижности элементов питания в них, что было показано выше. В выщелоченных черноземах отмечается самый низкий коэффициент использования элементов питания из почвы, и даже внесение повышенных доз минеральных удобрений мало изменяет его величину.

Наибольший коэффициент использования калия установлен в дерново-подзолистых почвах: в контрольном варианте он составляет 19,4%, при внесении различных доз минеральных удобрений доходит до 51,2%. По данным М.К. Каюмова, для дерново-подзолистых почв Московской области коэффициент использования фосфора составляет 6,6-8,2%, калия — 10-13,8%. Однако это не означает, что на более плодородных почвах растениям труднее использовать имеющиеся элементы питания. Растения используют питательные вещества в соответствии с потребностью их и, если почва богата, то естественно в ней остается много неиспользованных элементов. Это подтверждается исследованиями Н.Н. Михайлова и Н.П. Карпинского. Колебания коэффициентов использования питательных веществ из разных типов почв и даже в пределах одного типа вполне закономерны. Например, доступность фосфатов почвы зависит от кислотности, гранулометрического состава, степени насыщенности основаниями, наличия полуторных окислов железа и алюминия.
Т.Н. Кулаковская установила тесную связь коэффициентов использования почвенных фосфатов озимой рожью с кислотностью почв. Коэффициент использования подвижного фосфора составляет: на сильнокислотных почвах — 5, среднекислых — 7-8, слабокислых — 10, близких к нейтральным — 12-13, нейтральных — 15%. По данным Т.Н. Кулаковской использование почвенного калия зависит от гранулометрического состава почвы. Для зерновых культур коэффициенты использования калия составляют: на суглинистых почвах 30, супесчаных 35%. Для пропашных культур: на суглинистых почвах 40%, супесчаных 45% (независимо от кислотности почв). В пределах Томского Приобья, учитывая большую протяженность территории, различия гидротермических условий, генетических особенностей почв и их гранулометрического состава, необходимо уточнять коэффициенты использования питательных веществ из почв, а в связи с этим устанавливать и дозы удобрений применительно к отдельным культурам.



  • Использование питательных элементов растениями
  • Роль удобрений в увеличении сбора белка
  • Влияние удобрений на структуру урожая
  • Влияние удобрений на структуру и качество урожая
  • Эффективность калийных удобрений
  • Эффективность фосфорных удобрений
  • Эффективность азотных удобрений
  • Влияние удобрений на урожай сельскохозяйственных культур
  • Эффективность минеральных удобрений
  • Связь урожая зерновых культур с гидротермическими условиями

Использование питательных веществ из удобрений » Строительный онлайн-портал

  • Вредители
  • Микроорганизмы и насекомые
  • Природные цеолиты
  • Определение болезней и вредителей
  • Органическое вещество почвы
  • Почва, растение, удобрение
  • Агрохимические методы
  • Применение удобрений
  • Сельскохозяйственная радиология
  • Обезвреживание навоза
  • Органические удобрения
  • Микроорганизмы почвы

 22. 08.2012

На зависимость химического состав растений, в частности, содержания в них основных элементов питания от внесенных удобрений, сорта, агрофона и других агротехнических факторов указывали Д.Н. Прянишников, С.И. Журбицкий, И.В. Мосолов и др. Исследованиями Ф.В. Турчина показано, что в зависимости от почвенных условий, срока внесения удобрений и других факторов, из внесенного в почву азотного удобрения 50-75% азота использовалось на создание урожая сельскохозяйственных культур. Остальное количество азота удобрений терялось в результате денитрификации (10-35%) и поглощалось микроорганизмами, переходя в органические недоступные растениям соединения (5-25%). В последующие годы восстановленный в процессе микробиологической деятельности органически связанный азот нитрифицируется и вновь переходит в минеральные формы. Однако растения могут использовать всего около 25% общего количества азота, поглощенного микроорганизмами. По данным И.А. Корицкой потери азота удобрений от улетучивания составляют 20-35%, а от поглощения микроорганизмами — 5-25%.
Критерием использования растениями элементов питания является показатель отношения разности между выносом питательных веществ растениями на удобренном и контрольном вариантах к дозе внесенного в почву действующего вещества.

где Киу — коэффициент использования питательных веществ удобрений,%; Ву — величина выноса на удобренном варианте, кг/га; Во — вынос на контрольном варианте, кг/га; Д — доза удобрения, кг/га действующего вещества.
Для расчета коэффициента использования из удобрений были установлены следующие усредненные показатели многолетних полевых опытов с удобрениями, проведенных в земледельческой части Томского Приобья:
1) эффективность удобрений в конкретных условиях возделывания сельскохозяйственных культур;
2) химический состав продукции;
3) оптимальная норма удобрений в конкретных почвенно-климатических условиях по суммарным прибавкам урожая. Установлено, что коэффициенты использования питательных веществ из удобрений (Киу) при движении с севера на юг в генетическом ряду почв от дерново-подзолистых, серых лесных до выщелоченных черноземов имеют тенденцию к уменьшению, что объясняется пониженной эффективностью удобрений в этом ряду почв. Этот вывод хорошо согласуется с исследованиями Н.Я. Кузнецова, B.C. Зуевой и др., где эффективность минеральных удобрений имеет тенденцию к снижению от подзолистых почв к серым лесным почвам и южным черноземам Западной Сибири. Но следует заметить, что коэффициенты использования питательных веществ из минеральных удобрений в Томской области ниже, чем в отдельных зонах Западной Сибири. Если в подтаежной зоне на серых лесных почвах Западной Сибири коэффициенты использования питательных веществ из удобрений имеют следующие значения: пшеницей азота — 75%, фосфора — 28%, калия — 60%; овсом — 47, 15 и 39% соответственно, то в Томской области на серых лесных почвах они составляют 25, 12, 16% по пшенице и 33, 18 и 43% по овсу соответственно.
В пределах одного типа почв наблюдается широкое варьирование данных: на серых лесных почвах Бакчарского района овсом используется 29% азота, 11% фосфора и 25% калия; Первомайского — 45, 19, 65%; Томского — 20, 7, 20% соответственно. Значительные различия в использовании питательных веществ урожаем овса наблюдаются в ряду почв: на дерново-подзолистых — коэффициент использования азота равен — 62%, на серых лесных — 33%, на черноземах — 22%. По данным Т.К. Никушиной, коэффициент использования фосфора из удобрений на дерново-подзолистых почвах Рязанской области колеблется в пределах 13-24%, на почвах черноземного типа этот коэффициент составляет 7-14%; В.А. Рабинович и В.Ф. Костина отмечают, что на окультуренных дерново-подзолистых почвах использование фосфора из удобрений составляет 13-16%, на слабо окультуренных — 42-54%; Л.М. Войкин, В.П. Маданов и др. установили, что невысокий коэффициент использования фосфора удобрений приводит к увеличению в почве его доступных для растений форм. В дерново-подзолистой почве накопление фосфатов от применения суперфосфата происходит преимущественно в форме соединений с полуторными окислами, а в черноземах и серых лесных почвах в большей мере за счет фосфатов кальция. Фосфоритная мука на подзолистых почвах, по мнению исследователей, длительное время сохраняется в виде фосфатов кальция.
Как показали исследования Н.Я. Кузнецова с сотрудниками, коэффициент использования фосфора из минеральных удобрений значительно ниже, чем коэффициент использования азота. Например, в дерново-подзолистых почвах таежной зоны Западной Сибири коэффициент использования фосфора озимой рожью в первый год не превышает 11%, с учетом последствия — 22%; яровая пшеница и овес используют 19-20%) внесенных фосфатов, в подтаежной зоне озимой рожью используется фосфора непосредственно 13 и 11% в последствии; коэффициент использования фосфора яровой пшеницей несколько выше в год внесения и дополнительно до 18% за два года последствия. Однако в условиях юга Томской области коэффициент использования фосфора пшеницей на серых лесных почвах еще ниже и равен 12%, но по варианту К60Р30К60 коэффициент использования фосфора достигает 30% (табл. 51, 52, 53).

Нашими исследованиями и расчетами доказано, что коэффициент использования питательных веществ удобрений находится в обратной пропорциональной зависимости от дозы вносимых удобрений. Наиболее высокое использование питательных веществ достигается при дозах азота, фосфора и калия в 30 кг/га. По мнению И.И. Синягина, Н.Я. Кузнецова, обеспечение бездефицитного баланса фосфора в земледелии Сибири при одновременном удовлетворении потребности растений в фосфорном питании в условиях непрерывного роста урожайности сельскохозяйственных культур является весьма проблематичным. Фосфор — абсолютно необходимый элемент для всего живого, ресурсы фосфора ограничены на Земле: почв, богатых фосфором, практически не встречается; формы его соединений в почве многообразны, в большинстве из них малоподвижны, а вносимые в почву удобрения со временем понижают свою растворимость, что затрудняет их использование растениями. При длительном взаимодействии с почвой легко растворимые фосфорные удобрения могут переходить в гидроксилапатит, но процесс этот идет медленно, поэтому И.И. Синягин и Н.Я. Кузнецов считают вполне допустимым, а в ряде случаев целесообразным внесение суперфосфата в повышенной дозе «в запас» с расчетом на длительное его действие. Но при этом следует учитывать провинциальные особенности взаимодействия почвы и удобрения. В условиях Томского Приобья наличие значительного количества полуторных окислов в дерново-подзолистых и, отчасти, серых лесных почвах ограничивает подвижность фосфатов, так как в большинстве случаев фосфор связан с полуторными окислами как в виде адсорбционных соединений, так и в виде фосфатов железа и алюминия; особенно это проявляется в интервале рН 4,0-5,5. Этот вывод четко согласуется с работами ряда авторов.
Положительное действие калия зависит как от биологических особенностей растений, так и от содержания его в почве. Содержание валового калия, по данным В.П. Серединой, колеблется от 1,69% в дерново-подзолистых почвах до 1,96% в черноземах выщелоченных. Наиболее доступными формами для растений являются калий почвенного поглощающего комплекса и калий почвенного раствора.
Исследованиями В.П. Серединой установлено, что наименьшим содержанием обменного калия характеризуются дерново-подзолистые почвы. Темно-серые лесные почвы и черноземы значительно превосходят все остальные почвы Томской области по содержанию обменного калия (в среднем в верхних горизонтах содержится К2О до 20 мг на 100 г почвы), светло-серые и серые лесные почвы занимают в этом отношении промежуточное положение. Вместе с тем известно, что доступность калия для растений тесно связана с величиной дисперсной фракции почвы — с частицами размером меньше 0,001 мм. Увеличивается доступность калия и в зависимости от азотного режима почв, а последний четко коррелирует с гидротермическими условиями. Во влажные и прохладные вегетационные периоды, по данным Т.П. Славниной, отмечаются небольшое накопление подвижных азотистых соединений и преобладание аммонийного азота над нитратами. В то же время вегетационные периоды с малым количеством осадков и сравнительно высокой температурой характеризуются наибольшим накоплением в почвах нитратных форм азота по сравнению с аммиачными.
Эффективность использования калия растениями зависит от комплекса факторов. Коэффициент использования калия удобрений обычно ниже коэффициента использования азота, но выше соответствующего коэффициента для фосфора. По данным Н.Я. Кузнецова, яровая пшеница и овес в таежной зоне на пойменной луговой почве использует в первый год 22-60% внесенного калия соответственно. В Томском Приобье коэффициент использования калия К30 на фоне N60P90 составил при возделывании овса на дерново-подзолистой и серой лесной почвах 86, на черноземах — 57%. Достаточно интенсивно калий удобрений используется яровой пшеницей и овсом на серых лесных почвах Первомайского района и овсом в Зырянском районе.
По эффективности использования калия из удобрений пшеницей и овсом проявляется следующая закономерность: более интенсивно калий удобрения используется на дерново-подзолистых, затем на серых лесных почвах и менее интенсивно на выщелоченных черноземах (табл. 54).

Проведенными исследованиями установлено, что коэффициент использования питательных веществ из почвы и удобрений в условиях Томского Приобья независимо от типа почв ниже, чем в целом по Западной Сибири. Но при создании определенных условий, то есть при оптимальном соотношении питательных веществ во внесенных удобрениях под различные сельскохозяйственные культуры эти коэффициенты можно значительно повысить (рис. 18 и 19).

Таким образом, для построения единицы товарной продукции различные сельскохозяйственные растения извлекают неодинаковое количество элементов минерального питания. Соотношения усвояемых элементов характеризуют особенности питания каждой культуры. Так, овес (товарная продукция с соответствующим количеством нетоварной продукции) имеет соотношение азота, фосфора и калия, как N2P1K2, в пшенице это соотношение несколько иное и выражено N1,5P1К0,9. Применение минеральных удобрений изменяет абсолютные величины потребляемых элементов питания в зерновых культурах, а соотношение их сохраняется.
Внесенные минеральные удобрения в основном усиливают процесс отчуждения азота, фосфора и калия урожаем сельскохозяйственных культур. Следует отметить, что вынос элементов питания на тонну зерна, например овсом, выращенного на разных типах почв, различен. Наименьший вынос фосфора и калия установлен на черноземах, затем на серых лесных (12,4 и 19,5 кг) и самый большой — на дерново-подзолистых почвах (15,5 и 32,2 кг соответственно).
По выносу азота одной тонной зерна с сопутствующим количеством нетоварной продукции установлено следующее: вынос увеличивается от черноземов к серым лесным и дерново-подзолистым почвам. При планировании урожая на конкретных почвах эти особенности выноса элементов питания для формирования 1 тонны зерна с сопутствующей нетоварной продукцией следует учитывать.
Уровень урожая в значительной мере определяется способностью почвы снабжать растения нужными элементами питания. Как известно, усвоение питательных элементов зависит от условий почвенной среды и от биологических особенностей растений. Коэффициенты использования фосфора и калия из почвы зерновыми культурами и естественными травами в условиях Томской области независимо от типа почв низкие и значительно ниже, чем в других областях Западной Сибири. Внесение минеральных удобрений повышает коэффициент использования элементов питания из почвы в 1,5-1,7 раза, но четкой закономерности от увеличения доз удобрений нет.
Установлена закономерность уменьшения коэффициентов использования питательных веществ из удобрений при движении с севера на юг в генетическом ряду почв от дерново-подзолистых — серых лесных к черноземам.



  • Использование элементов питания из почвы
  • Использование питательных элементов растениями
  • Роль удобрений в увеличении сбора белка
  • Влияние удобрений на структуру урожая
  • Влияние удобрений на структуру и качество урожая
  • Эффективность калийных удобрений
  • Эффективность фосфорных удобрений
  • Эффективность азотных удобрений
  • Влияние удобрений на урожай сельскохозяйственных культур
  • Эффективность минеральных удобрений

Коэффициент использования Structural Design — Structural Design Eurocode

Последнее обновление: вторник, 20 декабря 2022 г. |
Структурный дизайн

Конструкция неприемлема, если степень использования > 100 %

Традиционный коэффициент запаса прочности по отношению к трубопроводу

Критический гидравлический уклон грунта i crit =-= 1

Коэффициент запаса прочности по гидравлическому уклону F =-= 3. 38 w

©0 Степень использования по выражению 2.9(а) близок к 100%, тогда как при использовании 2.9 (б) он составляет менее 50%. Еврокод 7 прямо не указывает, где следует применять частные коэффициенты, что приводит к расхождению между этими выражениями, чего не предвидели авторы стандарта.

© Традиционный глобальный коэффициент запаса прочности для этой ситуации равен 3,38. Рекомендуемые значения глобального фактора находятся в диапазоне от 1,5 до более 4,0. Как правило, если последствия отказа трубопровода могут иметь серьезные последствия, принимаются более высокие общие коэффициенты. Оказывается, когда уравнение 2,9(а) используется, эквивалентные традиционные коэффициенты безопасности составляют от 3,0 до 4,5, но, когда уравнение. 2.9(б), он ближе к 1,5. Мы заключаем, что уравнение. 2.9(b) не обеспечивает достаточного уровня надежности.

7.7.6 Трубопровод из-за качки (HYD)

В примере 7.6 рассматривается конструкция встроенной подпорной стены, защищающей от качки трубопровода, как показано на рис. 7.16.

Стена является частью временной перемычки, позволяющей построить опору моста в сухую погоду. Уровень воды в реке остается достаточно постоянным на уровне H = 1,9.м над уровнем русла, а уровень воды внутри коффердама поддерживается на уровне или чуть ниже уровня русла с помощью откачки. Чтобы уменьшить просачивание в перемычку и исключить вероятность прокладки трубопровода при просачивании воды вверх в котлован, предлагается заглубить стенку из шпунта в грунт на d = 6 м. В примере исследуется применение двух процедур, рекомендованных в EN 1997-1 для гидравлического отказа, чтобы оценить пригодность этой глубины проникновения.

трубопровод из-за пучения

Примечания к примеру 7.6

O В учебниках предлагается учитывать восходящие силы просачивания по ширине, эквивалентной половине заделки стены.

© Для оценки избыточного напора у подошвы стены допустимым приближением является допущение, что половина общей потери напора достигается с каждой стороны стены. Это только приближение. В действительности он будет варьироваться в зависимости от основания рассматриваемого столба грунта, и потребуется подробный анализ потока, если результат будет иметь решающее значение для проекта.

© Частные коэффициенты для предельного состояния HYD приведены в Приложении A к EN 1997-1.

© Стабилизирующие и дестабилизирующие силы, воздействующие на столб грунта, рассчитываются здесь с использованием выражения 2.9(b) стандарта EN 1997-1 с соответствующими частными коэффициентами.

© Выражение 2.9(b) предполагает, что конструкция имеет достаточную надежность против качки.

© Стабилизирующие и дестабилизирующие нагрузки на толщу грунта рассчитываются здесь с использованием выражения 2.9(а). Это выражение говорит о том, что конструкция едва ли достаточна против вертикальной качки.

и выражение 2.9(a) предполагают, что конструкция достаточно надежна, чтобы избежать качки.

© Еврокод 7 не определяет, где следует применять частные коэффициенты YG,dst и YG,stb. В этом альтернативном расчете избыточное поровое давление воды умножается на YG,dst, а эффективное напряжение в основании столба грунта умножается на YG,stb.

© Альтернативный расчет дает результат, идентичный выражению 2.9(б), см. ©.

® Этот расчет вертикальной качки приводит к традиционному глобальному коэффициенту запаса прочности 4,63, что более чем достаточно для этой проблемы, по мнению некоторых авторов (которые предполагают, что F должно быть 1,5-2,0), но только достаточно, по мнению других (которые предлагают Ф > 4). Подробную информацию об этих рекомендуемых значениях для F см. в разделе 7.5.1.

Пример 7.6 Трубопровод из-за качки Проверка устойчивости к гидравлическому разрушению (HYD)

Расчетная ситуация

Рассмотрим коффердам из шпунтовой стены, удерживающий воду на высоте H = 1,9 м над уровнем пласта. Стенки перемычки заглублены на d = 6 м ниже пласта. Характеристическая весовая плотность грунта основания кН kN Yk = 17-, воды Yw = 9,81-. Устойчивость зоны грунта шириной m m d — = 3 м, примыкающей к закладной части стены, должна быть проверена на гидравлическое разрушение трубопроводом. © Действия

Продолжить чтение здесь: QEk A A

Была ли эта статья полезной?

Управление воздушным пространством — это управление ресурсами

Среди многих дел, которыми занимаются менеджеры полигонов, управление воздушным пространством является главным приоритетом — в конце концов, это основной ресурс полигона. Чтобы хорошо справиться с этой уникальной задачей, требуется опыт в таких различных дисциплинах, как геодезия, финансы, гражданское строительство, соблюдение нормативных требований, работа машин, переработка и понимание биологических, химических и механических процессов разложения.

И все же ни один менеджер, независимо от его или ее таланта, не может сделать все это без посторонней помощи. Таким образом, лучшие менеджеры знают, как обучать, делегировать и контролировать эти действия, объединяя команду, которая может заставить все это работать.

Эффективность полигона в отношении использования воздушного пространства можно контролировать путем периодической количественной оценки того, сколько воздушного пространства используется по отношению к тоннажу поступающих отходов. Например, свалка, которая получает 100 000 тонн отходов в год и потребляет 180 000 кубических ярдов воздушного пространства (всего, включая мусор, покровный грунт и т. д.), имеет коэффициент использования воздушного пространства (AUF) 0,56 тонны (отходов) на кубический ярд. (воздушного пространства). Хотя это эквивалентно эффективной плотности 1111 фунтов на кубический ярд, по традиции его чаще выражают как AUF 0,56.

Когда дело доходит до отслеживания производительности свалки, AUF очень важен. Это общий фактор воздушного пространства, отражающий, среди прочего, скорость использования воздушного пространства. Чаще всего AUF рассчитывается на ежегодной основе, хотя на некоторых свалках, как правило, более крупных, AUF рассчитывается чаще.

Формула расчета AUF проста. Это просто общее количество полученных тонн отходов, деленное на общий объем воздушного пространства свалки, потребленного за тот же период времени. Например, если на вашу свалку поступило 50 000 тонн отходов и за тот же период времени было израсходовано 100 000 кубических ярдов воздушного пространства свалки, то ваш AUF равен 0,5 тонны на кубический ярд, или AUF равен 0,5.

В Соединенных Штатах AUF чаще всего выражается в этих единицах, тоннах на кубический ярд. Однако AUF также может быть выражен в других единицах, таких как фунты на кубический ярд, килограммы на кубический метр и т. д. Ключевым моментом здесь является то, что отдельные свалки просто должны соответствовать тому, как они выражают AUF, чтобы избежать путаницы. AUF является важным показателем эффективности полигона.

Отслеживание AUF
Недавно мы обследовали ряд свалок и обнаружили некоторые интересные тенденции. Во-первых, 75% полигонов, принявших участие в нашем опросе, проверяют свои AUF ежеквартально или ежегодно. Это, безусловно, самый типичный сценарий. Но некоторые свалки — 17,5% — проверяют свои АУФ раз в несколько лет… или вообще не проверяют.

Если это звучит экстремально, учтите, что оставшиеся 7,5% проверяют свои AUF каждый день, используя бортовой GPS.

Это подводит нас к следующему вопросу нашего опроса: как ваша группа по захоронению отходов контролирует качество для съемки? Основываясь на нашем опросе, кажется, что это есть у глаз. В ходе нашего опроса 47,2 % респондентов указали, что «глаз оператора» является наиболее распространенным методом контроля уклона. По моему опыту, это правда, и это представляет собой разумный метод контроля оценок.

Есть много квалифицированных операторов, которые отлично справляются с поддержанием уровня грунта просто потому, что у них хороший глазомер. Операторы, которые могут выполнять планировку на глаз, очень ценны для команды полигона. Но независимо от того, насколько опытен оператор, есть преимущества в более точной форме профилирования.

Результаты нашего опроса показывают, что 30% опрошенных свалок используют наземную съемку (например, лазерную, транзитную или тахеометр) для ежедневного поддержания уровня грунта. Экономичная, но эффективная наземная съемка уступает GPS на втором месте. Наш опрос разделил GPS на две категории: Рюкзак GPS — где отдельный геодезист может проверить уровень и установить вешки с помощью системы GPS — и бортовой GPS .

Индивидуальный (рюкзачный) GPS
Геодезические устройства GPS быстро заменяют традиционные наземные методы съемки из-за простоты использования … и того факта, что один человек может эффективно использовать GPS, тогда как для обычных наземных систем требуется два человека.

Устанавливаемый на машине GPS
Бортовой GPS, хотя и не входит в стандартную комплектацию, становится все более распространенным вариантом. Используя очень точный GPS, операторы машины могут внимательно следить за усилием, прилагаемым к каждой области активной ячейки, что позволяет им достичь оптимальной плотности уплотнения. Информация о желаемом сорте и форме ячейки для каждого дня может быть передана на бортовой дисплей машины… а положение машины отправляется обратно в компьютерную базу данных в офисе. Это обеспечивает контроль съемки в режиме реального времени для оператора и постоянно обновляемую топографическую карту ячейки каждый день. Вы, наверное, догадались, что это позволяет ежедневно рассчитывать AUF.

Есть ли реальная польза от этих систем? Оказывается так. Результаты нашего исследования показывают, что свалки со встроенным GPS обычно достигают более высокого AUF, чем свалки, которые полагаются исключительно на глаз оператора. Это не умаляет важности хорошего зрения, но показывает важность использования всех доступных ресурсов для улучшения работы.

Итак, использование встроенного GPS увеличивает плотность? Нет, не в буквальном смысле, но при правильном использовании он может обеспечить обратную связь в режиме реального времени о производительности, что является очень важной частью улучшения процесса.

Каждая свалка должна отслеживать свой AUF в той или иной форме. AUF может показывать общую производительность из года в год и в некоторой степени определять тенденции изменения скорости использования вашего воздушного пространства. Но у AUF есть ограничения. Одним из таких ограничений является его неспособность предоставить детали. Рассмотрим свалку, которая достигает AUF 0,50. Это будет означать, что свалка потребляет 100 000 кубических ярдов воздушного пространства на каждые 50 000 тонн захораниваемых отходов.

Но чего он не показывает, так это того, как были израсходованы эти 100 000 кубических ярдов воздушного пространства. Например, значение AUF, равное 0,6, может указывать на (плохую) плотность отходов, равную 1100 фунтов на кубический ярд, и на (отличный) коэффициент покрытия, равный 10:1. И наоборот, это может указывать на (большую) плотность отходов 1500 фунтов на кубический ярд и (плохой) коэффициент покрытия 2: 1. AUF — отличный эталон для отслеживания общей производительности, но он мало что дает для определения особенностей операционной производительности.

Для отслеживания производительности подойдет AUF. Но чтобы улучшить производительность, вы должны копнуть глубже. Вы должны изучить производительность отдельных машин при выполнении ими определенных задач. Начнем с рассмотрения оборудования для уплотнения полигонов.

Оборудование для уплотнения
Не кажется ли вам странным, что мы будем использовать высокотехнологичную технологию GPS просто для контроля производительности уплотнителя, катящегося вперед и назад по слою мусора? Если это так, возможно, вы не знаете о науке, которая также изучает гайки и болты процесса уплотнения отходов.

В ходе нашего опроса мы также запросили информацию об использовании уплотнителей для свалок.

Во-первых, как и следовало ожидать, количество часов уплотнения (т. е. часов работы машины) увеличивается по мере увеличения входящего тоннажа, что является логичным выводом.

Но когда мы посмотрели немного дальше, мы также обнаружили, что AUF имеет тенденцию к небольшому увеличению по мере увеличения ежедневного тоннажа. Это может быть результатом более крупных свалок, как правило, с более крупными уплотнителями… или, возможно, может включать некоторое заселение, поскольку более крупные свалки также обычно глубже, чем свалки меньшего размера. Но независимо от факторов результаты показывают, что чем больше тоннажа получает свалка, тем выше AUF.

Да, управление воздушным пространством — это гораздо более техническая задача, чем просто перемещение уплотнителя свалки туда-сюда по мусору. Но это не значит, что процесс эксплуатации уплотнителя полигона также не является техническим. Вот еще кое-что, о чем стоит подумать в следующий раз, когда вы будете наблюдать, как ваш каток делает свое дело. Это связано со скоростью потока через систему, в данном случае через систему обращения с отходами.

Рисунок 1

 

Теория ограничений
Теория ограничений (ТОС) — это инструмент управления, основанный на предположении, что все процессы ограничены одним или несколькими ограничениями в системе. В контексте процесса обращения с отходами ограничением (то есть узким местом) обычно является отдельный этап уплотнения отходов с помощью компактора.

Рисунок 2

 

Если бы мы рассматривали процесс обращения с отходами просто как конвейер, его пропускная способность (то есть поток) варьировалась бы от одной точки к другой. Эта пропускная способность может быть измерена в тоннах в час. Обратите внимание, что потоки, показанные на Рисунке 1, хотя и типичны для некоторых свалок, предназначены только для примера. Кроме того, этот пример основан на одном бульдозере и одном уплотнителе, но в реальном анализе будет учитываться несколько конфигураций машин.

Внешние подъездные дороги (2000 тонн в час) — скорость поступления отходов на свалку, как правило, довольно высока и чаще всего ограничивается заторами на дорогах. В этом примере мы предположим, что потенциальный входящий поток отходов в этой точке может составлять две тысячи тонн в час.

Вход/весы (500 тонн в час) — Входное оборудование, включая весы, будет иметь максимальный потенциал потока, основанный на многих факторах, включая: количество весов, независимо от того, автоматизирована система или нет (т.е. , RFID), грузоподъемность прибывающих транспортных средств (грузовики обеспечивают более высокую скорость потока), количество полос движения, часы работы и различные другие факторы. Потенциальный дебит для этой стадии зададим 500 тонн в час.

Подъездные дороги на территории (1000 тонн в час) — После проезда через въезд/весы мусоровозы должны двигаться по подъездным дорогам к активной зоне разгрузки. На скорость потока по подъездным путям наиболее существенное влияние оказывает состояние дорог. Крутые уклоны, крутые повороты, а также гололедица или грязь являются наиболее распространенными факторами, ограничивающими поток на подъездных дорогах к месту строительства. Предположим, что внутренние дороги правильно спроектированы и обслуживаются, а поток достаточно высок: примерно 1000 тонн в час.

Разгрузка на опрокидывающейся площадке (240 тонн в час) — транспортные средства, предназначенные для отходов, достигают опрокидывающейся площадки, они достигают первого очевидного ограничения. В зависимости от размеров (чаще всего ширины) опрокидывающейся площадки в данный момент времени может разгружаться только ограниченное количество транспортных средств. В этом примере мы сделаем несколько предположений для определения скорости потока:

* Ширина опрокидывающейся площадки: 160 футов
* Ширина, необходимая для каждого транспортного средства: 20 футов
* Количество транспортных средств, которые могут разгружаться одновременно: 8
* Среднее время разгрузки, включая очистку: 10 минут
* Средняя грузоподъемность каждого транспортного средства: 5 тонн

Исходя из этих параметров, каждый слот может разрешить шесть разгрузок в час по 5 тонн на разгрузку. Таким образом, каждый слот может обрабатывать 30 тонн в час. При восьми щелях скорость разгрузки на опрокидывающей площадке составляет 240 тонн в час.

 

 

Толкание и разбрасывание (420 тонн в час) — после того, как отходы были сброшены на опрокидывающую площадку, они выталкиваются, обычно бульдозером, на активный забой, где распределяются тонким слоем . В большинстве случаев производительность бульдозера превышает пропускную способность опрокидывающей площадки. Наши исследования производительности свалки показывают, что типичное время цикла бульдозера (толкание, разбрасывание, возврат) составляет около одной минуты. Если мы предположим, что бульдозер размера D8 в нормальных условиях сможет толкать в среднем 7 тонн за один толчок, то бульдозер потенциально может толкать 7 тонн в минуту x 60 минут … или 420 тонн в час. Это превышает скорость, с которой отходы сбрасываются на площадку. Таким образом, на данный момент бульдозер не является ограничивающим фактором, поскольку он может обрабатывать до 420 т/ч.

Уплотнение (150 тонн в час) — Уплотнитель для полигона, в зависимости от размера, может эффективно перерабатывать от 60 до 200 тонн в час. В этой ситуации мы предположим, что на полигоне есть довольно большой уплотнитель (более 100 000 фунтов) и что оптимальная производительность составляет 150 тонн в час.

Эта оптимальная скорость уравновешивает затраты на эксплуатацию машины и экономию (в долларах воздушного пространства), полученную за счет достижения хорошего уплотнения.

Этот этап процесса обращения с отходами представляет собой наиболее ограничивающее ограничение, при этом производительность ниже, чем на всех других этапах.

Покрытие (1000 тонн в час) — после того, как отходы были должным образом отсортированы и уплотнены, они покрываются землей или каким-либо альтернативным ежедневным покрытием. В этом примере предположим, что ячейка покрыта почвой. С точки зрения потенциальной производительности процесс покрытия имеет высокую производительность. В этом примере мы предположим, что местное оборудование может транспортировать/разбрасывать достаточно почвы, чтобы покрыть ячейку, содержащую 8 000 тонн отходов (за 8-часовую смену)… таким образом, обеспечивая скорость потока отходов 1 000 тонн в час.

В сжатом виде этот взгляд на процесс обращения с отходами показывает, что ограничивающее ограничение возникает на пятом этапе уплотнения, где скорость ограничена 150 тоннами в час.

Что это значит? Что ж, давайте сначала отступим и посмотрим на общую систему. Чтобы оптимизировать операции по захоронению отходов, многие менеджеры будут искать улучшения во всех областях. Это означает повышение производительности рабочего на весах, оператора скребка, бригады по обслуживанию оборудования… и множество других видов деятельности. Это нормально и приведет к некоторому повышению эффективности и экономии средств, но не обязательно улучшит общий процесс обращения с отходами.

Однако теория ограничений признает, что поток через любую систему будет ограничен одним или несколькими ограничениями. И увеличивая скорость потока в этих точках, общая скорость потока будет увеличиваться. В нашем примере основным ограничением является компактор.

Имея это в виду, строительство массивного въезда или покупка негабаритных бульдозеров не имеет особого смысла, потому что это не ограничения. Улучшение производительности в этих областях может быть таким же бесплодным, как увеличение диаметра трубы с 18 дюймов до 24 дюймов… в то время как ниже по течению все по-прежнему должно проходить через 4-дюймовую трубу.

Сосредоточьтесь на ограничениях, чтобы улучшить систему в целом. В нашем примере наиболее резкое улучшение произойдет за счет увеличения производительности компактора. Краткий список способов увеличить производительность катка включает в себя работу на плоской поверхности, тонкое разбрасывание, покрытие перерывов и обеда, увеличение пробега и использование хорошо обслуживаемой машины с агрессивными зубьями.

Если вы когда-либо работали в сфере переработки отходов, то знаете, что эти концепции общеизвестны. Однако, потратив 30 с лишним лет на оценку эффективности операций по захоронению отходов, я могу засвидетельствовать, что они не применяются повсеместно.

Несмотря на то, что наше обсуждение теории ограничений было всего лишь примером, это был реальный пример. На большинстве свалок ограничивающим фактором является уплотнитель, и повышение производительности уплотнения сделает больше для повышения общей эффективности, чем любая другая отдельная задача.

Именно по этой причине производители полигонных уплотнителей вкладывают столько усилий в создание эффективных и надежных машин. Когда дело доходит до улучшения работы полигона, главным является уплотнение.

Машина работает горизонтально, а не на склоне. Это приведет к снижению нагрузки на машину, снижению утомляемости оператора и, что наиболее важно, к большему проникновению зубьев в отходы.

Благодаря очистителям колес зубья этой машины чистые и эффективные. Система очистки колес Bomag гарантирует, что зубья действительно функционируют как зубы, даже во влажных глинистых условиях, которые могут привести к засорению машин, не оснащенных очистителями.

Важно отметить количество зубьев. Вы заметите, что мусор хорошо утрамбован, а колеса катка хорошо скользят по поверхности мусора. Но даже в этом случае зубы достигают полного проникновения. Это характерно для всех уплотнителей — способность добиться полного заглубления зуба. Кроме того, для достижения максимального уплотнения эта машина оснащена большими зубьями, большим количеством зубьев… и они чистые и готовы выполнять свою работу.

Техническое обслуживание/техническое обслуживание тяжелого оборудования
В соответствии с теорией ограничений и нашим стремлением увеличить производительность на данном этапе, следует, что высший приоритет должен быть отдан поддержанию эффективной работы уплотнителя на постоянной основе. В дополнение к корректировке графика вашей бригады, чтобы каток не стоял на стоянке во время перерывов и обеда, жизненно важное значение также имеет базовое техническое обслуживание машины.

Хорошая программа технического обслуживания начинается с комплексного осмотра. У вашей бригады должен быть точный контрольный список предметов, которые необходимо проверить перед операцией на каждой машине, включая уплотнитель. Этот контрольный список должен включать все компоненты безопасности, такие как резервная сигнализация, тормоза и камеры заднего вида. Он также должен включать все ежедневные контрольные точки, рекомендованные производителем. Выбросьте контрольный список, который вы позаимствовали в дорожном отделе. Вы знаете… тот, который просит операторов тяжелого оборудования проверить пневматические тормоза, фары прицепа и указатели поворота. Создайте контрольный список, применимый к вашим машинам.

Запустить программу, гарантирующую своевременное выполнение всех работ по обслуживанию. Если ваши операторы разделяют некоторые обязанности по техническому обслуживанию с механиком, найдите время, чтобы научить их делать это правильно.

Групповое обучение
Хорошо, мы обсудили GPS и теорию ограничений, обе темы немного более технические, чем можно было бы ожидать для достижения нашей конечной цели — упаковать больше мусора в меньшее пространство. Да, техническое, но важное.