عملية التسوية بالليزر

عملية التسوية بالليزر
تعتبر عملية التسوية من العمليات الضرورية المكملة لعملية اعداد الأرض للزراعة حبث إنها تزيد من كفاءة استخدام الميكنة الزراعية والعمليات الزراعية المختلفة. فإن أكثر الآلات شيوعا لتسوية التربة هى القصابية الهيدروليكية ولكن درجة دقة التسوية لايمكن تأكيدها حيث تتوقف على خبرة السائق لإنها تعتمد على رؤية السائق للحقل (العين الفاحصة).
وللوصول الى درجة عالية من التسوية الدقيفة يفضل استخدام التسوية بالليزر وعلى الرغم من ان هذه العملية قد تبدو مكلفة لأول وهلة إلا انها تعتبر من أرخص عمليات الميكنة الزراعية اذا ماأخذنا فى الإعتبار ان الحقل يظل مستويا لمدة 4 سنوات فى المتوسط ولايحتاج فيها الى عملية تسوية طالما لم ينقل منه أو اليه تربة أخرى.
وترجع أهمية التسوية بالليزر الى انها تعمل على الآتى:
1. زيادة كفاءة الميكنة الزراعية للعمليات الزراعية المختلفة التى تلى عملية التسوية.
2. زيادة المساحة المنزرعة نتيجة الإستغناء عن البتون العرضية والحوالات التى يقوم المزارع بعملها للتحكم فى الرى.
3. توفير الوقت المستخدم فى رى نفس المساحة وبالتالى قلة التكلفة عما كان قبل التسوية.
4. ترشيد أستخدام الموارد:
أ. حققت عمليه التسويه أعلى درجه من كفاءه استخدام مياه الرى عن طريق تمثيل نظام أمثل للرى السطحى من حيث:.
· الوصول بمقتنيات الرى للمحاصيل المختلفه الى الحد الادنى الازم لكل محصول دون زياده.
· تقليل الفاقد من مياه الرى التى تغمر بها الاراضى دون حسا ب ودون منفعه حقيقيه.
· التوزيع الامثل لمياه الرى بشكل متساوى على سطح مجموع المساحه المرويه بما يتيح تجانسا فى النموات الخضريه وتحسين انتاجيه المحصول كما ونوعا.
ب. كما حققت عمليات حفر المصارف ورص مواسير الصرف المغطى باستخدام أسلوب التحكم الالى جوده عاليه فى تنفيذ مناسيب وميول دقيقه للمصارف المغطاه أو المكشوفه.
5. خفض التكلفه الكليه للتشغيل وذلك عن طريق:
· خفض تكلفه العماله المباشره.
· رفع أنتاجيه المعدات.
6. الدقه لإنها لاتعتمد على رؤية السائق للحقل.
استخدامات أجهزة الليزر:
تستخدم أجهزة الليزر فى عمليات الرفع المساحى وفى عمليات التسوية الدقيقة للأرض الزراعية كما تستخدم فى عمليات انشاء مواسير الصرف المغطى وفى عمليات شق الترع والمصارف.
الميزانية:
تحتل الميزانية جزءا هاما فى علم المساحة حيث انها تبحث فى العلاقة بين النقط على سطح الأرض ومقارنة ارتفاع أو انخفاض هذه النقط عن مستوى ثابت يعرف بمستوى المقارنة. ومنسوب النقطة يمثل البعد الرأسى بين أى نقطة على سطح الأرض وبين مستوى المقارنة.
أغراض الميزانية:
1. ايجاد مناسيب النقط الموجودة على سطح الأرض لدراسة شكل الأرض.
2. تشكيل القطاعات الطولية والعرضية والتى منها يمكن حساب مكعبات الحفر أو الردم اللازمة فى عمليات الإستصلاح وتسوية الأراضى.
3. عمل ميزانية شبكية لقطعة أرض معينه ورسم خطوط الكنتور لتوضيح مدى انحدار الأرض وتحديد مكعبات الحفر والردم.
الميزانية الشبكية:
الهدف من هذه الميزانية هو تحديد مناسيب النقط فى منطقة ما وتمثل المناسيب فى المسقط الأفقى بنقطة وكتابة منسوبها بجوارها.
خطوط الكنتور:
يعتبر خط الكنتور خط وهمى وهو ناتج من قطاع مستوى أفقى بسطح الأرض. ومعنى هذا أن جميع نقط هذا الخط ذات منسوب واحد ويحتوى جدول رقم (1) على مناسيب النقط تم عمل ميزانية شبكية لها باستخدام جهاز الليزر المساحى مع قامة مساحية ذاتية الضبط مستخدما البرنامج المساحى surfer 7 لرسم خطوط الكنتور لقطعة من الأرض مساحتها 32 فدان تقريبا وأيضا تم حساب المنسوب المتوسط لهذه الأرض.
جدول رقم (1) مناسيب النقط والمنسوب المتوسط.
AVERAGE = 0.508
0.61
0.62
0.69
0.51
0.58
0.67
0.47
0.53
0.52
0.6
0.57
0.61
0.56
0.65
0.51
0.41
0.53
0.45
0.47
0.57
0.46
0.47
0.51
0.52
0.59
0.41
0.48
0.54
0.48
0.41
0.45
0.48
0.56
0.62
0.48
0.47
0.48
0.49
0.54
0.49
0.46
0.57
0.46
0.56
0.47
0.57
0.57
0.47
0.45
0.49
0.37
0.47
0.36
0.51
0.52
0.46
0.52
0.6
0.5
0.54
0.52
0.54
0.5
0.53
0.46
0.37
0.37
0.47
0.4
0.4
0.44
0.41
0.38
0.48
0.45
0.48
0.61
0.54
0.4
0.58
0.42
0.41
0.41
0.41
0.4
0.37
0.41
0.52
0.47
0.58
0.59
0.42
0.53
0.61
0.63
0.63
0.39
0.38
0.61
0.56
0.46
0.6
0.62
0.44
0.43
0.48
0.57
0.6
0.6
0.52
0.5
0.6
0.58
0.54
0.58
0.6
0.62
كما يبين شكل رقم (1) على شكل خطوط الكنتور لهذه الأرض ومبينا به مناسيب كل خط من خطوط الكنتور وتسمى المسافة الرأسية الثابتة بين خطوط الكنتور بالفترة الكنتورية.


شكل رقم (1) شكل خطوط الكنتور.
وتتكون وحدة الليزرالمساحية والتى تستخدم فى عمليات الرفع المساحى من جهاز الإرسال لشعاع الليزر بدون ميول والقامة ولاقط الشعاع ومبين القراءات عن بعد كما تتكون وحدةالتسوية باستخدام أشعة الليزر من:
1- جهاز الارسال (Transmitter) ويبين شكل رقم (2) مجموعة من أجهزة الإرسال ويعتبر جهاز الإرسال بمثابة قلب المجموعة حيث يقوم ببث مستوى دائرى من شعاع الليزر الدوار نصف قطره 300 متر في أغلب الأجهزة مركزه مركز جهاز الإرسال ويمكن أن يصل لمدي أكثر من ذلك ولكن نظرا لتكور الأرض فلا ينصح بأكثر من 300 متر. وهناك موديلات متعددة من أجهزة الإرسال فمنها بدون ميول أو أحادي الميل أو ثنائي الميل وهوما يؤثر علي شكل تسوية الأرض أن كان المطلوب تسويتها بميول محددة أو بدون ميول. ويبين شكل رقم (3) رسم تخطيطى لوحدة الليزر مجمعة. ويتم تغذية جهاز الإرسال اما عن طريق بطارية ذاتية الشحن داخل الجهاز ويعاد شحنها باستخدام شاحن خاص به واما عن طري بطارية خارجية مستخدما كابل خاص يصل بين البطارية والجهاز.

شكل (2) مجموعة من أجهزة الإرسال

شكل (3) رسم تخطيطى لوحدة الليزر مجمعه.
ويمكن تقسيم أجهزة الإرسال من حيث مصدر شعاع الليزر فهناك أجهزة تستخدم أنبوبة ليزر الهليوم- نيون ويبين شكل (4) الرسم التخطيطى لشعاع الليزر داخل أنبوبة الهيليوم - نيون وموقع هذه الأنبوبة داخل جهاز الإرسال وأخرى تستخدم ليزرات اشباه الموصلات التي تعمل في المنطقة المرئية من الاطوال الموجية (خاصة الاحمر) أو الغير مرئية.

شكل (4) الرسم التخطيطى لشعاع الليزر.
وعند بداية التشغيل يتم تحديد الميول التى سيتم التسوية عليها ماإذا كانت الميول فى اتجاه واحد أو فى إتجاهين أو بدون ميول ويتم تثبيت جهاز الإرسال على حامل خشبى (Tripod) ذات ثلاث أرجل تلسكوبيه من الخشب (شكل 5) وتنتهى هذه الأرجل من أسفل بمثبتات من الألومنيم والتى تعمل على تثبيت الحامل بالأرض تثبيتا قويا حتى لايتأثر بحركة الرياح أو الصدمات التى تؤثر على ثبات جهاز الإرسال وينتهى الحامل الخشبى من الجهه العليا بوصلة فك وتركيب سريعة يتم عن طريقها تثبيت جهاز الإرسال بالحامل الخشبى مثبته على حامل معدنى يمكن رفعه وخفضه عن طريق مقبض ليزيد من ارتفاع وانخفاض جهاز الإرسال. ويجب ألا يقل ارتفاع الحامل الخشبى عن 3 متر حتى لايتسبب انخفاضة فى اصتدام شعاع الليزر الصادر من جهاز الإرسال فى أى من الأشجار وغيرها.

شكل (5) الحامل الخشبى
2- جهاز الإستقبال(Receiver)وهو عبارة عن أربعة مجموعات من الخلايا الضوئية كما هوموضح بشكل (6) مرصوصة بطريقة لتتمكن من التقاط شعاع الليزر الصادر من جهاز الإرسال من أى مكان وفى مداه كما تقسم كل مجموعة من هذه الخلايا الى مجموعات رأسية وتعمل هذه المجموعات على تحديد مناسيب النقط موضع القياس وقد تزود بعض الموديلات بمبينات للمناسيب ويثبت جهاز الإستقبال علي حامل تلسكوبى يتم التحكم فى أرتفاعة بمحرك كهربى ويسمى بالحامل الكهربائى (MAST) كما هومبين شكل رقم (7) أو هيدروليكيا مثبتا على قاعدة مزودة بمخفف صدمات و يتم تركيب ذلك الجزء عليسكينة القطع للمعدة. وجهاز الإستقبال هو حلقة الوصل بين جهاز الإرسال وباقى مجموعة التسوية وطريقة الإتصال بينهما طريقة لاسلكية إذ تعتمد على شعاع الليزروتتحول الأشارة الضوئية المستقبلة من جهاز الإرسال لأشارة كهربية داخل جهاز الإستقبال والتى يتم توصيلها بقاعدة الحامل الكهربى عن طريق السلك اللولبي حتى لايتأثر بارتفاع وانخفاض الحامل عند التركيب والضبط.


شكل (6) مجموعة من أجهزة الإستقبال

شكل (7) الحامل الكهربائى
3-صندوق التحكم(Control Box) ويعتبر صندوق التحكم هو العقل المدبر لمجموعة التسوية بالليزريوضع أمام سائق المعدة ويبين شكل (8) مجموعة من أجهزة صندوق التحكم المستخدمة ويتكون صندوق التحكم من مجموعة من المبينات تختلف حسبا لموديل الجهاز وتقوم هذه المبينات بتوضيح مستوى القصابية ماإذا كان فى مستوى التسوية وغالبا مايكون بالون الأخضر أو أعلى من مستوى التسوية أو أقل كما يوجد به مبين رقمى يبين منسوب القصابية ويمكن تخزين منسوب التسوية فى ذاكرة صندوق التحكم كما يحتوى على مجموعة من المفاتيح والتى تعمل على:
· تشغيل وايقاف عمل صندوق التحكم وبالتالى مجموعة الإستقبال بأجمعها.
· تحويل رافع القصابية الى وضع يدوى وذلك للتمكن من رفع القصابية فى حالة ذيادة الحمل على القصابية أوفى حالة السي من والى أرض العمل وإلى وضع الآلى وذلك أثناء التشغيل.
· رافع وخافض الحامل الكهربائى وذلك فى بدايات العمل ليتم ضبط جهاز الإرسال لإستقبال شعاع الليزروفى نهاية العمل.
ويقوم صندوق التحكم باستقبال الإشارة من جهاز الإستقبال ويتم تكبيرها وارسالها الى كل من مبينات الإشارة الموجودة به وأيضا الى جهازالصمام الهيدروليكى الذى يعمل بدوره على رفع وخفض القصابية.

شكل (8) مجموعة من أجهزة صندوق التحكم المستخدمة
4- وحدة الهيدروليك (HYDROLIC UNIT)ويتم توصلها مع الجهاز الهيدروليكى للمعدة عن طريق خراطيم تتحمل الضغط الناتج من الجراروايضامع صندوق التحكم والتى يقوم بدوره عن طريق شعاع الليزر يتم التحكم في رفع وخفض سكينة القطع وذلك عن طريق ارسال اشارات كهربية الى الصمامات الكهربية والتى تعمل بدورها على فتح وغلق مسارات الزيت الهدرولكى ليتم رفع أو خفض القصابية حسب الأمر المطلوب.
ويبين شكل (9) خط سير الإشارة الكهربية فى مجموعة التسوية بالليزر بدءا من جهاز الإرسال الى قاعدة الحامل الكهربى ومنه الى صندوق التحكم والذى يقوم بدورة فى رفع وخغض القصابيية عن طرق جهاز الهيدروليك.

شكل (9) خط سير الإشارة.
كما يبين شكل (10) موضع كل من جهاز الإرسال والحامل الكهربائى والقصابية فى المواضع المختلفة من طبيعة الأرض سواء كانت فى منسوب التسوية أو منخفضة عن المنسوب أو أعلى منه.


شكل (10) موضع كل من جهاز الإرسال