Россия
Проведенное исследование направлено на решение актуальной научно-практической проблемы экс-плуатации лесозаготовительной техники на переувлажненных почвах, которые характерны для более чем 60% территории лесного фонда Российской Федерации. Разработана комплексная математическая модель форми-рования касательных напряжений в грунтовом массиве при маневрировании движителя с учетом ключевых параметров: угла поворота θ, веса машины и физико-механических свойств грунта. В ходе исследования установлены новые критерии эффективности сдвига межколейного массива грун-та, основанные на аналитическом соотношении импульсов силы сдвига и массы сдвигаемого грунта. Прове-денный численный анализ демонстрирует, что целенаправленное маневрирование с углами поворота 15-20° и более позволяет обеспечить эффективное разрушение межколейного пространства даже при критической влажности грунта до 35%. Особое внимание уделено анализу циклического воздействия техники на грунт при многократных про-ходах. Разработаны практические рекомендации по оптимизации режимов работы операторов лесных машин, включая выбор углов маневрирования и траекторий движения в зависимости от влажности грунта и числа проходов. Полученные результаты имеют значительную практическую ценность для лесозаготовительной от-расли, позволяя снизить экологический ущерб от повреждения почвенного покрова на 20-25% и повысить эксплуатационную эффективность техники на 15-20% за счет сокращения простоев и увеличения межремонтных периодов эксплуатации.
лесные машины, маневрирование лесных машин, деформация почвогрунта, образование колеи, геотехнические условия
1. Groot R, Brander L, van der Ploeg S, Costanza R, Bernard F, Braat L, et al. Global estimates of the value of ecosystems and their services in monetary units. Ecosyst Serv. 2012; 1:50–61. – DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoser.2012.07.005
2. Holden SR, Treseder KK. A meta-analysis of soil microbial biomass responses to forest disturbances. Front Microbiol. 2013; 4:163. – DOI: http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2013.00163
3. Lidskog R, Sundqvist G, Kall A-S, Sandin P, Larsson S. Intensive forestry in Sweden: stakeholders’ evalua-tion of benefts and risk. J Integr Environ Sci. 2013; 10:145–60. – DOI: http://dx.doi.org/10.1080/1943815X.2013.841261
4. Acharya RP, Maraseni T, Cockfeld G. Global trend of forest ecosystem services valuation – an analysis of publications. Ecosyst Serv. 2019; 39:100979. – DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoser.2019.100979
5. Frey B, Kremer J, Rüdt A, Sciacca S, Matthies D, Lüscher P. Compaction of forest soils with heavy logging machinery affects soil bacterial community structure. Eur J Soil Biol. 2009; 45:312–20. – DOI: https://doi.org/10.1016/J.EJSOBI.2009.05.006
6. Picchio R, Neri F, Petrini E, Verani S, Marchi E, Certini G. Machinery-induced soil compaction in thinning two pine stands in central Italy. For Ecol Manage. 2012; 285:38–43. – DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2012.08.008
7. Vossbrink J, Horn R. Modern forestry vehicles and their impact on soil physical properties. Eur J For Res. 2004; 123:259–67. – DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10342-004-0040-8
8. Horn R, Vossbrink J, Peth S, Becker S. Impact of modern forest vehicles on soil physical properties. For Ecol Manage. 2007; 248:56–63. – DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2007.02.037
9. Ramantswana M, Guerra SPS, Ersson BT. Advances in the mechanization of regenerating plantation for-ests: a review. Curr For Rep. 2020; 6:143–58. – DOI: https://link.springer.com/article/10.1007/s40725-020-00114-7
10. Cambi M, Certini G, Neri F, Marchi E. The impact of heavy traffc on forest soils: a review. For Ecol Manage. 2015; 338:124–38. – DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2014.11.022
11. Powers RF, Andrew Scott D, Sanchez FG, Voldseth RA, PageDumroese D, Eliof JD, et al. The North Ameri-can long-term soil productivity experiment: fndings from the frst decade of research. For Ecol Manage. 2005; 220:31–50. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2005.08.003
12. Agherkakli B, Najaf A, Sadeghi SH. Ground based operation efects on soil disturbance by steel tracked skid-der in a steep slope of forest. J For Sci (Prague). 2010; 56:278–84. – DOI: http://dx.doi.org/10.17221/93/2009-JFS
13. DeArmond D, Ferraz JBS, Emmert F, Lima AJN, Higuchi N. An assessment of soil compaction after logging operations in Central Amazonia. For Sci. 2020; 66:230–41. – DOI: http://dx.doi.org/10.1093/forsci/fxz070
14. Mariotti B, Hoshika Y, Cambi M, Marra E, Feng Z, Paoletti E, et al. Vehicle-induced compaction of forest soil afects plant morphological and physiological attributes- A meta-analysis. For EcolManag. 2020; 462:118004. – DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118004
15. Labelle ER, Kammermeier M. Above- and belowground growth response of Picea abies seedlings exposed to varying levels of soil relative bulk density. Eur J Forest Res. 2019; 138:705–22. – DOI: https://link.springer.com/article/10.1007/s10342-019-01201-6
16. Laschi A, Marchi E, González-García S. Forest operations in coppice: Environmental assessment of two diferent logging methods. Sci Total Environ. 2016; 562:493–503. – DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.04.041
17. Naghdi R, Solgi A, Labelle ER, Nikooy M. Combined effects of soil texture and machine operating trail gra-dient on changes in forest soil physical properties during ground-based skidding. Pedosphere. 2020; 30:508–16. DOI: https://doi.org/10.1016/S1002-0160(17)60428-4
18. Анисимов Г.М., Большаков Б.М. Основы минимизации уплотнения почвы трелевочными системами. СПб.: СПбГЛТА, 1998. 106 с.
19. Каляшов В.А., Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Дмитриев А.С., Григорьева О.И. Геотех-ническое обоснование работоспособности трелевочных волоков и технологических коридоров на склонах, оттаивающих почвогрунтов при работе лесных машин с колесным и полугусеничным движителем // Resources and Technology. 2023. Т. 20, № 3. С. 15–31.
20. Рудов С.Е., Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Григорьева О.И. Исследование процесса разрушения мерзлых и оттаивающих почвогрунтов при воздействии трелевочной системы // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2020. № 2 (374). С. 101–117.
21. Рудов С.Е., Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Григорьев М.Ф., Пучнин А.Н. Особенности учета состояния массива мерзлых грунтов при циклическом взаимодействии с трелевочной системой // Лесо-технический журнал. 2019. Т. 9, № 1 (33). С. 116–128.
22. Рудов С.Е., Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Григорьева О.И. Моделирование взаимодей-ствия лесных машин с почвогрунтом при работе на склонах // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2021. № 6 (384). С. 121–134.
23. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1983. 228 с.
24. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Лепилин Д.В., Жукова А.И. Моделирование уплотнение почвогрунта в боковых полосах трелевочного волока с учетом изменчивости трассы движения // Ученые записки Петроза-водского государственного университета. 2010. № 6 (111). С. 61–64.
25. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Рудов С.Е., Жукова А.И. Модель циклического уплотнения грунта в по-лосах, прилегающих к трелевочному волоку // Вестник КрасГАУ. 2010. № 2 (41). С. 8–14.
