Водооборотная осушительно-увлажнительная система

Изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при мелиорации легких песчаных и супесчаных почв, сформированных на подстилающих глинистых грунтах в условиях отсутствия возможности отведения дренажного стока. Водооборотная осушительно-увлажнительная система включает сеть дрен, сопряженных с дренажным коллектором, оборудованным перекачивающим насосом и связанным с накопителем дренажного стока. Дрены уложены с нулевым уклоном относительно дренажного коллектора, а накопитель дренажного стока выполнен в виде вертикальных водонепроницаемых колодцев-накопителей с перфорацией в верхней части на глубину осушаемого слоя почвы, соединенных неразряжающимися сифонами и расположенных выше осушаемого участка со стороны преобладающего уклона местности. Водозаборная и напорная линии перекачивающего насоса снабжены водораспределительными узлами, каждый из которых соединен через запорную задвижку с дренажным коллектором и с ближайшим из колодцев-накопителей дренажного стока. Предлагаемая система позволяет собирать и накапливать дренажные воды в период их избыточного скопления на осушаемом участке, а при возникновении дефицита влажности в корнеобитаемом слое почвы использовать накопленную воду для проведения орошения способом субирригации, без строительства дополнительной оросительной сети. Отсутствие необходимости строительства пруда-накопителя повышает коэффициент земельного использования системы. 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при мелиорации легких песчаных и супесчаных почв, сформированных на подстилающих глинистых грунтах в условиях отсутствия возможности отведения дренажного стока.

Известна водооборотная мелиоративная система, включающая дренажные скважины, связанные между собой сифонными трубопроводами, водоподъемный погружной насос, размещенный в одной из скважин и сопряженный с аккумулирующим бассейном, соединенным с оросительным трубопроводом, к которому подключены дождевальные машины (Авт. св. СССР №1612048, МПК Е02В 11/00, 1990 г. ).

Недостатком этой системы является высокая стоимость, связанная со строительством дополнительной оросительной сети с дождевальными машинами, а также с затратами на устройство вертикальных скважин.

Известна осушительно-увлажнительная система, включающая систему дрен, сопряженных с дренажным коллектором, связанным с прудом-накопителем дренажного стока, и оросительную сеть. При эксплуатации этой системы в период весеннего паводка производят накопление в пруду воды, поступающей из дрен в коллектор. В засушливый период вегетации воду из пруда подают через оросительную сеть на поле (Авт. св. СССР №1631121, МПК Е02В 11/00, 1991 г. ).

Недостатками этой системы являются: снижение коэффициента земельного использования, связанное со значительными размерами пруда, в котором необходимо создать запас воды не только для орошения, но и на испарение с поверхности пруда, компенсация фильтрационных потерь и поддержание минимального «мертвого» запаса воды. В дренажной воде, накопленной в пруду, содержится большое количество элементов минерального питания, вымытых из осушаемой почвы, поэтому здесь активно размножаются различные водоросли, которые засоряют перфорацию дрен, что приводит к ухудшению их работы.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемая водооборотная осушительно-увлажнительная система, включающая сеть дрен, сопряженных с дренажным коллектором, оборудованным перекачивающим насосом и связанным с накопителем дренажного стока, в которой согласно изобретению дрены уложены с нулевым уклоном относительно дренажного коллектора, а накопитель дренажного стока выполнен в виде вертикальных водонепроницаемых колодцев-накопителей с перфорацией в верхней части на глубину осушаемого слоя почвы, соединенных неразряжающимися сифонами и расположенных выше осушаемого участка со стороны преобладающего уклона местности, а водозаборная и напорная линии перекачивающего насоса снабжены водораспределительными узлами, каждый из которых соединен через запорную задвижку с дренажным коллектором и с ближайшим из колодцев-накопителей дренажного стока.

Новый технический результат от применения предлагаемой водооборотной осушительно-увлажнительной системы состоит в том, что укладка дрен с нулевым уклоном в сочетании с выполнением накопителя дренажного стока в виде водонепроницаемых колодцев-накопителей, перфорированных в верхней части и соединенных через водораспределительный узел с дренажным коллектором, позволяет собирать и накапливать дренажные воды в период их избыточного скопления на осушаемом участке и затем использовать при возникновении дефицита влажности в корнеобитаемом слое почвы для проведения орошения способом субирригации, без строительства дополнительной оросительной сети, при более эффективном использовании накопленного запаса воды. Размещение колодцев-накопителей выше участка по склону обеспечивает перехват грунтового потока дренажной воды и одновременное увеличение КЗИ мелиоративной системы за счет отсутствия пруда-накопителя дренажного стока.

Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид системы в плане, на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А; на фиг. 3 - поперечный разрез колодцев-накопителей; на фиг. 4 - схема соединения насоса с дренажем и колодцем-накопителем.

Особенностью переувлажненных участков, не имеющих условий для отведения избыточной влаги, является наличие подстилающего слоя грунта с низкой влагопроницаемостью и отсутствие доступного водоприемника. Для поддержания благоприятного для сельскохозяйственных культур водно-воздушного режима почвы на таком участке 1 устраивают дренажную сеть, включающую дренажный коллектор 2 с дренажными колодцами 3, в которых к коллектору 2 подсоединяют дрены 4. Эти дрены укладывают с нулевым уклоном по отношению к коллектору. Расстояние между дренами составляет 10 - 15 метров. При таком расстоянии между дренами на легких почвах создаются благоприятные условия для орошения методом субирригации. Выше участка 1 по склону устраивают водонепроницаемые колодцы-накопители 5, соединенные друг с другом неразряжающимися сифонами 6 и имеющие в верхней части на глубину дренирования перфорацию 7. В начале дренажного коллектора 2 монтируют перекачивающий насос 8. Водозаборная линия 9 этого насоса снабжена водораспределительным узлом, состоящим из трубы 11 с вентилем 12, выведенной в колодец-накопитель 5, а также трубы 13 с вентилем 14, выведенной в дренажный колодец 3. Нагнетательная линия 10 насоса 8 снабжена водораспределительным узлом, состоящим из трубы 15 с вентилем 16, выведенной в дренажный колодец 3, и трубы 17 с вентилем 18, выведенной в колодец-накопитель 5. Сифоны 6 подключены к трубке 19, сопряженной с вакуум-насосом (на чертеже не показан). Глубина заложения дренажа определяется мощностью верхнего песчаного или супесчаного слоя 20, подстилаемого водоупорным слоем 21, а при значительной толщине верхнего слоя - заданной глубиною осушения.

Работа водооборотной осушительно-увлажнительной системы осуществляется следующим образом.

При весеннем таянии снега талая вода просачивается через перфорацию 7 колодцев 5. После заполнения колодцев 5 водой до уровня нижних концов сифонов 6 в трубопроводе 19 с помощью вакуум-насоса создают разряжение и заполняют сифоны 6 водой.

Особенность конструкции неразряжающихся сифонов 6 состоит в том, что концевые участки их обеих ветвей загнуты вверх и расположены на одинаковом уровне. После зарядки сифонов происходит выравнивание уровня воды во всех колодцах-накопителях 6 за счет ее перетекания по сифонам из одного колодца в другой. Вода из толщи осушаемого слоя почвы 20 просачивается в дрены 4, а из них - в коллектор 2. У насоса 8 открывают вентиль 16 на трубе 15, выведенной в дренажный колодец 3, а также вентиль 12 на трубе 11, включают насос, при этом происходит откачка воды из дренажного колодца 3 в колодец-накопитель 5 с последующим перетеканием в соседние колодцы-накопители 5 за счет работы неразряжающихся сифонов 6. Количество колодцев и их объем определяют исходя из расчетного объема стока, формирующегося на осушаемой площади. После понижения уровня влажности почвы в корнеобитаемом слое до 70-80% НВ насос 8 отключают.

В летний период, когда запасы влаги на участке 1 расходуются на эвапотранспирацию возделываемой культуры, и влажность корнеобитаемого слоя почвы снижается до 60-65% НВ, возникает необходимость в дополнительном увлажнении участка. Для проведения такого увлажнения у насоса 8 на водозаборной ветви 11 открывают вентиль 12, а на нагнетательной ветви 10 на трубе 15 открывают вентиль 16, затем насос 8 включают в работу.

Насос забирает воду из колодца-накопителя 5 и подает ее через дренажный колодец 3 в коллектор 2, из которого она поступает в дрены 4, а из них в окружающую почву, обеспечивая ее увлажнение способом субирригации. Небольшое расстояние между дренами 4 и отсутствие у них уклона обеспечивает равномерность увлажнения площади участка 1, а хранение воды в закрытых колодцах предотвращает размножение в ней водорослей и засорение ими перфорации дрен. В процессе отбора воды из первого колодца-накопителя 5 количество ее в нем постоянно пополняется за счет поступления из соседних колодцев через сифоны 6, а в них вода перетекает последовательно из соседних колодцев. Таким образом во всех колодцах 5 поддерживают одинаковый уровень заполнения. После доведения влажности почвы до заданной величины подачу воды в коллектор 2 прекращают. При выпадении обильных осадков, вызывающих превышение заданного уровня увлажнения почвы, насос 8 переключают на работу в режиме откачки из дренажной сети через колодец 3 и заполнение колодцев-накопителей 5.

Таким образом, предлагаемая система позволяет собирать и накапливать дренажные воды в период их избыточного скопления на осушаемом участке, а при возникновении дефицита влажности в корнеобитаемом слое почвы использовать накопленную воду для проведения орошения способом субирригации, без строительства дополнительной оросительной сети. Отсутствие необходимости строительства пруда-накопителя повышает коэффициент земельного использования системы.

Водооборотная осушительно-увлажнительная система, включающая сеть дрен, сопряженных с дренажным коллектором, оборудованным перекачивающим насосом и связанным с накопителем дренажного стока, отличающаяся тем, что дрены уложены с нулевым уклоном относительно дренажного коллектора, а накопитель дренажного стока выполнен в виде вертикальных водонепроницаемых колодцев-накопителей с перфорацией в верхней части на глубину осушаемого слоя почвы, соединенных неразряжающимися сифонами и расположенных выше осушаемого участка со стороны преобладающего уклона местности, а водозаборная и напорная линии перекачивающего насоса снабжены водораспределительными узлами, каждый из которых соединен через запорную задвижку с дренажным коллектором и с ближайшим из колодцев-накопителей дренажного стока.



 

Похожие патенты:

Способ строительства устьевого сооружения дренажа относится к строительству и гидромелиорации и может быть использовано для осушения подземных частей зданий и сооружений, дачных и коттеджных участков, дорог, откосов выемок, сельскохозяйственных полей.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может найти применение преимущественно при утилизации минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем, а также при выпаривании сточных вод различного генезиса.

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования уровня грунтовых вод. Регулятор включает дренажный колодец 1, запорный орган 3, установленный на входном оголовке дренажной трубы.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам борьбы с водной эрозией почвы и предотвращению роста оврагов. Способ защиты почв от водной эрозии включает создание водозадерживающей траншеи, выполненной по горизонтали местности и соединенной дренажной системой с водонакапливающим бассейном.

Изобретение относится к гидротехнической мелиорации, преимущественно к осушению земель в сельском хозяйстве с автоматическим регулированием уровней грунтовых вод.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а конкретно к сооружениям для контроля за состоянием грунтовых вод при поливе животноводческими стоками в зоне функционирования индустриального животноводства.

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования грунтовых вод, преимущественно для дренажных систем. Устье дренажного коллектора содержит водоприемную камеру 6, выполненную в виде промывной галереи, и камеру 12, разделенные разделительной стенкой 4 в колодце 5.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к мелиорации, и может быть использовано для автоматического регулирования грунтовых вод на дренажной сети в осушительно-увлажнительных системах.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к эксплуатации сооружений в условиях зимнего периода для обеспечения бесперебойной работы дренажных систем.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для очистки дренажей от отложений. Устройство низконапорной грунтовой плотины 5 содержит горизонтальную водозаборную колонну 1, размещенную в зоне периодической форсировки уровней верхнего бьефа 2.

Способ и насосный/дренажный канальный элемент для нагнетания поверхностной воды в почву под участок грунта включает в себя бурение серии скважин и вставку вытянутых насосных/дренажных элементов в каждую скважину, продолжающуюся вниз в почву. Насосные/дренажные канальные элементы содержат блок соединенных в одно целое канальных признаков, каждый выполненный с продолжающейся в продольном направлении щелью. Поверхностная вода втекает в насосный/дренажный элемент, поступает в каналы и стекает по насосным/дренажным элементам, чтобы улучшить перемещение воды в почву для снижения поверхностного стока и способствования пополнению запасов водоносных горизонтов. Длинные элементы могут быть установлены между короткими элементами в таком порядке, чтобы обеспечить более быстрое нагнетание воды глубоко в подпочву. Изобретение позволяет значительно увеличить скорость впитывания поверхностной воды глубоко в почву, чтобы предотвратить стоячую воду или насыщение верхних слоев почвы, снижая потери воды на поверхностный сток и испарение. 7 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к строительству и гидромелиорации и может быть использовано для осушения подземных частей зданий и сооружений, участков дорог, откосов, выемок. Техническая задача изобретения - увеличение срока службы. Указанная техническая задача достигается тем, что конструкция вертикального дренажа включает дренажную трубу 2, верхний конец которой расположен в зоне водосбора 6, а нижний - в дренирующем слое 8, водоупорный слой 7 и гравийную обсыпку 5 в качестве сорбента. Гравийная обсыпка 5 размещена в оболочках 3, объемлющих устье дренажной трубы 2. Оболочки 3 изготовлены из нетканого фильтрующего материала 4. Использование нетканого фильтрующего материала в качестве материала оболочки обеспечивает постоянный отток воды из зоны водосбора в водопоглощающий слой. Благодаря физико-механическим свойствам нетканого материала не происходит кольматации гравия, увеличивается срок службы предлагаемой конструкции вертикального дренажа. 1 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при мелиорации легких песчаных и супесчаных почв, сформированных на подстилающих глинистых грунтах в условиях отсутствия возможности отведения дренажного стока. Водооборотная осушительно-увлажнительная система включает сеть дрен, сопряженных с дренажным коллектором, оборудованным перекачивающим насосом и связанным с накопителем дренажного стока. Дрены уложены с нулевым уклоном относительно дренажного коллектора, а накопитель дренажного стока выполнен в виде вертикальных водонепроницаемых колодцев-накопителей с перфорацией в верхней части на глубину осушаемого слоя почвы, соединенных неразряжающимися сифонами и расположенных выше осушаемого участка со стороны преобладающего уклона местности. Водозаборная и напорная линии перекачивающего насоса снабжены водораспределительными узлами, каждый из которых соединен через запорную задвижку с дренажным коллектором и с ближайшим из колодцев-накопителей дренажного стока. Предлагаемая система позволяет собирать и накапливать дренажные воды в период их избыточного скопления на осушаемом участке, а при возникновении дефицита влажности в корнеобитаемом слое почвы использовать накопленную воду для проведения орошения способом субирригации, без строительства дополнительной оросительной сети. Отсутствие необходимости строительства пруда-накопителя повышает коэффициент земельного использования системы. 4 ил.

Наверх