СПОСОБ УСТРОЙСТВА ОСУШИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С УЗКОЗАГОННОЙ ВСПАШКОЙ ДРЕНИРУЕМЫХ ПОЧВ Российский патент 2010 года по МПК E02B11/00 

Изобретение относится к комплексной мелиорации земель в гумидной зоне и может быть применено как при осушении земель закрытым дренажом, так и в процессе сельскохозяйственного использования дренируемых почв для повышения устойчивости откосов осушительных каналов и интенсивности осушения дренируемых почв.

Известен способ устройства осушительной системы с узкозагонной вспашкой дренируемых почв (Применение агромелиоративных мероприятий на осушенных минеральных землях Нечерноземной зоны РСФСР (технологический регламент) / Одобрен НТС Госагропрома НЗ РСФСР, протокол №7 от 26.04.1990. Авторский коллектив сотрудников из ведущих НИИ и Госагропрома. - М.: Госагропром НЗ РСФСР - ВНИИМЗ, 1991, с.9, 20, 21; прототип), включающий прокладку водоотводных борозд из местных понижений рельефа и сопряжение их с разъемными бороздами и водоприемной бороздой, расположенной вдоль открытого канала, включающего прибрежную водоохранную полосу задернения, с возможностью сброса в него отведенной с поля воды.

Полоса поля, примыкающая к открытому каналу, размещается, как правило, по понижению рельефа. При выпадении осадков или таянии снега вода, поступая с площади поля в водоотводные и разъемные борозды, затем течет в водоприемную. По мере наполнения водоприемной борозды водой вода, фильтруя, в том числе и по гумусовому горизонту (пахотному слою), насыщает почвогрунты прибрежной полосы и откоса канала. Это приводит как к увеличению фильтрационных скоростей, так и к возникновению больших градиентов у фильтрационного потока, превышающих допустимые. Поверхностные воды, размывая прибрежную полосу, смывают почвогрунты с откоса в канал, а воды, фильтрующиеся на откос канала, уменьшают его устойчивость, и, как показывает практика, вызывают оплывание и оползание почвогрунтов откоса, а также выпирание на откос прослоев водонасыщенного песка.

При разрушении откосов, наряду с поверхностной водой и гидродинамическим давлением, большое значение имеют явления промерзания и оттаивания почвогрунтов откосов. В предзимний период, особенно при промерзании насыщенных водой почвогрунтов откоса, в них образуются прослои льда, что усиливает текучесть почвогрунтов откоса по этим прослойкам при оттаивании льда весной.

Попавшие в канал почвогрунты уносятся дальше водным потоком в магистральный канал, малую реку и т.д., вызывая заиление их русл.

Известен способ сброса поверхностной воды из водоприемной борозды в открытый осушительный канал с помощью труб, укладываемых одним концом на дно борозды, а другим - выше дна канала на 0,2 м (Безменов А.И., Розин В.А. и др. Сельскохозяйственные мелиорации / Изд-во 2-е. - М.: Колос, 1974. - С.432). Нужно отметить, что поскольку в Нечерноземной зоне узкозагонная вспашка применяется в основном на малоуклонных землях с развитым микрорельефом, то таких труб для отвода поверхностных вод из местных понижений требуется очень много. Естественно, что, наряду с большими капитальными затратами на их устройство, необходимы и значительные текущие затраты на их эксплуатацию - поддержание в работоспособном состоянии. Но главное, вследствие большого перепада между дном водоприемной борозды и дном канала, это не разрешает проблемы: при сбросе поверхностных паводковых вод происходят значительные размывы откосов и заиление дна каналов.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в обеспечении надежной защиты откосов осушительных каналов от разрушения при устройстве осушительной системы с узкозагонной вспашкой дренируемых почв.

Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, заключается в повышении устойчивости откосов осушительных каналов, увеличении межремонтных сроков каналов и сокращении затрат на их эксплуатацию, снижении загрязнения водоприемника, а также в ускорении отвода поверхностных вод с дренируемой площади, особенно в зимне-ранневесенний период за счет меньшей глубины промерзания и более быстрого оттаивания дренажной засыпки под дном водоприемной борозды, и повышении урожайности сельскохозяйственных культур на дренируемой площади.

Поставленная в изобретении задача решена тем, что в способе устройства осушительной системы с узкозагонной вспашкой дренируемых почв, включающем прокладку водоотводных борозд из местных понижений рельефа, сопряжение их с разъемными бороздами узкозагонной вспашки и водоприемной бороздой, сброс воды из которой осуществляют в открытый канал, предварительно строят приоткосный дренаж, включающий прокладку глубокой разгрузочной дрены параллельно открытому каналу на расстоянии 2…4 м от его бровки, причем глубокая разгрузочная дрена выполнена с отводящей частью с уклоном в сторону канала, последующую присыпку разгрузочной дрены плодородным слоем почвы и засыпку траншеи с размещенной в ней разгрузочной дреной вынутым почвогрунтом, перемешанным с плодородным слоем почвы, а водоприемную борозду размещают в одной вертикальной плоскости с глубокой разгрузочной дреной, при этом воду из местных понижений по трассе водоприемной борозды отводят посредством глухо соединенной с глубокой разгрузочной дреной вертикальной дрены с собирателем поверхностных вод в виде Т-образной насадки, размещенной в подпахотном горизонте на глубине от плужной подошвы не менее 0,7 м и помещенной в фильтровую обсыпку. Кроме того, фильтровую обсыпку выполняют от плужной подошвы и на 15…20 см ниже насадки, вертикальная дрена и Т-образная насадка снабжены перфорацией и обернуты защитно-фильтрующим материалом, а диаметр Т-образной насадки больше диаметра вертикальной дрены, поверхность плужной подошвы шириной не менее 2,0 м со стороны притока поверхностных вод профилируют к засыпке траншеи с уклоном не менее 0,01, а пахотный слой водоприемной борозды и засыпки дренажной траншеи на ширине не менее 1,0 м оструктуривают песком.

Выпадающие осадки, фильтрующиеся через почвогрунты на кривую депрессии почвенно-грунтовых вод и вызывающие ее подъем, в массиве откоса отводятся непосредственно разгрузочной дреной, понижая кривую депрессии в массиве откоса к открытому каналу, снижая гидродинамическое давление на почвогрунты откоса и повышая его устойчивость против разрушения почвенно-грунтовыми водами, выклинивающимися на откос.

При выпадении осадков или таянии снега поверхностная вода с поля стекает по выводным бороздам из местных понижений и разъемным бороздам узкозагонной вспашки в водоприемную борозду, из которой через ее дно и засыпку траншеи поступает в разгрузочную дрену приоткосного дренажа и далее в открытый канал. Поверхностная вода, скапливающаяся в местных понижениях по трассе водоприемной борозды, отводится как через засыпку дренажной траншеи, так и дополнительно через собиратель поверхностной воды с Т-образной насадкой, поступая в разгрузочную дрену и далее в открытый канал.

Таким образом, организованный сброс почвенно-грунтовых и поверхностных вод с площади поля в открытый канал, практически на его дно, исключает возможность разрушения откосов открытого осушительного канала.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 изображен фрагмент осушительной системы с узкозагонной вспашкой в плане; на фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - то же, разрез Б-Б на фиг.1.

Осушительная система с узкозагонной вспашкой дренируемых почв включает водоотводные борозды 1 из местных понижений рельефа и разъемные борозды узкозагонной вспашки 2, сообщающиеся с водоприемной бороздой 3, размещенной в одной вертикальной плоскости с глубокой разгрузочной дреной 4. Глубокая разгрузочная дрена 4, уложенная параллельно открытому каналу 5, устроена на расстоянии 2…4 м от его бровки 6 и выполнена с отводящей частью 7 с уклоном в сторону открытого канала 5, присыпана плодородным слоем 8, а дренажная траншея 9 с размещенной в ней глубокой разгрузочной дреной 4 засыпана смесью 10 вынутого почвогрунта с плодородным слоем почвы 8 (засыпка дренажной траншеи). Отвод поверхностных вод из местных понижений по трассе водоприемной борозды 3 осуществляют посредством глухо соединенной с глубокой разгрузочной дреной 4 вертикальной дрены 11 с собирателем поверхностных вод в виде Т-образной насадки 12, размещенной в подпахотном горизонте на глубине от плужной подошвы 13 не менее 0,7 м в фильтровой обсыпке 14, которую выполняют от плужной подошвы 13 и на 15…20 см ниже Т-образной насадки 12. Для усиления эффекта отведения притекающей в местные понижения воды вертикальная дрена 11 и Т-образная насадка 12 снабжены перфорацией и обернуты защитно-фильтрующем материалом, а диаметр Т-образной насадки 12 больше диаметра вертикальной дрены 11. Для улучшения притока поверхностной воды к засыпке дренажной траншеи (смесь 10) поверхность плужной подошвы 13 шириной не менее 2,0 м со стороны притока поверхностных вод к водоприемной борозде 3 профилируют с уклоном 15 не менее 0,01.

Способ устройства осушительной системы с узкозагонной вспашкой дренируемых почв включает следующие операции:

1. Строительство открытого осушительного канала 5 и приоткосного дренажа, включающего прокладку отводящей части 7 и глубокой разгрузочной дрены 4 параллельно открытому каналу 5 на расстоянии 2…4 м от его бровки 6 и присыпку дрены 4 плодородным слоем почвы 8.

2. Строительство в местном понижении вертикальной дрены 11 с собирателем поверхностных вод в виде Т-образной насадки 12, размещенной в подпахотном горизонте на глубине от плужной подошвы 13 не менее 0,7 м.

3. Засыпку дренажной траншеи 9 с размещенной в ней глубокой разгрузочной дреной 4 смесью 10. В месте установки вертикальной дрены 11 засыпку дренажной траншеи 9 выполняют на 15…20 см ниже Т-образной насадки 12, снабженной предварительно, как и вертикальная дрена 11, перфорацией. Дрена 11 и насадка 12 так же обернуты предварительно защитно-фильтрующим материалом, при этом диаметр Т-образной насадки 12 больше диаметра вертикальной дрены 11.

4. Засыпку Т-образной насадки 12 фильтровой обсыпкой 14 ниже плужной подошвы.

5. Проведение узкозагонной вспашки поля с устройством разъемных борозд 2 и прокладкой водоотводных борозд 1 из местных понижений на поле.

6. Прокладку водоприемной борозды 3 в плане и в одной вертикальной плоскости с глубокой разгрузочной дреной 4.

7. Проведение со стороны притока поверхностных вод к водоприемной борозде 3 и засыпке дренажной траншеи 9 (смесь 10) профилирования плужной подошвы 13 шириной не менее 2,0 м с уклоном 15 не менее 0,01.

8. Проведение оструктуривания песком пахотного слоя водоприемной борозды 3 и засыпки дренажной траншеи (смесь 10) на ширине не менее 1,0 м.

Заявленный способ устройства осушительной системы с узкозагонной вспашкой дренируемых почв прошел производственную проверку в Тверской области на площади более 100 га в течение последних 25 лет. В результате его внедрения была обеспечена надежная защита откосов осушительных каналов от разрушения как почвенно-грунтовыми, так и поверхностными водами. На 25…30% увеличились межремонтные сроки осушительных каналов, сократились затраты на их эксплуатацию, снизилось загрязнение водоприемников осушительных систем, ускорился отвод поверхностных вод с дренируемой площади, особенно в зимне-ранне-весенний период за счет меньшей глубины промерзания и более быстрого оттаивания дренажной засыпки под дном водоприемной борозды, урожайность сельскохозяйственных культур на дренируемой площади повысилась в среднем на 10…15%.

Изобретение относится к комплексной мелиорации земель в гумидной зоне и может быть применено как при осушении земель закрытым дренажом, так и в процессе сельскохозяйственного использования дренируемых почв для повышения устойчивости откосов осушительных каналов и интенсивности осушения дренируемых почв. Способ включает прокладку водоотводных борозд из местных понижений рельефа, сопряжение их с разъемными бороздами узкозагонной вспашки и водоприемной бороздой, сброс воды из которой осуществляют в открытый канал. Предварительно строят приоткосный дренаж, включающий прокладку глубокой разгрузочной дрены параллельно открытому каналу на расстоянии 2…4 м от его бровки, причем глубокая разгрузочная дрена выполнена с отводящей частью с уклоном в сторону канала, последующую присыпку разгрузочной дрены плодородным слоем почвы и засыпку дренажной траншеи с размещенной в ней глубокой разгрузочной дреной вынутым почвогрунтом, перемешанным с плодородным слоем почвы. Водоприемную борозду размещают в одной вертикальной плоскости с глубокой разгрузочной дреной, при этом воду из местных понижений по трассе водоприемной борозды отводят посредством глухо соединенной с глубокой разгрузочной дреной вертикальной дрены с собирателем поверхностных вод в виде Т-образной насадки, размещенной в подпахотном горизонте на глубине от плужной подошвы не менее 0,7 м и помещенной в фильтровую обсыпку. Технический результат - повышение устойчивости откосов осушительных каналов, ускорение отвода поверхностных вод с дренируемой площади, снижение загрязнения водоприемника. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ устройства осушительной системы с узкозагонной вспашкой дренируемых почв, включающий прокладку водоотводных борозд из местных понижений рельефа, сопряжение их с разъемными бороздами узкозагонной вспашки и водоприемной бороздой, сброс воды из которой осуществляют в открытый канал, отличающийся тем, что предварительно строят приоткосный дренаж, включающий прокладку глубокой разгрузочной дрены параллельно открытому каналу на расстоянии 2-4 м от его бровки, причем глубокая разгрузочная дрена выполнена с отводящей частью с уклоном в сторону канала, последующую присыпку разгрузочной дрены плодородным слоем почвы и засыпку дренажной траншеи с размещенной в ней глубокой разгрузочной дреной вынутым почвогрунтом, перемешанным с плодородным слоем почвы, а водоприемную борозду размещают в одной вертикальной плоскости с глубокой разгрузочной дреной, при этом воду из местных понижений по трассе водоприемной борозды отводят посредством глухо соединенной с глубокой разгрузочной дреной вертикальной дрены с собирателем поверхностных вод в виде Т-образной насадки, размещенной в подпахотном горизонте на глубине от плужной подошвы не менее 0,7 м и помещенной в фильтровую обсыпку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вертикальная дрена и Т-образная насадка снабжены перфорацией и обернуты защитно-фильтрующим материалом, а диаметр Т-образной насадки больше диаметра вертикальной дрены.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтровую обсыпку выполняют от плужной подошвы и на 15-20 см ниже Т-образной насадки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что со стороны притока поверхностных вод к водоприемной борозде и засыпке дренажной траншеи проводят профилирование плужной подошвы шириной не менее 2,0 м с уклоном не менее 0,01.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что пахотный слой водоприемной борозды и засыпки дренажной траншеи на ширине не менее 1,0 м оструктуривают песком.