СИСТЕМА ВОДОСБЕРЕГАЮЩИХ ПОЛОСТЕЙ В ПОЧВЕ Российский патент 2011 года по МПК E02B11/00 G01N33/24 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для накопления влаги за счет талых и дождевых вод.

Известен способ обработки почвы с целью предотвращения ухода влаги на глубину и способствования передвижению влаги с глубины по мере ее уменьшения в верхней части, заключающийся в подрезании верхнего слоя почвы на глубину пахоты, измельчения снятого слоя и принудительного уплотнения вскрытого слоя почвы до получения капиллярной структуры подпахотного слоя (см. SU 782731).

Однако этот способ не обеспечивает необходимой эффективности.

Известен способ обработки почвы для обеспечения накопления влаги, включающий наряду с мульчированием почвы и запахиванием мульчи щелевание почвы в период промерзания почвы на определенную глубину, большую, чем глубина промерзания (RU 1519536).

При осуществлении данного способа в почве создается система полостей в виде параллельных вытянутых щелей, глубина которых больше глубины весеннего промерзания почвы.

Щелевание промерзшей почвы предотвращает сток талых вод и увеличивает водопоглощение, однако щели ничем не укреплены, и поэтому они довольно быстро разрушаются. Указанную процедуру проводят ежегодно.

Известен способ накопления влаги в почве, включающий зяблевую вспашку, выравнивание поверхности поля и проделку борозд в пахотном и подпахотном слое с образованием полостей, расположенных в шахматном порядке с интервалом в ряду от 50 до 150 см, длиной от 1,5 до 4 м и размещенных на глубине от 5 до 50 см (см. RU 2250584).

Система полостей, образуемых в пахотном и подпахотном слоях почвы, выбранная в качестве прототипа, представляет собой расположенные в шахматном порядке на расстоянии от 50 до 150 см вытянутые на 1,5-4 м щели глубиной от 5 до 50 см. Указанный прототип обеспечивает сохранение влаги в почве, однако эффективность его постепенно по мере разрушения ничем не укрепленных полостей постепенно снижается. Указанную процедуру необходимо проводить ежегодно.

Задачей настоящего изобретения является повышение срока службы системы водосберегающих полостей в почве и обеспечение возможности долговременного влагозадержания.

Указанная задача достигается за счет того, что в системе водосберегающих полостей, равномерно расположенных в подпахотном слое почвы на некотором расстоянии друг от друга, согласно изобретению, полости выполнены в виде вертикальных каналов, глубина которых значительно превышает габариты горизонтального сечения, при этом внутри каждого канала размещена замкнутая снизу обсадная труба, опирающаяся в верхней части на опорное кольцо и снабженная крышкой с расположенным под ней пористым диском, контактирующим с горизонтально расположенными, выходящими за габариты каналов пористыми трубками, концы которых заглушены.

Наличие системы глубоких вертикальных каналов в подпахотном слое и обеспечение возможности попадания в них талых и дождевых вод через пористые трубки и пористый диск позволяет предотвратить уход влаги на глубину и обеспечить ее скопление в указанных каналах. При высыхании верхних слоев почвы за счет испарения влага из каналов будет через систему пористая крышка - пористые горизонтальные трубки увлажнять прилегающие участки почвы. Снабжение каналов обсадными трубами, опорными кольцами и крышками значительно повысит долговечность системы водосбережения.

Проведенные патентные исследования показали, что заявляемое техническое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень». Указанное техническое решение также соответствует критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлено сечение одного из каналов.

Заявляемая система водосберегающих полостей включает множество расположенных в подпахотном слое на некотором расстоянии друг от друга вертикальных каналов 1. Каналы 1 могут располагаться рядами или в шахматном порядке. Глубина каждого канала выбирается в зависимости от вида почвы и составляет от 1 до 3 м. Расстояние между каналами от 1,3 до 2 м. Габариты сечения канала значительно меньше глубины канала.

Вертикальные каналы получают ударным способом или методом гидравлического выдавливания.

Каждый канал 1 снабжен тонкостенной обсадной трубой 2, например пластиковой. Диаметр труб может быть различным, например от 10 до 30 см. Нижний конец обсадной трубы 2 заглушен. Верхняя часть обсадной трубы 2 снабжена фланцем, опирающимся на опорное кольцо 3. Диаметр опорного кольца 3 обеспечивает надежное удержание трубы 2 в подпахотном слое земли. Сверху обсадная труба 2 закрыта крышкой 4, также опирающейся на опорное кольцо 3. Кроме того, в верхней части обсадной трубы установлен диск 5 из пористого материала. С диском 5 связан ряд горизонтально расположенных трубок 6 из пористого материала. Указанные трубки 6 проходят через опорное кольцо и простираются за пределы канала 1 на некоторую величину. Длина трубок 6 не превышает половину расстояния между смежными каналами, хотя это условие не является обязательным. Они могут быть длиннее указанного предела, но при этом трубки не должны пересекаться с трубками смежных каналов. 1. Это обеспечивается их определенной ориентацией.

Монтаж системы осуществляется следующим образом.

В подпахотном слое известными способами выполняются вертикальные каналы 1. При этом для удобства монтажа верхний слой земли может быть частично снят. Каналы 1 располагают на некотором расстоянии друг от друга.

В каждом канале 1 устанавливается опорное кольцо из достаточно прочного материала со вставленной в него заглушенной снизу тонкостенной обсадной трубой 2. Труба 2 может быть выполнена из пластика или другого устойчивого к воздействию воды материала. Для соединения с опорным кольцом 3 на трубе 2 может быть предусмотрен фланец или отбортовка.

На трубу 2 сверху устанавливается ступенчатый диск 5 из пористого материала, при этом ступень диска 5 с меньшим диаметром входит внутрь трубы, а ступень с большим диаметром опирается на опорный диск 3. В горизонтальные сквозные отверстия в опорном кольце 3 вставляют трубки 6 из пористого материала. Внутренние концы трубок 6 примыкают к пористому диску 5. Наружные заглушенные концы трубок 6 радиально простираются за пределы опорного кольца 3.

Сверху конструкция закрыта крышкой 4, также опирающейся на опорное кольцо 3. Крышка предотвращает засорение системы.

После монтажа система закрывается слоем земли (пахотным слоем).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В период таяния снега и в дождь влага по пористым трубкам 6 через пористый диск 5 поступает в трубы 2 каналов 1 и скапливается в них.

При глубине вертикального канала 1 в 1,5 м и диаметре обсадной трубы 0, 15 м и размещении каналов на расстоянии 1,3 м друг от друга на одном гектаре может улавливаться около 150 тонн воды.

По мере высыхания почвы влага через пористые диск 5 и трубки 6 будет постепенно увлажнять почвы в радиусе, соответствующем длине трубок 6.

Таким образом, заявляемая система обеспечивает улавливание, аккумулирование дождевых и талых вод и постепенное увлажнение почвы.

Кроме того, заявляемая система улучшит аэрацию почвы, увеличит интенсивность воздухообмена в почве за счет частого изменения атмосферного давления, что позволит существенно ускорить биопроцессы и химические процессы в культурном слое.

При относительно высокой трудоемкости изготовления заявляемой системы все затраты окупаются за счет большого срока службы, который составляет не менее пяти-десяти лет.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. Система включает равномерно расположенные на некотором расстоянии друг от друга водосберегающие полости в подпахотном слое почвы. Полости выполнены в виде вертикальных каналов, глубина которых значительно превышает габариты горизонтального сечения. При этом внутри каждого канала размещена замкнутая снизу обсадная труба. Труба опирается в верхней части на опорное кольцо и снабжена крышкой с расположенным под ней пористым диском, контактирующим с горизонтально расположенными, выходящими за габариты каналов пористыми трубками, концы которых заглушены. Система позволяет повысить срок службы водосберегающих полостей в почве и обеспечивает возможность долговременного влагозадержания. 1 ил.

Система водосберегающих полостей, равномерно расположенных в подпахотном слое почвы на некотором расстоянии друг от друга, отличающаяся тем, что полости выполнены в виде вертикальных каналов, глубина которых значительно превышает габариты горизонтального сечения, при этом внутри каждого канала размещена замкнутая снизу обсадная труба, опирающаяся в верхней части на опорное кольцо и снабженная крышкой с расположенным под ней пористым диском, контактирующим с горизонтально расположенными, выходящими за габариты каналов пористыми трубками, концы которых заглушены.