УСТРОЙСТВО ДЛЯ БОРЬБЫ С ОВРАЖНОЙ ЭРОЗИЕЙ Российский патент 2017 года по МПК A01B13/16 E02B8/06 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно предназначено для борьбы с овражной эрозией, и может быть использовано для безопасного пропуска через вершины оврагов больших объемов талых и ливневых вод, а также для регулирования стоков в городских местностях, пересеченных густой овражной сетью.

Известен способ защиты оврага от размыва поверхностным стоком, включающий создание подводящего лотка, соединенного выходным участком с верхней частью колодца, при этом нижнюю часть колодца и установленные элементы гашения энергии с уменьшающейся в направлении дна оврага высотой заглубляют в водопроницаемый слой, водосливной вырез и перфорацию в стенках элементов гашения, при этом за стенкой колодца выполняют отводящий лоток, который снабжают щелевым отверстием, совпадающим с отметкой дна отводящего лотка, и посредством щелевого отверстия колодец сообщают с отводящим лотком по течению потока, при этом верхнюю часть стенки колодца снабжают дополнительно изогнутым козырьком в сторону подводящего лотка, а стенку отводящего лотка снабжают отверстиями для впускных трубок, при этом в колодце и в отводящих камерах устанавливают решетку с продольными прорезями в сторону течения потока перед отводящими лотками, причем стенку последнего отводящего лотка соединяют с полиэтиленовой трубой, выполненной перфорированной в концевой ее части, и выводят в защитную подушку в дне оврага, выполненную из трамбованного щебня (Патент RU №2564163, А01В 13/06, Е02В 8/06 от 27.09.2015).

Недостатком данной конструкции является то, что требует значительного заглубления водобойного колодца с перфорацией его дна. Кроме того, большие ливневые воды, несущие в себе мусор, крупные наносы и частицы грунта, минуя решетку и последний колодец, попадают в сбросную фильтрующую трубу, засоряют и заиливают ее, снижая тем самым водопропускную способность устройства в целом.

Известно устройство для борьбы с овражной эрозией, содержащее консольный подвесной перепад, выполненный в виде открытого с обоих концов желоба, установленного под ним гасителя энергии водного потока и отсыпанной на дне оврага дренажной подушки, при этом в качестве гасителя энергии падающего с консольного перепада водного потока оно снабжено водопропускной башней с просверленными в нижней ее части водосливными отверстиями, заполненной некапиллярным фильтрующим материалом (Авторское свидетельство SU №1475497, А01В 13/16 от 30.04.1989).

Недостатком известного устройства является то, что при больших объемах ливневых вод, несущих в себе мусор, крупные наносы и частицы грунта, фильтрующий некапиллярный заполнитель и отверстия в водопропускной башне засоряются и заиливаются, при этом сам некапиллярный заполнитель постоянно заиливается не только мусором, но и крупными наносами, т.е. задерживаются и заполняют полезный объем самой башни, что резко снижает тем самым пропускную способность устройства. Другим недостатком является то, что при больших поступлениях объемов талых и ливневых вод башня не справляется с таким приемом вод и перенаполняется в своем объеме, в результате чего могут возникать аварийные ситуации устройства, хотя вокруг ее и имеется щебнегравийная дренажная подушка, т.е. с высоты падения образуются брызги и фонтаны, размывающие вокруг грунт.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и долговечности работы устройства за счет конструктивного исполнения, направленного на увеличение водопропускной способности при одновременном снижении засоренности отводящей концевой части устройства.

Техническая задача решается тем, что в устройство для борьбы с овражной эрозией, содержащее консольный перепад, выполненный в виде открытого с обоих концов желоба, установленную под ним водопропускную башню с выполненными водосливными отверстиями и дренажную подушку из щебнегравийного материала, водопропускная башня выполнена в виде последовательно установленных полиэтиленовых колодцев с перфорацией, дно выполнено из полиэтиленовых перфорированных в верхней части отводящих труб, а между колодцами расположены гасительные подушки, выполненные из щебнегравийного материала, которые перекрыты сверху водопроницаемым полотном материала геотекстиля, при этом каждая дренажная гасительная подушка с геотекстилем снабжена решеткой, имеющей форму осевой линии струи при максимальных параметрах потока и оперта на разделительную стенку колодца для отвода загрязнений, последний колодец выполнен для отвода загрязнений перфорированной сбросной трубы, в плане сужающейся от начала стенки колодца в сторону дренажной подушки из щебнегрунтового материала, причем концевая часть сбросной трубы открыта.

Кроме того, в качестве фильтрующего элемента в конце сбросной трубы может быть использовано водопроницаемое полотно геотекстиля.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Использование при осуществлении изобретения перфорированных пластмассовых колодцев с отводящими внутри их полиэтиленовыми трубами в верхней части с перфорированными стенками, уложенными на дно колодца, а также использование перекрытия сверху водопроницаемым материалом геотекстиля щебнегравийного материала позволяет облегчить конструкцию в целом и повысить срок службы устройства, так как сам материал имеет большой срок службы, не требует дополнительных эксплуатационных затрат, связанных с ремонтными работами. При этом наиболее загрязненные талые и ливневые воды, поступающие через вершины оврагов, поступают в сбросную отводящую пластмассовую перфорированную и открытую трубу, попадая на решетку, смываются и не поступают на гасительную подушку между колодцами с геотекстилем, перекрывающим сверху щебнегравийный материал. Такое конструктивное выполнение устройства позволяет справиться с большим объемом сточных и ливневых вод, несущих в себе мусор и наносы (щебень, песок, частицы грунта, мусор), которые не задерживаются устройством, а выносятся в сбросную перфорированную трубу в плане суживающейся в сторону дренажной подушки наружу, обеспечивая беспрепятственный пропуск потока воды, а в целом позволяет снизить и размывание дренажной подушки.

На чертеже показана схема устройства для борьбы с овражной эрозией.

На фиг. 1 схематично представлен вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - деталь самоочищающейся решетки.

Устройство для борьбы с овражной эрозией содержит консольный перепад 1, выполненный в виде открытого с обоих концов желоба. Выходной участок перепада 1 соединен с верхней частью первого ряда вертикального полиэтиленового колодца 2 и стенку 3 колодца 2 снабжают дополнительно прямоугольным козырьком 4, а конец перепада 1 снабжают наклонным козырьком 5. По длине движения потока устраивают также колодцы 6 и 7. Внутри колодцев 2 и 6 на дне располагают полиэтиленовые в верхней части с перфорацией отводящие трубы 8 и 9. Между колодцами 2, 6 и 7 устраивают гасительные подушки 10 и 11, заполненные некапиллярным фильтрующим материалом, верх которых закрывают полотном из водопроницаемого материала геотекстиль 12 и 13. Стенка 14 вертикального колодца 2 в верхней части выполнена с водовыпускными отверстиями 15 в сторону грунта, дно которого имеет понижение и заполнено щебнегравийной дренажной подушкой 16. Решетка 17 выполнена в форме осевой линии струи при максимальных параметрах потока и оперта на вертикальные стенки колодцев 2, 6 и 7, а также последовательно перекрывает и гасительные подушки 10 и 11 некапиллярного фильтрующего материала, перекрываемого сверху полотном геотекстиля 12 и 13. Стенка 3 колодца 2 и каждая следующая стенка 18 и 19 соответственно колодца 6 и 7 имеют щелевые отверстия 20, 21 и 22. Дно последнего колодца 7 соединяют со сбросной полиэтиленовой перфорированной трубой 23 на одном уровне с дном оврага для отвода воды с мусором и наносами, которая выполнена сужающейся от начала стенки 19 колодца 7 до выходного открытого отверстия сбросной трубы 23, расположенной на дне оврага, выполненном из щебнегравийной дренажной подушки 24 для защиты его от размыва, равной дальности выхода компактной струи до ее распластанности вокруг трубы и по водотоку (может быть также выполнено из водопроницаемого полотна геотекстиля). Устройство работает следующим образом.

В вершине оврага устанавливают консольный перепад 1, переводящий поток талых и ливневых вод в колодец 2, в котором на дне уложена перфорированная в верхней части полиэтиленовая отводящая труба 8. Первые порции загрязненных вод направляются козырьками 4 и 5, подаваемые консольным перепадом 1, на решетку 17, которая задерживает мусор и крупные наносы, содержащиеся в талых и ливневых водах. Процеженная через решетку 17 вода поступает в перфорированную отводящую трубу 8, одновременно заполняет колодец 2, гасит при этом первоначальную энергию расщепленного потока и через водовыпускные отверстия 15 стенки 14 колодца 2 вытекает на дренажную подушку 16, выполненную с понижением и заполненную щебнегравийным материалом. Задержанные решеткой 17 мусор и крупные наносы под действием потока воды и собственного веса сползают на следующую решетку 17, перекрывающую далее последовательно гасительную подушку 10, заполненную некапиллярным фильтрующим материалом, верх которого закрыт полотном водопроницаемого геотекстиля 12 и имеющем пониженное дно из щебнегравийной дренажной подушки 16. Далее по длине перепада процесс происходит последовательно до последнего колодца 7 с помощью щелевых отверстий 20, 21 и 22, из колодца 7 загрязненный поток поступает в сбросную перфорированную полиэтиленовую трубу 23 с открытым отверстием и отводится на дренажную подушку 24 на дно оврага.

Таким образом, отсутствует засорение и кальматация гасительных подушек, заполняемых между колодцами последовательно по длине установки перепада колодцев по высоте, начиная от вершины оврага до его основания подошвы, отсутствует задержание плавающего мусора и крупных наносов, что позволяет повысить водопропускную способность устройства в целом, а также способствует повышению эффективности работы устройства и его долговечности. Последовательная операция поступающих талых и ливневых вод по элементам через каскад линейных сооружений не только обеспечивает фильтрацию в водопроницаемый слой толщи грунта под водоупорный слой, но гасит энергию потока по пути движения воды с отводом плавающего мусора и крупных наносов на дно оврага. Заполнение сбросной перфорированной трубы водой с примесями обеспечивает ее промывку, а также значительно снижает эксплуатационные затраты по очистке от мусора. Конструкция компактна в исполнении.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройству для борьбы с овражной эрозией. Устройство содержит консольный перепад (1), соединенный выходным участком с верхней частью полиэтиленового колодца (2). По длине движения потока установлены колодцы (6,7), между которыми вплотную размещены гасительные подушки (10,11), заполненные некапиллярным фильтрующим материалом с понижением в виде дренажной подушки (16). Верх гасительных подушек (10,11) закрыт водопроницаемым полотном геотекстиля (12,13). В нижней части колодцев (2,6) на дне размещены полиэтиленовые с перфорацией в верхней части отводящие трубы (8,9). На вертикальные стенки колодцев (2,6,7) опирается решетка (17), выполненная в форме осевой линии струи при максимальных параметрах потока и перекрывающая последовательно и гасительные подушки (10,11). Вертикальные стенки колодцев (2,6,7) имеют щелевые отверстия (20,21,22) по течению потока. Верхняя часть стенки (3) колодца (2) и конец участка перепада (1) снабжены козырьками (4,5) соответственно. Дно колодца (7) соединено со сбросной полиэтиленовой трубой (23) на одном уровне с дном оврага. Сбросная полиэтиленовая труба (23) выполнена сужающейся от начала стенки (19) колодца (7) до ее выходного открытого отверстия. На дне оврага выполнена защитная подушка (24) из щебнегравийного материала или из водопроницаемого полотна геотекстиля. Таким конструктивным решением обеспечивается повышение эффективности и долговечности работы устройства, увеличение водопропускной способности при одновременном снижении засоренности отводящей концевой части устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для борьбы с овражной эрозией, содержащее консольный перепад, выполненный в виде открытого с обоих сторон желоба, установленную под ним водопропускную башню с выполненными водосливными отверстиями и дренажную подушку из щебнегравийного материала, отличающееся тем, что водопропускная башня выполнена в виде последовательно установленных полиэтиленовых колодцев с перфорацией, дно выполнено из полиэтиленовых перфорированных в верхней части отводящих труб, а между колодцами расположены гасительные подушки, выполненные из щебнегравийного материала, которые перекрыты сверху водопроницаемым полотном материала геотекстиля, при этом каждая дренажная гасительная подушка с геотекстилем снабжена решеткой, имеющей форму осевой линии при максимальных параметрах потока, и оперта на разделительную стенку колодца для отвода загрязнений, последний колодец выполнен для отвода загрязнений перфорированной сбросной трубы, в плане сужающейся от начала стенки колодца в сторону дренажной подушки из щебнегравийного материала, причем концевая часть сбросной трубы открыта.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве фильтрующего элемента в конце сбросной трубы может быть использовано водопроницаемое полотно геотекстиля.