ОСУШИТЕЛЬНО-УВЛАЖНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2021 года по МПК A01G25/02 E02B11/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может применено при эффективном использовании водных ресурсов на безуклонных и малоуклонных землях, осушаемых закрытым дренажем.

Известна осушительно-увлажнительная система (RU 2628341, 16.08.2017), включающая закрытые дрены, сопряженные с коллектором, сообщающимся с прудом-накопителем дренажного стока, на берегу которого размещена насосная станция, подключенная через фильтр тонкой очистки воды к системе водораспределительных трубопроводов, связанных с оросительными трубопроводами, снабженными капельницами-водовыпусками, при этом фильтр тонкой очистки воды представляет собой группу дисковых разбрызгивателей, установленных над фильтрационной площадкой, включающей водонепроницаемое гофрированное основание, на поверхности которого размещен слой фильтрующего материала, при этом по контуру площадки выполнена водосборная канавка, соединенная с емкостью для фильтрата, снабженной насосом для подачи воды в систему капельного орошения. Так же фильтрующий материал данной осушительно-увлажнительной системы может представлять собой торфяные маты.

Недостатком этой системы является применение дорогостоящего капельного орошения, применение которого производится с низкой сезонной нагрузкой из-за использования в зонах достаточного увлажнения, также применяемые фильтрующие материалы предназначены только для удаления взвесей из воды, однако минеральный состав вод осушаемых земель может негативно воздействовать на работу капельниц.

Известна осушительно-увлажнительная система (RU №2593530, 10.08.2016), включающая водоприемник-водоисточник, водопроводящие и дренажные коллекторы с колодцами, снабженными автоматическими регуляторами уровня двухстороннего действия, на выходном устье коллектора установлен регулятор уровня в положении регулирования осушения, при этом колодец разделен перегородкой на две емкости, в одной из которых установлена управляющая мембранная камера, а вторая емкость снабжена водосливным коленообразным патрубком, имеющим на выходной своей части клапан, соединенный механически с плечом двуплечего рычага поплавкового датчика уровня, при этом коленообразный патрубок входной частью жестко закреплен на конце канала сообщения с вентилем с управляющей мембранной камерой. Так же данная осушительно-увлажнительная система может быть снабжена управляющей мембранной камерой, которая сообщена с устьем коллектора посредством канала сообщения с вентилем.

Недостатком этой системы является то, что при работе системы в режиме подпочвенного орошения не обеспечивается равномерность увлажнения почвенного слоя как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, что может сказаться на равномерности развития сельскохозяйственных культур.

Известна осушительно-увлажнительная система (RU 2608050, 12.10.2017), включающая водоприемник-водоисточник, водопроводящие и дренажные коллекторы с колодцами, снабженными автоматическими регуляторами уровня двухстороннего действия, на выходном устье коллектора установлен регулятор уровня в положении регулирования осушения, при этом колодец разделен перегородкой на две емкости, в одной из которых установлена управляющая мембранная камера, а вторая емкость снабжена водосливным коленообразным патрубком, имеющим на выходной своей части клапан, соединенный механически с плечом двуплечего рычага поплавкового датчика уровня, при этом коленообразный патрубок входной частью жестко закреплен на конце канала сообщения с вентилем с управляющей мембранной камерой. Так же управляющая мембранная камера может быть сообщена с устьем коллектора посредством канала сообщения с вентилем.

Недостатком этой системы является ее сложность в реализации, в частности при охвате дождевальной установкой большого радиуса орошения необходимо строительство значительного по размерам колодца, при уменьшении радиуса орошения будет уменьшаться коэффициент земельного использования.

Наиболее близкой системой того же назначения к заявленной по совокупности признаков является осушительно-увлажнительная система с дождеванием (Справочник: Мелиорация и водное хозяйство Осушение / Под ред. академика РАСХН Б. С. Маслова. - М.: «Ассоциация Экост», 2001 г. - С. 337-338), принятая за прототип, включающая постоянные или временные увлажнители глубиной 1 метр, нарезанные через 120 метров, с уклоном дна 0,0003-0,002. Вдоль увлажнителей проложены полевые дороги для передвижения дождевальных машин. Трассы увлажнителей не пересекают дрены. Закрытые коллекторы уложены глубже дна увлажнительных каналов на 50 см. Оптимальная длина увлажнителей 400…800 м, которые не доводят до конца поливного участка на 7 м.

Недостатками известного технического решения, принятого за прототип, является то, что при наличии нарезанных через 120 метров увлажнители и проложенные вдоль них полевые дороги существенно снижают коэффициент земельного использования.

Задачей изобретения является создание конструктивного решения осушительно-увлажнительной системы с регулирующей емкостью и орошением дождеванием машинами имеющим собственные насосно-силовые агрегаты, предназначенного для обеспечения максимального использования водных ресурсов за счет согласованного отвода и аккумулирования дренажного стока во влажные периоды и увлажнения осушенных земель в засушливые периоды, осушительно-увлажнительная сеть которой гидравлически увязана и позволяет использовать регулирующую емкость в качестве водоисточника.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение осушения территории во влажный период и орошения сельскохозяйственных культур в засушливый период, и повышение надежности и эффективности использования водных ресурсов (дренажного стока) системы.

Указанный технический результат достигается за счет устройства осушительно-увлажнительной системы на безуклонном земельном участке (малоуклонном) с регулирующей емкостью, выполненной в виде пруда-накопителя, бассейна-регулирования и т.п. с комбинированным увлажнением, включающая севооборотный участок с шестью полями и состоит из дренажных коллекторов 2-го порядка, дренажного коллектора 1-го порядка, закрытой совмещенной осушительно-увлажнительной сети для отвода дренажных вод и подачи воды в открытый канал для забора фронтально-круговой (фиг. 1) или фронтальной (фиг. 2) дождевальной машиной имеющей собственный насосно-силовой агрегат, отличающаяся тем, что предусмотрен безуклонный стационарный герметичный снабженный устьевым сооружением с регулятором открытый ороситель, длина которого при работе с фронтально-круговой дождевальной машиной равняется длине поля за исключением длины дождевальной машины и радиуса действия концевого дождевального аппарата. Конструкция осушительно-увлажнительной системы отличается тем, что длина оросителя при работе с фронтальной дождевальной машиной равняется длине поля за исключением половины ширины полива дождевальной машины (расстояние от оси трубопровода дождевальной машины до границы падения крайних капель на почву по фронту).

Осушительно-увлажнительная система поясняется фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 - осушительно-увлажнительная система с применением фронтально-круговой дождевальной машины. На фиг. 2 - осушительно-увлажнительная система с применением фронтальной дождевальной машины.

Осушительно-увлажнительная система включает следующие элементы (фиг. 1, 2): дрены 1, дренажные коллекторы 2-го порядка 2, дренажный коллектор 1-го порядка 3, открытый ороситель 4, осушительно-увлажнительный трубопровод 5, магистральный осушительно-увлажнительный трубопровод 6, фронтально-круговую (фиг. 1) или фронтальную (фиг. 2) дождевальную машину 7, центр управления 8, узел химизации 9, узел водоподготовки 10, совмещенную насосную станцию 11, узел водоочистки 12, регулирующую емкость 13, всасывающий трубопровод для подачи воды 14, регулирующие сооружения 15, подпорно-регулирующее сооружение 16, водоприемник-водоисточник 17, устьевые сооружения с регуляторами 18, устьевые сооружения с обратными клапанами 19. Стрелками показано направление движения водных ресурсов: сплошной - отвод; штриховой - подача.

Осушительно-увлажнительная система работает следующим образом. В период избыточного увлажнения, вода собирается по дренам 1 и передается в дренажный коллектор 2-го порядка 2 затем 1-го порядка 3 и осушительно-увлажнительный трубопровод 5, откуда попадает в магистральный осушительно-увлажнительный трубопровод, посредством чего попадает в случае необходимости в узел водоочистки 12 и затем в регулирующую емкость 13. В случае переполнения регулирующей емкости, вода сбрасывается в водоприемник-водоисточник 17.

В период недостаточного увлажнения вода забирается из регулирующей емкости 13 совмещенной насосной станцией 11 посредством всасывающего трубопровода 14 и передается по магистральному осушительно-увлажнительному трубопроводу 6 в безуклонный открытый ороситель 4, из которого забирается фронтально-круговой 7 (фиг. 1) или фронтальной 7 (фиг. 2) дождевальной машиной с целью равномерного распределения по поверхности обслуживаемых земель.

При недостаточном количестве дренажного стока в регулирующей емкости 13, а также необходимости разбавления дренажного стока водами предусмотрен забор воды из водоприемника-водоисточника 17.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Система содержит дрены (1), дренажные коллекторы 2-го порядка (2), дренажный коллектор 1-го порядка (3), открытый ороситель (4), осушительно-увлажнительный трубопровод (5), магистральный осушительно-увлажнительный трубопровод (6), совмещенные насосные станции (11). В системе предусмотрен безуклонный стационарный герметичный снабженный устьевым сооружением с регулятором открытый ороситель (4). Длина оросителя при работе с фронтально-круговой дождевальной машиной (7) равняется длине поля за исключением длины дождевальной машины и радиуса действия концевого дождевального аппарата. Обеспечивается осушение территории во влажный период и орошение сельскохозяйственных культур в засушливый период, повышение надежности и эффективности использования водных ресурсов системы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Осушительно-увлажнительная система, включающая дрены, дренажные коллекторы 2-го порядка, дренажный коллектор 1-го порядка, открытый ороситель, осушительно-увлажнительный трубопровод, магистральный осушительно-увлажнительный трубопровод, совмещенные насосные станции, отличающаяся тем, что предусмотрен безуклонный стационарный герметичный снабженный устьевым сооружением с регулятором открытый ороситель, длина которого при работе с фронтально-круговой дождевальной машиной равняется длине поля за исключением длины дождевальной машины и радиуса действия концевого дождевального аппарата.

2. Осушительно-увлажнительная система по п. 1, отличающаяся тем, что длина оросителя при работе с фронтальной дождевальной машиной равняется длине поля за исключением половины ширины полива дождевальной машины, т.е. расстояние от оси трубопровода дождевальной машины до границы падения крайних капель на почву по фронту.