Способ реконструкции дренажа осушительной сети Российский патент 2022 года по МПК E02B11/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при реконструкции закрытого осушительного дренажа с созданием осушительно-увлажнительной сети, обеспечивающей регулирование водно-воздушного режима почв.

Известен способ восстановления водоприемной способности закрытого дренажа (Авт. св. SU №1208132, Е02В 11/00, опубл. 1986 г., Бюл. №4), включающий прокладку щелей под углом к линии дрены, заполнение щелей фильтрующим материалом и сопряжение щелей с дреной через водоприемные колодцы.

Недостатком известного способа, является высокая трудоемкость, связанная с необходимостью устройства многочисленных соединений щелей, и высокая стоимость фильтрующего материала. Кроме того, соединение дополнительных щелей с дреной способствует более интенсивному отводу дождевой влаги и создает ее недостаток в засушливые периоды вегетации сельскохозяйственных культур.

Известна осушительно-увлажнительная система (Авт. св. SU №1420108, Е02В 11/00, опубл. 1988, Бил. №32), включающая закрытые коллекторы, осушительно-увлажнительные дрены, напорный трубопровод, приемные колодцы, осушительный канал, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы системы на площадях со сложным рельефом, система снабжена колодцами, с регулирующими автоматическими регуляторами уровня грунтовых вод, расположенными в местах изменения рельефа, а дрены на границе изменения рельефа выполнены тупиковыми.

Недостатком является ограниченная область применения системы преимущественно в местах изменения рельефа, где высокая вероятность выхода грунтовых вод на поверхность низовой части откоса. Применение известной дренажной системы на ровных и близких к ним рельефах удорожает стоимость ее устройства за счет применения автоматических регуляторов колодцев, а для ухода за ними необходимо обеспечение доступа в колодцы, что требует их устройства с выходом на поверхность поля. Это создает дополнительные препятствия и затрудняет последующую обработку поверхности поля.

Известен также способ реконструкции осушительной сети (Пат. RU №2608049, Е02В 11/00, опубл. 2017 г, Бюл. №2), включающий очистку канала, промывку дрен, укладку в канал закрытого трубопровода и прокладку увлажнителей, отличающийся тем, что перед очисткой канала верхние участки дрен соединяют истоковым коллектором, глубину укладки которого определяют по максимальной отметке уровня истока дрен, прокладывают от него увлажнители и промывают дрены, а после очистки объединяют устья дрен устьевым коллектором и по минимальной отметке его уровня укладывают в канал безуклонный трубопровод, в этой отметке соединяют его с устьевым коллектором и дополнительно сообщают с истоковым коллектором, после чего засыпают канал грунтом. Кроме того, безуклонный трубопровод сообщают с поверхностью поля с помощью водоприемных колодцев.

Недостатком известного способа является необходимость очистки существующих дренажных трубопроводов, стоимость которых зависит от слоя их заиления. При заилениях выше 50% от проходного сечения трубопроводов стоимость очистки возрастает пропорционально количеству проходов промывного устройства, а стоимость реконструкции дренажной сети становится соизмеримой со стоимостью укладки нового дренажа.

Известен также способ осушения сельскохозяйственных угодий, принятый в качестве прототипа (Пат. RU №2285768, Е02В 11/00, опубл. 2006 г. Бюл. №29), включающий создание в нижней части рельефа сельскохозяйственных полей под пахотным слоем поглотительных колодцев с фильтрующим материалом и укладку в него обратного фильтра, отличающийся тем, что вокруг поглотительных колодцев устраивают с уклоном к ним кротовые дренажи и траншеи, заполненные обратным фильтром, на поверхности которого уложен растительный слой грунта высотой, обеспечивающей условие обработки поверхности поля сельскохозяйственной техникой, а для отвода избыточной воды применяют коллектор, сообщающий между собой поглотительные колодцы.

Недостатком известного способа является ограниченная область применения, предназначенного для отвода поверхностных вод из понижений. Кроме того, стоимость известного способа увеличивается за счет устройства кротового дренажа, повышающего водосборную и водопроводяшую способность почвенно-грунтового слоя в указанных специфических условиях.

Устранить указанные недостатки позволяет способ реконструкции дренажа осушительной сети, включающий прокладку напорного трубопровода по истокам существующих дрен, создание под пахотным слоем поглотительных колодцев с фильтрующим материалом и прокладку соединительных коллекторов, в котором поглотительные колодцы устанавливают в шахматном порядке по контуру выхода грунтовых вод в междреньях, а соединительные коллекторы прокладывают между соседними колодцами под углом в плане к существующим дренам, затем соединяют крайние колодцы с напорным трубопроводом с одной стороны и с водоприемным каналом с другой, после чего от ближних к существующим дренам водоприемных колодцев прокладывают безуклонные дрены - оросители и выполняют их с захватом придренных полос существующих дрен, при этом глубину установки поглотительных колодцев назначают по минимальному расчетному уровню грунтовых вод в междреньях в летний период, а глубину прокладки дрен-оросителей - по величине средней нормы осушения.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в процессе реконструкции осушительную сеть, состоящую из водоприемного канала и существующих дрен, оборудуют дополнительной сетью, включающей поглотительные колодцы, соединенные трубопроводами, и дрены-оросители. Дополнительная сеть позволяет отводить излишки почвенной воды, образующейся в междреньях за счет снижения водоприемной способности существующих заиленных дрен. Совместная работа дополнительной сети и существующих дрен позволяет более интенсивно отводить воду в предпосевной период, увлажнять почвенный слой в засушливый период и создавать наилучшие условия для выращивания сельскохозяйственных культур.

Установка водоприемных колодцев в шахматном порядке по контуру выхода грунтовых вод в сочетании с укладкой соединительных коллекторов под углом в плане к существующим дренам, позволяет более полно охватить зону переувлажнения, образующуюся между дренами в результате снижения их водоприемной способности за счет заиления. Глубина установки поглотительных колодцев по минимальному расчетному уровню грунтовых вод между существующими дренами с оставлением над ними запаса почвенного слоя для беспрепятственной обработки поверхности поля сельскохозяйственной техникой обеспечивает регулирование влажности почво-грунтового слоя при минимальной высоте поглотительных колодцев.

Выполнение дрен-оросителей безуклонными в сочетании с укладкой их от ближних к основным дренам поглотительных колодцев, назначение глубины укладки по средней осушительной норме и длины - с захватом придренных полос, позволяет более интенсивно отводить воду в весенний период за счет работы дрен-оросителей в осушительном режиме и подавать воду для увлажнения почвенного слоя на пересушенные придренные полосы существующих заиленных дрен.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено расположение в плане существующей и дополнительной сетей с основными их элементами; на фиг. 2 - поперечный разрез существующих дрен с нормой осушения m и кривой депрессии, характерной для работы дрен без заилений; на фиг. 3-разрез по А-А - поперек дрен с кривой депрессии, характерной для работы заиленных дрен, и элементами дополнительной сети; на фиг. 4 представлен разрез по Б-Б поглотительного колодца, дрены-оросителя и соединительного коллектора с глубиной установки поглотительного колодца h и укладкой дрены-оросителя - по средней норме осушения m.

Предлагаемый способ реконструкции осушительной сети осуществляют следующим образом:

Существующая осушительная сеть включает открытый канал 1, напорный трубопровод 2 и дрены 3. В процессе работы осушительной сети происходит заиление дренажных трубопроводов (дрен) мелкими частицами грунта, что требует периодического их удаления. Несвоевременное проведение очистки дренажа приводит к накоплению наносов до 30, а на неиспользуемых, ранее осушенных землях - до 50 и более процентов от проходного сечения дренажных труб. При таких условиях снижается водоприемная и пропускная способность дрен, в результате повышается уровень грунтовых вод, а на поверхности поля (преимущественно между дренами) появляются вымочки.

В предлагаемом способе по контурам 4 выхода грунтовых вод (на чертеже показан только один, а они под всей создаваемой системой) отрывают шурфы 5 и соединяют соседние шурфы трубопроводами 6. Относительно ближних к существующим дренам шурфов прокладывают дрены-оросители 7. В шурфах устанавливают водоприемные колодцы 8 с перфорированными стенками, обернутые синтетическим фильтрующим материалом, подсоединяют к ним ранее уложенные соединительные трубопроводы 6, дрены-оросители 7 и засыпают пазухи песчано-гравийной смесью 9. В заключение с помощью трубопроводов 10 и 11 крайние шурфы соединяют соответственно с открытым каналом 1 и напорным трубопроводом 2. В результате создают дополнительную осушительно-увлажнительную сеть для совместной работы с существующими дренами.

В результате осуществленной реконструкции дренажная сеть работает следующим образом:

В весенний период после снеготаяния к работе существующих дрен 3 открытием устьев трубопроводов 10 в канале 1 подключают дополнительные сети. После подключения избыточная вода под действием естественного напора поступает в дрены-оросители 7 и поглотительные колодцы 8. Далее по соединительным трубопроводам 6 и 10 она отводится в открытый канал 1 и водоприемник. Совместная работа существующей и дополнительной сетей позволяет интенсифицировать процесс отвода воды и достичь требуемой нормы осушения для последующей обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур.

В засушливые периоды в канале 1 перекрывают устья существующих дрен 3 и трубопроводов 10 дополнительной сети. Далее из водоприемника подают воду в напорный трубопровод 2. Под действием создаваемого напора вода последовательно заполняет трубопроводы 11, 6, 10, поглотительные колодцы 8 и дрены-оросители 7. При этом поглотительные колодцы и дрены-оросители увлажняют прилегающие грунтовые слои и обеспечивают требуемый режим влажности почвы.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет реконструировать существующую осушительную сеть, обеспечивая за счет создания дополнительной сети более интенсивный отвод воды в предпосевной период, и увлажнение почвы в засушливый период, позволяет регулировать влажность почвы и создавать оптимальные условия для выращивания сельскохозяйственных культур без дорогостоящей очистки дренажных трубопроводов существующей осушительной сети.

Способ реконструкции дренажа осушительной сети включает прокладку напорного трубопровода по истокам существующих дрен, создание под пахотным слоем поглотительных колодцев с фильтрующим материалом и прокладку соединительных коллекторов, при этом поглотительные колодцы устанавливают в шахматном порядке по контуру выхода грунтовых вод в междреньях, а соединительные коллекторы прокладывают между соседними колодцами под углом в плане к существующим дренам, затем соединяют крайние колодцы с напорным трубопроводом с одной стороны и с водоприемным каналом с другой. После этого от ближних к существующим дренам водоприемных колодцев прокладывают безуклонные дрены-оросители, которые выполняют с захватом придренных полос существующих дрен. Глубину установки поглотительных колодцев назначают по минимальному расчетному уровню грунтовых вод в междреньях в летний период, а глубину прокладки дрен-оросителей - по величине средней нормы осушения. Способ позволяет реконструировать существующую осушительную сеть, обеспечивая за счет создания дополнительной сети более интенсивный отвод воды в предпосевной период, и увлажнение почвы в засушливый период, позволяет регулировать влажность почвы и создавать оптимальные условия для выращивания сельскохозяйственных культур без дорогостоящей очистки дренажных трубопроводов существующей осушительной сети. 4 ил.

Способ реконструкции дренажа осушительной сети, включающий прокладку напорного трубопровода по истокам существующих дрен, создание под пахотным слоем поглотительных колодцев с фильтрующим материалом и прокладку соединительных коллекторов, отличающийся тем, что поглотительные колодцы устанавливают в шахматном порядке по контуру выхода грунтовых вод в междреньях, а соединительные коллекторы прокладывают между соседними колодцами под углом в плане к существующим дренам, затем соединяют крайние колодцы с напорным трубопроводом с одной стороны и с водоприемным каналом с другой, после чего от ближних к существующим дренам водоприемных колодцев прокладывают безуклонные дрены-оросители и выполняют их с захватом придренных полос существующих дрен, при этом глубину установки поглотительных колодцев назначают по минимальному расчетному уровню грунтовых вод в междреньях в летний период, а глубину прокладки дрен-оросителей - по величине средней нормы осушения.