Способ создания водорегулирующей лесной полосы на склоне Российский патент 2022 года по МПК A01B13/16 A01G23/00 

Предлагаемый способ относится к сельскому хозяйству и может быть использован для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и защиты почв от эрозии, при противоэрозионном обустройстве склонов с использованием, расположенных по горизонталям, лесных полос, усиленных траншей с валом.

Известен способ борьбы с эрозией почв на склонах [1], в котором поперек склона нарезают траншеи с наполнителем и щели, а под углом к ним вдоль склона - кротовины. Известный способ трудоемок при изготовлении и не позволяет регулировать поверхностный сток во время весеннего снеготаяния, когда промоченный и замерзший наполнитель в траншее плохо пропускает воду.

Известен способ защиты склонов от водной эрозии [2], заключающийся в создании у вершины оврага дугообразной траншеи, расположенной по горизонтали местности, с водозадерживающим земляным валом. Далее траншею заполняют неорганическим наполнителем и сверху закрывают его фильтрационным материалом. Известный способ обладает недостаточными фильтрационными способностями, особенно в период весеннего снеготаяния, когда ранее стекавшая с почвой вода уже закрыла почвой фильтрующий материал. Далее замерзая, закрытая сверху почвой траншея, перестав фильтровать воду, перестает работать.

Известен способ создания водорегулирующей лесной полосы на склоне [3], состоящий из посадки деревьев, создании мульчированной траншеи с валом по горизонтали и расположении в ней емкостей для воды. В известном способе часть воды собирается в емкости, а часть переливается в траншею, где должна впитываться в ее боковые стенки и в мульчированное органическим наполнителем дно. Однако зимой, вся траншея и ее органический наполнитель намокают и замерзают, что препятствует интенсивной фильтрации воды, необходимой в период активного весеннего снеготаяния.

Цель изобретения - повышение водопоглощающей способности траншеи с лесной полосой как в период весеннего снеготаяния, а так и во время сильных ливневых дождей путем создания в ней дополнительного, незамерзающего зимой, узла активной всесезонной фильтрации.

На фиг.1 изображено продольное сечение по центру траншеи с валом и посадкой, заполненной водой, а на фиг.2 - поперечное ее сечение.

Способ включает рытье траншеи 1 (фиг.1) по горизонтали склона и формирование вала 2 ниже ее, с последующей посадкой деревьев 3 (фиг.2) выше и ниже траншеи. При этом в дне траншеи 1, при нашем способе, формируется еще углубление 4, превышающее максимальную глубину промерзания почвы в данном регионе. Затем в этом углублении 4 делают ряд вертикальных скважин 5 (фиг 1), которые первоначально заполняют более мелким, легко пропускающим воду неорганическим наполнителем 6, например, речным песком. Сверху неорганического наполнителя 6 по дну углубления 4 укладывают подушку 7 из более крупного неорганического наполнителя, из мелкого щебня, еще лучше проводящего воду, с сечением, возрастающим от краев к центру. Щебень плохо заиливается грязной водой, что продляет срок службы гидротехнического сооружения, подготовленного по предлагаемому способу. На приподнятый центр подушки 7 из крупного неорганического наполнителя вертикально ставят трубу черного цвета 8 и окончательно засыпают ее снаружи почвой 9, до уровня дна траншеи 1. На верхний обрез вертикальной черной трубы 8, который находится на уровне верха траншеи 1, установлен поплавковый клапан 10, который под действием воды может автоматически всплывать и открывать ей доступ в вертикальную черную трубу 8 при наполнении траншеи 1.

Способ работает следующим образом.

В период весеннего снеготаяния, когда вода начинает поступать со склона в замороженную траншею 1 (фиг.1), ее малая часть, после смешивания со снегом, фильтруется в дно и боковые стенки. Однако, основная масса воды накапливается в траншее 1 и постепенно поднимает уровень в ней до ее полного заполнения. При этом дальнейший сброс воды сдерживается валом 2 с деревьями 3 (фиг.2). Вода, затопившая траншею, подходит под поплавковый клапан 10, поднимает его и снизу заходит в его круглый с п-образным сечением водозаборник, оставляя на поверхности лед и плавающий мусор. По вертикальной черной трубе 8, удерживаемой в углублении 4 почвой 9, она падает вниз на подушку 7 из крупного неорганического наполнителя, расположенную ниже максимальной глубины промерзания почвы. По ней, как по незамерзшему водоводу, вода поступает в вертикальные скважины 5 (фиг.1), заполненные мелким неорганическим наполнителем 6, по которым опускается в более глубокие почвенные горизонты, где активно фильтруется в почву, формируя внутрипочвенный сток. Активный внутрипочвенный сток вод во время весеннего снеготаяния позволяет удерживать заданный уровень воды в траншее 1, предотвращает перелив ее через вал 2, размывание его и расположенного ниже эрозионноопасного склона. При чередующихся весной заморозках, когда воды в траншее 1 становится меньше, поплавковый клапан 10 опускается и перекрывает доступ в черную вертикальную трубу 8 холодного воздуха, предотвращая образованию на ее внутренней поверхности изморози. При очередном потеплении, под действием солнечного света, падающего на черную вертикальную трубу 8, происходит более быстрое прогревание ее верхней части. Так, совместно с поплавковым клапаном 10 вертикальная черная труба 8 подготавливается к сбросу очередной партии воды при наполнении траншеи 1. Таким образом, своевременный сброс талых вод в более глубокие незамерзшие почвенные горизонты позволяет предотвратить не только эрозию почв, но и способствует накоплению влаги в почве и как следствие повышению урожайности сельхоз культур на эрозионноопасных склонах.

Список литературы

1. Авторское свидетельство 1644734 СССР МПК А01В 13/16 Способ борьбы с эрозией почв на склонах / Бондаренко Ю.В., Калужский В.А., Чуйков А.А.; заявитель и патентообладатель Саратовский институт механизации сельского хозяйства им. М.И. Калинина - №4691326/15 заявл. 15.05.1989, опубл. 30.04.1991, бюл. №16.

2. Патент на изобретение 2467543 RU МПК А01В 13/16 Способ защиты склонов от водной эрозии / Щедрин В.Н., Васильев С.М., Козликина А.С., Щедрин М.А., Васильева Е.А., Васильев В.В.; заявитель и патентообладатель ФГБНУ «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации - №20111112135/13, заявл. 30.03.2011, опубл. 27.11.2012, бюл. №33.

3. Патент на изобретение 2092988 RU МПК А01В 13/16 Способ создания водорегулирующей лесной полосы на склоне / Котлярова О.Г., Ломакин М.М., Скурятин Н.Ф.; заявитель и патентообладатель Белгородская государственная сельскохозяйственная академия - №94016572/13 заявл. 04.05.1994, опубл. 207.10.1997.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам борьбы с эрозией почвы на склонах, предотвращающих смыв замерзшей почвы. Способ включает формирование траншеи с валом и посадку деревьев. На дне траншеи на глубине, превышающей максимальную глубину промерзания почвы, дополнительно формируют углубление с вертикальными скважинами, которые первоначально заполняют более мелким, легко пропускающим воду неорганическим наполнителем, – речным песком. Затем на дне углубления отсыпают подушку из более крупного неорганического наполнителя из мелкого щебня, на которую по центру сверху устанавливают вертикальную трубу черного цвета с поплавковым клапаном и окончательно снаружи засыпают ее до уровня дна траншеи почвой. На углублении формируют подушку из мелкого щебня, с сечением, возрастающим от краев к центру. Способ обеспечивает повышение продуктивности сельскохозяйственных культур и защиты почв от эрозии при противоэрозионном обустройстве склонов с использованием расположенных по горизонталям лесных полос, усиленных траншеей с валом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ создания водорегулирующей лесной полосы на склоне, включающий формирование траншеи с валом и посадку деревьев, отличающийся тем, что на дне траншеи на глубине, превышающей максимальную глубину промерзания почвы, дополнительно формируют углубление с вертикальными скважинами, которые первоначально заполняют более мелким, легко пропускающим воду неорганическим наполнителем, – речным песком, затем на дне углубления отсыпают подушку из более крупного неорганического наполнителя из мелкого щебня, на которую по центру сверху устанавливают вертикальную трубу черного цвета с поплавковым клапаном и окончательно снаружи засыпают ее до уровня дна траншеи почвой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на углублении формируют подушку из мелкого щебня, с сечением, возрастающим от краев к центру.