Демонстрационная установка орошения Российский патент 2023 года по МПК E02B13/00 

В последние годы все чаще и чаще происходят природные климатические катаклизмы - засухи, наводнения. Изобретения - «Каскадный способ сдерживания водяных потоков» и по патенту №2667727 «Способ аккумуляции воды на склонах» направленные на борьбу с ними.

Но чтобы убедиться в полезности этих мероприятий в их эффективности, чтобы развеять сомнения скептиков следует организовать демонстрацию, как это происходит. А в последующем использовать для научно-исследовательских работ и в учебных целях для показа студентам.

Для чего предлагается устроить постоянно действующую «демонстрационную установку орошения» (далее - ДУО) в виде огороженного участка земли (с зоной орошения размером 200×110 м), оборудованную системой орошения с устройством в нижней части водоулавливающих лотков.

Территорию следует выбирать на берегу реки или водоема выше паводкого уреза воды. Участок должен быть с ровной поверхностью, с небольшим уклоном, со сплошным растительным покровом. Участок должен быть разбит на две части в виде полос 200×50 м. Одна полоса остается с нетронутым естественным травяным покровом, а на второй предлагается нарыть на всю ширину участка канавы, небольшой глубины - 300, но не более 500 мм (с учетом бугров - земли на бровках общей высотой около 700 мм); с шагом этих канав по уклону 50 м.

Эти канавы играют роль водоулавливающих ловушек. Вода набирается в эти канавы и инфильтруются в грунт и только, напитав грунт и наполнив канаву, переливаясь, организуя поток по уклону. Но это происходит при сильном и длительном орошении. Таким образом, орошение имитирует дождь.

В нижней части полос предусматриваются водоулавливающие лотки. Интенсивность потоков стекания воды зависит от состояния растительного покрова и от характеристик почвы и нижележащего грунта, с учетом этого и должны подбираться лотки.

При этом интенсивность орошения должна быть одинаково равномерной на всей площади орошения. По разнице объемов воды в улавливающих лотках обоих частей и определяется эффективность сдерживания поверхностного стока.

Система орошения не является предметом рассмотрения данного технического предложения и на насосную систему орошения должен быть специальный проект.

Демонстрационную установку орошения можно предусмотреть и более компактной, уменьшив участок вдвое, предусмотрев полосы каждого участка 100×50 м., с 4 канавами, но с шагом 25 м.

Но большая зона ДУО дает больше возможностей для исследовательских работ. Поэтому выбирается то или иное, исходя из целей и возможностей.

Все это поясняется на план-схеме Фиг. 1, где: (поз. 1) - участок (общая территория ДУО), в указанных границах; (поз. 2) - первый участок с канавами; (поз. 3) - участок с нетронутым растительным покровом. Эти участки поделены на верхнюю и нижнюю зоны (поз. 4) - граница этих зон, орошения на каждом таком участке, возможно по отдельности (это необходимо при научно-исследовательских работах); общая зона орошения на 5 м. шире в каждую сторону и на схеме обозначена тушевкой. Канавы - (поз. 5) на всю ширину участка (согласно патенту №2667727 канавы предусмотрены прерывистой цепью в два ряда, но они необходимы в обиходе при использовании в качестве пастбищ, а также при покосах, чтобы участки сообщались между собой и не прыгать через канавы скотине и людям, а в ДУО необходимости в прерывистости нет); (поз. 6) - нижняя сплошная канава, ("а" - поз. 7) - шаг канав, (поз. 8) - сборный лоток первого участка, может быть предусмотрен из обычных ж/б лотков теплотрасс, может быть предусмотрено несколько полос лотков, вплотную примыкающих к друг другу с мерами гидроизоляции; (поз. 9) - сборный лоток-корыто шириной 6 метров, высотой 1,5 метра (объемом 9 куб.м), на всю ширину второго участка и может быть предусмотрен из листового металла бывшего в употреблении (от демонтажа емкостей резервуаров), лоток выполнять строго горизонтально с отметкой (обозначением) мерности; (поз. 10) на схеме показаны боковые ширмы -перегородки из асбоцементных листов или из других материалов устанавливаемых на границах участков; (поз. 11) - обозначено граница между участками, на ней также рекомендуется установка ширмы; (поз. 12) - сторожка с верандами с двух сторон, с навесами над ними.

На фиг. 2 показано сеч. 1.1 по сборным ж/б лоткам первого участка (поз. 8).

На фиг. 3 показано сеч. 2.2 по сборному лотку - коробу (поз. 9).

Орошение можно проводить имитируя и мелкий моросящий дождь, и бурный ливень, можно орошать как просохший участок, так и ранее напитанный водой общую зону орошения принять на 5 м. шире в каждую сторону от границ участков, это необходимо для четкости учета водостока с той же целью предусматривается установка ширм на границах, ширма может быть невысокой равная 0,5 м., с заглублением в землю на 100-150 мм., на границе между участками также рекомендуется установка ширмы. Это особо важно при нестрогом наклоне территории; ширмы направят поток в нужном направлении за счет чего учет водостока точнее.

По разнице объемов воды собранных от стоков в железобетонных лотках и в металлическом определяют эффективность сдерживания стоков.

Например, в начале, водонапитать участок таким, чтобы канавы наполнились водой полностью (зафиксировать объем воды в лотках ловушках, время, интенсивность, необходимые для сравнения), через сутки (поверхность, почва еще сырая, но в лотках воды уже нет) и после этого имитировать какой-либо дождь. Тем самым получим результаты стока при сухой поверхности в начальный период. А затем от затяжных дождей.

Пример расчета

Для расчета примем интенсивность орошения 20 мм/час, длительность орошения 3 часа, впитываемость примем 30%.

Ориентировочно сбор воды в металлический лоток (200 м × 0,02 м × 3 часа = 12 куб.м); 12 куб.м × 0,7 = 8,4 куб.м < 9 куб.м (6 м × 1,5 м).

Можно имитировать ливень, приняв интенсивность 60 мм/час, длительность 1 час (200×0,06×1,0×0,7=8,4 куб.м).

Можно менять режимы орошения, определять инфильтрацию почв проводить и другие научно-исследовательские работы, но главная цель - демонстрация, показ студентам, заинтересовать их.

Изобретение относится к области орошения. Демонстрационная установка орошения включает огороженный ровный участок поверхности земли с уклоном, размером зоны орошения 200 на 110 м с растительным покровом, оборудованный системой орошения и разбитый на 2 части в виде полос 200 на 50 м. Одна часть оставлена с нетронутым естественным растительным покровом, а другая - с нарытыми канавами глубиной от 300 до 500 мм с шагом 50 м по уклону или полосы обеих частей приняты размером 100 на 50 м с шагом нарытых канав 25 м с устройством в нижней части обоих участков лотков для сбора стока для их сравнения при определении эффективности инфильтрации нарытых канав. Повышается эффективность демонстрационной установки орошения. 3 ил.

Демонстрационная установка орошения, включающая огороженный ровный участок поверхности земли с уклоном, размером зоны орошения 200 на 110 м с растительным покровом, оборудованный системой орошения и разбитый на 2 части в виде полос 200 на 50 м и одна часть оставлена с нетронутым естественным растительным покровом, а другая - с нарытыми канавами, глубиной от 300 до 500 мм, с шагом 50 м по уклону, или полосы обеих частей приняты размером 100 на 50 м, с шагом нарытых канав 25 м с устройством в нижней части обоих участков лотков для сбора стока для их сравнения при определении эффективности инфильтрации нарытых канав.