Способ лиманно-шурфового орошения Российский патент 2023 года по МПК A01G25/00 

Предлагаемое изобретение относится к агропромышленному комплексу и его отрасли - орошаемому земледелию и мелиорации, в частности к совершенствованию систем лиманного орошения в целях более эффективного возделывания сельскохозяйственных культур на не орошаемых в настоящий момент богарных землях.

Весеннее половодье на равнинных реках России формируется главным образом таянием накопленного за зиму снега. Сток рек в этот период составляет 50-70% годового. Талые воды из-за промерзшего грунта в этот период не могут впитаться в почву, даже если в ней недостаточное количество влаги. А основные посевные площади в хозяйствах богарные и стекание огромных объемов талых вод с таких полей является очень нежелательным явлением, которое к тому же часто вызывает на них сильные эрозионные процессы. Похожая ситуация с сильной эрозией складывается на полях со склонами большой протяженности и при сильных ливневых осадках в летний период.

Известна оросительная система, позволяющая комбинированно использовать воды местного поверхностного стока и технологические сбросы оросительно-обводнительных систем (RU, патент №2467561, МПК (7) A01G 25/00, Бюл. №26, 2012 г.), представляющая собой сеть ярусных лиманов, образованных валиками, расположенными вдоль горизонталей местности, и оборудованных безуклонными каналами и закрытыми трубопроводами-распределителями. В весенний период во время паводка осуществляется затопление лиманов водами местного стока, а в случае его отсутствия или недостатка - затопление сбросной водой, поступающей под напором по закрытому трубопроводу.

Недостатками данной системы являются большие затраты на строительство закрытого трубопровода, приобретение передвижных насосных станций, а также ее невозможно применить для огромных площадей богарных земель, где рядом совсем нет водоисточников.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ орошения при классической конструкции инженерной системы лиманного орошения, осуществляемый на склоновых участках рельефа местности, при котором создают земляные водоудерживающие валы, разделяющими территорию на ярусы (А.Н. Костяков. Основы мелиорации: Учебник - Изд. 6-е, доп.и перераб. - М.: Сельхозгиз, 1960. -С. 301-313).

Недостатком прототипа является дороговизна создания инженерных сооружений системы. Также стоит отметить ограниченность области применения - только на пойменных землях или на полях с очень пологими склонами, кроме того, при указанном способе наблюдается очень большая неравномерность увлажнения в пределах лимана, что значительно осложняет проведение посевных и уборочных работ на нем.

Целью предлагаемого изобретения является снижение стоимости системы водозадержания за счет исключения стекания естественных осадков со склоновых сельскохозяйственных угодий без сооружения сложных и дорогих гидротехнических сооружений, исключая, при этом эрозионные процессы и пополняя осадками запасы почвенной влаги на участке.

Поставленная задача решается тем, что способ лиманно-шурфового орошения, осуществляемый на склоновых участках рельефа местности, при котором создают земляные водоудерживающие валы, разделяющими территорию на ярусы, отличающийся тем, что перед водоудерживающими валами выбуриваются шурфовые отверстия в 3 ряда, смещенные относительно соседнего ряда на 0,5 м, выполняющие водоулавливающую функцию, а водоудерживающие валы представляют собой оположенные валики, выполненные из выбуренной земли из шурфовых отверстий, которые подвергают глинованию, проводимому в 2 этапа, при этом на первом этапе в шурфовые отверстия равномерно укладывают 3-5 см слой тонко дисперсной глины, а на втором этапе шурфовое отверстие доверху заполняют суспензией глины консистенции густых сливок; после глинования шурфовые отверстия заполняют дренажными органическими материалами (например, солома, опил, измельченная зеленая масса растений). При уклоне участка до 5 градусов шурфовые отверстия выбуриваются диаметром по 30 см с расстоянием между рядами 1 метр, между отверстиями - 1 метр и глубиной 1 м через каждые 50 м склона.

Такое расположение шурфовых отверстий позволяет эффективно улавливать талые и ливневые воды и более равномерно распределять по полю без застаивания их на поверхности почвы. Прием глинование позволяет минимизировать потери уловленных вод от их просачивания в очень глубокие горизонты почвы, особенно на легких по механическому составу почвах. Наполнение шурфов органическими материалами обеспечивает их большую скважность в любое время года, а также способствует активизации биологических процессов в почве на поливаемом участке.

Способ поясняется фигурами:

Фиг. 1 - Вид бокового разреза профиля участка;

Фиг. 2 - Вид сверху участка;

Фиг. 3 - Этапы глинования шурфовых отверстий;

Фиг. 4 - Заполнение шурфового отверстия дренажными органическими материалами.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: На богарных участках, имеющих протяженные склоны, поперек склона бурят по прямым линиям шурфовые отверстия 1 (Фиг. 1 и Фиг. 2). Число рядов в шурфовой полосе, диаметр отверстий и их глубину варьируют в зависимости от механического состава почвы на участке и возможного объема талых вод с запланированной зоны участка стекания (на пологих склонах до 5 градусов эффективно работает вариант с 3 рядами отверстий в шурфовой линии с диаметром их 30 сантиметров и глубиной 1 метр через каждые 50 метров склона - L) с расстоянием между ними в 1 метр. Между рядами шурфов промежуток также делают в 1 метр. Расположение отверстий в каждом последующем ряду смещено относительно соседнего ряда на 0,5 метра.

Выбуренный в процессе формирования отверстий грунт перемещают чуть ниже по склону от последнего ряда шурфов для образования оположенного валика 2, выполняющего функцию кратковременного сдерживания стекания водных масс до момента их улавливания шурфовыми отверстиями 1. Для уменьшения просачивания воды из шурфовых отверстий 1 сразу в глубокие горизонты почвы, проводят их глинование в 2 этапа (фиг.

3).

После бурения отверстия на дно шурфа на 1 этапе (позиция 1 Фиг. 3) равномерно укладывают 3-5 см слой тонкодисперсной глины (позиция 2 Фиг. 3), затем на 2 этапе отверстие доверху заполняют суспензией этой глины консистенции густых сливок (позиции 3 и 4 Фиг. 3). На очень рыхлых песчаных почвах желательно второй этап осуществить два раза. Для предохранения отверстий от обрушивания и размывания их после глинования заполняют доступными для хозяйства дренажными органическими материалами 3 (сидеральная зеленая масса, солома, опил и др.) (фиг. 4).

Эти материалы очень рыхлые и хорошо пропускают влагу даже весной, когда простая почва находится на поле в мерзлом состоянии и не может впитать влагу. Стекающие талые воды попадающие в шурфовые отверстия и задерживающиеся там, способствуют более быстрому оттаиванию почвы и ускорению начала ее впитывания и накопления в широком спектре почвенных горизонтов. За счет этого возможность стока с участка оснащенного лиманно-шурфовым способом орошения весенних талых или летних ливневых вод полностью исключается. Соответственно создается возможность значительного повышения продуктивности, выращиваемых на данных полях культур, так как влага является на богарных полях одним из основных лимитирующих факторов в величине урожая. Кроме того правильно созданные шурфовые линии предлагаемого способа орошения не позволяют сформироваться на поле эрозионноопасным водным потокам, чем практически исключают возможность проявления водной эрозии на нем, что также является крайне благоприятным эффектом.

Создание этой системы орошения не требует больших капитальных затрат, но несмотря на это она может в последующем функционировать многие десятилетия при правильном уходе.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого способа заключается в снижении стоимости системы водозадержания за счет исключения стекания естественных осадков со склоновых сельскохозяйственных угодий без сооружения сложных и дорогих гидротехнических сооружений. В степных условиях это позволяет значительно повысить запасы почвенной влаги, являющейся там основным лимитирующим фактором продуктивности. В лесной зоне это позволяет практически исключить водную эрозию и улучшить аэрацию почвы. Способ позволяет полностью обеспечить перехватывание и впитывание весенних талых вод и летних ливневых осадков, исключая, при этом эрозионные процессы и пополняя ими запасы почвенной влаги на участке.

Изобретение относится к области мелиорации. Способ состоит в создании земляных водоудерживающих валов, разделяющих территорию на ярусы. Перед водоудерживающими валами выбуривают шурфовые отверстия в 3 ряда, смещенные относительно соседнего ряда на 0,5 м, выполняющие водоулавливающую функцию. Водоудерживающие валы представляют собой оположенные валики, выполненные из выбуренной земли из шурфовых отверстий, которые подвергают глинованию, проводимому в 2 этапа. На первом этапе в шурфовые отверстия равномерно укладывают 3-5 см слой тонкодисперсной глины. На втором этапе шурфовые отверстия доверху заполняют суспензией глины консистенции густых сливок. После глинования шурфовые отверстия заполняют дренажными органическими материалами. Обеспечивается перехватывание и впитывание весенних талых вод и летних ливневых осадков, исключая при этом эрозионные процессы и пополняя ими запасы почвенной влаги на участке. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ лиманно-шурфового орошения, осуществляемый на склоновых участках рельефа местности, при котором создают земляные водоудерживающие валы, разделяющие территорию на ярусы, отличающийся тем, что перед водоудерживающими валами выбуриваются шурфовые отверстия в 3 ряда, смещенные относительно соседнего ряда на 0,5 м, выполняющие водоулавливающую функцию, а водоудерживающие валы представляют собой оположенные валики, выполненные из выбуренной земли из шурфовых отверстий, которые подвергают глинованию, проводимому в 2 этапа, при этом на первом этапе в шурфовые отверстия равномерно укладывают 3-5 см слой тонкодисперсной глины, на втором этапе шурфовые отверстия доверху заполняют суспензией глины консистенции густых сливок; после глинования шурфовые отверстия заполняют дренажными органическими материалами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при уклоне участка до 5 градусов шурфовые отверстия выбуриваются диаметром по 30 см с расстоянием между рядами 1 метр, между отверстиями - 1 метр и глубиной 1 м через каждые 50 м склона.