ПРОТИВОЭРОЗИОННАЯ МЕЛИОРАТИВНАЯ СИСТЕМА ПОВЕРХНОСТНОГО ПОЛИВА ПО БОРОЗДАМ Российский патент 2023 года по МПК A01G25/00 

Изобретение относится к гидротехническому строительству гидромелиоративных систем, точнее к строительству оросительных систем поверхностного полива, и может быть использовано для орошения сельскохозяйственных эродируемых земель в зоне недостаточного увлажнения.

Известна мелиоративная система поверхностного полива по бороздам, содержащая гибкие трубопроводы и шланги (вместе каналов и временных оросителей), и поливные борозды [1]. Недостатками этой оросительной системы, являются неэффективное использование оросительной воды и их значительные потери, при которой происходит усиление эрозионных процессов по разрушению растительного слоя.

Наиболее близким техническим решением является природоохранная мелиоративная система поверхностного полива по бороздам [2]. Основным недостатком данной оросительной системы является использование гибких тюфяков из легких фашин, выполненных из камыша, который имеет ограниченный срок службы и не везде его можно найти. Кроме того, в период посева и сбора урожая используемая сельскохозяйственная техника колесами проваливается в борозды, заполненные гибкими тюфяками. В результате в местах прохождения колес техники поливные борозды с гибкими тюфяками полностью выходят из строя, возникает необходимость заново их восстанавливать.

Цель изобретения - повышение эффективности работы мелиоративной системы поверхностного полива.

Указанная цель достигается тем, что в мелиоративной системе поверхностного полива, содержащей гибкий колесный трубопровод с водовыпусками в поливные борозды, участок орошаемой земли с поливными бороздами, заполненными тюфяками, в поливные борозды уложены трубчатые дренажные тюфяки, состоящие из перфорированных полимерных труб с ребрами жесткости и геоматов, обмотанных вокруг труб в два-три слоя, при этом трубчатые дренажные тюфяки с ребрами жесткости вокруг завернуты в сетчатую оболочку, выполнены дренажные тюфяки длиной 2,0-2,5 м и уложены по уклону каждой борозды в один ряд так, чтобы дренажная перфорированная труба одного тюфяка входила в трубу последующего тюфяка на 1-1,5 см, а сами борозды сверху дренажных тюфяков засыпаны выравнивающим растительным грунтом, толщиной 8-12 см, при этом перфорированные трубы закрыты на выходе, а входная часть каждой борозды с дренажным тюфяком остается открытой.

На фиг. 1 показан план участка мелиоративной системы поверхностного полива по бороздам; на фиг. 2 - сечение гибкого трубопровода по продольной оси борозды; на фиг. 3 - поперечное сечение борозд с трубчатыми дренажными тюфяками; на фиг. 4 трубчатый дренажный тюфяк; на фиг. 5 - геомат; на фиг. 6 - перфорированная труба с ребрами жесткости.

Противоэрозионная мелиоративная система поверхностного полива по бороздам состоит из гибкого трубопровода 1 с водовыпускными шлангами 2, поливных борозд 3 (разработанных с уклоном на определенном расстоянии друг от друга), дренажных тюфяков 4, уложенных в борозды и выполненных из перфорированных полимерных труб 5 с ребрами жесткости 6 и геоматов 7, обмотанных вокруг труб в два-три слоя, при этом трубчатые дренажные тюфяки 4 с ребрами жесткости 6 вокруг завернуты в сетчатую оболочку 8. Все борозды 3 сверху дренажных тюфяков 4 засыпаны выравнивающим слоем растительного грунта 9, толщиной 8-12 см.

Природоохранная мелиоративная система поверхностного полива по бороздам строится следующим образом.

Строительство ведется по участкам, количество оросительных участков земли могут быть один, два и более. Вначале строится первый участок, для этого планируется поверхности орошаемого участка земли, намечаются места укладки (протяжки) гибкого трубопровода 1 и нарезки поливных борозд 3. Для изготовления дренажных тюфяков 4 заранее заготавливают и в нужном количестве перфорированные трубы 5 с надетыми ребрами жесткости 6, нарезают геоматы 2 нужных размеров и габионные (оцинкованные металлические сетки или покрытые пластиком) для оболочки 8. Геомат 7 представляет собой крепкое и износостойкое полотно, изготовленное из полиэтиленовых сеток (ниток), хаотично переплетающихся между собой. Из этих материалов изготавливают в необходимом количестве трубчатые дренажные тюфяки 4. После чего разрабатывают поливные борозды 3 по размерам и уклону на расстоянии 30-45 см друг от друга, необходимой глубиной (35-40 см) под укладку дренажных тюфяков 4. Далее в каждую борозду (по всей ее длине) укладывают один плотный ряд дренажных тюфяков 4 таким образом, чтобы дренажная перфорированная труба 5 одного тюфяка входила в трубу 5 последующего тюфяка на 1-1,5 см и, чтобы образовался сплошной ровный ряд (как из одного тюфяка) по сечению и уклону борозды 3. При этом монтаж дренажных тюфяков 4 начинают с конца каждой борозды 3 и в концевой части каждой борозды 3 (по уклону) перфорированные трубы 5 делают закрытыми на выходе (чтобы вода не вытекала сплошным потоком, а выходила через дренажные отверстия), для предотвращения потери воды и размыва концевой части борозды. Одновременно при монтаже дренажных тюфяков 4 в одну прямую линию (в каждой борозде) соединяют их между собой в местах соприкосновения сетчатых оболочек 8 с помощью оцинкованной металлической проволокой, диаметром 2,0-2,5 мм. После, все борозды 3 сверху дренажных тюфяков 4, засыпают растительным грунтом до отметки спланированной и ровной поверхности земли, толщина выравнивающего слоя земли принимают 8-12 см (из условия: обеспечения нормальных условий развития корневой системы выращиваемых культур). Только входная часть каждой борозды 3 с дренажным тюфяком 4 (по центру которого проходит перфорированная труба 5) оставляется открытым, для подвода поливного шланга 2 из гибкого трубопровода 1.

Таким образом, строят и остальные участки мелиоративной системы поверхностного полива по бороздам. В конце после завершения строительства всех участков оросительной системы, территорию зачищают от остатков материалов, тюфяков и грунтов.

Противоэрозионная мелиоративная система поверхностного полива по бороздам работает следующим образом.

В оросительный период гибкий колесный трубопровод 1 разматывается и укладывается вдоль входных частей поливных борозд 3 одного участка так, чтобы водовыпускные шланги 2 ровно попадали в начало соответствующих борозд и сверху открытых частей дренажных тюфяков 4. При этом вода под напором подается в гибкий трубопровод 1, из которого она через водовыпускные шланги 2 вытекает на открытые части тюфяков 4, которые в свою очередь пропитывают и транспортируют воду по трубе 5 и по уклону борозд до конца их длины. Одновременно происходит и пропитка растительного слоя грунта сверху и между рядами борозд 3 водой, вытекающей через дренажные щелевые отверстия труб 5.

После полного водонасыщения тюфяков 4 и растительного грунта вокруг них воду отключается от гибкого трубопровода 1, а трубопровод наматывают на колесо, которого перекатывают на следующий участок полива. Где гибкий трубопровод также разматывают и укладывают вдоль входных частей поливных борозд 3 так, чтобы водовыпускные шланги 2 ровно попадали в начало соответствующих борозд и сверху открытых частей дренажных тюфяков 4. Далее полив осуществляется точно также, как на первом участке.

Таким образом, поливаются по бороздам все оросительные участки мелиоративной системы. При этом исключаются эрозионные процессы, и расход оросительной воды значительно уменьшается (более чем на 30%) из-за отсутствия утечек и лишнего сброса с борозд, а также испарения.

Борозды, заполненные дренажными водонасыщенными тюфяками 4, работают эффективно и надежно, долгое время удерживают воду, тем самым способствуют сохранению и повышению качества растительного слоя. В результате, эффективность работы борозды, заполненной сплошным рядом из тюфяков 4 (с их плотно соединенными дренажными трубами 5 в одну линию), повышается до 30%. Самое главное, наличие в дренажных тюфяках 4 ребер жесткости 6 и металлической габионной сетки (как оболочка) 8, которые обеспечивают надежную работу поливных борозд и защиту от воздействия колес сельхозтехники. Для этого толщина ребер жесткости и расстояние между ними (в трубах 5), диаметр металлических проволок и размер ячеек габионной сетки (оболочки тюфяков 4) принимают из условия обеспечения несущей способности борозд 3 и дренажных тюфяков 4, с учетом возможных нагрузок используемой сельхозтехники при посеве и уборки урожая. В любом случае расстояние участка дренажной трубы между ребрами жесткости 6 должно быть не более 1,0-1,2 м. Из этих условий и обеспечения технологичности изготовления и укладки тюфяков 4 наиболее эффективной их длиной является 2,0-2,5 м.

Обычная оросительная сеть из поливных борозд считается временным, так как каждый год заново приходится нарезать поливные борозды, которые часто местами размываются и местами засыпаются обрушаемыми растительными откосами. А предлагаемые конструкции борозд с дренажными тюфяками 4 вообще исключают такие деформации и поверхностные размывы. Наоборот, все борозды остаются в долгое время без изменения в первоначальном варианте, заполненными дренажными тюфяками, которые способность принимать и удерживать воду на определенный период (после каждого полива) сохраняют в течение ряда лет.

Таким образом, предлагаемая конструкция оросительной сети обеспечивает (создает) благоприятный водный режим почв для развития корневой системы сельскохозяйственных культур при минимальных нормах полива, превращается в противоэрозионную (природоохранную) оросительную систему. Коэффициент полезного использования поливной воды в оросительной сети повышается до 100%. В целом повышается эффективность работы всей мелиоративной системы. При такой конструкции мелиоративной сети можно выращивать не только широкорядные овощные культуры и сады, но и другие разные сельскохозяйственные культуры, в т.ч. и зерновые. В целом мелиоративная система поверхностного полива обеспечивает противоэрозионную защиту растительному слою земли и создает благоприятный водный режим для развития корневой системы выращиваемых культур.

Противоэрозионная мелиоративная система поверхностного полива по бороздам наиболее эффективно может быть использована на труднодоступных участках земель недостаточного увлажнения предгорных зон, где наблюдаются интенсивные эрозионные процессы.

Источники информации

1. Маслов Б.С., Минаев И.В., Губер Н.В. Справочник по мелиорации. - М.: Росагропромиздат, 1989 с. 135-145.

2. Пат. 2758239 Российская Федерация, МПК Е02В 3/00. Природоохранная мелиоративная система поверхностного полива по бороздам / Курбанов C.O., Созаев А.А., Дударова Ф.Т. заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова. - №2021116066: заявл. 25.11.2021 Бюл. №33. - 7 с: ил.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Мелиоративная система содержит гибкий колесный трубопровод с водовыпусками в поливные борозды, участок орошаемой земли с поливными бороздами, заполненными тюфяками. В поливные борозды уложены трубчатые дренажные тюфяки, состоящие из перфорированных полимерных труб с ребрами жесткости и геоматов, обмотанных вокруг труб в два-три слоя. Трубчатые дренажные тюфяки с ребрами жесткости вокруг завернуты в сетчатую оболочку. Выполнены дренажные тюфяки длиной 2,0-2,5 м и уложены по уклону каждой борозды в один ряд так, чтобы дренажная перфорированная труба одного тюфяка входила в трубу последующего тюфяка на 1-1,5 см. Сами борозды сверху дренажных тюфяков засыпаны выравнивающим растительным грунтом толщиной 8-12 см. Перфорированные трубы закрыты на выходе, а входная часть каждой борозды с дренажным тюфяком остается открытой. Обеспечивается противоэрозионная защита растительного слоя земли и создание благоприятного водного режима для развития корневой системы выращиваемых культур. 6 ил.

Мелиоративная система поверхностного полива, содержащая гибкий колесный трубопровод с водовыпусками в поливные борозды, участок орошаемой земли с поливными бороздами, заполненными тюфяками, отличающаяся тем, что в поливные борозды уложены трубчатые дренажные тюфяки, состоящие из перфорированных полимерных труб с ребрами жесткости и геоматов, обмотанных вокруг труб в два-три слоя, при этом трубчатые дренажные тюфяки с ребрами жесткости вокруг завернуты в сетчатую оболочку, выполнены дренажные тюфяки длиной 2,0-2,5 м и уложены по уклону каждой борозды в один ряд так, чтобы дренажная перфорированная труба одного тюфяка входила в трубу последующего тюфяка на 1-1,5 см, а сами борозды сверху дренажных тюфяков засыпаны выравнивающим растительным грунтом толщиной 8-12 см, при этом перфорированные трубы закрыты на выходе, а входная часть каждой борозды с дренажным тюфяком остается открытой.