Мелиоративная система Советский патент 1986 года по МПК E02B11/00 

Изобретение относится к мелиораци и может быть использовано для равномерного осушения и улучшения водо- воздущного режима в корнеобитаемом слое переувлажненных холмистых почв и почв, обильных родниками

Цель изобретения - улучшение водо воздушного режима в корнеобитаемом слре на переувлажненных холмистых участках земли и почвах с обильными родниками.

На фиг. 1 показана принципиальная схема мелиоративной системы; на фиг. 2 - схема устройства дренажного колодца, оснащенного механизмом управ ления водовоздуЕшого режима двухъяруной дренажной сети; на фиг, 3 - схема расположения механизмов управления в колодце.

Мелиоративная система состоит из нижней дрены 1 с положительным уклоном, верхней дрены 2 с обратным уклоном, соединенных в конце вертикальной дрены 3, двухъярусной коллекторной системы 4, дренажных колодцев 5, установленных в натуральных понижениях 6 рельефа, водовоздушных 7 и водопропускных 8 клапанов5 установ- леннЕ гх вблизи колодцев 5 соответственно на верхнем и нижнем ярусе системы и выполненньк конусной формы с уплотняющими цилиндрическими кольцами в верхней чайти. Дрены 1 и 2 через коллекторную систему 4 сообщаются с водозаборным каналом 9.

Внутри дренажного колодца 5 размещены регулятор -to давления поплавок 11 с рабочим цили ндром 12 и устройство 13 для сбора воды. Внутри регулятора 10 давления устаноззлены поршень 14 и пружина 15, а в верхней части посредством резьбового соединения - крьпика 16. Поплавок 11 выполнен пустотелым с двумя кольцевыми выемками 17 и жестко соединен с рабочим цилиндром 12. ,В рабочем цилиндре 12 установлен поршень 18, шток которого через шарнир 19 соединен с дном дренажного колодца 5. Устройство 13 для сбора воды выполнено цилиндрической формы с расположенным внутри поршнем 20 и пружиной 21 возврата. Шток 22 поршня 20 в верхней части выполнен конусной формы с П-образными выемками 23, Поршневая полость уст- ройства 13 для сбора воды гибким шлангом 24 соединена со штоковой полостью рабочего цилиндра 12, а штоко

5

20

25

j

10

.

35

0 5 0 5

30

вая полость устройства 13 посредством гибкого шланга 25 соединена с поршневой полостью рабочего цилиндра 12. Штоковая . полость рабочего цилиндра 12 посредством гибкого шланга 26 соединена с нижней рабочей полостью регулятора 10 давления. Верхняя рабочая полость регулятора 10 давления с помощью гибкого шланга 27 соединена с поршневой полостью водопропускного клапана 8. Штоковая полость водопропускного клапана 8 посредством гибкого шланга 28 соединена с поршневой частью рабочего цилиндра 12, а верхняя рабочая полость водопропускного клапана 8 посредством шланга 29 соединена с поршневой полостью водовоздушного клапана 7. Во- довоздушный 7 и водопропускной 8 клапаны выполнены конусной формы и вершинами концов соединены соответственно с поршнями 30 и 31. В водо- воздушНом клапане 7 имеется сквозная прорезь 32, в ней установлен шарик 33, удельная масса которого меньше удельной массы воды и больше удельной массы воздуха, Водовоздушный клапан 7 прижат пруркиной 34, опирающей,ся верхней частью в крьшку 35, установленную посредством резьбового соединения. Система регулирования уровня грунтовых вод постоянно заполнена рабочей жидкостью.

Система действует следующим образом.

Весной и после обильных осадков в закрытых натуральных понижениях 6 скаплива.ется поверхностная вода. Часть воды через пахотньй горизонт просачивается к дренам 1 и 2 и по ним поступает в колодцы 5. Уровень воды в дренажном колодце 5 повьшгает- ся, и поплавок 11 вместе с рабочим цилиндром 12 поднимается вверх. Рабочая жидкость из штоковой полости рабочего цилиндра 12 через гибкие шланги 24 и 26 поступает соответственно в устройство 13 для сбора воды и регулятор 10 давления, а в поршневую полость рабочего цилиндра 12 жидкость через шланги 25 и 28 всасывается из штоковьо: полостей устройства 13 и водопропускного клапана 8. Под давлением поступающей жидкости в устройстве 13 для сбора воды поршень 20, сжимая пружину 21, поднимается вверх и поднимает шток 22, а в регуляторе 10 давления поршень

14 не поднимается, так как сила сжатия пружины 15 больше силы сжатия пружины 21 и сопротивления почвы прокалыванию штоком 22. Шток 22 проходит через пахотньш слой, и поверх- ностная вода через П-образные выемки 23 поступает в дренажный колодец 5. Вода в дренажном колодце 5 резко поднимается, поднимая поплавок 11, и рабочая жидкость из штоко- вой полости.рабочего цилиндра 12 через гибкий шланг 26 поступает в ниж- нюю рабочую полость регулятора 10 давления, преодолевает сопротивление пружины 15 и поднимает вверх пор- шень 14. Жидкость из верхней рабочей полости регулятора 10 давления поступает в поршневую полость водопропускного клапана 8, поднимает поршень 31 и тем самым клапан 8, штоковой полости водопропускного кла пана В жидкость через шланг 28 всасывается в поршневую полость рабочего цилиндра 12. Цилиндрическое кольцо в верхней части водопропускного кла- пана 8 при его подъеме вытесняет рабочую жидкость через шланг 29 в поршневую часть водовоздушного клапана 7 Поршень поднимается,, поднимая клапан 7 и сжимая пружину 34. При подьеме обоих клапанов 7 и 8 вода через верхнюю 2 и нижнюю 1 дрены из колодца 5 сбрасывается до предельного уровня

грунтовых вод, которьй устанавлива- ется заранее отдельно для каждой зоны дренажного колодца 5 посредством регулятора 10 давления, учитывая физико-механические свойства грунта в данной зоне. При завинчивании крышки 16, увеличивают сопро- тивление пружины 15 к сжатию и давление рабочей жидкости в регуляторе 10, а следовательно, повьшают и уровень грунтовых вод. Сброшенный избыток воды по дренам 1 и 2 указанным способом проходит соответственно через все дренажные колодцы 5, коллекторную систему 4 до водозаборного канала 9. При снижении уровня воды в колодце 5 поплавок 11 опус- кается вниз и рабочая жидкость поршнем 18 вытесняется из рабочего цилиндра 12 через гибкие шланги 25 и 28, устройство 13 для сбора воды и водопропускной клапан 8. От давле- ния поступающей жидкости и под действием сжатой пружины 21 поршень 20 перемеш,ает вниз шток 22, а поршень

31, опускаясь вниз, перемещает водопропускной клапан 8, который перекрывает нижнюю дрену 1. Перемещаясь вниз, водопропускной клапан 8 верхней кольцевой частью всасывает ра- жидкость через шланг 29 из поршневой полости водовоздушного .; клапана 7. От этого действия и от действия сжатой пружины 34 клапан 7 опускается вниз и перекрывает верхнюю дрену 2. При опускании поплавка 11 вниз рабочая жидкость всасывается в штоковую полость рабочего цилиндра 12 через шланги 24 и 26 соответственно из поршневых полостей устройства 13 для сбора воды и регулятора 10 давления. При перемещении поршня 14 вниз в регуляторе 10 давления рабочая жидкость через шланг 27 поступает из поршневой полости водопропускного клапана 8 в верхнюю рабочую полость регулятора 10 давления. Так как верхняя дрена 2 выполнена с обратным уклоном с таким расчетом, что по всей длине находится ниже определенного уровня грунтовых вод, а удельная масса шарика 33 меньше удельной массы воды, шарик 33 поднят вверх и закрывает сквозное отверстие 32 в водовоздуш- ном клапане 7. Таким образом перекрывается сообщение воды через дрену 2 из одной зоны действия колод- ца 5 в другую. Поэтому в каждой зоне действия колодцев 5 создается определенный уровень грунтовых вод, соответствуюш;ий заранее заданному лучшему водному режиму в данной зо- . не рельефа. При безосадковом периоде в условиях холмистого рельефа уровень грунтовых вод постепенно снижается . Капиллярная кайма перемещается вниз и в почву засасывается воздух, обогащая почву кислородом. Поплавок 11 опускается вниз, создавая разрежение воздуха в верхней дрене 2. Шарик 33 в водовоздушном клапане 7 перемещается вниз, открывая сквозное отверстие 32, в дрену 2 поступает воздух. При появлении осадков вода через пахотный слой поступает в дрены 1 и 2, а из них - в дренажные колодцы 5. Шарик 33 закрывает сквозное отверстие 32, и от подъема уровня воды в колодцах 5 воздух вытесняется из мелиоративной системь через пахотный слой, вытесняя тем самьм углекислый газ к листьям сель

скохозяйственных растений. При резком подъеме уровня воды в дренажных колодцах 5 происходит автом 1тическое регулирование определенного уровня грунтовых вод. Таким образом ср1сте ма действует в холмистом рельефе„

В почвах с обилием родников мелио ра.тивная система действует следующим образом. Вода из родниковых мест по- ступает через дрены 1 и 2 в колодцы 5, где указанным методом устанавливается определенный уровень грунтовых вод, а избыток воды сбрасывается в коллекторную систему 4. Так как верхний ярус коллекторной системы . 4 выполнен с обратным уклоном;. вода из коллектора 4 поступает в те дрены, в которых уровень грунтовых вод находится ниже располо;кени5Г зерх ней дрены 2, Если в местности много родников и почва сильно переувлажнена, то по всей системе проияводится постоянный отвод избыточной воды до достижения в каждой дрене заданного уровня грунтовых вод.

Формула изобретения

1. Мелиоративная система, содержа щая дренажную и коллекторную сети и осушительный канал, о т л и ч а ю-- щ а я с я тем, что, с целью улучшения водовоздушного режима г, корнеоби таемом слое на переувлалсненных хол™ мистых участках земли и почвах с

127839-1

S

5

Q о

.

обильными родниками, система снабжена дренажными колодцами, размещенными на дренажной и коллекторной сетях в понижениях рельефа, дренажная и коллекторная сети вьшолнены двз хъ- ярусными, их нижний ярус имеет положительный уклон и соединен вертикальными дренами с верхним ярусом, имеющим обратньй уклон, при этом дренажные колодцы снабжены устройством для сбора поверхностных вод и регулятором давления, гидравлически связанными между собой посредством гид- роцг-шиндра, заполненного рабочей жидкостью и установленного н а поплавке, и штоком, закрепленным на дне колодца, причем устройство для сбора поверхностных вод выполнено в виде установлецного в крышке колодца и помещенного в корпус конического подпружиненного поршневого клапана со штоком, имеющим в верхней части П- образные выемки, а дрены верхнего ,и н ижнего ярусов на выходе из колодца оснащены соответственно водовоз- душными и водопропускным клапанами, гидравлически связанными между собой, регулятором давления и гидроци- лйндром. ,

2, Система по п. 1, отличающаяся тем, что в водовоздушном клапане выполнена сквозная прорезь с установленным в ней шариком, удельная масса которого меньше удельной массы воды и больше удельной массы воздуха.

Фи&.1

12

Фиг.З

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для равномерного осушения и улучшения во- довоздушног 6 режима в корнеобитае. мом слое почвы. Целью изобретения является улучшение водовоздушного рекима в корнеобитаемом слое на переувлажненных холмистых участках земли и почвах с обильными родниками. Дренажная и коллекторная сети системы выполнены двухъярусными, их нижний ярус имеет положительный уклон и соединен вертикальными дренами с верхним ярусом, выполненным с обратным уклоном, а в понижениях рельефа между .ярусами размещены дренажные колодцы. Система снабжена устройством, позволяющим эффективно отводить поверхностные воды и избыток влаги из -почвы, а также устройством для установки определенного уровня грунтовых вод. Дпя регулирования водно- го режима не требуется постоянной знергии, так как используется энергия притока воды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л to sj 00 00 со