Система очистки поверхностного стока Советский патент 1992 года по МПК A01B13/16 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для очистки поверхностного стока в системах противоэрозионной мелиорации почв.

Известен способ очистки поверхностного стока, включающий размещенные поперек склона валик высотой 40-45 см и выемку глубиной 40 см.

Указанный способ не обеспечивает полного перехвата и очистки поверхностного стока, так как в выемке происходит отстаивание и оседание только крупных частиц.

Ближайшим к предлагаемой системе по технической сущности и достигаемому результату является способ борьбы с водной

эрозией почв, заключающийся в создании поперек склона валов, совмещенных с водо- поглощающими канавами, заполненными органическим заполнителем и веерообразно расположенными кротовыми дренами.

Недостатками данного способа являются отсутствие конструктивных элементов, обеспечивающих поэтапную дифференцированную очистку поверхностного стока и недостаточная его очистка вследствие заполнения канав быстроразлагающимися и быстрослвживающимися заполнителями органической природы.

Целью изобретения является улучшение очистки поверхностного стока и увелиXI

ю о

ю

Os

чение продолжительности работы системы очистки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем создание поперек склона вала с водопоглощаю- щей канавой, заполненной органическим заполнителем, валу придана дугообразная форма с направленными вверх по склону концами, выше вала и выемки высажен в виде направленного вверх по склону клина стелющийся кустарник, причем по обоим концам вала устроены стокосбрасывающие канавки, а ниже вала вдоль склона ложбины расположены внутрипочвенные емкости, нижние концы которых снабжены кротовинами, а верхние соединены с выемкой сто- косбрасывающими трубами, причем емкости заполнены материалом, обеспечивающим очистку стока.

Указанные отличия позволяют многократно снизить скорость движения в системе поверхностного стока, обеспечивая тем самым сначала осаждение частиц мелкозема, затем нейтрализацию и осаждение коллоидов, а также поглощение солей со слабовыраженной биологической и химической активностью в толще почвы.

На фиг.1 представлена система очистки поверхностного стока, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

Система очистки поверхностного стока включает стокоперехватывающую выемку 1 и стокопоглощающие внутрипочвенные емкости 2 с водоизолирующими крышками 3, заполненные материалом, обеспечивающим очистку стока 4, вал 5 с микролиманом 6, стокосбрасывающие трубы 7, соединяющие выемку 1 с внутрипочвенными емкостями 2, из которых веером выходят стокопоглощающие кротовины 8, стокорас- пыляющий клин из стелющегося кустарника 9 и стокосбрасывающие канавки 10.

Систему очистки поверхностного стока размещают в зоне водотока ложбин как на слабопологих, так и крутосклоновых землях. При этом каждую в отдельности систему формируют следующим образом.

Сначала на поверхности почвы колышками размечают место расположения всех элементов системы. Затем поперек ложбины, согласно разметке, вырывают выемку 1, траншеи для труб 7 и внутрипочвенные емкости 2. При этом внутрипочвенные емкости 2 выполняются сигарообразной формы высотой 30-40 см, шириной 40-50 см и, в зависимости от механического состава грунта, длиной 60-100 см и размещают удлиненной стороной параллельно линии тальвега (водотока) ложбины. Внутрипочвенные емкости 2 формируют на глубине, зависящей от удаления их от выемки 1 и крутизны общего склона, определяемого уклоном ложа водотока, а также степени удаленияместарасположения

внутрипочвенной емкости 2 в стороны от ложа водотока. Они могут быть образованы на глубинах 30-80 см от поверхности почвы. По мере удаления внутрипочвенной емко0 сти 2 вниз по склону водотока, она тем ближе к поверхности, чем больше уклон водотока (крутизна общего склона). Чем дальше влево или вправо от ложа водотока размещают внутрипочвенную емкость, тем

5 выше уровень поверхности почвы на берегах ложбины по сравнению с уровнем по- верхности почвы в ложе водотока. Внутрипочвенная емкость 2 должна размещаться на 10-20 см глубже выемки 1. При

0 этом верхняя (потолочная) часть емкости 2 должна быть на 5-10 см ниже пахотного горизонта. Такое расположение обеспечивает активный сброс поверхностного стока из выемки 1 во внутрипочвенную емкость 2.

5 Одновременно с этим формируют вал 5, куда укладывают грунт, извлекаемый из выемки 1 и внутрипочвенных емкостей 2. Толщина вала 50-60 см в центре и 10-20 см по его краям. Высота вала определяется

0 только глубиной выемки. Канавку 10 размещают на бровке вала.

Ширина выемки 1 определяется шириной дна ложбины, а длина - по тальвегу - крутизной склона и количество возможного

5 поступления поверхностного стока (климат, тип почвы, агрофон и т.д.). Глубина выемки

1обычно составляет 40-45 см. Для того, чтобы не допустить заиления выемки 1, ее засыпают гравием на 30-35 см выше уровня

0 ложа микролимана 6. Возвышающаяся над выемкой горка гравия обеспечивает отложение крупных частиц вокруг выемки, а водорастворимые и коллоидные частицы перехватываются гравием выемки 1, мелио5 рирующим материалом внутрипочвенных емкостей 2. Затем под углом 10-15° к уклону ложа водотока укладывают трубы 7 и засыпают выемку 1 и внутрипочвенные емкости

2гравием.

0 Для того, чтобы уменьшить поступление мелкозема во внутрипочвенные емкости 2, трубы 7 укладывают в выемке 1 на 15-20 см выше ее дна. В пределах внутрипочвенных емкостей 2 трубы 7 укладывают на дно бли5 же к выемке 1, а кротовины нарезают в верхней части противоположного конца внутрипочвенной емкости.

Это позволяет скоагулированным частицам стока осесть на дно внутрипочвенной емкости 2, а осветленной его части свободно переливаться в полость кротовины. Для того, чтобы избежать заиления внутрипоч- венной емкости 2 почвой, их накрывают водонепроницаемым материалом, например полиэтиленовой пленкой 3. По завершении этих работ траншеи для труб 7 и внутрипоч- венные емкости 2 засыпают почвой, а неплодородные ее слои укладывают в вал 5.

Затем нарезают кротовины 8. Нарезку последних, в зависимости от механического состава почв, осуществляют один раз в 2-6 лет.

Начальную точку кротовины закладывают в верхней части внутрипочвенной емкости 2, т.е. на глубине 50-65 см от поверхности почвы. Затем черед два-три метра и на всем остальном протяжении кротовин 8 их образуют на глубине 55-70 см от поверхности почвы или на глубине 70-100 см в случае загрязнения почв радионуклидами. Уклон ложа кротовин 8 на начальном 2-3-метровом участке не должен превышать значений 0,01 в почвах легкого механического состава и 0,02 в почвах тяжелого механического состава. Уклон заложения кротовин 8 за пределами начального 2-3- метрового отрезка должен находиться в пределах значений 0,005-0,01. Превышение уклона ложа кротовин 8 приводит к образованию водороин.

Посадку кустарниковых растений 9 осуществляют рядами в виде клиньев. Для того, чтобы почва вокруг выемки 1 не обрушивалась и в нее не поступал мелкозем, высаживают стелющиеся виды кустарника и высевают многолетние травы.

При испытании построена система очистки поверхностного стока на отрезке ложбины длиной в 75 м в лесополосе на склоне крутизной 0,5° в ее верхней части и крутизной 3,0° в месте заложения. Ширина ложбины от 10-15 м в верхней части до 30-35 м в нижней, глубина - от 0,6 до 1,3 м, Глубина выемки 1 45 см, ширина 60 см и длина 120 см. Вал 5 имеет высоту 60 см в центре и 10-20 см по краям. Выемка 1 заполнена гравием из известняка.

Внутрипочвенные емкости 2 размещены на глубине 60 см (дно) и 30 см (потолок) и также заполнены гравием,

Ширина внутрипочвенной емкости 40 см и длина 80 см. Кротовины 8 диаметром 90 мм в зоне внутрипочвенных емкостей 2 заложены на глубине 30 см от поверхности почвы, а в конечной точке - на глубине 70 см от поверхности почвы. Кротовины закладывают с уклоном 0,01 на начальном 2-3 м отрезке и с уклоном 0,005 на остальном отрезке их заложения.

Испытания проводят путем выпуска воды по ложу водотока в течение 15 мин с расходом 12 л/с, соответствующим расходу ливневого стока 10.%-ной обеспеченности с

вышележащего водосбора ложбины.

Система работает следующим образом. При поступлении загрязненного поверхностного стока в систему клин из стелющегося кустарника 9 рассекает и

0 рассредотачивает его вширь по дну водотока ложбины и тем самым снижает скорость потока. Одновременно происходит перехватывание и задержание стеблей и листьев вместе с крупными и средними частицами

5 мелкозема кустарником 9. Значительно очищенный от твердых частиц поверхностный сток поступает в стокопоглощающую выемку 1. При контакте кальцийсодержащих веществ с находящимися в поверхностном

0 стоке коллоидными частицами и солями фульвокислот происходит их коагуляция и выпадение в осадок. Из выемки 1 поверхностный сток через стокосбрасывающие трубы 7 стекает во внутрипочвенные емкости 2,

5 где вследствие контакта водорастворимых соединений тяжелых металлов с коагулирующими веществами происходит интенсивное выпадение их в осадок.

Окончательная очистка поверхностного

0 стока происходит в кротовинах 8, куда он поступает из внутрипочвенных емкостей 2. В случае возникновения избыточного поверхностного стока, происходит его сбрасывание из микролимана 6 по канавкам 10 на

5 щели кротовин 8.

Таким образом, имеющаяся в системе выемка с валом, соединенная с внутрипоч- венными емкостямии кротовинами, позволяет за счет предварительного

0 освобождения поверхностного стока от крупных частиц и последующей очистки от мелкозема и коллоидов достичь более высокой степени очистки, исключая при этом забивку кротовин илистыми частицами.

5Полевые испытания вариантов сравниваемых объектов показали, что предлагаемая система очистки поверхностного стока увеличивает в 18-20 раз по сравнению с известной интенсивность поглощения стока

0 и в 1,5-1,8 раза степень его очистки. Формула изобретения Система очистки поверхностного стока, содержащая размещенные поперек ложбин вал и расположенную выше по склону выем5 ку с заполнителем, а также соединенные с выемкой кротовые дрены, выведенные на склоны ложбины, отличающаяся тем, что, с целью улучшения очистки поверхностного стока и увеличения продолжительности работы системы очистки, валу придана

дугообразная форма с направленными вверх по склону концами, выше вала и выемки высажен в виде направленного вверх по склону клина стелющийся кустарник,

вдоль склонов ложбины расположены внут- рипочвенные емкости, Нижние концы которых снабжены кротовинами, а верхние соединены с выемкой стокосбрасывающи

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для очистки поверхностного стока в системах противоэрозионной мелиорации почв. Целью изобретения является улучшение очистки поверхностного стока и увеличение продолжительности работы системы очистки. Система очистки состоит из стокоперех- ватывающей выемки, ниже которой по склону поперек ложбины расположен вал, которому придана дугообразная форма с направленными вверх по склону концами. Выше вала и выемки высажен в виде направленного вверх по склону клина стелющийся кустарник. По обоим концам вала устроены стокосбрасывающие канавки. Ниже вала вдоль склонов ложбины расположены внутрипочвенные емкости, нижние концы которых снабжены кротовинами, а верхние соединены с выемкой стокосбрасы- вающими трубами. Выемка и внутрипочвенные емкости заполнены гравием из материалов, обеспечивающих очистку стока. 3 ил. сл

причем по обоим концам вала устроены сто- 5 ми трубами, причем кости заполнены мате- косбрасывающие канавки, а ниже вала риалом, обеспечивающим очистку стока.

Г

о° р « J ° /3

«. з V,/, Q о

°о

л 0д0о° в О 00 О -

/;г

г/у ц} и)1,

Риг.З

°/0