Колодец-поглотитель Советский патент 1993 года по МПК E02B11/00 

ел

с

Использование: изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации, в частности может быть использовано при отводе поверхностных вод из замкнутых бессточных понижений на осушительных и оросительных системах. Сущность изобретения: колодец-поглотитель включает водоприемную камеру 1, заполненную фильтрующим материалом, и водоотводящую камеру 3 с сбросным коллектором 5. Колодец-поглотитель снабжен промежуточной герметичной камерой 8 для подключения дрен 9, расположенной между водоприемной камерой 1 и водоотводящей камерой 3, и коленообразной сливной трубой 4, внутри которой установлен эжектор 6 с подключенной к зоне разряжения воздухо- отводящей трубкой 7, посредством которой , водоприемная 1 и водоотводящая 3 камеры гидравлически сообщены между собой, при этом промежуточная камера 8 соединена с водоотводящей 3 посредством сливного сифона 10с гидравлическими замками. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации, в частности может быть использовано при отводе поверхностных вод из замкнутых бессточных понижений (блюдец) на осушительных и оросительных системах. . Известно, что на замкнутых водосборах а период схода паводка или после ливневых дождей образуются локальные участки, покрытые водой. Ситуация усугубляется, если почвы тяжелого механического состава имеют низкие коэффициенты водопроницаемости. Достаточно эффективное средство борьбы с этим явлением - открытые собиратели. Однако открытые каналы снижают коэффициент земельного использования, затрудняют перемещение по полям сельскохозяйственной техники при обработке угодий. К тому же в условиях холмистого рельефа на отдельных участках открытых собирателей могут потребоваться большие

глубины, что вызовет проблему утилизации грунта из ложа канала.

Поэтому широкое применение нашли колодцы-поглотители на сети закрытого дренажа, позволяющие поверхностный сток перевести в дренажный. В частности, известен водоприемник поверхностных вод, включающий заглубленный в пахотный горизонт корпус, состоящий из верхней и нижней частей и имеющий отверстия для сбора воды, выполненный с поверхностным и внутренним отстойниками.

Однако эффективность данного устройства в значительной мере снижается наличием микронеровностей поверхности почвы, вследствие чего на поверхности отвода основной массы воды остается незначительный, порой в несколько сантиметров остаточный слой, не поступающий в приемные отверстия колодца-поглотителя.

ч ю

ю

00 СП

Кроме остаточного поверхностного переувлажнения остается переувлажнение грунтового -профиля, что в комплексе затрудняет эффективное использование сельскохозяйственной техники.

Известно водопоглощающее устройство мелиоративной системы, содержащее ко- лодец-отстойник с водоприемными отверстиями, соединенный с закрытой водоотводящей сетью, водосливную трубу, снабженную подвижным полым оголовком, причем водосливная труба покрыта цилиндрическим корпусом с отверстиями в нижней части. Водопоглощающее устройство позволяет удалить поверхностную влагу с осу- шаемой территории и эффективно осадить взвешенные частички, что предотвращает заиление закрытой водоотводящей сети.

Однако эффективность устройства по удалению избыточной влаги с осушаемого массива снижается наличием неровностей на поверхности почвы, из-за чего остается небольшой слой воды, не поступающий в водоприемные отверстия устройства. По- скольку.отсутствует дренаж, остается влага в почвенном профиле, что в комплексе не дает возможности эффективно использовать осушаемую территорию в сельскохозяйственном обороте. Даже если устроить локальную осушительную сеть, используя в качестве водоприемника водоприемное Jc- тройство. ее влияние также будет невелико, поскольку известно, что обычный закрытый дренаж малоэффективен на тяжелых зем- лях, на которых, как правило, и образуются зоны переувлажнения поверхностной водой.

Известен поглотитель осушительной системы, включающий заполненные фильтрующей засыпкой водоприемник и водо- сборник, водоотводящую дрену, причем водоприемник выполнен со съемным надземным корпусом из листового материала с отверстиями и снабжен фильтрующими элементами грубой и тонкой очистки.

Недостатком прототипа является то, что не используется энергия отводимой с помощью колодца воды. В колодце имеется высота падения воды от фильтра до водоотводящей трубы. На эффективность работы колодца энергия стекающей воды, определяемая высотой колодца, не оказывает влияния.

Цель изобретения - повышение эффективности отвода избыточных вод с осушае- мой территории.

Поставленная цель достигается тем, что в колодце-поглотителе, включающем водоприемную камеру, заполненную фильтрующим материалом, и водоотводящую камеру

со сбросным коллектором, колодец снабжен промежуточной камерой для подключения к немудрен, расположенной водоприемной и водоотводящей камерами, и коле- нообразной сливной трубой, внутри которой установлен эжектор, с подключенной к зоне разряжения воздухоотводящей трубкой, посредством которой водоприемная и водоотвода щая камеры гидравлически сообщены между собой, при этом промежуточная камера соединена с водоотводящей посредством сливного сифона с гидравлическими замками.

. В предлагаемой конструкции энергия стекающей воды используется для образования вакуума в промежуточной герметичной камере, в которую впадают дрены. Вакуум позволяет усилить водоотводящую способность колодца и увеличить эффективность действия дренажа..

На чертеже показан разрез колодца-поглотителя.

Колодец-поглотитель включает водоприемную камеру 1, в которой по периметру выполнены водоприемные отверстия 2 со сменными фильтрующими вставками. Водоприемная камера 1 соединена с водоотводящей камерой 3 изогнутой сливной трубой 4. Из водоотводящей камеры 3, играющей роль отстойника, отводимая с мелиорируемой территории вода попадает в сбросной коллектор 5, В изогнутой сливной трубе А установлен эжектор 6 по типу аэрирующего конуса. В зоне влияния эжектора 6 установлена воздуховодная трубка 7, через которую отсасывается воздух из промежуточной герметичной камеры 8. Промежуточная камера 8 является водоприемником для локальной дренажной осушительной сети 9, отводящей почвенно-грунтовые воды избыточно увлажненной территории вокруг устройства. Промежуточная камера 8 соединена с водоотводящей камерой 3 сливным сифоном 10, который удаляет из промежуточной камеры 8 воду, поступающую в нее из дренажа 9. Для защиты промежуточной камеры 8 от Срыва вакуума в изогнутой сливной трубе 4 и в сливном сифоне 10 выполнены гидравлические замки. В свою очередь, для предотвращения замерзания воды в гидравлических замках колодца-поглотителя в водоприемной камере 1 уложен слой крупнопористого наполнителя 11. Вход в изогнутую сливную трубу 4 от засорения заполнителем 11 защищен решеткой 12.

Для периодического промыва водоотводящей камеры 3 в колодце-поглотителе выполнена промывная труба 13, верхний конец которой выходит на поверхность земли.

Работает колодец-поглотитель следующим образом.

С появлением поверхностного стока (весенний паводок, летне-осенние дожди) вода поступает в водоприемную камеру 1 5 устройства через водоприемные отверстия 2 со сменными фильтрующими вставками, предохраняющие устройства от засорения взвешенными частицами и плавающим мусором. Из верхней водоприемной камеры 1 10 вода попадает в нижнюю водоотводящую камеру 3 через изогнутую сливную трубу 4. Из водоотводящей камеры 3 вода по сбросному коллектору 5 отводится за пределы осушаемой территории. При движении воды 15 по изогнутой сливной трубе 5 эжектор 6. который может быть различной конструкции, создает разряжение, благодаря которому через воздуховодную трубку 7 из промежуточной герметичной камеры. 8 отса- 20 сывается воздух.- При этом образующееся в герметичной камере 8 разряжение, распространяющееся на закрытый дренаж 9, усиливает отток грунтовых вод с осушаемого массива. Уровень воды в промежуточной ка- 25 мере 8 повышается и, дойдя до уровня включения сливного сифона 10, заряжает его - происходит быстрый сброс дренажной воды из промежуточной камеры 8 колодца-поглотителя в отводящую камеру 4. Происходя- 30 . щее при этом интенсивное снижение уровня воды в промежуточной камере 8 способствует созданию еще большего разряжения, что в свою очередь дополнительно усиливает осушительное действие закрыто- 35 го дренажа 9.

Для предотвращения срыва вакуума в промежуточной камере 8 при снижении в ней уровней воды до отметки включения сливного сифона 10, в нем выполнен гид- 40- равлический замок. Аналогично гидравлический замок выполнен в изогнутой сливной трубе 3 для предотвращения срыва вакуума в промежуточной камере 8 через воздуховодную трубку 7 после прекращения стока 45 воды с поверхности почвы в колодец,

Таким образом предлагаемая конструкция устройства, в отличие от прототипа позволяет осуществить отвод избыточной влаги с осушаемой территории не только в 50 виде поверхностного стока, но и в виде по- чвенно-грунтовой влаги, когда определенная часть поверхностной воды переходит в грунтовую. Проблема отвода избыточной воды с полей с помощью колодцев-поглоти- 55 телей известных конструкций не удалось удовлетворительно решить, так как их водоприемная способность зависит в значительной мере от обилия природных факторов, изменяющихся во времени. Поэтому необходимо применять принудительное дренирование площади с помощью вакуумирова- ния камеры устройства и дренажа. Следовательно, под воздействием одновременно протекающих процессов: постоянно усиливающегося оттока грунтовой воды через вакуумированный дренаж и отвода поверхностной воды происходит быстрый отвод избыточной влаги с осушаемой территории, что делает возможным ее эффективное использование в сельском хозяйстве.

Периодически (1 раз в 4-5 лет) целесообразно осуществлять гидравлическую промывку водоотводящей камеры 3 через промывную трубу 13, используя фекальные отсасывающие насосы.

Дополнительные затраты на устройство колодца-поглотителя предлагаемой конструкции по отношению к проектируемым, складываются из затрат на материалы: две дополнительные железобетонные перемычки, металлические (или заменяющие) трубы на сливные устройства с аэратором, промывная труба и работы, состоящей в более тщательной по сравнению с проектируемыми типовыми сооружениями, сборке колодца и герметизации камеры 8. Однако, работающий колодец-поглотитель с вакуумной камерой позволяет избежать переувлажнения .прилегающих сельскохозяйственных угодий, включить их в оборот и получить дополнительную продукцию. Учитывая, что в условиях севера БССР на каждый колодец-поглотитель приходится от 0,5 до 20 га-(в среднем 10 га) переувлажненных земель, значительная часть из которых фактически выключена из сельскохозяйственного оборота, следует ожидать значительный экономический эффект от строительства этих сооружений. Так как известно, что даже кратковременное переувлажнение земель в замкнутых понижениях приводит к снижению урожайности озимых зерновых на 25-30%, яровые же вообще не могут быть выращены,

Учитывая цены на зерновые, при средней урожайности 3 т/га ущерб от временного переувлажнения составит около 3,6 тыс.руб,/10 га. Эффективность работы колодцев-поглотителей известных конструкций составляет около 60%, вследствие чего ущерб от переувлажнения снизится до 1440 руб/1.0 га. Соответственно, кол оде ц-поглотитель предлагаемой конструкции имеет эффективность порядка 95%, при этом ущерб останется не более 180 руб/10 га. Несложный расчет показывает, что отдача капитальных вложений по колодцам-погло- тителям проектируемых конструкций составит

СЖПР- доп . доход

издержки 7,2 руб/руб затрат с заявка „ 3420 руб

2160 руб 300 руб

400руб.

8,55 руб /руб затрат.

Расчет показывает, что предлагаемое техническое решение более экономически выгодное.

Рекомендуется следующая технологи- ческая последовательность строительных операций.

Первоначально устраивается отводящий (сбросной) коллектор, далее закрытая осушительная сеть. Потом в котловане уста- навливается на подготовку нижнее кольцо

Формул а из о б рете н и я

t

колодца и перекрывается перемычкой с двумя отверстиями под сливную трубу и сливной сифон. После этого устанавливают второе кольцо, к нему подсоединяются закрытые дрены. В дно камеры монтируются сифон и сливная труба с аэратором-эжектором с соблюдением необходимых предосторожностей камера перекрывается плитой с отверстием под сливную трубу. Стоки тщательно герметизируются. Последним устанавливается верхнее кольцо с водоприемными отверстиями и накрывается крышкой. После этого подсоединяется промывная труба, котлован засыпается, обратная засыпка уплотняется.

внутри которой установлен эжектор с подключенной к зоне разряжения воздухоотво- дящей трубкой, посредством которой водоприемная и водоотводящая камеры гидравлически сообщены между собой, при этом промежуточная камера соединена с во- доотводящей посредством сливного сифона с гидравлическими замками.

./

О °С °«O О OooS°oO