Система увлажнения почвы Советский патент 1993 года по МПК A01G25/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственной тематике. Более конкретная область применения - улучшение продуктивности широкого спектра культурных и дикорастущих растений, произрастающих в зоне пустынь и полупустынь, в условиях дефицита водного питания.

Цель изобретения - снижение стоимости и упрощение конструкции.

На фиг.1 принципиальная схема системы увлажнения, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Система включает: источник минерализованной воды 1, насосный агрегат (станция) 2, наземную 3 и подземную 4 части, резервуар-подогреватель 5. Источником 1 может быть подземный горизонт (коллектор), соленое озеро, река, водохранилище сбросных вод, морская (океаническая) акватория. С источником 1 через насосный агрегат 2 типового традиционного исполнения соединены собственно ирригационная сеть 3,4 и резервуар-подогреватель 5. Наземная 2 часть выполнена из труб; окрашенных в

интенсивный черный цвет в целях подогрева воды солнечной энергией. Окрашивание производят непосредственно сразу после источника 1. На площади плантации 6 ирригационная сеть равномерно рассредотачи- вается на несколько параллельных линий с примыкающими более короткими магистралями меньшего диаметра по классической схеме/гонкоструйной (капельной) схеме ирригации. Отличие наземной части 3 состоит в том, что а предлагаемом решении частота дробления (дифференцировка) магистралей меньше примерно на порядок, т.е. признак водного питания индивидуально каждому растению здесь не выражен. Размещение питательных трубок реже и по своим пространственным параметрам является близким к квадратно-гнездовому, охватывающему всю орошаемую плантацию. Размеры квадрата колеблются в зависимости от агромелиоративной конкретиш а пределах (сторона квадрата) - 1-10 м, с небольшими вариациями в ту и другую сторону. Главный показатель здесь - харэктеXIXJ

ю ы

ристики грунта. Чем выше проницаемость, тем реже установка трубок, шире сторрна квадрата, и наоборот. Всё гидрокоммуникации наземной части 3 независимо от диаметра окрашены в интенсивный черный цвет. Подземная часть 4 ирригационной паровой системы отличается от прототипа Значительно большим заглублением в грунт. Отличительный признак здесь расположение обреза (нижнего открытого конца) питательной (нагнетательной) трубки. Он располагается, в отличие от прототипа, с интервалом 2-8 м от дневной поверхности. Для однолетних культур, корнеобитаемый слой которых имеет небольшую и среднюю толщину - заложение меньше. Для древесных - глубина больше. Оптимум заглубления питательных трубок определяется опытно-расчетным путем с учетом агроме- лиоративной и климатоландшафтной конк- ретики. Чем сильнее может быть нагрета солнцем минерализованная .вода (выше максимальная температура), тем ниже может быть заложение. В любом случае заложения ограничение дано по двум параметрам.

1. Вся или основная (для отдельных древесных) масса корней не должна контактировать с горизонтом (уровнем) расположения обреза питательных трубок и располагаться от этого уровня с интервалом не менее 0,5-1,5 мм.

2. Максимум пароконденсации наступает в корнеобитаемом слое или в слое, непосредственно нижележащем и связанном с корнеобитаемым капиллярными процессами.

Ирригационная сеть состоит из труб разного диаметра (5-100 мм), причем подземная часть 4 выполняют преимущественно из перфорированных о нижней части (до 9,5 м от низа) пластмассовых или керамических трубок небольшого диаметра (5-10 мм) или перфорированных металлических такого же диаметра, но покрытых слоем тепло- изоляции. Резервуар-подогреватель 5 выполняет комплексно две функции: накопления и нагрева минерализованной воды. Размеры резервуара зависят таким образом от размера плантации. На малых лоскутных площадях выполняется в форме мелкого открытого бассейна, сооруженного из блочных конструкций. Материал: бетон или металл. Иллюстрацией м ожет служить детский лягушатник в спортивно-оздоровительных комплексах, но несколько больше по площади. Стенки резервуара теплогид- .ройзолйрованы по типовой классической схеме. Для площадей больших размеров выполняется несколько резервуаров, преимущественно в понижениях рельефа. В качестве резервуара 5 может служить и искусственное сооружение - мелкий пруд или близко расположенное озеро небольших

размеров. Дно этого естественного и искусственного природного резервуара покрывают веществом с интенсивной черной окраской, например, сажа, отходы производства и пр. Отбор воды ведется из самого

0 мелкого места, непосредственно с самого поверхностного нагретого слоя воды. Насосный агрегат 2 при незначительном расстоянии до источника 1 может быть выполнен в единичном экземпляре и распо5 ложен непосредственно вблизи резервуара 5. При удлинении коммуникаций, связывающих с источником 1, количество насосных агрегатов 2 пропорционально увеличивается. Они размещаются вдоль трассы с интер0 валом и непосредственно у источника 1. Исполнение трассы водовода типовое. При близлежащем расположении источника 1 насосный агрегат 2 связывается одновременно с ирригационной сетью на планта5 ции 3, 4, источником 1 и резервуаром 5. Система может включать несколько последовательно работающих циклов (водоемов) 5с прогрессирующе увеличивающейся минерализацией.

0 Описание работы устройства. Насосный агрегат 2 (агрегаты) подает минерализованную воду в резервуар-нагреватель 5. Вода, благодаря интенсивной солнечной.радиации и зачернению дна резервуара 5, нагре5 вается до 60-80°С (60% солнечной энергии при нормальных условиях поглощается метровым слоем воды, глубина резервуара находится в этих пределах). Затем второй Секцией насосного агрегата1 2 подается в

0 наземную часть 3 и далее подземную часть 4 ирригационной системы. Поступившая в нижний (перепроизводящий) слой через перфорацию (множество отверстий, рассредоточенных по всей поверхности трубки до

5 полуметра по высоте от низа) вода распространяется равномерно во все стороны и насыщает близлежащие слои грунта. После этого сразу начинается миграция паровой фазы вверх к корнеобитаемому слою,

0 Поскольку известно, что за дневные часы верхний слой грунта из-за низкой теплопроводности прогревается на небольшую глубину (0,3-0,5 м), но вблизи этого эшелона (слоя) внизу расположены достаточно про5 хладные слои, которые и служат базой для пароконденсации. Здесь в 1-2 м от поверхности сосредотачивается основной потенциал капельной фазы, которая затем служит основой для водного питания растений, стимуляции их роста.

Наиболее рационально в условиях дефицита водного баланса использовать многократные кругообороты минерализованной воды, т.е. при гидрологических и геологических благоприятных условиях собирать воду,прошедшую первый цикл,для повторного использования. Эти операции будут возможны, если близко расположены подстилающие водоупоры (например, глины). Не везде и не всегда, но на отдельных участках, таким образом, будет возможно многократно использовать водный потенциал. Этим целям будут служить отдельные резервуары-сборники, составляющие единый каскад с первичным. При этом, сте- пень минерализации воды от цикла к циклу будет повышаться.

Система увлажнения почвы может играть и вторую функцию. При наличии баланса пресной {слабоминерализованной) воды в качестве профилактических лечебных приемов на площадях, где в результате длительной ирригации традиционными методами уровень засоления поверхностного обрабатываемого слоя повышен и прибли-

жается к критическому, а реставрация земель невозможна или сопряжена с большими экономическими затратами. В этом случае применяют предложенную систему увлажнения почвы.

Формула изобретения

1. Система увлажнения почвы, включающая бассейн с минерализованной водой с зачерненным дном и подключенную к нему сеть подпочвенных испарителей, о т л и ч а-. ю щ а я с я тем, что, с целью снижения стоимости и упрощения конструкции, сеть подпочвенных испарителей снабжена надземными распределительными трубопроводами и выполнена в виде, подключенных к ним вертикальных подземных скважин, выведенных на глубину, превышающую высоту капиллярного подъема влаги.

2. Система по п. 1,отличающаяся тем, что выполнена в виде каскада сетей подпочвенных увлажнителей, каждая из которых имеет бассейн для сбора минерализованных вод с вышерасположенной площади и насос для подачи воды на повторное использование.

Назначение: увлажнение почвы с использованием минерализованных вод с упрощением и удешевлением конструкции сети. Сущность предложения: система включает бассейн 5 с солнечным подогревом воды, сообщенный распределительными трубопроводами и скважинами с почво-грунтом на глубине большей, чем глубина капиллярного подъема влаги. В процессе увлажнения минерализованная вода подогревается в бассейне и направляется через скважины в почво-грунты, где происходит выделение парообразной определенной влаги и последующая ее конденсация в почвенном слое выше уровня капиллярного подъема минерализованных вод. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.