СПОСОБ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ НА СКЛОНАХ ОВРАГА

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафта на склонах оврага и может применено для создания регулирования водного режима карликовых и кустарниковых насаждений плодово-ягодного назначения, а также цветочных насаждений и других растений в местах использования участков террас при разработке склонов и полива с малыми поливными нормами.

Предлагаемое техническое решение предназначено, прежде всего, для создания новых и реконструкции эксплуатируемых в пределах городских парках отдыха и на загородных территориях, где трудно использовать только естественный рельеф местности, и где нужны специальные площадки с ровным покрытием в виде узких террас по периметру склонового оврага; возводить конструкции каскада таких террас от вершины до его подошвы.

В целом для правильного выбора способа, как укрепления, так и с малыми дозами полива. Здесь должны учитываться: структура грунта, степень уклона, соседство грунтовых вод, вероятность природных разрушений - оползней, подмывов, осыпаний. Если для полого уклона достаточно высадки растений, которые своими корнями крепят почву, то крутые склоны оврагов требуют специально подготовленные площадки (участки) в виде круговых по его периметру террас и конструкций их укрепления для того, чтобы определить полив этих растений малыми поливными нормами. Таким образом, это привлекательнее смотрится для отдыха людей композиции из отдельных стоящих невысоких деревьев, кустарников, цветов и т.п., где такие замкнутые или полузамкнутые овраги образуют внутри данной территории (впадины) субтропический климат для выращивания различных теплолюбивых растений. При этом при помощи и цветочного их разнообразия (дизайна) и в разнице их высоте расположения на террасах.

Оформление склона замкнутого или полузамкнутого оврага растениями искусственным способом защиты от осыпания, укрепления склона на участках террас, может, происходит естественным путем, однако, при этом полив малыми поливными нормами может, происходит с помощью прогрессивного капельного орошения. В предложенном изобретении не рассматриваются вопросы художественного оформления (хотя и этот вопрос важен для отдыха людей и туристов) заборов из различного материала хорошо сдерживающих поверхности любой степени крутизны, а в частности, рассматривается способ полива с капельным орошением террасовых круговых или полукруговых участков от вершины до подошвы оврага, учитывая при этом и агроландшафтный дизайн.

Известна система внутрипочвенного очагового орошения, включающая магистральный канал или водовод, распределительный и поливной оросительный трубопроводы с заглушкой в конце трубопровода, очаговые увлажнители из перфорированных трубок и корнеобитаемой зоне, водомерное оборудование, устройство смешивания и дозирования удобрений, при этом распределительный трубопровод снабжен кранами с градуировкой расхода воды, оросительный трубопровод образован отрезками гибких трубок, последовательно соединяющих увлажнители, и имеет уклон к концу ряда посадок, увлажнители выполнен из открытых полиэтиленовых трубок длиной не менее 600 мм с двумя отводами на уровне 200 мм от верхнего конца с присоединением к последней гибких трубок для поступления поливной воды из водоприемника, свободно устанавливаемого на горизонталью посадок и соединенного с кранами, и имеющих перфорацию на нижнем конце с диаметром отверстий 2-3 мм, а водоприемник является гасителем давления воды из распределительного трубопровода, обеспечивает направление ее в обе стороны от него по ряду посадок и создает необходимое давление в оросительном трубопроводе, при этом увлажнители углубляют в почву стержнем, снабженным конусным наконечником, рукояткой и упором и вставляемых внутрь их открытой трубки с возможностью его выемки (Патент RU №2337528, A01G 25/06 от 10.11.2008).

К недостаткам данной системы относятся расположение оросительных трубопроводов над поверхностью земли, что исключает междурядную обработку насаждений, отсутствие возможности регулируемой подачей оросительной воды в корнеобитаемую зону растений, неравномерное увлажнение почвы в корнеобитаемой зоне. Кроме того, необходимо учитывать рельеф крутых склонов оврага с террасовыми круговыми или полукруговыми участками, расположенными от вершины до его подошвы и полив проводит с малыми поливными нормами для сохранения агроландшафтного дизайна в условиях склонов. При этом трудозатраты сократить в несколько раз и система должна быть экономична и просто конструктивно в изготовлении. Кроме того, система имеет ограниченные функциональные возможности.

Известна также система капельного орошения, включающая водоисточник, бассейн-отстойник, насосную станцию, фильтры и оросительную сеть с капельницами, в которых, капельницы с широким диапазоном норм расхода поливной воды гидравлически связаны в группы по девять капельниц в каждой, соединенных единым переключателем, причем в каждой группе сформировано шесть подгрупп по четыре капельницы в каждой с равным суммарным расходом воды (Патент RU №2231951, A01G 25/02 от 10.07.2004).

К недостаткам описанной системы капельного орошения относятся ограниченные функциональные возможности, кроме того, не обеспечиваются комфортные условия роста растений с учетом склоновых оврагов от вершины до его подошвы, и сохранения ландшафтного дизайна данной территории.

Известен способ закрепления многоотвершковых оврагов, включающий формирование каскада земляных запруд по их основному руслу и посадку на них мелиоративных насаждений, земляные запруды размещают в местах ответвления отвершков от основного русла, в вершинах оврага и его отвершков сооружают насыпные террасовидные площадки, полотну которых придают обратные уклоны, а с боковых сторон площадок устраивают скаты (Авторское свидетельство SU №1667651, А01В 13/16 от 07.08.1991).

К недостаткам описанного способа, не смотря на имеющуюся возможность размещения в овраге и его отвершков, придания поперечного террасовидного профиля и устраивания скатов по их бокам под определенным углом, относятся ограниченные функциональные возможности поверхности насыпных площадок капельной подачи воды растениям, а также большие капитальные вложения и повышения надежности работы.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявленному способу капельного орошения на склонах и агроландшафтного деконирования является оросительная сеть для полива склоновых земель, включающая систему распределительных трубопроводов подключенные к ним поливных трубопроводов с водовыпусками капельной подачи воды растениям, поливные трубопроводы в местах подключения их к распределительным снабжены регуляторами расхода, а в концевой части - перепускным устройством и уложены с положительным уклоном. При этом трубопроводы в верхней части имеют воздуховыпускные отверстия, а водовыпуски выполнены в виде емкостей изменяемого объема, установленных вертикально, причем в нижней части каждой емкости выполнено калиброванное отверстие (Авторское свидетельство SU №1304785, A01G 25.02 от 23.04.1987).

К недостаткам данной системы относятся расположение поливных трубопроводов над поверхностью земли, что исключает возможность выполнять междурядную обработку различных насаждений, отсутствия возможности подачи воды над верхней зоной растения, тем самым неравномерное увлажнение почвы над верхней зоной растения. Кроме того, ограниченные функциональные возможности и низкая эксплуатационная надежность таких водовыпусков капельной подачи воды растениям. При этом система не обеспечивает оптимальных условий полива для ландшафтного декорирования и малых ее расходах и больших перепадов в трубопроводах при использовании их для разных рельефных территорий (местности), что снижает эффективность работы на склонах оврага в целом, а также затруднен процесс очистки рабочих полостей водовыпусков от засорения.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение - расширение функциональных возможностей малообъемного орошения карликовых и кустарниковых насаждений плодово-ягодного и цветов, позволяющих вести междурядную обработку.

Технический результат - создание оптимальных условий для роста и развития кустарниковых насаждений плодово-ягодного назначения и цветов, повышение урожайности и создание агроландшафтного дизайна.

Указанный технический результат достигается тем, что способ капельного орошения на склонах оврага, включающий использование подводящего трубопровода с регулятором, поливных трубопроводов в местах отвода воды, отличающийся тем, что каждая ландшафтная декорированная с каскадом терраса имеет в местах отвода воды напорный полиэтиленовый распределительный трубопровод, террасы выполнены шириной 2-3 м, водораспределительное устройство выполняют в виде вертикального полиэтиленового стояка с горизонтальным напорным полиэтиленовым патрубком с вантузом сверху свода, гидравлически соединенным с напорным полиэтиленовым трубопроводом посредством уложенной на поверхность земли магистральной горизонтальной трубы, расположенной у боковой стенки верхнего яруса террасы, при этом напорные полиэтиленовые распределительные трубопроводы гидравлически соединяют с поливными полиэтиленовыми трубопроводами посредством шаровых кранов, управляемых с поверхности земли, а распределительные полиэтиленовые напорные трубопроводы укладывают на поверхность земли, причем поливные полиэтиленовые трубопроводы укладывают на глубине 20-30 см от поверхности земли по основной линии участка террасы, трубопроводы имеют по длине водовыпускные отверстия, к каждому из которых присоединяют вертикальные отводы из полиэтиленовых патрубков, имеющих капельницы на поверхности земли в зоне ряда высаженных растений, причем полиэтиленовые трубопроводы и полимерный материал капельниц имеют свойства стойкости к коррозии, а подводящий трубопровод на входе соединяют с аванкамерой-отстойником с сорозадерживающими сооружениями в виде фильтров в сторону подачи в напорный полиэтиленовый трубопровод в виде магистральной горизонтальной трубы, расположенной на верхнем участке террасы, причем устраивают лестничные ступени параллельно уложенному по склону оврага напорному полиэтиленовому распределительному трубопроводу.

Кроме того, капельница имеет диаметр фильтра цилиндрической формы, диаметр которого равен внутреннему диаметру дополнительного патрубка, и имеет длину не менее длины патрубка.

Кроме того, диаметр выходного патрубка капельницы снабжен вторым седлом шара, размещенным перед ним.

Кроме того, диаметр выходного патрубка капельницы выполняют не более 0,7 диаметра шара перед рабочим каналом.

Кроме того, вантузом, в котором размещают шаровой клапан, обеспечивают возможность перекрытия выпускного отверстия и создают необходимый впуск и выпуск воздуха в напорном распределительном трубопроводе, кроме того, предотвращают непроизводительные утечки рабочей среды в атмосферу.

Выполнение способа подобной конструкции не выявлено из изученной научно-технической информации патентной документации, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемого технического решения.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематически изображена данная территория склонового оврага для капельного орошения.

На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1

На фиг. 3 показана капельная система орошения.

На фиг. 4 представлена предлагаемая капельница, общий вид.

На фиг. 5 представлен предохранительный клапан (вантуз), вид сбоку.

На фиг. 6 - стояк с вантузом и горизонтально напорным патрубком.

На склоновой эродированной территории 1 определяют границу распространения контура площади его. Затем в пределах известных границ и его склоновых земель оврага, разрабатывают плановые участки террас 2 шириной 2-3 м, начиная от вершины в сторону подошвы (подножия) оврага. В подошве оврага выравнивают площадку 3 и проектируют на этой площадки, например, многоструйный фонтан 4, что выглядит более чем живописно, а также другие виды строений для отдыха людей, территория которого, в общем, обеспечивает агроландшафтного декорирования на всех участках террас.

В данном способе устроенные отдельные кольцевые или незамкнутые, в зависимости от планового строения, склоновые овраги и в плане участки (площадки) террас 2, делают планировку земли, а вертикальные стенки террас по спуску склонового оврага вниз (определенной крутизны), т.е. в сторону подошвы оврага, формируют и укрепляют из известных материалов в виде соответствующей декоративной плиткой, натурального камня и др. материала, а дорожки брусчаткой, соответствующих дизайну склоновой эродированной территории. Таким образом, укрепление склона оврага и ландшафтное декорирование всех участков террас решает многие проблемы в общей ситуации разработки склонового оврага. После этого на закольцованной или незамкнутой верхней террасы 2 (начиная с вершины) и ровную площадку устраивают подводящий трубопровод 5, подключенный через регулятор 6 к горизонтальному расположенного по верхней террасе 2 полиэтиленовой трубы 7 у боковой стенки террасы 2, которую укладывают на поверхность земли.

По длине напорной полиэтиленовой трубы 7 разбивают на заданные участки для устройства в местах отвода по склону (спуску) укладывают на поверхность земли напорные полиэтиленовые распределительные трубопроводы 8, вначале каждого из которых устраивают водораспределительное устройство, выполненное в виде полиэтиленового стояка 9 с горизонтально напорным полиэтиленовым патрубком 10 с вантузом 11 сверху свода. От напорного полиэтиленового распределительного трубопровода 8 на границе каждом разработанном участке (площадки) террасы 2 по склону спуска, в местах подключения определяют присоединение поливных полиэтиленовых трубопроводов 11 и 12 гидравлически соединенные посредством шаровых кранов 13 и 14. По длине поливные полиэтиленовые трубопроводы 11 и 12 укладывают на глубину 20-30 см от поверхности земли по осевой линии участка террасы 2, на которых устанавливают капельницы 15. Капельница 15 имеет полиэтиленовый вертикальный патрубок 16, капельница обеспечивает дозированную подачу воды на поверхности земли к высаженным кустарниковым насаждениям плодово-ягодного назначения, а также цветочным насаждениям и другим культурным растениям. Строительство капельного орошения на склонах оврага из полиэтиленовых трубопроводов и полимерного материала капельниц имеют свойства для изготовления стойкого к коррозии.

Капельница 15 включает впускной полиэтиленовый вертикальный патрубок 16 поливного полиэтиленового трубопровода 11 и 12, запорный орган 17 в виде шарового крана на выпускном вертикальном патрубке 16, выходной патрубок 18 с переходным цилиндрическим наконечником 19, рабочий канал 20, расположенный в цилиндрическом наконечнике 19. На выходном конце патрубка 18 устанавливают седло 21, шарообразный поплавок 22 покрывают упругой оболочкой 23 и свободно располагают выше сетчатого фильтра 24 обтекаемой цилиндрической формы и имеющей опоясывающее его по окружности прорези-водоводы 25, например, параболической формы, причем прорези-водоводы располагают взаимно перпендикулярных плоскостях, и сливную трубу 26, герметично надетую на цилиндрический наконечник 19.

К средней части полиэтиленового вертикального патрубка 18 эксцентрично присоединен жестко под углом дополнительный патрубок 27 в виде наружного выступа, в цилиндрической части которого устанавливают сетчатый фильтр 24 обтекаемой цилиндрической формы, имеющего диаметр равный внутреннему диаметру дополнительного патрубка 27, и длина круглого сетчатого фильтра 24 составляет не менее длины патрубка 27. Внутри между выходным и дополнительным патрубками 16 и 27, соответственно, имеет место водовыпускное отверстие 28 с гнездом 29, выполненный с фиксирующими внутренними приливами. Верх дополнительного патрубка 27 сопрягают резьбой с глухой гайкой 30. Гайка 30 поджимает вертикальный сетчатый фильтр 24 к гнезду 29, перекрывая отверстие 28 в форме трубчатого сетчатого цилиндра.

Верх гайки 30 ограничивает ход сетчатого фильтра 24 обтекаемой цилиндрической формы, вставленного нижним концом в гнездо 29 до крайнего нижнего его положения за счет прижатия при завертывании гайки 30. Глубина гайки 30 выполнена такой, что при стопорении сетчатого фильтра 24, расход воды патрубка 18 проходит через отверстие 28 и круглый сетчатый фильтр 24 в дополнительный патрубок 27, что способствует максимальному значению дополнительного открытием шарового крана 17, т.е. соответственно, и напору воды создающего давление на плавучесть шарового поплавка 22 с упругой оболочкой 23.

Изготовление всех элементов капельницы цилиндрической формы с соответствующими соединениями с помощью резьбы в одно целое, облегчает изготовление и сборку их, т.е. устройство капельницы просто, компактно, снижается себестоимость деталей.

Следует отметить, что магистральная полиэтиленовая труба 7 и напорные полиэтиленовые распределительные трубопроводы 8 при монтаже укладывают непосредственно над поверхностью земли, при этом узел их связи выполнен также из полиэтиленовых изделий, а стояк 9 с горизонтальным полиэтиленовым патрубком 10, который снабжен сверху свода вантузом 11. При этом напорные полиэтиленовые распределительные трубопроводы 8 нет необходимости рассчитывать на придание их положительного уклона, так как сам уклон оврага, начиная с вершины до его подошвы, уже имеет естественный крутой уклон, т.е. в соответствии укладку на землю проводят с учетом крутизны склона. Поливным пластмассовым трубопроводам 11 и 12 придают положительный уклон при укладке на глубину 20-30 см от поверхности земли в сторону концевой их частей с заглушками на конце (не показано) для сброса воды на зимний период, т.е. происходит опорожнение (сброс воды) трубопровода от замерзания воды в нем. Длина каждых поливных полиэтиленовых трубопроводов, уложенных в грунт на террасах 2, зависит от длины последних, а гидравлический расчет ведут по суммарному расходу всех капельниц по длине каждого поливного полиэтиленового трубопровода.

Назначение установки вантуза 11 применяют для открытия при атмосферном давлении воды, отличающееся от атмосферного.

В корпусе 31 вантуза 11, выполняют отверстие 31, перекрытое перфорированной крышкой 33, на которой жестко монтируют зафиксированный в основании корпуса 31 вантуза стакан 34, с обратным шаровым клапаном 35. В нижней части стакана 34, в боковых стенках выполняют выпускные отверстия 36, причем стакан 34 соосно ориентирован открытым концом 37 к выпускному отверстию 38 в крышке 39 вантуза 11. Вантуз 11 закрепляют съемно к корпусу 31 устройства, и имеет кольцевую расточку-фиксатор, в которую входит в контакт перфорированная крышка 33.

Диаметр впускного-выпускного отверстия 38 вантуза 11 не более 0,7 диаметра обратного шарового клапана 35 с целью обеспечения возможности предохранения заклинивания шарового клапана 35, причем кромки отверстия 38 имеют фаску 40, расположенную под углом 45°, отсюда: d = 2 × D/2 × sin 45° ≤ 0,7D, где d - диаметр впускного-выпускного отверстия в крышке 39 вантуза 11; D - диаметр обратного шарового клапана 35.

Кроме того, верхнюю открытую часть стакана 34 располагают ниже крышки 39 вантуза 11, а расстояние между ними не больше радиуса шарового клапана 35. Суммарная площадь поперечных сечений отверстий в перфорированной крышке 39 больше площади поперечного сечения впускного-выпускного отверстия 38 в крышке 39 вантуза 11.

Согласно посадке и форме кустарниковых насаждений плодово-ягодных и цветочных насаждений и др. растений, капельницы 15 устанавливают на отверстия в поливном полиэтиленом трубопроводе 11 и 12, при этом фиксируют быстросъемные соединения стыков схематично, т.е. монтаж трубопровода сводится к стыковке его участков с капельницами.

Магистральную пластмассовую трубу 7 соединяют с напорным подводящим трубопроводом 5, с насосом 41, отстойником 42, сороудерживающим устройством 43 и источником 44 воды.

По крутизне склона оврага 1 между расположенными напорными полиэтиленовыми трубопроводами 8, уложенных на поверхность земли, устраивают параллельно последним лестничные ступени с перилами (не показано) для обслуживающего персонала и посетителей парка, оснащенного также соответствующим ландшафтным дизайна.

Способ капельного орошения на склонах оврага работает следующим образом.

Из источника 44 вода поступает в отстойник 42, при этом сороудерживающее устройство 43 в виде различных известных фильтров задерживают плавающие влечения (мусор, крупные примеси и т.п.).

В отстойнике 42 на дно оседают оставшиеся примеси. Насос 41 забирает воду из отстойника 42 (аванкамеры) и подает ее по напорному трубопроводу 5 через регулятор 6 в горизонтально расположенную на поверхности земли полиэтиленовой магистральной трубы 7 на верхней террасе 2. Таким образом, окончательно очищенная от всех примесей вода может использоваться в системе капельного орошения.

Отстоянная вода из отстойника (аванкамеры) в случае необходимости и для повышения биологической активности, может быть, пропускаться через проточный электроактиватор (конструкция его не показана). Кроме того, повышение биологической активности воды, может быть, обеспечиваться дополнительно введением в оросительную воду питательного раствора удобрений из гидроподкормщика (не показан).

Давление в напорном подводящем трубопроводе 5 контролируется манометром (не показан). При этом регулятором 6 расхода регулируют расход воды, подаваемой в напорный полиэтиленовый магистральную трубу 7, из которой вода распределяется в напорные полиэтиленовые распределительные трубопроводы 8, далее через гидравлическое сообщение в виде вертикального полиэтиленового стояка 9, горизонтального напорного полиэтиленового патрубка 10 с вантузом 11, посредством регулирования шаровых кранов 13 и 14 вода поступает в напорные полиэтиленовые трубопроводы 11 и 12 с капельницами 15. Это позволяет создавать благоприятные условия для роста и развития растений, повышает урожайность, а также поддерживать озеленение агроландшафтного дизайна рельефа территории, соответствующей крутизне склона оврага, т.е. в течение вегетационного периода года, что обеспечивает высокую эффективность предложенного способа на осваиваемом склоне оврага, а также прекращается размыв террас почвогрунта, корневая система растений насыщается медленно малыми поливными нормами.

Пример (практические наблюдения)

Практика посещения, например, «Патриарший сад» г. Владимир, имеет площадь около 4 га земли, где уникально природа создала склоновый овраг. Здесь произрастают: вишни, яблони, многообразие сортов крыжовника и черной смородины. Кроме того, произрастают сорта декоративных растений и многие цветочные виды, что в целом делают сад завершенным. Имеются многие места для отдыха со своим дизайна, а в центе подошвы оврага расположен многоструйный фонтан. Таким образом, каждая из сторон склона оврага обустроена в своем стиле. Крутизна склона оврага разбита на террасы от вершины до подошвы, и по всей его высоте идут широкие бетонные лестницы, что предполагает такому расположению использования предложенного изобретения, как распределительных полиэтиленовых напорных трубопроводов, от которого должны отходить напорные поливные полиэтиленовые трубопроводы, последние укладывают в грунт ниже поверхности земли, а сами капельницы выводят на ее поверхность. Таким образом, можно отметить, что «Патриарший сад» является хорошим примером многоуровневого склонового оврага не замкнутого типа в сторону р. Клязьмы. НА сегодняшний день это «зеленое царство». Террасы становятся уютными для отдыха и туризма людей с красивыми клумбами, зелеными кустарниками и газонами. Благодаря данной территории оврага, он в основанном имеет расположение южную и северную склоны сторон, поэтому здесь встречается многообразие произрастание различных видов растений. Сад находится на крутых склонах, поэтому приходится спускаться и подниматься по дорожкам и лестницам, т.е. от сменяющихся от подножия (подошвы) наверх температурными условиями атмосферы, что и позволяет выращивать всевозможные растения, встречающиеся в средней полосы России.

Создан близкий к субтропическому климату (данной впадины оврага) для произрастания различных растений (это северный, южный и западный склоны) в виде агроландшафтного дизайна на склонах соответствующей данной крутизне, образует множество террас от вершины до подошвы его, т.е. выраженные ландшафтные террасовые участки (площадки), которые могут использоваться для предложенного способа, и исключить ручной непроизводительный полив растений при длительном вегетационном поливе в течение всего сезона, особенно жаркого лета эксплуатации данной территории, в частности, например, для туризма и других экскурсионных организаций на данной территории парка. При этом предложенный способ обеспечивает для кустарниковых насаждений, цветочных растений и других, укрепление корнями почвы с возможностью исключения размыва террас почвы при сложившейся естественного рельефа территории, при этом непосредственно сам уровень совместного решения агроландшафтного дизайна, использует технологию прогрессивного капельного орошения на крутых склонах оврага в зависимости от сезонности года и жаркого лета.

Таким образом, в первый же год эффективно снижает эрозию полива на прилегающих террас на склонах оврага, а также стабилизируются гидрологические условия при разработке в соответствие с крутизной склонов, при этом по сравнению с известным способом трудозатраты могут быть сокращены в 3-4 раза. Такая возможность не обеспечивается ни одним известным техническим решением, а использование данного способа может решить комплексный подход, как полива, так и декорирования и превратить такие парки в цветущий красивый сад для посещения туристов и отдыха людей.

Зависимость роста растений связана с грунтом с помощью корневой системы для различных растений, их размеров. Отсутствуют помехи для работ обслуживающих работников парка, сохраняется структура поверхности террас на склонах оврага. Этот способ может широко применен для различных осваемых склонов оврага, в особенности для полива с малыми поливными нормами для различных растений.