Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОВРАГА ОТ РАЗМЫВА ПОВЕРХНОСТНЫМ СТОКОМ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам борьбы с эрозией почвы на склонах и предотвращения роста оврагов, и может быть использовано в качестве гидротехнического перепада.

Известен способ защиты склонов от эрозии, включающий создание у вершины оврага дугообразной траншеи, расположенной по горизонтали местности, с водозадерживающим валом расположение в ней водоудерживающего экрана, заполненной неорганическим наполнителем, а поверх - фильтрационным материалом (Авторское свидетельство SU №1653553, кл. A01B 13/16 от 07.06.1991).

Недостатком способа являются: высокая стоимость в связи с характером использования материалов полиэтиленовых труб, которые укладывают в траншею, высокая трудоемкость, кроме того, необходимость большого количества рытья приямок под посадку древесных растений и их закрепления до достижения положительного влияния на их рост и развитие, особенно в начале их жизненного цикла.

Известен способ защиты склонов от водной эрозии, включающий создание у вершины оврага дугообразной траншеи, расположенной по горизонтали местности, с водозадерживающим земляным валом и расположение в ней водозадерживающего экрана, заполненной неорганическим накопителем, а поверх - фильтрационным материалом, при этом неорганический наполнитель выполняют из пластмассовых шаров со сквозными отверстиями, способный удерживать воду с дальнейшей постепенной фильтрацией ее в грунт (Патент RU №2467543, кл. A01B 13/16; E02B 11/00 от 27.11.2012).

Недостатком способа является то, что задержанный поверхностный сток, стекая в траншею при большом притоке воды весной или летом во время ливневых дождей у поверхности траншеи, происходит большое скопление воды. Вследствие этого возникает опасность напора и скорости движения воды, под действием которых к траншее перемещаются частицы грунта, происходит кольматация ими пограничного слоя фильтрационного материала. Уменьшается его проницаемость и, в конечном итоге, снижается водопроницаемость слоя в нижний водопроницаемый слой под колодцем. Кроме того, выполнение такой конфигурации траншеи весьма проблематично для поступления воды в водопроницаемый слой грунта с возможностью отвода, например в реку.

Наиболее близким техническим решением является устройство для защиты оврага от размыва поверхностным стоком, включающее создание подводящего лотка, соединенного выходным участком с верхней частью колодца, сопрягающего лоток с дном оврага, при этом нижнюю часть колодца заглубляют в водопроницаемый слой и колодец выполнен в виде последовательно установленных друг к другу элементов гашения энергии с уменьшающейся в направлении дна оврага высотой, водосливной вырез и перфорацию в стенках элементов гашения (Авторское свидетельство SU №1604172, кл. A01B 13/16; E02B 8/06 от 07.11.1990).

Недостатком такого способа установки трубчатых элементов (колодцев) является то, что при эксплуатации такого устройства во время ливневых дождей и паводков возникают большие расходы потока, соответственно скорость течения воды увеличивается, в результате чего не обеспечивается необходимая степень гашения энергии сбросного потока, что создает большие волнения и распространение волновых явлений в сторону возникновения выплесков и возникновения водной эрозии в местах установки устройства, сооружение подмывается, и дно оврага может разрушаться. Кроме того, установка колодцев друг к другу вызывает трудности их плотного соединения между собой стенками, что вызывает также утечки воды в местах соединения между стенками и сооружение подмывается и может разрушаться.

Задачей изобретения является повышение степени гашения энергии сбросного потока и предотвращение распространения волнового потока, то есть повышение надежности и срока службы водосбросного сборного устройства для защиты оврага от размыва.

Технический результат достигается за счет того, что в способе защиты оврага от размыва поверхностным стоком, включающем создание подводящего лотка, соединенного выходным участком с верхней частью колодца, при этом нижнюю часть колодца заглубляют в водопроницаемый слой с установленными элементами гашения энергии с уменьшающейся в направлении дна оврага высотой, водосливной вырез и перфорацию в стенках элементов гашения, за стенкой колодца выполняют отводящий лоток, который снабжают щелевым отверстием, совпадающим с отметкой дна отводящего лотка и посредством щелевого отверстия колодец сообщают с отводящим лотком по течению потока, при этом верхнюю часть колодца снабжают дополнительно изогнутым козырьком в сторону подводящего лотка, а стенку отводящего лотка снабжают отверстиями для выпускных трубок, при этом в колодце и в отводящих камерах устанавливают решетку с продольными прорезями в сторону течения потока перед отводящими лотками, причем стенку последнего отводящего лотка соединяют с полиэтиленовой трубой, выполненной перфорированной в концевой ее части и выводят в защитную подушку в дне оврага, выполненную из трамбованного щебня.

На чертеже показана схема устройства способа защиты оврага от размыва поверхностным стоком, разрез.

Способ защиты оврага от размыва поверхностным стоком заключается в размещении на вершине 1 подводящего лотка 2 между стокозадерживающими валами 3. Выходной участок подводящего лотка 2 соединяют с верхней частью первого из ряда вертикальных колодцев 4. Стенку 5 колодца выполняют в виде перегородки 6, верх которой снабжают дополнительно изогнутым козырьком 7 в сторону подводящего лотка 2. К колодцу 4 вплотную и последовательно устанавливают отводящие лотки 8, 9, 10 с камерами 11, 12, 13 по течению потопа. Отводящий лоток 8 со стороны стенки 5 через щелевое отверстие 14 соединяют с колодцем 4, щелевое отверстие которого совпадает с отметкой дна отводящего лотка 8. В верхней части стенки 5 выполняют водослив 15, при этом стенку отводящего лотка 8 снабжают отверстиями для впускных трубок 16, являющимися заборными. Внутреннюю часть колодца 4 и камер 11, 12, 13 оборудуют с уклоном решеткой 17 с прорезями в сторону отвода потока воды,, а нижние части колодца 4 и камер 11, 12, 13 заглубляют в водопроницаемый слой 18 толщи грунта под водоупорный слой 19 и выполняют с перфорацией 20. В последней камере 13 в нижней части выполнена в дне перфорация 21. Дно колодца 4, камер 3 и 9 выполняют в виде песчаного слоя 22. Сбросную полиэтиленовую трубу 23 крепят одним концом к стенке камеры 13 и укладывают на откос 24. Низ трубы 23 с перфорацией 25 выводят в защитную подушку 26 в дне оврага, выполненную из трамбованного щебня.

Способ защиты оврага от размыва поверхностным стоком работает следующим образом.

Поверхностный сток, направленный валами 3 в подводящий лоток 2 и, попадая в колодец 4, задерживается стенкой 5 и далее поступает в отводящий лоток 8, 9, 10. Вогнутая часть козырька 7 направляет поток к стенке 5, происходит соударение с решеткой 15 и поток при этом гасит частично свою энергию. Поскольку только часть энергии потока гасится в колодце 4, то в зависимости от объема поступающей воды, скорости течения и заполнения колодца 4, вода истекает в отводящий лоток 8, проходит как через щелевое отверстие 12, устроенное на уровне, совпадающем с отметкой дна лотка 8, так и через водослив 13, образованной стенкой 5 с уменьшенной высотой, происходит затопление гидравлического прыжка. Вода далее истекает в отводящий лоток 9 через выпускные трубки 14, являющиеся заборными, происходит подпор воды в отводящем лотке 9 и сглаживание поверхностного характера движения воды, и успокоенный поток через выпускное отверстие в лотке 10 поступает в сбросную полиэтиленовую трубу 19. Вокруг низа полиэтиленовой трубы 19 в дно оврага втрамбовывают щебень 22, что ведет к укреплению ее и сокращению объема ручных работ и ведет к полному гашению своей энергии при прохождении остаточной воды через полиэтиленовую трубу 19 с перфорацией 20. Суммарная площадь перфорации 20 может быть больше или равна площади сечения трубы 19.

За счет постепенной ступенчатой фильтрации воды в водопроницаемый слой 16, сопровождающейся интенсивным гашением энергии потока, улучшается экологическая обстановка от размыва поверхностным стоком оврага, что также обеспечивает увеличение расхода воды, проходящей по элементам лотковых устройств. Предлагаемый способ защиты оврага от размыва поверхностным стоком позволит повысить степень гашения энергии сбросного потока и снизить распространение волнового стока, а также повысить надежность сооружения и может найти применение для защиты от водной эрозии откосов оврагов и склонов.

Таким образом, осуществление предлагаемого способа предусматривает выполнение последовательных операций: установка на пути отводящего потока, в котором требуется не только обеспечить фильтрацию в водопроницаемый слой толщи грунта под водоупорный слой, но и требуется погасить энергию установкой гасящих элементов по пути движения воды, предназначенных для защиты от водной эрозии откосов оврага и склонов.