Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УСТРОЙСТВА ОСУШИТЕЛЬНО-УВЛАЖНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИВА ДОЖДЕВАЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИМИ СТОКАМИ

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к комплексной мелиорации земель в условиях осушительно-увлажнительных поливов животноводческими стоками с закрытым дренажом, и может быть использовано для отвода поверхностных вод с замкнутых поверхностей бессточных понижении для повышения устойчивости откосов каналов с территории поливного земледелия, и сбор возвратных вод с целью их последующего накопления в дренажных прудах.

Известна осушительная система, включающая закрытый коллектор, дрены (закрытые собиратели), смотровой колодец, устьевое сооружение, временную открытую сеть, состоящую из борозд, совмещенных с открытым временным осушителем, который соединен с водоприемным колодцем, содержащим корпус и камеры корпуса, разделенные перегородками с затворами, в пазах которых размещены водонапорные перфорированные трубы, соединенные с подводящей трубой, причем последняя камера очистки соединена трубопроводом с колодцем, имеющим водосборник с фильтром химической очистки и стакан для приема наносов из вышеперечисленных камер очистки, установленный над водосборником, соединенным трубопроводом со смотровым колодцем, она снабжена кротовыми дренами, размещенными в плане и вертикальной плоскости по линии борозд, причем щель кротовой дрены сопряжена с песчаной засыпкой (Патент RU №2159306, E02B 11/00 от 20.11.2000).

Недостатком известной осушительной системы является недостаточная эффективность и качество очистки при возможном поливе животноводческими стоками дождевальными установками и степени загрязнения возвратных вод. Кроме того, хотя система и способна перераспределять поверхностный сток воды и уменьшить сброс загрязняющих веществ в водоприемник, однако это дороговизна строительства кротовых дрен со щелями для каждой многочисленной борозды, а также отсутствие сконцентрированного притока загрязняющих поверхностных вод в сторону откоса открытого канала воды уменьшают его устойчивость, происходит разрушение откосов, поскольку это является причиной эрозионных процессов вблизи канала и трудности его реконструкции, в конечном итоге происходит заиление канала.

Наиболее близким аналогом принят способ устройства осушительной системы с узкозагонной вспашкой дренируемых почв, включающий прокладку водоотводных борозд из местных понижений рельефа, сопряжение их с разъемными бороздами узкозагонной вспашки и водоприемной бороздой, сброс воды из которой осуществляют в открытый канал, при этом предварительно строят приоткосный дренаж, включающий прокладку глубокой разгрузочной дрены параллельно открытому каналу на расстоянии 2…4 м от него бровки, причем глубокая разгрузочная дрена выполнена с отводящей частью с уклоном в сторону канала, последующую присыпку разгрузочной дрены плодородным слоем почвы и засыпку дренажной траншеи с размещенной в ней глубокой разгрузочной дреной вынутым почвогрунтом, перемешанным с плодородным слоем почвы, а водоприемную борозду размещают в одной вертикальной плоскости с глубокой разгрузочной дреной, при этом воду из местных понижений по трассе водоприемной борозды отводят посредством глухо соединенной с глубокой разгрузочной дреной вертикальной дреной с собирателем поверхностных вод в виде Т-образной насадки, размещенной в подпахотном горизонте на глубине от плужной подошвы не менее 0.7 м и помещенной в фильтровую обсыпку (Патент RU №2393293, E02B 11/00 от 27.06.2010).

Недостатком этого способа системы является также недостаточная эффективность и качество очистки при возможном поливе животноводческими стоками дождевальными установками со сплошной территории поливного земледелия. Кроме того, малая водоотводящая площадь Т-образной насадки и площадь вертикальной дрены в засыпанной дренажной траншеи с отводящей частью делают конструкцию недостаточно надежной в эксплуатации из-за кольматации фильтрующих элементов и трудоемкости их реконструкции. При этом с поверхностным стоком могут попадать дополнительные природные и техногенные загрязняющие вещества в условиях отложения, например, илистых частиц.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в повышении эффективности работы дренажных конструкций и срока их службы в условиях полива дождевальными установками животноводческими стоками на осушительно-увлажнительной системе.

Для достижения указанного технического результата в способе устройства осушительно-увлажнительной системы с использованием поливом дождевальной установки животноводческими стоками, включающем сброс воды в открытый канал, приоткосный дренаж, включающий прокладку глубокой разгрузочной дрены параллельно открытому каналу на определенном расстоянии от его бровки, причем глубокая разгрузочная дрена выполнена с отводящей частью с уклоном в сторону канала, последующую присыпку разгрузочной дрены плодородным слоем почвы, при этом воду из местных понижений отводят посредством глухой соединенной с глубокой разгрузочной дреной вертикальной дрены с собирателем поверхностных вод в виде насадки, размещенной в подпахотном горизонте и помещенной в фильтрующую обсыпку, отводящую часть с уклоном в сторону открытого канала соединяют с отводящим трубчатым коллектором с дренами в зоне сброса в канал, в который монтируют вертикальную пластмассовую трубу, имеющую по своей окружности перфорированные водоприемные отверстия в средней части для сбора фильтрационных вод глубокой разгрузочной дрены с отводящей частью, защищенные от заиления защитно-фильтрующим крупнозернистым материалом, при этом фильтр размещают выше верхней границы отводящего трубчатого коллектора, а верхний конец пластмассовой трубы соединяют хомутом с раструбным патрубком в виде чаши, при этом профильтровавшиеся воды с площади полива направляют в дренажный пруд-накопитель, устраиваемый в местном понижении рельефа.

Кроме того, верх раструбного патрубка снабжают защитной сеткой с малыми размерами ячейками.

Отличительными признаками предлагаемого способа системы от указанного выше прототипа является расположение выполнения вертикальной дрены и пластмассового участка по своей окружности с перфорированными водоприемными отверстиями в средней части для сбора фильтрационных вод выше границы отводящего трубчатого коллектора с дренами, защищенные от заиления защитно-фильтрующим материалом, например крупнозернистым гравием одного размера, верх раструбного патрубка перекрывают защитной сеткой с малыми размерами ячеек.

Благодаря наличию этих признаков во время отвода поверхностных вод при поливе дождевальными установками животноводческими стоками на территории поливного земледелия (в частности многолетних трав), делает возможным решать эту проблему и направить больший расход воды в вертикальную дрену, соединенную с трубчатым сбросным коллектором, далее в открытый канал, что в конечном счете снизит капитальные затраты на устройство в целом вертикальной дренажной дрены и уменьшит эксплуатационные расходы, так как отсутствует перенаполнение разгрузочной дрены, устроенной параллельно открытому каналу. Увеличение стока приведет к отсутствию размыва откоса осушительного открытого канала и приоткосного дренажа.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 изображен фрагмент осушительно-увлажнительной системы с использованием поливом дождевальной установки животноводческими стоками; на фиг. 2 - то же, разрез А-А.

Способ устройства осушительно-увлажнительной системы включает участок орошения 1, дрены 2, которые впадают в трубчатый (закрытый) коллектор 3, а сам коллектор 3 соединяют с отводящей частью трубы 4 с уклоном в сторону открытого канала 5. Глубокая разгрузочная дрена 6, уложенная параллельно открытому каналу 5, устроена на заданном расстоянии 2…4 м от его бровки 7, присыпана плодородным слоем 8 (засыпка дренажной траншеи). Отвод поверхностных вод из местных понижений в сторону открытого канала 5 по трассе его длины перед его бровкой 7 (например, в виде кювета) осуществляют посредством глухо соединенной с глубокой разгрузочной дреной 6 и с трубчатым сбросным коллектором 3 вертикальной дрены 9 с собирателем поверхностных вод, выполненной из пластмассовой трубы 10, имеющей по своей окружности перфорированные водоприемные отверстия 11 в средней части для сбора фильтрационных вод глубокой разгрузочной дрены 6 с отводящей частью 4 и коллектора 3. Вертикальная дрена 9 с перфорированной пластмассовой трубы 10 засыпана защитно-фильтрующим материалом 12, например, крупнозернистым гравием одного размера, засыпку которым производят выше верхней границы отводящего трубчатого коллектора 3. Верхний конец пластмассовой трубы 10 с помощью хомута 13 соединяют с раструбным патрубком 14 в виде чаши 15, верх которого перекрывают защитной сеткой 16 с малыми размерами ячейками. Профильтровавшиеся воды с площади полива животноводческими стоками направляют в открытый канал 5, далее направляют в дренажный пруд-накопитель 17 для последующего использования на орошение, например, культурного пастбища или для повторного полива многолетних трав, способствуя повышению их продуктивности.

Предлагаемый способ устройства осушительно-увлажнительной системы относится к водоохранному сооружению для полива дождевальными устройствами животноводческими стоками и работает следующим образом.

Избыточные поверхностные стоки стекают по склонам полей 1 в сторону осушительного открытого канала 5 и отводятся в глубоко разгруженную водопоглащающую дрену 6 и другая поверхностная часть воды вдоль бровки 7 по уклону открытого канала 5 поступает через защитную сетку 16 раструбного патрубка 14 в виде чаши 15 в вертикальную пластмассовую трубу 10, при этом другая часть воды отводится через обсыпку водопоглашающего защитно-фильтрующего материала 12, например, из крупнозернистого гравия одного размера, далее поступает через водоприемные отверстия 11 внутрь пластмассовой трубы 10, соединяется с верхним потоком воды, далее поступает в целом в трубчатый коллектор 3 с отводящей частью трубы 4 с уклоном в сторону осушительного открытого канала 5, в который также поступает дренажная вода из глубокой разгрузочной дрены 6 в канал 5 посредством вертикальной дрены 9.

Предлагаемое техническое решение позволяет при соблюдении основных экологических требований к среде использования животноводческих стоков на поливе дождевальными установками (например, полив многолетних трав) обеспечить сброс воды в осушительный открытый канал, далее ее накопление в дренажном пруду для повторного использования на орошение, а это в целом уменьшит сброс загрязняющих веществ в реку и ручьи и т.д. Так как осушительно-увлажнительная система работает только в сезонный период полива (летний), то можно рассчитывать объем аккумулирующей емкости дренажного пруда-накопителя в соответствии с требованием орошения заданной площади животноводческими стоками с дренажной системой.

Заявленный способ устройства осушительно-дренажной системы позволяет расширить функциональные возможности, улучшить отвод поверхностных вод, уменьшить объем работ и упростить их, а также сохранить водоохранные мероприятия и использовать очищенную воду до определенной концентрации для последующего ее использования на орошения культурного пастбища или многолетних трав, способствуя повышению их продуктивности, а также защитить откосы осушительного открытого канала от размыва. Установку всех элементов узла вертикальной дрены с фильтрующим материалом производят в полевых условиях при строительстве осушительно-дренажной системы полива, где дренируемая вода собирается дренами в коллектор с отводящей частью трубы в сторону открытого канала, далее направляют в дренажный пруд-накопитель, устраиваемый в местном понижении рельефа.