EP4310255A1 - Drainagevorrichtung für die landwirtschaftliche flächendrainage - Google Patents

Drainagevorrichtung für die landwirtschaftliche flächendrainage Download PDF

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Publication number
EP4310255A1
EP4310255A1 EP23183843.4A EP23183843A EP4310255A1 EP 4310255 A1 EP4310255 A1 EP 4310255A1 EP 23183843 A EP23183843 A EP 23183843A EP 4310255 A1 EP4310255 A1 EP 4310255A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
outlet
drainage
end section
piece
branch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23183843.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias SCHWARZE
Bekir Simsek
Frank Stöver
Joachim Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Draenagebau Boeske & Co Kg GmbH
MST Draenbedarf GmbH
Original Assignee
Draenagebau Boeske & Co Kg GmbH
MST Draenbedarf GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Draenagebau Boeske & Co Kg GmbH, MST Draenbedarf GmbH filed Critical Draenagebau Boeske & Co Kg GmbH
Publication of EP4310255A1 publication Critical patent/EP4310255A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B11/00—Drainage of soil, e.g. for agricultural purposes

Definitions

  • the invention relates to a drainage device for agricultural surface drainage according to the preamble of claim 1, a drainage system with such a drainage device and an outlet piece for connection to a drainage pipe.
  • Agricultural water management of soils is also exposed to new challenges due to climate change. For example, crusting and hardening of the soil caused by longer periods without precipitation means that water cannot or can only partially penetrate to depths up to an existing drainage system, even during long-lasting downpours. In some cases, the soil that lies beneath a drainage system is so hardened that the seepage water takes the easier route via the drainage system and is drained away instead of seeping into deeper soil layers and raising the groundwater level.
  • the invention is based on the object of providing a drainage device for agricultural surface drainage, which enables flexible agricultural water management of soils.
  • the present invention contemplates a drainage device for agricultural surface drainage, which comprises a drainage pipe and an outlet piece connected thereto.
  • the outlet piece has a branch to a first and a second end section.
  • the first end section extends between the branch and a closable first outlet the second end section between the branch and a second outlet.
  • the second end section has a raised area which is arranged higher than the first end section and the first outlet in relation to the plumb direction.
  • the water drained away via the drainage pipe flows either through the first or the second end piece before it flows out via one of the two outlets, for example into a drainage ditch.
  • the raised area is higher than the entire first end section and the first outlet.
  • the invention is based on the idea of being able to influence dewatering by selectively directing the water through a higher area so that the water initially accumulates in the direction of flow in front of the higher area.
  • the water would basically choose the most energetically favorable path and flow through the first tail to the first outlet instead of flowing through the elevated area.
  • the ability to close the first outlet allows the water to be forced to drain through the second outlet, thereby flowing through the elevated area.
  • the water must rise until the height of the raised area is reached so that water can be removed from the drainage pipe.
  • the water builds up in the drainage pipe so that no more water can enter the drainage pipe from the ground.
  • the length of time the water stays in the drainage pipe can be increased in this way in order to ensure that the drainage pipe acts as a trickling line for a short time. This allows the water to seep away until the water level reaches the height of the elevated area.
  • the invention makes it possible to easily adjust the height the water must overcome to exit. It is not necessary to make adjustments in the ground, for example through a drainage shaft, but the first outlet can be closed in a simple manner.
  • the direction of gravitational acceleration is called the perpendicular direction.
  • the second outlet is arranged in the vertical direction below the raised area.
  • the raised area in the second end piece thus forms a geodetically highest section, which forms a threshold for the water over which the water level must rise so that water can flow out through the second outlet.
  • the second outlet rises steadily so that the second outlet forms the highest point of the raised area.
  • the first and second outlets can also be arranged in an identical or similar height position.
  • a similar height position is to be understood to mean that the height difference between the two outlets is at least a factor of 2 lower compared to the height difference between the second outlet and the highest point of the second end section.
  • the two outlets can also have the same height, for example by being arranged directly next to each other.
  • the second outlet can be arranged higher or lower than the first outlet.
  • the raised area is curved, with the highest point of the raised area forming an upper apex of the second end section.
  • the height of the apex defines how high the water must be accumulated in order to flow out through the second outlet. It can be provided that the arcuate area extends between the branch and the second outlet. Alternatively, the arcuate region is formed only in a partial region of the second end section.
  • the first end section extends in a horizontal or slightly sloping direction. In this way, the water flows out directly when the first outlet is open.
  • the first outlet can be closed by a stopper, a flap or a sliding mechanism. Lockability can be provided manually or alternatively electrically. It can be provided that a control for closing the first outlet can be operated remotely, for example via a radio or Internet connection.
  • the second outlet can also be closed. Analogous to the first outlet, this can be provided by a plug, a flap or a sliding mechanism. If the second outlet can be closed, it can also be operated with an electrical control.
  • a further embodiment provides that the outlet piece is formed in one piece.
  • the one-piece design can result from the fact that the entire outlet piece is manufactured in one process.
  • the unity can also arise from the fact that First, several sections of the outlet piece are produced and then cohesively connected to one another.
  • the outlet piece consists of partial pipe pieces that are plugged together or connected to one another, for example via connecting sleeves or flange connections. It can be provided that the entire outlet piece can be connected to the drainage pipe in a pre-assembled state.
  • the outlet piece is formed by pipe pieces, the branch being formed by a Y-pipe piece that includes a front section that is connected to the drainage pipe and has connections to the two end sections.
  • the outlet piece is laid directly in the ground.
  • the outlet piece can be arranged in a protective housing which is located in the floor and surrounds the outlet piece.
  • the protective housing can, for example, have an openable lid in order to have access to the outlet piece.
  • the outlet piece is not perforated, i.e. has a full wall. In contrast to the drainage pipe, there are no holes, slots or other openings in the outlet piece. This is to prevent excess water from seeping into the slope of a drainage ditch where the outlet ends and softening the slope.
  • the outlet piece has one or more further end sections, each with raised areas, which extend from the branch, the respective raised areas being of different heights. This has the advantage that, depending on which outlet is closed, different heights can be provided that the water must rise to overcome the end piece.
  • the present invention relates to an outlet piece for a drainage system for connection to a drainage pipe.
  • the outlet piece has a branch to a first and a second end section.
  • the first end section extends between the branch and a closable first outlet.
  • the second end portion extends between the branch and a second outlet.
  • the second end section has a raised area, which is designed to lie higher than the first end section and the first outlet in relation to the plumb direction when connected to a drainage pipe.
  • One embodiment variant provides that the outlet piece is laid in such a way that the outlets of the first end section and second end section end adjacent to a trench.
  • the Figures 1 , 2 and 3 show an embodiment of a drainage device that includes a drainage pipe 2 and an outlet piece 1.
  • the drainage pipe 2 is a conventional drainage pipe 2 which has holes and/or slots along its length which serve to absorb water.
  • the drainage pipe 2 is laid in the ground 6 with an appropriate gradient that is adapted to the ground level.
  • the water 9 received in the drainage pipe 2 flows through the outlet piece 1 into a drainage ditch 10.
  • the outlet piece 1 is connected to the end of the drainage pipe 2 via a schematically illustrated interface 8, for example via connecting sleeves or plug-in arrangements (not shown).
  • the end of the outlet piece 1 is inserted into the drainage pipe 2 or vice versa.
  • the connection to the drainage pipe 2 can also include a reducer in embodiments if the diameter of the drainage pipe 2 differs from the diameter of the outlet piece 1.
  • the outlet piece comprises three main parts: a Y-pipe piece, which forms a branch 3 and is connected to the drainage pipe 2 with a front section 11 via the interface 8, as well as a first end piece 4 and a second end piece 5, which connect to corresponding connections (not shown separately) of the Y-piece.
  • the outlet piece 1 can be formed in one piece or comprise further partial tubes.
  • All sections are designed as pipe parts.
  • the inner diameter of the pipe parts is, for example, in the range between 50 mm and 300 mm.
  • the outlet piece 1 is laid in the ground 6 in such a way that the two end pieces 4, 5 end on the trench wall 71 of a drainage ditch 7.
  • the first end piece 4 extends in the horizontal direction from the branch 3 to a first outlet 41.
  • the second end piece 5 leads from the branch to a second outlet 51.
  • the second end piece 5 is arcuate, similar to an inverted U, so that second end piece 5 has a raised area 53.
  • the elevated area 53 is higher than the first end piece 4 and the first outlet 41.
  • the arcuate raised area 53 has an upper Vertex 530, which represents the highest point of the outlet piece 1.
  • the second outlet 51 is adjacent and, in the exemplary embodiment shown, is arranged directly above the first outlet 41.
  • the first outlet 41 has a first closure 42 and the second outlet 51 has a second closure 52.
  • the closures 42, 52 are implemented by flaps in this exemplary embodiment. In principle, however, another closure is also possible, for example using a stopper or a sliding mechanism.
  • the closures 42, 52 can be operated manually or alternatively via a motor and a control unit (not shown).
  • the control unit can be operated remotely, for example via a radio or Internet connection. In this way, it is possible to automatically regulate through which outlet water 9 can flow out.
  • the Figure 2 shows the exemplary embodiment Figure 1 , in which the first outlet 41 is opened by the open first closure 42. Water 9 collected in the drainage pipe 2 can flow away directly via the first end piece 4 and the first outlet 41. Water 9 does not build up in the drainage pipe 2.
  • the second end piece 5 is not filled with water 9, since the water 9 basically chooses the energetically more favorable, deeper path through the first end piece 4.
  • the Figure 3 shows the exemplary embodiment Figure 1 with a closed first closure 42.
  • the water 9 cannot exit through the first outlet 41, but must flow through the second end piece 5 to drain from the drainage pipe 2. It has to pass through the geodetically higher elevated area 53 before it flows out through the second outlet 5.
  • the raised area 53 forms a threshold up to which the water 9 must rise before it can flow away. In this way, the water 9 builds up in the drainage pipe 2. As a result, no water 9 in the ground 6 can penetrate into the drainage pipe 2. The water trickles down 9 into deeper layers of soil 61.
  • FIG. 4 shows a typical drainage cone 30, which forms above a drainage pipe 2.
  • the depth of the drainage pipe 2 in the ground defines the level 8 up to which groundwater or backwater is present because higher water within the drainage cone 30 is drained off via the drainage pipe 2.
  • the Figure 6 shows the same situation in a longitudinal section.
  • the drainage pipe 2 is laid in the ground with a slight gradient of 1 - 2 per mille (ie 10 to 20 cm gradient per 100 m). It opens into a trench 7 with excavation walls 71. Due to the specified gradient of the drainage, the water flows unhindered into the trench 7.
  • At the end of the drainage pipe 2 there is usually an outlet piece with a frog flap, where water that accumulates through the drainage flows into the Ditch 7 exits. The frog flap prevents animals from entering the drainage.
  • Precipitation 91 seeps into the ground as seepage water 92 and is drained away within the drainage cone through the drainage pipe 2.
  • the trench-side, lower end of the drainage pipe 2 defines the level 8 up to which groundwater or backwater is present in the area of the drainage pipe 2.
  • the drainage device In order to prevent the groundwater level from falling further, the drainage device according to the invention is used, which ensures that when the first outlet 41 is closed, the seepage water can seep deeper into the ground beyond the drainage. For this purpose, water absorption is stimulated in the deeper layers of the soil. The rainwater 91 thus has the opportunity to penetrate further into the lower soil layers to the groundwater. This means that the groundwater level can be stopped from falling further or can even be raised. However, this requires continuous moistening of the soil below the drainage down to the groundwater table. For this it is necessary that in the To delay rainwater 91 entering the topsoil from draining too quickly through the drainage 2.
  • the Figures 5 and 7 show in cross section and in longitudinal section the situation that arises with the drainage device according to the invention.
  • an outlet piece 1 (circled by dashed lines) is inserted.
  • the level 8 up to which groundwater or backwater is present, is raised to the height of the raised area 53 of the outlet piece 1.
  • the elevated area 53 forms a threshold above which the water level must rise. Accordingly, the water 9 is dammed up over a certain length, depending on the installed gradient of the drainage pipe 2.
  • the rainwater 91 to be drained away remains in the drainage pipes 2 for longer.
  • Hydraulic water pressure builds up in the drainage pipe 2, which results in trickling.
  • the held water can seep into the lower soil layers.
  • the soil is encouraged to absorb water, aided by the water pressure in the dammed-up drainage pipe 2.
  • the drainage pipe 2 is not perforated in an area of approximately 1 to 2 m, which adjoins the outlet piece 1. The exact length depends on the soil conditions and local conditions. This prevents excess water from seeping into the slope of the ditch 7 and softening the slope.
  • the setting through which end piece 4, 5 the water should flow and, accordingly, to what level the water pressure must rise must be made by the farmer, who can adapt this to his needs based on the soil conditions, weather conditions and crops. To do this, the farmer can close or open the first closure flap. If an expected downpour is not to be drained away immediately through the drainage, the farmer closes the first closure flap accordingly. The accumulated/retained water in the drainage pipes can then penetrate into the ground below the drainage pipes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drainagevorrichtung für die landwirtschaftliche Flächendrainage, die ein Drainagerohr (2) und ein damit verbundenes Auslaufstück (1) umfasst. Das Auslaufstück (1) weist eine Verzweigung (3) zu einem ersten (4) Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt (5) auf. Dabei erstreckt sich der erste Endabschnitt (4) zwischen der Verzweigung (3) und einem verschließbaren ersten Auslass (41). Der zweite Endabschnitt (5) erstreckt sich zwischen der Verzweigung (3) und einem zweiten Auslass (51). Dabei weist der zweite Endabschnitt (5) einen erhöhten Bereich (53) auf, der bezogen auf die Lotrichtung höher als der erste Endabschnitt (4) und der erste Auslass (41) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Drainagevorrichtung für die landwirtschaftliche Flächendrainage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Drainagesystem mit einer solchen Drainagevorrichtung sowie ein Auslaufstück zum Anschluss an ein Drainagerohr.
  • Es ist bekannt, eine landwirtschaftliche Flächendrainage zur Beseitigung von Bodennässe einzusetzen, die für Kulturpflanzen und eine Bodenbearbeitung schädlich ist. Eine landwirtschaftliche Drainage verbessert darüber hinaus die Durchlüftung des Bodens und ermöglicht, dass tiefere Bodenbereiche für Pflanzenwurzeln erreichbar werden und Nährstoffe besser ausgenutzt werden können. Zur landwirtschaftlichen Flächendrainage ist es bekannt, Drainagerohre mit einem Gefälle, das dem Bodenniveau angepasst ist, im Erdreich zu verlegen. Drainagerohre sind geschlitzt und/oder gelocht und dazu vorgesehen, im Erdreich überschüssiges Wasser aufzunehmen und abzuleiten. Sie können abhängig vom Bodentyp mit natürlichen oder synthetischen Filtermaterialien umhüllt sein.
  • Durch den Klimawandel ist auch die landwirtschaftliche Wasserbewirtschaftung von Böden neuen Herausforderungen ausgesetzt. Beispielsweise führen durch längere niederschlagsfreie Zeiten verursachte Verkrustungen und Verhärtungen des Bodens dazu, dass Wasser selbst bei langandauernden Regengüssen nicht oder nur teilweise in Tiefen bis zu einer bestehenden Drainage vordringen kann. Teilweise ist dabei der Boden, der unterhalb einer Drainage liegt, so verhärtet, dass das Sickerwasser den leichteren Weg über die Drainage einschlägt und abgeleitet wird, statt in tiefere Bodenschichten zu versickern und den Grundwasserspiegel anzuheben.
  • Aus der DIN 1185, Anlage A (Stand 2015) ist es bekannt, über sogenannte Drainageschächte eine gewisse Wasserhaltung durchzuführen, indem der Wasseraustritt aus dem Drainageschacht höher angesetzt wird. Somit muss das anfallende Wasser erst im Drainageschacht ansteigen, um dann in einen Graben über ein Sammlerrohr zu gelangen. Somit besteht die Möglichkeit, die Verweildauer des Wassers im Drainagerohr zu vergrößern.
  • Dies wiederum hat die Auswirkung, dass die Drainagerohre kurzzeitig als Verrieselungsleitungen wirken können. Das Wasser hat somit die Möglichkeit, einen gewissen Zeitraum weiter zu versickern. Ist der Wasserdruck so hoch, dass in dem Drainageschacht die Höhe des Ausflussrohrs erreicht ist, kommt es zum Abfluss des überschüssigen Wassers.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drainagevorrichtung für die landwirtschaftliche Flächendrainage bereitzustellen, die eine flexible landwirtschaftliche Wasserbewirtschaftung von Böden ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Drainagevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Auslaufstück mit den Merkmalen des Anspruch 13 und ein Drainagesystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Demnach betrachtet die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Erfindungsaspekt eine Drainagevorrichtung für die landwirtschaftliche Flächendrainage, die ein Drainagerohr und ein damit verbundenes Auslaufstück umfasst. Das Auslaufstück weist eine Verzweigung zu einem ersten und einem zweiten Endabschnitt auf. Dabei erstreckt sich der erste Endabschnitt zwischen der Verzweigung und einem verschließbaren ersten Auslass und der zweite Endabschnitt zwischen der Verzweigung und einem zweiten Auslass. Der zweite Endabschnitt weist einen erhöhten Bereich auf, der bezogen auf die Lotrichtung höher als der erste Endabschnitt und der erste Auslass angeordnet ist.
  • Im Betrieb fließt demnach das über das Drainagerohr abgeleitete Wasser entweder durch das erste oder das zweite Endstück, ehe es über einen der beiden Auslässe beispielsweise in einen Entwässerungsgraben abfließt. Dabei ist der erhöhte Bereich höher liegend als der gesamte erste Endabschnitt und der erste Auslass.
  • Der Erfindung basiert auf dem Gedanken, die Wasserhaltung beeinflussen zu können, indem das Wasser wahlweise durch einen höherliegenden Bereich geleitet wird, sodass sich das Wasser zunächst in Strömungsrichtung vor dem höherliegenden Bereich aufstaut. Natürlicherweise würde das Wasser grundsätzlich den energetisch günstigsten Weg wählen und durch das erste Endstück zum ersten Auslass fließen, anstelle durch den erhöhten Bereich zu fließen. Durch die Möglichkeit, den ersten Auslass zu verschließen, kann jedoch das Wasser gezwungen werden, durch den zweiten Auslass abzufließen und dabei durch den erhöhten Bereich zu strömen. Dabei muss das Wasser so weit ansteigen bis die Höhe des erhöhten Bereichs erreicht ist, damit ein Abtransport von Wasser aus dem Drainagerohr erfolgt. Das Wasser staut sich also im Drainagerohr an, sodass kein Wasser mehr aus dem Erdreich in das Drainagerohr eintreten kann. Die Verweildauer des Wassers im Drainagerohr kann auf diese Weise vergrößert werden, um zu erreichen, dass das Drainagerohr kurzzeitig als Verrieselungsleitung wirkt. So kann das Wasser so lange versickern, bis der Wasserspiegel die Höhe des erhöhten Bereichs erreicht.
  • Die Erfindung ermöglicht es auf einfache Weise einzustellen, welche Höhe das Wasser zum Austritt überwinden muss. Dabei ist es nicht notwendig, Einstellungen im Erdreich, beispielsweise durch einen Drainageschacht, vorzunehmen, sondern es kann in einfacher Weise der erste Auslass verschlossen werden.
  • Als Lotrichtung wird die Richtung der Schwerebeschleunigung bezeichnet.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Auslass in vertikaler Richtung unterhalb des erhöhten Bereichs angeordnet. Somit bildet der erhöhte Bereich im zweiten Endstück einen geodätisch höchsten Abschnitt, der für das Wasser eine Schwelle bildet, über die der Wasserpegel steigen muss, damit Wasser durch den zweiten Auslass abfließen kann. Alternativ steigt der zweite Auslass stetig an, so dass der zweite Auslass die höchste Stelle des erhöhten Bereichs bildet.
  • Dabei können der erste und der zweite Auslass auch in identischer oder ähnlicher Höhenposition angeordnet sind. Eine ähnliche Höhenposition ist dabei dahingehend zu verstehen, dass der Höhenunterschied zwischen den beiden Auslässen im Vergleich zum Höhenunterschied zwischen dem zweiten Auslass und der höchstens Stelle des zweiten Endabschnitts mindestens um den Faktor 2 geringer ist. Die beide Auslässe können dabei auch die gleiche Höhenlage aufweisen, beispielsweise durch eine Anordnung direkt nebeneinander. Weiter kann der zweite Auslass höher oder tiefer als der erste Auslass angeordnet sein.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist der erhöhte Bereich bogenförmig ausgebildet, wobei der höchste Punkt des erhöhten Bereichs einen oberen Scheitelpunkt des zweiten Endabschnitts bildet. Die Höhe des Scheitelpunktes definiert, wie hoch das Wasser angestaut werden muss, um über den zweiten Auslass abzufließen. Dabei kann vorgesehen sein, dass sich der bogenförmige Bereich zwischen der Verzweigung und dem zweiten Auslass erstreckt. Alternativ ist der bogenförmige Bereich nur in einem Teilbereich des zweiten Endabschnitts ausgebildet.
  • In einer weiteren Erfindungsvariante erstreckt sich der erste Endabschnitt in horizontaler oder leicht abfallender Richtung. Auf diese Weise strömt das Wasser bei geöffnetem ersten Auslass auf direktem Wege ab.
  • In einer Erfindungsvariante ist der erste Auslass durch einen Stopfen, eine Klappe oder einen Schiebemechanismus verschließbar. Eine Verschließbarkeit kann manuell oder alternativ elektrisch bereitgestellt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine Steuerung zum Verschließen des ersten Auslasses aus der Ferne, beispielsweise über eine Funk- oder Internetverbindung bedienbar ist.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist auch der zweite Auslass verschließbar. Dies kann analog zum ersten Auslass durch einen Stopfen, eine Klappe oder einen Schiebemechanismus vorgesehen sein. Sofern der zweite Auslass verschließbar ist, kann auch dieser mit einer elektrische Steuerung bedienbar sein.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Auslaufstück einstückig ausgebildet ist. Die Einstückigkeit kann sich dadurch ergeben, dass das gesamte Auslaufstück in einem Prozess hergestellt wird. Die Einstückigkeit kann sich aber auch daraus ergeben, dass zunächst mehrere Teilabschnitte des Auslaufstücks hergestellt und dann stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
  • Alternativ besteht das Auslaufstück aus Teil-Rohrstücken, die zusammengesteckt oder z.B. über Verbindungsmuffen oder Flanschverbindungen miteinander verbunden sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass das gesamte Auslaufstück in vormontierten Zustand an das Drainagerohr angeschlossen werden kann. Beispielsweise wird das Auslaufstück durch Rohrstücke gebildet, wobei die Verzweigung durch ein Y-Rohrstück gebildet ist, das einen Frontabschnitt umfasst, der mit dem Drainagerohr verbunden ist, und Anschlüsse an die beiden Endabschnitte aufweist.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist das Auslaufstück unmittelbar im Erdreich verlegt. Alternativ kann das Auslaufstück in einem Schutzgehäuse angeordnet sein, das sich im Boden befindet und das Auslaufstück umgibt. In einem solchen Fall kann das Schutzgehäuse beispielsweise einen öffenbaren Deckel aufweisen, um Zugang zu dem Auslaufstück zu haben.
  • Das Auslaufstück ist nicht perforiert, d.h. vollwandig ausgebildet. Somit sind im Gegensatz zum Drainagerohr keine Löcher, Schlitze oder sonstige Öffnungen in das Auslaufstück eingelassen. Dies dient dazu, zu verhindern, dass überschüssiges Wasser in die Böschung eines Entwässerungsgrabens, an dem das Auslaufstück endet, einsickern kann und die Böschung aufweicht.
  • In einer weiteren Ausgestaltung weist das Auslaufstück einen oder mehrere weitere Endabschnitte mit jeweils erhöhten Bereichen auf, die sich ausgehend von der Verzweigung erstrecken, wobei die jeweiligen erhöhten Bereich unterschiedlich hoch sind. Dies ist mit dem Vorteil verbunden, dass in Abhängigkeit davon, welcher Auslass verschlossen ist, unterschiedliche Höhen bereitgestellt werden können, die das Wasser ansteigen muss, um das Endstück zu überwinden.
  • In einem weiteren Erfindungsaspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Auslaufstück für ein Drainagesystem zum Anschluss an ein Drainagerohr. Dabei weist das Auslaufstück eine Verzweigung zu einem ersten und zu einem zweiten Endabschnitt auf. Der erste Endabschnitt erstreckt sich zwischen der Verzweigung und einem verschließbaren ersten Auslass. Der zweite Endabschnitt erstreckt sich zwischen der Verzweigung und einem zweiten Auslass. Dabei weist der zweite Endabschnitt einen erhöhten Bereich auf, der dazu ausgebildet ist, im an ein Drainagerohr angeschlossenen Zustand bezogen auf die Lotrichtung höher als der erste Endabschnitt und der erste Auslass zu liegen.
  • Die oben beschriebenen Ausgestaltungen des Auslaufstücks im Zusammenhang mit der Drainagevorrichtung gelten dabei in entsprechender Weise auch für des Auslaufstücks gemäß Anspruch 13.
  • In einem weiteren Erfindungsaspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Drainagesystem für die landwirtschaftliche Flächendrainage, das aufweist:
    • ein Drainagerohr, das mit einem Gefälle im Erdreich verlegt ist und ein unteres Ende aufweist, und
    • ein Auslaufstück mit zwei Endabschnitten gemäß Anspruch 13, das mit dem unteren Ende des Drainagerohrs verbunden ist.
  • Dabei sieht eine Ausführungsvariante vor, dass das Auslaufstück derart verlegt ist, dass die Auslässe von erstem Endabschnitt und zweitem Endabschnitt angrenzend an einen Graben enden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch in Seitendarstellung ein Ausführungsbeispiel einer Drainagevorrichtung mit einem Auslaufstück, welches ein erstes Endstück mit einem ersten Auslass und ein zweites Endstück mit einem zweiten Auslass und einen erhöhten Bereich des zweiten Endstücks aufweist;
    Fig. 2
    die Drainagevorrichtung der Figur 1, wobei der erster Auslass geöffnet ist;
    Fig. 3
    die Drainagevorrichtung der Figur 1, wobei der erste Auslass verschlossen ist;
    Fig. 4
    schematisch den Drainagekegel und das Stauwasserniveau eines im Erdboden verlegten Drainagerohrs gemäß dem Stand der Technik;
    Fig. 5
    den Drainagekegel und das Stauwasserniveau bei Verwendung einer Drainagevorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 3;
    Fig. 6
    eine Darstellung entsprechend der Figur 4 in einem Längsschnitt; und
    Fig. 7
    eine Darstellung entsprechend der Figur 5 in einem Längsschnitt.
  • Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Drainagevorrichtung, die ein Drainagerohr 2 und ein Auslaufstück 1 umfasst. Das Drainagerohr 2 ist ein übliches Drainagerohr 2, das entlang seiner Länge Löcher und/oder Schlitze aufweist, die der Aufnahme von Wasser dienen. Das Drainagerohr 2 ist mit einem angemessenen Gefälle, das dem Bodenniveau angepasst ist, im Erdreich 6 verlegt. Das im Drainagerohr 2 aufgenommene Wasser 9 fließt durch das Auslaufstück 1 in einen Entwässerungsgraben 10 ab.
  • Das Auslaufstück 1 ist an das Ende des Drainagerohrs 2 über eine schematische dargestellte Schnittstelle 8, beispielsweise über nicht dargestellte Verbindungsmuffen oder Steckanordnungen verbunden. Im einfachsten Fall wird das Ende des Auslaufstücks 1 in das Drainagerohr 2 eingesteckt bzw. umgekehrt. Der Anschluss zum Drainagerohr 2 kann dabei in Ausgestaltungen auch ein Reduzierstück umfassen, falls der Durchmesser des Drainagerohrs 2 sich vom Durchmesser des Auslaufstücks 1 unterscheidet.
  • Das Auslaufstück umfasst drei Hauptteile: Ein Y-Rohrstück, das eine Verzweigung 3 bildet und mit einem Frontabschnitt 11 über die Schnittstelle 8 an das Drainagerohr 2 angeschlossen ist, sowie ein erstes Endstück 4 und ein zweites Endstück 5, die sich an entsprechende Anschlüsse (nicht gesondert dargestellt) des Y-Stücks anschließen. Alternativ kann das Auslaufstück 1 einstückig ausgebildet sein oder weitere Teilrohre umfassen.
  • Sämtliche Abschnitte sind als Rohrteile ausgebildet. Der Innendurchmesser der Rohrteile liegt beispielsweise im Bereich zwischen 50 mm und 300 mm.
  • Das Auslaufstück 1 ist derart im Erdreich 6 verlegt, dass die beiden Endstücke 4, 5 an der Grabenwand 71 eines Entwässerungsgrabens 7 enden.
  • Das erste Endstück 4 erstreckt sich in horizontaler Richtung von der Verzweigung 3 zu einem ersten Auslass 41. Das zweite Endstück 5 führt von der Verzweigung zu einem zweiten Auslass 51. Dabei ist das zweite Endstück 5, ähnlich wie ein umgedrehtes U bogenförmig ausgebildet, sodass das zweite Endstück 5 einen erhöhten Bereich 53 aufweist. Der erhöhte Bereich 53 liegt gegenüber dem ersten Endstücks 4 und dem ersten Auslasses 41 höher. Der bogenförmige erhöhte Bereich 53 weist einen oberen Scheitelpunkt 530 auf, der die höchste Stelle des Auslaufstücks 1 darstellt. Der zweite Auslass 51 ist benachbart und im dargestellten Ausführungsbeispiel direkt über dem ersten Auslass 41 angeordnet.
  • Dabei weist der erste Auslass 41 einen ersten Verschluss 42 und der zweite Auslass 51 einen zweiten Verschluss 52 auf. Die Verschlüsse 42, 52 sind in diesem Ausführungsbeispiel durch Klappen realisiert. Grundsätzlich ist jedoch auch ein anderer Verschluss beispielsweise durch einen Stopfen oder einem Schiebemechanismus möglich. Die Verschlüsse 42,52 können manuell oder alternativ über einen Motor und eine Steuereinheit (nicht dargestellte) betätigbar sein. Dabei kann die Steuereinheit aus der Ferne, beispielsweise über eine Funk- oder Internetverbindung bedienbar sein. Auf diese Weise kann automatisiert geregelt werden, durch welchen Auslass Wasser 9 ausströmen kann.
  • Die Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel der Figur 1, bei dem der erste Auslass 41 durch den offenstehenden ersten Verschluss 42 geöffnet ist. Im Drainagerohr 2 gesammelte Wasser 9 kann direkt über das erste Endstück 4 und den ersten Auslass 41 abfließen. Ein Aufstauen von Wasser 9 im Drainagerohr 2 findet nicht statt. Das zweite Endstück 5 ist nicht mit Wasser 9 gefüllt, da das Wasser 9 grundsätzlich den energetisch günstigeren, tieferen Weg durch das erste Endstück 4 wählt.
  • Die Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel der Figur 1 mit einem verschlossenen ersten Verschluss 42. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figur 2 kann das Wasser 9 nicht durch den ersten Auslass 41 austreten, sondern muss zum Abfluss aus dem Drainagerohr 2 durch das zweite Endstück 5 strömen. Dabei muss es den geodätisch höherliegenden erhöhten Bereich 53 passieren, ehe es durch den zweiten Auslass 5 ausströmt. Der erhöhte Bereich 53 bildet dabei eine Schwelle, bis zu der das Wasser 9 ansteigen muss, ehe es abfließen kann. Auf diese Weise staut sich das Wasser 9 im Drainagerohr 2 auf. Als Folge kann kein im Erdreich 6 befindliches Wasser 9 in das Drainagerohr 2 eindringen. Das Wasser verrieselt 9 also in tiefer liegende Bodenschichten 61.
  • Anhand der Figuren 4-7 werden im Folgenden die mit der erfindungsgemäßen Drainagevorrichtung verbundenen Vorteile weiter erläutert.
  • Zum Hintergrund der Erfindung ist zunächst zu bemerken, dass insbesondere in den Jahren 2018-2020 in Deutschland längere Zeiträume aufgetreten sind, in denen nur sehr geringe Niederschläge verzeichnen werden konnten. Die längeren Trockenperioden führen zu einer Verkrustung des Oberbodens. Diese Verkrustung und Verhärtung des Bodens zieht sich weiter in die unteren Bodenschichten. Selbst wenn es zu lang andauernden Regengüssen kommt, dringt das Wasser teilweise nur noch in Tiefen bis zur bestehenden Drainage vor und wird dann abgeleitet.
  • Eine solche Situation lässt sich anhand der Figur 4 erkennen. Diese zeigt einen typischen Drainagekegel 30, der sich oberhalb eines Drainagerohrs 2 bildet. Die Tiefe des Drainagerohrs 2 im Erdreich definiert dabei die Ebene 8, bis zu der Grundwasser oder Stauwasser vorliegt, weil höher gelegenes Wasser innerhalb des Drainagekegels 30 über das Drainagerohr 2 abgeleitet wird. Ein Problem besteht dann, wenn der Boden unterhalb der Ebene 8 derart verhärtet ist, dass Sickerwasser den leichteren Weg über die Drainage einschlägt und abgeleitet wird, statt in tiefere Bodenschichten zu versickern und den Grundwasserspiegel anzuheben.
  • Die Figur 6 zeigt in einem Längsschnitt die gleiche Situation. Das Drainagerohr 2 ist mit einem leichtem Gefälle von 1 - 2 Promille (d.h. 10 bis 20 cm Gefälle auf 100 m) im Erdreich verlegt. Es mündet in einen Graben 7 mit Grabungswänden 71. Durch das vorgegebene Gefälle der Drainage fließt das Wasser ungehindert in den Graben 7. Am Ende des Drainagerohrs 2 ist in der Regel ein Auslaufstück mit einer Froschklappe angeordnet, an dem durch die Drainage anfallendes Wasser in den Graben 7 austritt. Die Froschklappe verhindert ein Eindringen von Tieren in die Drainung. Niederschläge 91 sickern als Sickerwasser 92 in den Boden und werden innerhalb des Drainagekegels durch das Drainagerohr 2 abgeleitet. Das grabenseitige, tiefer gelegene Ende des Drainagerohrs 2 definiert dabei die Ebene 8, bis zu dem Grundwasser oder Stauwasser im Bereich des Drainagerohrs 2 vorliegt.
  • Um ein weiteres Absinken des Grundwasserspiegels zu verhindern, wird die erfindungsgemäße Drainagevorrichtung eingesetzt, die erreicht, dass beim Verschließen des ersten Auslasses 41 das Sickerwasser über die Drainage hinaus tiefer in den Boden versickern kann. Hierzu wird die Wasseraufnahme in den tieferen Bodenschichten angeregt. Das Regenwasser 91 hat somit die Möglichkeit, weiter in die unteren Bodenschichten zum Grundwasser vorzudringen. Dies hat zur Folge, dass ein weiteres Absinken des Grundwasserspiegels gestoppt werden oder dieser sogar angehoben werden kann. Jedoch ist dazu eine durchgehende Befeuchtung des Bodens unterhalb der Drainage bis hin zum Grundwasserspiegel erforderlich. Dazu ist es notwendig, dass in den Oberboden eintretende Regenwasser 91 vor einem zu schnellen Abfließen durch die Drainage 2 zu verzögern.
  • Die Figuren 5 und 7 zeigen im Querschnitt und im Längsschnitt die Situation, die sich mit der erfindungsgemäßen Drainagevorrichtung einstellt. Dabei wird gemäß der Figur 7 ein Auslaufstück 1 (gestrichelt umkreist) eingesetzt. Durch dieses kann bei verschlossenen, (nicht dargestellten) ersten Auslass 42 erreicht werden, dass die Ebene 8, bis zu der Grundwasser oder Stauwasser vorliegt, auf die Höhe des erhöhten Bereichs 53 des Auslaufstücks 1 angehoben wird. Insbesondere in der Figur 5 ist zu erkennen, dass der Bereich der Staunässe durch den erhöhten Bereich 53 angehoben worden ist. Der erhöhte Bereich 53 bildet eine Schwelle, über die der Wasserspiegel ansteigen muss. Demnach wird im Vorlauf auf einer gewissen Länge, in Abhängigkeit vom verlegten Gefälle des Drainagerohrs 2, das Wasser 9 aufgestaut. Das abzuführende Regenwasser 91 verbleibt länger in den Drainagerohren 2. Es baut sich im Drainagerohr 2 ein hydraulischer Wasserdruck auf, was eine Verrieselung zur Folge hat. Das gehaltene Wasser kann in die unteren Bodenschichten versickern. Durch das Verschließen des ersten Auslasses 41 am Auslaufstück 1 wird der Boden somit dazu angeregt, begünstigt durch den Wasserdruck im aufgestauten Drainagerohr 2 Wasser aufzunehmen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass in einem Bereich von ca. 1 bis 2 m, der sich an das Auslaufstück 1 anschließt, das Drainagerohr 2 nicht gelocht ausgebildet ist. Die genaue Länge ist dabei von den Bodenverhältnissen sowie den örtlichen Gegebenheiten abhängig. Hierdurch wird verhindert, dass überschüssiges Wasser in die Böschung des Grabens 7 einsickert und die Böschung aufweicht.
    • Lotrichtung
  • Die Einstellung, durch welches Endstück 4, 5 das Wasser abfließen soll und dementsprechend auf welche Höhe der Wasserdruck ansteigen muss, ist vom Landwirt vorzunehmen, der dies seinen Bedürfnissen bezogen auf die Bodenbedingen, Wetterlagen sowie Ackerfrucht anpassen kann. Hierzu kann der Landwirt die erste Verschlussklappe verschließen oder öffnen. Soll ein zu erwartender Regenguss nicht sofort durch die Drainagen abgeleitet werden, verschließt der Landwirt die erste Verschlussklappe entsprechend. Das aufgestaute / zurückgehaltene Wasser in den Drainagerohren kann dann in den Boden unterhalb der Drainagen eindringen.
  • Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Weiter wird darauf hingewiesen, dass beliebige der beschriebenen Merkmale separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden können, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Offenbarung dehnt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale aus, die hier beschrieben werden und umfasst diese.

Claims (15)

  1. Drainagevorrichtung für die landwirtschaftliche Flächendrainage, wobei die Drainagevorrichtung ein Drainagerohr (2) und ein damit verbundenes Auslaufstück (1) umfasst, wobei
    - das Auslaufstück (1) eine Verzweigung (3) zu einem ersten Endabschnitt (4) und einem zweiten Endabschnitt (5) aufweist,
    - der erste Endabschnitt (4) sich zwischen der Verzweigung (3) und einem verschließbaren ersten Auslass (41) erstreckt, und
    - der zweite Endabschnitt (5) sich zwischen der Verzweigung (3) und einem zweiten Auslass (51) erstreckt, wobei der zweite Endabschnitt (5) einen erhöhten Bereich (53) aufweist, der bezogen auf die Lotrichtung höher als der erste Endabschnitt (4) und der erste Auslass (41) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Auslass (52) bezogen auf die Lotrichtung tiefer als der erhöhte Bereich (53) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Auslass (42) und der zweite Auslass (52) in gleicher oder ähnlicher Höhe angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erhöhte Bereich (53) bogenförmig ausgebildet ist, wobei der höchste Punkt des erhöhten Bereichs (53) einen oberen Scheitelpunkt des zweiten Endabschnitts (5) bildet.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der bogenförmige Bereich (53) zwischen der Verzweigung (3) und dem zweiten Auslass (52) erstreckt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endabschnitt (4) sich in horizontaler oder leicht abfallender Richtung erstreckt.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufstück (1) aus Teil-Rohrstücken bestehen, die zusammengesteckt oder über Verbindungsmuffen miteinander verbunden sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweigung (3) durch ein Y-Rohrstück gebildet ist, das einen Frontabschnitt (11) umfasst, der mit dem Drainagerohr (2) verbunden ist, und Anschlüsse an die beiden Endabschnitte (4, 5) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufstück (1) einstückig ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Auslass (41) einen Verschluss (42) aufweist, der manuell oder elektrisch bedienbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufstück (1) unmittelbar im Erdreich verlegt ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufstück (1) nicht perforiert ist.
  13. Auslaufstück (1) für ein Drainagesystem zum Anschluss an ein Drainagerohr (2), wobei
    - das Auslaufstück (1) eine Verzweigung (3) zu einem ersten Endabschnitt (4) und einem zweiten Endabschnitt (5) aufweist,
    - der erste Endabschnitt (4) sich zwischen der Verzweigung (3) und einem verschließbaren ersten Auslass (41) erstreckt, und
    - der zweite Endabschnitt (5) sich zwischen der Verzweigung (3) und einem zweiten Auslass (51) erstreckt, wobei der zweite Endabschnitt (5) einen erhöhten Bereich (53) aufweist, der dazu ausgebildet und vorgesehen ist, im an ein Drainagerohr (2) angeschlossenen Zustand bezogen auf die Lotrichtung höher als der erste Endabschnitt (4) und der erster Auslass (41) zu liegen.
  14. Drainagesystem für die landwirtschaftliche Flächendrainage, das aufweist:
    - ein Drainagerohr (2), das mit einem Gefälle im Erdreich (6) verlegt ist und ein unteres Ende aufweist, und
    - ein Auslaufstück (1) mit zwei Endabschnitten (4, 5) gemäß Anspruch 13, das mit dem unteren Ende des Drainagerohrs (2) verbunden ist.
  15. Drainagesystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufstück (1) derart verlegt ist, dass die Auslässe (41, 51) von erstem Endabschnitt (4) und zweitem Endabschnitt (5) angrenzend an einen Graben (7) enden.
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