RU2554996C1 - Method of drying average-loamy soils with high soil fertility with closed regulatory network - Google Patents
Method of drying average-loamy soils with high soil fertility with closed regulatory network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554996C1 RU2554996C1 RU2014105211/13A RU2014105211A RU2554996C1 RU 2554996 C1 RU2554996 C1 RU 2554996C1 RU 2014105211/13 A RU2014105211/13 A RU 2014105211/13A RU 2014105211 A RU2014105211 A RU 2014105211A RU 2554996 C1 RU2554996 C1 RU 2554996C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- trench
- drainage
- prism
- width
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству и комплексной мелиорации агроландшафтов и может быть применено в Нечерноземной зоне как при проектировании, строительстве, реконструкции, ремонте и эксплуатации дренажных систем, так и при использовании дренируемых среднесуглинистых почвогрунтов с высоким плодородием и атмосферным водным питанием почвы. При этом к среднесуглинистым почвогрунтам отнесены почвогрунты с содержанием физической глины - частиц с диаметром менее 0,01 мм 30…40% по сухой массе.The invention relates to agriculture and integrated land reclamation of agrolandscapes and can be applied in the Non-Chernozem zone both in the design, construction, reconstruction, repair and operation of drainage systems, and in the use of drained medium loamy soil with high fertility and atmospheric water nutrition of the soil. At the same time, medium-loamy soil is classified as soil with the content of physical clay - particles with a diameter of less than 0.01 mm 30 ... 40% by dry weight.
Как известно, по плодородию минеральные почвы подразделяют на три группы (Рекомендации по окультуриванию и сельскохозяйственному использованию мелиорируемых земель в Нечерноземной зоне РСФСР. / И.М. Емельянова и др. - Л.: СевНИИГиМ, 1978. - С.4…6). К почвам высокого плодородия относят минеральные почвы при мощности гумусового горизонта более 22 см, содержании подвижного фосфора более 15 мг/100 г почвы и кислотности рН более 5,5. К группе со средним плодородием относят минеральные почвы с мощностью гумусового горизонта от 17 до 22 см, содержанием фосфора от 10 до 15 мг/100 г почвы и кислотностью рН от 4,5 до 5,5, а к группе с низким плодородием - при мощности гумусового горизонта менее 17 см, содержании подвижного фосфора ниже 10 мг/100 г почвы и рН ниже 4,5.As is known, mineral fertility is divided into three groups by fertility (Recommendations on cultivation and agricultural use of reclaimed land in the Non-chernozem zone of the RSFSR. / I.M. Emelyanova et al. - L .: SevNIIGiM, 1978. - P.4 ... 6). To soils of high fertility include mineral soils with a thickness of the humus horizon of more than 22 cm, a content of mobile phosphorus of more than 15 mg / 100 g of soil and an acidity of pH more than 5.5. Mineral soils with a humus horizon thickness of 17 to 22 cm, phosphorus content of 10 to 15 mg / 100 g of soil and pH from 4.5 to 5.5 are classified as a medium fertility group, and a low fertility group, with a thickness the humus horizon is less than 17 cm, the content of mobile phosphorus is below 10 mg / 100 g of soil and the pH is below 4.5.
К закрытой осушительной регулирующей сети относят как закрытые собиратели, отводящие воду с поверхности почвы и гравитационную воду из пахотного слоя, так и закрытые дрены, понижающие уровень инфильтрационных, почвенно-грунтовых, грунтовых и грунтово-напорных вод.The closed drainage regulatory network includes both closed collectors that divert water from the soil surface and gravity water from the arable layer, and closed drains that lower the level of infiltration, soil, ground and ground-pressure waters.
Известен траншейный способ осушения почвогрунтов закрытым дренажем, позволяющий сохранить слой почвы по его трассе. Способ предусматривает перед отрывкой траншеи снятие по ее трассе слоя почвы, укладку его на край траншеи и присыпку уложенной на дно траншеи трубы с защитно-фильтрующим материалом почвой гумусового горизонта, срезанной с краев траншеи (А.с. SU 1377328 А1, Кл. E02В 11/00, 1988. Способ строительства дренажа. / Ц.Н. Шкинкис, И.Ю. Гайлитис и Х.А. Смилга). Присыпку труб растительным грунтом предусматривает и ВСН-С-4-79 (Инструкция ВСН-С-4-79 по строительству закрытого горизонтального дренажа при осушении земель сельскохозяйственного назначения. Утверждена приказом Минводхоза СССР №252 от 18 мая 1979 г., согласована Госстроем СССР письмом №1 - 4558 от 01 декабря 1978 г. - М.: Минводхоз СССР - В/О «Союзводпроект», 1979. - С.13, п.3.44).Known trench method of drainage of soils by closed drainage, which allows you to save the soil layer along its route. The method involves removing a layer of soil along its route, laying it on the edge of the trench and sprinkling the pipe with protective and filtering material on the soil of the humus horizon cut from the edges of the trench before the fragment of the trench (A.s. SU 1377328 A1, Cl. E02B 11 / 00, 1988. Method for the construction of drainage. / Ts.N. Shinkis, I.Yu. Gailitis and H.A. Smilga). Piping of pipes with vegetable soil is also provided for by VSN-S-4-79 (Instruction VSN-S-4-79 on the construction of horizontal horizontal drainage for drainage of agricultural land. Approved by order of the USSR Ministry of Water Economy No. 252 of May 18, 1979, approved by the USSR State Construction Committee in a letter No. 1 - 4558 dated December 01, 1978 - M .: Ministry of Water Resources of the USSR - V / O Soyuzvodproekt, 1979. - S.13, p. 3.44).
Недостаток способа: недостаточная эффективность осушения, поскольку не учитывает гранулометрический состав, уровень плодородия почвы и обоснованность ее использования для присыпки труб.The disadvantage of this method is the insufficient efficiency of drainage, since it does not take into account the particle size distribution, the level of soil fertility and the validity of its use for powdering pipes.
Известен способ осушения почв закрытым дренажем (А.с. SU 1484861 А1, Кл. E02В 11/00, 1989. Способ строительства дренажа. / П.П. Евчик, В.М. Мукоед и Ш.И. Брусиловский), включающий отрывку траншеи и укладку в нее дренажной трубы, присыпаемой защитным слоем, на который отсыпают перемычки из вынутого грунта с коэффициентом откоса от 0,2 до 0,8. Вершины перемычек размещают ниже пахотного слоя на 10…20 см. Между перемычками проводят оструктуривание защитного слоя химмелиорантом и засыпку траншеи фильтрующим материалом.A known method of drainage of soils by closed drainage (A.S. SU 1484861 A1, CL. E02B 11/00, 1989. A method of constructing a drainage. / PP Evchik, VM Mukoed and Sh.I. Brusilovsky), including an excerpt trenches and laying in it a drainage pipe sprinkled with a protective layer on which jumpers are laid out from the excavated soil with a slope coefficient of 0.2 to 0.8. The tops of the jumpers are placed below the arable layer by 10 ... 20 cm. Between the jumpers, the protective layer is structured with a chemical improver and the trench is filled with filtering material.
Недостаток способа: недостаточная интенсивность осушения как следствие неравномерного притока воды к трубе по ее длине и отсутствия контактной фильтрации по границе засыпаемых в траншею материалов (см. Патент RU 2411322 C1, Кл. E02В 11/00, 2011 г.).The disadvantage of this method is the insufficient intensity of drainage as a result of uneven inflow of water to the pipe along its length and the absence of contact filtration along the boundary of materials poured into the trench (see Patent RU 2411322 C1, Cl. E02B 11/00, 2011).
Известен способ осушения дренажем слабопроницаемых грунтов траншейным способом (Патент SU 1794130 A3, Кл. E02В 11/00, 1993. Способ строительства дренажа в слабоводопроницаемых грунтах. / А.И. Бальчюнас, Б.А. Тамашаускас и М.А. Урбутис; прототип), предусматривающий снятие почвы гумусового горизонта и отсыпку ее вдоль бровки траншеи, отрывку траншеи и отсыпку вынутого почвогрунта вдоль второй бровки траншеи, укладку на дно траншеи дренажной трубы и защитного слоя, отсыпку бульдозером через каждые 10…15 м перемычек из вынутого почвогрунта до пахотного слоя, а на естественные откосы перемычек - фильтрующих элементов из почвы гумусного слоя в виде наклонных призм толщиной 30…35 см поперек траншеи, засыпку траншеи до пахотного слоя вынутым почвогрунтом и окончательную засыпку траншеи почвой гумусового горизонта, оставшейся от устройства фильтрующих наклонных призм.A known method of draining drainage of poorly permeable soils in a trench way (Patent SU 1794130 A3, CL. E02B 11/00, 1993. A method of constructing drainage in poorly permeable soils. / A.I. Balchyunas, B.A. Tamasauskas and M.A. Urbutis; prototype ), which provides for removing soil from the humus horizon and filling it along the edge of the trench, extracting the trench and filling the excavated soil along the second edge of the trench, laying a drainage pipe and protective layer on the bottom of the trench, and filling the bulkhead with a bulldozer every 10 ... 15 m from the soil to the soil , and on the natural slopes of the lintels - filtering elements from the soil of the humus layer in the form of inclined prisms 30 ... 35 cm thick across the trench, backfilling the trench to the arable layer with an excavated soil, and the final backfilling of the trench with humus horizon soil remaining from the device of the filtering inclined prisms.
Недостаток способа: недостаточная эффективность, так как не учитывает уровень плодородия почвы (степень ее окультуренности) и целесообразность ее дренирования и использования для создания фильтрующих элементов, а также вследствие отсутствия контактной фильтрации по границе засыпаемого в траншею почвогрунта и неравномерности притока воды к дренажной трубе по ее длине.The disadvantage of the method: lack of effectiveness, because it does not take into account the level of soil fertility (degree of cultivation) and the appropriateness of its drainage and use to create filter elements, as well as due to the lack of contact filtration along the boundary of the soil buried in the trench and the uneven flow of water to the drainage pipe along it length.
Известен закрытый собиратель (Патент RU 2411322 С1, Кл. E02В 11/00, 2011 г.), включающий водоприемный элемент в форме призмы, размещенной в дренажной траншее с вертикальными стенками и уложенной в ней дренажной трубой. Призма составлена из n-го количества вертикальных правильных призм, где n≥2. Призмы образуют единый блок и каждая заполнена разнородным фильтрующим материалом. В качестве фильтрующего материала могут быть использованы песок, шлак, льняная костра, смесь вынутого из дренажной траншеи почвогрунта с почвой пахотного слоя либо с отощающими добавками, например песком, ишаком, доломитом и др. Дренажная труба обернута защитно-фильтрующим материалом.A closed collector is known (Patent RU 2411322 C1, CL. E 02B 11/00, 2011), including a water intake element in the form of a prism placed in a drainage trench with vertical walls and a drain pipe laid in it. The prism is composed of the nth number of vertical regular prisms, where n≥2. Prisms form a single block and each is filled with a heterogeneous filter material. As the filtering material, sand, slag, flax fire, a mixture of soil taken out from a drainage trench with an arable layer soil or with thinning additives, such as sand, donkey, dolomite, etc. can be used. The drainage pipe is wrapped with a protective-filtering material.
Применение данной конструкции закрытого собирателя ограничено из-за отсутствия на объектах осушения, особенно с тяжелыми слабоводопроницаемыми почвогрунтами, как правило, в достаточном количестве местного фильтрующего материала, а засыпка траншеи привозным фильтрующим материалом удорожает стоимость строительства дренажных линий в 2…3 раза.The use of this design of the closed collector is limited due to the lack of drainage at the facilities, especially with heavy poorly permeable soil soils, as a rule, in a sufficient amount of local filtering material, and filling the trench with imported filtering material increases the cost of constructing drainage lines by 2 ... 3 times.
При осушении почвогрунтов закрытыми дренами минимальную глубину их заложения, равную 1,1 м, принимают исходя из условия обеспечения нормы осушения в расчетный период (СНиП 2.06.03-85, п.3.25). При этом при уклоне поверхности почвы, меньшем или равном 5‰, применяют продольное расположение дрен. При осушении почвогрунтов закрытыми собирателями применяют только поперечное расположение дренажных линий. Минимальную глубину заложения закрытых собирателей, равную 0,8 м, рекомендуют сотрудники ВНИИГиМ (Печенина B.C., Юрченко И.Ф. Собиратель. - В сб.: Мелиоративная энциклопедия, т.III. / Сост. Б.С. Маслов. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. - С.188…189). В Мосгипроводхозе расчетную глубину закладки закрытых собирателей принимали не меньше 0,8 м (Руководство по проектированию осушительных и осушительно-увлажнительных систем. / Мосгипроводхоз. - М.: Главнечерноземводстрой, 1976: п.5.18; табл.5 и 6; п.5.2; п.5.21; п.5.5).When draining the soil with closed drains, the minimum depth of their laying, equal to 1.1 m, is taken based on the conditions for ensuring the drainage rate in the billing period (SNiP 2.06.03-85, p. 3.25). Moreover, with a slope of the soil surface less than or equal to 5 ‰, a longitudinal arrangement of drains is used. When draining the soil with closed collectors, only the transverse arrangement of drainage lines is used. The minimum depth of the laying of closed collectors, equal to 0.8 m, is recommended by the employees of VNIIGiM (Pechenina BC, Yurchenko I.F.Sobretcher. - Sat: Reclamation Encyclopedia, vol. III / Comp. B.S. Maslov. - M. : Federal State Institution "Rosinformagrotech", 2004. - P.188 ... 189). In Mosgiprovodkhoz, the estimated laying depth of closed collectors was taken to be not less than 0.8 m (Guidance on the design of drainage and drainage-humidification systems. / Mosgiprovodkhoz. - M .: Glavnechernozemvodstroy, 1976: items 5.18; Tables 5.1 and 6; Tables 5.2 and 5; Clause 5.21; Clause 5.5).
В пособии (Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта по осушению сельскохозяйственных земель в Нечерноземной зоне РФ. / Сост. А.П. Аверьянов. - М.: ФГОУ ВПО МГУП, 2005) глубина заложения регулирующей сети, а к ней, как известно, относят и закрытый собиратель, «в истоке принимается 1,1…1,2 м (в минеральных грунтах)» (п.2 примечания к табл.4), «разница в глубинах заложения дрен (закрытых собирателей) в истоке и устье составляет не более 0,2…0,3 м» (см. п.3 этого же примечания). В учебнике (Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации. / А.А. Богушевский, А.И. Голованов, В.А. Кутергин и др.; Под ред. Е.С. Маркова. - М.: Колос, 1981. - С.250…253, §92 и с.266 §100), созданном также ведущими учеными этого же образовательного учреждения (ранее МГМИ, ныне МГУП), на с.250 читаем: «…устройство закрытых собирателей на глубине 1,3…1,5 м нецелесообразно. Глубина закладки закрытых собирателей, не превышающая 1 м, более соответствует характеру их работы». На с.266 учебника подчеркивается: «При уклонах поверхности меньше минимально допустимых, когда требуемый уклон создается за счет заглубления устьевой части дрены, возможна неравномерность режима осушения по ее длине. В этом случае разницу в отметках дрены в истоке и устье допускают не более 0,2…0,3 м». Как видим, приводимая разница в отметках распространяется только на дрены.In the manual (educational-methodical manual for the implementation of the course project on the drainage of agricultural land in the non-chernozem zone of the Russian Federation. / Comp. A.P. Averyanov. - M .: FSEI HPE MGUP, 2005) the depth of the regulatory network, and to it, as you know also include a closed collector, “1.1 ... 1.2 m (in mineral soils) are taken at the source” (
Необходимо еще раз подчеркнуть, что в отличие от МГУП Мосгипроводхоз и ВНИИГиМ минимальную глубину закрытого собирателя рекомендуют равной 0,8 м.It must be emphasized once again that, unlike the Moscow State Unitary Enterprise Mosgiprovodkhoz and VNIIGiM, the minimum depth of the closed collector is recommended to be 0.8 m.
И.М. Кривоносов (Кривоносов И.М. Глубина закладки дрен. - В кн.: Губарь Н.С. и др. Сельскохозяйственные мелиорации в Нечерноземной полосе. / СевНИИГиМ. - М.: Колос, 1964. - С.208…210) считает, что уменьшение глубины заложения дрен в тяжелых глинистых почвах улучшает работу дренажных систем и приводит к значительному снижению стоимости работ по устройству как дренажа, так и, особенно, открытых транспортирующих и магистральных каналов и водоприемников. Ц.Н. Шкинкис (Шкинкис Ц.Н. Гидрологическое действие дренажа. / ЛатНИИГиМ. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - С.216), наоборот, рекомендует применение более глубокого (1,3…1,5 м) дренажа, причем большие глубины дрен - на более тяжелых почвах.THEM. Krivonosov (Krivonosov IM Depth of laying drains. - In the book: Gubar NS and other Agricultural land reclamation in the Non-Chernozem zone. / SevNIIIGiM. - M .: Kolos, 1964. - S.208 ... 210) considers that a decrease in the depth of drainage in heavy clay soils improves the operation of drainage systems and leads to a significant reduction in the cost of installing drainage and, especially, open transport and main canals and water inlets. Ts.N. Shinkis (Ts. N. Shkinkis. The hydrological effect of drainage. / LatNIIGiM. - L .: Gidrometeoizdat, 1981. - P.216), on the contrary, recommends the use of deeper (1.3 ... 1.5 m) drainage, with greater drainage depths - on heavier soils.
Обобщая опыт назначения глубины заложения дрен в тяжелых почвах, Б.С. Маслов (Маслов Б.С. Глубокое рыхление почв: опыт и задачи науки // Гидротехника и мелиорация. - 1979. - №7. - С.28…33.17, с.32) подчеркивает, «что прогрессивная тенденция увеличения глубины дренирования в нашей практике осуществляется очень медленно… Зональные научные институты рекомендуют следующие глубины заложения дрен в тяжелых почвах: Латвийская ССР (Ц.Н. Шкинкис) - 1,3…1,5 м, Литовская ССР (А. Блажис) - более 1,2…1,5 м, Белорусская ССР (В.М. Зубец) - 1,2…1,3 м, центр Нечерноземной зоны РСФСР (В.Я. Черненок, B.C. Печенина) - 1,2…1,4 м. В то же время многочисленные исследования показывают, что тяжелые почвы требуют более глубокого осушения… по-видимому, и у нас следует уточнить (в сторону повышения) средние и минимальные глубины заложения дрен».Summarizing the experience of assigning the depth of drainage in heavy soils, B.S. Maslov (B. Maslov. Deep loosening of soils: the experience and tasks of science // Hydrotechnics and Land Reclamation. - 1979. - No. 7. - P.28 ... 33.17, p.32) emphasizes, “that the progressive trend of increasing drainage depth in our practice is very slow ... Zone scientific institutes recommend the following depths of drainage in heavy soils: Latvian SSR (Ts.N. Shinkis) - 1.3 ... 1.5 m, Lithuanian SSR (A. Blazys) - more than 1.2 ... 1 , 5 m, Belorussian SSR (V.M. Zubets) - 1.2 ... 1.3 m, center of the Non-chernozem zone of the RSFSR (V.Ya. Chernenok, BC Pechenina) - 1.2 ... 1.4 m. At the same numerous studies The reports show that heavy soils require deeper drainage ... apparently, we should also specify (upward) the average and minimum depths of the drainage. ”
Мелкое заложение дрен в слабоводопроницаемых почвах, заболоченных связной влагой и поверхностными застойными водами, рекомендуют в ФРГ (Эггельсманн Р. Руководство по дренажу. / Пер. с нем. В.Н. Горинского; Под ред. Ф.Р. Зайдельмана. - М.: Колос, 1984. - С.145).The shallow laying of drains in poorly permeable soils swamped with cohesive moisture and surface stagnant waters is recommended in Germany (Eggelsmann R. Guide for drainage. / Translated from German by V.N. Gorinsky; Ed. By F.R. Saidelman. - M. : Kolos, 1984. - P.145).
В условиях Белорусской ССР по данным В.Т. Климкова (Мелиорация: Энцикл. Справочник. / Коллектив авторов; Под общ. ред. акад. ВАСХНИЛ А.И. Мурашко. - Мн.: Белорус. Сов. Энцикл., 1984. - С.136) при осушении тяжелых почв, переувлажняемых верховодкой, глубину заложения дрен для пашни и пастбищ принимали равной 0,9…1,1 м, для лугов - 0,8…1,0 м.In the conditions of the Byelorussian SSR according to V.T. Klimkova (Melioration: Encycl. Handbook. / Collective of authors; Edited by the general editor of Acad. VASKHNIL A.I. Murashko. - Minsk: Beloruss. Sov. Encycl., 1984. - P.136) during the drainage of heavy soils that are waterlogged by the upper water level, the depth of laying of drains for arable land and pastures was assumed to be 0.9 ... 1.1 m, for meadows - 0.8 ... 1.0 m.
Известные литературные данные не учитывают, что при прочих одинаковых условиях расчетное значение коэффициента фильтрации К снижается с глубиной. При этом для глеевых почв К, как правило, ниже, чем для глееватых. Например, в условиях Ржевско-Старицкого Поволжья для дерново-подзолистой суглинистой на покровном суглинке глееватой почвы, используемой в полевом севообороте, среднегеометрическое значение коэффициента фильтрации 25%-ной вероятности занижения в мм/сут может быть аппроксимировано зависимостью (при коэффициенте корреляции, равном 0,91)Known literature data do not take into account that, ceteris paribus, the calculated value of the filtration coefficient K decreases with depth. Moreover, for gley soils, K is usually lower than for gley soils. For example, under the conditions of the Rzhev-Staritsky Volga region for the sod-podzolic loamy clay soil on the cover loam used in field crop rotation, the geometric mean filtration coefficient of the 25% probability of understatement in mm / day can be approximated by the dependence (with a correlation coefficient equal to 0, 91)
где Н - глубина залегания подпахотного слоя, исчисляемая от поверхности почвы; 110 см≥Н≥27 см.where H is the depth of the subsurface layer, calculated from the soil surface; 110 cm≥N≥27 cm.
Для этой же, но глеевой почвы (при коэффициенте корреляции, равном 0,92)For the same, but gley soil (with a correlation coefficient equal to 0.92)
где 110 см≥Н≥35 см.where 110 cm≥N≥35 cm.
Изложенное выше свидетельствует, что, к сожалению, до сих пор нет ясности, в каком случае применять осушение слабоводопроницаемых почвогрунтов, которые, как правило, нуждаются в осушении, закрытыми дренами, а в каком - закрытыми собирателями. При этом и действующие указания по проектированию закрытых собирателей (Пособие П 1-98 к СНиП 2.06.03-85, раздел 6. - Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 1999. - 85 с.) не учитывают степени окультуренности почвы.The foregoing indicates that, unfortunately, there is still no clarity on in which case the drainage of poorly permeable soil is required, which, as a rule, needs drainage, with closed drains, and in which - with closed collectors. At the same time, the current guidelines for the design of closed collectors (Manual P 1-98 to SNiP 2.06.03-85,
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в разработке эффективного способа осушения среднесуглинистых почвогрунтов с высоким плодородием почвы закрытой регулирующей сетью путем установления места и роли закрытых дрен и закрытых собирателей при осушении среднесуглинистых почвогрунтов с плодородной почвой, своевременного сброса воды с поверхности почвы и гравитационной воды из пахотного слоя и понижения уровня почвенно-грунтовых вод до нормы осушения при сохранении плодородного слоя почвы, обеспечения равномерного притока воды к закрытой регулирующей сети по ее длине и контактной фильтрации по границам почвы и почвогрунта, используемых для засыпки траншеи, создания и поддержания стабильно высокой водопроницаемости засыпки траншеи.The problem solved by this invention is to develop an effective method of draining medium loamy soils with high soil fertility with a closed regulatory network by establishing the place and role of closed drains and closed collectors when draining medium loamy soils with fertile soil, timely discharge of water from the surface of the soil and gravity water from arable layer and lowering the level of soil and groundwater to the norm of drainage while maintaining a fertile soil layer, ensuring a uniform inflow water to the closed regulatory network along its length and contact filtration along the boundaries of the soil and soil used to fill the trench, create and maintain a stably high permeability of the trench backfill.
Технический результат от разрешения поставленной задачи заключается как в улучшении гидрологического действия закрытой регулирующей сети, так и в повышении эффективности использования плодородного слоя почвы и эколого-экономической эффективности дренирования среднесуглинистых почвогрунтов.The technical result of solving the problem lies both in improving the hydrological effect of the closed regulatory network, and in increasing the efficiency of using the fertile soil layer and the environmental and economic efficiency of drainage of medium loamy soils.
Поставленная в изобретении задача разрешена тем, что в способе осушения среднесуглинистых почвогрунтов с высоким плодородием почвы закрытой регулирующей сетью, включающей дренажную траншею с уложенной на ее дно дренажной трубой с защитно-фильтрующим материалом, фильтрующие элементы в виде призм из почвы гумусового горизонта, устроенные в траншее до пахотного слоя, и окончательную засыпку траншеи почвой гумусового горизонта, каждая дренажная траншея выполнена глубиной не менее 1,1 м и шириной не менее 50 см поперек направления стока поверхностных вод под углом не более 30 градусов к горизонтали, а дренажная труба с защитно-фильтрующим материалом присыпана почвой гумусового горизонта, срезанной с верхних краев траншеи, не менее чем на 15 см над шелыгой трубы, фильтрующие элементы выполнены в виде единого блока, составленного из n-го нечетного количества (n≥3) вертикальных параллельных стенкам траншеи правильных призм, в котором призма из почвы гумусового горизонта чередуется с призмой из вынутого почвогрунта, при этом ширина призмы из вынутого почвогрунта в два раза больше ширины призмы из почвы гумусового горизонта, а ширина траншеи В и ширина каждой нечетной призмы из почвы гумусового горизонта bн связаны между собой соотношениемThe object of the invention is solved by the fact that in the method of draining medium loamy soil with high soil fertility a closed regulatory network, including a drainage trench with a drainage pipe with protective filtering material laid on its bottom, filtering elements in the form of prisms from the soil of the humus horizon, arranged in a trench to the arable layer, and the final filling of the trench with soil of the humus horizon, each drainage trench is made with a depth of at least 1.1 m and a width of at least 50 cm across the direction of runoff surface water at an angle of not more than 30 degrees to the horizontal, and a drainage pipe with protective filtering material is sprinkled with soil of a humus horizon cut off from the upper edges of the trench at least 15 cm above the pipe shell, filtering elements are made in the form of a single block composed of the nth odd number (n≥3) of vertical prisms parallel to the walls of the trench of regular prisms, in which the prism from the soil of the humus horizon alternates with the prism from the excavated soil, while the width of the prism from the excavated soil is two times larger than w irins of the prism from the soil of the humus horizon, and the width of the trench B and the width of each odd prism from the soil of the humus horizon b n are interconnected by the ratio
bн=2В/(3n-1).b n = 2B / (3n-1).
Диаметр дренажной трубы принимают в зависимости от расстояния между регулирующей сетью, отводящей воду при безнапорном режиме, и расчетной интенсивности водоотведения вероятностью превышения р%.The diameter of the drainage pipe is taken depending on the distance between the control network that discharges water at a non-pressure mode, and the calculated intensity of the drainage with a probability of exceeding p%.
Как показывают проведенные исследования, закрытые собиратели применимы при осушении тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов с атмосферным и намывным типами водного питания, дренами же осушают песчаные, супесчаные и легкосуглинистые почвогрунты. При осушении среднесуглинистых почвогрунтов закрытый дренаж работает в двух возможных режимах: как собиратель при отводе воды с поверхности почвы и гравитационной воды из пахотного слоя и как дрена при понижении уровня почвенно-грунтовых вод.As the studies show, closed collectors are applicable for the drainage of heavy loamy and clayey soil with atmospheric and alluvial types of water supply, while drains drain sandy, loamy and light loamy soils. When draining medium loamy soil, closed drainage operates in two possible modes: as a collector when draining water from the surface of the soil and gravity water from the arable layer and as drainage when lowering the level of soil and groundwater.
Способ осушения среднесуглинистых почвогрунтов занимает промежуточное положение между способами осушения легких и тяжелых почвогрунтов и базируется на двух возможных режимах работы закрытого дренажа в них. При этом применен траншейный способ устройства закрытого дренажа, включающий его укладку в траншею шириной не менее 50 см.The method of draining medium loamy soil takes an intermediate position between the methods of draining light and heavy soils and is based on two possible modes of operation of closed drainage in them. In this case, a trench method of a closed drainage device was used, including its laying in a trench with a width of at least 50 cm.
При осушении тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов закрытыми собирателями реализуют метод ускорения поверхностного стока и метод ускорения стока по пахотному слою. Вследствие крайне низкой водонепроницаемости подпахотных слоев норма осушения в этом случае не может быть достигнута: уровень гравитационной воды может понижаться только до подошвы пахотного слоя, так как для получения необходимого градиента уровня гравитационной воды в подпахотном горизонте требуется частое расположение регулирующей осушительной сети (4…6 м), что экономически не оправдывается. Поэтому при осушении почвогрунтов закрытыми собирателями та часть избыточной воды, которая не может стечь в осушительную сеть, удаляется за счет испарения.When draining heavy loamy and clayy soil with closed collectors, they implement the method of accelerating surface runoff and the method of accelerating runoff along the arable layer. Due to the extremely low water tightness of the subsurface layers, the drainage rate cannot be achieved in this case: the level of gravitational water can only drop to the bottom of the arable layer, since in order to obtain the necessary gradient of the level of gravitational water in the subsurface horizon, a frequent location of the control drainage network is required (4 ... 6 m ), which is not economically justified. Therefore, when draining the soil with closed collectors, that part of the excess water that cannot drain into the drainage network is removed by evaporation.
Минимальная глубина закладки регулирующей сети принята как для дрен и равной 1,1 м, расположение регулирующей сети - как для закрытого собирателя (поперек направления стока поверхностных вод), а для увеличения уклона регулирующей сети ее трассируют под углом не более 30 градусов к горизонтали. Расстояния между регулирующей сетью рассчитывают как для дрен и уточняют расчетом для закрытых собирателей, дополняя при этом и дрены, и собиратели агромелиоративными мероприятиями. Диаметр дренажной трубы определяют в зависимости от расстояния между регулирующей сетью, отводящей воду при безнапорном режиме, и расчетной интенсивности водоотведения вероятностью превышения р%, устанавливаемой проведением специальных расчетов по ее технико-экономическому обоснованию.The minimum laying depth of the regulatory network is taken as for drain and equal to 1.1 m, the location of the regulatory network as for a closed collector (across the direction of surface water flow), and to increase the slope of the regulatory network it is traced at an angle of no more than 30 degrees to the horizontal. The distances between the regulatory network are calculated as for drains and specified by calculation for closed collectors, while supplementing both drains and collectors with land reclamation measures. The diameter of the drainage pipe is determined depending on the distance between the control network, which discharges water at a non-pressure mode, and the calculated intensity of drainage with a probability of exceeding p%, established by special calculations based on its feasibility study.
Изобретение иллюстрируется чертежами, поясняющими устройство закрытой регулирующей сети для осушения среднесуглинистых почвогрунтов с плодородной почвой.The invention is illustrated by drawings explaining the construction of a closed regulatory network for draining medium loamy soil with fertile soil.
На фиг.1 приведен поперечный разрез траншеи после снятия почвы гумусового горизонта и отсыпки ее 1 вдоль бровки траншеи. На фиг.2 - то же, после отрывки траншеи 2 на полную глубину до проектных отметок, отсыпки 3 вынутого почвогрунта подпахотных горизонтов и валиков 4 измельченного почвогрунта, образующихся после разработки траншеи экскаватором-дреноукладчиком, использовать которые для присыпки трубы, обернутой защитно-фильтрующим материалом, не допускается, так как это, в основном, разрыхленный почвогрунт подпахотного горизонта. На фиг.3 - то же, после укладки на дно траншеи трубы 5, обернутой защитно-фильтрующим материалом 6 и присыпанной почвой 7 из гумусового горизонта (пахотного слоя) 8, срезанной из верхних краев 9 траншеи. На фиг.4 - то же, в процессе засыпки траншеи до гумусового горизонта (при n=3), при этом секции 10 заполняют почвой 1, снятой перед отрывкой траншеи, а секцию 11 - почвогрунтом 3, вынутым при отрывке траншеи. На фиг.5 представлен поперечный разрез траншеи после завершения всех работ при n=3, на которой bн - ширина призмы (нечетной) из почвы, а bч - ширина призмы (четной) из почвогрунта.Figure 1 shows a transverse section of the trench after removing the soil of the humus horizon and dumping it 1 along the edge of the trench. In Fig.2 - the same, after extracting the
Отвод избыточных вод в регулирующую сеть осуществляется по поверхности почвы, пахотному слою 8 и его плужной подошве 12 через засыпку дренажной траншеи, а также путем притока в траншею и затем в трубу регулирующей сети почвенно-грунтовых вод из подпахотных горизонтов, что обеспечивает необходимую для выращивания растений норму осушения. При этом закрытая регулирующая сеть для осушения среднесуглинистых почвогрунтов предназначена для осушения почв только с высоким их плодородием (для почв с высокой степенью их окультуренности), которая предусматривает наличие окультуренного пахотного слоя мощностью более 22 см. Устройство фильтрующих элементов предусматривает наличие вертикальных границ между вертикальными стенками дренажной траншеи и засыпкой почвой, а также между засыпками почвой и вынутым почвогрунтом. Процессы набухания и усадки почвы и почвогрунта и морозобойные трещины способствуют контактной фильтрации, а труба, имеющая высокую водоотводящую способность, способствует проветриванию засыпки, сохранению трещин в ней и поддержанию ее стабильно высокой водопроницаемости. Достигается это и за счет высокого уровня плодородия почвы. Засыпка дренажной траншеи окультуренной почвой пахотного слоя (гумусового горизонта) не на всю ширину, а только нечетных ее секций, имеющих ширину bн (см. фиг.5), приводит к сохранению плодородной почвы. В комплексе это и обеспечивает выполнение поставленной задачи и достижение планируемого технического результата.Excess water is diverted to the regulatory network along the soil surface,
Полевые опыты по дренированию среднесуглинистых почвогрунтов с почвой разного уровня плодородия, проведенные на опытно-производственном участке Карельской опытно-мелиоративной станции, показали, что заявляемый способ позволяет значительно улучшить гидрологическое действие закрытой регулирующей сети и повысить эколого-экономическую эффективность дренирования среднесуглинистых почвогрунтов. Так, при выпадении в течение гидрологического года осадков 3%-ной обеспеченности, при мощности пахотного слоя 15…18 см и расстоянии между дренажными линиями 12 м продолжительность нахождения верховодки в пахотном слое в течение гидрологического года составила 28 сут, а урожайность озимой пшеницы - 4,24 т/га. Повышение уровня плодородия почвы - увеличение мощности окультуренного пахотного слоя до 30…35 см - способствовало улучшению действия дренажа - сокращению нахождения верховодки в пахотном слое до 4 сут и повышению урожайности озимой пшеницы до 4,94 т/га. При осушении закрытой регулирующей сетью более окультуренных почв прирост урожайности составил 16,5%.Field experiments on the drainage of medium loamy soils with soil of different fertility levels, conducted at the experimental production site of the Karelian experimental reclamation station, showed that the claimed method can significantly improve the hydrological effect of the closed regulatory network and increase the environmental and economic efficiency of drainage of medium loamy soils. So, when a precipitation of 3% is provided during a hydrological year, when the thickness of the arable layer is 15 ... 18 cm and the distance between the drainage lines is 12 m, the duration of staying of the upper layer in the arable layer during the hydrological year is 28 days, and the yield of winter wheat is 4 , 24 t / ha. An increase in the level of soil fertility — an increase in the thickness of the cultivated arable layer to 30–35 cm –– contributed to an improvement in the effect of drainage — a decrease in the presence of the top water in the arable layer up to 4 days and an increase in winter wheat productivity to 4.94 t / ha. When draining the more cultivated soils with a closed regulatory network, the yield increase was 16.5%.
Claims (2)
bн=2В/(3n-1).1. A method of draining medium loamy soils with high soil fertility with a closed regulatory network, including a drainage trench with a drainage pipe with protective filtering material laid on its bottom, filter elements in the form of prisms from the soil of the humus horizon, arranged in a trench up to the arable layer, and the final backfill trenches from the soil of the humus horizon, characterized in that each trench is made at least 1.1 m deep and at least 50 cm wide across the direction of surface water flow at an angle of no more than 30 degrees horizontally, and a drainage pipe with protective filtering material is sprinkled with soil of a humus horizon cut off from the upper edges of the trench at least 15 cm above the pipe shell, in addition, the filter elements are made in the form of a single block composed of the nth odd the number of (n≥3) vertical regular prisms parallel to the walls of the trench, in which the prism from the soil of the humus horizon alternates with the prism from the excavated soil, while the width of the prism from the excavated soil is two times the width of the prism from the humus soil of horizon, and the width B of the trench and the width of each odd prism from soil humus horizon b n are related by
b n = 2B / (3n-1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014105211/13A RU2554996C1 (en) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Method of drying average-loamy soils with high soil fertility with closed regulatory network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014105211/13A RU2554996C1 (en) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Method of drying average-loamy soils with high soil fertility with closed regulatory network |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2554996C1 true RU2554996C1 (en) | 2015-07-10 |
Family
ID=53538238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014105211/13A RU2554996C1 (en) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Method of drying average-loamy soils with high soil fertility with closed regulatory network |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2554996C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104612114A (en) * | 2015-01-23 | 2015-05-13 | 北京师范大学 | Method for biological carbon improvement farmland drainage canal lowering intensive agricultural region non-point source pollution |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1377328A1 (en) * | 1985-11-01 | 1988-02-28 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по применению полимерных материалов в мелиорации и водном хозяйстве | Method of constructing drainage |
| RU2247192C2 (en) * | 2002-02-06 | 2005-02-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова | Drainage building method |
| UA34514U (en) * | 2008-04-01 | 2008-08-11 | Алексей Филиппович Зоценко | Method for protection of territories with heavy earths against underflooding |
| RU2411322C1 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-10 | Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) | Covered collector |
-
2014
- 2014-02-12 RU RU2014105211/13A patent/RU2554996C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1377328A1 (en) * | 1985-11-01 | 1988-02-28 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по применению полимерных материалов в мелиорации и водном хозяйстве | Method of constructing drainage |
| RU2247192C2 (en) * | 2002-02-06 | 2005-02-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова | Drainage building method |
| UA34514U (en) * | 2008-04-01 | 2008-08-11 | Алексей Филиппович Зоценко | Method for protection of territories with heavy earths against underflooding |
| RU2411322C1 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-10 | Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) | Covered collector |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104612114A (en) * | 2015-01-23 | 2015-05-13 | 北京师范大学 | Method for biological carbon improvement farmland drainage canal lowering intensive agricultural region non-point source pollution |
| CN104612114B (en) * | 2015-01-23 | 2016-05-11 | 北京师范大学 | A kind of method of agriculture drainage ditch of the biological carbon improvement that reduces Fertility in Intensive Agricultural area surface source pollution |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107100227B (en) | A kind of pergola on the city road LID biology delay ditch construction method | |
| Parise et al. | The historical use of water resources in karst | |
| Orchard et al. | Third millennium oasis towns and environmental constraints on settlement in the Al-Hajar region Part I: The Al-Ḥajar Oasis Towns | |
| Chiotis et al. | Water supply of Athens in the antiquity | |
| Stevanovic | Utilization and regulation of springs | |
| Wittenberg et al. | The ponds of Hattuša–early groundwater management in the Hittite kingdom | |
| RU2554996C1 (en) | Method of drying average-loamy soils with high soil fertility with closed regulatory network | |
| Yazdi et al. | Veins of the desert: a review on Qanat/Falaj/Karez | |
| Moeyersons et al. | Holocene environmental changes in the Gebel Umm Hammad, Eastern Desert, Egypt | |
| Twidale et al. | Dolines of the Pleistocene dune calcarenite terrain of western Eyre Peninsula, South Australia: a reflection of underprinting? | |
| Avgerinou et al. | Updated appraisal of ancient underground aqueducts in Greece | |
| RU2465760C1 (en) | Method of subsoiling-mole draining of heavy water-permeable soils | |
| Helms | Jawa 1973: a preliminary report | |
| Thompson | The Roman Aqueduct at Lincoln | |
| Ross | Irrigation and agriculture in Egypt: (Read before the Society in Edinburgh and Glasgow, March 1893.) | |
| Döring | Qanāt Fir'aun An Underground Roman Water System in Syria and Jordan | |
| Jones et al. | The Dolaucothi gold-mines | |
| Slingerland et al. | A regional view of site-scale reclamation decisions in the Athabasca oil sands | |
| Clarke et al. | Engineering the landscape–Capability Brown’s role | |
| Bedal et al. | The Petra Garden and Pool Complex, 2007 and 2009 | |
| Semsar Yazdi et al. | Qanat Maintenance and Preservation | |
| GUŢĂ | The Best Variants of Rehabilitation of Degrading Soils in Hărău 3 Perimeter | |
| Spotts et al. | Case study: Geomorphic reclamation of abandoned coal mines near Raton, New Mexico design and construction oversight | |
| Lehner | Capital zone walk-about 2006: spot heights on the third millennium landscape | |
| Guta | The Best Variants of Rehabilitation of Degrading Soils in Hărău 3 Perimeter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170213 |