RU2770692C1

RU2770692C1 - Method for preventing the inflow of surface water from the territory of areal and point sources of pollution

Info

Publication number: RU2770692C1
Application number: RU2021127719A
Authority: RU
Inventors: Алексей Фруминович Рогачев; Нина Михайловна Макарова; Алексей Викторович Макаров
Priority date: 2021-09-20
Filing date: 2021-09-20
Publication date: 2022-04-21

Abstract

FIELD: agriculture.SUBSTANCE: invention relates to the field of agriculture and can be used in the construction and operation of point and area sources of pollution in agriculture. The method includes creating a trench across the direction of surface water runoff. In the lower part of the slope, perpendicular to said trench, drainage trenches with a non-zero slope are built to drain the filtered liquid fraction of runoff flows and an associated storage pond. Two layers of material are laid on the bottom and walls of the trenches, of which the upper one is filtering, the lower one is waterproof, crushed stone is poured between them for a drainage effect, and a forest strip is laid below the trench, reinforced with a shaft along the lower edge.EFFECT: method ensures prevention of pollution by surface runoff of ground and surface waters, retention of solid fraction of surface runoff, water saving, increase in the durability of the forest belt and the possibility of using it on sandy lands with a high filtration rate, on lands with a high level of groundwater, as well as on short slopes.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к природоохранным мероприятиям при эксплуатации площадных и точечных сельскохозяйственных объектов.The invention relates to agriculture, in particular to environmental protection measures in the operation of areal and point agricultural facilities.

Известна система очистки поверхностного стока (SU 1776636 А1, 1992 г. ) содержащая водосточный коллектор, емкость приема поверхностного стока, песколовку, установку для очистки поверхностного стока, коллектор промбытовой канализации, ее очистные сооружения, резервуар чистой воды и коллектор отвода вод в водоем. В отсутствие дождя все воды поступают на очистку, где сначала заполняют распределительную камеру и камеру поливомоечных вод. Потом заполняют другую камеру поливомоечных вод, а в первой идет отстаивание. После заполнения второй камеры вода из камер начинает поступать на фильтрацию и осуществляется отвод всплывших нефтепродуктов. Во время дождя заполняются дополнительные приемные камеры. Избыток воды направляется в промбытовую канализацию. Необходимый режим работы камер обеспечивается наличием системы клапанов и сифонов.A known surface runoff treatment system (SU 1776636 A1, 1992 ) containing a drain collector, a surface runoff receiving tank, a sand trap, a surface runoff treatment plant, a sewer collector, its treatment facilities, a clean water reservoir and a drainage collector into a reservoir. In the absence of rain, all water goes to treatment, where the distribution chamber and the irrigation water chamber are first filled. Then they fill another chamber of irrigation water, and in the first one there is settling. After the second chamber is filled, water from the chambers begins to flow for filtration and the emerging oil products are removed. During rain, additional receiving chambers are filled. Excess water is sent to industrial sewerage. The necessary mode of operation of the chambers is ensured by the presence of a system of valves and siphons.

Недостатком системы является сложность конструкции, что экономически невыгодно для задержания поверхностного стока с территорий точечных и площадных объектов при небольших объемах сельскохозяйственного производства. Очистка осуществляется в несколько этапов, твердая фракция сточных вод поступает в емкость приема поверхностного стока.The disadvantage of the system is the complexity of the design, which is economically unprofitable for the retention of surface runoff from the territories of point and area objects with small volumes of agricultural production. Cleaning is carried out in several stages, the solid fraction of wastewater enters the surface runoff tank.

Известен также способ создания водорегулирующей лесной полосы на склоне (патент RU 2092988 С1, МПК А01В 13/16, 1997 г.), включающий посадку деревьев, рытье траншеи с валом, утепление ее дна, отличающийся тем, что водорегулирующую полосу устраивают из одного ряда высокоствольных деревьев, двух сближенных рядов высокостебельного многолетнего травянистого растения и одного ряда кустарника, а траншею устраивают в междурядьях травянистого растения после вступления его в фазу плодоношения и устанавливают в нее резервуары, занимающие 0,5…0,9 объема траншеи.There is also known a method for creating a water-regulating forest belt on a slope (patent RU 2092988 C1, IPC A01B 13/16, 1997), including planting trees, digging a trench with a shaft, warming its bottom, characterized in that the water-regulating strip is arranged from one row of tall trees, two adjacent rows of a tall perennial herbaceous plant and one row of shrubs, and a trench is arranged in the aisles of a herbaceous plant after it enters the fruiting phase and reservoirs are installed in it, occupying 0.5 ... 0.9 of the volume of the trench.

Недостатком способа является ограниченность объема приема поверхностного стока, поступающего со склонов, емкостью резервуара приема стока, невозможностью разделять твердые и жидкие фракции стока.The disadvantage of this method is the limited volume of reception of surface runoff coming from the slopes, the capacity of the reservoir receiving runoff, the inability to separate the solid and liquid fractions of the runoff.

Известен также принятый за прототип способ предупреждения поступления сточных вод с территории животноводческих ферм и комплексов (патент RU 2036570 С1, 1995 г.), заключающийся в сооружении параллельных траншей и валов и создании лесных полос, включающий сооружение траншеи и вала, а также закладку лесной полосы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности поглощения сточных вод и улучшения условий произрастания древесных растений лесной полосы, траншею сооружают поперек направления стекания сточных вод и после заполнения ее твердой фракцией навозной жижи выше по склону параллельно первой траншеи сооружают вторую траншею, грунт из которой используют для засыпки твердой фракции навозной жижи в первой траншее и для одновременного сооружения вала ниже по склону от первой траншеи, а лесную полосу закладывают на месте первой траншеи.There is also known a method adopted for the prototype to prevent the flow of sewage from the territory of livestock farms and complexes (patent RU 2036570 C1, 1995), which consists in the construction of parallel trenches and shafts and the creation of forest belts, including the construction of a trench and shaft, as well as laying a forest strip , characterized in that, in order to increase the efficiency of wastewater absorption and improve the conditions for the growth of woody plants of the forest belt, a trench is built across the direction of wastewater runoff and after filling it with a solid fraction of slurry up the slope, parallel to the first trench, a second trench is constructed, the soil from which are used for backfilling the solid fraction of slurry in the first trench and for the simultaneous construction of a shaft down the slope from the first trench, and a forest strip is laid in place of the first trench.

Недостатком прототипа является фильтрация скопившихся в траншее загрязненных сточных вод в почву, грунтовые воды, особенно на грунтах легкого механического состава и с высоким залеганием грунтовых вод, потери воды, стекающей с вышележащей от траншеи водосборной площади. Кроме того, на коротких склонах отсутствует возможность создавать траншеи вверх по склону при продвижении к источнику загрязнения.The disadvantage of the prototype is the filtration of contaminated wastewater accumulated in the trench into the soil, groundwater, especially on soils of light mechanical composition and with high groundwater, loss of water flowing from the catchment area overlying the trench. In addition, on short slopes there is no possibility to create trenches up the slope when moving towards the source of pollution.

Задача, решаемая изобретением, - повышение эффективности предотвращения поступления загрязненных поверхностных вод.The problem solved by the invention is to increase the efficiency of preventing the ingress of contaminated surface water.

Технический результат - предотвращение загрязнения поверхностным стоком грунтовых и поверхностных вод, задержка твердой фракции поверхностного стока, экономия воды, увеличение долговечности лесной полосы и возможность использования на песчаных землях с высокой скоростью фильтрации, на землях с высоким уровнем залегания грунтовых вод, а также на коротких по длине склонах.EFFECT: prevention of pollution by surface runoff of ground and surface waters, retention of the solid fraction of surface runoff, saving water, increasing the durability of the forest belt and the possibility of using it on sandy lands with a high filtration rate, on lands with a high level of groundwater, as well as on short slope length.

Указанный технический результат достигается тем, при создании траншеи поперек направления стекания поверхностных вод согласно изобретению, в нижней части склона перпендикулярно упомянутой траншеи строят водоотводящие траншеи с ненулевым уклоном для отвода фильтрованной жидкой фракции потоков стока, и связанный с ними пруд-накопитель, на дно и стенки траншей укладывают два слоя материала, из которых верхний -фильтрующий, нижний - водонепроницаемый, между ними насыпают щебень для дренажного эффекта, а ниже траншеи закладывают лесную полосу, усиленную валом по нижней опушке.The specified technical result is achieved by the fact that when creating a trench across the direction of runoff of surface water according to the invention, in the lower part of the slope perpendicular to the said trench, drainage trenches are built with a non-zero slope to drain the filtered liquid fraction of the runoff streams, and the associated storage pond, to the bottom and walls trenches, two layers of material are laid, of which the upper one is filtering, the lower one is waterproof, crushed stone is poured between them for a drainage effect, and below the trench a forest strip is laid, reinforced with a shaft along the lower edge.

Изобретение поясняется рисунками, где на фиг. 1 - схема построенной водозадерживающей траншеи для предупреждения поступления сточных вод на склоне, на фиг. 2 - схема водоудерживающих и водоотводящих канав и пруда-накопителя стоков, на фиг. 3 - горизонтальная схема расположения водоудерживающих, водоотводящих канав и пруда-накопителя стоков относительно уклона тальвега балки.The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 is a diagram of a constructed water-retaining trench to prevent the ingress of sewage on a slope, in FIG. 2 is a diagram of water-retaining and drainage ditches and a waste storage pond, in FIG. 3 is a horizontal diagram of the location of water-retaining, drainage ditches and a waste storage pond relative to the slope of the beam thalweg.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.The inventive method is carried out as follows.

Ниже источника 1 сельскохозяйственных загрязнений по склону 2 с уклоном «а» создают траншею 3, грунт из которой высыпается на нижележащий участок склона в виде вала 4. Между валом и траншеей высаживается лесная полоса 5 для усиления противоэрозионного эффекта. Дно и стенки траншеи выстилают слоем противофильтрационного геокомпозиционного покрытия 6, исключающего поступление воды в почву, и слоя 7, задерживающего поступающую с поверхностным стоком твердую фракцию поверхностного стока. Слой 7 образуют из фильтрующего геотекстиля, применяемого для дренажных труб, с диаметром ячеек не более 0,05 мм во избежание заиливания пор мембранного материала. Между слоями 6 и 7 на дно траншеи укладывают слой 8 из дренажного материала, например, щебня или гальки фракциями 20-40 мм. Для отвода фильтрованной жидкой фракции потоков стока создают водоудерживающие и водоотводящие канавы 9 (фиг. 2) с ненулевым уклоном «б» (фиг. 2) поверхности дна, также выстеленные геокомпозиционным покрытием 6. Канавы 9 направляют жидкую фракцию потоков стока в водосборный котлован (пруд-накопитель) 10 (фиг. 2), выстеленный геокомпозиционным покрытием 6. Дно водосборного пруда-накопителя создается с уклоном «в», обратным к уклону «г» (фиг 3) днища балки. По мере необходимости при переполнении пруда-накопителя создают следующий накопитель выше по уклону с дном, созданным с обратным уклоном к уклону «г» днища балки. Вода из накопителя может использоваться по стандартным технологиям, как после очистки, так и без нее, для технических нужд и полива, а также рекреационных целей. Доочистку воды можно осуществлять, как на входе канала в накопитель, так и в самом накопителе.Below the source 1 of agricultural pollution, a trench 3 is created along the slope 2 with a slope "a", the soil from which is poured onto the underlying section of the slope in the form of a shaft 4. A forest strip 5 is planted between the shaft and the trench to enhance the anti-erosion effect. The bottom and walls of the trench are lined with a layer of impervious geocomposite coating 6, which excludes the ingress of water into the soil, and a layer 7, which traps the solid fraction of surface runoff that comes with surface runoff. Layer 7 is formed from a filtering geotextile used for drainage pipes, with a mesh diameter of not more than 0.05 mm in order to avoid silting of the pores of the membrane material. Between layers 6 and 7, a layer 8 of drainage material is laid on the bottom of the trench, for example, crushed stone or pebbles with fractions of 20-40 mm. To drain the filtered liquid fraction of runoff flows, water-retaining and drainage ditches 9 (Fig. 2) with a non-zero slope "b" (Fig. 2) of the bottom surface, also lined with a geocomposite coating 6, are created. -accumulator) 10 (Fig. 2), lined with a geocomposite coating 6. The bottom of the catchment pond-accumulator is created with a slope "c" opposite to the slope "g" (Fig. 3) of the bottom of the beam. As necessary, when the storage pond overflows, the next drive is created higher up the slope with a bottom created with a reverse slope to the slope "g" of the bottom of the beam. Water from the reservoir can be used according to standard technologies, both after purification and without it, for technical needs and irrigation, as well as recreational purposes. Additional purification of water can be carried out both at the channel inlet to the storage tank and in the storage tank itself.

На труднопроницаемых грунтах дно траншеи выполняют с уклоном в сторону собирающего канала для отвода и сбора излишек воды в емкость по приему жидкой фракции поверхностного стока. В этом случае, на дно и стенки траншеи стелют только один слой фильтрующего геотекстиля 7 (фиг. 2) с целью отделения твердой фракции стоков от жидкой.On hard-to-permeable soils, the bottom of the trench is made with a slope towards the collecting channel for draining and collecting excess water into a container for receiving the liquid fraction of surface runoff. In this case, only one layer of filtering geotextile 7 (Fig. 2) is laid on the bottom and walls of the trench in order to separate the solid fraction of wastewater from the liquid.

Технический эффект предложенного способа, достигается за счет того, что дно и стенки, созданной поперек направления стекания поверхностных вод траншеи, укладывается два слоя материала, из которых верхний - фильтрующий, нижний - водонепроницаемый, а также строительстве водоотводящих траншей с ненулевым уклоном и пруда-накопителя в нижней части склона.The technical effect of the proposed method is achieved due to the fact that the bottom and walls of the trench created across the direction of runoff of surface water of the trench are laid two layers of material, of which the upper one is filtering, the lower one is waterproof, as well as the construction of drainage trenches with a non-zero slope and a storage pond at the bottom of the slope.

Способ обеспечивает надежную защиту от поступления воды на нижележащие территории в тех случаях, когда принимающая емкость достаточна для приема всего объема поступающего стока и исключается формирование на площади водосбора стока, обуславливающего выход его на подошву склона. Кроме того, влажный воздух и испарения с поверхности траншеи способствуют росту зеленой массы лесной полосы, а повышения противоэрозионного эффекта лесной полосы обеспечивается за счет повышения ее долговечности.The method provides reliable protection against water ingress to the underlying territories in cases where the receiving capacity is sufficient to receive the entire volume of incoming runoff and the formation of runoff on the catchment area, which causes it to reach the bottom of the slope, is excluded. In addition, moist air and evaporation from the trench surface contribute to the growth of the green mass of the forest belt, and the increase in the anti-erosion effect of the forest belt is ensured by increasing its durability.

Claims

A method for preventing the ingress of surface water from the territory of areal and point sources of pollution, including the creation of a trench across the direction of runoff of surface water, characterized in that in the lower part of the slope, perpendicular to said trench, drainage trenches are built with a non-zero slope to drain the filtered liquid fraction of runoff flows and associated with them storage pond, two layers of material are laid on the bottom and walls of the trenches, of which the upper one is filtering, the lower one is waterproof, crushed stone is poured between them for a drainage effect, and below the trench a forest strip is laid, reinforced with a shaft along the lower edge.