RU2782324C1 - Method for forest reclamation of saline lands and the system for its implementation - Google Patents
Method for forest reclamation of saline lands and the system for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782324C1 RU2782324C1 RU2022103628A RU2022103628A RU2782324C1 RU 2782324 C1 RU2782324 C1 RU 2782324C1 RU 2022103628 A RU2022103628 A RU 2022103628A RU 2022103628 A RU2022103628 A RU 2022103628A RU 2782324 C1 RU2782324 C1 RU 2782324C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- pipes
- soil
- perforated
- laid
- Prior art date
Links
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 title claims abstract description 77
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 128
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 96
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 40
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims abstract description 30
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 claims abstract description 17
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 9
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 9
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 3
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 229920002456 HOTAIR Polymers 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и может найти применение при выращивании древесной растительности на засоленных землях, преимущественно с высоким уровнем залегания соленых грунтовых вод.The alleged invention relates to the field of agriculture and can be used in the cultivation of woody vegetation on saline lands, mainly with a high level of saline groundwater.
Известен способ лесомелиорации засоленных земель, включающий внесение гипса, глубокую вспашку, снегозадержание с накоплением 500-600 мм воды, двухлетнее парование, перепашку участка, высадку рядов саженцев и последующее 3-4 кратное рыхление междурядных полос.(Пат. РФ №2689537, МПК А01В 79/02, опубл. 2019 г, Бюлл. №16).A known method of forest reclamation of saline lands, including the introduction of gypsum, deep plowing, snow retention with the accumulation of 500-600 mm of water, two-year fallowing, plowing the site, planting rows of seedlings and subsequent 3-4-fold loosening of inter-row strips. (Pat. RF No. 2689537, IPC A01V 79/02, published 2019, Bull. No. 16).
Недостатком этого способа является непригодность для выращивания деревьев и кустарника на землях с высоким уровнем залегания грунтовых вод, так как при промывке накопленной водой пахотного слоя почвы произойдет смыкание промывных вод с солеными грунтовыми с последующим поступлением соленой воды в пахотный горизонт, его засоление и гибель саженцев.The disadvantage of this method is that it is unsuitable for growing trees and shrubs on lands with a high level of groundwater, since when the arable soil layer is washed with accumulated water, the leaching water will merge with saline groundwater, followed by the entry of salt water into the arable horizon, its salinization and the death of seedlings.
Известен способ восстановления лесорастительных свойств засоленных грунтов, включающий предпосадочную подготовку грунтов путем проведения промывочного полива пресной водой и коренной химической мелиорации с внесением биофитомелиоранта, высадку древесных насаждений с последующим орошением пресной водой. (Пат. РФ №2388210, МПК А01В 79/00, опубл. 2010 г, Бюлл. №13)A known method of restoring the forest properties of saline soils, including preplant preparation of soils by carrying out flushing irrigation with fresh water and radical chemical reclamation with the introduction of a biophytomeliorant, planting tree plantations, followed by irrigation with fresh water. (Pat. RF No. 2388210, IPC А01В 79/00, publ. 2010, Bull. No. 13)
Недостатками этого способа является необходимость подачи пресной воды для промывки грунта и последующего орошения деревьев, а также строительство дренажной системы для отведения промывных вод во избежание повторного засоления промытого грунта.The disadvantages of this method are the need to supply fresh water for washing the soil and subsequent irrigation of the trees, as well as the construction of a drainage system to divert the washing water to avoid re-salinization of the washed soil.
Известен способ орошения многолетних насаждений минерализованной водой и устройство для его осуществления. Этот способ включает забор соленой воды из водоисточника, испарение ее в солнечном испарителе, насыщение парами воды воздуха, подогретого до +60-70°С, подачу насыщенного паром воздуха в перфорированные оросители, проложенные в зоне расположения корней растений, и получение опресненной оросительной воды путем конденсации пара за счет разности температуры почвы и подаваемого насыщенного парами влаги воздуха. Система для осуществления этого способа включает водоисточник соленой воды, нагреватель воздуха, солнечный испаритель соленой воды, конденсатор пара и перфорированные трубы-оросители, проложенные в зоне расположения корней деревьев, воздуховытяжное устройство (Пат. РФ №2703185, МКИ A01G 25/06, опубл. 2019 г.).A known method of irrigation of perennial plantations with mineralized water and a device for its implementation. This method includes taking salt water from a water source, evaporating it in a solar evaporator, saturating air heated to +60-70°C with water vapor, supplying steam-saturated air to perforated sprinklers laid in the zone of plant roots, and obtaining desalinated irrigation water by steam condensation due to the temperature difference between the soil and the supplied air saturated with steam. The system for implementing this method includes a salt water source, an air heater, a solar salt water evaporator, a steam condenser and perforated sprinkler pipes laid in the area of tree roots, an air exhaust device (Pat. RF No. 2703185, MKI
Недостатком этого способа является непригодность для орошения засоленных земель из-за образования в почве при подаче опресненной воды соленого почвенного раствора, вызывающего гибель деревьев, а при близком залегании соленых грунтовых вод велика опасность вторичного засоления.The disadvantage of this method is that it is unsuitable for irrigation of saline lands due to the formation of a salty soil solution in the soil when supplying desalinated water, which causes the death of trees, and with a close occurrence of saline groundwater, there is a high risk of secondary salinization.
Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ лесомелиорации засоленных земель, включающий закачку соленой воды из водоисточника в солнечный испаритель, подачу в него предварительно нагретого воздуха, прокачку насыщенного парами влаги воздуха из солнечного испарителя по уложенным в грунт трубам с получением при конденсации пара опресненной воды и орошение ею корневой системы деревьев через перфорированные трубы-оросители, в котором согласно изобретению, на засоленных землях по линии полосы посадки деревьев отрывают траншею, стенки и дно которой покрывают мембранной пленкой, на дно траншеи укладывают перфорированные трубы-оросители, после чего траншею заполняют засоленным грунтом, формируя над ней гребень высотой 0,25-0,30 м перемещением грунта с прилегающих участков, затем на территории, прилегающей к полосе посадки деревьев, укладывают в грунт трубы - конденсаторы пара, один конец которых соединяют с солнечным испарителем соленой воды, а другой - с емкостью-накопителем опресненной воды, которую насосом подают через перфорированные трубы-оросители в грунт в пределах его ограниченного мембранной пленкой объема, подачу воды производят до понижения содержания солей в этом объеме грунта до нормативного уровня, после чего подачу воды прекращают, грунт из гребня с вытесненными в него солями разравнивают на прилегающих участках, а в промытый грунт высаживают деревья и производят их орошение опресненной водой из емкостей-накопителей через перфорированные трубы-оросители.The proposed method of forest reclamation of saline lands allows to eliminate these shortcomings, including pumping salt water from a water source into a solar evaporator, supplying preheated air to it, pumping air saturated with moisture vapor from the solar evaporator through pipes laid in the ground to obtain desalinated water during condensation and irrigate it root system of trees through perforated pipes-irrigators, in which, according to the invention, on saline lands along the line of the tree planting line, a trench is torn off, the walls and bottom of which are covered with a membrane film, perforated pipes-irrigators are laid on the bottom of the trench, after which the trench is filled with saline soil, forming above it, a ridge 0.25-0.30 m high by moving soil from adjacent areas, then, on the territory adjacent to the tree planting zone, pipes are laid in the soil - steam condensers, one end of which is connected to a solar evaporator of salt water, and the other - to storage capacity desalinated water, which is pumped through perforated irrigation pipes into the soil within its volume limited by the membrane film, water is supplied until the salt content in this volume of soil drops to the standard level, after which the water supply is stopped, soil from the ridge with salts displaced into it they are leveled in adjacent areas, and trees are planted in the washed soil and they are irrigated with desalinated water from storage tanks through perforated irrigation pipes.
Система для осуществления предложенного способа лесомелиорации засоленных земель, включающая источник минерализованной воды, водоподводящие и водораспределительные трубопроводы, солнечный испаритель соленой воды, нагреватель воздуха, перфорированные трубы-оросители и воздуховытяжное устройство, в которой, согласно изобретению, конденсаторы пара выполнены в виде блока водонепроницаемых труб диаметром 63-110 мм, уложенных в грунт параллельно полосе посадки деревьев на прилегающей к ней территории в зоне капиллярной каймы грунтовых вод на глубине 2,5-3,0 м. с уклоном не менее 0,003, при этом одни концы этих труб объединены коллектором, подключенным к солнечному испарителю соленой воды, а вторые - к собирателю опресненной воды, снабженному воздуховытяжным устройством и размещенному в емкости-накопителе опресненной воды, где смонтирован насос, нагнетательный трубопровод которого выведен в колодец, установленный в головной части водораспределительного трубопровода, соединенного с перфорированными трубами-оросителями диаметром 20-25,мм, покрытыми фильтром из синтетического материала и уложенными в песчаной засыпке в траншеи глубиной 0,5-0,6 м, шириной 1,5-2,0 м, с уклоном дна не менее 0,003, дно и стенки которых покрыты мембранной пленкой.A system for implementing the proposed method for saline land reclamation, including a source of mineralized water, water supply and distribution pipelines, a salt water solar evaporator, an air heater, perforated sprinkler pipes and an air exhaust device, in which, according to the invention, the steam condensers are made in the form of a block of waterproof pipes with a diameter of 63-110 mm, laid in the ground parallel to the tree planting strip in the adjacent territory in the zone of the capillary fringe of groundwater at a depth of 2.5-3.0 m with a slope of at least 0.003, while one ends of these pipes are connected by a collector connected to the solar evaporator of salt water, and the second - to the collector of desalinated water, equipped with an air exhaust device and placed in a desalinated water storage tank, where a pump is mounted, the discharge pipeline of which is led into a well installed at the head of the water distribution pipeline connected to a perforated irrigation pipes with a diameter of 20-25 mm, covered with a filter made of synthetic material and laid in sandy backfill in trenches 0.5-0.6 m deep, 1.5-2.0 m wide, with a bottom slope of at least 0.003, the bottom and walls of which are covered with a membrane film.
Новый технический результат от применения предложенного способа лесомелиорации засоленных земель с помощью описанной выше системы позволяет выращивать древесную и кустарниковую растительности на засоленных грунтах при отсутствии источников пресной воды путем использования для промывки грунта и последующего орошения деревьев опресненной воды, полученной из соленых грунтовых вод с помощью солнечной энергии.A new technical result from the application of the proposed method for reforestation of saline lands using the system described above makes it possible to grow tree and shrub vegetation on saline soils in the absence of fresh water sources by using desalinated water obtained from saline groundwater using solar energy to flush the soil and then irrigate the trees. .
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид системы в плане; на фиг. 2 - вид системы в разрезе по А-А; на фиг. 3 - вид системы в разрезе по Б-Б; на фиг. 4 - вид системы в разрезе по В-В; на фиг. 5 приведен вид траншеи в поперечном разреза: а) во время промывки - б) после промывки.The essence of the proposal is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a general view of the system in plan; in fig. 2 - view of the system in section along A-A; in fig. 3 - view of the system in section along B-B; in fig. 4 - view of the system in section along В-В; in fig. Figure 5 shows a cross-sectional view of the trench: a) during flushing - b) after flushing.
Систему для реализации способа лесомелиорации засоленных земель устраивают на участке 1 посадки лесополосы (фиг. 1). Она включает водозаборную скважину соленой воды 2, от которой отходит водоподводящий трубопровод 3, подводящий соленую воду к солнечному испарителю 4, снабженному нагревателем воздуха 5. От испарителя 4 отходит трубопровод 6, подключенный к распределительному трубопроводу 7, выведенному в колодцы 8, где он сопрягается с коллекторами 9, объединяющими головные участки труб-конденсаторов 10 пара. Концевые участки труб 10 выходят в колодцы - накопители 11 опресненной воды, где они соединены с коллектором 12, оборудованным воздуховытяжным устройством 13, снабженным вентилятором 27 с приводом 28. Колодцы-накопители 11 связаны между собой неразряжающимся сифоном 14, оборудованным вакуумным насосом 15. В одном из колодцев 11 установлен погружной насос 16, напорная труба 17 которого выведена в колодец 18. От этого колодца отходит трубопровод 19, подключенный к распределительному трубопроводу 20 опресненной воды. От трубопровода 20 отходят трубы 21 с вентилями 22, смонтированными в колодцах 23. Трубы 21 подключены к перфорированным трубам-оросителям 24, уложенным в траншеи 25. Эти траншеи разделены междурядными полосами 26. Перфорированные трубы - оросители 24 покрыты защитным слоем 29 из синтетического материала. Дно и стенки траншей 25 покрывают мембранной пленкой 30. Перфорированные трубы - оросители 24 укладывают в песчаной обсыпке 31, засыпают соленым грунтом 32, формируют над траншеей 25 гребень 33 перемещением грунта из выемок 34. В колодце 18 установлен датчик 38 уровня воды, связанный проводом 39 с насосом 16 (фиг. 4).A system for implementing the method of forest reclamation of saline lands is arranged at
Осуществление способа лесомелиорации засоленных земель с помощью предложенной системы производят в следующей последовательности:The implementation of the method of forest reclamation of saline lands using the proposed system is carried out in the following sequence:
На участке 1 производят отрывку траншей 25 шириной 1,5-2,0 м, с уклоном дна не менее 0,003. Такой уклон обеспечивает скорость течения воды по трубам, препятствующую отложению осадка. Глубина траншеи 0,5-0,6 м. Ширина и глубина траншеи зависят от механического состава грунта - на легких грунтах, имеющих меньшую высоту капиллярного подъема влаги, она меньше, а на тяжелых больше. Дно и стенки траншей покрывают мембранной пленкой 30, обращенной водонепроницаемой гладкой поверхностью в сторону стенки траншеи 25. На дно траншеи на пленку отсыпают слой песка толщиной 0,10-0,12 м, на который через расстояние 0,7-1,0 м укладывают две перфорированные трубы - оросители 24 диаметром 20-25 мм, покрытые защитным слоем 29 из синтетического материала. Диаметр труб-оросителей зависит от их длины - чем больше длина, тем больше диаметр. Расстояние между трубами - оросителями зависит от механического состава грунта - на легких почвах оно меньше, на тяжелых больше. Поверх труб-оросителей 24 отсыпают слой песка 0,10-0,12 м, формируя песчаный фильтр 31, предотвращающий попадание почвенных частиц через слой 29 в перфорацию труб-оросителей 24 (фиг. 5). Головные участки труб-оросителей 24 подключают к распределительному трубопроводу 20 опресненной воды с помощью трубы 21 с вентилем 22, смонтированным в колодце 23. В завершении монтажа оросительной части системы производят засыпку траншей 25 засоленным грунтом 32, вынутым при их откопке. Затем формируют гребни 33 высотой 0,25-0,30 м, перемещая грунт с участков 34, прилегающих к этой траншее (фиг. 5). Высота гребней зависит от механического состава грунта, на легких грунтах она меньше в связи со слабой их устойчивостью к осыпанию, а на тяжелых больше.In
Затем производят монтаж опреснительной части системы. Источником соленой воды являются близко залегающие соленые грунтовые воды. Бурят скважину 2, к которой подключают водоподводящий трубопровод 3, соединенный с солнечным испарителем 4, снабженным нагревателем воздуха 5. От испарителя 4 прокладывают трубопровод 6, который подключают к распределительному трубопроводу 7, подведенному к колодцам 8, смонтированным в начале междурядных полос 26. От колодцев 8 по середине междурядной полосы 26 на глубину 2,5-3,0 м. бестраншейным способом укладывают полимерные трубы- конденсаторы 10, с уклоном не менее 0,003 от колодца 8 к колодцу 11 (фиг. 2). Глубина укладки этих труб зависит от расположения капиллярной каймы грунтовых вод, чем она выше к поверхности, тем меньше эта глубина. Предлагается использовать трубы диаметром 63-110 мм. Трубы этих диаметров выпускают в виде бухт длиной от 50 до 200 м. Такие трубы можно укладывать дреноукладчиком бестраншейным или узкотраншейным способом. Диаметр используемых труб зависит протяженности участка. Концевые участки труб-конденсаторов 10 выводят в колодцы-накопители 11 опресненной воды, где их соединяют с коллектором 12, оборудованным вытяжным устройством 13, на верхнем конце которого устанавливают вентилятор 27, снабженный приводом 28. Колодцы 11 соединяют между собой неразряжающимся сифоном 14 с вакуумным насосом 15 (фиг. 1). В одном из колодцев 11 устанавливают погружной насос 16, напорную трубу 17 которого выводят в колодец 18. В этом колодце монтируют, с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, датчик уровня 38, связанный проводом 39 с насосом 16 (фиг. 4). От колодца 18 прокладывают трубопровод 19, который подключают к трубопроводу 20, соединяя опреснительную часть системы с оросительной.Then the desalination part of the system is installed. Salt water comes from nearby saline groundwater. A
После завершения монтажа системы производят накопление опресненной воды. Соленую воду из скважины 2 по трубопроводу 3 подают в испаритель 4, где ее температура за счет нагревания солнечными лучами повышается. При нагревании соленая вода испаряется, увеличивая влажность воздуха. Одновременно в испаритель 4 из нагревателя 5 подают нагретый воздух, где происходит насыщение его влагой. Под действием разряжения, создаваемого вентилятором 27, насыщенный влагой воздух проходит через трубопроводы 6 и 7 в коллекторы 9, где распределяется между трубами - конденсаторами 10. В процессе движения по трубам 10 температура этого воздуха понижается до температуры их стенок, соответствующей температуре почвы на глубине 2,5-3,0 м. Охлаждаясь, воздух выделяет опресненную влагу, которая стекает из коллектора 12 в колодцы -накопители 11. При накоплении в колодцах 11 опресненной воды выше уровня концевых участков сифона 14 с помощью вакуум-насоса 15 сифон заряжают. При его работе происходит выравнивание уровня заполнения водой сопряженных колодцев 11. После накопления в колодцах 11 достаточного количества опресненной воды начинают помывку засоленной почвы в траншеях 25. Для проведения промывки датчик уровня 38 (фиг. 4) в колодце 18 устанавливают на отметке, соответствующей поверхности участка 1. Вентили 22 в двух первых колодцах 23 перекрывают, а в последнем колодце 23 открывают и включают насос 16. Вода по трубопроводу 17 поступает в колодец 18, откуда по трубопроводу 19 в распределительный трубопровод 20, а из него через трубу 21 и вентиль 22, открытый в колодце 23 последней траншеи 25, в перфорированные трубы -оросители 24, а из них в грунт. Датчик 38 обеспечивает заполнение колодца 18 до уровня, соответствующего поверхности участка. Вода под действием напора, создаваемого в колодце 18, выходит через перфорацию труб-оросителей 24 и заполняет как капиллярные, так и некапиллярные поры в грунте 32 (фиг. 5). В процесс заполнения пор грунта водой происходит растворение содержащихся в нем солей и капиллярное перемещение солевого раствора к поверхности гребней 33. Уровень воды в траншее 25 во время промывки поддерживают с помощью датчика уровня воды 38 на высоте поверхности участка 1. При его превышении датчик подает по проводу 39 команду на отключение насоса 16. При снижении уровня воды в колодце 18 ниже поверхности участка 1 датчик подает команду на включение насоса 16. Объем промываемого грунта ограничен мембранной пленкой 30, проницаемой для воздуха, но препятствующей поступлению соленой воды в траншею. По мере испарения влаги поверхность гребней 33 покрывается белым налетом соли. Периодически производят отбор проб промываемого грунта 32 для анализа на содержание в нем солей. При снижении их содержания до нормативного уровня промывку в первой траншее 25 заканчивают, перекрыв вентиль 22. После чего открывают вентиль 22 в следующем колодце 23. Повторяют процесс заполнения водой следующей траншеи 25 и промывки в ней грунта 32 до нормативного уровня. После завершения процесса промывки грунта в этой траншее ее вентиль 22 закрывают и повторяют процесс заполнения и промывки последней траншеи 25. После ее завершения подачу воды в последнюю траншею прекращают, перекрыв вентиль 22. При достижении грунтом в гребнях 33 состояния физической спелости производят их разравнивание, перемещая грунт с вынесенными в него солями из гребней в выемки 34, из которых он и был взят.После просыхания промытого грунта 32 в траншеях 25 выполняют посадочные ямы и производят высаживание деревьев или кустарника, помещая в них корни 36 дерева 35 и засыпая промытым грунтом. В зоне размещения корней 36 устанавливают датчик влажности грунта 40 (фиг. З).After the installation of the system is completed, desalinated water is accumulated. Salt water from
Оросительные поливы производят по показаниям датчиков 40 влажности грунта. Перед началом полива датчик 38 уровня воды в колодце 18 устанавливают на высоте поверхности песчаной обсыпки 31. Вентили 22 в двух первых колодцах 23 перекрывают, а на последнем открывают. Затем включают насос 16 и производят подачу воды в колодец 18, откуда она по трубам 19 и 20 поступает в перфорированные трубы - оросители 24 последней траншеи 25. При этом уровень воды в траншее 25 поддерживают на высоте верха песчаной обсыпки 31. Поэтому увлажнение грунта в зоне расположения корней происходит только по капиллярным порам, а некапиллярные поры остаются заполненными воздухом, что обеспечивает благоприятный водно-воздушный режим корнеобитаемого слоя. Подачу воды производят, руководствуясь показаниями датчика 40 влажности грунта до достижения им влажности 85-90% НВ. Затем вентиль 22 у последней траншеи 25 закрывают и открывают вентиль 22 на трубе 21 следующей траншеи 25 и производят подачу опресненной воды в ее перфорированные трубы - оросители 24. После достижения в ней заданного уровня влажности грунта подачу воды переключают на первую траншею. При достижении здесь влажности корнеобитаемого слоя грунта 85-90% НВ насос 16 выключают. Следующий полив производят в соответствии с заданным режимом орошения, руководствуясь показаниями датчика 40 влажности, установленного в зоне расположения корней 36 деревьев 35. Подачу воды производят, последовательно переключая с одной траншеи 25 на другую после доведения влажности грунта до заданного уровня. Использование мембранной пленки позволяет исключить поступление соли к корням растений и одновременно обеспечивает газообмен промытого грунта с грунтом, окружающим траншею, что способствует поддержанию благоприятного водно-воздушного режима в зоне расположения корней дерева 35.Irrigation is carried out according to the readings of
В качестве примера осуществления предложенного способа лесомелиорации засоленных земель при высоком уровне соленых грунтовых вод рассмотрим выращивание древесной растительности на участке 1 ажурной лесополосы на землях, примыкающих к рисовой системе в условиях республики Калмыкия.As an example of the implementation of the proposed method for reforestation of saline lands with a high level of saline groundwater, let us consider the cultivation of woody vegetation on
Климат в республике Калмыкия резко континентальный. Количество солнечных дней в году в среднем составляет 165, в том числе на летний период приходится 120 дней с продолжительностью солнечного сияния 10-12 часов. Грунт на участке засоленный, среднесуглинистый. Грунтовые воды соленые, с общим содержанием солей до 10 г/л, находятся на глубине 2,5-3,0 м. Ажурная лесополоса состоит из трех рядов деревьев, которые высажены на полосах шириною 2 м, разделенных междурядьями 4 метра с расстоянием между деревьями 1,5-2,0 м.The climate in the Republic of Kalmykia is sharply continental. The average number of sunny days per year is 165, including 120 days in the summer period with a sunshine duration of 10-12 hours. The soil in the area is saline, medium loamy. Groundwater is saline, with a total salt content of up to 10 g/l, located at a depth of 2.5-3.0 m. 1.5-2.0 m.
В соответствии с проектом посадки лесополосы на участке 1 выполняют разбивку трассы посадки рядов деревьев. По этой трассе производят отрывку траншей 25, шириной 2,0 м с уклоном дна 0,003. Глубина траншеи 0,6 м. Ширину и глубину траншеи назначают исходя из механических характеристик грунта - суглинистых почв. Дно и стенки траншей покрывают мембранной пленкой 30 (например: «Ондутис D»). Особенностью этой пленки является проницаемость для воздуха и задержание влаги на ее поверхности. На дно траншеи отсыпают слой песка 0,1 м, на который укладывают через расстояние 1,0 м две перфорированных трубы-оросители 24, покрытые защитным слоем 29, выполненным из синтетического материала (например, геотекстиля). Трубы - оросители 24 выполняют из гладких полимерных перфорированных труб диаметром 25 мм. Поверх труб-оросителей 24 отсыпают слой песка 0,1 м, формируя песчаный фильтр 31, предотвращающий попадание частиц грунта через перфорацию в трубы-оросители 24. Головные участки труб-оросителей 24 подключают к распределительному трубопроводу 20 опресненной воды с помощью трубы 21, снабженной вентилем 22. Затем производят засыпку траншей 25 засоленным грунтом, извлеченным при их откопке, и формируют над ними гребень 33 высотой 0,3 м из грунта с прилегающей территории.In accordance with the project for planting forest belts in
После завершения монтажа оросительной части системы производят монтаж ее опреснительной части. К скважине 2 подключают водоподводящий трубопровод 3, который соединяют с солнечным испарителем 4, снабженным нагревателем, воздуха 5. От испарителя 4 прокладывают трубопровод 6, который подключают к распределительному трубопроводу 7 соленой воды, подведенному к колодцам 8, смонтированным в начале междурядных полос 26. Эти колодцы имеют глубину 3,0 м и могут быть выполнены из полимерных труб диаметром 1,5 м. От колодцев 8, по середине междурядной полосы 26, с помощью бестраншейного дреноукладчика прокладывают полимерные трубы-конденсаторы 10 диаметром 63 мм. Этот диаметра принят в связи с небольшой длиной участка - 100 м. Глубина укладки 2,5 м при залегании грунтовых вод на глубине 3,0 м обеспечивает размещение труб-конденсаторов 10 в зоне их капиллярной каймы. Трубы-конденсаторы 10 укладывают с уклоном не менее 0,003 от колодца 8 к колодцу 11. Головные концы этих труб выводят в колодцы 8, где их сопрягают с коллекторами 9, присоединенными к распределительному трубопроводу 7. Концевые участки труб-конденсаторов 10 выводят в колодцы-накопители 11 опресненной воды. Здесь их соединяют с коллекторами 12, оборудованными вытяжным устройством 13 (фиг. 2), на верхнем конце которого устанавливают вентилятор 27 с приводом 28. Колодцы 11 соединяют между собой неразряжающимся сифоном 14, снабженным вакуумным насосом 15 (фиг. 4). В одном из колодцев 11 устанавливают погружной насос 16, напорную трубу 17 которого выводят в колодец 18. В этом колодце устанавливают датчик 38 уровня воды с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, связанный проводом 37 с насосом 16. От колодца 18 прокладывают трубопровод 19 и подключают к трубопроводу 20, который с помощью труб 21 с вентилями 23 соединяют с трубами-оросителями 24, после укладки которых производят засыпку траншей 25 засоленным грунтом 32, вынутым при их откопке. Затем с помощью палоделателей формируют гребни 33 высотой 0,30 м, перемещая грунт с участков 34, прилегающих к этой траншее. Высота гребней 33 на среднесуглинистых грунтах обеспечивает их устойчивость к обрушению в процессе увлажнения.After the installation of the irrigation part of the system is completed, its desalination part is installed. A water supply pipeline 3 is connected to the
После завершения монтажа системы производят накопление опресненной воды. Соленую воду из скважины 2 по трубопроводу 3 подают в испаритель 4, где ее температура за счет нагревания солнечными лучами повышается, и происходит испарение поданной воды. В условиях южных районов Калмыкии температура нагревания может составлять +70-80°С и более. Одновременно в испаритель 4 из нагревателя воздуха 5 подают воздух, нагретый до +90-100°С. Такую температуру позволяют получить серийно выпускаемые солнечные нагреватели воздуха (например, Solar Air). Горячий воздух, поступая в испаритель 4, насыщается влагой. При температуре +90°С он может содержать порядка 400 г влаги на 1 кубометр воздуха. Под действием разряжения, создаваемого вентилятором 27, горячий и насыщенный влагой воздух засасывается из испарителя 4 через трубопроводы 6 и 7 в коллекторы 9, где распределяется между трубами -конденсаторами 10. При этом его температура в процесс движения по трубам 10 понизится до температуры, близкой к температуре их стенок, соответствующей температуре почвы на глубине 2,5 м, которая не превышает +15°С. При охлаждении воздух выделяет опресненную влагу. Температура воздуха при выходе из вытяжного устройства 13 составляет порядка +20°С при содержании влаги 17 г/м2. Таким образом, при охлаждении пара до температуры стенок труб из каждого кубометра воздуха по длине трубопровода получают 350-380 г опресненной воды, которая стекает из коллектора 12 в колодцы-накопители 11. При этом размещение труб-конденсаторов 10 в зоне капиллярной каймы грунтовых вод обеспечит отведение тепла с поверхности труб за счет испарения воды из окружающего грунта и подтягивания более холодной из грунтовых вод по почвенным капиллярам. При накоплении в колодцах 11 опресненной воды до уровня выше концевых участков сифона 14, с помощью вакуум-насоса 15 сифон заряжают. При его работе происходит выравнивание уровня заполнения колодцев 11 водой. Неразряжающаяся конструкция сифонов обеспечивает сохранение их в рабочем состоянии при кратковременном снижении уровня воды в колодцах 11 ниже положения их концов. После накопления достаточного количества опресненной воды в колодцах- накопителях 11 производят промывку засоленного грунта 32 в траншеях 25. Для проведения промывки датчик 38 уровня воды в колодце 18 устанавливают на отметке, соответствующей поверхности участка 1. Вентили 22 в двух первых колодцах 23 перекрывают, а в последнем колодце 23 открывают и включают насос 16. Опресненная вода по трубопроводу 17 поступает в колодец 18, откуда по трубопроводу 19 в распределительный трубопровод 20, а из него через колодец 23 и вентиль 22 по трубе 21 в оросители 24, а из них в грунт. Датчик 38 при заполнении колодца 18 до уровня, соответствующего поверхности участка 1, подает по проводу 39 команду на отключение насоса 16, а при понижении этого уровня - на включение этого насоса. Вода под действием напора, создаваемого в колодце 18, выходит через перфорацию и заполняет как капиллярные, так и некапиллярные поры в грунте 32, растворяя соли. Уровень воды в траншее 25 во время промывки поддерживают с помощью датчика 38 на высоте поверхности участка. Объем промываемого грунта ограничен мембранной пленкой 30, проницаемой для воздуха, но задерживающей воду. Под действием испарения влаги с поверхности гребней 33 в промываемом слое грунта начинается процесс перемещения солевого раствора к поверхности гребней 33. В процессе испарения влаги на поверхности гребней 33 накапливается соль в виде белого налета. Периодически производят отбор проб грунта 32 для анализа на содержание солей. При снижении их содержания до 0,6 мг⋅экв на 100 г грунта в первой траншее 25 промывку в ней заканчивают, перекрыв вентиль 22. После этого открывают вентиль 22 в следующем колодце 23. Повторяют процесс заполнения водой следующей траншеи 25. После завершения процесса промывки грунта в этой траншее ее вентиль 22 закрывают и повторяют процесс заполнения и промывки грунта последней траншеи 25. После ее завершения подачу воды в эту траншею прекращают, перекрыв вентиль. При достижении грунтом в гребнях 33 состояния физической спелости производят их разравнивание, перемещая грунт из них в выемки 34. После просыхания промытого грунта 32 в траншеях 25 выполняют посадочные ямы, вносят органоминеральные удобрения и помещают в них корни 36 деревьев 35, присыпая промытым грунтом. В зоне размещения корней 36 устанавливают датчики влажности 40.After the installation of the system is completed, desalinated water is accumulated. Salt water from well 2 is fed through pipeline 3 to
Оросительные поливы проводят, руководствуясь показаниями датчиков 40 влажности грунта, установленных в зоне расположения корней 36 деревьев 35. Перед началом оросительного полива датчик уровня воды 38 в колодце 18 устанавливают на высоте поверхности песчаной обсыпки 31. Вентили 22 в двух первых колодцах 23 перекрывают, а на последнем открывают. Затем включают насос 16 и производят подачу воды в колодец 18, откуда она по трубам 19 и 20 поступает во внутрипочвенные трубопроводы-оросители 24. При этом уровень воды в траншее 25 устанавливается на высоте верха песчаной обсыпки 31. Благодаря этому увлажнение почвы в зоне расположения корней происходит только по капиллярным порам, а некапиллярные поры заполнены воздухом. Подачу воды производят по показаниям датчика влажности 40 до достижения влажности грунта 85-90% НВ. При достижении этого уровня влажности в последней траншее 25 вентиль 22 в колодце 23 на трубе 21 данной траншеи закрывают. Затем открывают вентиль 22 на трубе 21 следующей траншеи 25 и производят подачу опресненной воды в трубопроводы-оросители 24. Полив продолжают до достижения влажности корнеобитаемого слоя грунта 85-90% НВ. После чего подачу воды переключают на первую траншею. После достижения в ней влажности корнеобитаемого слоя 85-90% НВ насос 16 выключают. Следующий полив производят в соответствии с заданным режимом орошения, руководствуясь показаниями датчика 40 влажности, установленного в зоне расположения корней 36 деревьев 35. Подачу воды производят, последовательно переключая с одной траншеи 25 на другую после доведения влажности грунта до заданного уровня. Использование мембранной пленки 30 в траншеях 25 позволяет исключить поступление соли к корням растений и одновременно поддерживать в зоне их расположения благоприятный водно-воздушный режим.Irrigation irrigation is carried out, guided by the readings of the
Таким образом, применение предлагаемого способа лесомелиорации засоленных земель с помощью предложенной системы для его осуществления позволяет выращивать древесную и кустарниковую растительности на засоленных грунтах при отсутствии источников пресной воды путем использования для промывки грунта и последующего орошения деревьев опресненной воды, полученной из соленых грунтовых вод за счет использования солнечной энергии.Thus, the application of the proposed method for reforestation of saline lands using the proposed system for its implementation makes it possible to grow tree and shrub vegetation on saline soils in the absence of fresh water sources by using desalinated water obtained from saline groundwater through the use of solar energy.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782324C1 true RU2782324C1 (en) | 2022-10-25 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2821919C1 (en) * | 2023-11-02 | 2024-06-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Method of growing forest belts on sandy soils with shallow occurrence of salty groundwater and system for its implementation |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1047445A1 (en) * | 1981-06-17 | 1983-10-15 | Adamenko Aleksej | Reclamation system |
SU1493171A1 (en) * | 1987-10-16 | 1989-07-15 | Galifanov Gennadij G | Arrangement for desalinating soil |
UA22212A (en) * | 1995-03-21 | 1998-06-30 | Інститут Зрошувального Землеробства | Evaporograph |
RU2357041C1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-05-27 | Игорь Иосифович Конторович | Accumulator of drain water of irrigation and drainage systems |
RU2387127C1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-04-27 | Игорь Алексеевич Ким | Method of melioration in piedmont zone and system for its realisation |
RU2689537C1 (en) * | 2018-05-18 | 2019-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" | Method for forest reclamation of saline lands |
RU2764266C1 (en) * | 2021-06-08 | 2022-01-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Local subsurface irrigation system for perennial plantations |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1047445A1 (en) * | 1981-06-17 | 1983-10-15 | Adamenko Aleksej | Reclamation system |
SU1493171A1 (en) * | 1987-10-16 | 1989-07-15 | Galifanov Gennadij G | Arrangement for desalinating soil |
UA22212A (en) * | 1995-03-21 | 1998-06-30 | Інститут Зрошувального Землеробства | Evaporograph |
RU2357041C1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-05-27 | Игорь Иосифович Конторович | Accumulator of drain water of irrigation and drainage systems |
RU2387127C1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-04-27 | Игорь Алексеевич Ким | Method of melioration in piedmont zone and system for its realisation |
RU2689537C1 (en) * | 2018-05-18 | 2019-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" | Method for forest reclamation of saline lands |
RU2764266C1 (en) * | 2021-06-08 | 2022-01-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Local subsurface irrigation system for perennial plantations |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2821919C1 (en) * | 2023-11-02 | 2024-06-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Method of growing forest belts on sandy soils with shallow occurrence of salty groundwater and system for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4771572A (en) | Method and apparatus for culturing plants | |
Punmia et al. | Irrigation and water power engineering | |
CN103988758A (en) | Method for improving afforestation survival rate by water collecting, water retention and water replenishing | |
US20100296870A1 (en) | Subirrigation system | |
JP5970675B2 (en) | Underground irrigation system | |
RU2782324C1 (en) | Method for forest reclamation of saline lands and the system for its implementation | |
RU2622910C1 (en) | Drip irrigation system | |
CN106376430A (en) | Irrigation and water conservancy circulating drainage-irrigating system based on drop irrigation | |
RU2800824C1 (en) | Method of forest reclamation on saline lands with a deep occurrence of saline groundwater and a system for its implementation | |
RU2655799C1 (en) | Water circulating combined irrigation system | |
CN213805213U (en) | Ecological revetment for irrigation river channel | |
CN112655347B (en) | Method and system for controlling growth environment of root system of soil culture | |
CN114908773A (en) | Side slope ecological restoration method and system for surface mine and tailing pond | |
JP5187752B2 (en) | Underground irrigation system and double pipe unit used therefor | |
RU2821919C1 (en) | Method of growing forest belts on sandy soils with shallow occurrence of salty groundwater and system for its implementation | |
RU2813515C1 (en) | Method for integrated soil hydromelioration when draining agricultural lands with adjacent swamp area | |
RU2794772C1 (en) | Drying and humidifying system in the conditions of the north-eastern part of the republic of belarus | |
Yu | NEW TECHNICAL SOLUTIONS FOR THE DEVELOPMENT OF DRAINAGE-IRRIGATION SYSTEMS FOR NON-CHERNOZEM ZONE OF RUSSIA | |
WO2000023659A1 (en) | Integrated hydrologic circuits | |
RU2806630C1 (en) | Drainage and irrigation system | |
Sarkar | Fertigation and irrigation management systems of vertical gardens and green roofs | |
RU2804874C1 (en) | System of local-subsurface irrigation of a garden on sloping lands | |
RU2818130C1 (en) | Environmentally sustainable rice drying and moistening system | |
RU2783181C1 (en) | Drip irrigation system for perennial plantings | |
CN1362012A (en) | Sucking irrigation method with mulching under soil |