RU2789866C1 - Two-tier dehumidification and humidification system - Google Patents

Two-tier dehumidification and humidification system Download PDF

Info

Publication number
RU2789866C1
RU2789866C1 RU2022121578A RU2022121578A RU2789866C1 RU 2789866 C1 RU2789866 C1 RU 2789866C1 RU 2022121578 A RU2022121578 A RU 2022121578A RU 2022121578 A RU2022121578 A RU 2022121578A RU 2789866 C1 RU2789866 C1 RU 2789866C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tier
drains
collector
drainage
closed
Prior art date
Application number
RU2022121578A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Сметанин
Гаяр Хамзянович Бедретдинов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова)
Application granted granted Critical
Publication of RU2789866C1 publication Critical patent/RU2789866C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to the field of agriculture and can be used in the melioration of slightly sloping lands with characteristic seasonal freezing and heavy underlying rocks capable of forming temporary aquifers in the form of perched water. The system includes drains of the upper and lower tiers, connected to closed collectors, respectively, of the upper and lower tiers of drains, the mouths of which are interconnected and communicated with an open channel. The drains of the upper tier are curvilinear with a constant radius of curvature equal to half the distance between the drains of the lower tier, equipped with source wells and conductive wells located between them, connected to a closed collector of the upper tier. The mouth of the closed collector of the lower tier at the junction with the wellhead part of the upper collector is equipped with a hydraulic valve that cuts off the lower tier from the upper one.
EFFECT: invention provides the possibility of automatic transfer of the network to drying or moistening modes of operation and allows maintaining optimal soil moisture during various periods of crop cultivation.
1 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при мелиорации слабо склоновых земель с характерным сезонным промерзанием и тяжелыми подстилающими породами, способными формировать временные водоносные горизонты в виде верховодки.The present invention relates to the field of agriculture and can be used in the melioration of slightly sloping lands with characteristic seasonal freezing and heavy underlying rocks capable of forming temporary aquifers in the form of perched water.

Известна дренажная система (Авт. свид. SU 887711, Е02В 11/00, опубл. 1981 г., Бюл. №45), включающая дрены, коллектор, открытый канал и дренажный колодец, из которого выходит труба с клапаном, отличающаяся тем, что с целью ускорения отвода воды в весенний период путем предохранения устьевой трубы от образования в ней ледяных пробок в откосе открытого канала выполнена фильтрующая колонка, в которой размещены устьевая труба и дренажный колодец, в дне и стенках которого выполнены отверстия.A drainage system is known (Ed. certificate SU 887711, E02B 11/00, publ. 1981, Bull. No. 45), including drains, a collector, an open channel and a drainage well from which a pipe with a valve exits, characterized in that in order to accelerate water drainage in the spring period by protecting the wellhead pipe from the formation of ice plugs in it, a filter column is made in the slope of the open channel, in which the wellhead pipe and the drainage well are located, in the bottom and walls of which holes are made.

Недостатком дренажной системы является то, что отводимая вода, минуя устьевую трубу, чтобы избежать образование в ней ледяных пробок, преодолевает дополнительные сопротивления в засыпке фильтрующей колонки. Повышение гидравлических сопротивлений увеличивает уровень воды в дренажном колодце. В результате подтопляется устье дренажного коллектора, и ухудщается работоспособность дренажа.The disadvantage of the drainage system is that the discharged water, bypassing the wellhead to avoid the formation of ice plugs in it, overcomes additional resistance in the backfill of the filter column. An increase in hydraulic resistance increases the water level in the drainage well. As a result, the mouth of the drainage collector is flooded, and the performance of the drainage deteriorates.

Известна осушительно-увлажнительная система (Авт. свид. SU 1198151, Е02В 11/00, опубл. 1985 г., Бюл. №46), включающая дрены, дренажный и увлажнительный коллектор, водоподающий и водосбросной каналы и колодцы, оборудованные гидроавтоматами, отличающаяся тем, что, с целью экономии поливной воды и повышения надежности работы системы, устье дренажного коллектора снабжено гидравлическим клапаном, запитанным трубой из водоподающего канала, уложенной с обратным уклоном.Known drainage and humidification system (Ed. mon. SU 1198151, E02B 11/00, publ. 1985, Bull. No. 46), including drains, drainage and humidification collector, water supply and spillway channels and wells equipped with hydraulic machines, characterized in that that, in order to save irrigation water and increase the reliability of the system, the mouth of the drainage collector is equipped with a hydraulic valve, fed by a pipe from the water supply channel, laid with a reverse slope.

Недостатками этой осушительно-увлажнительной системы является необходимость поддержания повышенного уровня в канале для подачи воды к гидравлическому клапану против уклона питающей трубы. Для работы системы требуется прокладка дополнительного оросительного коллектора и соединения его с дренами. Кроме того, для обеспечения работы гидравлического клапана требуется принудительное опорожнение командного участка питающей трубы с применением ручного труда.The disadvantages of this dehumidifying system is the need to maintain an elevated level in the channel for supplying water to the hydraulic valve against the slope of the supply pipe. For the system to work, it is required to lay an additional irrigation collector and connect it to drains. In addition, to ensure the operation of the hydraulic valve, forced emptying of the command section of the supply pipe is required using manual labor.

Известна двухъярусная дренажная система (Авт. свид. SU 1629391, Е02В 11/00, опубл. 1991, Бюл. №7), принятая в качестве прототипа, включающая дрены верхнего и нижнего ярусов, подключенные к открытому собирателю через колодец-регулятор уровня, отличающаяся тем, что с целью повышения эффективности работы и расширения эксплуатационных возможностей, система снабжена закрытыми коллекторами соответственно верхнего и нижнего ярусов дрен, закольцованными между собой посредством колодцев-регуляторов.A two-tier drainage system is known (Ed. mon. SU 1629391, E02B 11/00, publ. 1991, Bull. No. 7), adopted as a prototype, including drains of the upper and lower tiers connected to an open collector through a well-level regulator, different the fact that in order to increase the efficiency of work and expand operational capabilities, the system is equipped with closed collectors, respectively, of the upper and lower tiers of drains, looped through each other by means of wells-regulators.

Недостатком известной двухъярусной дренажной системы является то, что в осушительном режиме при закрытом положении клапана - регулятора грунтовых вод в колодце-регуляторе устья дренажных коллекторов верхнего и нижнего ярусов в колодце-регуляторе работают в подтопленном режиме, что ухудшает работоспособность дренажной системы. Кроме того, колодец - регулятор уровня грунтовых вод подвержен повышенному заилению, что снижает надежность его работы.The disadvantage of the known two-tier drainage system is that in the drainage mode, when the valve - groundwater regulator in the well-regulator is closed, the mouths of the drainage collectors of the upper and lower tiers in the well-regulator operate in a flooded mode, which worsens the performance of the drainage system. In addition, the well - groundwater level regulator is subject to increased silting, which reduces the reliability of its operation.

Устранить указанные недостатки позволяет двухъярусная осушительно-увлажнительная система, включающая дрены верхнего и нижнего ярусов, подключенные к закрытым коллекторам соответственно верхнего и нижнего ярусов дрен, устья которых соединены между собой и сообщены с открытым каналом, в которой дрены верхнего яруса выполнены криволинейными с постоянным радиусом кривизны, равным половине расстояния между дренами нижнего яруса, снабжены истоковыми колодцами и расположенными между ними проводящими колодцами, соединенными с закрытым коллектором верхнего яруса, а устье закрытого коллектора нижнего яруса в месте соединения с устьевой частью верхнего коллектора снабжено гидравлическим клапаном.These shortcomings can be eliminated by a two-tier drainage and humidification system, which includes drains of the upper and lower tiers, connected to closed collectors, respectively, of the upper and lower tiers of drains, the mouths of which are interconnected and communicated with an open channel, in which the drains of the upper tier are curvilinear with a constant radius of curvature , equal to half the distance between the drains of the lower tier, are equipped with source wells and conductive wells located between them, connected to the closed collector of the upper tier, and the mouth of the closed collector of the lower tier at the junction with the wellhead part of the upper collector is equipped with a hydraulic valve.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в том, что предлагаемая двухъярусная осушительно-увлажнительная система состоит из двух ярусов дрен: верхнего, обеспечивающего осушение оттаявшего верхнего почвенного слоя ранней весной и подпочвенное увлажнение корнеобитаемого слоя почвы в засушливый период времени года, и нижнего - обеспечивающего проектную норму осушения после полного сезонного оттаивания грунтов в придренной зоне.The essence of the proposed invention lies in the fact that the proposed two-tier drainage-humidification system consists of two tiers of drains: the upper one, which provides drainage of the thawed upper soil layer in early spring and subsoil moistening of the root-inhabited soil layer during the dry season, and the lower one, which provides the design norm of drainage after complete seasonal thawing of soils in the near-drainage zone.

Выполнение дрен верхнего яруса криволинейными по длине, с рекомендуемым радиусом кривизны, позволяет повысить удельную протяженность осушительно-увлажнительной сети, что в сочетании с наличием проводящих колодцев позволяет более интенсивно отводить воду в предпосевной весенний период и подавать ее для увлажнения в засушливый летний период вегетации сельскохозяйственных культур.The implementation of the drains of the upper tier curvilinear in length, with the recommended radius of curvature, allows you to increase the specific length of the drainage and humidification network, which, in combination with the presence of conductive wells, allows you to more intensively drain water in the pre-sowing spring period and supply it for moistening in the dry summer period of crop vegetation .

Соединение устьев закрытых коллекторов верхнего и нижнего ярусов между собой в сочетании с установкой гидравлического клапана в коллекторе нижнего яруса позволяет за счет повышения уровня воды в канале выполнять автоматическое регулирование режимов работы сети и исключить необходимость колодца - регулятора уровня.The connection of the mouths of the closed collectors of the upper and lower tiers to each other in combination with the installation of a hydraulic valve in the collector of the lower tier allows, by increasing the water level in the channel, to automatically regulate the operating modes of the network and eliminate the need for a well - a level controller.

Предполагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена двухъярусная осушительно-увлажнительная система в плане; на фиг. 2 представлен разрез А-А по оси коллекторов верхнего и нижнего ярусов; на фиг. 3 представлен разрез Б-Б по оси криволинейной дрены осушителя-увлажнителя, с истоковыми и проводящим колодцами; на фиг. 4 представлен узел соединения устьев коллекторов верхнего и нижнего ярусов с гидравлическим клапаном, обеспечивающим работу системы в режиме осушения; на фиг.5 представлен узел А соединения устьев коллекторов верхнего и нижнего ярусов с гидравлическим клапаном, обеспечивающим работу системы в режиме увлажнения.The alleged invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a two-tier drying and humidification system in plan; in fig. 2 shows the section A-A along the axis of the collectors of the upper and lower tiers; in fig. 3 shows a section B-B along the axis of the curvilinear drain of the dehumidifier-dryer, with source and conductive wells; in fig. 4 shows the node for connecting the mouths of the collectors of the upper and lower tiers with a hydraulic valve that ensures the operation of the system in the dehumidification mode; figure 5 shows the node And connection of the mouths of the collectors of the upper and lower tiers with a hydraulic valve that ensures the operation of the system in humidification mode.

Предлагаемая двухъярусная осушительно-увлажнительная система состоит из нижнего и верхнего ярусов дрен. Нижний ярус включает дрены-осушители 1, соединенные с закрытым дренажным коллектором 2, проходящим через эксплуатационный колодец 3 по устьевой трубе 4 с выходом в магистральный канал 5 или водоприемник 6. Глубина закладки дрен-осушителей 1 в истоках составляет 0,7…0,8 м, в устьях - до 2,5 м.The proposed two-tier drainage and humidification system consists of the lower and upper tiers of drains. The lower tier includes drains-driers 1, connected to a closed drainage collector 2, passing through a production well 3 along a wellhead pipe 4 with access to the main canal 5 or water intake 6. The depth of laying the drain-driers 1 in the sources is 0.7 ... 0.8 m, at the mouths - up to 2.5 m.

Верхний ярус включает криволинейные дрены осушители-увлажнители 8, соединенные с истоковыми колодцами 9, а в устьях - с проводящими колодцами 10. Колодцы 9 выполнены с перфорированными боковыми поверхностями и днищами, обернутыми снаружи фильтрующим материалом, а сверху закрытыми крышками (позиции на чертеже не показаны). Колодцы истоковые и проводящие выполнены из пластика в виде труб диаметром 0,5…0,6 м и высотой до 0,8 м.The upper tier includes curvilinear drains, dehumidifiers 8, connected to the source wells 9, and at the mouths - with conductive wells 10. The wells 9 are made with perforated side surfaces and bottoms, wrapped on the outside with filter material, and on top with closed covers (positions in the drawing are not shown). ). Source and conductive wells are made of plastic in the form of pipes with a diameter of 0.5 ... 0.6 m and a height of up to 0.8 m.

Дрены 8 осушители-увлажнители через истоковые колодцы 9 впадают в коллектор 11 верхнего яруса. Устьевая часть 7 коллектора 11 верхнего яруса соединена с устьевой трубой 4 коллектора нижнего яруса, в которой установлен гидравлический клапан 12 (отсекающий нижний ярус от верхнего). Клапан 12 в весенний период обеспечивает свободный выход дренажных вод из коллекторов 2 и 11 в водоприемник. В летний, засушливый период клапан 12 перекрывает коллектор 2, обеспечивая подачу воды через коллектор 11 в дрены 8 для увлажнения почвенного слоя.Drains 8 dryers-moisturizers through the source wells 9 flow into the collector 11 of the upper tier. The wellhead part 7 of the collector 11 of the upper tier is connected to the wellhead pipe 4 of the collector of the lower tier, in which a hydraulic valve 12 is installed (cutting off the lower tier from the upper one). The valve 12 in the spring provides a free exit of drainage water from collectors 2 and 11 to the water intake. In the summer, dry period, the valve 12 closes the collector 2, providing water supply through the collector 11 to the drains 8 to moisten the soil layer.

Работа системы осуществляется следующим образом:The system works as follows:

В зависимости от периода выращивания сельскохозяйственных культур за счет регулирования уровня воды в магистральном канале 5 или водоприемнике 6 система работает в режимах осушения при уровне воды 13 в канал, или при уровне 14 в режиме увлажнения.Depending on the period of growing crops, by controlling the water level in the main canal 5 or water intake 6, the system operates in drying modes at water level 13 in the channel, or at level 14 in humidification mode.

В режиме осушения система работает следующим образом:In dry mode, the system works as follows:

С наступлением тепла в весенний период по мере оттаивания почвы и подпочвенного горизонта в дрены 8 осушители-увлажнители и заглубленные ниже пахотного горизонта истоковые колодцы 9 поступает избыточная вода. Далее она поступает в проводящие колодцы 10, коллекторы 11, устьевую трубу 7 верхнего яруса, устьевую трубу 4 и отводится в магистральный канал 5 или водоприемник 6. Данный режим осушения позволяет в более ранние сроки осушить пахотный горизонт и тем самым обеспечить сельскохозяйственную обработку почв.With the onset of heat in the spring, as the soil and subsoil thaw, excess water enters the drains 8 dehumidifiers and source wells 9 buried below the arable horizon. Then it enters the conductive wells 10, collectors 11, wellhead pipe 7 of the upper tier, wellhead pipe 4 and discharged into the main canal 5 or water intake 6. This drying mode allows you to drain the arable horizon at an earlier date and thereby ensure agricultural tillage.

После полного оттаивания включаются в работу дрены нижнего яруса, и избыточные грунтовые воды по дренам-осушителям 1, через коллектор 2, клапан 12 и устьевую трубу 4, отводятся в магистральный канал 5 или водоприемник 6, обеспечивая проектную норму осушения почвенного слоя.After complete thawing, the drains of the lower tier are put into operation, and excess groundwater is discharged through the drainage drains 1, through the collector 2, the valve 12 and the wellhead pipe 4 into the main canal 5 or the water intake 6, providing the design rate of drainage of the soil layer.

В засушливый период при дефиците влаги увлажнение обеспечивается за счет повышения уровня воды в канале 5 до отметки 14 с помощью водорегулирующего элемента 15 (заслонки). По мере подъема уровня воды в магистральном канале 5 она поступает в устьевую трубу 4. Под действием создаваемого напора срабатывает гидравлический клапан 12 и отсекает поступление воды из канала 5 в дренажный коллектор 2 нижнего яруса. Далее оросительная вода через устьевой отвод 7 по коллектору 11 поступает в проводящие колодцы 10, из них в дрены 8, начинающие работать в режиме увлажнения почвенного слоя, и истоковые колодцы 9. В результате формируется увлажнительная система, обеспечивающая капиллярный подъем влаги в корнеобитаемый слой почвы.In a dry period with a moisture deficit, moisturizing is provided by raising the water level in channel 5 to mark 14 using a water control element 15 (flap). As the water level rises in the main channel 5, it enters the wellhead pipe 4. Under the action of the generated pressure, the hydraulic valve 12 is activated and cuts off the flow of water from the channel 5 to the drainage collector 2 of the lower tier. Further, irrigation water through the mouth outlet 7 through the collector 11 enters the conductive wells 10, of which into the drains 8, which begin to work in the mode of moistening the soil layer, and the source wells 9. As a result, a humidification system is formed, providing a capillary rise of moisture into the root layer of the soil.

После завершения режима увлажнения регулирующий элемент 15 (заслонку в канале 5) удаляют. Уровень воды в канале снижается до отметки 13, при которой гидравлический клапан 12 открывается и переводит работу системы в осушительный режим.After completion of the humidification mode, the regulating element 15 (damper in channel 5) is removed. The water level in the channel drops to level 13, at which the hydraulic valve 12 opens and puts the system into a drying mode.

Таким образом, предлагаемая двухъярусная осушительно-увлажнительная система обеспечивает возможность автоматического перевода сети в осушительный или увлажнительный режимы работы и позволяет поддерживать оптимальную влажность почв в различные периоды возделывания сельскохозяйственных культур.Thus, the proposed two-tier drainage and humidification system provides the ability to automatically transfer the network to drainage or humidification modes of operation and allows maintaining optimal soil moisture during various periods of crop cultivation.

Claims (1)

Двухъярусная осушительно-увлажнительная система, включающая дрены верхнего и нижнего ярусов, подключенные к закрытым коллекторам соответственно верхнего и нижнего ярусов дрен, устья которых соединены между собой и сообщены с открытым каналом, отличающаяся тем, что дрены верхнего яруса выполнены криволинейными с постоянным радиусом кривизны, равным половине расстояния между дренами нижнего яруса, снабжены истоковыми колодцами и расположенными между ними проводящими колодцами, соединенными с закрытым коллектором верхнего яруса, а устье закрытого коллектора нижнего яруса в месте соединения с устьевой частью верхнего коллектора снабжено гидравлическим клапаном.A two-tier drainage and humidification system, including drains of the upper and lower tiers, connected to closed collectors, respectively, of the upper and lower tiers of drains, the mouths of which are interconnected and communicated with an open channel, characterized in that the drains of the upper tier are curvilinear with a constant radius of curvature equal to half the distance between the drains of the lower tier, equipped with source wells and conductive wells located between them, connected to the closed collector of the upper tier, and the mouth of the closed collector of the lower tier at the junction with the wellhead part of the upper collector is equipped with a hydraulic valve.
RU2022121578A 2022-08-09 Two-tier dehumidification and humidification system RU2789866C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2789866C1 true RU2789866C1 (en) 2023-02-14

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4268993A (en) * 1979-05-18 1981-05-26 Cunningham Percy C Grass sports surfaces and a method for maintaining them
SU1198151A1 (en) * 1984-06-18 1985-12-15 Сумский Филиал Института "Харьковгипроводхоз" Drying and watering system
SU1278391A1 (en) * 1984-10-31 1986-12-23 Литовский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации Amelioration system
SU1629391A1 (en) * 1988-11-09 1991-02-23 Украинский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации Double-level drainage system
RU2351709C1 (en) * 2007-08-07 2009-04-10 Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) Drainage system on pilot-plant section

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4268993A (en) * 1979-05-18 1981-05-26 Cunningham Percy C Grass sports surfaces and a method for maintaining them
SU1198151A1 (en) * 1984-06-18 1985-12-15 Сумский Филиал Института "Харьковгипроводхоз" Drying and watering system
SU1278391A1 (en) * 1984-10-31 1986-12-23 Литовский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации Amelioration system
SU1629391A1 (en) * 1988-11-09 1991-02-23 Украинский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации Double-level drainage system
RU2351709C1 (en) * 2007-08-07 2009-04-10 Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) Drainage system on pilot-plant section

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3408818A (en) Capillary subterranean irrigation system
CN107182620B (en) Drip irrigation type agricultural greenhouse system and greenhouse planting method
US3461675A (en) Watering and drainage system
JPH10504192A (en) Hairy root area irrigation system
JP4303504B2 (en) Rooftop greening system and rooftop greening planter
KR101215777B1 (en) Underground watering·draining system
US20100296870A1 (en) Subirrigation system
RU2789866C1 (en) Two-tier dehumidification and humidification system
JP5970675B2 (en) Underground irrigation system
US5221158A (en) Irrigation and drainage method and apparatus
RU2622910C1 (en) Drip irrigation system
CN106376430A (en) Irrigation and water conservancy circulating drainage-irrigating system based on drop irrigation
CA2016375C (en) Portable watering & drainage system & combined heating system
CN213805213U (en) Ecological revetment for irrigation river channel
WO1992004823A1 (en) Soil irrigation and drainage system
JP5187752B2 (en) Underground irrigation system and double pipe unit used therefor
JPH10164981A (en) Lawn management and management device
RU2786538C1 (en) Method for reconstruction of drain of drainage network
JP7493291B1 (en) Tree irrigation pipes and tree irrigation systems
GB2288306A (en) Modular sports field construction
RU2782324C1 (en) Method for forest reclamation of saline lands and the system for its implementation
RU2762010C1 (en) Combined irrigation system
RU2806630C1 (en) Drainage and irrigation system
RU2362298C1 (en) Method of melioration in mountaneous and submontane zone and system to this end
NL2027823B1 (en) Method and installation for growing a harvestable crop