RU2816530C1 - Способ осушения затопленных замкнутых понижений - Google Patents
Способ осушения затопленных замкнутых понижений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816530C1 RU2816530C1 RU2023108162A RU2023108162A RU2816530C1 RU 2816530 C1 RU2816530 C1 RU 2816530C1 RU 2023108162 A RU2023108162 A RU 2023108162A RU 2023108162 A RU2023108162 A RU 2023108162A RU 2816530 C1 RU2816530 C1 RU 2816530C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- trench
- closed
- soil
- drainage
- depression
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 title 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 abstract description 13
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к устройствам для отвода поверхностных вод из замкнутых бессточных понижений (блюдец) и осушения переувлажненных и заболоченных почв. Согласно изобретению в сухое время года отрывается одна или несколько траншей 3 от самого низкого места 4 замкнутого понижения 2 к естественным понижениям местности (балки, овраги, ложбины) или искусственным дренажно-сбросным каналам 5. Перфорированная дренажная труба 6, обмотанная тонкостенным фильтром, укладывается с уклоном от центральной части замкнутого понижения к открытым или закрытым дренажно-сбросным каналам 5 или к естественным понижениям местности. Часть траншеи 7 в понижении засыпается фильтрующим материалом в два слоя. Нижняя часть траншеи до высоты 0,5 м от поверхности почвы засыпается гравием или крупным песком 8 по всей длине траншеи, а верхняя часть траншеи от глубины 0,5 м до поверхности земли засыпается по длине траншеи поочередно и прерывисто песком 9 и затем отрытой из траншеи почвой 10 с расчетным расстоянием длины обсыпки траншеи песком и почвой 10 м каждая. Глубина прокладки дренажной трубы 6 в голове дренажа (в самом низком месте замкнутого понижения) должна быть ниже глубины промерзания почвы для данной территории и не продавливаться проходящей по поверхности поля техникой. Обеспечивается отвод поверхностных вод с полевых участков, имеющих замкнутые бессточные понижения, и осушение подтопляемых и переувлажненных тяжелых почв с малой фильтрующей способностью или при близком залегании грунтовых вод. 1 ил.
Description
Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и может быть использовано для отвода поверхностных вод с участков, имеющих замкнутые бессточные понижения и осушения подтопляемых и переувлажненных тяжелых почв с малой фильтрующей способностью, а также при близком залегании грунтовых вод.
Известно устройство для отвода поверхностных вод (А.с. СССР № 1382909, кл. Е02В 11/00, 1986), включающее заглубленный в почву и имеющий крышку колодец, сообщающийся с дреной и снабженный расположенными по понижениям поверхности почвы водопроводящими перфорированными трубопроводами, каждый из которых состоит из стационарной части, герметично закрепленной нижним концом в крышке колодца, и съемных секций, присоединенных к стационарной части с возможностью изменения и количества, и длины съемных секций в зависимости от уровня поверхностных вод в понижении.
Недостатком известного устройства являются высокие затраты на его эксплуатацию из-за значительных затрат ручного труда на обслуживание данного устройства.
Известен водоприемник поверхностных вод (А.с. СССР № 869790, кл. Е02В 11/00, 1980), включающий заглубленный в пахотный слой корпус с крышкой и водоприемными отверстиями в ней, при этом боковые стенки корпуса выполнены пологими с изменяющимся коэффициентом откоса, а в нижней части корпуса размещен патрубок для отвода воды в дренажную сеть.
Недостатком данного водоприемника является низкая эффективность его работы ввиду поступления в водоотвод загрязненной воды и возникновения опасности его заиления и как следствие недолговечность службы водоприемника.
Известен способ отвода поверхностных вод с замкнутых бессточных понижений (блюдец) и осушения переувлажненных и заболоченных почв (SU патент № 1714036 А 1, Е 02 В 11/00), содержащий разгрузочные лучевые тупиковые дрены, выполненные из перфорированных труб и снабженные воздуховодными трубками, совмещенными с атмосферой, объемный фильтр, водоотводящий трубопровод, наземная часть которого выполнена перфорированной и обмотана тонкостенным фильтром.
Недостатком известного способа отвода поверхностных вод с замкнутых бессточных понижений (блюдец) и осушения переувлажненных и заболоченных почв является высокая стоимость материалов и необходимость производства работ по строительству колодца, затрудненная обработка почвы из-за воздуховодных трубок и надземной части фильтра, выступающих на поверхности почвы. При реализации данного способа осушения загрязненные воды с полей переходят в подстилающие грунты, загрязняя их пестицидами и другими химическими элементами.
Известен способ осушения замкнутых понижений (SU патент № 1169394 А, Е 02 В 11/00), содержащий поглотительный колодец, заполненный фильтрующим материалом, вертикальные скважины.
Недостатком известного способа является срезка растительного слоя грунта с поверхности понижения, что приводит к нарушению плодородия почв. Вокруг поглотительного колодца в шахматном порядке устроены вертикальные скважины, заполненные фильтрующим материалом, которые обеспечивают прием загрязненных вод с замкнутого понижения и перевод в коренные породы, которыми могут быть грунты с высокими фильтрующими свойствами. Вода с полей будет загрязнять водоносные горизонты.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ отвода поверхностных вод с замкнутых бессточных понижений (блюдец) и осушения переувлажненных и заболоченных почв (SU патент № 1714036 А 1, Е 02 В 11/00), содержащий разгрузочные лучевые тупиковые дрены, выполненные из перфорированных труб и снабженные воздуховодными трубками, совмещенными с атмосферой, объемный фильтр, водоотводящий трубопровод, наземная часть которого обмотана тонкостенным фильтром.
Недостатком известного способа отвода поверхностных вод с замкнутых бессточных понижений (блюдец) и осушения переувлажненных и заболоченных почв является высокая стоимость материалов и необходимость производства работ по строительству колодца, затрудненная обработка почвы из-за воздуховодных трубок и надземной части фильтра, выступающих на поверхности почвы. При реализации данного способа осушения загрязненные воды с полей переходят в подстилающие грунты, загрязняя их пестицидами и другими химическими элементами.
Цель изобретения - разработка недорогого упрощенного устройства для отвода поверхностных вод с полевых участков имеющих замкнутые бессточные понижения и осушения подтопляемых и переувлажненных тяжелых почв с малой фильтрующей способностью или при близком залегании грунтовых вод.
Поставленная цель достигается тем, что для отвода поверхностных вод из замкнутых понижений, накапливающихся в холодный период года и приводящих к гибели озимых культур, задерживающих выполнение весенне-полевых работ, подтоплению поселений и производственных территорий в сухое время года отрывается траншея от самого низкого места замкнутого понижения к естественным понижениям местности (балки, овраги, ложбины) или искусственным дренажно-сбросным каналам, укладывается перфорированная дренажная труба, обмотанная тонкостенным фильтром от центральной части замкнутого понижения к открытым (закрытым) дренажно-сбросным каналам, расчетная длина траншеи от центральной части замкнутого понижения засыпается фильтрующим материалом в два слоя по глубине траншеи, нижняя часть траншеи до высоты 0,5 м от поверхности почвы засыпается гравием или крупным песком, а верхняя часть траншеи поочередно и прерывисто песком и почвой, с расстоянием длины каждого вида обсыпки песком и почвой 10 м в длину и на полную глубину и ширину верхней части траншеи. Глубина прокладки дренажной трубы в голове дренажа (в самом низком месте замкнутого понижения) должна быть ниже глубины промерзания почвы для данной территории, чтобы отвод воды осуществлялся и в холодное время года. Способ и его конструкция не препятствует проведению вспашки и других работ по уходу за с.-х. культурами, так как она располагается на глубине не менее 0,5 м от поверхности почвы.
Изобретение поясняется чертежом (фиг. 1), на котором приведена схема устройства для отвода воды из замкнутого понижения.
На схеме изображено: накопившаяся поверхностная вода (1) в замкнутом понижений (2), траншея (3), самое низкое место замкнутого понижения (4), естественные понижения местности (балки, овраги, ложбины) или искусственным дренажно-сбросным каналам (5), дренажная труба (6), обмотанная тонкостенным фильтром, часть траншеи (7) в понижении, засыпанная фильтрующим материалом в два слоя, нижний слой гравием или крупным песком (8) по длине траншеи, расположенной в естественном понижении, а верхний слой 0-0,5 м засыпается прерывисто песком (9) и затем почвой (10).
Именно таким образом можно построить водоотводящую конструкцию и отвести быстро накопившуюся влагу из замкнутого понижения.
Пример использования устройства
Вода талых вод и дождевых осадков стекают в замкнутое понижение 2 и накапливается 1 затопляя поверхность, через фильтрующий субстрат 8, 9 и 10 просачивается к дренажной трубе 6 и отводится в естественные понижения или дренажно-сбросную сеть 5.
Расчет размеров (площади) засыпки верхнего слоя траншеи песком (Sce4., м2) определяется в зависимости от объема отводимой воды (Ов, м3) в замкнутом понижении + объем воды из насыщенной водой почвы для осушения верхнего горизонта почвы глубиной 1 м (Вг.п., м3), скорости впитывания фильтрующего материала - песка (Свп.пес, мм/час.) и почвы (Свп.поч., мм/час).
Ов. определяется по формуле:
где
Sуч. - площадь затопленного замкнутого понижения, м2
Нз.п.- средняя глубина воды в затопленном понижении, м;
Нуч. - площадь участка для отвода воды в слое 1 м, под затопленным водой участком (Syч.) + прилегающие переувлажненные площади (Sпр.), требующие осушения и доведения запасов влаги до 0,9 НВ в слое 1 м. По нашим наблюдениям в зависимости от уклонов поверхности почвы эта площадь в 3-4 раза больше площади затопленного участка. Принимаем Hyч=3*Syч.
Зв.п.- запасы воды в почве в верхнем насыщенном слое 1,0 м которые необходимо отвести, определяются по формул
Зв.п.=ППВ-0,9НВ,
ППВ - полная полевая влагоемкость (берется из справочника, или определяется экспериментально), м3/га;
НВ - наименьшая влагоемкость (берется из справочников, или определяется экспериментально), м3/га;
0,9 - коэффициент нижнего порога увлажнения почвы, равный 0,9 НВ.
Например, для черноземов (данные из справочника) Зв.п.= 3800-2700=1100 м3 га.
Наблюдения показали, чтобы не погибли посевы озимых культур от затопления в весенний (холодный) период, время затопления (Тз.) не должно превышать 10-15 суток.
Размеры фильтрующей поверхности траншеи (S ф.) засыпаемого песком определяются по скорости впитывания (К) фильтрующего материала (песка или почвы) из формулы:
Sф.=Ов/(Свп.пес.+Свп.поч.)*Тз.
По наблюдениям и технологическим соображениям целесообразная длина засыпки траншеи может составить от 20 до 100 м, поэтому рекомендуется засыпку траншеи производить песком и почвой прерывисто с интервалом по 10 метров, т.е. 10 м засыпка песком + 10 м засыпка почвой (грунтом) вынутой из траншеи.
Диаметр дренажной трубы определяется из общеизвестной формулы
где q - расход воды, м3/c
d - диаметр внутреннего сечения трубы, м;
V - скорость течения воды в трубе, м/с,
Откуда диаметр равен
При расчетном диаметре дренажной трубы более 150 мм, в целях экономии закладываются параллельно несколько траншей с диаметром дренажной трубы в 150 мм для отвода воды по описанной выше технологии.
Пример расчета
Расчет объема отводимой воды при значениях показателей:
Syч.=15000 м2
Нз.п.=0,2 м;
Нуч.=45000 м2
Зв.п.=0,11 м3 на 1 м2 площади поверхности засыпанной траншеи:,
Тз.=15 суток.
Объем отводимой с участка воды равен:
Расчет площади засыпки траншеи фильтрующим материалом:
Вводные данные. Скорость впитывания воды песком (К) в 1-й час составляет от 500 до 1500 мм/час, принимаем значение 500 мм/час. В переводе на 1 га=5000 м3/га за 1 час, переводим в м3 на 1 м2 в час = 5000 м3/га /10000 Ширина траншеи равна Втр=0,5 м. Свп. поч. в связи с низкой водопроницаемостью почвы принимаем равным нулю Свп. поч.=0
Рассчитаем площадь Sф. засыпки фильтрующего материала в траншею (по поверхности почвы) при Втр=0,5 м для выполнения условий задачи - отвода воды объемом 7950 м3 в течение 15 суток (перевод сут. в часы=15*24=360 часов) рассчитываем по формуле (при ширине траншеи 0,5 м)
при ширине траншеи Втр=0,5 м длина засыпки траншеи (Лтр.) составит Лтр=Sce4./BTp.=44,2/0,5=88,4 м
Песок и земля в траншею будет засыпаться в 9 местах на указанную глубину и по всей ширине прерывисто: по 10 м по длине траншеи песок, затем 10 м вынутая из траншеи земля и т.д.
Для расчета расхода воды в дренажной трубе (q, м3/сек) необходимо перевести расход воды в м3/сек. Для этого Ов=7950 м3 делим на период Тз=15 суток выраженный в секундах Тз=15х24*3600=1296000 сек, тогда
Из этого выражения получаем, что при скорости воды в трубе 0,2 м/сек диаметр дренажной трубы должен быть равен
Таким образом, для отвода воды с замкнутого понижения, затопленного водой объемом в 7950 м3 необходимо провести мероприятия по установке дренажной трубы диаметром более 39 мм. В практике рекомендуется применять дренажные трубы диаметром от 100 мм, которые можно промывать при их заилении. В случае, если расчеты показывают, что расчетный диаметр дренажных труб должен быть более 150 мм, то прокладывается параллельно несколько дренажных трубопроводов диаметром 100 мм.
Claims (1)
- Способ осушения затопленных замкнутых понижений, включающий укладку перфорированной дренажной трубы, обмотанной тонкостенным фильтром, засыпку части траншеи в понижении фильтрующим материалом в два слоя, нижний слой гравием или крупным песком засыпают по всей длине траншеи, а верхний слой - прерывисто песком и затем почвой, отличающийся тем, что траншею отрывают в сухое время года от самого низкого места замкнутого понижения к естественным понижениям местности или искусственным дренажно-сбросным каналам, перфорированную дренажную трубу, обмотанную тонкостенным фильтром, укладывают от центральной части замкнутого понижения к открытым или закрытым дренажно-сбросным каналам или к естественным понижениям местности, часть траншеи в понижении от центральной части замкнутого понижения засыпают фильтрующим материалом в два слоя по глубине траншеи, нижнюю часть траншеи до высоты 0,5 м от поверхности почвы засыпают гравием или крупным песком, а верхнюю часть траншеи засыпают поочередно песком и почвой, причем длина каждого вида засыпки песком и почвой равна 10 м, при этом глубина укладки дренажной трубы в самом низком месте замкнутого понижения должна быть ниже глубины промерзания почвы для данной территории, чтобы отвод воды осуществлялся и в холодное время года, также не препятствуя проведению вспашки и других работ по уходу за с.-х. культурами.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816530C1 true RU2816530C1 (ru) | 2024-04-01 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1169394A1 (ru) * | 1983-07-21 | 1988-02-28 | Zetsenko A F | Способ осушени замкнутых понижений |
| US5064308A (en) * | 1991-03-15 | 1991-11-12 | Almond Daniel R | Gravity drainage system for athletic fields and method therefor |
| SU1714036A1 (ru) * | 1989-12-05 | 1992-02-23 | Украинский Государственный Головной Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Укргипроводхоз" | Устройство дл отвода поверхностных вод |
| RU2326210C1 (ru) * | 2006-11-08 | 2008-06-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет | Способ снижения деградации почв сельскохозяйственных полей |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1169394A1 (ru) * | 1983-07-21 | 1988-02-28 | Zetsenko A F | Способ осушени замкнутых понижений |
| SU1714036A1 (ru) * | 1989-12-05 | 1992-02-23 | Украинский Государственный Головной Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Укргипроводхоз" | Устройство дл отвода поверхностных вод |
| US5064308A (en) * | 1991-03-15 | 1991-11-12 | Almond Daniel R | Gravity drainage system for athletic fields and method therefor |
| RU2326210C1 (ru) * | 2006-11-08 | 2008-06-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет | Способ снижения деградации почв сельскохозяйственных полей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5810510A (en) | Underground drainage system | |
| Irwin et al. | Effects of land drainage on stream flow | |
| CN206667420U (zh) | 海绵城市高效渗透型绿地构造 | |
| RU2563146C1 (ru) | Способ противоэрозионной защиты рельефа на польдерах для выращивания трав | |
| CN102031768B (zh) | 一种新型农田涝渍防治装置及其应用技术 | |
| RU2816530C1 (ru) | Способ осушения затопленных замкнутых понижений | |
| KR100714315B1 (ko) | 화단형 빗물 침투 및 저류 시스템 | |
| Murphy | The hydraulic performance of perforated pipe under-drains surrounded by loose aggregate | |
| RU2618693C1 (ru) | Способ осушения земель с близким залеганием грунтовых вод при строительстве взлетно-посадочных полос аэродромов | |
| JP3002436B2 (ja) | 雨水流出防止施設 | |
| RU2770692C1 (ru) | Способ предупреждения поступления поверхностных вод с территории площадных и точечных источников загрязнения | |
| Healy et al. | Prefabricated filter-fin for subsurface drains | |
| KR102377744B1 (ko) | 저영향개발 침투도랑을 조합한 식물재배화분 | |
| CN215253307U (zh) | 一种植草沟雨水回收结构 | |
| Gardens | Rain Gardens | |
| RU2800513C1 (ru) | Способ возведения трубчатого дренажа комбинированной конструкции | |
| RU2659439C1 (ru) | Способ возведения водопропускного сооружения для защиты автомобильных дорог от поверхностных стоков и наносов | |
| JP3501225B2 (ja) | 地下水流下装置 | |
| RU2659438C1 (ru) | Водопропускное сооружение для защиты автомобильных дорог от поверхностных стоков и наносов | |
| Maslov et al. | Techniques and Technologies of Land Drainage Systems | |
| Beltran | CIGR Handbook of Agricultural Engineering, Volume I Land and Water Engineering, Chapter 5 Irrigation and Drainage, Part 5.6 Land Drainage | |
| Karnieli et al. | The effect of urbanization in an arid region: Formation of a perched water table that causes environmental damages | |
| JP3627072B2 (ja) | 堤体を嵩上げし．また拡大出来るフィルダム | |
| County | Westtown-Thornbury Elementary School Building & Parking Addition | |
| Manivannan et al. | RAINWATER HARVESTING TECHNOLOGIES FOR WATER SECURITY AND CLIMATE ADAPTATION |