Система очистки поверхностного стока

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для очистки поверхностного стока в системах противоэрозионной мелиорации почв. Целью изобретения является улучшение очистки поверхностного стока и увеличение продолжительности работы системы очистки . Система очистки состоит из стокоперехватывающей выемки, ниже которой по склону поперек ложбины расположен вал, которому придана дугообразная форма с направленными вверх по склону концами. Выше вала и выемки высажен в виде направленного вверх по склону клина стелющийся кустарник. По обоим концам вала устроены стокосбрасывающие канавки. Ниже вала вдоль склонов ложбины расположены внутрипочвенные емкости, нижние концы которых снабжены кротовинами, а верхние соединены с выемкой стокосбрасывающими трубами. Выемка и внутрипочвенные емкости заполнены гравием из материалов, обеспечивающих очистку стока . 3 ил. сл

СОЮЗ СОВ ТС ИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 01 В 13/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4693275/15 (22) 23,05.89 (46) 07,04.92. Бюл. N. 13 (71) Украинский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии им.

А.Н.Соколовского (72) В.Ф.Гахов, Ю.Л.Цапко и А.Е.Полтарев (53) 634.0.116.2(088.8) (56) Михайличенко М.Т., Телешек Ю.К. Заслон эрозии. — Киев: Урожай, 1987, с. 48-49.

Авторское свидетельство СССР

М 1142009, кл. А 01 В 13/16, 1983. (54) СИСТЕМА ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для очистки поверхностного стока в системах противоэрозионной мелиорации почв.

Целью изобретения является улучшение

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для очистки поверхностного стока в системах противоэрозионной мелиорации почв.

Известен способ очистки поверхностного стока, включающий размещенные поперек склона валик высотой 40 — 45 см и выемку глубиной 40 см.

Указанный способ не обеспечивает полного перехвата и очистки поверхностного стока, так как в выемке происходит отстаивание и оседание только крупных частиц.

Ближайшим к предлагаемой системе по технической сущности и достигаемому результату является способ борьбы с водной

„„5U„„1724026 А1 очистки поверхностного стока и увеличение продолжительности работы системы очистки. Система очистки состоит из стокоперехватывающей выемки, ниже которой по склону поперек ложбины расположен вал, которому придана дугообразная форма с направленными вверх по склону концами. Выше вала и выемки высажен s виде направленного вверх по склону клина стелющийся кустарник. По обоим концам вала устроены стокосбрасывающие канавки. Ниже вала вдоль склонов ложбины расположены внутрипочвенные емкости, нижние концы которых снабжены кротовинами, а верхние соединены с выемкой стокосбрасывающими трубами. Выемка и внутрипочвенные емкости заполнены гравием из материалов, обеспечивающих очистку стока. 3 ил. эрозией почв, заключающийся в создании поперек склона валов, совмещенных с водопоглощающими канавами, заполненными органическим заполнителем и веерообразно расположенными кротовыми дренами.

Недостатками данного сг1особа являются отсутствие конструктивных элементов, обеспечивающих поэтапную дифференцированную очистку поверхностного стока и недостаточная его очистка вследствие заполнения канав быстроразлагающимися и быстрослеживающимися заполнителями органической природы.

Целью изобретения является улучшение очистки поверхностного стока и увели1724026 чение продолжительности работы системы очистки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем создание поперек склона вала с водопоглощающей канавой, заполненной органическим заполнителем, валу придана дугообразная форма с направленными вверх по склону концами, выше вала и выемки высажен в виде направленного вверх по склону клина стелющийся кустарник, причем по обоим концам вала устроены стокосбрасывающие канавки, а ниже вала вдоль склона ложбины расположены внутрипочвенные емкости, нижние концы которых снабжены кротовинами, а верхние соединены с выемкой стокосбрасывающими трубами, причем емкости заполнены материалом, обеспечивающим очистку стока.

Указанные отличия позволяют многократно снизить скорость движения в системе поверхностного стока, обеспечивая тем самым сначала осаждение частиц мелкозема, затем нейтрализацию и осаждение коллоидов, а также поглощение солей со слабовыраженной биологической и химической активностью в толще почвы, На фиг.1 представлена система очистки поверхностного стока, вид сверху; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 — разрез Б-Б на фиг.1.

Система очистки поверхностного стока включает стокоперехватывающую выемку 1 и стокопоглощающие внутрипочвенные емкости 2 с водоизолирующими крышками 3, заполненные материалом, обеспечивающим очистку стока 4, вал 5 с микролиманом

6, стокосбрасывающие трубы 7, соединяющие выемку 1 с внутрипочвенными емкостями 2, из которых веером выходят стокопоглощающие кротовины 8, стокораспыляющий клин из стелющегося кустарника

9 и стокосбрасывающие канавки 10.

Систему очистки поверхностного стока размещают в зоне водотока ложбин как на слабопологих, так и крутосклоновых землях.

При этом каждую в отдельности систему формируют следующим образом.

Сначала на поверхности почвы колышками размечают место расположения всех элементов системы. Затем поперек ложбины, согласно разметке, вырывают выемку 1, траншеи для труб 7 и внутрипочвенные емкости 2. При этом внутрипочвенные емкости

2 выполняются сигарообразной формы высотой 30 — 40 см, шириной 40 — 50 см и, в зависимости от механического состава грунта, длиной 60 — 100 см и размещают удлиненной стороной параллельно линии тальвега (водотока) ложбины. Внутрипоч10

55 венные емкости 2 формируют на глубине, зависящей от удаления их от выемки 1 и крутизны общего склона, определяемого уклоном ложа водотока, а также степени удаления места расположения внутрипочвенной емкости 2 в стороны от ложа водотока, Они могут быть образованы на глубинах 30 — 80 см от поверхности почвы, По мере удаления внутрипочвенной емкости 2 вниз по склону водотока, она тем ближе к поверхности, чем больше уклон водотока (крутизна общего склона). Чем дальше влево или вправо от ложа водотока размещают внутрипочвенную емкость, тем выше уровень поверхности почвы на берегах ложбины по сравнению с уровнем поверхности почвы в ложе водотока.

Внутрипочвенная емкость 2 должна размещаться на 10 — 20 см глубже выемки 1, При этом верхняя (потолочная) часть емкости 2 должна быть на 5 — 10 см ниже пахотного горизонта. Такое расположение обеспечивает активный сброс поверхностного стока из выемки 1 во внутрипочвенную емкость 2.

Одновременно с этим формируют вал 5, куда укладывают грунт, извлекаемый из выемки 1 и внутрипочвенных емкостей 2.

Толщина вала 50 — 60 см в центре и 10 — 20 см

Ro его краям. Высота вала определяется только глубиной выемки. Канавку 10 размещают на бровке вала, Ширина выемки 1 определяется шириной дна ложбины, а длина — по тальвегу— крутизной склона и количество возможного поступления поверхностного стока (климат, тип почвы, агрофон и т.д.). Глубина выемки

1 обычно составляет 40 — 45 см. Для того, чтобы не допустить заиления выемки 1, ее засыпают гравием на 30-35 см выше уровня ложа микролимана 6, Возвышающаяся над выемкой горка гравия обеспечивает отложение крупных частиц вокруг выемки, а водорастворимые и коллоидные частицы перехватываются гравием выемки 1, мелиорирующим материалом внутрипочвенных емкостей 2. Затем под углом 10 — 15 к уклону ложа водотока укладывают трубы 7 и засыпают выемку 1 и внутрипочвенные емкости

2 гравием.

Для того, чтобы уменьшить поступление мелкозема во внутрипочвенные емкости 2, трубы 7 укладывают в выемке 1 на 15 — 20 см выше ее дна. В пределах внутрипочвенных емкостей 2 трубы 7 укладывают на дно ближе к выемке 1, а кротовины нарезают в верхней части противоположного конца внутрипочвенной емкости.

Это позволяет скоагулированным частицам стока осесть на дно внутрипочвенной емкости 2, а осветленной его части свобод1724026

6 но переливаться в полость кротовины. Для того, чтобы избежать заиления внутрипочвенной емкости 2 почвой, их накрывают водонепроницаемым материалом, например полиэтиленовой пленкой 3. По завершении этих работ траншеи для труб 7 и внутрипочвенные емкости 2 засыпают почвой, а неплодородные ее слои укладывают в вал 5.

Затем нарезают кротовины 8. Нарезку последних, в зависимости от механического состава почв, осуществляют один раз в 2-6 лет.

Начальную точку кротовины закладывают в верхней части внутрипочвенной емкости 2, т.е. на глубине 50 — 65 см от поверхности почвы. Затем черед два-три метра и на всем остальном протяжении кротовин 8 их образуют на глубине 55 — 70 см от поверхности почвы или на глубине 70 — 100 см в случае загрязнения почв радионуклидами. Уклон ложа кротовин 8 на начальном

2 — 3-метровом участке не должен превышать значений 0,01 в почвах легкого механического состава и 0,02 в почвах тяжелого механического состава. Уклон заложения кротовин 8 за пределами начального 2-3метрового отрезка должен находиться в пределах значений 0,005 — 0,01. Превышение уклона ложа кротовин 8 приводит к образованию водороин.

Посадку кустарниковых растений 9 осуществляют рядами в виде клиньев. Для того, чтобы почва вокруг выемки 1 не обрушивалась и в нее не поступал мелкозем, высаживают стелющиеся виды кустарника и высевают многолетние травы.

При испытании построена система очистки поверхностного стока на отрезке ложбины длиной в 75 м в лесополосе на склоне крутизной 0,5 в ее верхней части и крутизной 3,0 в месте заложения, Ширина ложбины от 10 — 15 м в верхней части до 30 — 35 м в нижней, глубина — от 0,6 до 1,3 м, Глубина выемки 1 45 см, ширина 60 см и длина 120 см. Вал 5 имеет высоту 60 см в центре и

10 — 20 см по краям. Выемка 1 заполнена гравием из известняка.

Внутрипочвенные емкости 2 размещены на глубине 60 см (дно) и 30 см (потолок) и также заполнены гравием, Ширина внутрипочвенной емкости 40 см и длина 80 см. Кротовины 8 диаметром

90 мм в зоне внутрипочвенных емкостей 2 заложены на глубине 30 см от поверхности почвы, а в конечной точке — на глубине 6070 см от поверхности почвы. Кротовины закладывают с уклоном 0,01 на начальном 2-3 м отрезке и с уклоном 0,005 на остальном отрезке их заложения.

Испытания проводят путем выпуска воды по ложу водотока в течение 15 мин с расходом 12 л/с, соответствующим расходу ливневого стока 10. -ной обеспеченности с вышележащего водосбора ложбины, Система работает следующим образом.

При поступлении загрязненного поверхностного стока в систему клин из стелющегося кустарника 9 рассекает и рассредотачивает его вширь по дну водотока ложбины и тем самым снижает скорость потока, Одновременно происходит перехватывание и задержание стеблей и листьев вместе с крупными и средними частицами мелкозема кустарником 9. Значительно очищенный от твердых частиц поверхностный сток поступает в стокопоглощающую выемку 1. При контакте кальцийсодержащих веществ с находящимися в поверхностном стоке коллоидными частицами и солями фульвокислот происходит их коагуляция и выпадение в осадок. Из выемки 1 поверхностный сток через стокосбрасывающие трубы 7 стекает во внутрипочвенные емкости 2, где вследствие контакта водорастворимых соединений тяжелых металлов с коагулирующими веществами происходит интенсивное выпадение их в осадок.

Окончательная очистка поверхностного стока происходит в кротовинах 8, куда он поступает из внутрипочвенных емкостей 2.

В случае возникновения избыточного поверхностного стока, происходит его сбрасывание из микролимана 6 по канавкам 10 на щели кротовин 8.

Таким образом, имеющаяся в системе выемка с валом, соединенная с внутрипочвенными емкостямии кротовинами, позволяет за счет предварительного освобождения поверхностного стока от крупных частиц и последующей очистки от мел козема и коллоидов достичь более высокой степени очистки, исключая при этом забивку кротовин илистыми частицами.

Полевые испытания вариантов сравниваемых объектов показали, что предлагаемая система очистки поверхностного стока увеличивает в 18-20 раз по сравнению с известной интенсивность поглощения стока и в 1,5 — 1,8 раза степень его очистки.

Формула изобретения

Система очистки поверхностного стока, содержащая размещенные поперек ложбин вал и расположенную выше по склону выемку с заполнителем, а также соединенные с выемкой кротовые дрены, выведенные на склоны ложбины, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения очистки поверхностного стока и увеличения продолжительности работы системы очистки, валу придана

1724026

55 дугообразная форма с направленными вверх по склону концами, выше вала и выемки высажен в виде направленного вверх по склону клина стелющийся кустарник, причем по обоим концам вала устроены стокосбрасывающие канавки, а ниже вала вдоль склонов ложбины расположены внутрипочвенные емкости, нижние концы которых снабжены кротовинами, а верхние соединены с выемкой стокосбрасывающи5 ми трубами, причем кости заполнены материалом, обеспечивающим очистку стока.

4 т(° ° ° °

Э

4 °

1724026

Составитель B.Гахор

Редактор И.Горная Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 1118 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101