способ утилизации дренажного стока

Классы МПК:E02B11/00 Осушение земель, в том числе для сельскохозяйственных целей
C02F1/14 с использованием солнечной энергии
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-03-21
публикация патента:

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию для утилизации минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем, а также для испарения сточных вод различного генезиса. Способ утилизации дренажного стока включает процесс естественного испарения дренажных вод с поверхности пруда-испарителя, разделенного на отсеки и сообщенного с подводящим коллектором. В радиальном направлении от первого отсека 1 пруда-испарителя на глубине нижнего уровня его заполнения прокладывают подпочвенные увлажнители. Над увлажнителями отсыпают земляные дамбы 3 высотой не более высоты капиллярного подъема отсыпаемого грунта. По длине дамб выполняют траншеи 4 с уложенным на их дне слоем гидрофобного материала и насыпанным поверх него слоем почвы 6, в которую высаживают саженцы солеустойчивых деревьев и/или кустарников 7. За счет создания дополнительной испаряющей поверхности и концентрации воздушного потока обеспечивается повышение эффективности процесса естественного испарения без увеличения площади водной поверхности пруда-испарителя. 3 ил. способ утилизации дренажного стока, патент № 2527032

Рисунки к патенту РФ 2527032

способ утилизации дренажного стока, патент № 2527032 способ утилизации дренажного стока, патент № 2527032 способ утилизации дренажного стока, патент № 2527032

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию для утилизации минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем, а также для испарения сточных вод различного генезиса.

Известен локальный водоприемник коллекторно-дренажных вод, содержащий ряд параллельно расположенных сообщающихся каналов шириной до 100 м, при этом объем водоприемника и площадь его водной поверхности устанавливают из расчета обеспечения долговременного приема дренажных вод с орошаемых земель. (Калантаев В.А. Мелиорация орошаемых земель и охрана окружающей среды // Вопросы рационального использования водно-земельных ресурсов Туркменской ССР. - Ташкент: САНИИРИ, 1987, с.7-8).

Недостатками данного водоприемника являются ограниченные возможности естественного процесса испарения дренажных вод, которое эффективно только при среднемноголетней разности между испарением с водной поверхности и осадками, не менее чем в 3 раза превышающей годовой слой формируемого дренажного стока. Это существенно увеличивает необходимые размеры водоприемника (Пособие по очистке и утилизации дренажно-сбросных вод / Л.В. Кирейчева, И.И. Конторович, И.П. Кружилин и др. - М.: РАСХН, ВНИИГиМ, ВНИИОЗ, 1999, с.58).

Известен способ утилизации дренажных вод посредством естественного испарения с поверхности пруда-испарителя, разделенного на ряд отсеков, первый из которых сопряжен с подводящим коллектором. Вода из подводящего коллектора поступает в первый отсек, из него последовательно во второй, третий и до последнего отсека, концентрация солей при этом возрастает от отсека к отсеку. Последний отсек служит для окончательного осаждения солей. Например, в долине Сан-Хоакин (США) построен пруд с последовательным размещением 10 отсеков (Reuse and disposal of higher salinity subsurface drainage water. - A Review by D.W. Weatcot. Agricultural Water Management. - 1988. - Vol.14. - № 1 - 4. - p.483-511. Повторное использование и отведение высокоминерализованных дренажных вод. Перевод № 1254. - М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1989, с.36-37). Этот способ принят в качестве прототипа.

Недостатком данного способа является низкая эффективность процесса естественного испарения и необходимость в связи с этим использования значительной площади для строительства пруда-испарителя с большой поверхностью испарения.

Устранить указанный недостаток позволяет предлагаемый способ утилизации дренажного стока, включающий процесс естественного испарения дренажных вод с поверхности пруда-испарителя, разделенного на отсеки и сообщенного с подводящим коллектором, в котором, согласно предлагаемому изобретению, в радиальном направлении от первого отсека пруда-испарителя на глубине нижнего уровня его заполнения прокладывают подпочвенные увлажнители, над ними отсыпают земляные дамбы высотой не более высоты капиллярного подъема отсыпаемого грунта, по длине дамб выполняют траншеи с уложенным на их дне слоем гидрофобного материала и насыпанным поверх него слоем почвы, в которую высаживают саженцы солеустойчивых деревьев и/или кустарников.

Новый технический результат от применения предлагаемого способа состоит в том, что устройство подпочвенных увлажнителей от пруда-испарителя в сочетании с дамбами над ними позволяет значительно увеличить площадь испарения за счет капиллярного подъема минерализованной воды из пруда-испарителя к поверхности дамб, где накапливаются соли. При этом радиальное расположение дамб по отношению к пруду позволяет концентрировать воздушный поток, увеличивая испарение воды с поверхности дамб и водной поверхности пруда за счет увеличения интенсивности турбулентного перемешивания воздушных потоков в зоне, контактирующей с испаряющей поверхностью. Ряды деревьев и/или кустарников, растущих в траншеях вдоль дамб, повышают способность дамб концентрировать воздушный поток. Гидрофобный слой препятствует поступлению минерализованной воды к корням деревьев, причем траншея накапливает зимние осадки, что способствует промыванию грунта дамбы.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема пруда-испарителя дренажного стока, вид в плане; а фиг.2 - продольный разрез А - А дамбы на фиг.1; на фиг.3 - поперечный разрез Б-Б дамбы на фиг.1.

Предлагаемый способ утилизации дренажного стока осуществляют следующим образом.

К отсеку 1 пруда-испарителя подключают подпочвенные увлажнители 2, проложенные в радиальных направлениях и уложенные на глубине минимальной глубины заполнения пруда. Увлажнители 2 выполняют из полимерных перфорированных труб диаметром 63-100 мм. Длина их составляет 30-50 м. Над увлажнителями 2 отсыпают дамбы 3 высотой не более высоты капиллярного подъема отсыпаемого грунта. Ширина дамб в основании составляет порядка 2,5-3,0 м. По длине дамб устраивают траншеи 4, дно которых устилают гидрофобным материалом 5. Поверх слоя гидрофобного материала 5 отсыпают плодородный грунт 6, в который высаживают деревья и/или кустарники 7. Первый отсек пруда-испарителя подключают через задвижку 8 трубопроводом 9 к коллектору 10, а через задвижку 11 - к отсеку-накопителю 12. Открывают задвижку 8 на трубопроводе 9 и заполняют пруд-испаритель 1 водой из дренажного коллектора 10 до заданного уровня. При заполнении отсека 1 минерализованная вода поступает в увлажнители 2, заполняет их и, проходя через перфорацию, насыщает окружающую почву, откуда по почвенным капиллярам подтягивается к поверхности. При этом формируется восходящий капиллярный поток минерализованной воды из увлажнителя в гребневую часть дамбы, где вода испаряется, а соли откладываются в виде корки. При этом гидрофобный материал 5 препятствует поступлению минерализованной воды в слой почвы 6 и его засолению. Это позволяет нормально развиваться саженцам растений 7. Обеспечение влагой этих растений происходит за счет накопления в траншеях 4 сезонных осадков. При этом радиальное расположение дамб по отношению к пруду концентрирует воздушные потоки, увеличивая их скорость и интенсивность турбулентного перемешивания в зоне, контактирующей с испаряющей поверхностью, и увеличивая испарение воды с поверхности дамб и водной поверхности отсека 1 пруда-испарителя. Размещение деревьев и/или кустарников 7 в траншеях вдоль дамб повышает их способность концентрировать воздушный поток. При снижении уровня воды в отсеке 1 до глубины заложения увлажнителей 2 открывают задвижку 11 и перепускают оставшуюся более концентрированную дренажную воду в отсек 12 для дальнейшего испарения. Отсек 1 через трубопровод 9 заполняют дренажной водой из коллектора 10. Процесс заполнения пруда-испарителя минерализованной водой заканчивают после прекращения поступления дренажных вод в коллектор 10. После окончания работ по утилизации дренажного стока солевую корку с гребней дамб 3 удаляют механическим способом.

Таким образом, за счет создания дополнительной испаряющей поверхности и концентрации воздушного потока обеспечивается повышение эффективности процесса естественного испарения без увеличения площади водной поверхности пруда-испарителя.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ утилизации дренажного стока, включающий процесс естественного испарения дренажных вод с поверхности пруда-испарителя, разделенного на отсеки и сообщенного с подводящим коллектором, отличающийся тем, что в радиальном направлении от первого отсека пруда-испарителя на глубине нижнего уровня его заполнения прокладывают подпочвенные увлажнители, над ними отсыпают земляные дамбы высотой не более высоты капиллярного подъема отсыпаемого грунта, по длине дамб выполняют траншеи с уложенным на их дне слоем гидрофобного материала и насыпанным поверх него слоем почвы, в которую высаживают саженцы солеустойчивых деревьев и/или кустарников.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2527032

patent-2527032.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс E02B11/00 Осушение земель, в том числе для сельскохозяйственных целей

Патенты РФ в классе E02B11/00:
способ осушения закрытым дренажем слабоводопроницаемых почвогрунтов, перекрытых двучленными отложениями малой мощности -  патент 2529152 (27.09.2014)
способ возведения горизонтального подземного водозабора комбинированной конструкции -  патент 2528836 (20.09.2014)
способ размещения вертикальных скважин для перехвата загрязненного потока из накопителей -  патент 2528491 (20.09.2014)
регулятор дренажного стока -  патент 2528210 (10.09.2014)
пруд-испаритель дренажного стока -  патент 2528006 (10.09.2014)
способ защиты горизонтального закрытого дренажа от заохривания -  патент 2527044 (27.08.2014)
пруд-испаритель минерализованного дренажного стока -  патент 2527041 (27.08.2014)
способ осушения торфяных болот при строительстве взлетно-посадочных полос аэродромов -  патент 2527033 (27.08.2014)
способ нагнетания поверхностной воды в землю -  патент 2527028 (27.08.2014)
кремнегуминовый почвенный мелиорант -  патент 2524956 (10.08.2014)

Класс C02F1/14 с использованием солнечной энергии





Наверх