способ контроля работы открытой осушительной сети

Формула изобретения

Способ контроля работы открытой осушительной сети, по которому устраивают участок со сходящимися осушительными каналами, разбивают участок на зоны с разной интенсивностью осушения, разбивают наблюдательные створы, оборудованные стоковыми площадками, фиксируют расходы воды, отбирают пробы воды, измеряют концентрацию загрязнителей в пробах и сравнивают их с допустимыми значениями, отличающийся тем, что осушительные каналы выполняют в виде отрезков русел, размещаемых в пределах границ зон по трассам сходящихся осушительных каналов, устья отрезков русел гидравлически связывают подземными трубопроводами по кратчайшим расстояниям с коллектором, а измеряют расходы и отбирают пробы воды в устьях подземных трубопроводов и устьях отрезков русел каналов, впадающих в коллектор.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области сельского и лесного хозяйств, а конкретней к способам контроля работы открытой осушительной сети.

Известно множество способов контроля работы осушительной сети, описанные в следующих литературных источниках: Эггельсманн Р. Руководство по дренажу. М.: Колос, 1978, с.223 и "Методы полевых исследований по осушительным мелиорациям. Под ред. Б.С.Маслова. М.: Колос, 1983, с.122-123, а также в А.С. СССР 1791523, кл. Е 02 В 11/00, опубликованное 30.01.93 г. в Бюл. №4.

Недостатком известных способов контроля является повышенная трудоемкость, обусловленная необходимостью регулярного наблюдения параметров мелиоративного режима осушенных земель и параметров режима работы открытой осушительной сети на нескольких наблюдательных участках с различной интенсивностью осушения.

Наиболее близким по технической сущности и цели предлагаемого технического решения является способ контроля работы осушительной сети, описанный в книге "Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования". Материалы конференции. М.: Геос. 1999, с.253-254.

Способ включает устройство контрольного участка со сходящимися осушительными каналами, разбивку участка на зоны с разной интенсивностью осушения, разбивку наблюдательных створов, оборудованных стоковыми площадками, фиксацию расхода и отбор проб воды, измерение концентрации загрязнителей в пробах, сравнение концентрации с допустимыми значениями, по результатам сравнения делают заключение о работе осушительной сети.

Недостатком известного способа контроля является высокая трудоемкость наблюдений, обусловленная необходимостью перемещения наблюдателя по створам участка для отбора проб дренажной воды.

Целью изобретения является снижение трудоемкости наблюдений за счет устранения необходимости перемещения наблюдателя по створам участка.

Указанная цель достигается тем, что осушительные каналы выполняют в виде отрезков русел, размещаемых в пределах границ зон по трассам сходящихся осушительных каналов, устья отрезков русел гидравлически связывают подземными трубопроводами по кратчайшим расстояниям с коллектором, а измеряют расходы и отбирают пробы воды в устьях подземных трубопроводов и устьях отрезков русел каналов, впадающих в коллектор.

Предложенное техническое решение характеризует следующая совокупность существенных признаков:

1. Устройство участка со сходящимися осушительными каналами, разбивка участка на зоны с разной интенсивностью осушения.

2. Разбивка наблюдательных створов, оборудованных стоковыми площадками.

3. Фиксация расхода воды.

4. Отбор проб воды.

5. Измерение концентрации загрязнителя в пробах воды и сравнение его с допустимыми значениями, по результатам сравнения делают заключение о работе осушительной сети.

И отличительных признаков:

6. Осушительные каналы выполняют в виде отрезков русел, размещаемых в пределах границ зон по трассам сходящихся осушительных каналов, устья отрезков русел гидравлически связывают подземными трубопроводами по кратчайшим расстояниям с коллектором, а измеряют расходы и отбирают пробы воды в устьях подземных трубопроводов и устьях отрезков русел каналов, впадающих в коллектор.

Указанная совокупность существенных признаков достаточна, а каждый из них необходим для достижения цели изобретения.

Сходящиеся осушительные каналы создают на одном участке зоны с различной интенсивностью осушения, обусловленные различной водопроницаемостью почвогрунтов участков осушаемого массива. Устраняется необходимость в устройстве нескольких участков наблюдения. Разбивка участка на зоны обеспечивает выделение площадок с различной интенсивностью осушения. Разбивка наблюдательных створов, снабженных стоковыми площадками, позволяет фиксировать расходы поверхностного жидкого и твердого стоков. Расходы воды и отбор проб воды осуществляют на стоковых площадках и в руслах осушительных каналов по границам зон. Это позволяет оценить влияние величины расстояния между осушителями на измеряемые параметры. Для проведения наблюдений наблюдатель перемещается по участку от одного створа к другому. Это существенно повышает трудоемкость наблюдений.

Выполнение осушительных каналов в виде отрезков русел, размещаемых в пределах границ зон по трассам сходящихся осушительных каналов, устраняет влияние транзитного потока в руслах зон с разной интенсивностью осушения. Гидравлическое связывание устьев отрезков русел каналов подземными трубопроводами по кратчайшим расстояниям с коллектором обеспечивает подачу дренажной воды раздельно от каждой зоны с разной интенсивностью в коллектор. Измерение расходов и отбор проб воды в устьях подземных трубопроводов, а также в устьях отрезков русел каналов, впадающих в коллектор, позволяет перемещаться наблюдателю только вдоль коллектора. Таким образом, отличительный признак устраняет необходимость перемещения наблюдателя по створам участка, что снижает трудоемкость наблюдений.

Сущность предложенного способа контроля поясняет чертеж. На чертеже представлен план участка.

На наблюдательном участке устраивают сеть с коллектором 1. Осушительные каналы выполняют в виде отрезков русел 5, размещаемых в пределах границ 2 зон 6 по трассам сходящихся осушительных каналов, устья отрезков русел 5 гидравлически связывают подземными трубопроводами 3 по кратчайшим расстояниям с коллектором 1, а измеряют расходы и отбирают пробы воды в устьях подземных трубопроводов 5. По осям зон 6 разбивают створы 4, которые оборудуют стоковыми площадками 7.

Коллектор и осушительные каналы на наблюдательном участке конструктивно тождественны осушительной сети всего осушаемого массива. Глубина осушительных каналов принимается 1.0-1.2 м, длина трасс каналов 150-300 м. Поперечное сечение канала треугольное или трапецеидальное, ширина по дну 0.2-0.4 м. Коэффициент заложения откосов зависит от характеристики грунтов и составляет 1.0-1.5.

Осушительные каналы на участке выполнены со схождением в плане. Расстояние между трассами каналов по длине участка изменяется от максимальной величины в устьевых частях каналов до минимальной величины в истоковых частях каналов. В средней части участка расстояние между трассами каналов равняется расчетному расстоянию между каналами на массиве осушения. Величина расстояния между каналами на участке должна изменяться не менее чем в три раза. На участке размещают не менее четырех сходящихся каналов. Участок разбивают не менее чем на три зоны: истоковую, центральную и устьевую.

В пределах истоковой зоны интенсивность осушения максимальная, в пределах устьевой зоны - минимальная. В центральной зоне интенсивность осушения равна интенсивности осушения тех участков осушаемого массива, где водопроницаемость грунтов равняется расчетной водопроницаемости.

Способ реализуют следующим образом. На массиве осушения выбирают участок и на участке разбивают трассы не менее четырех осушительных каналов, трассы которых сходятся в направлении от устьев к истокам. Расстояние между трассами каналов в средней части участка равняется расчетному расстоянию между каналами на массиве осушения. Поперек трасс каналов границами разбивают не менее трех зон: устьевую, центральную и истоковую. В пределах границ зон по сходящимся трассам устраивают отрезки русел каналов.

Параметры поперечного сечения отрезков русел каналов должны соответствовать параметрам каналов на массиве осушения. Устьевые части отрезков каналов подземными трубопроводами соединяют по кратчайшим расстояниям с открытым коллектором. По осям зон разбивают наблюдательные створы. На местности створы закрепляют реперами. В створах устраивают стоковые площадки. Глубина отрезков каналов 1.0 м.

Длина отрезков каналов на участке изменяется от 40 до 80 м. Межканальные расстояния в истоковой части составляют 0.5 от расчетного расстояния, в устьевой части - 1.5 от расчетного расстояния.

В расчетные периоды в устьях трубопроводов, а также в устьях отрезков русел каналов, впадающих в коллектор, фиксируют расходы и отбирают пробы воды. В пробах измеряют концентрацию загрязняющих веществ, сравнивают ее с допустимыми значениями и по результатам сравнения делают заключение о работоспособности открытой осушительной сети по экологическим параметрам. Величины расходов также сравнивают с расчетными показателями и по результатам сравнения делают заключение о работоспособности открытой осушительной сети.

Цикл измерений проводят на нескольких осушительных каналах. Увеличение объема измерений повышает достоверность результатов измерений, но существенно увеличивает их трудоемкость.

Работоспособность предложенного технического решения была проверена в условиях Московской области. Почвы массива осушения среднесуглинистые, водопроницаемость 0.5 м/сут. Расчетное межканальное расстояние на массиве осушения 20 м. Длина каналов 120 м, глубина - 1.1 м. На массиве осушения был устроен участок со сходящимися каналами, межканальное расстояние на котором изменялось от 30 м в устьях каналов до 10 м в их истоках. Здесь был реализован базовый способ контроля. Другой наблюдательный участок включал отрезки русел, размещенных по сходящимся трассам каналов. Длина отрезков русел - 40 м.

На всех участках фиксировали расходы и концентрацию соединений азота в дренажной воде. Фиксировали трудозатраты на проведение наблюдений.

Реализация предложенного способа контроля открытой осушительной сети обеспечила по сравнению с известным способом снижение трудозатрат при проведении одного цикла наблюдений на 3.8 чел/ч.

Снижение трудозатрат обеспечило устройство отрезков русел каналов, соединение их подземными трубопроводами с коллектором и измерение расходов и отбор проб воды в устьях трубопроводов, а также в устьях отрезков русел каналов, впадающих в коллектор.