Система очищення поверхневого стоку

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для очистки поверхностного стока в системах противозрозионной мелиорации почв. Целью изобретения является улучшение очистки поверхностного стока и увеличение продолжительное ж работы системы очистки. Система очистки состоит из стокоперехвзтывающей 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 сиабжены кротовинами, а верхние соединены с выемкой стокосбрэсывающими трубами. Выемка и внутрипочвенные емкости заполнены гравием из материалов, обеспечивающих очистку стока. 3 ил, Изобретение относится к сельскому хозяйствуй может быть использовано для очистки поверхностного стока в системах противозрозионной 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 эрозией почв, заключающийся з создании поперек склона валов, совмещенных с водопоглощающими канавами, заполненными органическим заполнителем и веерообразно расположенными кротовыми дренами. Недостатками данного способа 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 увели о 1724026 чение продолжительности работы системы очистки. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем создание поперек склона вала с водопоглощаю- 5 щей 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 10 стелющийся кустарник, причем по обоим концам вала устроены стокосбрасывающие канавки, а ниже вала вдоль склона ложбины расположены внутрипочвенные емкости, нижние концы которых снабжены кротови- 15 нами, а верхние соединены с выемкой стокосбрасывающими трубами, причем емкости заполнены материалом, обеспечивающим очистку стока. Указанные отличия позволяют много- 20 кратно снизить скорость движения в системе поверхностного стока, обеспечивая тем самым сначала осаждение частиц :мелкоземэ, затем нейтрализацию и осаждение коллоидов, а также поглощение солей со 25 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.З - разрез Б-Б 30 на фиг.1. Система очистки поверхностного стока включает стокоперехватывающую выемку 1 и стокопоглощающие внутрипочвенные емкости 2 с водоизодирующими крышками 3, 35 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 40 стокопоглощающие кротовины 8, стокораспыляющий клин из стелющегося кустарника 9 и стокосбрасывающие канавки 10. Систему очистки поверхностного стока размещают в зоне водотока ложбин как на 45 слабопологих, так и крутосклоновых землях При этом каждую в отдельности систему формируют следующим образом Сначала на поверхности почвы колышками размечают место расположения всех 50 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 55 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 Внутрипоч 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 • а глубинах 30-80 см от поверхности почвы н 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 внутрипочеенную 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 по 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 "і, 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, з кротовины нарезают в верхней части противоположного конца внутрипочвенной емкости. Это позволяет скоагулированным частицам стока осесть на дно внутрипочвенной емкости 2, а осветленной его части свобод 1724026 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 поче, осуществляют один раз в 2-6 лет. Начальную точку кротовины закладывают в верхней части внутрипочзенной 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 почвв 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 з 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. Зыемка 1 заполнена гравием из известняка. Внутрипочвенные емкости 2 размещены на глубине 60 см (дно) и 30 см (потолок) и также заполнены гравием 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Ширина внутрипочвенной емкости 40 см и длина 80 см. Кротовины 8 диаметоом 90 мм в зоне внутрипочвенных емкостей 2 заложены на глубине 30 см от поверхности 55 почвы, э в конечной точке - на глубине 6070 см от поверхность* почвы. Кротовины закладызают с уклоном 0 01 на начальном 2-3 м отрезке и с уклоном 0,005 нч остальном отрезке их заложения. Испытания проводят путем выпуска воды по ложу водотока в течение 15 мин с расходом 12 л/с, соответствующим расходу ливневого стека 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 гем самым снижает скорость потока. Одновременно происходит перехватывание и задержание стеблей и листьев вместе с крупными л средними частицами мелкозема кустарником 9. Значительно очищенный от твердых частиц поверхностный сток поступает в стежопоглощйющую выемку 1. При контакте кальцийсодержащих веществ с находящимися а 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 зыпздение их в осадок. Окончательная очистка поверхностного стока происходит в кротовинах 8, куда он поступает из енутрипочаенных 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 \л последующей очистки от мелкозема и коллоидов достичь более высокой степени очистки, исключая при этом забивку кротовин илистыми частицами, Полевые испытания еаоиантов сравниваемых объектов показали, что предлагаемая система очистки поверхностного стока увеличивает в 18-20 раз по соавнению 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 еэл и расположенную выше по склону выемку с заполнителем, а также соединенные с выемкой кротовые дречы выведенные на склоны ложбины, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения очистки поверхностного стока м увеличения продолжительности работы системы очистки, вату придана 1724026 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 8 вдоль склонов ложбины расположены внутрипочвенные емкости, нижние концы которых снабжены кротовинами, а верхние соединены с выемкой стокосбрзсывающими трубами, причем кости заполнены материалом, обеспечивающим очистку стока. Фиг.1 55 1724026 A-A в Ы.2 5-Б ОО.ООООЕ 50 Редактор И.Горная Составитель В Гахор 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