Способ осушения тяжелых почв

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ПОЧВ(71) Заявитель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт мелиорации(72) Автор Вахонин Николай Кириллович(73) Патентообладатель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт мелиорации(57) Способ осушения тяжелых почв, включающий понижение высоты капиллярного поднятия воды посредством обработки почвы поверхностно-активным веществом, отличающийся тем, что понижение высоты капиллярного поднятия воды проводят в совокупности с дренированием почвы. Изобретение относится к области осушительной мелиорации, преимущественно к осушению почв с большой высотой капиллярного поднятия, в частности почв тяжелого механического состава. Известны способы осушения почв за счет снижения свободной поверхности уровня грунтовых вод посредством применения различных самотечных дренажей 1. Недостатком известных самотечных дренажей является то, что они понижают поверхность уровней грунтовых вод только до уровня закладки дрен (т.е. отводят только гравитационную воду), а поры грунта выше поверхности уровней грунтовых вод остаются заполненными капиллярной водой на высоту капиллярного поднятия, которая, к примеру,в почвах тяжелого механического состава имеет величину 2-3 м и более. В результате,корнеобитаемый слой почвы фактически остается переувлажненным за счет избыточной капиллярной влаги. Для достижения достаточного уменьшения избыточной влаги в корнеобитаемой зоне дренаж должен быть уложен на глубину, превышающую высоту капиллярного поднятия, т.е. на глубину, превышающую 2-3 м, что чрезвычайно удорожит стоимость его закладки. Известны способы осушения почвы посредством вакуум-дренажных систем, которые могут понизить уровень грунтовых вод ниже уровня закладки дрены и соответственно понизить избыточную капиллярную увлажненность почвы за счет вакуума, образующегося в их полости 2. Недостатком данного способа является высокая себестоимость, необходимость использования дополнительных источников энергии, а также неудовлетворительная работоспособность, связанная с прорывом воздуха в полость дрены и срывом вакуума. 17606 1 2013.10.30 Известен также способ борьбы с капиллярным поднятием воды в почвогрунтах 3,являющийся прототипом заявляемого, в котором для понижения капиллярной влажности предлагается применять алкилсульфат натрия. Этот способ не нашел применения, так как после обработки почвы этим раствором в связи с уменьшением коэффициента поверхностного натяжения произойдет только изменение высоты капиллярного поднятия, т.е. перераспределение напоров по профилю почвы(изменение положения поверхности нулевых давлений уровней грунтовых вод). Но так как воде некуда стекать, то она из почвы не отводится, и величина уменьшения капиллярной влажности равна увеличению гравитационной, в результате чего уменьшение избыточной влажности по профилю почвы не происходит. Для выращиваемых же растений важно не распределение давления, а именно распределение влажности по профилю почвы,а так как уменьшение избыточной влаги при применении известного способа не происходит, то условия произрастания растений не улучшаются. Задачей настоящего изобретения является уменьшение избыточной влажности почвы с большой высотой капиллярного поднятия. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем понижение высоты капиллярного поднятия воды, посредством обработки почвы поверхностноактивным веществом, поверхностное понижение высоты капиллярного поднятия воды проводят в совокупности с дренированием почвы. Поверхностно-активные вещества имеют коэффициент поверхностного натяжения в 3 и более раз ниже, чем у воды. Адсорбируясь на поверхности воды в капиллярах почвы, они уменьшают поверхностное натяжение согласно формуле Лапласа 4, где- диаметр капилляра,- коэффициент поверхностного натяжения, что уменьшает высоту капиллярного поднятия воды в порах почвы. Вода, перешедшая в результате этого в гравитационную форму, свободно отводится дренажем. Применение поверхностноактивных веществ в целях понижения высоты капиллярного поднятия известно, однако это не приводит к понижению избыточной влажности почвы. Известно также использование дренирования почвы для отвода из них гравитационной воды, но капиллярная влага дренажем не отводится. Поэтому при большой высоте капиллярного поднятия почва остается избыточно увлажненной капиллярными водами. Совместное же использование двух этих известных решений в заявленном способе позволяет получить качественно новый результат (сверхэффект) - понизить избыточную влажность почв с большой высотой капиллярного поднятия. Внесение поверхностно-активных веществ обычно осуществляют в предварительно дренированную почву, так как его необходимо периодически повторять (после выноса или разложения поверхностно-активного вещества в почве). Внесение поверхностноактивных веществ осуществляют в основном двумя путями поливом в виде водного раствора, осуществляемого в такой последовательности сначала приготавливают водный раствор поверхностно-активного вещества, например децилового (1021), октилового (617), спиртов и др., с достаточной концентрацией 0,1 вес.(1 кг поверхностно-активного вещества на 1000 кг воды). Этим раствором осуществляют полив дренированных земель с помощью механизмов для внесения жидких удобрений и средств защиты растений, дождевальных установок и т.п. рассыпанием в твердой (гранулометрической) форме с последующим растворением гранул талыми или дождевыми водами и свободной пропиткой почвы. Для обработки 1 га земель требуется от 5 до 50 кг поверхностно-активного вещества, в зависимости от глубины стояния уровней грунтовых вод. Поверхностно-активные вещества могут также подаваться в почву в растворенной форме через дренаж путем шлюзования. 2 17606 1 2013.10.30 Выбор поверхностно-активного вещества в каждом конкретном случае необходимо осуществлять в соответствии с требуемой величиной уменьшения коэффициента поверхностного натяжения, а также согласно требованиям высаживаемых растений (поверхностно-активное вещество может одновременно являться удобрением для растений). Предпочтительно использование поверхностно-активных веществ с линейным строением молекул, так как они легко подвергаются биохимическому разложению в естественных условиях и не загрязняют окружающую среду. Предлагаемый способ осушения дает наибольший эффект при осушении почв с большой высотой капиллярного поднятия, в частности тяжелых почв. Если простая их обработка поверхностно-активным веществом не приводит к снижению избыточной влажности, то при применении их в совокупности с дренированием избыточная влажность понижается до требуемой величины. Источники информации 1. Костяков А.Н. Основы мелиорации. - М. Сельхозгис, 1960. 2. Дегтярев Б.М., Калантаев В.А. Вакуумный дренаж на орошаемых землях. М. Колос, 1976. 3. А.с. СССР 512273, МПК 02 3/14 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3