Дренажное водопоглощающее устройство

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт мелиорации(72) Авторы Митрахович Александр Иванович Кондратьев Виктор Николаевич Казьмирук Инна Чеславовна Авраменко Николай Михайлович(73) Патентообладатель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт мелиорации(57) 1. Дренажное водопоглощающее устройство, содержащее горизонтально располагаемые в двух ярусах по высоте траншеи перфорированные дренажные трубы, покрытые фильтрующим покрытием и соединенные между собой вертикальной перфорированной трубой, причем перфорированная дренажная труба верхнего яруса соединена с терморегулирующим элементом в виде трубы, опускаемой ниже дна траншеи в шурф, а перфорированная дренажная труба нижнего яруса соединена с отводной дреной. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фильтрующее покрытие перфорированной дренажной трубы верхнего яруса выполнено в виде полимерного дренажного ядра с односторонним фильтрующим геотекстильным материалом. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит устанавливаемый по стенкам траншеи геокомпозитный дренажный мат, выполненный с возможностью соединения с перфорированной дренажной трубой нижнего яруса карманом из геотекстильного материала. 17924 1 2014.02.28 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что терморегулирующий элемент выполнен с возможностью подачи тепла из изотермического слоя почвы ниже глубины ее промерзания в верхний слой траншейной засыпки, предохраняя его от замерзания. Изобретение относиться к сельскохозяйственной мелиорации и предназначено для отвода поверхностных и грунтовых вод с замкнутых бессточных понижений и осушения переувлажняемых почв полей. В настоящее время при осушении земель с замкнутыми понижениями используют системы горизонтального трубчатого дренажа, на которых для усиления осушительного действия путем ускорения отвода поверхностных вод и воды пахотного горизонта на дренах устраивают фильтрующие колонки в виде вертикальных фильтров, представляющих собой засыпку из хорошо проницаемого материала. Известна колонка в виде трехступенчатой усеченной пирамиды, размещенная в пахотном и подпахотном слоях и установленная на дренажной трубе 1. Колонка принимает воду из пахотного и подпахотного слоев грунта верхней частью и отводит ее в дренажную трубу через нижнею поверхность. Недостатком ее является малая площадь контакта верхней части колонки с пахотным слоем, возможность ее кольматации грунтом и незначительная скорость удаления воды из пахотного горизонта через весь слой засыпки, слабая интенсивность осушения. Наиболее близким техническим решением является дренаж, включающий перфорированную трубу и дренажное полотно с фильтрующей мембраной, которые вставлены в дренажную трубу 2. Недостатком известного дренажа является следующее сложность исполнения не исключается возможность заиления частицами грунта дренажной трубы через ее горизонтальную прорезь не предотвращается или уменьшается глубина промерзания почвы в траншее с поверхности земли над дреной дренажное полотно с мембраной не защищено в верхней части от проникновения грунта, в результате чего может быть закольматировано пространство между полотном и мембраной и существенно снижена его осушительное действие. Задачей предлагаемого изобретения и техническим его решением является повышение интенсивности отвода поверхностных и почвенно-грунтовых вод в слабопроницаемых минеральных грунтах и уменьшения глубины промерзания траншейной засыпки над дреной или ускорения процесса ее оттаивания путем закладки под пахотным горизонтам дренажной трубы и повышения температуры промерзаемого слоя почвы над дренажной трубой водопоглощающего устройства. Указанная задача достигается тем, что устройство состоит из перфорированных пластмассовых труб с защитно-фильтрующим материалом (ЗФМ),расположенных на двух ярусах по высоте траншеи. Трубы покрыты геотекстильным материалом, верхний ярус выполнен из отрезка дренажной трубы и соедин с терморегулирующим элементом, находящимся в изотермическом слое почвы, ниже глубины ее промерзания вдоль стенки траншеи уложен геокомпозитный дренажный мат, который соединен с перфорированной дренажной трубой нижнего яруса. В слабопроницаемых минеральных грунтах поверхностная и грунтовая вода поступает в дрены преимущественно по контакту пахотного и подпахотного слоев через дренажную засыпку. Следовательно, перехватывая воду на границе этих слоев можно существенно увеличить интенсивность перевода поверхностных вод в дренажный сток. Эту цель выполняет перфорированная труба с защитно-фильтрующим материалом, расположенная в верхнем ярусе. Этой же цели служит и фильтрующий материал, уложенный в виде горизонтальных полос по краям верха траншеи. В слабопроницаемых минеральных грунтах поверхностная вода поступает в дрены также вдоль стенок дренажной траншеи. Укладка 2 17924 1 2014.02.28 геокомпозитного дренажного мата вдоль них способствуют интенсивности отвода поверхностных вод в дренажную трубу. Эффективность осушительного действия дренажного водопоглощающего устройства на слабопроницаемых почвах зависит от глубины ее промерзания и времени оттаивания. Чем меньше глубина промерзания - быстрее происходит оттаивание и удаление избыточной воды с поверхности почвы. Терморегулирующий элемент по которому поступает тепло из изотермического слоя почвы в перфорированную трубу второго яруса, способствует уменьшению глубины промерзания почвы и более раннему ее оттаиванию. Засыпку дренажной траншеи в предлагаемой конструкции производят пахотным слоем почвы или песком. Сущность изобретения поясняется фигурами. На фиг. 1 изображен продольный разрез дренажной траншеи с дренажным водопоглощающим устройством на фиг. 2 показано дренажное водопоглощающее устройство сбоку (вид А) на фиг. 3 - дренажное водопоглощающее устройство в плане (разрез Б-Б). Устройство включает в себя перфорированную трубу 1 верхнего яруса, покрытую фильтрующим материалом 2, перфорированную трубу 7 нижнего яруса с фильтрующим покрытием. Труба 7 соединена с дреной 8, которая отводит поступающие в дренажное водопоглощающее устройство поверхностно-грунтовые воды. Торцы трубы 1 верхнего яруса закрыты заглушкой 3. Для увеличения притока воды к дрене в пределах водопоглощающего устройства по стенкам траншеи укладывают геокомпозитный дренажный мат 5, который имеет ядро 11 из полимерного материала, покрытое с двух сторон геотекстильным полотном. Вверху траншеи мат укладывается в виде сплошной ленты 6 по краям верха траншеи. В нижней части траншеи дренажный мат 5 соединяется с дренажной трубой 7 в виде кармана из геотекстильного материала. Терморегулирующий элемент состоит из трубы 9, соединенной вверху с трубой 1 верхнего яруса, а в нижней части подсоединенный к шурфу 10 диаметром 3035 см, на глубине не менее двух величин максимального промерзания почвы в данном регионе. Шурф заполняется фильтрующим материалом 12. Над траншеей устроена ниша 13, заполненная гумусным грунтом или песком для отвода поверхностной воды 14. Устройство работает следующим образом. Весной во время снеготаяния и в вегетационный период летом после ливневых дождей в замкнутых понижениях на поверхности почвы скапливается вода 14, образуя лужи и переувлажненные участки. Избыточная вода отводится дренажным водопоглощающим устройством, расположенным в понижениях. Для увеличения водозахватной способности трубы верхнего яруса увеличивается площадь ее водоприемной поверхности путем устройства ниши (13) глубиной 0,3-0,4 м. Ниша засыпается гумусным грунтом или песком. Просачиваясь через пахотный слой или фильтрующую засыпку ниши в пределах водопоглощающего устройства вода попадает через перфорационные отверстия в трубу 2 и сразу же отводится через вертикальную вставку 4 в нижний ярус дренажной трубы. Одновременно вода поступает из траншейной засыпки в трубу 4 и трубу нижнего яруса 7 затем отводится в дренажную трубу 8. Таким образом труба 2 перехватывает на верхнем ярусе устройства просачивающийся поток воды, поступающий с поверхности и повышает интенсивность ее удаления, увеличивает скорость опускания воды с поверхности и уменьшения ее количества в грунте. Укладка матов 5 по стенкам траншеи, которые обладают высокой скоростью продольной фильтрации воды, способствуют интенсивному отводу поверхностных и грунтовых вод, поступающих по траншейной засыпке и путем пристенной фильтрации, особенно в слабопроницаемых минеральных грунтах. Терморегулирующий элемент работает следующим образом. Зимой почва промерзает на определенную глубину. Но тепло изотермического слоя поступает в шурф 10, затем вверх по трубе 9 в трубу верхнего яруса 1, проникая в фильтрующий слой 13, и существенно уменьшает глубину его промерзания. Таким обра 3 17924 1 2014.02.28 зом, скапливающаяся на поверхности талая вода 14 значительно быстрее, чем на прилегающей территории, проникает через фильтрующую засыпку в трубу 1 верхнего яруса. За счет уменьшения глубины промерзания грунта повышается интенсивность поступления поверхностных вод в дренаж, что способствует эффективности осушительного действия мелиоративной системы. Источники информации 1.2273692 2, 2006. 2.2016166 1, 1994. 3.2016165 1, 1994. 4.1301921 1, 1987. 5.821648, 1981. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4