Совершенствование конструкции водооборотной осушительно-увлажнительной системы

Размещено на http: //www. allbest. ru/

УО «Белорусский государственный аграрный технический университет», г. Минск, Беларусь

Совершенствование конструкции водооборотной осушительно-увлажнительной системы

В.Н. Основин, кандидат технических наук, доцент

В.А. Агейчик, кандидат технических наук, доцент

Л.Г. Основина, кандидат технических наук, доцент

Аннотация

При эксплуатации водооборотных осушительно-увлажнительных систем по мере накопления илистых отложений периодически осуществляется очистка отстойников-накопителей дренажных колодцев. В известной конструкции осушительно-увлажнительной системы существенно затруднен процесс очистки отстойников-накопителей от различного рода наносных отложений. Снижение трудоемкости очистки отстойников-накопителей достигается за счет использования в нижней части дренажных колодцев мешкодержателей.

Annotation

When using water circulation drainage-watering systems for the accumulation of silt sediment the by cleaning tanks drives drainage wells is done periodically. In the well-known construction drainage-mist system greatly hindered the process of cleaning septic tanks, storage of various alluvial deposits. Reducing complexity of cleaning septic tanks, storage is achieved by using the bottom of the drainage wells sack holder.

Введение

увлажнительный водоем дренажный колодец

Водооборотная осушительно-увлажнительная система - тип гидромелиоративной системы с повторным использованием дренажных вод, накапливаемых в специальных емкостях, для увлажнения осушаемых земель. Водооборотные системы являются технически и экологически более совершенными по сравнению с осушительными и традиционными осушительно-увлажнительными системами. Их применяют с целью предотвращения или уменьшения степени загрязнении природных водоемов дренажными водами, повторного использования дренажных вод для увлажнения осушаемых почв и утилизации растворенных в этих водах химических веществ, очистки дренажных вод перед их использованием или сбросом, а также уменьшения забора природных вод для целей увлажнения.

Стадия осушения в водооборотных системах осуществляется по существующим технологическим схемам с помощью закрытого горизонтального дренажа, обвалования земель, открытых или закрытых собирателей в зависимости от типа водного питания земель. Для накопления дренажных вод рекомендуется использовать аккумулирующие емкости каналов регулирующей и проводящей сети, природные (замкнутые) водоемы-накопители, специальные пруды-накопители дренажных вод, подъемные накопительные резервуары, участки временного аккумулирования. Непосредственная утилизация дренажных вод, растворенных и взвешенных в них веществ осуществляется на стадии увлажнения, для реализации которой рекомендуется поверхностное увлажнение, подпочвенное увлажнение (субирригация), дождевание.

Водооборотные системы позволяют оптимизировать водный режим почв и за счет этого на 15…20 % повысить урожайность сельскохозяйственных культур, обеспечивают экономию воды в размере 300…500 м3 на участках атмосферного и грунтово-водного питания и 700…1200 м3 на участках грунтово-напорного питания в расчете на 1га осушаемой площади. Влияние водооборотных осушительно-увлажнительных систем на прилегающие территории на 30…50 % меньше, чем осушительных систем, замедляется сработка торфа, которая в эксплуатационный период стабилизируется на уровне 0,5…1,5 см в год, значительно уменьшается или полностью предотвращается загрязнение природных водоемов [1]. При осушении участков со сложным рельефом, наличии замкнутых (блюдцеобразных) переувлажненных понижений рекомендуется применять локальные водооборотные системы.

1. Основная часть

В зависимости от природно-мелиоративных, экономических и экологических условий следует применять полнооборотные и полуоборотные мелиоративные технологии с замкнутым и незамкнутым циклами, которые реализуются с помощью соответствующих конструкций водооборотных осушительно-увлажнительных систем [2].

В условиях Белорусского Полесья при высокой водообеспеченности региона наблюдаются засушливые периоды, для чего необходимо устройство водооборотных систем, в которых водоисточники создавались искусственно путем устройства водоналивных прудов, заполняемых насосными станциями [3].

Известна осушительно-увлажнительная водооборотная система [4], содержащая дрены, коллекторы, каналы и дренажные колодцы, снабженные отстойниками-накопителями, выполненными в виде горизонтально расположенных труб, подсоединенных звездообразно к нижней части дренажных колодцев.

В такой осушительно-увлажнительной системе существенно затруднен процесс очистки отстойников-накопителей от различного рода наносных отложений. Такая очистка осуществляется вскоре после опорожнения дренажного колодца дождевальной установкой (например, КИ-50А) и проводится в крайне стесненных условиях вручную при поступающей в колодец сверху из коллекторов воды. При использовании в этих условиях различного рода ручного вспомогательного инструмента (например, лопаты и т.п.) очень ограничено пространство маневрирования им, а послойное удаление отложений приводит к частичному повторному растворению их в воде колодца.

С целью снижения трудоемкости очистки отстойников-накопителей, нами предложено следующее конструктивное решение [5]. В нижней части дренажных колодцев отстойники- накопители снабжены мешками, расположенными по их внутренним поверхностям с помощью установленных на горловинах отстойников-накопителей мешкодержателей. Каждый из мешкодержателей выполнен в виде обруча с присоединенными к его внутреннему диаметру на равном расстоянии относительно друг друга и перпендикулярно плоскости обруча четырех стержней в виде усеченных конусов. Они располагаются большими основаниями на внутреннем диаметре обруча, а к мешкам присоединены захватные элементы в виде двух симметрично закрепленных по их сторонам шлеек.

Рисунок 1 Осушительно-увлажнительная водооборотная система

В общем виде усовершенствованная осушительно-увлажнительная водооборотная система (рисунок 1) содержит магистральный проводящий канал 1, в который впадает транспортирующий канал (собиратель) 2, коллекторы 3 с устьями и без устьев 4, дрены 5, дренажные колодцы 6, установленные на коллекторах 3. Дренажные колодцы 6 снабжены отстойниками-накопителями 7. Коллекторы 3 и 4 соединены между собой коллекторами-перетоками 8 на круговых площадках орошения 9 дождевальной установкой. Дренажный колодец 6 имеет крышку 10 и дно 11 (рисунок 2). Отстойники-накопители 7 снабжены мешками 12 с присоединенными к каждому из них захватными элементами в виде двух симметрично закрепленных по их сторонам шлеек 13. Мешки 12 изготавливают из плотной водостойкой синтетической ткани. Они устанавливаются по внутренним поверхностям отстойников-накопителей 7 с помощью закрепленных на их горловинах мешкодержателей 14 (рисунок 3 и 4). Каждый мешкодержатель 14 выполнен в виде обруча с присоединенными к его внутреннему диаметру на равном расстоянии относительно друг друга перпендикулярно плоскости обруча четырех стержней в виде усеченных конусов, расположенных большими основаниями на внутреннем диаметре обруча, и изготовлен, например, из пластмассы. Размеры отстойника-накопителя 7, мешка 12 и мешкодержателя 14 соответствуют друг другу. При установке мешка 12 внутрь отстойника-накопителя 7 он предварительно одевается на мешкодержатель 14, включая наружную поверхность его обруча. Далее мешкодержатель 14 с мешком 12 вставляется внутрь отстойника-накопителя 7, при этом наружный диаметр обруча мешкодержателя 14 подобран таким образом, что он плотно вместе с расположенным на нем мешком 12 соприкасается с внутренним уступом горловины отстойника-накопителя 7.

Рисунок 2 Дренажный колодец с отстойниками-накопителями в разрезе

В предлагаемой системе предусматриваются два типа параллельных коллекторов: с устьями и сбросом воды в канал и без устьев с перетоком в соседний коллектор. На коллекторах с устьями устанавливаются дренажные колодцы из железобетонных труб или колодец для сбора дренажной воды. Для увеличения объема и очистки сохраняемой воды в нижней части по периметру дренажных колодцев устанавливают горизонтальные отстойники-накопители 7, которые расположены ниже отметок заложения коллектора 3. Коллекторы 4 без устьев служат для сбора дренажной воды с большей площади, если по условиям уклона территории нельзя применить длинных дрен 5. Исключив коллекторы 4, можно удвоить длину дрен 5. Это позволит менять (при проектировании) типы дождевальных установок, а также приспособиться к рельефу местности.

Система работает следующим образом.

В весеннее время вся дренажная сеть заполняется водой и дренажная вода, сильно разбавленная талыми водами, сбрасывается в реку-водоприемник. Концентрация вымытых веществ в это время неопасна для фауны рек. С уменьшением талых вод повышается концентрация растворенных ядохимикатов в дренажной воде. В это время (в посевное для овощных, любое время для трав) производится орошение площади дождевальной установкой (например, КИ-50А), которая передвигается от колодца к колодцу, опорожняя их. В результате опорожнения дренажных колодцев 6 автоматически прекращается сток воды в каналы 1 и 2 и реку-водоприемник, так как она будет собираться в дренажных колодцах 3 и отстойниках-накопителях 7. По мере накопления илистых отложений с содержащимися в них вредными веществами периодически осуществляется очистка дренажных колодцев 6 с отстойниками-накопителями 7. Она происходит сразу после откачки накопленной в дренажном колодце 6 воды в процессе дождевания. После удаления рабочими вручную отложений до дна 11 колодца 6 они вынимают мешкодержатель 14 (рисунок 3 и 4) одного из отстойников-накопителей 7 и за шлейки 13 вытягивают мешок 12, ставя его на дно 11 вертикально шлейками 13 вверх (рисунок 3).

Рисунок 3 Фронтальная проекция мешкодержателя

Дальнейший подъем мешка 12 с донными отложениями осуществляется за шлейки 13 расположенными вверху рабочими, в том числе и путем использования для этих целей грузоподъемных устройств (рабочие и грузоподъемные устройства на фиг. не показаны). Опорожнение мешка 12 осуществляется в транспортное средство, которое осуществляет доставку содержащих вредные примеси отложений к месту их утилизации. После этого мешок 12 вышеописанным способом устанавливается на прежнее место. Подобным образом осуществляется очистка остальных отстойников-накопителей 7дренажного колодца 6.

Литература

1. Маслов Б.С., Минаев И.В. Мелиорация и охрана природы. - М: Россельхозиздат, 1985.-271с.

2. Пыленок П.И. Создание и условия применения водооборотных осушительно-увлажнительных систем в центре нечерноземной зоны России // Проблемы мелиорации и водного хозяйства на современном этапе. Ч.2.-Горки: БГСХА, 1999.-c. 79-83.

3. Русецкий А.П. Водооборотная польдерная система с временно-аккумулирующей емкостью. Результаты испытаний//Мелиорация переувлажненных земель. - Мн.:2007 №2(58). - с. 43-47.

4. Авторское свидетельство СССР №896171 МПК Е 02 И 11 / 00 // Бюл. №1, 1982.

5. Осушительно-увлажнительная водооборотная система: пат. 3926 U Республики Беларусь, МПК Е 02.В 11/00/Основин В.Н., Агейчик В.А., Основина Л.Г./Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. - 2007,№5,-с.195.

Размещено на Allbest.ru