УСТЬЕ ДРЕНАЖНОГО КОЛЛЕКТОРА
MOUTH OF DRAIN HEADER

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафтов гумидной зоны и может быть применено при проектировании, строительстве, реконструкции и ремонте закрытого дренажа, эксплуатации построенных дренажных систем и сельскохозяйственном использовании земель, осушаемых закрытым дренажем.
При отрицательной температуре воздуха и небольшом расходе воды из дренажной системы, в это время имеет место зимняя межень, на ее устьевой трубе образуется сосулька, которая, как следствие притока небольшого расхода воды, постепенно увеличиваясь в объеме, закупоривает полость устьевой трубы ледяной пробкой (Игнатенок Ф.В. Закрытый дренаж почв. - М.: Колос, 1965. - С.36-37). В итоге закрытый дренаж прекращает отвод почвенно-грунтовых вод. Это нельзя допускать. Известно, что зимой, при благоприятных условиях, закрытый дренаж при атмосферном водном питании в среднем отводит одну восьмую часть от объема дренажного стока за год, а в отдельные годы - до 45,6%. Образование ледяной пробки в устьевой трубе при больших расходах дренажных вод, как правило, не наблюдается.
Прекращение отвода избыточных вод в зимний период ведет к повышению темпа образования прослоек льда на границе промерзания почвогрунта и темпа повреждения (разрыва) корневой системы зимующих растений, что не способствует проведению весенних полевых работ в более ранние сроки и высокой урожайности выращиваемых сельскохозяйственных культур.
Известна конструкция устья закрытого коллектора, включающая глухой участок устьевой трубы, сопряженный с коллектором через колодец, снабженный устройством для сброса воды, выполненным в виде сифона, нисходящая ветвь которого имеет поплавковый клапан и выведена в глухой участок трубы (А.с. СССР №1335638, Кл. Е02В 11/00, 1986).
Известна дренажная система (А.с. №887711, Кл. Е02В 11/00, 1980; А.с. №1366595, Кл. Е02В 11/00, 1986), включающая дрены, коллектор, открытый канал. В откосе канала выполнена фильтрующая колонка с размещенными в ней устьевой трубой и дренажным колодцем, в дне и стенках которого выполнены отверстия.
Известна дренажная система (А.с. СССР №1427034, Кл. Е02В 11/00, 1987, прототип), включающая канал, дренажный коллектор, колодец с отверстиями, фильтрующую колонку и устьевую трубу, которая пропущена через колодец и сообщена с ним посредством выема в ее верхней части, выполненного с боковыми водосливами.
Известные конструкции устья дренажного коллектора предохраняют устьевую трубу от образования в ней ледяной пробки и обеспечивают бесперебойную работу дренажной системы в зимний период.
Общим их недостатком является сложность конструкции и трудоемкость обслуживания дренажной сети, что требует значительных капитальных и текущих затрат.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в упрощении конструкции устья дренажного коллектора при условии сохранения бесперебойной работы дренажной системы в зимнее время.
Технический результат, получаемый от решения поставленной задачи, заключается в снижении капитальных и текущих затрат на устройство и эксплуатацию устья и снижении себестоимости сельскохозяйственной продукции, выращиваемой на дренируемых землях.
Поставленная задача решена тем, что в устье дренажного коллектора, включающем открытый канал и присоединенную к коллектору устьевую трубу с устройством для сброса воды, устройство для сброса воды выполнено в виде дополнительной трубы с водонепроницаемыми стенками, установленной в одной вертикальной плоскости с устьевой трубой, при этом один конец дополнительной трубы присоединен к устьевой трубе в нижней ее части на границе с трубой закрытого коллектора, а другой размещен на дне канала, причем диаметр дополнительной трубы меньше диаметра устьевой трубы, длина которой не меньше двух метров. Конец дополнительной трубы, размещенный на дне канала, снабжен сеткой, установленной на ее торце.
Заявленная конструкция устья дренажного коллектора достаточно проста. Длина устьевой трубы (не меньше двух метров) выбрана из условия установки одного конца дополнительной трубы вне зоны промерзания почвогрунта. Другой конец ее размещен на дне канала. Поскольку устьевая и дополнительная трубы установлены в одной вертикальной плоскости, на дне канала под дополнительной трубой всегда имеется приямок, образованный истечением воды из устьевой трубы, наполненный водой. Кроме того, уровень зимней межени одновременно с водой в приямке защищает другой конец дополнительной трубы от промерзания, а следовательно, от образования в ней ледяной пробки.
Размещение обоих концов дополнительной трубы вне зоны промерзания обеспечивает бесперебойную работу дренажной системы в зимнее время. Ее устройство и эксплуатация не требуют значительных капитальных и текущих затрат.
Изобретение иллюстрируется чертежом на котором изображено устье дренажного коллектора, общий вид.
Устье дренажного коллектора включает открытый канал 1 и присоединенную к коллектору 2 устьевую трубу 3 длиной не меньше двух метров с устройством для сброса воды.
Устройство для сброса воды выполнено в виде дополнительной трубы 4 с водонепроницаемыми стенками, установленной в одной вертикальной плоскости с устьевой трубой 3. Один конец дополнительной трубы 4 присоединен к устьевой трубе 3 в нижней ее части на границе с трубой закрытого коллектора 2, другой размещен на дне 5 открытого канала 1. Диаметр дополнительной трубы 4 меньше диаметра устьевой трубы 3. На конце дополнительной трубы 4, размещенном на дне 5 открытого канала 1, установлена сетка 6, предотвращающая попадание в трубу 4 мелких животных (лягушек и т.п.). Благодаря размещению устьевой 3 и дополнительной 4 труб в одной вертикальной плоскости, вода, изливающаяся из глухой устьевой трубы 3, постоянно промывает сетку 6 на конце дополнительной трубы 4 от наносов паводкового стока в открытом канале 1, образуя в дне канала приямок 7 с водой в нем.
Устьевая труба закрытого коллектора работает следующим образом.
Большие расходы дренажных вод, поступающие из закрытого коллектора 2 в глухую устьевую трубу 3 в периоды паводков и сработки высоких уровней почвенно-грунтовых вод, отводятся в открытый канал 1 как устьевой трубой 3, так и дополнительной трубой 4. Меженные же расходы воды, а они, как правило, небольшие по величине, поступающие из закрытого коллектора 2 в устьевую трубу 3, отводятся только по дополнительной трубе 4 и сбрасываются в канал 1 под уровень воды в нем зимней межени 8. В итоге при отрицательной температуре воздуха в зимнюю межень образование ледяной пробки в устьевой трубе исключается, что создает условия для отвода в основном по ней больших расходов воды как в период зимних паводков, так и в ранневесенний период.
Заявленное изобретение промышленно осуществимо. Предложенная конструкция устья дренажного коллектора применяется на дренажной системе объекта «Марьино» в Тверской области с 1997 года. При отрицательной температуре воздуха в зимнюю межень образование ледяной пробки в устьевой трубе не наблюдается. В период зимних паводков и в ранневесенний период через устьевую трубу 3 отводятся большие расходы воды, что позволяет начать весенние полевые работы на 5…8 суток раньше по сравнению с сельскохозяйственным использованием земель, осушаемых закрытым дренажом с ледяными пробками в устьевой трубе. При этом урожай зерновых повышается на 6…17%.