ЗАКРЫТЫЙ СОБИРАТЕЛЬ
CLOSED COLLECTOR

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафта и может быть использовано при строительстве, реконструкции и ремонте закрытого дренажа на землях сельскохозяйственного назначения в Нечерноземной зоне, а также на промышленных, городских, поселковых и других территориях.
Как известно, в состав закрытой осушительной сети входят закрытые дрены, понижающие уровень инфильтрационных, почвенно-грунтовых, грунтовых и грунтово-напорных вод, и закрытые собиратели, отводящие воду с поверхности почвы и из пахотного слоя.
Закрытые собиратели устраивают в условиях атмосферного водного питания. Они представляет собой дренажную трубу с фильтрующей засыпкой, которая должна сохранять расчетную водопроницаемость в течение их нормативного срока службы (Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации / А.А.Богушевский, А.И.Голованов, В.А.Кутергин и др.; Под ред. Е.С.Маркова. - М.: Колос, 1981. - С.250…253).
Закрытые собиратели отводят избыточные поверхностные воды в течение расчетного времени. Уклон закрытого собирателя при минимальном диаметре 50 мм должен быть, как правило, 0,003 и более (СНиП 2.06.03-85. - С.23).
Расчетную глубину закладки закрытых собирателей принимают не меньше 0,8 м, минимальные диаметр - 50 мм, уклон - 0,003 и длину - 50 м. В зависимости от конкретных условий объекта применяют как одиночные собиратели, так и группы их (Руководство по проектированию осушительных и осушительно-увлажнительных систем / Мосгипроводхоз. - М.: Главнечерноземводстрой, 1976; п.5.18; табл.5 и 6; п.5.2; п.5.21; п.5.5).
В случае закрытых собирателей, предназначенных для перехвата и отвода поверхностных вод, в отличие от дрен снимается требование равномерности осушения по длине дренажной линии. Минимальный уклон закрытого собирателя принимают равным 0,003, диаметр трубы - 50 мм (Мелиорация и водное хозяйство. Осушение: Справочник / Коллектив авторов; Сост. Е.И.Кормыш; Под ред. Б.С.Маслова. - М.: Ассоциация «Экост», 2001. - С.128…129, 194…195).
Закрытый собиратель включает траншею глубиной не менее 0,8 м, дно которой выполнено с уклоном, большим или равным минимально допустимому 0,003, трубу, обернутую защитно-фильтрующим материалом и уложенную на дно траншеи, и сплошную или прерывистую фильтрующую засыпку траншеи водопроницаемым материалом с коэффициентом фильтрации большим, чем коэффициент фильтрации окружающего траншею почвогрунта, и впадающую в закрытый коллектор. Закрытый собиратель устраивают при атмосферном и намывном типах водного питания для перехвата и отвода поверхностных вод (Печенина B.C., Юрченко И.Ф. Собиратель. - В сб.: Мелиоративная энциклопедия, т.III / Сост. Б.С.Маслов. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. - С.188…189; прототип).
В соответствии с п.5 СНиП 3.07.03-85 обратный уклон дна траншеи не допускается, а длина безуклонного участка должна быть не более 10 м. Для того чтобы закрытый собиратель отвечал этим требованиям, на практике необходимо при минимальном уклоне, равном 0,003, при применении механизированной отрывки траншеи с автоматической системой управления уклоном выполнять ручные доработки дна траншеи на участках общей длиной до 20…25% и более общей его длины.
n
n
м3
n
м4
n
м5
м6
м4
o
м6
Пояснения приведены на фиг.1, на которой представлена схема фрагмента продольного профиля дна траншеи, включающая схему ликвидации местного локального обратного уклона: 1 - поверхность почвы, 2 - линия проектного уклона i дна траншеи; 3, 4, 5 и 6 - локальные местные участки: 3 - участок с положительным (плюсовым относительно проектного i) уклоном i>0; 4 - участок с отрицательным (минусовым относительно проектного i) или обратным уклоном i<0; 5 - участок с положительным (плюсовым относительно проектного i) уклоном i>0; 6 - участок с нулевым уклоном i=0 (после исправления уклона i путем ручных доработок), длина безуклонного участка L при минимальном объеме ручных доработок почвогрунта 7 (путем увеличения объема 7 можно добиться, что i будет больше нуля).
На практике ручные доработки дна траншеи практически не выполняют: в настоящее время вряд ли на Земле можно отыскать место, где закрытый дренаж закладывали бы вручную. Для выполнения этих трудоемких и осуществляемых в тяжелых условиях работ, как правило, не находят исполнителей. В эксплуатацию сдают закрытый дренаж с локальными участками с обратным уклоном, которые заиливаются с последующим образованием корневых пробок растений и полным прекращением со временем отвода избыточных вод. По причине меньшей глубины заложения закрытых собирателей, чем дрен, корневые пробки растений в них образуются чаще. Чаще они и заиливаются, так как в закрытые собиратели поступают более загрязненные, чем в дрены, в которые поступают почвенные воды, воды поверхностного стока.
Учитывая небольшую глубину заложения закрытых собирателей и, как следствие, более частое их попадание в зону промерзания, чем дрен, а также застой воды в трубках на бессточных участках, закрытые собиратели часто не работают в весенний период по причине образования в полости трубок ледяных пробок. При чередовании промерзания и оттаивания имеет место и разрушение гончарных трубок.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в снижении объема ручных доработок дна траншеи при условии исполнения продольного профиля закрытого собирателя, отвечающего предъявляемым требованиям.
Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, заключается в снижении заиления дренажных линий и потребности в их промывке, обеспечении надежного гидрологического действия закрытого собирателя в процессе его многолетней эксплуатации в течение, как минимум, нормативного срока службы.
Поставленная в изобретении задача решена тем, что закрытый собиратель включает траншею, дно которой выполнено с уклоном, трубопровод с перфорацией, обернутый защитно-фильтрующим материалом и уложенный на дно траншеи, и сплошную или прерывистую фильтрующую засыпку траншеи водопроницаемым материалом с коэффициентом фильтрации большим, чем коэффициент фильтрации окружающего траншею почвогрунта, и впадающий в закрытый коллектор, а с целью повышения качества исполнения продольного профиля дна траншеи механизированным способом и снижения объема ручных доработок ее дна до дна, отвечающего предъявляемым требованиям, средний минимальный уклон дна траншеи по всей длине собирателя принимают равным 0,006. При этом длину закрытого собирателя принимают в зависимости от естественного уклона поверхности почвы в конкретных условиях, но не менее 50 м.
Заявленное устройство иллюстрируется чертежом. На фиг.2 представлен закрытый собиратель - продольный профиль и поперечный профиль по А-А (фиг.2а).
Закрытый собиратель включает трубопровод 1 с перфорацией, обернутый защитно-фильтрующим материалом 2, присыпанным фильтрующим материалом 3 (измельченная древесина, гравий, щебень или крупнозернистый песок); засыпку траншеи вынутым почвогрунтом 4 и прерывистую фильтрующую засыпку 5 траншеи по понижениям 6 до подошвы пахотного слоя 7. Трубопровод имеет длину не менее 50 м, проложен на глубине от поверхности почвы не менее 0,8 м по дну траншеи, имеющему уклон не менее 0,006, и присоединен к закрытому коллектору 8. Дренажную систему устраивают в тяжелых слабоводопроницаемых почвогрунтах 9. На необрабатываемых площадях засыпку 10 производят до поверхности почвы.
Поверхностные воды, поступающие в понижения 6, фильтруют через пахотный слой 7 в прерывистую фильтрующую засыпку 5 и непосредственно в засыпку 10, а из засыпок 5 и 10 - в присыпку 3 и по защитно-фильтрующему материалу 2 притекают в трубопровод 1 с перфорацией, по которому отводятся в коллектор 8. Трубопровод 1 проложен с уклоном не менее 0,006, не имеет бессточных участков с обратным уклоном. Это обеспечивает беспрепятственный сток дренажной воде в закрытый коллектор. При этом гравитационная вода из пахотного слоя поступает в присыпку 3 и далее в закрытый собиратель и через засыпку траншеи 4 вынутым почвогрунтом.
При работе на профессиональном уровне при уклоне 0,006 ручные доработки дна траншеи могут быть снижены до 2% общей длины закрытого собирателя, а при уклоне, большем или равном 0,01, - полностью исключены. Снижая при минимальном уклоне закрытого собирателя протяженность и объем ручных доработок дна траншеи практически на порядок, снижают вероятность заиления дренажных линий, вероятность образования корневых пробок растений и пробок льда в полости дренажных труб и потребность в их промывке, а также снижают влияние вертикальных прогибов продольного профиля на водопропускную способность дренажных труб, обеспечивая требуемую проектом их водопропускную способность, а в конечном итоге - повышают надежность действия закрытых собирателей, т.е. достигают ожидаемый технический результат.