Способ предупреждения поступления поверхностных вод с территории площадных и точечных источников загрязнения
METHOD FOR PREVENTING THE INFLOW OF SURFACE WATER FROM THE TERRITORY OF AREAL AND POINT SOURCES OF POLLUTION

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к природоохранным мероприятиям при эксплуатации площадных и точечных сельскохозяйственных объектов.
Известна система очистки поверхностного стока (SU 1776636 А1, 1992 г. ) содержащая водосточный коллектор, емкость приема поверхностного стока, песколовку, установку для очистки поверхностного стока, коллектор промбытовой канализации, ее очистные сооружения, резервуар чистой воды и коллектор отвода вод в водоем. В отсутствие дождя все воды поступают на очистку, где сначала заполняют распределительную камеру и камеру поливомоечных вод. Потом заполняют другую камеру поливомоечных вод, а в первой идет отстаивание. После заполнения второй камеры вода из камер начинает поступать на фильтрацию и осуществляется отвод всплывших нефтепродуктов. Во время дождя заполняются дополнительные приемные камеры. Избыток воды направляется в промбытовую канализацию. Необходимый режим работы камер обеспечивается наличием системы клапанов и сифонов.
Недостатком системы является сложность конструкции, что экономически невыгодно для задержания поверхностного стока с территорий точечных и площадных объектов при небольших объемах сельскохозяйственного производства. Очистка осуществляется в несколько этапов, твердая фракция сточных вод поступает в емкость приема поверхностного стока.
Известен также способ создания водорегулирующей лесной полосы на склоне (патент RU 2092988 С1, МПК А01В 13/16, 1997 г.), включающий посадку деревьев, рытье траншеи с валом, утепление ее дна, отличающийся тем, что водорегулирующую полосу устраивают из одного ряда высокоствольных деревьев, двух сближенных рядов высокостебельного многолетнего травянистого растения и одного ряда кустарника, а траншею устраивают в междурядьях травянистого растения после вступления его в фазу плодоношения и устанавливают в нее резервуары, занимающие 0,5…0,9 объема траншеи.
Недостатком способа является ограниченность объема приема поверхностного стока, поступающего со склонов, емкостью резервуара приема стока, невозможностью разделять твердые и жидкие фракции стока.
Известен также принятый за прототип способ предупреждения поступления сточных вод с территории животноводческих ферм и комплексов (патент RU 2036570 С1, 1995 г.), заключающийся в сооружении параллельных траншей и валов и создании лесных полос, включающий сооружение траншеи и вала, а также закладку лесной полосы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности поглощения сточных вод и улучшения условий произрастания древесных растений лесной полосы, траншею сооружают поперек направления стекания сточных вод и после заполнения ее твердой фракцией навозной жижи выше по склону параллельно первой траншеи сооружают вторую траншею, грунт из которой используют для засыпки твердой фракции навозной жижи в первой траншее и для одновременного сооружения вала ниже по склону от первой траншеи, а лесную полосу закладывают на месте первой траншеи.
Недостатком прототипа является фильтрация скопившихся в траншее загрязненных сточных вод в почву, грунтовые воды, особенно на грунтах легкого механического состава и с высоким залеганием грунтовых вод, потери воды, стекающей с вышележащей от траншеи водосборной площади. Кроме того, на коротких склонах отсутствует возможность создавать траншеи вверх по склону при продвижении к источнику загрязнения.
Задача, решаемая изобретением, - повышение эффективности предотвращения поступления загрязненных поверхностных вод.
Технический результат - предотвращение загрязнения поверхностным стоком грунтовых и поверхностных вод, задержка твердой фракции поверхностного стока, экономия воды, увеличение долговечности лесной полосы и возможность использования на песчаных землях с высокой скоростью фильтрации, на землях с высоким уровнем залегания грунтовых вод, а также на коротких по длине склонах.
Указанный технический результат достигается тем, при создании траншеи поперек направления стекания поверхностных вод согласно изобретению, в нижней части склона перпендикулярно упомянутой траншеи строят водоотводящие траншеи с ненулевым уклоном для отвода фильтрованной жидкой фракции потоков стока, и связанный с ними пруд-накопитель, на дно и стенки траншей укладывают два слоя материала, из которых верхний -фильтрующий, нижний - водонепроницаемый, между ними насыпают щебень для дренажного эффекта, а ниже траншеи закладывают лесную полосу, усиленную валом по нижней опушке.
Изобретение поясняется рисунками, где на фиг. 1 - схема построенной водозадерживающей траншеи для предупреждения поступления сточных вод на склоне, на фиг. 2 - схема водоудерживающих и водоотводящих канав и пруда-накопителя стоков, на фиг. 3 - горизонтальная схема расположения водоудерживающих, водоотводящих канав и пруда-накопителя стоков относительно уклона тальвега балки.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.
Ниже источника 1 сельскохозяйственных загрязнений по склону 2 с уклоном «а» создают траншею 3, грунт из которой высыпается на нижележащий участок склона в виде вала 4. Между валом и траншеей высаживается лесная полоса 5 для усиления противоэрозионного эффекта. Дно и стенки траншеи выстилают слоем противофильтрационного геокомпозиционного покрытия 6, исключающего поступление воды в почву, и слоя 7, задерживающего поступающую с поверхностным стоком твердую фракцию поверхностного стока. Слой 7 образуют из фильтрующего геотекстиля, применяемого для дренажных труб, с диаметром ячеек не более 0,05 мм во избежание заиливания пор мембранного материала. Между слоями 6 и 7 на дно траншеи укладывают слой 8 из дренажного материала, например, щебня или гальки фракциями 20-40 мм. Для отвода фильтрованной жидкой фракции потоков стока создают водоудерживающие и водоотводящие канавы 9 (фиг. 2) с ненулевым уклоном «б» (фиг. 2) поверхности дна, также выстеленные геокомпозиционным покрытием 6. Канавы 9 направляют жидкую фракцию потоков стока в водосборный котлован (пруд-накопитель) 10 (фиг. 2), выстеленный геокомпозиционным покрытием 6. Дно водосборного пруда-накопителя создается с уклоном «в», обратным к уклону «г» (фиг 3) днища балки. По мере необходимости при переполнении пруда-накопителя создают следующий накопитель выше по уклону с дном, созданным с обратным уклоном к уклону «г» днища балки. Вода из накопителя может использоваться по стандартным технологиям, как после очистки, так и без нее, для технических нужд и полива, а также рекреационных целей. Доочистку воды можно осуществлять, как на входе канала в накопитель, так и в самом накопителе.
На труднопроницаемых грунтах дно траншеи выполняют с уклоном в сторону собирающего канала для отвода и сбора излишек воды в емкость по приему жидкой фракции поверхностного стока. В этом случае, на дно и стенки траншеи стелют только один слой фильтрующего геотекстиля 7 (фиг. 2) с целью отделения твердой фракции стоков от жидкой.
Технический эффект предложенного способа, достигается за счет того, что дно и стенки, созданной поперек направления стекания поверхностных вод траншеи, укладывается два слоя материала, из которых верхний - фильтрующий, нижний - водонепроницаемый, а также строительстве водоотводящих траншей с ненулевым уклоном и пруда-накопителя в нижней части склона.
Способ обеспечивает надежную защиту от поступления воды на нижележащие территории в тех случаях, когда принимающая емкость достаточна для приема всего объема поступающего стока и исключается формирование на площади водосбора стока, обуславливающего выход его на подошву склона. Кроме того, влажный воздух и испарения с поверхности траншеи способствуют росту зеленой массы лесной полосы, а повышения противоэрозионного эффекта лесной полосы обеспечивается за счет повышения ее долговечности.