ПРУД-ИСПАРИТЕЛЬ ДРЕНАЖНОГО СТОКА
EVAPORATION POND OF DRAINAGE FLOW

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию при утилизации минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем, а также при испарении сточных вод различного генезиса, минерализация которых сформирована преимущественно минеральными солями.
Известен локальный водоприемник для коллекторно-дренажных вод, содержащий ряд параллельно расположенных сообщающихся каналов шириной до 100 м, при этом объем водоприемника и площадь его водной поверхности устанавливают из расчета обеспечения долговременного приема дренажных вод с орошаемых земель. (Калантаев В.А. Мелиорация орошаемых земель и охрана окружающей среды // Вопросы рационального использования водно-земельных ресурсов Туркменской ССР. - Ташкент: САНИИРИ, 1987. - С.7-8).
Недостатками данного водоприемника являются ограниченные возможности естественного процесса испарения дренажных вод, которое эффективно только при среднемноголетней разности между испарением с водной поверхности и осадками, не менее чем в 3 раза превышающей годовой слой формируемого дренажного стока. Это существенно увеличивает необходимые размеры водоприемника (Пособие по очистке и утилизации дренажно-сбросных вод / Л.В. Кирейчева, И.И. Конторович, И.П. Кружилин и др. - М.: РАСХН, ВНИИГиМ, ВНИИОЗ, 1999, с.58).
Известен пруд-испаритель дренажного стока, содержащий ряд отсеков, расположенных каскадом. Дренажная вода из коллектора поступает в первый отсек, а после упаривания перепускается в следующий. Концентрация солей в воде по мере ее перетекания из отсека в отсек возрастает. Последний отсек служит для окончательного осаждения солей. Например, в долине Сан-Хоакин (США) построен пруд с последовательным размещением 10 отсеков (Reuse and disposal of higher salinity subsurface drainage water. - A Review by D.W. Weatcot. Agricultural Water Management. - 1988. - Vol.14. - №1-4. - p.483-511. Повторное использование и отведение высокоминерализованных дренажных вод. Перевод №1254. - М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1989, с.36-37).
К недостаткам данного решения относятся низкая эффективность и необходимость в связи с этим использования значительной площади для строительства пруда-испарителя.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - повышение интенсивности испарения воды с поверхности пруда-испарителя без увеличения его площади.
Решить поставленную задачу позволяет предлагаемый пруд-испаритель дренажного стока, связанный посредством водорегулирующих сооружений с подводящим каналом и разделенный на отсеки, расположенные каскадом, который согласно изобретению снабжен системой ветронаправляющих перегородок, основных и дополнительных, представляющих собой конструкцию из вертикально установленных и скрепленных между собой панелей, при этом основные перегородки расположены радиально к берегам пруда, а дополнительные - между ними под прямым углом к берегам, при этом система снабжена устройством для направления воздушного потока к поверхности воды, состоящим из панелей, установленных вдоль береговой линии с возможностью наклона в вертикальной плоскости в сторону водной поверхности пруда.
Новый технический результат от предлагаемого изобретения достигается тем, что снабжение пруда-испарителя системой ветронаправляющих перегородок и устройством для направления воздушного потока к поверхности воды обеспечивает концентрацию ветрового потока, усиление турбулентного перемешивания воздушных масс над поверхностью воды, что повышает интенсивность испарения воды с поверхности пруда.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема пруда-испарителя дренажного стока; на фиг.2 дан продольный А-А разрез пруда-испарителя на фиг.1; на фиг.3 - поперечный Б-Б разрез фиг.1 ветронаправляющей перегородки; на фиг.4 - поперчный В-В разрез фиг.1 устройства для регулирования направления воздушного потока в вертикальной плоскости.
Пруд-испаритель соединен с дренажным коллектором подводящим каналом 1, который занимает командное положение по отношению к пруду, разделенному перемычкой 2, снабженной задвижкой 3, на отсеки 4 и 5, расположенные в виде каскада. Отсек 5 снабжен водосбросным трубопроводом 6 с задвижкой. На берегу пруда установлена ветронаправляющая система, включающая основные перегородки 7, радиально расположенные по направлению к отсекам 4, 5 пруда-испарителя, и дополнительные перегородки 8, установленные между основными под прямым углом к берегам пруда-испарителя. Вдоль береговой полосы пруда-испарителя смонтировано устройство 9 для направления воздушного потока к поверхности воды.
Перегородки 7, 8 ветронаправляющей системы состоят из панельных конструкций, представляющих собой скрепленные между собой листы 10 прочного материала, установленные вертикально с помощью опор 11 и растяжек 12 с анкерным креплением 13. В степных районах аридной зоны длина перегородок может составлять 50-70 м при высоте 5-7 м.
Усторойство 9 вдоль береговой линии для направления воздушного потока, сконцентрированного ветронаправляющей системой к поверхности пруда, состоит (фиг.4) из панелей 14, размещенных на опорах 15 и снабженных системой тросов 16 с анкерами 17, обеспечивающих возможность наклона панелей 14 в вертикальной плоскости в сторону водного зеркала пруда-испарителя. Угол наклона панелей к зеркалу воды равен tgα=H/L, где Н - высота размещения панелей на опоре; L - расстояние от опоры до противоположного берега.
Пруд-испаритель дренажного стока функционирует следующим образом.
В период работы гидромелиоративных систем (апрель - октябрь для зоны орошаемого земледелия Юга Европейской части РФ) минерализованный дренажный сток из коллектора поступает по каналу 1 в отсек 4, где происходит его испарение и перепуск через задвижку 3 в перемычке 2 в отсек 5, расположенный ниже по каскаду, а в отсек 4 подается свежая порция дренажного стока. В отсеке 5 происходит дальнейшая концентрация дренажного стока. Полученный концентрированный раствор отводится из пруда-испарителя по трубопроводу 6 при открытии его задвижки. В течение теплого периода года цикл заполнения, концентрирования испарением и отведения сконцентрированного дренажного стока повторяется несколько раз. Интенсификацию процесса испарения дренажного стока обеспечивают основные перегородки 7 ветронаправляющей системы, расположенные радиально к пруду-испарителю. Они производят концентрацию воздушного потока и увеличивают его скорость над поверхностью воды в отсеках 4 и 5. Стабилизацию требуемого направления сконцентрированного воздушного потока обеспечивают дополнительные перегородки 8, размещаемые между основными 7 под прямым углом к берегам. Панели перегородок 7 и 8 монтируют на стойках 11, которые крепят с помощью растяжек 12 и анкеров 13. Для повышения турбулентности движения воздушного потока непосредственно над водной поверхностью пруда служат панели 14, установленные на опорах 15 вдоль береговой линии пруда. Угол наклона панелей 14 задают исходя из размеров пруда-испарителя с помощью тросов 16, положение которых фиксируют анкерами 17 и определяют из зависимости tga=H/L, где Н - высота размещения панелей на опоре 15; L - расстояние от опоры 15 до противоположного берега пруда-испарителя.
Таким образом, предлагаемый пруд-испаритель дренажного стока, снабженный системой концентрирования воздушного потока и повышения турбулентности его движения непосредственно над водной поверхностью, обеспечивает повышение интенсивности испарения с его поверхности и, соответственно, эффективности концентрации дренажного стока.