Способ борьбы с фильтрацией воды из каналов
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСА НИ Е
ИЗОБРЕТ ЕН И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.04.75 (21) 2127802/15 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15 02 77. Бюллетень № 6
Дата опубликования описания 04.04.77 (51) М. Кл. Е 02D 3/14
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 631.432.3 (088.8) (72) Автор изобретения
Т. Г. иордания
Грузинский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (71) Заявитель (54) СПОСОБ БОРЪБЬ1 С ФИЛЬТРАЦИЕЙ ВОДЪ| ИЗ КАНАЛОВ
0 Н 0 о г — с — c — Q
1,1
0 „-,„О-Н
R — OSOaNa, Изобретение относится к способам регулирования капиллярных процессов в почвогрунтах с помощью химических веществ.
Известны способы снижения испарения влаги из почвогрунта, при которых в качестве химических веществ берут первичные амины или четырехзамещенные соли аммония (1).
Известен также способ снижения испарения влаги с поверхности почвы, основанный на внесении в нее поверхностно-активного вещества — кубовых остатков перегонки спиртов (2).
Известные способы не нашли широкого распространения из-за невысокой их эффективности либо само поверхностно-активное вещество недостаточно эффективно, либо способ внесения его в почвогрунт не обеспечивает достаточно полной обработки почвогрунта, либо имеют место оба этих фактора. В значительной мере удалось решить проблему по способу борьбы, при котором в качестве поверхностноактивного вещества берут алкилсульфат общей формулы где R — алкил с числом атомов углерода от б до 12. Концентрацию водных растворов этого соединения доводят до 0,3 — 0,8 вес. %, а обработку почвогрунта осуществляют путем свободной пропитки. Глубина проппткп не регламентирована, поскольку вязкость водноro раствора алкилсульфата натрия или смеси алкплсульфатов натрия незначительно отличается от вязкости воды. Это обеспечивает хорошее проникновение таких растворов на глубину, практически равную глубине проникновения чистой воды (3).
С целью улучшения регулирования капиллярных процессов в поверхностном слое почвогрунта, в особенности почвогрунта, находящегося в мелиоративном канале, предлагают в качестве поверхностно-активного вещества брать смесь сульфоэфиров высших жирных кислот общей формулы (1) 20 где R — алкил с числом атомов углерода от
1 до 12.
Предпочтительно брать смесь соединений формулы I, а обработку проводить путем свободной пропитки почвогрунта водным раство25 ром этой смеси с концентрацией 0,5 — 1,0 вес. %.
Смесь этих соединений можно регулировать по своему усмотрению.
При обработке почвогрунта в канале водным раствором соединений 1 в указанных кон30 центрацпях происходит образование экрана
846680
Таблица 1
Концентрация водного раствора соединения, вес. о,"
Тип почвогрунта
3,0
1,5
5,0
7,0
2,1 И-
2,4 10
1,9 10
8,4. 10-
4,9 . 10
4,2 . 10
8,7. 10
3,4 . 10
2,0 10
89. IP — 4
5,6 10
4,5 . 10
0,5
1,0
2,0
Суглинок
10 — 4
32.И вЂ” 4
3,2 . 10
32.1P — 4
Образец без обработки
Орхеви
1,2 . 10
5,3 . 10
3,0 . 10
7,7. И-
9,3 . Ip и-
5,2 - 10
6,4 10
6,3 . 10
4,4 10 — 4
1,0 10
9,4. 10
0,5
1,0
2,0
Суглинок
4,6. 10 — 4
4,6 10 — 4
46. И вЂ” 4
4,6. IP-4
Образец без обработки
ВСОС
Таблица 2
Изменение коэффициента фильтрации по глубине, см/с, в различных слоях почвы на глубине, си
Концентрация водного раствора, вес.
Тип почвогрунта
10 — 20
0 — 10
20-30
30 — 40
40 — 50
3,9 . 10
3,7 . 10
2,9 10
1,1 10
6,0 10
4,9 10
8,3 10
4,8 . 10
9,7. И-
7,8 . 10
3,8 10
3,0 10
3,8. И вЂ” 4
3,1. И вЂ” 4
29 10-4
Суглинок
0,5
1,0
2,0
3,2 10
10 — 4
3,2. 10 — 4
3,2 10
3,2 . 10-4
Образец без обработки
Орхеви
4,9 10 6
6,7 . 10
3,8 10
8,5 10
6,9 10
4,1 10
8. 10 — ю
8,2. 10
6,3 10
4,2. 10
1,7 . 10
1,6 . 10
4,8. и — 4
10-4
42.И вЂ” 4
0,5
1,0
2,0
Суглинок
4,6 10
4,6 10
4,6. 10 — 4
46 IP — 4
46.10 — 4
Образец без обработки
ВСОС желаемой толщины. Поскольку вязкость водного раствора соединения близка к вязкости воды, то он проникает практически так же хорошо, как и вода. Путем регулирования дозы внесения раствора и продолжительности обработки можно регулировать и толщину экрана.
Пример 1. Берут грунт нарушенной структуры — суглинок из различных каналов, укладывают в стеклянные трубки диаметром
36 мм и уплотняют до объемного веса 1,3—
Как видно из табл. 1, коэффициент фильтрации необработанных грунтов составляет
3,2 10 —" и 4,6 10 — 4 см(с, в то время, как коэффициент фильтрации обработанных грунтов значительно меньше: при обработке грунтов
0,5%-ным водным раствором этот коэффициент уменьшился на два порядка, т. е. приблизительно в сто раз, а при обработке 1,0 и
2,0% -ными растворами — на три порядка, т. е. приблизительно в тысячу раз.
При повышении градиента напора скорость фильтрации, хотя и снижается, но это сниже1,4 г(см, доведя высоту образца до 200 мм.
Готовят водные растворы соединения 1 концентрации 0,5; 1,0 и 2,0%. Обрабатывают опытные образцы грунта указанными водны5 ми растворами в объеме 60 мл путем их пропитки. Контрольные образцы оставляют без обработки. По истечении одних суток ставят опыт на фильтрацию при различных градиентах напора. Результаты опыта представлены
10 в табл. 1.
Коэффициент фильтрации при различных градиентах напора воды, см/сек ние незначительно — до градиента, равного семи.
Пример 2. Условия опыта те же, что в
15 примере 1, но высота образца 50 см. Определяют изменение коэффициента фильтрации по глубине образцов. Для этого после пропитки грунта водными растворами соединения 1 через одни сутки образцы по высоте распреде20 ляют на группы по 10 см и для каждой группы определяют коэффициент фильтрации.
Результаты опытов приведены в табл. 2.
546680
Таблица 3
Глубина от дневной ttoверхности, см
Скорость фильтрации воды но глубине, см/сутки
Концентрация водного раствора соединения 1, вес. о
Скорость прохохкдения водного раствора, см/сутки
Шурф, №
0,5
4,5
0,0
6,04
11,21
27, 80 (Шурф без обработки) 1,0
35,7
0,0
1,61
4,14
8,46
18,08
35,7
3,9 (Шурф без обработки) 45
35
Опыты показывают, что водный раствор соединения 1 обеспечивает достаточное у.lBIiu шение фильтрации. Наблюдается уменьшение действия поверхностно-активного вещества по глубине, однако оно все же достаточно для обеспечения противофильтрацпонного эффекта. Изменение концентрации поверхностно-активного вещества выше 1,0%, практически не влияет на величину коэффициента фильтрации по глубине. Гидрофобизирующее (противофильтрационное) действие водных растворов соединения 1 имеет место по всей глубине промачивания образцов.
Эти опыты показывают, что 0,5 /о-ный водный раствор соединения I, хотя и вызывает общее полное исключение фильтрации, однако эффект с глубиной резко ухудшается. При ооработке 1,0 /о-ным водным раствором соединения 1 достигается эффективное уменьшение фильтрации как общее, так и по глубине.
Кроме приведенных размеров приведены испытания влияния величины изменения температур обработанных грунтов по времени.
Таким образом, опыты доказывают, что обработка связных почвогрунтов 0,5 — 10,0 /О-ным водным раствором соединения 1 обеспечивает устойчивый противофильтрацпонный эффект.
Кроме того, прп соответствующем подборе концентрации соединения 1 и количества раствора можно добиться заранее заданного уменьшения фильтрационных свойств грунта.
Обрабатывая каналы 1,0%-ным водным раствором соединения 1, можно создать надежный противофильтрационный экран из гидрофобизированного грунта.
Эффект обработки грунтов достигается тем, что, адсорбируясь из поверхности минеральных частиц грунта, полярная группа молекул соединения 1 ориентируется к их поверхности, а неполярная углеводородная часть — во внешнюю среду, вызывая гидрофобпзацию грунта. Из-за гидрофобности поверхности грунтовых частиц смачивание ее водой происходить не будет. Создается отталкивающий воду эффект, и, как следствие, фильтрация прекращается или значительно уменьшается.
П р ti м с р 3. Опыт проводят в полевых ус,.гэвпях ь . .:урфах. Грунт — средний суглинок.
Фильтрационные характеристики определяют го методу проф. Н. С. Нсстерова. Последо5 ватсльность проведения опыта следующая.
В шурфе определяют фильтрационную характеристику грунта. Затем шурф заливают водным раствором соединения 1 в концентрации 0,5 и 1,0 вес. с и после полного впитыва10 нпя в грунт определяют фильтрацию по слоям. Для каждого последующего определения снимают слой грунта толщиной 10 см. Результаты опытов приведены в табл. 3.
Предлагаемый способ позволяет сохранить значительные количества поливной воды, за счет чего можно оросить дополнительные площади, уменьшить размеры транспортирующей части каналов, устранить все вредные последствия, вызываемые фильтрацией воды из ка20 палов (подъем уровня грунтовых вод, заболачиванпе прилегающей территории It т. п.).
Ф ор»yë а изобретения
1. Способ борьбы с фильтрацией воды из каналов путем их свободной пропитки водным раствором поверхностно-активного вещества, отличающийся тем, что, с целью значи30 тельного снижения потерь воды на фильтрацию, в качестве поверхностно-активного вещества берут смесь сульфоэфиров высших жирных кислот общей формулы I
40 где R — алкпл с числом атомов углерода от
1 до 12.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрацию водного раствора смеси
45 сульфоэфиров высших жирных кислот доводят до 0,5 — 1,0 вес.
546680
Составитель М. Дранишников
Техред А. Галахова Корректор Л. Денискина
Редактор Л. Новожилова
Заказ 1175/13 Изд. ¹ 246 Тираж 869 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: (1). Сборник трудов по агрономической физике, вып. 19, Москва, 1969 г., с. 95 †1.
8 (2). Авторское свидетельство № 177223, М. кл.з А 01N 7/02, 1964. (3). Авторское свидетельство № 5123273, М кл. E 02D 3/14, 1974 (прототип).