Способ определения влажности почв в их естественном залегании

Изобретение относится к области геофизических исследований земной поверхности, а именно к методамопределения влажности почв, грунтови горных пород в их естественномзалегании.Известен способ определения влажности почв, при котором измеряюттепловое радиоизлучение почв вСВЧ-диапазоне,и по известной зависимости. интенсивности радиоизлученияпочв от их влажности определяютвлажность почв в их естественномзалегании (1 .Недостаток способа - зависимостьрезультатов определения влажностипочв от Физического состояния поверхности йочв и почвенного покрова, так как интенсивность радиоизлучения почв зависит не только отих влажности, но и от шероховатости поверхности и наличия растительности. Поэтому данный способ имеетограниченное применение (в случаяхотносительно ровной и однороднойповерхности почв, отсутствия растительного покрова .на полях),Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способопределения влажности почв по ихрадиоактивности, при котором измеряют интенсивности гамма-излучениявлажных и сухих почв и затем посоотношению этих интенсивностейопределяют влажность почв. Способпозволяет определять влажность почвв их естественном залегании с достаточно хорошей точностью вне зависимости от состояния поверхностипочв и наличия или отсутствия растительногопокрова 2 .Недостаток способа - его высокая трудоемкость, обусловленная необходимостью проведения большогообъема лабораторных измерений интенсивности гамма- излучения образцовсухих почв которым предшествуютработы по отбору образцов почв в поле, сушка .проб, их измельчение,взвешивание и расфасовка. Эти работы требуют создания специальных полевых отрядов.Цель изобретения - снижение трудоемкости и затрат на определениеинтенсивности гамма-излучение сухих почв.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определе"ния влажности почв в их естественном залегании путем измерения иитен"сивности гамма-излучения почв с помощью радиометра, установленногона летательном аппарате, напримерна самолете, .и определения их влажности по соотношению интенсивнос-.тей гамма-излучения влажных и сухих почв, в Период времени от уборки урожая до всходов озимых дополнительно и одновременно с измерения-.ми интенсивности гамма-излучениявлажных почв измеряют интенсивностьрадиоизлучения почв в СВЧ-диапаэоне на длинах волн, обеспечивающихравенство толщин излучающих слоевпочв по гамма- и радиоизлучениям,затем по результатам совместных измерений определяют интенсивность10 гамма-излучения сухих почв и в дальнейшем данные по интенсивности гамма-излучения, сухих почв используютдля определения влажности почв наисследуемой .территории в любой пе 15 риод времени,Измерения радиоизлучения почв вСВЧ-диапазоне в период времени отуборки урожая до всходов оэиьых,т,е. в период, когда на полях отсутствует растительный покров, аповерхность почв достаточно однородна, позволяют быстро и с хоро,шей точностью определить влажностьпочв в их естественном залегании.. Измерив одновременно интенсивность гамма-излучения этих же почв,можно, зная влажность. почв, определить интенсивность гамма-излучениясухих почв.Однако чтобы от влажности почв,определенной по интенсивности ихрадиоизлучения, перейти к интенсивности гамма-излучения сухих почв,необходимо радиоизлучение почв измерять на таких длинах волн, которыеЗ 5 обеспечивали бы равенство толщиныизлучающих слоев почв как по гамма-.излучению, так и по радиоизлучению.Для определения длины волны радиоизлучения используется следующее40 выражение-Ь Ге са, (,) .где Э - длина волны регистрируемогорадиоизлучения почв (см),Е - энергетиЧеский диапазон45 регистрируемого гамма-излу-чения почв (МэВ),й - плотность почв (г/см ),коэффициент зависящий отвлажности почв.В таблице представлены энергииосновных гамма-линий радиоизотоповсемейства урана, тория и калия исоответствующие этим энергиям значения глубин почвенного слоя и длинволн радиоизлучения (для различныхзначений влажности почв), полученные из выражения (1),Принимая во внимание то, чтоизмерения радиоизлучения почв проводятся в период времени, когда6 О градиент влажности почв для глубин,указанных в таблице, весьма мал,неточность определения длины волнырадиоизлучений практически не влияет на результат определения влаж-.65 ности почв., 1061096 ЭнергияТолщинагамма- излучаюлинии,Е, щего слояМэВ . почвы,см Элендеи т Длина волны радиоизлучения 3 20 35 8,0 10 31 0,607 Ка 0,950 10 21 1,12 1,46 21 16 18 26 64 1,76 28 70 20 2,20 32 22 2,62 34 86 Интегральныйсчет 0,2-3,0 26 21 41 103 Составитель А. Спиридоноэ.Заказ 10035/49 Тираж 710ВНИИПИ ГосударственноГО комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5в Подписное филиал ППП фПатенте, Г. ужгород, ул. Проектная, 4 Интенсивность гамма-излучения сухих почв определяется из следующего выражения.электронов в 1 г водыи 1 г почвыу.И,- влажность почв.Полученные значения интенсивности гамма-излучения сухих почв ис пользуются в дальнейшем для опре;деления влажности почв на исследуемой территории в любой период времени. При. этом влажность почв определяется по соотношению интенсив рностей гамма-излучения сухих и влажных почв Я/ г = 1 + Кы, полученному из выражения (2). На чертеже представлена блок-схе ма устройства для.осуществления спо:,соба. Устройство состоит из гаммарадио-.метра 1., многоканального СВЧ-радио- .3 Ометра 2, вычислительного устройства3 и регистрирующего устройства 4. Импульсы от гамма-радиометра 1;соответствующие разным линиям-гамма-излучения почвы, и выходные сигналы многоканального СВЧ-радиометра 2 поступают на вычислительноеустройство 3, которое выдает сигналв аналоговой или:цифровой Формепропорциональный интенсивности гам 1 ма-излучения сухой почвы для слоевпочвы разной толщины на регистрирующее устройство 4. Геометрические параметры.антенны СВЧ-радиометра ус.танавливаются такими, чтобы поляобзора гамма- и СВЧ-радиометровсовпадали.Использований способа позволитзначительно снизить трудоемкость процесса определения гамма-излучения.сухих почв, Все трудоемкие процессы по отбору прОб почвы исключаются, отпадает необходимость полеэыхработ. Если за 5-6 месяцев полевыхработ можно обследовать не более250-300 полей, то за 25-36 летныхдней в период от уборки до всходовозимьис можно определить интенсивность гамма-излучения сухих почвна 2500.полей. Никаких дополнитель-,ных затрат летного времени не требуется, так как в этот период всегдаопределяется влажность почв. Затраты связанылишь с установкойСВЧ-радиометра на самолете,