Способ определения устойчивости почв и пород к водной эрозии

(5 р 4 А 01 В 13/1 1 Х 33/24 СССРКРЫТИЙ ТЕНИЯ ЗИИИзобр вания и пор дируем й води к области исеских свойств определять их диапазоне скоизобретения -етение относитсяфизико-механич од и позволяет ость в широком ого потока. Цель ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ОПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТВ 4034195/30-1505.03,8623.12.87. Бюл.47Молдавский научно-исследовательский тут почвоведения и агрохимии . А. ДимоА. Д. Короновский632. 125 (088.8)Методическое пособие по инженерногическому изучению горных пород. М,: во Моск. ун-та, 1968, с. 171 - 174.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙ- ОСТИ ПОЧВ И ПОРОД К ВОДНОЙ(57)следопочваэроросте сокращение времени определения и расширение диапазона получаемых характеристик за счет одновременного создания над разными точками образца разных скоростей воды. На образце ненарушенного сложения плоскоцилиндрической формы располагают по радиусу шпильки-репера, помещают его на дно цилиндрической емкости и увлажняют до полной влагоемкости. Заполняют емкость водой и придают воде вращательное движение вокруг вертикальной оси, равномерно увеличивая скорость. На поверхности воронки вращения измеряют координаты точек, расположенных над шпильками-реперами, по ним рассчитывают скорость потока, а по шпилькам-реперам измеряют интенсивность размыва. По ее зависимости от скорости потока определяют устойчивость об- Ж разца к водной эрозии, 2 ил. 1 табл.Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств почв и пород и может быть использовано в противоэрозионной агротехнике и гидротехнике.Цель изобретения - сокрашение времени определения и расширение диапазона получаемых характеристик за счет одновременного создания над разными точками образца разных скоростей потока воды.Предлагаемый способ осушествляется следующим образом. На дно цилиндрической емкости 1 (лучше прозрачной - для удобства наблюдения) в центр помешают отобранный образец исследуемой почвы 2 ненарушенного сложения в виде монолита плоско- цилиндрической формы. Размер его должен быть по диаметру на 2 см меньше диа.метра емкости, чтобы между ее стенками и образцом образовался зазор в 1 см. Толшина образца 8 - 12 см отклонения в ту или иную сторону существенного значения не имеет. В центре образца делают круглое сквозное отверстие 3 диаметром 6 см. Зазор и сквозное отверстие нужны для аккумуляции смытых почвенных частиц.По радиусу образца с поверхности и заподлицо с ней вводят в виде створа несколько шпилек-реперов 4 с одинаковым расстоянием между ними: чем больше шпилек и меньше расстояние между ними, тем больше характеристик можно получить. Если нужно несколько повторностей, то шпильки располагают по нескольким створам-радиусам,. Над образцом почвы в 1 см от него располагают лопастный винт 5, соединенный посредством вертикального вала с электромотором 6. Образец увлажняют до состояния капиллярной влагоемкости. В емкость наливают воду 7 так, чтобы ее поверхность покрывала винт на 8 см. Включая электромотор, придают воде вращательное движение. С помощью реостата устанавливают несколько ступеней (значений) напряжения, подаваемого на электромотор, например 80, 120, 160, 200, 240 В (количество их зависит от исследуемого диапазона эродируемости образца), с тем, чтобы получить равномерно возрастаюшие скорости движения воды. Каждую ступень выдерживают одинаковое время (1). Продолжительность его зависит от целей эксперимента, можно, например, принять его равным продолжительности выпадения ливней наибольшей обеспеченности в конкретном регионе. В данном случае оно равно 20 мин. На образующейся воронке 8 врашения воды с помошью шпитценмасштаба 9 точно фиксируют положение по высоте точек над каждой шпилькой-репером, а также дна воронки врашения. После каждой ступени эксперимента сифоном удаляют воду и смытые частицы почвы, после чего продолжают исследования.Преобразуя известную формулу зависимости положения точек на поверхности вращения от угловой скорости, рассчитываютпоследнюю (Ч) по выражению Ч .= 2 о Ъ,ьгде д - ускорение силы тяжести, м/с-;Х - превышение над дном воронки вращения точек, находящихся надшпильками-реперами:Ъ = Г - Нн:и,где Г - отметка дна воронки;10 Н - отметка точек на воронке вращениянад шпильками-реперами;1, 11, 111-обозначение шпилек-реперов и точек на воронке вращения, находящихся над ними.5При каждой ступени эксперимента измеряют глубину размыва 1 в миллиметрах пооголившимся концам шпилек-реперов.Результаты наблюдений по каждому образцу заносят в таблицу и по ни рассчи тывают остальные параметры: интенсивностьразмыва р при скорости Ч, приращение интенсивности размыва д при приращении скорости ЛЧ, а также - интенсивность размыва д на единицу приращения скорости.В таблице показаны разные параметрыили характеристики, полученные в ходе экспериментов по размыву двух различных образцов почв. Часть характеристик получена путем прямых замеров, часть рассчитывалась с использованием данных прямых замеров.В таблице указаны почвы, верхний слойкоторых испытывался на размыв. Для удобства наблюдения над поведением образцов серии экспериментов расположены так, чтобы скорость потока воды, которым воздействовали на почву, постоянно возрастала. Время воздействия 1 везде одинаково - 20 мин. В ходе каждого эксперимента учитывали расстояние до дна воронки вращения Г и до точек Н на поверхности воронки 40 вращения, расположенных над шпилькамиреперами, вставленными в образец.По их разнице получили величину 2 - превышение над дном воронки врашения точек, находящихся над шпильками-реперами. Эта 45величина позволила рассчитать скорость потока, где д - ускорение силы тяжести. По шпилькам-реперам в каждой точке наблюдения измерили глубину размыва 1 при разных скоростях потока. Путем деления глубины размыва на время рассчитали интенсивность размыва д. Отнимая от каждой последующей величины предыдушую (за исходную предыдущую принимали ноль, т,е. полное отсутствие скорости и размыва), получили приращение интенсивности размыва Лд при соответствуюшем нарастании 55 скорости. Она получилась с разными знаками, т.е. при увеличении скорости потока через некоторое время интенсивность размыва могла снижаться (это зависит от1360602 Формула изобретения Н, Г, 2, Ь, С, Ь д, Ч, см см см мммин с мм/мин м/смм/мин Образец/ ДЯК 7,0 7,4 0,4 2 20 0,10 +0,10 О;28 +0,28 +0,35 6,4 7,4 1,0 1 20 0,05 -0,05 0,44 +0,16 -0,31 6,5 8,0 1,5 0 20 0,00 -0,05 0,54 +0,10 -0,50 Чернозем; обыкновен- ный мощный суглинистый 6,3 8,7 2,4 1 20 0,05 +0,05 0,69 +0,15 +0,33 0,10 +0,05 0,75 +0,06 +0,85 0,15 +0,15 0,79 +0,04 +1,25 0-10 см 55 84 29 2,20 6,3 9,5 3,2 3 20 Чернозем; 6,3 7,4 1,4 220 0,10 +0,10 0,53 +0,53 +0,19 обыкновен 5,3 7,4 2,1 1 20 0)05 0,64 +0,11 - 0,43-0,15- 8,3 20 0,15 +0,15 0,81 +0,01 +12,5 5,2 8,5 3,3 3 свойств образца), а затем снова увеличиваться. Аналогично получили приращение скорости Ч, только здесь все величины положительные, так как скорость постоянно возрастала. 5В последней графе определяли приращение интенсивности размыва д на единицу приращения скорости делением Е, д на "Ч. Эту величину нанесли на графики отдельно для каждого образца (фиг. 2), для чернозема обыкновенного, мощного, суглинистого (а) и тяжелосуглинистого (б), где на оси ординат откладывали д, а на оси абсцисс - скорость потока Ч. Из точки перелома кривых, когда приращение интенсивности размыва стало резко и постоянно увеличиваться, опускали перпендикуляр на ось абсцисс и определяли ту предельную скорость потока, превышение которой приводило к катастрофическому разрушению образца. Эта скорость и характеризует устойчивость образца к эрозии. 20 Способ определения устойчивости почв и пород к водной эрозии, включающий капиллярное смачивание образца ненарушенного сложения, воздействие на испытуемый образец потоком воды с равномерно наращиваемой скоростью, фиксирование параметров размыва и расчет размывающих скоростей, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени определения и расширения диапазона получаемых характеристик за счет одновременного создания над разными точками образца разных скоростей потока воды, испытуемый образец помещают на дно цилиндрической емкости, заливают емкость водой, а равномерное наращивание скорости потока получают за счет придания воде вращательного движения вокруг вертикальной оси, фиксирование параметров размыва проводят по шпилькам-реперам, размещенным в образце.. Красаес Гратилло Редактор ЛЗаказ 5769/ЗНИИПИ Г. Тяс ткрыти Произ вод тная,осударственного 113035, Моск венно.полиграф