Способ определения водопроницаемости почвы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИК 0 01 Ь 3 33/24 ЕНИЯ Была выбрановерхности поч лощадка, по состоянию и микрорельефу харакГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Вадюнийа А.Ф, и др. Методы исследования физическйх в свойств почвы, М. Агропромиздат, 1986; с; 222 - 226,(54) СПОСОЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЙ ПОЧВЫ(57) Изобретениеотносится к сельскому хозяйСтву, в чаетноСти к почвоведению, земледелию, мелиорации, Цель - расширениеинформативности Способа за счет оп 1 жделения водопроницаемости по горизонтамипрофилю почвы. Согласно способу, предус-матривающему создание на поверхностипочвы слоя воды и пойержанйе ее уровня,Изобретение относится к сельскомухозяйству,.в частности к почвоведейию, земледелию, мелиорации, и может бытьиспользовано- при почвенно-.мелиоратйвных йсследованйях, осуществляемах дМянаучййх и произаодственных целей,Цель изобретения - расширение йнформативности способа за счет определенияводопроницаемости по горйзонтам и профиле йочвы,П р и м е р, Почвы участка дерново-среднеподзолистые среднесуглинистые на йокровном суглинке. Участок использовался. под пашней, за несколько лет до прбведения исследований была осуществленамелиорация почвы на глубину 45-50 см,Ж 175518 2учет количества воды, поглощаемой почвой в зависимости от времени экспозиции, и определение коэффициента водопройицаемости в зависимости от времени экспозиции. дополнительно определяют обьемный вес, удельный вес и объемную влажность почвы по горизойтам; ля каждогогоризонта определяют общую пороэность, по разности между последней и объемной влажностью определяют объем пор, занятых воздухом по сопоставлению полученной величины и количествами воды, поглощаемыхпочвой, определяют время, необходимое для заполнения водой пор, занятых воздухом определенного горизонта, а по коэффйциенту водопронйцаемости, соот- йФ, ветствующемуданнойу времени; судят о коэффициенте водопроницаемости данного горизонта, 1 ил 2 табл,терная для всего участка в целом, Металлическая рама 50 х 5 О см была погружена режущей кромкой в пахотный горизонт на глубину 7 см, С наружной стороны рамы во избежание растекания воды пахотный горизонт был уплотнен и насыпан уплотнительный валик высотой 3-5 см, примыкающий к раме, В центре этой рамы была установлена вторая рама размерами 25 х 25 см; она была заглублена на 10 см, уплотненйе вблизи этой рамы не проводили, На площадке, ограничвнной внутренней рамой, а также между внутреннейи внешней рамами были установлены два тонкйх (2 - 3 см) колышка, заглубленных на 8 - 10 см, верхний конец воэвышался над поверхностью почвы на 5 см. Растительность с поверхности;ограниченной рамами," осторожно, не разрушая корневой системы, срезаНа.Рамы заполнили водой, избегая размыва поверхности почвы, слоем 5 см, Постоянно поддерживали уровень воды, фиксируя его по исчезноеенйю-появлейию мениска у колышков, доливая воду в рамы. По центральной раме фиксировали расход воды во времени. Одновременно учитывали температуру воды в центральной раме и испарение влаги с бткрытой водной поверхности (йоследнее составило за 6 ч менее 1 мм и учтено не было).Исходя из площади учетной рамы и расхода воды были рассчитаны коэффициенты водопроницаемости во время исследования при данной температуре воды (Кт) во формулеЯ ХТОХ 103.где 0- объем просочившейся воды, см;г,Я - , площадь учетной рамы, см;Т - время просачивания, мин;10 - коэффициент пересчета в мм,мм/см, был пересчитан на К 1 о (еодопроницаемость при стандартной сопоставимойтемпературе 10 С) по формулеК0,7+0031огде 1 - конкретная температура воды, С;0,7; 0,3 - эмпирические коэффициенты,Результаты исследования приведены втабл. 1,Параллельно на площадке определилиплотность почвы (объемный вес (ОВ), г/см")и ее влажность. Были отобраны образцы дляопределения плотности твердой фазы почвы (удельный вес (УВ), г/см"), которая былаопределена в лаборатории, Зто позволилоопределить общую порозность почвы (ОП,%) по формулеОП УВ ОВ100УВВлажность в % от массы почвы былапересчитана в % от объема почвы ее умножением на коэффйциент, численно равныйплотности почвы (ОВ) конкретного горизонта,По разности ОП и влажности в % отобъема почвы был получен объем пор, незанятых водой, и, следовательно, способный поглощать воду, Результаты приведеныв табл. 2 на графике(см, чертеж).Исходя из данных табл, 1 за 6 ч просочился в почву слой воды (Фактически беэпересчета на температуру), равный 172,3мм, его определили умножением времениэкспозиций на соответствующие К 1 и суммированием полученных значений эа все время наблюдения,Пользуясь значением объема пор, занятых воздухом (табл. 2), рассчитали слой почвы, в котором разместилась вода, впитавшаяся в почву. Слой почвы 0-10 см (О - 100 мм) имеет объем пор, занятых воздухом, которые могут быть заполнены водой, 5 29,91%, т.е, если перевести этот объем в слой воды (мм), то верхний 100 мм слой почвы способен поглотить 29,91 мм воды. Осуществив йо данным табл. 2 расчет на глубину 140 см (максимальная глубина от бора образцов) и просуммировав данные по всем горизонтам, получают величину 172,2 мм, Таким образом слой воды, впитавшийся в почву в процессе определения водопроницаемости за 6 ч, примерно равен 15 объему пор, которые мбгли быть заполнены водой, в слое почвы 0-140 см. Следовательно, результат 6-го часа наблюдений (К 1 о=0,29 мм/мин) соответствует водопроницаемости слоя на глубине 140 см. 20 На графике водопроницаемости (см, чертеж) отмечаются следующие участки: плавное в снижение еодопроницаемости в течение первых 70 мин наблюдений, стабилизация в промежутке времени 70 - 1100 мин, 25 снижение водопроницаемости в промежутках 100 - 130 мин, 130 мин - 3 ч и ее относительная стабилизация,Очень важна глубина залегания наиболее слабопроницаемого для воды горизон та, который начинает определять водопроницаемость почвы е целом с 3-го часа наблюдений, За первые 3 ч просочилось воды е почву(расчеты поданным табл. 1): 2,24 х 10+ 1,87 х 10+ 1,44 х 10+ 1,15 х 10 35 + 0,91 х 10+ 0,74 х 10 + 0,53 х 30+ 0,49 х ЗО + 0,38 х 30+ 0,34 х 30 = 135,7 мм,Учитывая большой объем впитавшейся воды, расчет целесообразнее проводить с глубины 140 см к поверхности. Слой от глу бины проникновения воды к 3-му часу наблюдений до 140 см (максимальная глубина проникновения воды) поглотил воды (е интервале 3-6 ч) 173,3 - 135,7 = 36,3 мм, Слой 110-140 мм способен поглотить (расчет ана логичен приведенному для слоя 0 - 10 см) 400 мм Х 4,07 %100 % Для слоя 90 - 100 см 200 мм Х 7,41 %100 %14,8 мм+ 16,3 мм = 31,1 мм - слой воды,поглощенный в интервале глубин 90-140 см. Глубина проникновения воды к 3-му часу меньше 90 см на величину почвенного 55 слоя, имеющего емкость 36,6 мм - 31,1 мм = =5,5 мм; 8 слое 70-90 см емкость100 % - 27,4 мм.Далее составили пропорцию:1755188 В процессе определения водопроницаемости первый перегиб наблюдался на 70 мин от начала наблюдений. Это соответствуег слою просочившейся воды 88,9 мм, Этот результат получилй умножением соответствующих К 1 на время экспозиции и суммированием результатов, для нахождВния глубины залегания горизонта, который обусловил стабилизацию водопроницаемости через 70 мин после начала определения, выяснили мощность горизонта, имеющего возможность поглотить 88,9 мм воды: 27,4 мм - 20 см5,5 мм - хХ= 5,5 Х 20 - 4 27,4т,е, глубина проникновения воды к концу 3-го часа наблюдений на 4 см меньше 90 см (90 - 4 = 86 см). Таким образом гориэойты, характеризующиеся наиболее низкой водопроницаемостью К 10 = 0,34 - 0,29 ммlмин, залегают глубже 86 см. 29,91 Х 100 + 24,59 Х 100 + 14,38 Х 100 + 15,65 Х 100 + 15,65 Х 100 + 12,15 Х 100100Это объем воды, который может быть емости (большая йлощадь вскрытия, нару- поглощен верхним 50-сантиметровым сло- шение сложения почвы,.затопление разреза ем, Он больше объема свободных пор аэра- из-"за дренирующего действия трещин и ции искомого слоя с емкостью 88,9 мм т.д,). Способ расширяет функциональные (96,7 - 88,9. =- 7,8) на 7,8 мм, Составилипро воэможности определения водопроницаепорцию по слою 40 - 50 см :мости почв по горизонтам и может быть10 см - 12,15 мм воды использован при почвенно-мелиоративных Х - 7,8 мм воды исследованиях для решения научных и проХ=бсм, изводственных задач,Таким образом глубина залегания ис Ф о р мул а и зоб ретен и я комого горизонта 50 см - б см = 44 см Способ определения водопрбницаемо(= 45 см), Аналогично осуществляют расчет стй почвы, включающий создание наповерглубин для остальныххарактерныхучастков хности почвы слоя воДы и поддержание ее графика водопроницаемости, .: уровня, учет количеств воды, поглощаемыхВодопроницаемость верхних горизон почвойвзависимости отвремени экспозитов плавйо снйжается до глубину 45 см, т,е. ции, и определение коэффицйента водопроглубины мелиоративной обработки с вели- ницаемости в зависимости от времени чин К 10 более 2 ммl мин до примерно экспозиции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, 0,6 мм/мин. Влияние плужной подошвы от- с целью расширения информативности спосутствует в интервале глубин 45-60 см,.К 10 20 соба за счет определенйя водопроницаемостабилизируетсянауровне 0,55-0;5 ммlмин, сти по горизонтам и профилю почвы, В интервале глубин 60-70 см сравнительно дополнительно определяют объемный вес, резко снижается до 0,38 мммин. Глубины, удельный вес и объемную влажность почвы соответствующие значениям К 10, нанесены по горизонтам, для каждого горизонта опрена график водопроницаемости, представ деляютобщуюпорозность,пооазницемежленный на чертеже, ду последней и объемной влажностьюТехнико-экономическая эффективностьопределяют объем пор, занятых воздухом, предлагаемого способа обусловлена "пол- по сопоставлению полученной величины и учением дополнительной информации количества воды,"поглощаемых почвой, Оп. практически без дополнительных затрат. 30 ределяют время, необходимоедлязаполнеПредлагаемый способ по сравнениюсизве- ния водой пор, зайятых воздухом стным требует существенно меньшихтрудо-: определенного горизонта, а по коэффицизатрат (пример 3 чел./дн на исследуеиый . енту водопроницаемости, соответствующе- объект). Исключаются все активные дейст- му данному времени судят о коэффициенте вия по прямому определению водопроница водопроницаемости дайного горизонта.7 1755188 Таблица 1 Водопроницаемость исследуемой почвы Водопроницаемость при данной температуре Кь мм/минОбъем просочившейся воды за время экспозиции Температура воды в учетной раме, С Время экспозиции, мин Водопроницаемость при температуре 10 С К 1 о,мм/минВремя с момента начала исследования, ч, мин Таблица 2 Порозность почвы Плотность по- Влажность в чвы 08),от объема г/смз почвы Влажность.от массыпочвы ОП почвы,от объема по- чвы Объем пор,занятых воздухом,отобъема почвы Глубинй; см 56,25 52,73 45,19 44,81 42,12 39,64 42,91 42,9140,81 0; 10 0;20 0;30 0;40 0; 50 1; ОО 1;30 2;00 2;30 3; 00 4:00 5, 00 6;00 0-10 10 - 20 20-30 30-40 40-50 60-70 80-90 100 - 110130 - 1401755188 мнг Составитель Л, РубиноваТехред М,Моргентал рректор С. Ли едактор А, О Производственно-издательский. комбинат "Патент"; г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 2889 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5