Способ определения устойчивости почвенных агрегатов к дождевой эрозии

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошению, и может быть использовано в почвенно-мелиоративных исследованиях на склоновых землях при проектировании орошения дождеванием. Цель изобретения - повышение точности определения устойчивости почвенных агрегатов к дождевой эрозии. Способ включает подготовку почвенных образцов путем размещения слоем, равным по толщине, средневзвешенному диаметру почвенных агрегатов, их капиллярное увлажнение. Дождевание увлажненных образцов производят в течение 25 - 35 мин с интенсивностью 2 - 10 мм/мин при разной скорости падения капель в диапазоне 0 - 6 м/с, с шагом 0,5 - 1,0 м/с. Осуществляют мокрое просеивание увлажненных, а также подвергнутых дождеванию образцов, получают средневзвешенные диаметры почвенных агрегатов, соответственно D<SB POS="POST">O</SB> и D<SB POS="POST">р</SB>. Находят количество более мелких агрегатов, образовавшихся из разрушенных, по формуле H = (D<SB POS="POST">о</SB>/D<SB POS="POST">р</SB>)<SP POS="POST">3</SP>. По графику зависимости количества разрушенных агрегатов от скорости падения капель находят максимальную, неразрушающую агрегаты скорость падения капель, которая служит показателем устойчивости. Способ позволяет оценить переменность дождевальных участков на конкретных почвах. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) G 01 N 33/24

) и . !, С., 1)

1))1

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4456352/30-15 (22) 25.04.88 (46) 07.11.90. Бюп. N - 41 (71) Институт почвоведения и фотосинтеза АН СССР (72) М.С. Кузнецов, К.Ю. Хан, M.1I. Волокитин, P.Т. Самойлов и Б.К..Сон (53) 631.425.4(088.8) (56) Реву1 И.Б. Физика почв. Л.:

Колос, 1972, с. 86. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ

ПОЧВЕННЫХ АГРЕГАТОВ К ДОЖДЕВОЙ ЭРОЗИИ (57) Изобретение относится ксельскому хозяйству, в частности к орошению, и может быть использовано в почвенномелиоративных исследованиях на склоновых землях при проектировании орошения дождеванием. Цель изобретения — повышение точности определения устойчивости почвенных агрегатов к дождевой эрозии. Способ включает подготовку почИзобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошению почв, и может быть использовано в почвенно-мелиоративных исследованиях .на склоновых землях при проектировании орошения дождеванием.

Цель изоЬретения — повышение точности определения, На фиг. 1 представлен график зависимости количества разрушенных агрегатов от скорости падения капель при

ÄÄSUÄÄ 1605204 А1

2 венных оЬразцов путем размещения слоем, равным по толщине средневзвешенном диаметру почвенных агрегатов, их капиллярное увлажнение. Дождевание увлажненных образцов производят в течение 25-35 мин с интенсивностью

2-10 мм/мин при разной скорости падения капель в диапазоне 0-6 м/с, с шагом 0,5-1,0 м/с. Осуществляют мокрое просеивание увлажненных, а также подвернутых дождеванию образцов, получают средневзвешенные диаметры почвенных агрегатов, соответственно do u

dp. Находят количество более мелких агрегатов, образовавшихся из разрушенных, по формуле n = (d /d ) . По графику зависимости количества разрушенных агрегатов от скорости падения капель находят максимальную, неразрушающую агрегаты скорость падения капель, которая служит показателем ус-. тойчивости. Способ позволяет оценить переменность дождевальных участков на конкретных почвах. 2 ил., 2 табл, дождевании; на фиг. 2 — зависимость скорости разрушения агрегатов от интенсивности дождевания.

Продолжительность дождевания

25-35 мин установлена на основании анализа экспериментальных данных, характеризующих процесс разрушения почвенных агрегатов в зависимости от времени. Испытания проведены на различных типах почв (серые лесные, черно) 1605204 земные, каштановые, пойменные) с учетом их гранулометрического состава.

Зависимость скорости разрушения агрегатов от продолжительности дождева.5 ния приведена в табл. 1.

По истечении определенного времени скорость разрушения стабилизируется, процессы разрушения протекают очень медленно. Основное разрушение Ip агрегатов происходит до начала времени стабилизации. Для моделирования процесса разрушения и определения критической неразрушающей агрегата скорости достаточно, чтобы продолжительность дождевания соответствовала началу времени стабилизации процесса разрушения.

Интенсивность, выбранная для дождевания, не должна оказывать влияния на 0 процесс разрушения. На фиг .2 представлен график зависимости скорости разрушения агрегата V(I) от интенсивности дождя (Х). Скорость разрушения определяли для каждой интенсивности )5 ь по зависимости ЧД) = ---. -. Из графиgi ка видно, что при интенсивности дождя

I > 2 мм/мин она практически не оказывает влияния на процесс разрушения. 30

Фактором, определяющим разрушение, является скорость падения капли, Интенсивностью I > 10мм/мин проводить дождевание не следует, так как происходит быстрое затопление поверхности об-35 разцов. Образующийся при этом слой воды искажает процесс разрушения и негативно сказывается на точности определения критической скорости капель (V „, ). Поэтому дождевание следует проводить при интенсивности дождя, равной 2-10 мм/мин.

Шаг изменения скорости падения капель, равный 0,5 м/с, выбран исходя из того, что он достоверно лежит за 45 пределами погрешности измерения скорости падения капель (точность измерения и расчета скорости капель составляет 0,2-0,3 м/с) и такой шаг достаточен для того, чтобы детально оце- 50 нить влияние скорости падения капель на процесс разрушения при продолжи,тельности дождевания 25-35 мин с интенсивностью дождя 2-10 мм/мин.

Пример. Исследовали темнокаштановую тяжелосуглинистую почву.Де" вять почвенных образцов массой 40-50 г каждый были уложены в металлические кольца слоем, равным по толщине срецневзвешенному диаметру почвенных агрегатов. Образцы капиллярно увлажняли в течение 2 сут. Семь образцов подвергали дождеванию в течение 30 мин при интенсивности дождя 2,5 мм/мин при скоростях падения капель 1,0; 1,5;

2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 м/с. Затем осуосуществляли мокрое просеивание образцов как подвергнутых дождеванию, так и лишь увлажненных капиллярно. Определяли средневзвешенный диаметр почвенных агрегатов. Причем в случае, когда дождевание не проводилось, взяли среднюю величину (й, мм). 1To seличине средневзвешенных диаметров агрегатов образцов, подвергнутых дождеванию (d, мм), рассчитали количество водопрочных агрегатов, образовавшихся в результате дождевания (и) по форз фуле n = (— -)

dp

°

Данные о разрушении почвенных агрегатов при разной скорости капель приведены в табл. 2.

На основании полученных данных построили график (фиг. 1). На графике прямые 1 и 2 характеризуют различные скорости разрушения агрегатов.

Точка пересечения этих прямых соответствует 2,75 м/с. Таким образом, ис.следуемые почвы сравнительно устойчивы к действию капель, имеющих скорость, равную или меньшую 2,75 м/с.

Способ позволяет оценить пригодность дождевальных установок применительно к конкретным почвам. Наиболее целесообразно его применение на орошаемых склонах, где возможно развитие эрозии, обусловленной орошением.

Формула из обретения

Способ определения устойчивости почвенных агрегатов к дождевой эрозии, включающий капиллярное увлажнение почвенных образцов, их дождевание и определение показателя устойчивости почвенных агрегатов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, для характеристики устойчивости агрегатов используют величину максимальной неразрушающей агрегаты скорости падения капель, для чего исследуют серию образцов, уложенных слоем,. равным по толщине средневзвешенному диаметру

1605204 б почвенных агрегатов, подвергают их тов, устанавливают количество разрудождеванию в течение 25-35 мин с шенных агрегатов и находят максимальинтенсивностью 2-10 мм/мин при раз- ную неразрушающую агрегаты скорость ной скорости падения капель в диапа- падения капель по резкому увеличению зоне 0-6 м/с с шагом 0,5-1,0 м/с, . числа разрушенных почвенных агрегатов

5 после чего осуществляют мокрое просе- на гра(()ике зависимости количества ивание образцов, определяют средне- разрушенных агрегатов от скорости взвешенный диаметр почвенных агрега- падения капель.

1 а блина

Факторн разруиения

Прололзз>тельность довдевания (t), ни

О 5 1О 15 20

Гранул нетрическнй состав почв

Показатели раврувення вадопрочнык агрегатов н

25 30 60 90 120

v„

I> ч„, мм/мнн м/с ч

x/ñ

Суглинок легкий

10 087 О> 78 0 73 068

Степень раврунения (К)

3 2 скорость разрумянил .dK (— ), мнн б

0,65 0 ° 62 0>51 0>45 О>42

1,0

5 ° О I ° 56

6 !О 4 "10 2-10

20,-10-! 10.10- з 1О.! 0- 6,10

1 !0

2,0

5,0 1,56

1 0 0,79 0,68 062

0,58

0,54 0,51 0,41

0,37 0,34

22 10 12 ° 10 8 10

6 1О 3 10

1 1О

8 10

1 1О

1,0 0,65 0,54 0,48

Суглинок средний

044 041 0>39 031 027 025

5,0

67 2,10

22 10 12-10 . 8 10 б 10

4.10 4 1О

1..10 1. 1V

Суглинок тянельв>

0,33 0,31 0,25

0 36

1,О 0>54 0,44 0,39

0,22

0,20!

0,0

9>1 2,85

3,2 Скорость равруаеиия .b.Ê (- — ), мин

20 10 10 1О 6 10 б 10 4- 1(7 2 10 1 ° !О в

1 ° 1О

Та блица 2

Скорость капли, (V„), м/с

1,5 2,0 2,5 3,0

3,5 4,0

1,0

Среднев звешенный диаметр водопрочных агрегатов (d<), мм

Количество водопрочных агрегаTOH (11) 3,2 Степень разрумянил (К)

Скорость pas

p>J>>» Hx>l (— ), мин ,Ьс

Степень раврунения (К)

3,2 Скорость разрувення

ЬК (— -), мнн бс

Степень разрунения (К) 5,70 5,17 5,25 4,89 4,66 3,94 3,64 3,18

1,0 1,34 1,28 1,58 1,83 3,03 3,84 5,79

1605204

Редактор В. Данко

Заказ 3452 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

02 ф у ф

Гкарюпц па3енца каплц и/с фиг.1

Фиг.Г

Составитель А. Шевченко

Техред Л.Олийнык Корректор А. Осауленко