СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ЭРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ПОЧВОГРУНТОВ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ Российский патент 1999 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам для изучения эрозионных процессов, возникающих на поверхности почвогрунтов от стока талых, дождевых и ирригационных вод, и может быть использовано в почвоведении, мелиорации и гидрологии.

Известны способы оценки эрозионной стойкости почвогрунтов в полевых условиях, заключающиеся в определении глубины [1] или объема [2] каверны, образовавшейся под воздействием струи воды, вытекающей из резервуара под давлением за фиксированный промежуток времени.

К основным недостаткам известных способов относятся: искажение и неточность измеренных значений глубины каверны вследствие почвенных неоднородностей в их естественном залегании (например, при одном и том же объеме каверны возможны ее большая глубина при меньшем диаметре и наоборот); существенная погрешность определения объема каверны многоштифтовым профилометром вследствие образования микронеровностей на стенках каверны в результате динамического взаимодействия струи воды с почвогрунтом; определяемые глубина и объем каверны имеют размерности соответственно [М³] и [М] и не выражают физическую сущность и величину потенциала эрозионной стойкости почвогрунтов.

Цель изобретения - повышение точности и надежности определения потенциала эрозионной стойкости почвогрунтов в полевых условиях.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения потенциала эрозионной стойкости почвогрунтов, включающем измерение объема каверны, образовавшейся под воздействием струи воды, вытекающей из резервуара под давлением через форсунку за фиксированный промежуток времени, согласно изобретению, измеряют объем каверны путем засыпания ее калиброванным сыпучим материалом из градуированной бюретки, а потенциал ψ эрозионной стойкости почвогрунтов определяют из выражения

На чертеже изображена схема осуществления способа, на которой обозначены: пневмоаккумулятор 1, емкость постоянного давления 2, резервуар для воды 3, трехходовой регулировочный кран 4, воздушный насос 5, манометр 6, подставка 7, форсунка 8 с калиброванным отверстием, соединительные гибкие трубопроводы 9. Резервуар для воды 3 содержит трубку питания 10 с клапаном 11.

Способ реализован следующим образом. Перед началом опытов при помощи воздушного насоса 5 в пневмоаккумуляторе 1 создается избыточное давление, резервуар 3 заполняется водой. Затем форсунка 8 с подставкой 7 устанавливается на исследуемый участок почвы. При помощи трехходового регулировочного крана 4 в емкости 2 устанавливается заданное давление. После чего при помощи клапана 11, соединительных гибких трубопроводов 9 через форсунку 8 на исследуемый участок почвы подается струя воды. При этом в емкости 2 при помощи регулировочного крана 4 поддерживается постоянное заданное давление. Через определенное время t при помощи клапана 11 перекрывается подача воды в форсунку 8. В образовавшуюся каверну после ее подсыхания из градуированной бюретки (на схеме не показана) засыпается предварительно откалиброванный сыпучий материал (для опытов применяли высушенный и просеянный через сито с отверстиями 0,5 мм песок древнеаллювиальных отложений), по объему которого определяется объем каверны. Кроме того, из той же исследуемой поверхности почвогрунта отбираются образцы ненарушенного сложения для определения объемной массы почвогрунта, например, пикнометрическим способом. Полученные данные подставляются в формулу:

где d - диаметр отверстия форсунки, м;
t - продолжительность воздействия струи воды на тестируемый участок почвогрунта, с;
P_в - давление в емкости постоянного давления, Па;
ρ_в,ρ_п - соответственно объемная масса воды и почвы, кг/м³;
V_п - объем раэрушенной почвы или объем каверны, м^3;
μ = 0,533 - постоянная прибора.

Пример реализации способа представлен в таблице.

Технико-экономическое преимущество предложенного способа заключается в повышении точности и надежности определения потенциала эрозионной стойкости почвогрунтов в полевых условиях. Способ может быть использован научно-исследовательскими и производственными организациями, выполняющими проектирование противоэрозионных мероприятий в районах распространения эрозии.

Источники информации.

1. Соболев С. С., Пономарева С.И. Изучение противоэрозионной стойкости почв /Почвоведение N 9-10, 1945, с. 495 ... 496.

2. Soil erodibility testing: Патент N 5243850 США, МКИ 5 G 01 N 17/00, Hanson Gregory J., USA, Secretary of Agriculture, N 972399; заявл. 6.11.92; опубл. 14.9.93; НКИ 73/86.

Изобретение относится к способам изучения эрозионных процессов под воздействием водного стока и может быть использовано в сельском хозяйстве, почвоведении, мелиорации и гидрологии. Потенциал эрозионной стойкости почвогрунтов определяют путем измерения объема каверны, образовавшейся под воздействием струи воды, вытекающей из резервуара под давлением через форсунку за фиксированный промежуток времени. Объем каверны определяют путем засыпания ее калиброванным сыпучим материалом из градуированной бюретки. Потенциал эрозионной стойкости почвогрунтов представляет собой работу по разрушению и выносу единицы массы почвенного образца и рассчитывается по формуле, полученной на основе законов сохранения импульса и энергии. Способ позволяет быстро, точно и надежно определять потенциал эрозионной стойкости почвогрунтов в полевых условиях. 1 ил., 1 табл.

Способ определения потенциала эрозионной стойкости почвогрунтов в полевых условиях, заключающийся в измерении объема каверны, образовавшейся под воздействием струи воды, вытекающей из резервуара под давлением через форсунку за фиксированный промежуток времени, отличающийся тем, что измеряют объем каверны путем засыпания ее калиброванным сыпучим материалом из градуированной бюретки, а потенциал ψ эрозионной стойкости почвогрунтов определяют из выражения:

где d - диаметр отверстия форсунки, м;
t - продолжительность воздействия струи воды на тестируемый участок почвогрунта, с;
P_в - давление в емкости постоянного давления, Па;
ρ_в,ρ_п - соответственно, объемная масса воды и почвы, кг/м³;
V_п - объем разрушенной почвы или объем каверны, м³;
μ = 0,533 - постоянная прибора.