ИЗМЕРЕНИЕ ЭРОЗИОННОЙ ОПАСНОСТИ ДОЖДЯ Российский патент 2016 года по МПК A01G25/00 G01N17/00 G01N33/24 

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для определения эрозионного действия дождя на почву.

Известно множество способов определения эрозионного действия дождя (Методы исследования водной эрозии почв. - Кишинев.: 1976. - С.129-136), (Гидротехника и мелиорация. - София, 1983. - №7. - С.21-23).

Недостаток известных способов - высокая трудоемкость оценки определения эрозионного действия дождя.

Наиболее близким по цели и совокупности существенных технических признаков к предлагаемому техническому решению является способ определения эрозионного действия дождя, включающий полив каплями почвенного образца, измерение величины радиуса разлета почвенных частиц и определение эрозионного действия дождя / Жигимонт Ю.Г. Экспериментальное исследование процесса капельной эрозии почвы / Материалы научно-технической студенческой конференции «Роль молодых ученых в модернизации мелиоративной науки». - М.: ФГБОУ ВПО МГУП, 2011. - С.59-66. ISBN 978-5-89231-350-6).

Недостаток известного способа - ограниченные функциональные возможности, которые не позволяют определить величину угла относительно горизонтальной поверхности вылета почвенных частиц.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Сущность способа измерения эрозионной опасности дождя, который включает полив каплями дождя почвенного образца, измерение величины радиуса разлета почвенных частиц и измерение по максимальной величине радиуса разлета эрозионной опасности дождя, заключается в том, что по слоям почвенного образца размещают группы меченых почвенных частиц, поливают каплями дождя почвенный образец, фиксируют радиусы разлета почвенных частиц и их метки, по максимальной величине радиуса разлета и меткам почвенных измеряют эрозионную опасность дождя.

Способ реализуют следующим образом. Над почвенным образцом, установленным на горизонтальной поверхности, размещают мишень с отверстием. Мишень размещают в горизонтальной плоскости, совмещая ее отверстие с центром почвенного образца. Нижнюю плоскость мишени покрывают клеящим составом. Подают одиночные капли дождя в центр почвенного образца. Почвенные частицы вылетают из почвенного образца и фиксируются на нижней поверхности мишени, которая покрыта клеящим составом. Измеряют радиус разлета почвенных частиц, расстояние от поверхности почвенного образца до мишени. По измеренным величинам и формуле β=arctg (h/r), где β - величина угла вылета почвенных частиц относительно горизонтальной плоскости, градус; arctg - функция, обратная тригонометрической функции тангенса; h - расстояние от поверхности почвенного образца до мишени, см; r - средний радиус разлета почвенных частиц, см, рассчитывают угол вылета почвенных частиц относительно горизонтальной плоскости, и далее по величине угла вылета почвенных частиц относительно горизонтальной плоскости определяют эрозионное действие дождя. Максимальное эрозионное действие дождя отмечается при угле вылета почвенных частиц в 45°. При таком угле частицы почвы отбрасываются на максимальное расстояние от места падения капли. Увеличение или уменьшение угла вылета сокращает величину расстояния от места удара капли. Диаметр отверстия в мишени принимают не менее 1.2 от максимального диаметра капель, используемых в опыте. Увеличение диаметра сопровождается вылетом части почвенных частиц в отверстие. При меньшем размере отверстия повышается вероятность падения капель дождя на мишень. В качестве клеящего состава применяют полимерные гидрогели на основе N-винилпирролидона, полиаминов, целлюлозы.

Высоту размещения мишени над поверхностью почвенного образца принимают не менее 3 см. При меньшей высоте повышается вероятность попадания брызг воды на поверхность мишени. Увеличение высоты размещения мишени более 4 см снижает точность определения угла вылета почвенных частиц относительно горизонтальной поверхности. В полете под действием тяжести искривляется траектория полета почвенных частиц. Диаметр почвенного образца принимают не менее 40 мм. При меньшем диаметре проявляются краевые эффекты. Увеличение диаметра повышает трудоемкость работ.

Пример реализации предлагаемого способа. Исследовалась дерново-подзолистая почва, по механическому составу - средний суглинок. Диаметр почвенного образца - 45 мм. На высоте 3.5 см над почвенным образцом разместили мишень, диаметр которой - 20 см. В центре мишени отверстие диаметром 7 мм. Нижняя поверхность мишени покрыта слоем гидрогеля на основе целлюлозы. Почвенный образец разместили под отверстием мишени. На почвенный образец из медицинской иглы, выполняющей функции капельницы, подали одиночную каплю дождя. Зафиксировали радиусы разлета почвенных частиц -2, 3.2, 4.1 см, средний радиус разлета (2+3.1 3.2+ 4.1)/3=3.1 см. По формуле β=arctg (3.5/3.1)=48.46° определили средний угол разлета почвенных частиц. Угол разлета близок к 45°, что говорит о повышенном уровне эрозионного воздействия дождя. Повторность опыта принимают пятикратную.

Предложенный способ расширяет функциональные возможности аналога путем возможности определения величины угла вылета почвенных частиц относительно горизонтальной плоскости, за счет размещения над почвенным образцом мишени, измерения среднего радиуса разлета и высоты размещения мишени, расчета угла вылета по предложенной формуле.

Изобретение относится к способам измерения эрозионной опасности дождя. По слоям почвенного образца размещают группы меченых почвенных частиц. Почвенный образец поливают каплями дождя. После чего измеряют радиусы разлета почвенных частиц и их метки. По максимальной величине радиуса разлета и меткам почвенных частиц измеряют эрозионную опасность дождя. Обеспечивается расширение функциональных возможностей способа, заключающееся в возможности определения, из какого слоя почвенного образца вылетают почвенные частицы.

Способ измерения эрозионной опасности дождя, включающий полив каплями дождя почвенного образца, измерение величины радиуса разлета почвенных частиц и измерение по максимальной величине радиуса разлета эрозионной опасности дождя, отличающийся тем, что по слоям почвенного образца размещают группы меченых почвенных частиц, поливают каплями дождя почвенный образец, фиксируют радиусы разлета почвенных частиц и их метки, по максимальной величине радиуса разлета и меткам почвенных частиц измеряют эрозионную опасность дождя.