Способ сохранения запаса влаги в почве Советский патент 1987 года по МПК A01B13/16 

13

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и может ис- пользоваться для повышения плодороди почв в зонах с выраженным промерзанием грунта в зимний период, а также в засушливых степях с глубоким залеганием грунтовых вод.

Целью изобретения является повышение плодородия почвы путем стабили зации в ее корнеобитаемом слое запасов влаги, накопленной за период естественного промерзания.

На чертеже схематически представлен гидрогеологический обрабатываемы участок, на котором реализуется предлагаемый способ сохранения запаса влаги и питательных веществ в почве, разрез.

Участок включает в себя зону 1 грунтовых вод с изменяющимися уровнями в предвесенний период в - в и осенью перед замерзанием грунта а - подмерзлотную зону 2 аэрации, представленную талым грунтом,с подвижной границей 3 промерзания, промерзщий слой 4. В промерзшем слое образована сквозная полость 5, позволяющая осуществлять доступ атмосферного воздуха под промерзший слой в зону 2 аэрации,

В осенний период за счет осадков и инфильтрационного питания грунтовых вод их уровень перед промерзанием почвы максимален и соответствует значению а - а. В предвесенний период из-за отсутствия инфильтрационной подпитки грунтовых вод при наличии промерзшего слоя 4 их уровень падает до минимального значения в - в, что приводит к возникновению разрежения (вакуума) под промерзшим слоем .в зоне 2 аэрации. Дополнительное значение вакуума обусловлено конденсацией паров влаги под промерзшим слоем. Та КИМ образом, в предвесенний период образуется градиент давления, проявляющийся на расстоянии от дневной поверхности до глубинного горизонта, в.котором температура практически не меняется зимой и летом.

В осенне-зимний период отрицательных температур формируется промерзший слой 4 с подвижной границей 3 промерзания . При этом резковыраженный градиент температуры на глубине грунта и упомянутый градиент давления обуславливают процесс термодиффузионного переноса влаги из области 1 грунтовых вод и зоны /. аэрации в подвижную границу 3 промерзания, где происходит фазовый переход воды в лед.

В предвесенний период начинается оттаивание грунта, подвижная граница 3 устремляется вверх, а процесс переноса меняет направление и становится обратимым (нисходящим). В этот период для сохранения накопленных- запасов влаги и питательных веществ в промерзшем слое почвы осуществляют разрушение промерзшего слоя 4 на глу- , 11ревьщ ающую глубину промерзания грунта с образованием сквозных полостей 5, соединяющих подмерзлотную зону 2 аэрации с атмосферой. При этом через полость 5 (щели, скважины и т.п.) атмосферный воздух устремляется под промерзший слой 4, тем самым снимает разрежение в зоне 2 аэрации и градиент давления вдоль промерзшего слоя, т.е. создает условия для необратимости процесса термодиффузионного переноса влаги и исключает нисходящую миграцию почвенной влагозарядки в нижележащие горизонты грунта в весенний период. Стабилизация влаги в почве в весенний предпосевной период способствует повышению плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур.

Пример. Для сохранения запасов влаги в почве были пробурены две скважины диаметром 30 мм на расстоянии 30 м и глубиной 2,5 м. Глубина промерзшего слоя почвы на момент бурения составила 1,6 м. Расстояние между скважинами определялось с учетом скорости фильтрации почвенной влаги в радиальном направлении от центра .скважин за счет поступления атмосферного воздуха в зону разрежения по формуле

L 2

где L

К

iP

t расстояние между скважинами; коэффициент фильтрации почвы; разность давлений воздуха в подмерзлотной зоне и атмосфере;

время полного оттаивания грунта (период проникновения атмосферного воздуха через полости ) .

Бурение скважин осуществлялось в марте. В пробуренных скважинах первоначально устанавливали измерительные трубы с дифманометром. При этом

13

разность давлений воздуха в подмерз- лотном слое и атмосфере составила ЛР 85 мм вод,ст.

При замере продуктивной влажности в метровом слое почвы через два месяца бьшо установлено следующее: на опытном участке между пробуренными скважинами влажность почвы составила 23-27%, а на контрольном участке (на расстоянии 300 м от скважин) влажность почвы была 18-20%.

Таким образом, бурение скважин и ликвидация разрежения в подмерзлот- ной зоне позволяют повысить влагоза- рядку почвы на 25-30%.

1 Формула изобретения

Способ сохранения запаса влаги в почве, включающий ее разрушение в мерзлом состоянии, отличаю -, щ и и с я тем, что, с целью повьше- ния плодородия почвы путем стабилизации в ее корнеобитаемом слое запасов влаги, накопленной за период естественного промерзания, разрушение про- мерзщего слоя почвы осуществляют в начальный период ее таяния путем формирования сквозных полостей, соединяющих подмерзлотную зону с атмосферой.

(.

/

. .. . - . . ..

;

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и может использоваться для повышения плодородия почв в зонах с выраженным промерзанием грунта в зимний период, особенно в засушливых степях с глубоким залеганием грунтовых вод. Цель изобретения - повышение плодородия почвы путем стабилизации в ее корнеобитае- мом слое запасов влаги, накопленной за период естественного промерзания. В начальный период таяния почвы разрушают подмерзлотный слой почвы на глубину, не разрушающую уровень талых грунтовых вод, путем формирования сквозных полостей, соединяющих под- мерзлотную зону с атмосферой. Образование сквозных полостей способствует проникновению атмосферного воздуха в подмерзлотный слой и обеспечивает сохранение запасов почвенной влаги в подвешенном состоянии в весенний период. Влагозарядка почвы повышается на 25-30%. 1 ил. i (Л со 00 о со о

а Составитель Е. Красавина Редактор Н. Слободяник Техред М.ХоданичКорректор В. Бутяга

Заказ 4061/1Тираж 627

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

у

а

Подписное