Способ определения водно-солевого режима почвогрунтов Советский патент 1990 года по МПК G01N19/10 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в почвоведении и мелиорации для изучения водно-солевого режима почвогрунтов .

Целью изобретения является упрощение и повышение достоверности измерений водно-солевого режима почвогрунтов.

Способ включает операции введения датчика в почву, насыщения водой приэлектродной зоны датчика и измерения электропроводимости и температуры. После насыщения приэлектродной зоны датчика водой и восстановления динамического равновесия в датчике из него отбирают воду до поступления в датчик из почвогрунта порового раствора влаги и насыщения им приэлектродной зоны, после восстановления динамического равновесия измеряют электропроводность и температуру почвогрунта и определяют засоленность последнего по эмпирическим зависимостям.

На чертеже изображен датчик, с помощью которого осуществляется описанный способ

Датчик содержит сплошной,сверху открытый корпус 1, питающие электроды 2 и приемные электроды 3, терморезистор 4, Форма корпуса (емкости) 1 для упрощения изготовления датчика цилиндрическая. Форма электродов не имеет принципиального значения и выбирается произвольной. В центрр корпуса 1 установлена вертикальная труба 5, в которой расположены ( -онСП

со оэ to 1

оь

а 6 для отбора воды и токопроводя- йе выводы 7, соединяющие электроды )и 3 и терморезистор 4 с измери- фльной аппаратурой (на чертеже не оказано). Труба 5 внизу перфориована отверстиями-8. Пространство ежду трубой 5 и корпусом I заполнео фильтрующим материалом 9 (наприер, песком). Сверху труба 5 закры- вфется предохранительным колпаком 1(|). Желонка 6 выполнена в виде стака- нА, на верхнем торце которого устаовлен клапан, а в нижнем торце (дне) имеется отверстие. I /

При опускании желонки в воду кла- пйн приподнимается и впускает воду. наполнения водой желонка под- н мается, а клапан под действием воды опускается и закрывает от- в рстие.

Способ осуществляется следующим образом.

Датчик устанавливают в почву,сни- предохраните: «ый колпак 10 и через трубу 5 подают воду, которая через отверстия 8 поступает в по- лОсть, заполненную фильтрующим материалом 9, и насыщает его водой.Воду подают до полного насыщения при- эЛектродной зоны. После прекращения пЬдачи воды в результате воздействия сил капиллярного давления влаги поч- вогрунта на поверхность насыщенного водой фильтрующего материала 9 с одной стороны и давления столба веды в вертикальной трубе 5 с другой в датчике образуется динамическое равновесие, выраженное тем, что уровень воды в трубе 5 занимает некоторое равновесное положение, С помощью ж елонки 6 из датчика отбирают воду. О полном удалении воды из датчика можно судить, например, исходя из емкостных свойств фильтрующего материала, его объема в корпусе датчика и количества отобранной воды,Например, при объемной пористости фильтрующего материалаэ равной п 0,35S и объеме фильтрующего материала в корпусе датчика V 75000 CMJ иг дат- чика необходимо удалить количество воды, равное п V 2625 см 3 или 2,625 л.

При отборе воды из датчика нарушается равновесие и из почвогрунта в датчик поступает поровый раствор влаги, который насыщает ириэлект- родную зону о В начальной стадии про

0

5

цесса насыщения одновременно с влагой в датчик поступает поровый воздух почвогрунта, приходящий в упру- гое состояние. По мере восстановления динамического равновесия поровый воздух удаляется из датчика и в заключительной стадии приэлектродная зона достигает полного влагонасыще- ния, которое в датчике определяется выравниванием электропроводностей, т.е. наступает после восстановления динамического равновесия.

О восстановлении динамического равновесия можно судить также по достижению уровнем воды в трубе 5 исходного состояния.

Для измерения уровня воды используется желонка (по принципу электроуровнемера), которая подвешена на мерной ленте из электропроводящего материала и подключается при измерении к той же аппаратуре (на чертеже не показана), которой измеряется электропроводность.

После восстановления динамического равновесия с помощью питающих 2 и приемных электродов 3, соединенных токопроводящим выводом 7 с измерительной аппаратурой (на чертеже не показано), измеряют электропроводность заполненного почвенно-грунто- вой влагой фильтрующего материала 9, а терморезистором 4 измеряют температуру и затем по эмпирической зависимости, используя величину электропроводности и температуры, находят засоленность почвенно-грунтовой влаги. Эмпирическая зависимость минерализации от электропроводности определяется общепринятым лабораторным Кетодом, заключающимся в том, что фильтрующий материал последовательно насыпается водой с различной величиной минерализации и параллельно измерительной аппаратурой снимаются показания электропроводности фильтрующего материала. Полученной таким образом эмпирической зависимостью руководствуются при нахождении минерализации по данным режимных наблюдений за электропроводностью.

0

5

0

5

0

По окончании измерений надземную часть датчика закрывают предохранительным колпаком 10. Датчик в почву устанавливают с ппионарно. При последующих периодах измерения RO/IV в датчик не подают, ) тот,ко от пирают до поступления из почвогрунта нового раствора влаги в порах почвы.

Следует,отметить, что при первичном заполнении можно сразу заполнять датчик грунтовой водой, однако в этом случае в датчик грунтовая вода заходит лишь под действием сил гравитационного стекания. В описан- ном варианте после искусственного наполнения водой датчика имеющая место капиллярная кайма над поверхностью воды в датчике связывается капиллярными силами с влагой грунта и после отбора воды грунтовая йода заходит в датчик уже под действием двух сил; силы гравитационного стекания и силы всасывающего давления, последняя является следствием нару,- шенного динамического равновесия. Следовательно, во втором случае сокращается времй, необходимое для первичного заполнения датчика грунтовой водой.

Описанный способ определения водно-солевого режима почвогрунтов обладает более достоверными показателями, так как они снимаются с естественной поровой влаги почвогрунта и облегченной технологией, так как нет нужды в подаче воды при каждом измерении

Формула изобретения

Способ определения водно-солевого режима почвогрунтов,включающий постепенное заполнение водой фильт,

362766

рующего материалаг в котором расположены электроды датчика электропроводности и температуры почвы, сопряженного почвогрунтом, измерение электропроводности и температуры фильтрующего материала в момент достижения динамического .равновесия, определяемого по равенст- Ю ву сил капиллярного давления почвенной влаги и давления столба

5

0

5

воды в датчике, и определение характеристик водно-солевого режима по указанным характеристикам фильтрующего материала, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения достоверности измерений, при первом, измерении электропроводности и температуры, после достижения динамического равновесия регистрируют уровень воды в датчике, затем ее полностью откачивают, выдерживают интервал времени до момента наполнения датчика почвенной влагой до предыдущего уровня заполнения его водой и регистрируют электропроводность и температуру фильтрующего материала, а при последующем измерении фиксируют текущий уровень почвен- но-грунтовой влаги в датчике электропроводности и температуры непосредственно перед регистрацией температуры и электропроводности, после чего воду повторно откачивают, а наступление динамического равновесия определяют в момент выравнивания электропроводности при повторном заполнении датчика почвенно-грунтовой влагой.

/////777///////

1

10

У//////////////,

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для мелиоративных исследований водно-солевого режима почвогрунтов на орошаемых массивах. Цель изобретения - улучшение и повышение достоверности измерений. Способ определения волно-солевого режима почвогрунтов включает введение датчика в почву, насыщение водой приэлектродной зоны датчика и измерение электропроводности и температуры. После насыщения водой приэлектродной зоны и восстановления динамического равновесия в датчике измеряют уровень воды в нем, затем из датчика отбирают воду до поступления в датчик из почвогрунта порового раствора влаги и насыщения им приэлектродной зоны и после восстановления динамического равновесия в датчике измеряют температуру и электропроводность, по которым с помощью заранее определенных эмпирических зависимостей определяют засоленность почвогрунтов. 1 ил.

k 9

-i

Составитель Г.Параев Редактор К.Крупкина Техред М.Ходанич Корректор Л.Патаи

Заказ 104

Тираж 481

ВШИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г К HI СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

0

3

Подписное