Способ определения устойчивости почвенных агрегатов к дождевой эрозии Советский патент 1990 года по МПК G01N33/24 

сд to

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_O и D_р. Находят количество более мелких агрегатов, образовавшихся из разрушенных, по формуле H = (D_о/D_р)³. 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.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошению почв, и может быть использовано в , почвеннр-мелиоративных исследованиях .на склоновых землях при проектировании орошения дождеванием.

Цель изобретения - повьш1ение точности определения.

На фиг. 1 представлен график зависимости количества разрушенных агрегатов от скорости падения капель при

дождевании; на фиг. 2 - зависимость скорости разрушения агрегатов от интенсивности дождевания.

I

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, черноземные, каштановые, пойменные) с.учетом их гранулометрического состава.

Зависимость скорости разрушения агрегатов от продолжительности дождевания приведена в табл. . .

По истечении определенного времени скорость, разрушения стабилизируется, процессы разрушения протекают очень медленно. Основное р.азрушение Q агрегатов происходит до начала времени стабилизации. Для моделирования процесса разрушения и определения критической неразрушающей агрегата скорости достаточно, чтобы продолзкитель- 5 ность дождевания соответствовала началу времени стабилизации процесса разрушения .

Интенсивность, выбранная для дождекольца слоем, равным по толщине средневзвешенному 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 осу осуществляли 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 (d, мм). По величине средневзвешенных диаметров агрегатов образцов, подвергнутых дождеванию (dp, мм), рассчитали количество

вания, не должна оказывать влияния на о водопрочных агрегатов, образовавших- процесс разрушения„ На фиг .2 пред- ся в результате дождевания (п) по фор- ставлен график зависимости скорости разрушения агрегата V(I) от интенсивности дождя (.1) о Скорость разрушения определяли для каждой интенсивности 25

фуле п (--) dp

Ad|

Д ч Р

по зависимости V(l) .

U1

Из графика видно, что при интенсивности дождя I 2 мм/мин она практически не окаДанные о разрушении почвенных агрегатов при разной скорости капель приведены в таЬл. 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, исследуемые почвы сравнительно устойчизьтаёт влияния на процесс разрушения. 30 Фактором, определяющим разрушение, яв- . ляется скорость падения капли. Интенсивностью I 10 мм/мин проводить дожде- вание не следует, так как происходит быстрое затопление поверхности об-35 действию капель, имеющих ско- разцово Образующийся при этом слой воды искажает процесс разрушения и негативно сказывается на точности определения критической скорости капель (V ,р). Позтому дождевание следует 0 проводить при интенсивности доядя, 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 оценить влияние скорости падения капель на процесс разрушения при продолжи- .тельности дождевания 25-35 мин с ин- .тенсивностью дождя 2-10 мм/мин.

Пример. Исследовали темно- каштановую тяжелосуглинистую почву.Девять почвенных образцов массой 40-50 г калд .ый быпи уложены в металлические

50

55

рость, 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 изобретения

Способ определения устойчивости почвенных агрегатов к дождевой эрозии, включаюш;ий капиллярное увлажнение почвенных образцов, их дождевание и определение показателя устойчивости почвенных агрегатов, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения 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

кольца слоем, равным по толщине средневзвешенному 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 осу осуществляли 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 (d, мм). По величине средневзвешенных диаметров агрегатов образцов, подвергнутых дождеванию (dp, мм), рассчитали количество

водопрочных агрегатов, образовавших- ся в результате дождевания (п) по фор-

водопрочных аг ся в результат

фуле п (--) dp

водопрочных агрегатов, образовавших- ся в результате дождевания (п) по фор-

Данные о разрушении почвенных агрегатов при разной скорости капель приведены в таЬл. 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, исследуемые почвы сравнительно устойчи действию капель, имеющих ско-

действию капель, имеющих ско-

рость, 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 изобретения

Способ определения устойчивости почвенных агрегатов к дождевой эрозии, включаюш;ий капиллярное увлажнение почвенных образцов, их дождевание и определение показателя устойчивости почвенных агрегатов, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения 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

дождеванию 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, после чего осуществляют мокрое просеивание образцов, определяют средневзвешенный диаметр почвенных агрегаГрануло- Факторы разрушенияПоказателиПродолжительность До1левани:

метрн-г---- Т разрушения™-iТ Г

ческий .1, V, V,.,, Vj водопроч--О 5 10 15 I

состав мм/мня м/с и/с I агре-I I 1

почв j IгатовI I

Продолжительность дотаевания

углиокегкий

1,0 5,0

1,56

Степень раз- t,0 0,87 0,78 рушения (К) 3,2 v KopocTb разрушения

0,73 0

.АК . -I 1-), мин а

2010 IOMO 10 0,

2,0 5,0

ий 5,0

10,0

1,56

6,7 2,10

9,1 2,85

2010 IOMO

3,2 Стелень раз- 1,0 0,79 0,68 0,62 рушения (К) Скорость разрушения

(J), мин

Стелень раз- руления (К) 1,0 0,65 0,54 3,2 Скорость разрушения

, UK, - (-J-), кин

Степень разрушенкя (К) 1,0 0,54 0,44 0,39

- 22-10 12.10 0,48

22-10 12-10

3,2 Скорость разрушения

( -f), мин

20-10 10-10

Скорость капли I(V), м/с

1,0

Средневзвешенный диаметр водопрочных агрегатов (dp), мм Количество водопрочных агрегатов (п)

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

шенных агрегатов и находят максимальную неразрушающую агрегаты скорость падения капель по резкому увеличению числа разрушенных почвенных агрегатов на графике зависимости количества разрушенных агрегатов от скорости падения капель.

Таблица

кик

25 I 30 I 60 I 90

) ТбО Тэ

120

0,73 0,68 0,65 0,62 0,51 0,45 0,А2

10-10 0,58

6-10 6-10 4-10 2-10 1-10 0,54 0,51 0,41 0,37 0,34

0,54

0,44 0,39

22-10 12.10 0,48 0,44

22-10 12-10 8-10 0,36

8-10 6-10 3-10 1-10 1.

0,41 0,39 0,31 0,27 0,25

0,33 0,31 0,25 0,22

1-10 0,20

,-

20-10 10-10 6-10 6-10 4-1(1 2-10 1-10 1-10

Таблица 2

1,5 I 2,0 J 2,5 I 3,0 1 3,5 4,0

1603204

г 3

Скорость падения к-алщ м/с Фиг. 1

ШУ/мин

10