Что такое инфильтрация почвы

Что такое инфильтрация почвы

Почвенная влага.
Процесс инфильтрации (впитывания)
Когда идёт дождь, или поле орошают искусственно, вода впитывается в землю. Этот процесс называется инфильтрацией.
Скорость инфильтрации грунта зависит от постоянных факторов, таких как текстура почвы. Но она, кроме того, определяется факторами, значение которых может меняться, как, например, содержание влаги в почве и т.д. Рассмотрим основные факторы, влияющие на скорости инфильтрации воды в почву.
Инфильтрация воды в песок происходит быстрее, чем инфильтрация в глину. Про песок можно сказать, что его скорость инфильтрации выше.
Скорость инфильтрации грунта — это быстрота, с которой он способен впитывать воду. Обычно она измеряется толщиной (в мм) слоя воды, который грунт впитывает за час.
Скорость инфильтрации в 15 мм/час означает, что потребуется час времени, чтобы грунт впитал с поверхности слой воды в 15 мм.
Уровень впитывания воды почвой, или насколько быстро вода просачивается в почву, влияет на выбор интенсивности орошения или, другими словами, на количество воды, выливаемое в единицу времени на определенную почву.
Грубая почва впитывает воду быстрее, чем, например глина. Поэтому мы должны избежать главной проблемы, выливание воды быстрее и больше, чем почва может ее впитать. Иначе в результате перелива мы получим эрозию (разрушение) верхних слоев почвы и образование луж, что скажется на здоровье растений.
Холмистые площади, площади со значительными перепадами высот представляют некоторую проблему при проектировании системы автоматического полива. Приходится учитывать количество осадков оросителей и соотносить его с уровнем впитываемости почвы. С увеличением угла наклона уменьшается значение впитываемоести, а уровень перерасхода воды растет.
Ниже приведена таблица «Максимальное количество осадков для склонов», где отображены значения максимального количества осадков в зависимости от типа почвы и от процентного значения уклона.

Также учитывайте, что с увеличением угла наклона поверхности орошения, изменяется профиль орошения. Радиусы полива меняются.

На практике для того, чтобы компенсировать уменьшение радиуса полива, связанного с наклоном площади орошения, уменьшают расстояние между соседними по склону спринклерами на 1 % на каждое 1% увеличение наклона вплоть до 10 % (высота склона (м) / 100м * 100%). Раз, выбрав расстояние между спринклерами, его выдерживают по всему склону. Из рисунка видно, что в сторону подъема радиус полива уменьшается настолько же, насколько он увеличивается в сторону спуска. При этом образуется две проблемных области. Это область на самом верху склона и на самом его низу. В самом вверху расстояние между спринклерами надо выбрать равное реальному радиусу орошения, в то время как на основании склона расстояние надо брать увеличенным. Увеличенное расстояние у подножия слона стоит брать, для того чтобы избежать переувлажнения за границей склона.
Вдобавок время работы спринклеров на вершине холма должно быть большим, чем время работы спринклеров у основания склона. И еще один нюанс нижние спринклеры должны располагаться не в самом низу склона или у его основания, а чуть выше по склону.
Учитывая вышесказанное. Проектировщик системы полива должен определить: какую схему полива и какой режим ему выбрать при проектировании. Будут ли это дождевальные оросители (роторы, распылители) или же это будут капельницы и капельный шланг (эмиттеры) и будет ли это обильный разовый полив (см/неделю) или же частый, но кратковременный полив для того, чтобы избежать эрозии почвы (мм/день).

Уровень содержания влаги в почве характеризует количество воды, наличествующей в грунте.
Обычно эта величина выражается как количество воды (толщина слоя в мм) на метр глубины почвы. Например: когда в метре почвы присутствует количество воды (толщина слоя в мм) в 150 мм, уровень содержания влаги в почве — 150 мм/м.

Уровень содержания влаги также можно выразить в процентах от общего объёма. Например, в 1м3 почвы (т.е. с глубиной в 1 м и площадью поверхности 1 м2) содержится 0,150 м3 воды (слой толщиной в 0,150 м и площадью поверхности 1 м2). Что равняется следующему процентному содержанию влаги:

Таким образом, содержание влаги, равное 100 мм/м, соответствует 10-процентному содержанию влаги в почве .
От того сколько воды содержится в почве зависит нормальный рост растения. В ирригации принято считать, что существуют три состояния почвы, связанные с содержанием в ней воды. Рассмотрим их:
а) Предел насыщения
Когда идёт дождь или производят орошение, почвенные поры заполняются водой. Если водой наполнены все поры, про такую почву говорят, что она водонасыщенная. В этой почве совсем не остаётся воздуха.
Растениям необходимо, чтобы в почве присутствовали и вода, и воздух. При водонасыщении отсутствие воздуха может стать губительным для растения. Большинство культур не могут выдержать состояние водонасыщенной почвы более 2-5 дней.
б) Полевая влагоемкость
По окончании дренажа — сброса гравитационной воды, крупные почвенные поры заполнены как воздухом, так и водой, в то время как маленькие поры (капилляры) заполнены полностью водой. На этом этапе про почву говорят, что она достигла полевой влагоёмкости. В состоянии полевой влагоёмкости почва содержит такое количество воды и воздуха, которое считается оптимальным для роста растения.
в) Влажность необратимого завядания
Мало-помалу вода, скопившаяся в почве, всасывается корнями растений или испаряется с верхнего почвенного слоя в атмосферу. Если воду почву не добавлять, почва постепенно иссушается.
Чем суше становится почва, чем крепче удерживается оставшаяся вода на частицах почвы, и тем сложнее корням добывать её.

Источник

Инфильтрация

Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .

В. С. Ковалевский.

Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984—1991 .

Полезное

Смотреть что такое «Инфильтрация» в других словарях:

ИНФИЛЬТРАЦИЯ — (ново лат., от ср. в. лат. filtrum, feltrum, от анг. сак. felt войлок). 1) просачивание жидких тел через твердые. 2) пропитывание ткани тела каким либо веществом. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910.… … Словарь иностранных слов русского языка

инфильтрация — и, ж. infiltration f., нем. Infiltration <лат. infiltro вливаю.1. спец. Проникновение и отложение посторонних веществ в тканях организма. Инфильтрация ткани. БАС 1. Инфильтрация. Общая гигигиена. ЖМИ 1865 6 2 291. 2. Просачивание влаги в почву … Исторический словарь галлицизмов русского языка

инфильтрация — пропитывание, просачивание, проникновение Словарь русских синонимов. инфильтрация сущ., кол во синонимов: 4 • вакуум инфильтрация (1) • … Словарь синонимов

ИНФИЛЬТРАЦИЯ — ИНФИЛЬТРАЦИЯ, инфильтрат (от лат. infiltrare вливать), термин, употребляющийся в нормальной и патологической гистологии, а также и в клинике для обозначения процессов проникновения в ткани как различных клеточных элементов (масса этих последних… … Большая медицинская энциклопедия

инфильтрация — Просачивание, происходящее преимущественно по порам. [ГОСТ 19179 73] инфильтрация Просачивание воды с поверхности внутрь грунтовой толщи под действием гравитации и капиллярного впитывания. [СО 34.21.308 2005] Тематики гидрология сушигидротехника… … Справочник технического переводчика

Инфильтрация — – просачивание, происходящее преимущественно по порам. [ГОСТ 19179 73] Инфильтрация – просачивание воды с поверхности внутрь грунтовой толщи под действием гравитации и капиллярного впитывания. [СО 34.21.308 2005] Рубрика термина:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ИНФИЛЬТРАЦИЯ — (от лат. in в и ср. век. лат. filtratio процеживание) в геологии проникновение атмосферных и поверхностных вод в почву, горную породу по капиллярным и субкапиллярным порам и другим пустотам … Большой Энциклопедический словарь

Инфильтрация — просачивание воды через поры и трещины горных, пород в толщу земной коры … Геологические термины

ИНФИЛЬТРАЦИЯ — ИНФИЛЬТРАЦИЯ, инфильтрации, жен. (от лат. infiltro вливаю) (биол., мед.). Проникновение и скопление в тканях тех или других элементов, которые не являются нормальной составной частью их. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

Инфильтрация — перемещение воздуха через ограждающие конструкции из окружающей среды в помещения за счет ветрового и теплового напоров, формируемых разностью температур и перепадом давления воздуха снаружи и внутри помещений. Источник: ЗДАНИЯ ЖИЛЫЕ. МЕТОД… … Официальная терминология

Источник

Процессы инфильтрации воды в грунт

Установив основные условия равновесия системы горная порода — вода, А. Ф. Лебедев дал также научное обоснование инфильтрационной теории происхождения подземных вод. Он выяснил, что питание грунтовых вод за счет инфильтрации атмосферных осадков может происходить в том случае, когда грунты зоны аэрации находятся в сос­тоянии максимальной молекулярной влагоемкости. Поле­вые определения естественной влажности грунтов пока­зали, что на некоторой глубине в природных условиях влажность грунтов находится обычно в состоянии макси­мальной молекулярной влагоемкости. Даже в степных районах с низким залеганием уровня грунтовых вод грунты «мертвого горизонта» обладают максимальной молеку­лярной влагоемкостью и, таким образом, в этих районах возможно питание грунтовых вод за счет инфильтрации.

А. Ф. Лебедев наблюдал, что в степях, равно как и в других местах, где по геологическим и климатическим условиям грунтовые воды залегают глубоко, в грунтах образуется горизонт с максимальной молекулярной влаго­емкостью, присущей данной породе. В течение осенне-зимнего и зимне-весеннего периодов в верхней части этого горизонта накопляется избыток воды, образуя подвешен­ный горизонт почвенных вод. Летом этот горизонт под влиянием испарения и транспирации растений обычно теряет не только свою гравитационную, подвешенную воду, но и часть пленочной, пересыхая до влажности, соответствующей коэффициенту завядания или несколько ниже, если осень бывает очень сухой. Если осенне-зимне­-весеннее увлажнение будет значительным и горизонт под­вешенных вод опустится настолько, что развивающаяся весной растительность уже не в силах будет использовать воду, находящуюся в его нижней части, то эта вода должна неизбежно двигаться вниз под влиянием силы тяжести, пока не достигнет грунтовых вод.

Схема инфильтрации воды в грунт

Очевидно, что инфильтрация возможна и при наличии «мертвого горизонта» в грунте, если только имеется неко­торый избыток влаги в горизонте с подвешен­ной водой. Интенсив­ность инфильтрации раз­лична, изменяясь в за­висимости от климатиче­ских, литологических, топографических и тому подобных предпосылок. В зоне вечной мерзлоты она равна нулю. В более умеренных северных зо­нах она,вероятно,дости­гает максимума. В степ­ных районах она умерен­на, отсутствуя изредка, в глинистых же пустынях она, по-видимому, отсут­ствует всегда. Там, где на дневную поверхность выходят пески, инфильтрация имеет место повсюду, независимо от широты местности, исключая районы с вечной мерзлотой.

Процесс образования грунтовых вод в общем состоит:

1. из перегонки парообразной воды из одних слоев грунта в другие
2. из инфильтрации жидких вод. Иногда инфиль­трация выпадает, как это имеет место в зоне вечной мерзло­ты или в глинистых пустынях, но никогда не может выпасть — перегонка воды.

Не исключается, конечно, конденсация парообразной влаги воздуха на поверхности почвы, впитывание ее в почву и перемещение далее вниз.

Возможна ли инфильтрация грунтовых вод из выше­лежащих горизонтов в горизонты нижележащие? Пред­ставления о грунтовых водах связываются с наличностью водоупорного ложа грунтовых вод. По-видимому, более правильным будет представление, если мы будем говорить об относительной водопроницаемости ложа грунтовых вод. Абсолютно водонепроницаемые слои грунта — большая редкость. Это или некоторые кристаллические породы, или мощные толщи тонкозернистых глин. Гораздо чаще в при­роде встречаются другие случаи, когда для просачивания через тот или иной так называемый водонепроницаемый слой требуется лишь известное гидростатическое давление. Величиной этого давления и следовало бы определять относительную водонепроницаемость ложа грунтовых вод и грунтов вообще. Понятие об относительной водонепро­ницаемости грунта важно для учения об инфильтрации, так как, пользуясь им, можно представить образование двух, трех и т. д. горизонтов грунтовых вод путем про­сачивания вод вышележащих горизонтов. Если к данному слою грунта в единицу времени притекает жидкой воды больше, чем просачивается через него, то над таким слоем неминуемо должно происходить накопление воды, т. е. обра­зование грунтовых вод.

Здесь встречается пестрое просачивание воды, когда через данный слой на одних участках его вода просачивает­ся, а на других такое просачивание будет отсутствовать. Неравномерное просачивание возможно при наличии вол­нистого рельефа в водонепроницаемом слое или при разно­образии его механического состава и структуры. Просачи­вание в подобных условиях может объяснить нам различную соленость грунтовой воды одного и того же горизонта грунтовых вод на различных участках его: там, где есть просачивание, соли могут быть вымытыми, и мы будем иметь пресную или опресненную воду, там же, где просачи­вание отсутствует, грунтовая вода может быть солоноватой.

Формирование грунтовых вод происходит:

1. путем конденсации парообразных вод почвы, грунта и ювениль­ных вод
2. путем инфильтрации жидких вод (осадки, грунтовые воды вышележащих горизонтов).

По-видимому, бывает так, что эти процессы происходят одновременно, накладываясь один на другой. Однако в природе, несом­ненно, наблюдаются и такие условия, когда грунтовые воды образуются исключительно конденсационным путем. И в том, и в другом случае грунтовые воды должны зале­гать на относительно водонепроницаемом слое, причем в последнем случае положение грунтовой воды может не совпадать с конденсационным слоем, где из водяного пара образуются жидкие воды

Источник