Метод определения водопроницаемость почвы

Определение водопроницаемости почвы.

Определение содержания воздуха в почвенном образце,

Определение водопроницаемости почв

Влажность – важный морфологический признак: она влияет на цвет, структуру, плотность почв. В полевых условиях можно определить пять степеней влажности почв взяв почву в руку и сжав её (Табл. № 4).

Определение степени влажности почв

Кроме морфологических свойств почвенные горизонты обладают целым рядом химических и физических свойств (кислотность, плодородие и др.), многие из которых исследуются в лабораторных условиях. Для этого по окончании морфологического описания почвенного профиля из выделенных горизонтов отбирают образцы для анализа. Обычно отбирается 500-1000 гр. почвы. Отбор осуществляется в почвенные мешочки или крафт-пакеты, обязательно этикетируется (на лист бумаги наносится информация о горизонте и помещается вместе с образцом) и доставляется в лабораторию. Если срок доставки в лабораторию большой, то образцы в подсушиваются в сухом проветриваемом помещении.

Опыт. Определение содержания воздуха в почвенном образце

Материалы и оборудование

Жестяная банка емкостью примерно 200 см 3

Стакан емкостью 500 см 3

Методика

1. Поместите пустую банку открытым концом вверх в стакан емкостью 500 см 3 и наполните стакан водой выше края банки. Отметьте уровень воды в стакане.

2. Осторожно выньте банку, наполненную водой, и измерьте объем воды мерным цилиндром. Запишите объем (а). Уровень воды в стакане упадет на величину, равную объему воды в банке.

3. Просверлите примерно восемь маленьких отверстий на дне банки.

4. Банку открытым концом проталкивайте в почву, с поверхности которой удалена растительность, до тех пор пока почва не начнет выходить из отверстий. Осторожно выкопайте банку, переверните ее и удалите лишнюю почву, находящуюся выше края банки.

5. Снова осторожно поместите банку с почвой открытым концом вверх в стакан с водой и разрыхлите почву снарядом, чтобы вытеснить из нее воздух.

6. Уровень воды в стакане станет ниже, чем раньше, потому что часть воды израсходуется на замещение воздуха, который содержался в почве.

7. Из полного мерного цилиндра емкостью 100 см 3 добавьте воду в стакан до прежнего уровня. Запишите объем добавленной воды (b).

8. Процентное содержание воздуха в почвенном образце можно определить по формуле: b/a x 100.

9. Повторите опыт с почвенными образцами из разных районов.

Определение влагоемкости почвы.

Отобрали немного почвы и взвесили. Масса почвы m1 = 100,2 г. Поместили на сутки в духовку при температуре около 100 градусов по Цельсию. Взвесили высушенную почву. Масса почвы стала m2 = 88,4 г. Рассчитали процентное содержание воды по формуле:

Почва содержит 11,7 % воды. Сделали вывод, что из-за жаркого, сухого лета и осени без дождей в исследуемой почве содержится мало влаги.

Определение водопроницаемости почвы.

В цилиндр поместили образец почвы, перевернули его вверх дном в широкий стакан, затем налили примерно 100 мл в воды. Отметили время, за которое вода полностью впиталась в почву — 43 мин 18 с. Вывод: почва имеет не высокую водопроницаемость.

Источник

Способ определения водопроницаемости почвы

Изобретение относится к сельскому хозяйству , в частности к почвоведению, земледелию , мелиорации. Цель — расширение информативности способа за счет определения водопроницаемости по горизонтам и профилю почвы. Согласно способу, предусматривающему создание на поверхности почвы слоя воды и поддержание ее уровня. учет количества воды, поглощаемой почвой в зависимости от времени экспозиции, и определение коэффициента водопроницаемости в зависимости от времени экспозиции , дополнительно определяют объемный вес, удельный вес и объемную влажность почвы по горизонтам, для каждого горизонта определяют общую пороэность, по разности между последней и объемной влажностью определяют объем пор. занятых воздухом, по сопоставлению полученной величины и количествами воды, поглощаемых подвой, определяют время, необходимое для заполнения водой пор, занятых воздухом определенного горизонта, а по коэффициенту водопроницаемости, соответствующему данному времени, судят о коэффициенте водопроницаемости данного горизонта 1 ил., 2 табл. -г Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s 6 О1 N 33/24, \ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ф «,ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4756747/15 .. учет количества воды, поглощаемой почвой (22) 11.10.89 в зависимости от времени экспозиции, и (46) 15.08.92. Бюл. N. 30 определение коэффициента водопройицае(71) Почвеннйй институт им. В,В.Докучаева мости в зависимости от времени экспози.(72) А.B,Øåà÷åíêî, Е.В,Астапенко. В,Г.Ви- ции, дополнительно определяют объемный тязев и В.Е.Макарчук, . вес, удельный вес и объемную влажность (56) Вадюнийа А.Ф, и др. Методы исследо- почвы по горизойтам; ля каждогогоризонвания физическйх в свойств почвы. М. Аг- та определяютобщуюпороэность,поразноропромиздат, 1986; с. 222 — 226. сти между последней и объемной (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОПРО- влажностью определяют объем пор, заняНИЦАЕМОСТЙ ПОЧВЫ » : тых воздухом по сопоставленйю получен(57) Изобретение относится к сельскому хо- ной величины и количествами воды, зяйСтву, в чаетноСти к почвоведению, земле- поглощаемых почвой, определяют время, делию, мелиорации. Цель — расширение . необходимое для заполнения водой пор, заинформативности Способа за счет ощЖде- нятых воздухом определенного горизонта, а ления водопроницаемости по горизонтам и по коэффйциенту водопронйцаемости, соот- а профилю почвы. Согласно способу, пред1 с- ветствующему данно@у времени, судят о коматрйвающему создание на поверхности эффициенте водопроницаемости данного почвы слоя воды и повфержанйе ее уровня, горизонта, 1 ил„2 табл.

Была выбрана площадка, по состоянию поверхности почвы и микрорельефу харакИзобретение относится к сельскому хо»зяйству,. в частности к почвоведейию, земледелию, мелиораций; и может быть использовано при почвенно-.мелиоратйвных исследованиях, осуществляемах дМя научййх и произаодственных целей.

Цель изобретения — расширение йнформативности способа за счет определения водопроницаемости по горйзонтам и профиле йочвы, r1 р и м е р. Почвы участка дерново-среднеподзолистые среднесуглинистые на покровном суглинке. Участок использовался . под пашней, за несколько лет до проведения исследований была осуществлена мелиорация почвы на глубину 45-50 см.

I терная для всего участка в целом, Металлическая рама 50 х 50 см была погружена режущей кромкой в пахотный горизонт на глубину 7 см, С наружной стороны рамы во избежание растекания воды пахотный горизонт был уплотнен и насыпан уплотнительный валик высотой 3-5 см, примыкающий к раме, В центре этой рамы была установлена вторая рама размерами 25 х 25 см; она была заглублена на 10 см, уплотненйе вблизи этой рамы не проводили. На площадке, ограниченной внутренней рамой, а также между внутренней и внешней рамами были установлены два тонкйх (2 — 3 см) колышка, заглубленных на 8 — 10 см, верхний конец воэвышался над поверхностью почвы на

5 см. Растительность с поверхностй;ограниченной рамами, осторожно, не.разрушая корневой системы, срезана.

Рамы заполнили водой, избегая размыва поверхности почвы, слоем 5 см. Постоянно поддерживали уровень воды, фиксируя его по исчезноаенйю-появлейию мениска у колышков, доливая воду в рамы. По центральной раме фиксировали расход воды во времени. Одновременно учитывали температуру воды в центральной раме и испарение влаги с Ьткрытой водной поверхности (йоследнее составило за 6 ч менее 1 мм и учтено не было).

Исходя из площади учетной рамы и расхода воды были рассчитаны коэффициенты водопроницаемости ао время исследования при данной температуре воды (Кт) во формуле

3. где 0- объем просочившейся воды, см; г.

S —, площадь учетной рамы, см;

Т вЂ” время просачивания, мин;

10 .— коэффициент пересчета в мм, мм/см, был пересчитан на К10 (аодопроницаемость при стандартной сопоставимой температуре 10 С) по формуле

07+003 t о где t — конкретная температура воды, С;

0,7; 0,3 — эмпирические коэффициенты, Результаты исследования приведены в табл. 1, Параллельно на площадке определили плотность почвы (объемный вес (08), г/см») и ее влажность. Были отобраны образцы для определения плотности твердой фазы почвы (удельный вес (УВ), г/см»), которая была определена в лаборатории, Зто позволило определить общую порозность почвы (ОП, $) по формуле

8лажность в $ от массы почвы была пересчитана в от объема почвы ее умножением на коэффйциент, численно равный плотности почвы (ОВ) конкретного горизонта, По разности ОП и влажности в от объема почвы был получен объем пор, не занятых водой, и, следовательно, способный поглощать воду. Результаты приведены в табл. 2 на графике (см. чертеж).

Исходя из данных табл. 1 за 6 ч просочился в почву слой воды (фактически беэ пересчета на температуру), равный 172,3 мм, его определили умножением времени экспозиций на соответствующие К1 и суммированием полученных значений эа все время наблюдения, Пользуясь значением объема пор, занятых воздухом (табл. 2), рассчитали слой почвы, в котором разместилась вода, впитавшаяся в почву. Слой почвы 0-10 см (Π— 100 мм) имеет объем пор, занятых воздухом, которые могут быть заполнены водой, 5 29,91%, т.е, если перевести этот объем в слой воды (мм), то верхний 100 мм слой почвы способен поглотить 29,91 мм воды.

Осуществив йо данным табл. 2 расчет на глубину 140 см (максимальная глубина от10 бора образцов) и просуммировав данные

rio всем горизонтам, получают величину

172,2 мм. Таким образом слой воды, впитавшийся в почву в процессе определения водопроницаемости за 6 ч, примерно равен

15 объему пор, которые мбгли быть заполнены водой, в слое почвы 0-140 см. Следовательно, результат 6-ro часа наблюдений (Kio=0,29 мм/мин) соответствует водопроницаемости слоя на глубине 140 см.

20 На графике водопроницаемости (см, . чертеж) отмечаются следующие участки: плавное в снижение водопроницаемости в течение первых 70 мин наблюдений, стабилизация в промежутке времени 70 — 1100 мин, 25 снижение водопроницаемости в промежутках 100 — 130 мин, 130 мин — 3 ч и ее относительная стабилизация, Очень важна глубина залегания наиболее слабопроницаемого для воды горизон30 та, который начинает определять водопроницаемость почвы а целом с 3-го часа наблюдений. За первые 3 ч просочилось воды в почву (расчеты по данным табл.

1): 2,24 х 10+ 1,87 х 10+ 1,44 х 10+ 1,15 х 10

35 + 0 91 х 10+ 0,74 х 10 + 0,53 х 30+ 0,49 х 30

+ 0,38 х 30+ 0,34 х 30 = 135,7 мм, Учитывая большой объем впитавшейся воды, расчет целесообразнее проводить с глубины 140 см к поверхности. Слой от глу40 бины проникновения воды к 3-му часу наблюдений до 140 см (максимальная глубина проникновения воды) поглотил воды (а интервале 3-6 ч) 173,3 — 135,7 = 36,3 мм. Слой

110-140 мм способен поглотить (расчет ана45 логичен приведенному для слоя Π— 10 см)

Для слоя 90 — 100 см

14,8 мм+ 16,3 мм = 31,1 мм — слой воды, поглощенный в интервале глубин 90-140 см.

Глубина проникновения воды к 3-му часу меньше 90 см на величину почвенного

55 слоя, имеющего емкость 36,6 мм — 31,1 мм =

8 слое 70-90 см емкость

100 % . — 27,4 мм.

Далее составили пропорцию:

В процессе определения водопроницаемости первый перегиб наблюдался на

70 мин от начала наблюдений. Это соответ27,4 мм — 20 см

27,4 ствуег слою просочившейся воды 88,9 мм, Этот результат получилй умножением соответствующих К1 на время экспозиции и суммированием результатов, Для нахождения т,е. глубина проникновения воды к концу

3-ro часа наблюдений на 4 см меньше 90 см (90 — 4 = 86 см). Таким образом гориэойты, характеризующиеся наиболее низкой водопроницаемостью K10 = 0,34 — 0,29 мм/мин, залегают глубже 86 см. глубины залегания горизонта, который обусловил стабилизацию водопроницаемости через 70 мин после начала определения, выяснили мощность горизонта, имеющего возможность поглотить 88,9 мм воды:

29,91 X 100 + 24,59 Х 100 + 14,38 Х 100+ 15,65 X 100 + 15,65 X 100+ 12,15 X 100

Это объем воды, который может быть емости (большая йлощадь вскрытия, нарупоглощен верхним 50-сантиметровым сло- шение сложения почвы,.затопление разреза ем, Он больше объема свободных пор аэра- из-«за дренирующего действия трещин и ции искомого слоя с емкостью 88,9 мм т.д.). Способ расширяет функциональныа (96,7 — 88,9. =- 7,8) на 7,8 мм. Составили про- 5 возможности определения водопроницаепорцию по слою 40 — 50 см ;мости почв по горизонтам и может быть

10 cM — 12,15 мм воды использован при почвенно-мелиоративных

X — 7,8 мм воды исследованиях для решения научных и проХ=бсм, изводственных задач.

Таким образом глубина залегания ис- 10 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я комого горизонта 50 cM — 6 см = 44 см Способ определения водопрбницаемо(= 45 см). Аналогично осуществляют расчет стй почвы, включающий создание на поверглубин для остальныххарактерныхучастков хности почвы слоя воды и поддержание ee . графика водопроницаемости. уровня, учет количеств воды, поглощаемых

Водопроницаемость верхних горизон- 15 почвой в зависимостй от времени экспозитов плавйо снйжается до глубину 45 см, т,е. ции, и определение коэффицйента водопроглубины мелиоративной обработки с вели- ницаемости в зависимости от времени чин К10 более 2 ммl мин до примерно экспозиции, отличающийся тем, что, 0,6 мм/мин. Влияние плужной подошвы от- с целью расширения информативности спосутствует в интервале глубин 45-60 см,.К10 20 соба за счет определенйя водопроницаемо.стабилизируется науровне0,55-0;5мм/мин, сти по горизонтам и профилю почвы, В интервале глубин 60-70 см сравнительно дополнительно определяют объемный вес, резко снижается до 0,38 мм!мин. Глубины, удельный Вее, и объемную влажность почвы соответствующие значениям K10, нанесены по горизонтам, для каждого горизонта опрена график водопроницаемости, представ- 25 деляютобщуюпорозность, пооазницемежленный на чертеже, ду последней и объемной влажностью

Технико-экономическая эффективность определяют объем пор, занятых воздухом, предлагаемого способа обусловлена «пол-: по сопоставлению полученной величины и. учением дополнительной информации количества воды,»поглощаемых почвой, Оп. практически без дополнительных затрат. 30 ределяют время,:необходимоедлязаполнеПредлагаемый способ по сравнениюсизве- ния водой пор, занятых воздухом стнымтребуетсущественноменьшихтрудо-: определеннОго горйзонта, à по коэффицизатрат (пример 3 чел./дн на исследуеиый . енту водопроницаемости, соответствующеобъект). Исключаются все активные дейст- му данному времени судят о коэффициенте вия по прямому определению водопроница- 35 водопроницаемости дайного горизонта.

Водопроницаемость исследуемой почвы

Водопроницаемость при данной температуре Къ мм/мин

Объем просо- Температура чившейся во- воды в учетды за время ной раме, С экспозиции

Время экспозиции, мин

Водопроницаемость при температуре

Время с момента начала исследования, ч; мин

Влажность. от массы почвы

Влажность в от объема почвы

Плотность почвы (08), г/см

ОП почвы, от объема почвы

Объем пор, занятых воздухом, от объема почвы

Источник