uchebnik13

Метод монолитов дает результаты, приближенные к резуль­

татам ПО.ТIевых исследований, при этом можно в бо.,ее широких пределах изменять условия опыта. Описание приемов монтирова­

ния монолита приведено в гл. V (см. рис. 69).

для опреде.,ения скорости впитывания и глубины промачи­

вания в монолит во время его монтирования на границах каждо­

го горизонта закладывают электроды и пьезометры (последние представляют собой изогнутые стеК.'1янные трубки). Их встав­ ляют в боковые стенки монолита на глубину 1-1,5 СМ. Входные

отверстия пьезометров закрывают ватой для предохранения от

засорения почвой. Пьезометры закреПvlЯIOТ на доске, около каж­

дого из них наклеивают полоску из мил.ТIиметр.овоЙ бумаги для

градуировки трубки по высоте. для измерения электропровод­

ности почвы используют прибор типа мостика Уитстона. Электро­

ды, изготовленные из медной или алюминиевой проволоки диа­ метром 2-3 AtJ1t, вставляют в почву на глубину 5 СМ, на расстоя­

нии 10 C.iJ'L друг от друга, или по генетическим горизонтам.

Для этих же целей можно использовать прибор Вильямса­

Саввинова в модификации МГУ.

Определение водопроницаемости насыпных образцов. Мето­

ды этой категории имеют ограниченное применение в агрономи­ ческой практике, но иногда они бывают необходимы' при оценке способов рассолонцовывания, оструктуривания, а также для

определения водопроницаемости почв легкого механического со­ става; значительно чаще этот метод используют грунтоведы

и гидрогеологи для характеристики водопроницаемости в насып­

ных сооружениях.

Используют стеклянные или мета.lлические трубки диаметром

4-5 СМ при высота 20-100 и более СМ, в зависимости от постав­

ленной цели. Нижний конец трубки обвязывают марлей или тонкой

сеткой, на дно трубки кладут кружок из фильтровальной бумаги.

На наружной стенке стеклянной трубки наклеивают полоску из

миллиметровой бумаги. Трубку загружают почвой, пропущенной через сито с диаметром отверстий 1 или 3 M.iJ't, почти до верха

(на 6-7 САС ниже верхнего края трубки). Во избежание отсорти­ ровки материала почву насыпают в трубку через воронку, на которую одевают каучуковую трубку. Плотность почвы по всему

заполненному объему трубки должна быть равномерной,

в трубке рассчитывают ее объемный вес и порозность. Подготов­

ленную трубку с почвой устанавливают на воронке, трубку и во­

ронку укрепляют на штативе. Поверхность почвы в трубке покрывают кружком фильтровальной бумаги для предохранения

от размывания. Воду подают в почву под постоянным напором

в 5 СМ, поддерживаемым с ПОМОПJ,ью приспособления по принципу

251

Мариотта. Для этой цели используют мерный цилиндр емкостью

200 - 250 см3, который закрывают пробкой со вставленной

стеклянной трубкой, конец которой выходит из пробки И косо

срезан. Цилиндр наполняют водой и, закрыв, опрокидывают над

трубкой с почвой. Конец трубки, выходящий из цИ.'lиндра, должен

быть на 5 сл! выше поверхности почвы в трубке. Под воронку

ставят мерный цилиндр или стакан для сбора и учета фильтрую­

щейся воды. После установления напора воды над почвой в труб­

ке записывают время начала впитывания, учитывают расход воды

по уменьшению ее в мерном цилиндре каждые 5-1 О лtuН

И одновременно записывают глубину промачивания. Появление

первой капли фильтрата в нижнем конце трубки следует считать концом процесса впитывания и нача.'IOМ фильтрации. Определяют

количество профильтровавшейся воды за опреде.'lенные интерва­ лы времени: через каждые 10 мин в течение первого часа, через каждые 30 мин в течение второго и третьего часов и затем через

часовые интервалы, до получения одинаковых значений К. Одновременно необходимо отмечать температуру воды, исполь­

зуемой при работе.

Коэффициенты впитывания или фильтрации рассчитывают по

формуле.

Приводят расчеты к температуре 100 С (по формуле 90).

Полученные результаты оформляют в таблицу и график, где на

оси ординат откладывают величины К10, а по оси абсцисс­

время Т.

Определение водопроницаемости в приборе Тима. В приборе

Тима определяют коэффициент фильтрации образцов с нарушен­

ной структурой при подаче воды сверху.

Прибор (рис. 80) состоит из металлического Ilилиндра (1)

диаметром 10 см, высотой 40 см с глухим дном. В центральную

часть цилиндра вмонтированы три боковых патрубка на расстоя­ нии 10 см один от другого. Внутри цилиндра отверстия патруб­

ков закрыты тонкой проволочной сеткой, резиновыми трубками они соединены со стеклянными трубками, служащими для изме­ рения пьезометрического уровня воды на соответствующей высоте

цилиндра (2).

Пьезометрические трубки закреплены на доске с МИЛ.ТIИметро­

вой шкалой.

Вверху и внизу цилиндра-патрубки: верхний для оттока

252

ведут небольшими порциями и обязательно с небольшой высоты (во избежание воздушной сортировки). Насыпав слой в 2-3 СЛ!,

его уп.потняют деревянной трамбовкой до тех пор, пока образец не увлажнится поднявшейся капиллярной водой. Затем, не под­ нимая уровня воды, насыпают новый слой; уложив несколько

почву от размывания струей воды, поступающей сверху во время

опыта.

Увеличивая постепенно напор (поднятием регулирующей трубки), насыщают образец до тех пор, пока вода не пошштся

на поверхности гравия, после чего подачу воды снизу прекра­

щают. Отсоединив регулирующую трубку (3) от водоподводящеiJ трубки, закрепляют ее на штативе на уровне верхнего

патрубка. Водоподводящую трубку (4) переводят на верх

цилиндра, открывают зажим и наполняют цилиндр водой до отверстия верхнего патрубка. После этого J станавливают такой

ток воды, чтобы уровень ее в цилиндре над образцом стоял на

одной высоте в продолжение всего опыта.

Проверка nри60ра. Перед началом опыта необходимо прове­

рить работу пьезометров. Для этого регулирующую трубку за­ крепляют на стойке на высоте верхнего патрубка. При таком по­ ложении движение воды через образец не должно происходить

прибора уровень устанавливается быстро, в образцах маловодо­

проницаемых это происходит очень медленно, за несколько ча­

сов. При неисправных пьезометрах одинаковый уровень не уста­

навливается очень долго.

ПОС.1е проверки прибора начинают опыт, сущность которого

заключается в определении скорости фильтрации при различных

градиентах напора.

Ход опыта. Регулирующую трубку (3) устанавливают на

высоте середины верхней трети испытуемой колонки грунта, что

создает напорный градиент, и происходит фильтрация воды. Фильтрующаяся вода начинает стекать через регулирующую трубку.

После установления постоянного уровня воды в пьезометрах

производят отсчеты показаний по пьезометрам и вычисляют

разность уровней воды в них, а также замеряют расход воды

в определенные интервалы времени. Для этого под регулирую­

щую трубку подставляют мерный сосуд. При данном напоре делают 2 - 3 замера и записывают температуру используемой

воды.

254

ГЛАВА VIII

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ИСПАРЕНИЯ ВОДЫ ИЗ почвы

Испарение - процесс перехода воды из жидкого в парооб­

разное состояние вследствие теплового движения молекул воды.

Скорость этого движения возрастает с увеличением температу­

ры, вместе с тем увеличивается и испарение.

Образование пара в поверхностных слоях почвы и передви­

Испарение с поверхности водных бассейнов называют испа­

ряемостью.

Испаряемость характеризует потенциальную возможность

испарения при данных УСJ'lовиях среды и определяется, главным

образом, притоком тепла.

По аналогии с испаряемостью с водной поверхности испа­

ряемость из почвы определяют как величину испарения влаги

из водонасыщенной почвы при постоянном притоке воды в испа­

ряемую толщу почвы.

Для измерения величины испарения используют расчетные

методы, в основе которых лежит связь гидрометеорологических

характеристик с суммарной величиной испарения и определяют испарения при помощи приборов разной конструкции.

Расчетные методы

Определение суммарного испарения Е в .ММ за месяц при

средней месячной температуре ТО и относительной влажности воз­ духа - а производят по формуле Иванова:

E=O,0018(25+TO}2.(IOO-a). (91)

256

Лабораторные методы

М е т о Д т р у б о к. Стеклянные трубки длиною 20-25 см

обвязывают снизу марлей с фильтром, заполняют почвой и уста­

навливают в деревянную подставку. Электрической лампой сверху

нагревают ПОВ$РХНОСТЬ почвы в трубке и вентилятором подают воздух, создающий ветер определенной силы. Для контроля

постоянства температуры и ветра в течение дня производят 3-5

определений температуры и силы ветра (аиемометром) на поверх­ HocTи почвы. Величину испарения определяют по весу, производя

взвешивание трубок раз в сутки или раз в пять дней, в зависи-

u

мости от интенсивности испарения и поставленнои задачи или

притоке воды в ее толщу можно определить с помощью установки,

предложенной Дерягиным и Мельниковой (1956) (рис. 81).

Цилиндр (1) высотой 20-30 см с почвой, просеянной через

258

(табл. 39); после снеготаяния не поливают. Площадку закры­

вают соломой или травой и на второй день определяют исходную

влажность. Вначале влажность почвы до глубины 150 - 200 СМ определяют 2 - 3 раза через каждые 5 дней, затем через 10.

В первом метре пробы на влажность отбираюr в каждом 10-сантиметровом слое с тройной повторностью, ВО втором­ 'Iерез 10 СМ с двойной повторностью. для сокращения проб все контрольные образцы берут в один бюкс. Влажность вычисляют в О/о или ММ водного столба в каждом слое и в ММ по слоям О-50, 50-100 см 'и т. д. Определяют приход или расход

влаги за срок наблюдения (А-В). Зная количество осадков за

этот срок, вычисляют Е в мм/сутки по формуле 95.

Таблица 39

При м е ч а н и е: Наблюдения ПРОИЗВОДi-fЛИ в Тингутинском .JIесхозе, б.JIИЗ Волгограда. ПО.JIИВ шющадок произведен B.V, а IO.V - определение исходной

влажности почвы.

Пример: уменьшение запасов влгги в слое О-50 СМ (табл.39) степной делянки за период с 10. V по 12. VI составляло 70 МА!. Осадков выпало 10 .M,'f: фильтрация за пределы данного слоя

Фuн = 4 М. В среднем за сутки испарение

По Высоцкому, в лесу общее испарение можно расчленить на

биологическое и физическое. Выбирают площадку без леса, но в тени деревьев, и окапывают ее канавой глубиною 60 - 80 см, чтобы Б.'1ага ее не расходовалась соседними деревьями. Вторую

площадку располагают так, чтобы в центре было дерево, вокруг

которого производят бурение по окружности радиусом 50-60 О!

(от ствола дерева). На второй площадке определяют величину суммарного испарения, на первой - испарение с поверхности почвы. Разница этих величин показывает величину биологиче­

ского транспирационного испарения.

Д. Р. I\онстантинов (1954), сопоставляя различные методы

определения испарения с поверхности почвы, пришел к выводу,

что наилучшие результаты получают при использовании испари­

телеИ.

260