Способ определения противоэрозионной стойкости почвы

 

Изобретение относится к почвоведению и может быть использовано в гидротехнике и гидростроительстве. С целью повышенияточности и расширения информативности способа почвенный образец, помещенный в эрозионный лоток, замораживают, а затем осуществляют его размораживание при нормальной температуре, в течение которого производят размыв поверхности почвенного образца потоком воды и определяют размывающую скорость, по которой судят о противоэрозионной стойкости почвы. Способ позволяет моделировать линейный размыа почв во время снеготаяния и определять противоэрозионную стойкость почвы в состоянии "нулевой завесы", т.е. непосредственно в процессе размораживания, когда почвы обладают минимальной противоэрозионной стойкостью. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАПИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

СПИ(.АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682918/15 (22) 25.04.89 (46) 15.02.92. Бюл. М 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт зернового хозяйства им. А. И, Бараева (72) В. Х. Владимиров (53) 631.4:632.125(088.8) (56) Кузнецов M. С. и др. Методы изучения эрозионных процессов. M.: Изд-во МГУ, 1986, с. 18 — 29.

{54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОТИВОЗРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ПОЧВЫ (57) Изобретение относится к почвоведению и может быть использовано в гидротехнике и гидростроительстве. С целью повышения

Изобретение относится к почвоведению и может быть использовано в гидротехнике и гидростроительстве.

Цель изобретения — повышение точности и расширение информативности способа.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство состоит из рабочей камеры

1, в дно лотка 2 заглублена камера 3 для почвенного образца. Устройство имеет успокоитель 4, гибкий шланг 5, предназначенный для подключения к источнику водоподачи. Воронка 6 предназначена для приема отработанной воды и смытой почвы для учета.

Пример. По гибкому шлангу 5 через успокоитель4 чистая вода поступает в рабо- чую камеру 1, где размывает почвенный об„„. Ж„, 1712867 Al (я)ю G 01 N 33/24 точности и расширения информативности способа почвенный образец, помещенный в эрозионный лоток, замораживают, а затем осуществляют его размораживание при нормальной температуре, в течение которого производят размыв поверхности почвенного образца потоком воды и определяют размывающую скорость, по которой судят о противоэрозионной стойкости почвы, Способ позволяет моделировать линейный размыв почв во время снеготаяния и определять .противоэрозионную стойкость почвы в состоянии "нулевой завесы", т.е. непосредственно в процессе размораживания, когда почвы обладают минимальной противоэрозионной стойкостью. 1 ил. разец, помещенный в камеру 3, образующий с дном лотка 2 одно целое по всей площади контакта с водным потоком. Смытая почва с отработанной водой улавливает°,ь ся через воронку 6 для учета в стеклянный сосуд-отстойник емкостью 10 л (не показан).

Этот же сосуд используется для измерения С@ расхода (для этого на сосуд нанесена шка- Q> ла).

Наблюдение ведут через каждую минуту, через каждую минуту меняют сосуд-отстойник. После прекращения наблюдений за размывом вода в баках-отстойниках отстаивается, частички почвы оседают на дно, чистая вода смывается в водопроводную сеть с помощью переливного шланга, а остатки воды с частицами почвы переносятся на фильтр. Фильтр с почвой высушивается до воздушно-сухого состояния, количество смытой почвы определяется гравиметриче-!

1712867

20

ЗО ски. Взвешивание проводили с точностью до 0,01 г, Предлагаемый способ позволяет при необходимости производить взвешивание на аналитических весах с точностью до

0,0001 г.

Определение размывающей скорости по результатам опытов проводят графически аналогично способу определения размывающей скорости на среднем эрози-, онном лотке.

Размывающая скорость в значительной мере зависит от температурного состояния почвы. Предварительно перед размывом проводят изучение явления размораживания почвы с заданной исходной влажностью. Замораживание проводят путем помещения устройства с почвенным образцом в морозильную камеру бытового холодильника в течение 15 ч при -5ОС, размораживание — при + 20 С. Длительность промораживания зависит от размеров почвенного образца. При размораживании наблюдается явление "нулевой завесы", при которой температура почвенного образца постоянна и равна нулю, Продолжительность "нулевой завесы" зависит от типа почвы, предварительного увлажнения и размеров почвенного образца. Выделены три участка на кривой размораживания: от -5 до 0 С, "нулевая завеса", от 0 до 20 C. Исходя из этого определяются размывающие скорости для каждого участка. Для этого продолжительность размораживания перед размывом задавали, исходя из того, для какого участка хода температур проводится физическое моделирование, Например, дпя участка — 5 — 0 С размыв начинают сразу we после прекращения замораживания образца. При этом продолжительность размыва должна быть не более продолжительности участка -5 — ООС на кривой размораживания.

Для определения размывающей скорости, соответствующей " нулевой завесе", начало размыва соответствует по времени началу "нулевой завесы". П родолжител ьность размыва не превышает продолжительности "нулевой завесы".

Определение размывающей скорости, соответствующей положительным температурам образца после оттаивания, начинали в момент времени, соответствующей концу

"нулевой завесы". Продолжительность размыва была установлена с таким расчетом, чтобы почва не успевала нагреться более, чем до+5 C

Таким образом, вводятся понятия трех размывающих скоростей, соответствующих трем участкам на кривой размораживания.

Кривые размораживания получали непосредственно замораживанием почвенной пробы соответствующего заданного увлажнения в камере устройства.

Способ позволяет изучать противоэрозионную стойкость непосредственно в процессе замораживания-размораживания, В камеру помещается почвенная паста с определенной влажностью. Влажность почвы эадается путем тщательного перемешивания навески почвы и определенного количества воды, полученного путем расчета, исходя из известных значений, гидрофизических констант. По результатам исследований размеров отрываемых потоком частиц почвы в полевых условиях во время стока талых вод превышение поверхности почвенной пробы над плоскостью дна устройства выбрано равным 2 мм. Это превышение создается помещением по краям почвенной камеры двух горизонтальных пластинок толщиной 2 мм. Заправленное таким образом устройство помещается в морозипьную камеру. Начапо размыва после прекращения процесса замораживания устанавливается исходя из целей эксперимента и зависит от того, какая размывающая скорость нас интересует: размывающая скорость почв с температурой -5-0 С, размывающая скорость почв в состоянии "нулевой завесы", размывающая скорость оттаявшего грунта в.процессе нагревания от 0 до 5 С. Продолжительность размыва, в условиях эксперимента принята

10 мин.

За это время при максимальном расходе воды слой почвы в 2 мм в состоянии

"нулевой завесы" разрушается почти полностью и выносится. Кроме этого, продолжительность пребывания песка в замороженном состоянии после прекращения процесса размораживания равна 10 мин, после этого у песка наступает состояние "нулевой завесы". Перед началом размыва пластинки толщиной 2 мм удаляются.

Известный способ не позволяет определять размывающую скорость мерзлых почв и почв в состоянии "нулевой завесы", т.е, в состоянии 0 С, продолжительность которого зависит от свойств почвы и размеров почвенного образца. Наименьшая противоэрозиснная устойчивость почв во время снеготаяния наблюдается в состоянии "нулевой завесы", и поэтому при проектировании противоэрозионных сооружений для защиты почв от линейного размыва во время стока талых воднужны величины размывающей скорости почв в состоянии замораживания— размораживания в окрестности температуры OOC

Предлагаемый способ позволяет проводить физическое моделирование линейного

1712867

Составитель Л.Рубинова

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор А.Лежнина

Заказ 533 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101 .I размыва почв во время снеготаяния с соблюдением всех условий подобия натурных и модельных потоков в интервале температур-5-20 С, определять размывающую скорость почв в состоянии "нулевой завесы", т.е, 5 непосредственно в процессе замораживанияразмораживания в окрестности температуры

0 С, когда почвы обладают минимальной противоэрозионной стойкостью.

Формула изобретения .10

Способ определения противоэрозионной стойкости почвы, включающий размещение почвенного образца в эрозионном лотке, размыв поверхности почвенного образца потоком воды, сбор смытой почвы и определение размывающей скорости потока воды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения информативности способа, размещенный в эрозионном лотке почвенный образец замораживают, а затем осуществляют его размораживание-при нормальной температуре, в течение которого производят размыв поверхности почвенного образца.