Сейтказиев А.С., Туралина М.Т., Маймакова А.К.
Таразский государственный университет
им.М.Х.Дулати, Казахстан
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПО МЕХАНИЧЕСКИМ СОСТАВОМ ПОЧВОГРУНТА
Главное богатстве в
природе это есть
–сохранения плодордия почвы. Если сохраняется или
востановливается природные ресурсы ,тогда
в орошаемых и
богарных землях будут
полноценное природные среда. А
если ,потеряем эти ресурсы ,которые каждый день и всегда нужны для нас ,мы должны охранять этих богатство. Как они теряется
из природы давно известно и
каким путем осуществляется тоже знаем .
Процессы
деградационного характера имеют место и
в различных элементах природных систем и биосферы в целом; во многих областях
техники, где наблюдаются: снижение, опускание, движение назад, постепенное
ухудшение, упадок, снижение качества (главного сопровождающего фактора главного
сопровождающего фактора любого явления).
Деградационные
процессы наблюдаются при изнашивании, истирание, старении, распаде
радиоактивных элементов, при разных диффузионных процессах, в так называемых
моделях гибели и размножения и т.п.
Деградационные
разрушения часто встречаются в инженерной практике, например, в виде коррозии:
химической и электрохимической, кавитационной, биологической и т.д.
Деградацией
является процессы истирания, износа, размыва, эрозии, различные деформации в
элементах инженерных сооружениях.
Деградации
подвержены, если судить по берегам, речные и морские экосистемы; природные
ресурсы (водные, лесные и т.д.).
Можно
наблюдать черты деградационных процесссов в географических системах и даже в
социальных и политических явлениях жизни, характерной особенностью которых
является постепенное ухудшение характеризующих их определяющих параметров[1].
Потеря
почвы. Для
устойчивого развития человеку необходимо осознать свое отрицательное
воздействие на почву и принять меры по снижению этого воздействия.Увеличение
численности человечества приводит к более интенсивному землепользованию.
Сельское и лесное хозяйство включает земледелие, скотоводство, осушение
заболоченных территорий, орошение, обводнение земель, распашку целины, вырубку
лесов и др. Разнообразное строительство также уменьшает количество пахотных
земель — строительство крупных водохранилищ, каналов, плотин, ГЭС, промышленных
комплексов, городов, железных дорог, населенных пунктов, коммуникаций.
Горнотехнические мероприятия, такие, как разработка и эксплуатация минерального
сырья, добыча полезных ископаемых, в том числе нефти и подземных вод, также
изымают большие территории пахотных земель из природных и агроэкосистем. В
результате разрушения природных экосистем происходит потеря почвы.Самое
разрушительное влияние на почву оказывает эрозия, т. е. процесс захватывания
частиц почвы и их выноса водой (водяная эрозия) или ветром(ветровая эрозия).
Вынос может быть медленным и слабым, когда почва медленно выдувается в ходе
ветровой эрозии, и катастрофическим, когда водная эрозия образует глубокие
овраги после сильного ливня (овражная эрозия). Растительный покров или
естественный опал (опавшие листья) обеспечивают защиту земли от всех видов
эрозии. Водная эрозия начинается с капельной эрозии — действия ударов дождевых
капель; равномерное смывание почвы с поверхности называется плоскостной
эрозией. Для удержания воды и биогенов в почве важнее всего гумус и глина,
удаление которых за счет эрозии приводит к опустыниванию почвы.Сведение лесов.
Лесной покров особенно эффективно предохраняет почву от эрозии и удерживает почвенную
влагу, так как принимает на себя удары дождевых капель и позволяет впитываться
в рыхлый, пахотный слой почвы, покрытый опалом. Кроме этого леса эффективно
усваивают элементы питания, освобожденные при разложении детрита, т. е,
рециркулируют их.Следовательно, вырубка леса не только приводит к эрозии почвы,
но и обедняет ее биогенный состав. К потере почвы приводит и ее орошение —
искусственное снабжение водой пахотных земель. Орошение приводит к
существенному увеличению сельскохозяйственной продукции в регионах, где осадков
выпадает недостаточно, но часто приводит к засолению почвы (т. е. солености
почвы, выходящей за пределы устойчивости растений), поскольку даже очень
хорошая поливная вода содержит солей 500—600 мг/л. При испарении воды из почвы и
транспирации через листья растений растворенные в воде соли остаются в почве.
30% орошаемых земель уже засолены. Засоление почвы приводит к ее опустыниванию
(Азиатская часть СНГ засолена на 30%, в
США — на 22%, в Китае — на 30%). Одной из причин падения богатейшей когда-то
Римской империи было засоление и опустынивание ранее богатых пахотных
земель.Процессы выветривания и почвообразования сильно зависят от климата и
состава материнской породы. Если скорость эрозии не будет превышать скорости
формирования почвы, то потери почвы не произойдет. Однако в большинстве
агроэкосистем этот баланс нарушен, поскольку скорость эрозии в 2—10 раз выше
допустимой.
В настоящее время эрозия
почвы набирает
силу, поскольку рост населения и экономические трудности заставляют людей
вырубать леса, распахивать склоны гор и малопригодные засушливые территории,
использовать методы интенсивного земледелия, которые ненадолго повышают урожай
за счет дополнительной эрозии.Чтобы выше сказанные отрицательные
последствия не происходило и не нарушены плодородия земель , нам всем труженикам
и ученнми надо знать ,
какие мелиоративные , экологические и
агротехнические мероприятия можно проводить и для улушения природной
среды. Прежде всего изучить :
почвенно-климатические условия
,геология и гидрогеологические условия
и почвенные и растительные
покров местности изучаемого
обьекта.
Более подробные данные по
водно-физическим свойствам почв представлены в таблицах1-2 и рисунке 1-2[5].
Полевые исследования (монолитные ) ,необходимые для разработки методов
прогноза водно-солевого режима
мелиорированных земель , проводились на опытных участках , характеризующие пять
группы почв(по механическому составу) в
условиях орошения в Байзакского района Жамбылской области в крестьянском хозяйстве «Кокозек».Более подробные данные по водно-физическим свойствам почв представлены в таблицах1-2[5].
Таблица1 . Водно-физические свойства
почвогрунтов в слое 1м
|
Группы опчв по меаническому составу |
Плотность
почвы,γ,т/м3 |
Плтность твердый фазы почвы ,d, т/м3 |
Коэффициент Фильтрации, К,м/сут |
Порозность,% |
Активная порозность, % |
Полная влагоемкость, % |
Наименьшая влагоемкость, % |
Гигроскопическая влаги, % |
Защемленный воздух, % |
Содержание физической глины 0,01мм % |
|
1 |
1,37 |
2,60 |
2-3 |
47 |
43 |
31,4 |
16,33 |
2 |
2 |
22-27 |
|
2 |
1,39 |
2,63 |
1,5-2 |
47 |
41 |
29,5 |
16,23 |
3 |
3,5 |
30-36 |
|
3 |
1,45 |
2,65 |
0,8-1,5 |
45 |
40 |
27,6 |
18,77 |
2,5 |
3 |
45-50 |
|
4 |
1,51 |
2,69 |
0,5-0,8 |
44 |
38 |
25,2 |
18,14 |
3 |
3 |
60-80 |
|
5 |
1,52 |
2,72 |
0,1-0,5 |
37 |
31 |
20,4 |
16,32 |
4 |
2 |
85 |
Рис .1. Плотность почвы от
водного свойство почвы
Таблица 2. Водно-физические свойства
почвогрунтов в слое 1м
|
Группы опчв по меаническому составу |
Плотность
почвы,γ,т/м3 |
Плтность твердый фазы почвы ,d, т/м3 |
Коэффициент Фильтрации, К,м/сут |
Порозность,% |
Активная порозность, % |
Полная влагоемкость, % |
Наименьшая влагоемкость, % |
Гигроскопическая влаги, % |
Защемленный воздух, % |
Содержание физической глины 0,01мм % |
|
|
1 |
1,35 |
2,62 |
2-3 |
48 |
42 |
35,56 |
17,80 |
2 |
4 |
22-26 |
|
|
2 |
1,38 |
2,64 |
1,5-2 |
47 |
41,5 |
34,06 |
17,70 |
2.5 |
3 |
30-37 |
|
|
3 |
1,46 |
2,65 |
0,8-1,5 |
45 |
39.5 |
30,82 |
18,50 |
2,5 |
3 |
43-55 |
|
|
4 |
1,50 |
2,70 |
0,5-0,8 |
44 |
37.5 |
28,40 |
19,90 |
3.5 |
3 |
60-82 |
|
|
5 |
1,55 |
2,74 |
0,1-0,5 |
43 |
37 |
27,74 |
20,81 |
4 |
2 |
82-87 |
|
Рис.2.Плотность почвы от
водного свойства почвы
Прежде чем ,изучить исследуемого обьекта , с начало
представить методика исследований или составить планы постановка вопросы ,которые отвечали
или дали достоверные результаты исследования
[2-4] .
Краткие
сведения о примененных методах исследования :
1. Плотностьпочвы зоны аэрации определяется в трехкратной повторности
по горизонтам через 25см до глубины 100см,а далее через 50см.
2. Плотность
твердый фазы почвы определяется пикнометрически, по методу С.И.Долгова.
3. Предельная
полевая влагоемкость (ППВ) определялась заполнением площадок круглой формы,диаметром в 1м из расчета
воды-5-7 тыс.м3/га,образцы для
определения влажности брались в трехкратной повторности до глубины 100см через
5-6 дней после затопления площадки.
4. Влажность
почвогрунтов определялась ежедекадно,а также перед.через три и пять суток после полива весовым методом.
5. Механический
состав почвы определялся методом пипетки с обработкой 1п .NaCl и последующим кипячением в течение
30 мин.
6. Общая порозность почв вычисляется формулой:
,
(1)
где D – Плотность твердый фазы ,г/см3;d-объемный вес почвы,г/см3.
7. Активная пористость почв определена формулой :
,
(2)
где Wгигр.-гигроскопическая влага,%;З-защемленный воздух,%.
8. Гигроскопическая
влага определялась путем долгого адсорбирования почв парами воздуха и с последующим высушиванием 5-8
часов при температуре 105 0С до
постоянного веса.
9. Полная
влагаемкость (ПВ) определялась по формуле:
ПВ=Pоб/d (3)
10.
Определение химический анализ
почвы и мелиоративные и эколгические оценки данного обьекта .А
также мелиоративные , агротехнические и
экологические мероприятия изучаемого
массива орошения.
В
условиях теплопереноса эффективная пористость(nэ)выражается в следущем
виде[2,5]:
nэ=
nа+ (1- nа)Ccк.γп/ Св.
γв,
(4)
где Ccк- теплоемкость скелета породы ,дж/К(ккал/кг.0С);
Св- теплоемкость воды, дж/К(ккал/кг.0С); γп и γв-плотность
скелета породы и
воды,т/м3(кг/ м3). Полученные результаты предсталены в таблицу3.
Таблица 3.Эффективная пористость
|
Механи- ческий состав почв |
Порозность По=1-П/ПТф |
Активная порозность̣ Па |
Влажность |
Теплоемкость скелета породы, Сск
дж/°К (ккал/кг*°С) |
Теплоемкость скелета воды, Св
дж/°К (ккал/кг °С) |
Плотность скелета породы,γп т/м3
(кг/см3) |
Плотность воды,γ т/м3 (кг/см3) |
Эффективная порозность,пэ |
||
|
Гигроско- пическая Wr |
Завядания Wз |
|||||||||
|
легкие суглинки |
0,52 |
0,46 |
0,016 |
0,045 |
1,10 |
4,2 |
1.25 |
1,0 |
0,64 |
|
|
средние суглинки |
0,47 |
0,41 |
0,022 |
0,040 |
1,30 |
4,2 |
1.4 |
1,0 |
0,66 |
|
|
тяжелые суглинки |
0,46 |
0,40 |
0,025 |
0,035 |
1,35 |
4,2 |
1,47 |
1,0 |
0,68 |
|
|
глина |
0,43 |
0,38 |
0,030 |
0,020 |
1,40 |
4,2 |
1,55 |
1,0 |
0,70 |
|
|
|
||||||||||
|
легкие суглинки |
0,52 |
0.46 |
0,017 |
0,043 |
1,10 |
4,2 |
1,27 |
1,0 |
0,64 |
|
|
средние суглинки |
0,48 |
0.42 |
0,023 |
0,040 |
1,30 |
4,2 |
1,39 |
1,0 |
0,67 |
|
|
тяжелые суглинки |
0,52 |
0,46 |
0,025 |
0,033 |
1,35 |
4,2 |
1,45 |
1,0 |
0,68 |
|
|
глина |
0,47 |
0,41 |
0,035 |
0,018 |
1,40 |
4,2 |
1,53 |
1,0 |
0,70 |
|
Следовательно ,эффективная пористость колеблется
от 0.64 до 0.70 в зависимости от водно-физических свойств
и теплопереноса изучаемого
механического состава почвы.
Литература:
1.
Деградация и охрана почв. (Под ред.
Добровольского Г.В.),Москва,2002,-654с.
2.
Справочное руководство гидрогеолога.Под
ред.проф.В.М.Максимова .1-2том.,1979,-512с.
3.
Дурасов А.М.,Тазабеков Т.Т.Почвы
Казахстана.-Алма-ата.:Кайнар,1981.-250с
4.
Мирцхулава Ц.Е. Деградация почв и пути
предсказания неблагоприятных ситуаций
при орошении. // Почвоведение. 2001, №12, с.1503-1510.
5.
Сейітқазиев Ә.С. Суғармалы
геоэкожүйелердегі тұзданған топырақтың
су-тұз алмасуы. Тараз ,2010 ,-294б.