СейтказиевА.С., Женисхан Д.Ж., Шилибек К.К.

Таразский государственный университет им.М.Х.Дулати, Казахстан

 

РЕГУЛИРОВАНИЕ ВОДНО-СОЛЕВОГО РЕЖИМА СЕРЕЗЕМНО-ЛУГОВЫХ ПОЧВ ЖАМБЫЛСКОЙ ОБЛАСТИ

 

  В последнее время в мелиорации широко стали применяться математические модели, дающие возможность построить прогноз(краткосрочный-для периода промывки и долгосрочный-для периода эксплуатации)водно-солевого режима почвогрунтов для эксплуатационного периода значительно сложнее и более трудоемкое по сравнению с краткосрочным прогнозом и до настоящего времени считается менее изученным.Одним из факторов, задерживающих развитие построения  прогноза водно-солевого режима для эксплуатационного периода является недостаточность достоверных опытных данных,полученных в почвогрунтах с разными водно-физическими свойствами.

  Для построения прогноза водно-солевого режима нами  использовано основное уравнение движения солей в почвогрунте [1-2]:

     ,                                                       (1)

где С-расчетное (прогнозное) содержание солей,г/л или %; t-время,сутки; X-глубина расчетного слоя от поверхности земли,и;Сн-предельная концентрация раствора,г/л или %;-коэффициент обмена (растворение и кристаллизация),1/сут;     D*-коэффициент конвективной диффузии,м2/сут.; Vф- фактическая скорость движения  влаги в почвогрунте , м/сут. определяется по формуле:

 

,                                                                                               (2)

   где   V- скорость фильтрации, м/сут.; mак  -активная  пористость    почвогрунтов, в долях от объема.

  Как видно, в уравнении (1) входит много параметров,от которых в значительной степени в значительной степени зависит точность определения и практическая ценность  результатов.Поэтому вопрос определения гидрохимических параметров,входящих в уравнение (1 на основе большого количества фактического материала,является актуальной и имеет очень большое научное и практическое значение.

  Определению гидрохимических параметров переноса солей в почвогрунте    посвящено много работ Аверьянов С.Ф; Веригин Н.Н., Шульгин Д.Ф; Рекс  Л.М.;Пачепский  Я.А;Соколенко Е.Н, и др. В этих работах приводится методика нахождения одного или другого параметра переноса солей в почвогрунте.  Однако следует отметить,что все они сложные и многопараметричные. Цель настоящей работы состоит :определить гидрохимические параметры переноса солей в почвогрунте для промывного периода, используя   существующие методы; проверить,пригодны ли эти значения гидрохимических параметров для эксплуатационого периода; выяснить возможность применения для этой цели новых, более простых методов.

  а) Определение гидрохимических параметров и построение прогноза водно-солевого режима почвогрунтов для периода промывки.

  Для определения гидрохимических параметров переноса солей в почвогрунте,входящие в уравнение (1),были использованы:

           Величины промывных норм,показателя солеотдачи 5-ти групп почв  на территорий «Кокозек» Байзакского райна Жамбылской области по механическому составу и фильтрационной   способности,предложенные Волобуевым В.Р;

Расчеты проводились известными в литературе формулами[  1-2]:

 ,                                                                                  (3)

 

      ,                                                                                    (4)

 

       ,                                                                                     (5)

 

     ,                                                                                     (6)

   ,                                                                                                  (7)

 

здесь N- промывная норма,м; Ре-параметр  Пекле; А-параметр,зависящий от требуемой степени опреснения в конце промывки;  d-тот же самый  параметр,что и А, без учета   х mак в в формуле (3).

  Использованные данные, которые  необходимы для проведения расчетов и полученные результаты гидрохимических параметров переноса солей в почвогрунте внесены в таблицу 1-2 и рисунках 1-2.

 

Таблица1-2.Гидрохимические показатели сероземно-луговых почв  в условиях  различного механического состава

Группы опчв по механическому составу

 Коэффициент 

Фильтрации,

К,м/сут

Междренное расстояние ,м

 Модуль дренажного стока,

q,

л/с

Исходное

Засоление,

%

Допустимое

Засоление , %

Промывные нормы,Nнт

м3/га

Продолжительность промывки,t,

сут

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

1

2-3

500

1,54

1-2

0,3

6000

45

2

1,5-2

300-500

1,35

1-2

0,3

7000

60

 

3

0,8-1,0

200-300

0,93

1-2

0,3

8000

100

 

4

0,5-0,8

100-200

0,87

1-2

0,3

9000

120

 

5

0,1-0,5

80-100

0,77

1-2

0,3

10000

150

 

 

Продолжение таблицы1.

Актив-ная порис-тость, ma,%

 Параметр Пекле ,Pe

Скорость фильтрации.V ,м/сут

 Фактическая скорость,

Vф ,м/сут

Показатель солее-отдачи, a

Коэффициент обмена, β,1/сут

Коэффициент конвективной диффузии,м2/сут

Расчетное  (прогноз-ное) солесодер-жание,%

 

9

10

11

12

13

14

15

16

 

42

3.6

0.0133

0,032

0,86

0,036

0,0089

0.296

41,5

2.7

0.0117

0,028

1,0

0,027

0,010

0.300

39.5

1.4

0.0080

0,020

1,14

0,014

0,013

0.37

37.5

1.3

0.0075

0,020

1,29

0,013

0,015

0.32

37

1.1

0.0067

0,018

1,43

0,011

0,017

0.288

 

Рис.1. Показателей солеотдачи  в  заисимости от  коэффициент обмена почвогрунтов

Таблица 2.Гидрохимические показатели сероземно-луговых почв  в условиях  различного механического состава

Группы опчв по меаническому составу

 Коэффициент 

Фильтрации,

К,м/сут

Междренное расстояние ,м

 Модуль дренажного стока,

q,

л/с

Исходное

Засоление,

%

Допустимое

Засоление , %

Промывные нормы,Nнт

м3/га

Продолжительность промывки,t,

сут

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

1

1,5-2

400

1,54

0,6-1,2

0,4

6000

45

2

0,8-1,0

300

1,35

0,6-1,2

0,4

7000

60

 

3

0,6-0,8

200

0,93

0,6-1,2

0,4

8000

100

 

4

0,3-0,6

150

0,87

0,6-1,2

0,4

9000

120

 

5

0,1-0,3

100

0,77

0,6-1,2

0,4

10000

150

 

Продолжение таблицы2.

Активная пористо

сть, ma

 Параметр Пекле ,Pe

Скорость фильтрацииv ,м/сут

 Фактическая скорость,

vф ,м/сут

Показатель солеотдачи ,a

Коэффициент обмена     

,β,1/сут

Коэффициент конвективной диффузии,м2/сут

Расчетное  (прогнозное)солесодержание,%

 

9

10

11

12

13

14

15

16

 

39,5

1.76

0.013

0.033

1,7

0.0176

0,019

0.407

39.7

1.38

0.012

0.030

2,0

0.0138

0,022

0.393

40.5

0.81

0.008

0.020

2,27

0.0081

0,024

0.40

39.5

0.67

0.0075

0.019

2,56

0.0067

0,028

0.402

45

0.54

0.0067

0.015

2,84

0.0054

0,027

0.40

 

  Рис.2. Показателей солеотдачи  в  заисимости от скорость  фильтрации  и коэффициент обмена  почвогрунтов.

 

Из таблицы 2 видно,что скорость фильтрации (V) и фактическая скорость движения влаги в почвогрунте (Vф) уменьшается в соответствии с утяжелением механического состава. Если в легких почвах  указанные  параметры составляет,  соответственно 0.0133и 0.0067м/сут., то есть почти в 2 раза.

  Результаты подсчетов показывают,что параметр  Пекле в значительной степени  изменяется в зависимости от механических  состава   почвогрунтов. Значение параметра  Пекле   в легких почвах с особо низкой солеотдачей ,снижается до 0,86, то есть более чем в 1,7  раз.

  Значение коэффициента конвективной диффузии в соответствии   с утяжелением механического состава почвогрунтов увеличивается.  Если величины коэффициента  конвективной диффузии в легких почвах составляет 0,019-0,027м2/сут., то есть  в зависимости  от механического состава почвогрунтов увеличиваются в 1,42 раза.

  С утяжелением механического состава почвогрунтов увеличение значения объясняется так. Как  известно:

                                    ,                                                      (8 )                                                            

         где Dm-молекулярная  диффузия,м2/сут.;L-альфа-коэффициент дисперсии,м;V-скорость фильтрации ,м/сут.

  В легких почвах  в связи  с больщой скоростью  фильтрации Dm=0. В зависимости  от утяжеления механического состава  почвогрунтов Dm постепенно увеличиваетсяю В почвогрунтах тяжелого механического  состава Dm приобретает  максимальное значение . В связи  с этим в тяжелых почвах D* по сравнению с легкими  больше. Найденные значения  гидрохимических параметров  были использованы  при решении основного уравнения  движения солей в почвогрунте в случае (Рекс,1969). Как и ожидалось , расчетное значение (прогнозное) содержание солей полностью  согласовалось с принятым засолением допустимого содержания солей (таблица 2).

   Параметр  β(показатель, характеризующий скорость вымывания  и накопления солей ) определяется формулой[2-4]:                                                                                               

                        ,                                                                        (9)

где Сн- начальное солесодержание  почвогрунтов в слое 0-1 м,д,г/л или % ; Сt-солесодержание почвогрунтов  к некоторому  времени в слое 0-1 м,г/л или в %.

  Аналогичная формула (9) была получена Волобуевым В.Р. еще в 1960 г.на основе экспериментальных данных для оценки темпов рассоления-засоления  почв и в ней время  было обозначено годами.    

Используя формулу (9) подсчитаны значение В для почвогрунтов различного механического состава ( таблица2).Результаты  подсчетов показывают, что значение  В в легких почвах составляют 0,0176 ,1/сут, то есть с утяжелением механического состава  почвогрунтов уменьшается в 3 раз.

В настоящее время  для определения значений промывных норм  в практике мелиорации наиболее часто используется формула,предложенная Волобуевым В.Р.[ 3-4]:

  ,                                                                                     (10)            где N-промывная норма,м; α-показатель солеотдачи почв; Сн и  Сg- исходное и допустимое солесодержание в слое 0-1 м,%.

 

Литература

1.   Аверьянов С.Ф.Борьба с засолением орошаемых земель .М:,1988,-288с.

2.   Волобуев В.Р. Расчет промывки засоленных почв. М:. Колос. 1975,-71с

3.   Сейтказиев А.С., Салыбаев С.Ж., Музбаева К.М.,  Байзакова А.Е. Экологическая оценка продуктивности улучшения засоленных земель  в пустынных зонах Республики Казахстан.Тараз, 2011,-274с.

4.   Сейітқазиев Ә.С. Суғармалы геоэкожүйелердегі тұзданған топырақтың су-тұз алмасуы. Тараз, 2010 ,-294б.