CC BY
18
Клиб Е. Г.
Старший преподаватель, Саратовский Г осударственный Аграрный университет им. Н. И. Вавилова ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ И ДАВЛЕНИЯ ПОЧВЕННОЙ ВЛАГИ В УСЛОВИЯХ
САРАТОВСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ
Аннотация
В статье рассматриваются методы и результаты полевых экспериментальных данных давления почвенной влаги и влажности почвы для темно-каштановой почвы Саратовского Заволжья.
Ключевые слова: влажность почвы, давление почвенной влаги.
Klib E.G.
Senior Lecturer, Saratov State Agrarian University. Vavilov
FIELD RESEARCHES OF SOIL MOISTURE AND PRESSURE OF SOIL MOISTURE IN THE CONDITIONS OF THE
SARATOV ZAVOLZHYE
Abstract
The paper presents the methods and results offield experimental data ofpressure of soil moisture and soil moisture for dark brown soil Saratov Zavolzhja.
Keywords: soil moisture, pressure of soil moisture.
Водный режим является одним из главных факторов почвообразовательного процесса. Для расчета и прогнозирования водного режима почв используют разные методы и модели [7, 8, 9]. Одна их них SWAP-модель, которая позволяет моделировать взаимодействия между переносом влаги и почвенным раствором, поступлением тепла и ростом растений. Дополнительно можно использовать картирование по агрогидрологическим районам, при выделении которых учитывается весь комплекс природных факторов (климатических, почвообразующих и др.), влияющих на формирование водного режима почв каждого из районов [2, 3]. При выполнении инженерных расчетов достаточно надежный прогноз водного режима почвы можно получить лишь при наличии достоверных экспериментальных данных и использовании модели основной гидрофизической характеристики (ОГХ). По ОГХ можно охарактеризовать структуру порового пространства, но она не учитывает неоднородность почвенного профиля. Поэтому необходимо построение характеристики водоудерживания, которая учитывала бы неоднородность почвенного профиля. Полевые методы предусматривают синхронное определение влажности почвы и измерение давления почвенной влаги, по которым строится зависимость 0(р). Преимущество этих методов заключается в том, что влажность и давление определяются в естественном режиме влагопереноса.
Для выполнения поставленной цели были проведены исследования в рамках проекта INTAS Food 2000-436. Экспериментальный участок, на котором проводились исследования, располагался в пределах хозяйства вблизи села Баскатовка Марксовского района Саратовской области, на расстоянии 25 км севернее г. Маркса. Методика проведения эксперимента включала подготовку изолированного почвенного монолита с размерами в плане 2 х 2 м и глубиной 1,5 м, на который устанавливается деревянный сборно-разборный каркас, для создания в ходе эксперимента на поверхности монолита слоя воды 0,5-1 см; проведение 2 тактов полива; измерение влажности и давления влаги во время и после полива; разборку монолита; отбор образцов почвы для последующих лабораторных исследований [4].
Для дифференциального учета инфильтрации воды поверхность монолита была разделена перегородками на 8 секций равной площади (0,5 м2). По центру каждой из четырех центральных секций квадратной формы была установлена обсадная труба (2 м) для зондового датчика TDR. Для замера давления почвенной влаги в полевых экспериментах в двух секциях дополнительно было установлено по 6 тензиометров модификации Т4-60/20. Глубина установки тензиометров от 7 до 120 см. После установки тензиометров к каждому из них присоединялся регистратор данных, который считывал информацию непрерывно с интервалом в 5 минут (рис.1). Данный тензиометр применяется для измерения давления почвенной влаги, как в ненасыщенной, так и в насыщенной области. В ненасыщенной области он преобразовывает определенный непрерывный электрический сигнал, который считывается автоматически регистратором данных Datenlogger. В насыщенной области он действует как пьезометр и измеряет давление воды в почве.
Влажность определяли послойно до глубины 1,5...2 м с помощью влагомера TDR Trime-FM с зондовым датчиком, а для калибровки прибора использовали термостатно-весовой метод. Устройство соединено с регистратором данных для автоматизированной регистрации данных (рис.2). Показания TRIME - FM имеют слишком низкие значения влажности, в случае образования воздушного промежутка в почве, а слишком высокие значения - в почве насыщенной водой [1, 6].
10000С 9000С Динамика давления почвенной влаги (logger 14)
00
Давление влаги, П ^ i N Ы U1 б) * О О О О О О О С о о о о о о о с о о о о о о о с
1 02 03 0 400 5 06 07 08 09 0 10
Время, мин
—•—11-17 см, 5702;A:Pa -и— 21-27 см, 5702;B:Pa -а-39-45 см, 5703;A:Pa -•—62-68 см, 5703;B:Pa 77-83 см, 5704;A:Pa
Рис. 1. Динамика давления почвенной влаги
31
Скважина 1
Скважина 3
-17 см -60 см
Относительное время, мин — 20 см • 30 см 40 см
-50 см -100 см
Скважина 2
-17 см -60 см
2250 2750 3250 3750 4250
Относительное время, мин —■—20 см —•—30 см 40 см
• 70 см > 80 см 90 см
4750 5250
50 см -100 см
Рис. 2 Динамика влажности почвы во времени в четырех скважинах почвенного монолита
750
1250
1750
5750
60 см
70 см
80 см
90 см
100 см
70 см
80 см
90 см
Таким образом, нами была получена динамика давления почвенной влаги и динамика влажности почвы во времени в четырех скажинах. Полученные данные могут быть применены для моделирования ОГХ, расчета водопотребления культуры [10] и для проведения автоматизации управления режимом полива сельскохозяйственных культур [5].
Литература
1. TRIME-FM User Manual. / IMKO Micromodultechnik GmbH. 22c. http://www.eol.ucar.edu/isf/facilities/isff/sensors/trime/FM-manual_e.pdf
2. Васильченко Т. А. Количественная оценка риска возделывания яровой пшеницы в Саратовской области //Вестник СГАУ им. Н. И. Вавилова. - 2009. - №1. - С. 12-16.
3. Васильченко Т. А., Затинацкий С. В. Обоснование необходимости комплексных мелиораций с учетом возможного изменения климата в условиях Нижнего Поволжья// Вестник СГАУ им. Н. И. Вавилова. - 2008. - № 3. - С. 60-62.
4. Затинацкий С.В., Хитров Н.Б., Гаранова Е.Г., Семенов В.Н.,
5. Данченко В.А. Влияние агрогидрологической пространственной неоднородности на формирование потоков влаги в масштабе почвенного педона // Вавиловские чтения - 2003: Материалы межрегиональной научной конференции молодых ученых и специалистов системы ПАК Приволжского федерального округа. Секция мелиорации и леса. ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2003. С. 14-16.
6. Кошкин Н. М., Затинацкий С. В., Васильченко Т. А. Автоматизация управления режимом полива сельскохозяйственных культур с учетом погодных условий //Вестник СГАУ им. Н. И. Вавилова. - 2010. - №7. - С. 58-61.
7. Панкова Т. А., Руковичникова А. Н. Определение влажности почвы для регулирования режима орошения сельскохозяйственных культур в условиях Саратовского Заволжья // Научная жизнь. - 2013. - №4. - С. 17-24.
8. Затинацкий С. В., Панкова Т. А. Ресурсосберегающая математическая модель нормирования орошения // Научное обозрение. - 2013. - №11. - С.10-12.
9. Панкова Т. А. Статистическая обработка результатов нормирования орошения люцерны для условий Саратовского Заволжья // Международный научно-исследовательский журнал = Research Journal of International Studies. 2014. №2-1. С. 111-112.
10. Панкова Т. А. Результаты моделирования нормирования орошения сельскохозяйственных культур для условий Саратовского Заволжья //Научное обозрение. - 2014. - №1. - С.17-21.
11. Панкова Т. А., Руковичникова А. Н. Определение суммарного водопотребления люцерны // Научная жизнь. - 2013. - №5. - С. 9-12.
Кондратюк В.А.
Младшый научный сотрудник, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОДИНОЧНЫХ ПЛОСКООВАЛЬНЫХ ТРУБ
Аннотация
В статье приведены результаты экспериментального исследования аэродинамического сопротивления одиночных труб плоскоовальной и круглой формы в диапазоне изменения чисел Рейнольдса от 4000 до 25000. Показано, что потери давления зависят от относительного удлинения профиля плоскоовальной трубы. Предложена зависимость для расчета сопротивления одиночных плоскоовальных труб для d2/d1= 1.425-2.625.
Ключевые слова: аэродинамика, сопротивление, труба, плоскоовальный, одиночный.
Kondratyuk V.A.
Junior researcher, National technical university of Ukraine, "Kiev Polytechnic Institute"
AERODYNAMIC DRAG OF SINGLE FLAT OVAL TUBES
32
