Научная статья на тему 'Водопроникність техноземів у моделях конструкції з різною стратиграфією'

Водопроникність техноземів у моделях конструкції з різною стратиграфією Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
148
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СКОРОСТЬ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ / ИНФИЛЬТРАЦИЯ / ФИЛЬТРАЦИЯ / ТЕХНОЗЕМЫ / SPEED PERMEABILITY / INFILTRATION / FILTRATION / TEHNOZEMS

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Масликова К.П., Лядская И.В., Жуков А.В.

В работе установлены показатели скорости водопроницаемости в экспериментальных вариантах насыпей техноземов, которые были созданы для поиска оптимальных технологических решений для рекультивации нарушенных горными разработками земель в пределах Никопольского марганцеворудного бассейна: педоземы (техноземы, сформированы с помощью насыпного гумусового слоя почвы), литоземы (сформированы только из горных пород без насыпного гумусового слоя почвы) дерново-литогенные почвы на серо-зеленых глинах, на красно-бурых глинах и на лессовидных суглинках. Общепринятым методом исследовали скорость водопроницаемости техноземов. Исследование провели на опытных участках по рекультивации земель Днепропетровского государственного аграрно-экономического университета. Экспериментальными объектами стали57 моделей с различными вариантами почвенных насыпей техноземов. На основе результатов исследований построили графики динамики водопроницаемости. Полученные данные свидетельствуют о том, что в исследованных моделях почвенных насыпей переход от процесса инфильтрации до фильтрации значительно растянут во времени. Даже в стабильной фазе водопроницаемости для наблюдаемых техноземов характерно сочетание процессов фильтрации и инфильтрации. Показано, что конструкция почвоподобного тела в ноль-момент своего существования определяет динамику и траекторию почвообразовательного процесса. Исследование динамики впитывания воды с поверхности почвы является высокоинформативным инструментом оценки свойств почвенного тела без его нарушения. Полученные динамические кривые наряду с высокой дифференциальной способностью также есть экологически релевантными, так как они отражают свойства почвы как среды обитания живых организмов. Дифференциальная способность кривых впитывания воды проявляется в том, что наблюдаются значительные различия между движением влаги в почве в исследуемых объектах в зависимости от их строения. Для черноземов обыкновенных характерными чертами процесса водопроницаемости является монотонная динамика скорости впитывания воды и граница, которая четко различает фазы инфильтрации и фильтрации. Переход в фазу фильтрации происходит в течении первого часа эксперимента. Для исследуемых моделей техноземов скорость водопроницаемости характеризуется значительным варьированием относительно монотонного тренда, который заключается в уменьшении скорости впитывания воды со временем и достижении определенного стационарного состояния. Такие отклонения от общего тренда проявляют себя в виде вспышек повышенной скорости водопроницаемости, которые наблюдаются через регулярные интервалы времени. Эти интервалы являются специфическими для каждого типа конструкции техноземов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Масликова К.П., Лядская И.В., Жуков А.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PERMEABILITY OF SOILS IN ARTIFICIALLY CREATED MODELS WITH DIFFERENT STRATIGRAPHY

The set of performance speed permeability experimental versions mounds of tehnozems designed to search for the best technological solutions for reclamation of disturbed mountain design land within the Nikopol manganese ore Basin have been discussed in the present article such as pedozems (tehnozems formed using bulk humus soil), litozems (formed only rocks without humus bulk soil): sod-litogenic soils to gray-green clay, the reddish-brown clays and loams on loess-like clays. The speed of tehnozems water permeability has been explored by the conventional method. Research conducted on test plots of land reclamation Dnipropetrovsk State Agrarian and Economic University. Research facilities have been 57 models with various options mound tehnozems ground. Based on research built graphics dynamics permeability. The data indicate that the models studied mound soil infiltration process of transition to a filtration significantly prolonged the time. Even in a stable phase permeability for tehnozems observable characteristic combination of filtration and infiltration processes. It is shown that the design soil-like body in the zero-point of its existence, the dynamics and trajectory of soil formation. The study of the dynamics of tidying up water from the soil surface is highly informative tool for evaluating the properties of the soil body without violations. The resulting dynamic curves along with high resolution differential is environmentally relevant, that reflect the properties of the soil as the habitat of living organisms. Differential capacity curves tidying water appears that there are significant differences between the movement of moisture in soil in the studied sites, depending on their structure. For ordinary chernozems permeability characteristic features of the process is monotonic dynamic speed limit tidying water and that clearly differs between phase infiltration and filtration. Switch phase filtration is the first experiment. For the studied models tehnozems the speed permeability characterized by a significant variation with relatively monotonous trend, which is the reduced rate of tidying water and eventually reach a certain steady state. Such deviations from the general trend manifest itself in the form of high speed flash permeability observed at regular intervals. These intervals are specific to each type of construction tehnozems.

Текст научной работы на тему «Водопроникність техноземів у моделях конструкції з різною стратиграфією»

Бюлог1чний вюник МДПУ iMeHi Богдана Хмельницького 6 (3) стор. 250—265, 2Ш6

Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University, 6 (3), pp 2500—265, 2016

ARTICLE УДК631.618:633.2.031

ВОДОПРОНИКШСТЬ ТЕХНОЗЕМ1В У МОДЕЛЯХ КОНСТРУКЦИИ З Р1ЗНОЮ СТРАТИГРАФШЮ

К.П. Маслшова, 1.В. Лядська, О.В. Жуков Днтропетровський державний аграрно-екотм1чтй утверситет, Днтро, Украта Е-mail: Inna Vic@Rambler.ru

У робот встановлен показники швидкосп водопроникнення в експериментальних вар1антах насипки технозем1в, призначених для пошуку оптимальних технолопчних ршень для рекультиваци порушених прськими розробками земель у межах Ккопольського марганцеворудного басейну: педоземи (техноземи, сформован за допомогою насипного гумусового шару грунту), лггоземи (сформаван тальки з прських пор1д без насипного гумусованого шару грунту) — дерново-лггогенш грунти на аро-зелених глинах, на червоно-бурих глинах та на лесопод^бних суглинках. Загальноприйнятим методом досл^дили швидк1сть водопроникносп технозем^в. Досл1дження провели на досл^дних ддлянках з рекультиваци земель Дншропетровського державного аграрно-економ1чного ушверситету. Досл1дними об'ектами стали 57 моделей з р1зними вар1антами грунтових насипок технозем^в. На основ1 результатов досл1джень побудували граф1ки динамши водопроникносп. Одержат дат св1дчать про те, що в досл1джених моделях грунтових насипок переход в1д процесу шф^ьтраци до ф^ьтрацц значно подовжений у часг Навггь у стаб^ьнш фаз1 водопроникносп, для спостережуваних техноземхв характерно сполучення процеав фгльтрацц та шф^ьтрацц. Показано, що конструкщя грунтоподдбного тла у нуль-момент свого «снування визначае динамшу та траектор1ю грунтотворного процесу. Досл^дження динамики вбирання води з поверхн грунту е високошформативним шструментом оцшювання властивостей грунтового тла без його порушення. Одержат динамхчш крив1 поряд з високою диференщальною здаттстю е також еколопчно релевантними, тобто в^дображають властивосп грунту як середовища «снування живих оргашзмхв. Диференщальна здатшсть кривих вбирання води проявляеться у тому, що спостерпаються значш в^дм^нност! м1ж рухом вологи в грунт! у досл1джуваних об'ектах залежно в1д 1х будови. Для чорноземгв звичайних характерними рисами процесу водопроникносп е монотонна динамка швидкосп вбирання води та межа, що чтгко розр1зняеться, мгж фазою шф1льтраци i ф^ьтраци. Переход у фазу фгльтраци в1дбуваеться за перший час експерименту. Для досл1джу^аних моделей техноземiв швидшсть водопроникностi характеризуеться значним вардаванням вiд,носно монотонного тренду, який полягае у зменшеш швидкосп вбирання води з часом та досягненш певного стационарного стану. Таш в^дхилення в1д загального тренду проявляють себе у вигляд спалахiв пiдвищеноi швидкосп водопроникносп, яш спостерiгаються через регулярнi штервали часу. Цi iнтервали специфiчнi для кожного типу конструкцц технозему.

Ключгж слова: швиджть водопроникност1, тфмьтращя, фмьтращя, техноземи.

ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ ТЕХНОЗЕМОВ В МОДЕЛЯХ КОНСТРУКЦИЙ

С РАЗНОЙ СТРАТИГРАФИЕЙ

К.П. Масликова, И.В. Лядская, А.В. Жуков Днепропетровский государственный аграрно-экономический университет, Днепр, Украина

Е-mail: Inna Vic@Rambler.ru

Citation:

Maslikova, K.P., Ladska, I.V., Zhukov, O.V. Permeability of soils in artificially created models with different stratigraphy.

Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University, 6 (3), 250—265.

Поступило в редакцию / Submitted: 26.10.2016

Принято к публикации / Accepted: 28.11.2016

eros sraf http: / /dx.doi.org/10.15421 /201693

© Maslikova, Ladska, Zhukov, 2016

Users are permitted to copy, use, distribute, transmit, and display the work publicly and to make and distribute derivative works, in any digital medium for any responsible purpose, subject to proper attribution of authorship.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0. License

В работе установлены показатели скорости водопроницаемости в экспериментальных вариантах насыпей техноземов, которые были созданы для поиска оптимальных технологических решений для рекультивации нарушенных горными разработками земель в пределах Никопольского марганцеворудного бассейна: педоземы (техноземы, сформированы с помощью насыпного гумусового слоя почвы), литоземы (сформированы только из горных пород без насыпного гумусового слоя почвы) — дерново-литогенные почвы на серо-зеленых глинах, на красно-бурых глинах и на лессовидных суглинках. Общепринятым методом исследовали скорость водопроницаемости техноземов. Исследование провели на опытных участках по рекультивации земель Днепропетровского государственного аграрно-экономического университета. Экспериментальными объектами стали 57 моделей с различными вариантами почвенных насыпей техноземов. На основе результатов исследований построили графики динамики водопроницаемости. Полученные данные свидетельствуют о том, что в исследованных моделях почвенных насыпей переход от процесса инфильтрации до фильтрации значительно растянут во времени. Даже в стабильной фазе водопроницаемости для наблюдаемых техноземов характерно сочетание процессов фильтрации и инфильтрации. Показано, что конструкция почвоподобного тела в ноль-момент своего существования определяет динамику и траекторию почвообразовательного процесса. Исследование динамики впитывания воды с поверхности почвы является высокоинформативным инструментом оценки свойств почвенного тела без его нарушения. Полученные динамические кривые наряду с высокой дифференциальной способностью также есть экологически релевантными, так как они отражают свойства почвы как среды обитания живых организмов. Дифференциальная способность кривых впитывания воды проявляется в том, что наблюдаются значительные различия между движением влаги в почве в исследуемых объектах в зависимости от их строения. Для черноземов обыкновенных характерными чертами процесса водопроницаемости является монотонная динамика скорости впитывания воды и граница, которая четко различает фазы инфильтрации и фильтрации. Переход в фазу фильтрации происходит в течении первого часа эксперимента. Для исследуемых моделей техноземов скорость водопроницаемости характеризуется значительным варьированием относительно монотонного тренда, который заключается в уменьшении скорости впитывания воды со временем и достижении определенного стационарного состояния. Такие отклонения от общего тренда проявляют себя в виде вспышек повышенной скорости водопроницаемости, которые наблюдаются через регулярные интервалы времени. Эти интервалы являются специфическими для каждого типа конструкции техноземов. Ключевые слова: скорость водопроницаемости, инфильтрация, фильтрация, техноземы.

PERMEABILITY OF SOILS IN ARTIFICIALLY CREATED MODELS WITH DIFFERENT STRATIGRAPHY

K.P. Maslikova, I.V. Ladska, O.V. Zhukov

Dnipropetrovsk State Agrarian University of Economics, Dnepr, Uraine E-mail: Inna Vic@Rambler.ru

The set of performance speed permeability experimental versions mounds of tehnozems designed to search for the best technological solutions for reclamation of disturbed mountain design land within the Nikopol manganese ore Basin have been discussed in the present article such as pedozems (tehnozems formed using bulk humus soil), litozems (formed only rocks without humus bulk soil): sod-litogenic soils to gray-green clay, the reddish-brown clays and loams on loess-like clays. The speed of tehnozems water permeability has been explored by the conventional method. Research conducted on test plots of land reclamation Dnipropetrovsk State Agrarian and Economic University. Research facilities have been 57 models with various options mound tehnozems ground. Based on research built graphics dynamics permeability. The data indicate that the models studied mound soil infiltration process of transition to a filtration significantly prolonged the time. Even in a stable phase permeability for tehnozems observable characteristic combination of filtration and infiltration processes. It is shown that the design soil-like body in the zero-point of its existence, the dynamics and trajectory of soil formation. The study of the dynamics of tidying up water from the soil surface is highly informative tool for evaluating the properties of the soil body without violations. The resulting dynamic curves along with high resolution differential is environmentally relevant, that reflect the properties of the soil as the habitat of living organisms. Differential capacity curves tidying water appears that there are significant differences between the movement of moisture in soil in the studied sites, depending on their structure. For ordinary chernozems permeability characteristic features of the process is monotonic dynamic speed limit tidying water and that clearly differs between phase infiltration and filtration. Switch phase filtration is the first experiment. For the studied models tehnozems the speed permeability characterized by a significant variation with relatively monotonous trend, which is the reduced rate of tidying water and eventually reach a certain steady state. Such deviations from the general trend manifest itself in the form of high speed flash permeability observed at regular intervals. These intervals are specific to each type of construction tehnozems.

Keywords: speed permeability, infiltration, filtration, tehnozems.

У грунта завжди тститься волога, тльтсть яко! постшно змшюеться у чаа. Ц змши залежать в^д сшвв^ношення процеав надходження води у грунт з атмосферними опадами, поливними та грунтовими водами i витрачання 11 з грунту внасл^ок фiзичного випаровування, трансшрацп, стоку тощо (Умарова, 2011). Водопроникшсть — це здатшсть грунту сприймати воду, яка подаеться на його поверхню та проводити цю воду в^ шару до шару (Качинський, 1979; Панина, 2015). Водопроникшсть грунту включае

у себе двi стадп: вбирання (шфгльтращю) та фiльтрацiю. Початкова стаддя швидкого проникнення води в ненасичений вологою грунт при деякому гiдравлiчному тиску називаеться вбиранням (або iнфiльтрацieю) (Шеин и др., 2009). Пiсля насичення усього простору шпар грунту водою потак стабiлiзуеться. Настае стадiя руху води в насиченому грунта — стаддя ф^ьтрацп. Отже, вбирання — перемщення вгльно! води в ненасичений вологою грунт — перша стаддя водопроникноста. Друга стаддя водопроникностi — рух води в насиченому вологою грунта — ф^ьтращя (Шеин, Карпачевский, 2007). Водопроникшсть зумовлюе життедiяльнiсть бюти та визначае водний баланс того чи шшого едафотопу. Вiд цього процесу залежить також iнтенсивнiсть поверхневого стоку, а в^пов^но, i режим зволоження грунту, що мае важливе значення для процесiв грунтоутворення (Жуков та ш., 2014).

Безнапорна ф^ьтращя вiдбуваеться у випадку, коли фгльтрацшний потiк обмежений поверхнею, тиск на яку дорiвнюе (або близьке) до атмосферного тиску (Панина, 2015). За умов малонапорно! ф^ьтраци проявляються явища преференцiйних потокiв вологи. Преференцiальний перенос речовин — це узагальнене поняття для позначення рiзноманiтних грунтових процеав, як характеризуються суттевою вiдмiннiстю руху вологи та речовин в1д Дальних, якi описуються рiвняннями Дарсi (Умарова, 2011).

Водопроникнiсть, забезпечуючи сприятливий водно-повггряний режим у грунтi, е одним з найсуттевших чиннитв родючостi. Показник водопроникноста значно залежить в^д водно-фiзичних властивостей грунтiв i впливае на !х гiдрологiчний режим (Лядська, 2014). Опади тд впливом сили тяжшня всмоктуються та просочуються по порах i трiщинах. У процесi всмоктування частина води заповнюе пори рiзного розмiру та форми, iнша частина ф^ьтруеться у глибиннi горизонти, ще iнша випаровуеться з поверхнi, а також стакае по схилах, утворюючи поверхневий стiк (Жуков та ш., 2013). Водопроникнiсть грунту залежить в^ механiчного складу i структури грунту. Шщаш та структурнi грунти швидше пропускають воду, нiж глинистi i безструктурнi. На водопроникнiсть впливае також тльтсть оргашчно! речовини та коло!ддв, якi затримують велику тльтсть вологи (Горбань, 2007).

Просторова мiнливiсть таких грунтових властивостей, як мехашчний склад, структура, вшст Р, Са, Mg, Fe, впливають на швидкiсть шф^ьтрацп грунту (Андроханов, 2000; Бекаревич, 1976). В свою чергу вiд швидкоста шфгльтраци залежить швидтсть фгльтраци. Чим менша водопоглинальна здатнiсть грунтiв, тим б^ьше води залишаеться на !хнш поверхнi i, вiдповiдно тим сильшша ерозiя. Надходження ж меншо! шлькоста води у грунт супроводжуеться зниженням продуктивноста як окремих популяцiй, так i бiогеоценозiв загалом (Волох и др., 1991; Етеревская, 1989).

У техноземах тальки в^буваеться утворення морфолопчних структур, як у подальшому перетворяться на генетичш горизонти, гомологiчнi генетичним горизонтам природних грунтав. Багаторiчними досмдженнями доведено, що гiрськi породи, яш використовуються для конструювання техноземiв, суттево розрiзняються за водними властивостями як мiж собою, так i в порiвняннi iз зональним грунтом (Жуков, Лядська, 2010; Лядська, Андрусевич, 2014). Додаткова тльшсть доступно! рослинам вологи в глинистих субстратах е суттевим фактором родючоста техноземiв (Забалуев, 1999). Тому дослдження динамiки швидкостi вбирання вологи техноземами е актуальною проблемою.

Мета досл^дження: встановити показники швидкоста водопроникнення в експериментальних варiантах насипки техноземiв, призначених для пошуку оптимальних технологiчних рiшень для рекультиваци порушених прськими розробками земель у межах Ккопольського марганцеворудного басейну: педоземи (техноземи, сформован за допомогою насипного гумусового шару грунту), лггоземи (сформованi тальки з прських порiд без насипного гумусованого шару грунту) — дерново-лггогенш грунти на сiро-зелених глинах, на червоно-бурих глинах та на лесоподдбних суглинках. МАТЕР1АЛИ I МЕТОДИ

Для визначення оптимально! конструкци насипiв техногенно порушених грунтав були сконструйоваш 57 лiзиметрiв з рiзною стратиграфiею насипок техноземiв (Бекаревич и др., 2001; Лядская, 2015). У цих грунтових моделях на протязi липня-серпня 2013 року досмджували динашку водопроникностi грунту методом рам (Вадюнина, Корчагина, 1986). Аналопчш дослiдження проведенi на схилi балки Кам'януваста (околицi м. Дншро). Ррунти — чорноземи звичайнi (Лядська, 2015).

На поверхш грунту в кожному лiзиметрi розмiстили по два тльця: зовнiшне — велике (ддаметром — 50 см), i внутршне — маленьке (ддаметром — 10 см). Ц кiльця необхiднi для того щоб гарантувати лiнiйний потак, запобiгти боковому розтiканню води при ф^ьтраци пiд кiльцем меншого дiаметру. Зовнiшне кiльце називають захисним, а внутршне — вимiрювальним (Шеин, 2005). Рiвень води у зовнiшньому та внутршньому кiльцях пiдтримували постiйними. На протязi перших 3-4 годин дослду вимiрювали витрати води в чаа у внутрiшньому кiльцi, як необх^дш для пiдтримaння постiйного рiвня. Натр води в^ поверхнi грунту склав 5 см для обох шлець.

На почaтковiй фaзi експерименту коли в^буваеться вбирання вологи за умов природно! вологостi можна визначити динамшу швидкостi !! вбирання та розрахувати коефвдент iнфiльтрaцi! (К^ф). При подальшому проведенш дослiдження потiк води стабгмзувався i почалась стаддя фiльтрaцi!.

У певний перюд часу можна обрахувати потк вологи у грунт:

де ^ — потiк вологи, см/хвил, Q — кiлькiсть води, що вбираеться см3, S — площа тльця см2; / — час, хв. Для в^пов^них стадш цей потiк буде дорiвнювати коефвденту шф^ьтраци (Кф), або коефiцiенту ф!льтраци (Кф) (Шеин, 2007).

Рис. 1. Експериментальш лiзиметри для визначення оптимально! стратиграфи техноземiв на бiоекологiчному стацiонарi Днiпропетровського державного аграрно-екологiчного унiверситету (м.

Покров, Дншропетровська обл., Укра!на)

РЕЗУЛЬТАТИ

В лiзиметрах 1—3 з насипкою з лесоподiбних суглинкiв процес водопроникностi характеризуемся значною мiнливiстю. На першому етат дослiду спостерiгаемо процес iнфiльтрацii (рис. 1).

250,00

200,00 150,00 100,00 50,00 0,00

№4 №3 №2 №1

0:00:00

1:12:00

2:24:00

3:36:00

4:48:00

6:00:00

Рис. 1. Динашка водопроникносп у варiантах 1, 2, 3 — насипка з лесоподiбних суглинков; 4 — техшчна сумш 50 % лесоподдбних суглинков та 50 % червоно-бурих глин. На ос абсцис тут i надам наведений час з початку експерименту (в годинах), на осi ординат тут i надалi наведена швидшсть водопроникностi,

мм/год.

Одержанi данi свiдчать про те, що наприкшщ першо! години досл^у швидтсть процесу водопроникностi починае угасати. На початку друго! години досягнення швидкост водопроникнення приблизно постшного рiвня е маркером процесу ф^ьтраци. Швидкiсть ф^ьтрацп характеризуеться значним вартованням вiдносно стабiльного середнього значення. Ця варiабельнiсть е наслiдком спалахiв шдвищено! швидкостi водопроникностi, як спостерiгаються через кожш 0,5—1,5 години експерименту. Вiрогiдно, що шар води, який проникае вглиб грунту, зустрiчае значнi порожнини, завдяки яким спостерiгаються вказанi спалахи водопроникностi. За своею природою щ спалахи бiльшою мiрою вiдповiдають процесу шфгльтраци. Таким чином, навiть у стаб^ьнш фазi водопроникностi, для спостережуваних техноземiв характерно сполучення процесiв фгльтраци та шф^ьтрацп. Для технолопчно! сумiшi у лiзиметрi № 4 встановлене мале абсолютне значення водопроникностi у перюд фгльтраци. Вiрогiдно, що сумш лесоподiбних суглинкiв та червоно-бурих глин, яка мштиться у цьому лiзиметрi, мае

б^ьш щiльне складення та меншу компоненту значних за розмiром шпар, завдяки яким в iнших вaрiaнтaх спостерпаеться велика швидтсть фгльтраци.

У лiзиметрaх 5—7 з однотипною насипкою з червоно-бурих глин динамша процесу водопроникнення е досить подiбною (рис. 2). 250,00

200,00

150,00

100,00

50,00

0,00

0:00:00

1:12:00

2:24:00

3:36:00

4:48:00

6:00:00

Рис. 2. Динамша водопроникносп у вaрiaнтaх 5, 6, 7 — насипка з червоно-бурих глин

На початку досмду спостерпаемо процес шфкьтрацп. Поступово згасаючи, шф^ьтращя продовжуеться протягом всього часу проведення досмду. Швидтсть водопроникностi характеризуеться значною вaрiaбельнiстю. Встaновленi локaльнi пiки прискорення швидкосп вбирання вологи, якi з певною перюдичшстю спалахують на протязi усього дослiду. Вiрогiдно, це пов'язано з тим, що вода доходить до шпар зi значним розмiрaми.

У лiзиметрaх з насипкою аро-зелених глин (№№ 8—10) на початку експерименту процеси водопроникностi мiж досадами суттево вiдрiзняються, але у другш половинi дослiду проходять бiльш однотипно (рис. 3).

Рис. 3. Динамша водопроникносп у вaрiaнтaх 8, 9, 10 — насипка з аро-зелених глин

Пшля 2,5 годин досл^у в^буваеться вихiд на плато та розпочинаеться процес ф^ьтрацп. Через регулярш iнтервaли часу, як приблизно дорiвнюють 20 хв та значною мiрою подiбнi мiж рiзними вaрiaнтaми насипок, в^буваються спалахи швидкосп водопроникностi. Вiрогiдно це пов'язано з нaявнiстю шпар значного розмiру. Шар води доходить до шару грунту з високою концентращею шпар i водопроникнiсть мае провальний характер, що i спричиняе спалахи, як покaзaнi на рисунку. Таким чином, навггь у стабгльнш фaзi водопроникностi, для спостережуваних техноземiв характерно сполучення процесiв ф^ьтраци та шф^ьтраци. У лiзиметрaх з насипкою з чорнозему з тдстилаючою породою сiро-зеленi глини та лесоподiбний суглинок (№№ 11—13) спостерiгaемо читку межу мiж iнфiльтрaцiею та ф^ьтращею. Процес шф^ьтрацп проходить протягом першо! години дослiду (рис. 4).

200,00 150,00 100,00

50,00

0,00

№13 №12 №11

0:00:00

1:12:00

2:24:00

3:36:00

4:48:00

6:00:00

Рис. 4. Динамка водопроникносп у варiантах 11, 12, 13 — насипка з чорнозему з тдстилаючою породою аро-зелеш глини (11), червоно-бура глина (12) та лесоподiбний суглинок (13).

Значна варiабельнiсть швидкосп процесу шфгльтрацп свiдчить про те, що вже на невеликш глибинi е шпари значного розмiру, якi спричиняють локальнi пiки у водопроникносп. При цьому в лiзиметрi №12 варiабельнiсть менш виражена, вiрогiдно у верхнiх шарах даноl насипки грунт б^ьш ушдльнений. На початку друго! години дослiду швидкiсть водопроникносп досягае приблизно одного рiвня — розпочинаеться процес ф^ьтрацп, який характеризуешься високою варiабельнiстю вiдносно середнього значення. Ця варiабельнiсть е наслiдком спалахiв шдвищенох швидкостi водопроникностi, як спостернаються через кожнi 0,5—1,5 години експерименту.

Наступнi три лiзиметри (№№ 14—16) з чорноземом. Спостернаемо чiтке розмежування мiж процесом

Протягом першо1 години дослГду спостерiгаемо процес iнфiльтрацii, який стрiмко згасае до кiнця першо1 години дослiду. На даному етат дослiду водопроникнiсть характеризуеться, як i в попереднiх трьох лiзиметрах (№№ 11—13), високою варiабельнiстю. Вiрогiдно причиною цього е наявнiсть шпар значного розмiру вже у верхнiх шарах грунту.

Починаючи з другш години швидтсть водопроникностi виходить на один рiвень, розпочинаеться процес фiльтрацii. У лiзиметрi № 16 фiльтрацiя проходить бГльш плавно без явних локалпепв. Насипка в даному лiзиметрi характеризуеться бГльшою щiльнiстю складення. У лiзиметрах № 14, 15 варiабельнiсть швидкосп фiльтрацii бiльш суттева, з явними локалiтетами. Вiрогiдно причиною такого розподГлення е наявнiсть концентрацiй шпар по профГлю.

Провiвши дослiдження водопроникностi у наступних трьох лiзиметрах (№№ 17—19) з насипкою з лесоподiбних суглинкГв, та побудувавши графiки динамiки швидкосп водопроникностi на основi отриманих даних, бачимо що в даному випадку не мае четкого розмежування мiж процесом iнфiльтрацii та фiльтрацii. Процес водопроникносп в представлених моделях насипок мае хаотичний характер. На рис. 6 вiзуально не вiдмiчаеться чггкого переходу вГд процесу iнфiльтрацii до процесу фГльтрацп.

Рис. 6. Динамка водопроникносп у варiантах 17, 18, 19 — насипка з лесоподiбних суглинков з

фiтомелiоративноi авозмшн.

Лише у лiзиметрi № 18 можна видГлити процес iнфiльтрацii що проходить першГ 1,5 години дослГду. Дал! швпдшсть водопроникносп виходить на плато що е маркером фГльтраци. Протягом всього дослГду спостерiгаемо спалахи водопроникносп, за своею природою щ спалахи бГльшою мГрою вiдповiдають

процесу шф^ьтраци. Iншi два лiзиметри з ще! групи (№ 17, 19) характеризуються високою вaрiaбельнiстю процесу водопроникносп. Хaрaктернi локaльнi пiки якi повторюються через кожну годину дослГду. Вiрогiдно, що шар води, який проникае вглиб грунту, зустрiчaе знaчнi порожнини за вам профГлем, завдяки яким спостерпаються вкaзaнi на грaфiку спалахи водопроникностi. Можливо причиною утворення таких порожнин, що спричиняють локальш тки у швидкост водопроникнення, е процес набухання — усадки грунту.

Таким чином, на протязi всього часу проведення дослГду, для спостережуваних техноземiв характерно сполучення процеав фГльтрацг! та шфГльтрацп, в^сутшсть чiткого розмежування процесу водопроникностi на ф^ьтращю та iнфiльтрaцiю.

Нaступнi три лiзиметри з насипкою з червоно-бурих суглиншв (№№ 20—22) також характеризуються подiбнiстю проходження процесу водопроникностi за профГлем (рис. 7).

100,00 50,00

0,00

0:00:00 0:28:48 0:57:36 1:26:24 1:55:12 2:24:00 2:52:48 3:21:36 3:50:24

Рис. 7. Динамжа водопроникносп у вaрiaнтaх 20, 21, 22 — насипка з червоно-бурих суглиншв з

фггомелюративно! авозмши.

Встановлено, що у лiзиметрi № 21 процес водопроникносп проходить бГльш плавно. Вiрогiдно, що сумiш з червоно-бурих глин, яка мштиться у цьому лизиметр!, мае бiльш щгльне складення та меншу компоненту значних за розмiром шпар, завдяки яким в шших вaрiaнтaх спостерiгaеться висока швидтсть шфгльтрацп. У лiзиметрaх № 20—22 спостерпаеться провальна водопроникнiсть на другГй та першiй годинi дослГду вiдповiдно. Вiрогiдно, що на певнш глибинi в даних лiзиметрaх сконцентрована значна кiлькiсть шпар яка спричиняе зображеш на рисунку спалахи у швидкосп водопроникностi. Можливо причиною тако! високо! концентрацг! шпар е незакшчений процес усадки. Коли грунт висихае тсля снiготaнення, або пiсля дощу, утворюються велик шпари, що причиняють спалахи у швидкост водопроникностi. За своею природою щ спалахи бГльшою мГрою вiдповiдaють процесу шфГльтрацп.

Таким чином для спостережуваних вaрiaнтiв стратиграфи закладених моделей характерно сполучення процеав фгльтраци та шфГльтрацп, а саме в^сутшсть чгтко! меж мГж цими двома процесами.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

На наступному рисунку зображеш графжи (№№ 23—25) динамжи водопроникносп у лiзиметрaх з насипкою з аро-зелених глин з фггомелюративно! авозмши (рис. 8).

Рис. 8. ДинамГка водопроникносп у варГантах 23, 24, 25 — насипка з аро-зелених глин з

фггомелюративно! авозмши.

У лГзиметрах № 23, 24 процес вбирання води характеризуемся значною варГабельшстю. Значш спалахи та локальш тки швидкосп водопроникносп роблять непомгтною межу мГж шфгльтращею та фГльтращею. ВГропдно вода, потрапляючи у грунт вже у верхшх шарах, зустрГчаеться зГ значними шпарами, це вГдбуваеться на протязГ всього дослГду з певною перюдичшстю. Можливо причиною тако! високо! концентрацг! шпар е також штенсивний процес усадки. Таким чином, для спостережуваних варГанпв стратиграфи закладених моделей характерно сполучення процесГв фГльтрацг! та шфГльтраци.

Наступна насипка з аро-зелених глин (№ 25) характеризуемся високою варГабельшстю процесу шфгльтрацп на першш годиш дослГду, що свГдчить про наявшсть значних шпар у верхшх шарах насипки. ДалГ швидтсть водопроникносп виходить приблизно на один рГвень, що е шдтвердженням початку фГльтраци. Цей процес також характеризуеться спалахами водопроникносп.

Наступш три закладеш моделГ з насипкою з червоно-бурих глин (№ 26—28) мають чгтке розмежування

фiтомелiоративноl сiвозмiни.

До кшця ^ршо! години дослiду процес шфАьтрацп поступово згасае i швидтсть водопроникносп виходить на плато, що е шдтвердженням початку процесу фгльтрацп. На в^дшну вiд насипки з аро-зелених глин, даш моделi характеризуються бАьш рiвномiрною швидтстю фгльтраци, без суттевих локальних пiкiв. Це свiдчить про те, що насипки з червоно-бурих глин (№№ 26—27) мають бгльш шдльний склад без великих шпар.

Лiзиметр № 28 на початку досл^у характеризуеться високою швидкiстю шфАьтрацп. Також, пiсля виходу на плато, приблизно кожну годину спостернаемо спалахи у швидкостi водопроникностi. Вiрогiдно у верхшх шарах даноl насипки грунт мае бАьш рихлу структуру шж у попереднiх двох лiзиметрах, також далi на певнiй глибинi шар води перюдично зустрiчаеться з незначною концентращею шпар, що i провокуе зображеш на рисунку спалахи.

В наступному лiзиметрi (№ 29) чередуються чорнозем з лесоподiбним суглинком та шском. Аналiз графiку дозволяе встановити, що вiдбуваеться чiтке розподiлення водопроникносп на процес шфАьтрацп та фАьтраци (рис. 10). Першi тридцять хвилин досл^у спостерiгаемо активний процес шфгльтрацп, далi швидкiсть водопроникностi виходить на плато шфгльтращя згасае i розпочинаеться процес фгльтраци. Цей процес проходить плавно, лише в другш половиш дослiду спостерiгаемо не значнi спалахи у

з борта кар'ера, шсок, останш два компоненти передуються до самого низу; 30, 31,32 — насипка з чорнозему, шску та лесоподГбного суглинку з борта кар'ера.

У наступному лГзиметрГ (№ 30) вГдсутне чгтке розмежування мГж процесом шфАьтрацп та фГльтрацп. На початку дослГду водопроникшстъ проходить бгльш рГвномГрно, а вже починаючи з друго1 години дослГду мГсцями мала провальний характер. ВГропдно причиною цього е значш шпари, що 1х зустрГв шар води на своему шляху.

Водопроннкшсть у наступних двох моделях (№31—32) характеризуеться явним розмежуванням процеав. Протягом першо1 години дослГду спостернаемо активну шфАьтращю, далГ швидшсть водопроникносп виходить на плато i мае бГльш рГвномГрний характер, що е свГдченням початку процесу

фГльтраци. При цьому в лГзиметрГ № 31 у другГй половин! дослГду спостерпаемо два спалахи з штервалом в годину. В лГзиметрГ № 32 процес фГльтраци проходить однорГдно без явних ттв Г спалахГв.

ДослГдивши динамГку водопроникносп у наступних трьох моделях з техшчною сумГшшю яка складаеться з чорнозему, шску та лесоподГбних суглиншв з борта кар'еру (№33—35) бачимо, що у першу годину дослГду проходить активний процес шфГльтрацп. Швидтсть шфГльтраци у представлених еколопчних моделях характеризуеться самим високим рГвнем серед дослГдженних варианта (рис. 11).

1 000,00 800,00 600,00 400,00 200,00

0,00

0:00:00

1:12:00

2:24:00

3:36:00

4:48:00

Рис. 11. ДинамГка водопроникносп у варГантах 33, 34, 35 — техшчна сумГш 40 % чорнозему, 20 — шску та

40 % лесоподГбних суглиншв з борта кар'еру.

До кшця першо! години дослГду цей процес поступово згасае, швидшсть водопроникносп виходить на плато Г характеризуеться плавним, рГвномГрним розподГленням розпочинаеться процес фГльтраци. У вах трьох моделях дано! групи видгляеться чГтке розмежування процеав шфГльтраци Г фГльтрацп. При цьому фГльтращя проходить без явних спалахГв та ттв у швидкостг ВГропдно ця техшчна сумГш мае бГльш шдльний склад Г не мае значних шпар.

Технолопчш сумГшГ у наступних трьох лГзиметрах (№№ 36—38) характеризуються дуже подГбною динамГкою вбирання вологи (рис. 12).

250,00 200,00 150,00 100,00 50,00

0,00

0:00:00 0:28:48 0:57:36 1:26:24 1:55:12 2:24:00 2:52:48

3:21:36

Рис. 12. ДинамГка водопроникносп у варГантах 36 — техшчна сумГш: 30% чорнозему та 70% тску; 37 — техшчна сумГш: 40% чорнозему та 60% тску; 38 — техшчна сумГш: 50 % чорнозему та 50% шску.

На початку дослГду спостерГгаемо процес шфГльтраци, що проходить з незначними спалахами як мають перюдичний характер Г спостерГгаються на рисунку через кожш 30 хвилин. На третш годин! дослГду в лГзиметрах № 36 та 37 спостерГгаемо рГзкий спалах у швидкост шфГльтраци. ВГропдно причиною е концентращя значних шпар на певнш глибиш. Швидшсть водопроникносп плавно згасаючи виходить на плато Г набувае бГльш рГвномГрного характеру, розпочинаеться процес фГльтраци. Цей процес проходить рГвномГрно без явних спалахГв у швидкосп.

У наступних трьох моделях (№39—41) поведшка швидкост водопроникносп також подГбна до попередшх трьох лГзиметрГв (рис. 13).

400,00 300,00 200,00 100,00 0,00

4:48:00

1:26:24 3:07:12

Рис. 13. Динамка водопроникносп у варiантах 39, 40, 41, 42.

Розглянувши графки бачимо, що чГгкого розмежування на шфГльтращю i фГльтращю не спостернаеться. Лише в лiзиметрi пiд номером 39 на першш годинi дослiду е пiдвищення швидкосп водопроникностi, що згасае пiд кшець першоГ години потiм виходить на плато i мае рiвномiрний характер розподдлу швидкостi. У наступних двох лiзиметрах (№40 та 41) вГдбувалися не значнi спалахи у швидкосп вбирання вологи.

У лiзиметрi (№ 42) спостернаемо iншу поведшку вбирання вологи у грунт. На початку досл1ду проходить активний процес шфГльтраци, який поступово згасае i вже на другш годинi дослiду починаеться процес фАьтраци, що характеризуеться однорiднiстю процесу.

Останнш, четвертий, ряд закладених моделей мае подГбну стратиграфiю. Лише пiд час закладання на рiзнiй глибинi вносили добрива. Першi три лiзиметри в ряду (№43—45) — контроль (без добрив). Досл^ивши динамку швидкосп водопроникносп бачимо, що у даному випадку характерним е висока варiабельнiсть швидкосп вбирання вологи у грунт (рис. 14).

150,00

100,00

50,00

0,00

№45 №44

№43

0:00:00

1:12:00

2:24:00

3:36:00

4:48:00

6:00:00

7:12:00

Рис. 14. Динамка водопроникносп у варГантах 43, 44, 45 (контроль, без добрив) насипки складаються з 40 % чорнозему, 40 % — лесоподГбний суглинок з борта кар'ера та по 10 % тску та аро-зеленоГ глини з

борта кар'ера.

Розглянувши графки бачимо, що у моделГ № 43 не мае чпко1 межГ мГж процесом шфГльтраци та фГльтраци. Швидтсть водопроникносп характеризуеться значними спалахами та тками, причому на початку дослГду цих спалахГв значно бГльше а шж у другш половин дослГду. ВГропдно у верхнГх шарах грунт менш шдльний.

У лГзиметрГ № 44 спостернаеться тенденщя до зменшення швидкосп водопроникносп наприкшщ другоГ години дослГду. Водопроникшсть також характеризуеться високою варГабельшстю. Для моделГ №45 характерно бГльш рГвномГрний розподГл швидкостГ

У наступних двох моделях (№№ 46—47) на початку дослГдження можна розгледти процес шфГльтраци, що поступово згасае наприкшщ третьоГ години дослГду (рис. 15). У подальшому вГдбуваеться вихГд швидкосп водопроникносп на плато i початок процесу фГльтраци. Водопроникшсть у моделях характеризуеться шдвищеною варГабельшстю.

150,00

100,00

50,00

0,00

№48 №47 №46

-1-1-1-1-1-1

0:00:00 1:12:00 2:24:00 3:36:00 4:48:00 6:00:00 7:12:00

Рис. 15. Динамка водопроникностГ у варГантах 46, 47, 48 (добрива в шар! 0,3-0,5 м) насипки складаються з 40 % чорнозему, 40 % — лесоподГбний суглинок з борта кар'ера та по 10 % шску та аро-зелено! глини з

борта кар'ера.

Для лГзиметра № 48 характерна висока мшлившть на першш годин! дослГду. ВГропдно, що в даному випадку у верхшх шарах зосереджено бГльше значних шпар, нгж дал! по профГлю.

Наступш три лГзиметри (№№ 49—51) також характеризуються високою неоднорГдшстю швидкост

Рис. 16. Динамка водопроникносп у варГантах 49, 50, 51 (добрива в шар! 0,5—0,7 м) насипки складаються з 40 % чорнозему, 40 % — лесоподГбний суглинок з борта кар'ера та по 10 % шску та аро-зелено! глини з

борта кар'ера.

У лГзиметрГ № 49 не можливо встановити чгтке розмежування еташв шфГльтрацп та фГльтрацп. ВодопроникнГсть характеризуеться високою варГабельшстю, особливо у перш! двГ години дослГду. В наступних двох лГзиметрах можна припустити, що перш! 2,5 години проходить процес шфГльтраци, який дал! переходить в фГльтрацГю. Для цих двох моделей також характерш спалахи в швидкостГ.

У наступних трьох моделях (№№ 52—54) чп-ко можна встановити час переходу етапу шфкьтрацп етап

Рис. 17. Динамка водопроникносп у варГантах 52, 53, 54 (добрива в шар! 1,00—1,25 м) насипки складаються з 40 % чорнозему, 40 % — лесоподГбний суглинок з борта кар'ера та по 10 % шску та сГро-

зелено! глини з борта кар'ера.

На початку дослТду проходить активний процес шфАьтраци. Потам швидтсть водопроникнення дещо вирГвнюеться, виходить на плато i вже до кшця першоГ години дослТду процес шфАьтраци згасае. Розпочинаеться процес фАьтрацп, який вГдбуваеться 6гльш плавно, без значних коливань i вГдхилень. ВГропдно, що даш моделГ характеризуються бГльш шдльним складом грунту, без значних шпар.

У останшх трьох моделей насипок (№№ 55—57), як складаються з чорнозему, лесоподгбного суглинку з борта кар'еру, шску та аро-зеленоГ глини з борта кар'еру, динамка швидкосп водопроникносп в^мша мГж собою (рис. 18).

Рис. 18. Динамка водопроникносп у варГантах 55, 56, 57 (добрива в шарГ 1,25—1,5 м) насипки складаються з 40 % чорнозему, 40 % — лесоподГбний суглинок з борта кар'ера та по 10 % шску та аро-зеленоГ глини з

борта кар'ера.

У лГзиметрГ № 55 четко не вГзуалГзуеться розподГлення процесу на шфАьтращю та фАьтращю. Протягом першоГ години проведення дослГду спостернаемо два пки у швидкосп, далГ спалахи не значнГ

Розглянувши графк водопроникносп наступного лГзиметра (№ 56) можемо зробити висновок, що першГ швгодини дослТду проходить процес шфГльтраци. Цей процес швидко згасае i розпочинаеться процес ф^ьтрацп, що характеризуемся двома спалахами швидкосп штервалом в годину. ВГропдно в певних шарах шар води зустрГчаеться зГ шпарами значних розмГрГв. Саме тому швидтсть ф^ьтраци у певний промшок часу тд час проведення дослГдження мае провальний характер. Водопроникшсть в останньому лГзиметрГ з даноГ групи не мае четкого розподГлення на шфАьтращю та фГльтращю. Але проходить бГльш рГвномГрно i плавно протягом всього часу проведення досл1ду з не значними локальними пками.

Аналопчш дослГдження були проведеш на схилГ балки Кам'януваста, а саме в трьох точках — верхня, середня i нижня третина схилу. Побудувавши графки динамки водопроникносп i оцшивши !х вГзуально бачимо, що на в^мшу вГд еколопчних моделей насипок з технолопчних сумшей, для природних трунив характерне четке розмежування мГж процесом шфкьтрацн та ф^ьтрацн у чаа (рис. 19)._

Рис. 19. Динамка водопроникносп на схилГ балки Кам'януваста (на ос абсцис наведений час, в

хвилинах).

У верхнш третиш схилу протягом перших 0,5 години проходить активний процес шф^ьтраци. На початку друго1 години дослГду швидтсть водопроникносп виходить на плато. Досягнення швидкосп водопроникнення приблизно постшного рГвня е маркером процесу шфГльтраци. Даний процес проходить плавно без явних спалахГв та штв. ВГропдно це е свГдченням бГльш щГльного складу грунту без значних шпар.

Для середньоГ третини схилу характерна в^сутшсть четкоГ межi мГж шф^ьтращею та фiльтрацiею. На початку досл^у швидтсть водопроникносп високо варiабельна, протягом перших 2,5 годин дослТду спостернаються спалахи та локальнi пки. ВГропдно у верхнiх шарах шар води шд час процесу водо

проникносп зустрГчаеться зГ значними шпарами. ДалГ водопроникшсть виходить на плато Г досягае приблизно одного рГвня, розпочинаеться процес фГльтраци.

Розглянувши графк динамки водопроникносп в нижнш третиш схилу бачимо рГзкий спалах у перш! хвилини дослГду. ВГропдно, що вже у верхньому шар! е значш шпари. ДалГ процес шфГльтраци продовжуеться з незначним тком швидкостГ, що спостерпаеться на другГй годин! дослГду. На початку третьо! години дослГду водопроникшсть виходить на плато Г в подальшому мае рГвномГрний характер, що е маркером початку процесу фГльтраци. ВГропдно в нижчих шарах шдльшсть грунту вища, без значних шпар.

ОБГОВОРЕННЯ

У техноземах у процес грунтоутворення шсля початку !х конструювання вГдбуваеться поступове формування морфолопчних структур, яш у подальшому перетворяться на генетичш горизонти, гомолопчш генетичним горизонтам природних трунив (Жуков та ш., 2014). Формування морфолопчно! оргашзаци грунтоподГбних тГл приводить до надбання ними функцюнальних властивостей, як наближають !х до природних грунта (Шемавнев и др., 2005). Цей тренд особливо важливий в контекст! альськогосподарсько! рекультивацп, яка мае своею цГллю вГдновлення використання земель у агропромисловому виробництвГ (Бекаревич и др., 2001). Можна очкувати, що шд впливом загальних грунтотворних факторГв через певний час штучно створенш грунтоподдбш тГла набудуть властивостей Г будови, подГбних до природних грунта. Але невГдомою залишаеться траекторГя процесу та тривалшть цього процесу в часГ

У якост гшотези може бути розглянуто положення, що конструкщя грунтоподГбного тГла у нуль-момент свого шнування визначае динамку та траекторГю грунтотворного процесу. Для перевГрки ще! гшотези на стацюнарГ Дншропетровського державного аграрно-еколопчного ушверситету в 90-тГ роки закладений польовий експеримент з лГзиметрами, кожний з яких умтщуе певну конструктивну комбшащю прських порГд або чорноземоподГбно! маси (Забалуев, 2010). Важливим аспектом експерименту е пошук критерпв за якими можна виконати оцшювання функцюнальних властивостей створених конструкцш залежно вГд !х оргашзаци.

ДослГдження динамки вбирання води з поверхш грунту е високошформативним шструментом оцшювання властивостей грунтового тГла без його порушення. Оптимальш характеристики швидкост шфГльтраци повинш супроводжуватися стштстю сприятливих показнишв у чаа, що вГддзеркалюеться коефщГентом водопроникносп. Цей показник, який перевищуе 1,5 не гарантуе вГд запливання поверхш грунту та наступного утворення трки навГть шсля нетривало! штенсивно! зливи (Медведев и др., 2011). Одержан! динамГчш крив! поряд з високою диференщальною здатшстю е також еколопчно релевантними, тобто вГдображають властивост грунту як середовища шнування живих оргашзмГв. Важливими аспектами параметрами вбирання води е абсолютш показники шфГльтраци та фГльтраци, а також коефщент згасання водопроникносп грунту.

Диференщальна здатшсть кривих вбирання води проявляеться у тому, що спостерпаються значш вГдмшност мГж рухом вологи в грунт! у дослГджуваних об'ектах залежно вГд !х будови. Важливим аспектом е порГвняння техноземГв рГзно! конструкцГ! з природними грунтами. Нами встановлено, що для чорноземГв звичайних характерними рисами процесу водопроникносп е монотонна динамка швидкостГ вбирання води та межа, що четко розрГзняеться, мГж фазою шфГльтраци Г фГльтраци. ПерехГд у фазу фкьтраци вГдбуваеться за перший час експерименту. Також слГд вГдмГтити значну варГабельшсть показнишв шфГльтраци як природних, так Г техногенних грунта у горизонтальному напрямку (Жуков и др., 2013).

Для дослГджуваних моделей техноземГв швидтсть водопроникносп характеризуеться значним варГюванням вГдносно монотонного тренду, який полягае у зменшеш швидкост вбирання води з часом та досягненш певного стацюнарного стану. Так! вГдхилення вГд загального тренду проявляють себе у виглядГ спалахГв шдвищено! швидкостГ водопроникносп, як спостерпаються через регулярш штервали часу. Ц штервали специфГчш для кожного типу конструкци технозему. ВГропдно, що шар води, який проникае вглиб грунту, зустрГчае значш порожнини, завдяки яким вГдбуваються вказаш спалахи шдвищено! водопроникносп. Порожнини у тГлГ техноземГв формуються унаслГдок мало! стшкост агрегата до змочування та значному рГвню усадки при висиханш (Жуков и др., 2013). За своею природою щ спалахи бГльшою мГрою вГдповГдають процесу шфГльтраци. Таким чином, нашть у стабГльнш фаз! водопроникносп, для спостережуваних техноземгв характерно сполучення процесГв фГльтраци та шфГльтраци. Лише у моделях з техшчною сумГшшю яка складаеться з чорнозему, пГску та лесоподГбних суглинкГв з борта кар'еру процес ф^ьтрацп проходить без явних спалахГв та пГк1в у швидкостГ. ВГропдно, ця технГчна сумГш мае бГльш щГльний склад Г не мае значних шпар. ПерехГд вГд фази шф^ьтрацп до фази фГльтрацй для техноземГв мае нечГтку межу та значно розтягнутий у часГ

ВИСНОВКИ

Конструкщя rpyHTonoAÎ6Horo TÎAa у нуль-момент свого шнування визначае динамiку та траeкторiю грунтотворного процесу. ДосAiдження динамiки вбирання води з поверхш грунту е високошформативним iнструментом оцiнювання властивостей грунтового тала без його порушення. Одержанi динамiчнi кривi поряд з високою диференщальною здатнiстю е також екоAогiчно релевантними, тобто в^ображають вAастивостi грунту як середовища iснування живих органiзмiв.

Диференщальна здатнiсть кривих вбирання води проявляешься у тому, що спостерiгаються значш вiдмiнностi мiж рухом вологи в грунта у дослiджуваних об'ектах залежно вiд ïx будови. Для чорноземiв звичайних характерними рисами процесу водопроникносга е монотонна динамiка швидкостi вбирання води та межа, що четко розрiзняеться, мiж фазою iнфiAьтрацiï i фiAьтрацiï. Переxiд у фазу фiльтрацiï вiдбуваеться за перший час експерименту.

Для досAiджуваниx моделей технозем^в швидтсть водопроникностi характеризуеться значним варiюванням в^носно монотонного тренду, який полягае у зменшеш швидкостi вбирання води з часом та досягненш певного стацюнарного стану. Такi вiдxиAення вiд загального тренду проявляють себе у вигляд спаAаxiв пiдвищеноï швидкостi водопроникностi, як спостерiгаються через регуAярнi iнтерваAи часу. Ц iнтерваAи специфiчнi для кожного типу конструкци технозему.

ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА

Андроханов В.А. Техноземы: свойства, режимы, функционирование / В.А. Андроханов, С.В. Овсянникова, В.М. Курачев / / Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. — 200 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Бекаревич Н.Е. К вопросу о плодородии почв и пород / Н.Е. Бекаревич, Н.Т. Масюк // Освоение нарушенных земель: Сб. статей. — М.: 1976. — С. 5—26.

Бекаревич Н.Е. Модели искусственных эдафотопов для рекультивации земель в Степи Украины / Н.Е. Бекаревич, Н.Т. Масюк, И.П. Чабан, В.А. Забалуев, А.А. Мыцык, В.В. Кулинич // Вшник Дншропетровського державного аграрного ушверситету. — 2001. — № 2. — С. 13—16.

Вадюнина А.Ф. Методы исследования физических свойств почв / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. — М.: Агропомиздат, 1986. — 416 с.

Волох П.В. Изменения физических свойств рекультивированных земель при их сельскохозяйственном использовании / П.В. Волох, И.Х. Узбек, Н.Д. Горобец, В.И. Соколов // Горный журнал. — 1991. — № 10.

- С. 52-55.

Горбань В.О. Зв'язок водопроникносга грунтав з шшими ï'xнiми фiзичними властивостями у лшових угрупованнях Присамар'я / В.О. Горбань // Вшник Львiвського ун-ту. Серш бюлогачна. — 2007. — Вип. 43.

- С. 161—165.

Етеревская Л.В. Почвообразование и рекультивация земель в техногенных ландшафтах Украины / Л.В.Етеревская // Автореф. дисс. ... д-ра с.-х. наук: 06.01.03 / Л.В. Етеревская. — Харьков, 1989. — 42 с.

Жуков А.В. Первичная продуктивность агробиогеоценозов на экспериментальном участе рекультивации земель, нарушенных горнодобывающей промышленностью / А.В. Жуков, 1.В. Лядская // Вшник Дншропетровського ушверситету. Бюлогая. Екологая. — 2010. — Вип. 18. — Т. 1. — С. 29—36.

Жуков О.В. Динамка усадки дерново-лггогенних грунтав на червоно-бурих глинах за шарами / О.В. Жуков, Г.О. Задорожна, Т.Ю. Бець, 1.В. Лядська // Науковий вшник Чершвецького ушверситету. Бюлогая «Бюлогачш системи». — 2013. — № 2. — С. 125—133.

Жуков А.В. Пространственные паттерны инфильтрации почвы на склоне балки / А.В. Жуков, Г.А. Задорожная, И. В. Лядская // Вшник Харьтвського нацюнального аграрного ушверситету Тмеш В.В. Докучаева. &рГя Ррунтознавство, агроxiмiя, землеробство, екологая грунтав. — 2013, № 2. — С. 22—27.

Жуков О.В. ФГзичш властивоста рекультоземiв Нкопольського марганцеворудного басейну / О.В. Жуков, Г.О. Задорожня, 1.В. Лядська // Питання степового лшознавства та лшовоГ рекультиваци земель. — 2014. — Вип. 43. — С. 93—114.

Забалуев В.А. Изменение плодородия вскрышных горных пород в процессе их сельскохозяйственного освоения / В.А. Забалуев // Вшник Дншропетровського державного аграрного ушверситету. — 1999. — № 1—2. — С. 48—50.

Забалуев В.А. Формирование агроэкосистем рекультивированных земель в Степи Украины: эдафическое обоснование / В.А. Забалуев — Киев, 2010. — 261с. Качинский Н.А. Физика почвы / Н.А. Качинский. — М.: Изд-во «Высшая школа», 1979. — 357с. Лядська 1.В. Динамка фГзичних властивостей дерново-летогенних грунтав на червоно-бурих глинах за профiлем / 1.В. Лядська, К.В. Андрусевич // Вшник ЛьвГвського нацюнального аграрного ушверситету. АГРОНОМГЯ. — 2014. — № 18. — С. 75—79.

Лядська 1.В. Динамiка фiзичних та водно-фiзичних властивостей педоземiв за профiлем / 1.В. Лядська // Вiсник Дншропетровського державного arpapH0-eK0H0Mi4H0r0 унiверситету. — 2014. — № 2. — С. 131— 133.

Лядська 1.В. Еколопчне значення фiзичних властивостей TexH03eMiB Нiкопольського марганцеворудного басейну / 1.В.Лядська // Автореф. дисс. ... к-та с.-г. наук: 03.00.16 / 1..В. Лядська. — Дншропетровськ, 2015. - 28 с.

Медведев В.В. Водные свойства почв Украины и влагообеспеченность сельскохозяйственных культур / В.В. Медведев, Е.Н. Лактионова, Л.В. Донцова. — Харьков: Апостроф, 2011. — 224 с.

Панина С.С. Экспериментальное изучение и моделирование передвижения влаги в почве при малонапорной и безнапорной инфильтраци : дис. канд. биол. наук : 06.01.03 — агрофизика / Панина София Сергеевна — Москва, 2015. — 138 с.

Умарова А.Б. Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв / А.Б. Умарова. — М.: ГЕОС, 2011. — 266 с.

Шеин Е.В. Водопроницаемость. Впитывание (инфильтрация) воды в почву / Е. В. Шеин // Теории и методы физики почв / Под. ред. Е. В. Шеина и Л. О. Карпачевского. — М.: «Гриф и К», 2007. — С. 252—255.

Шеин Е.В. Курс физики почв: Учебник / Е.В. Шеин. — М.: Изд-во МГУ, 2005. — 432 с.

Шеин Е.В. Структурное состояние техноземов и формирование в них преимущественных потоков влаги / Е.В. Шеин, Д.И. Щеглов, А.Б. Умарова и др. // Почвоведение. — 2009. — № 6. — С. 687—695.

Шеин Е.В. Теории и методы физики почв / Е.В. Шеин, Л.О. Карпачевский. — М.: Гриф и К, 2007. — 616

с.

Шемавнев В.И. Устойчивое развитие сложных экотехносистем / В.И. Шемавнев, Н.А. Гордиенко, В.И. Дырда, В.А. Забалуев — Москва—Днепропетровск: Новая идеология, 2005. — 355 с.

REFERENCES

Androhanov, V.A., Ovsyannikov, S.V., Kurachev, V.M. (2000). Tehno%ems: Properties, regimes, functioning. Novosibirsk:

Nauka. Sibirskaia izdatelskaia firma RAS (in Russian). Bekarevych, N.E., Masuk, N.T., Shepherd, Y.P., Zabaluev, V.A., Mutsuk, A.A., Kulinich, V.V. (2001). Themodels of artificial edafotops for land reclamation in the steppes of Ukraine. Bulletin of Dnipropetrovsk State Agrarian University, 2, 13-16 (in Russian). Bekarevych, N.E., Masuk, N.T. (1976). To the question about the fertility of soil and rock. The development of disturbed

lands. Moscow, 5—26 (in Russian). Eterevskaya, L.V. (1989). Soil formation and land reclamation in Ukraine technogenic landscapes. Thesis of DoctoralDisseration. Kharkiv (in Russian).

Gorban, V.O. (2007). Relationship of water permeability of soils with their other physical properties in forest

communities of the Prisamarie. Visnyk of L'viv Univ. Biology Series, 43, 161—165 (in Ukrainian). Kaczynski, N.A. (1979). Physics soil. Moscow: Vyshaya shkola (in Russian).

Lyadskya, I.V. (2014). The dynamics of natural and water-physical properties of the pedozem profiles. Bulletin of

Dnepropetrovsk State Agrarian and Economic University, 2, 131—133 (in Ukranian). Lyadskya, I.V. (2015). The ecological value ща еру tehno%ems physical properties of the Nikopol manganese ore Basin. Thesis of

Doctoral Dissertation. Dnepropetrovsk (in Ukranian). Lyadskyа, I.V., Andrusevych, K.V. (2014). The dynamics of the physical properties of sod-lithogenic soils on red-

brown clay on the profile. Bulletin of Lviv National Agrarian University. Agronomy, 18, 75—79 (in Ukranian). Medvedev, V.V., Laktionova, E.V., Donsova, L.V. (2011). Soil water properties of Ukraine and agricultural crops water

supply. Kharkiv: Apostrof (in Russian) (in Russian). Panina, S.S. (2015). The experimental Study and Modeling of movement of moisture in the soil and in the malonapornoy and

pressureless infiltration. Thesis of Doctoral Dissertation. Moscow (in Russian). Shein, E.V. (2005). The course of the soil physics: Textbook. Moscow: MGU (in Russian).

Shein, E.V., Shcheglov, D.I., итагоуа, A.B. (2009) The structural condition of the tehnozems and Formation in

they preferential flows moisture. Pochvovedenye, 6, 687—695 (in Russian). Shein, E.V., Karpachevsky, L.A. (2007). The water permeability. Absorption (infiltration) of water in the soil. Theory

and Methods soil physics. Moscow: Grif and C (in Russian). Shein, E.V., Karpachevsky, L.A. (2007). Theories and Methods soil physics, Moscow: Grif and C (in Russian). Umarova, A.B. (2011). Preferential flows of moisture in soils: Regularities the formative importance and functioning in soils,

Moscow. GEOS (in Russian). Vadyunyna, A.F., Korchagina, Z.A. (1986). Methods of the physical properties studies. Moscow: Ahropomyzdat (in Russian).

Volokh, P.V., Uzbek, Y.H., Gorobets, N.D., Sokolov, V.I. (1991). Changes fof the physical properties of the

recultivated land under agriculture activity. Mining Magazine, 10, 52—55 (in Russian). Zabaluev, V.A. (1999). Changing of the fertility deferred stripping rocks in the process agricultural development.

Bulletin of Dnipropetrovsk State Agrarian University, 1—2, 48—50 (in Russian). Zabaluev, V.A. (2010). Formation of agro-ecosystems reclaimed land in the steppe of Ukraine: edaphic study. Kyiv (in Ukranian).

Zhukov, A.V., Lyadskaya, I.V. (2010). Primary productivity of the agrobiogeotsenozis in the experimental plot of the land reclamation disturbed by the mining industry. Bulletin of Dnipropetrovsk University. Biology. Ecology, 18, 29—36 (in Russian).

Zhukov, O.V., Zadorozhna, G.A., Betz, T.Y., Lyadskya, I.V. (2013). Dynamics of the shrinkage of lithogenic soils on red-brown clay with layers. Scientific Bulletin of Chernivtsi University. Biology 'biological systems', 2, 125—133 (in Ukranian).

Zhukov, A.V., Zadorozhnaya, G.A., Ljadskaja, I.V., (2013). Spatial patterns of the soil infiltration on a valley slope

Bulletin of Dokuchaev Kharkiv National Agricultural University. Series Soil science, agricultural chemistry, agriculture, forestry, soil ecology, 2, 22—27 (in Russian). Zhukov, O.V., Zadorozhna, G.A., Lyadskya, I.V. (2014). Physical properties of the Nikopol manganese ore Basin

recultozems. Questions steppe forest andforest land reclamation, 43, 93—114 (in Ukranian). Shemavnev, V.I., Gordienko, N.A., Dirda, V.I., Zabaluev, V.A. (2005). The stable development of the complicated ecotechnosystems. Moscow, Dnipropetrovsk. Novaya ideologia (in Russian).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.