Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Площадь цилиндра для монолита почвы в лизиметре 2000 см2. Высота цилиндров от 1,1 до 2,6 м, масса — соответственно от 77 до 149 кг. Внутренний диаметр цилиндра 505 ± 1,8 мм. Максимальная масса лизиметра высотой 2,5 м (вместе с грунтом) — около 2000 кг.
На незасоленных почвах лизиметр загружается монолитом один раз в 3—
5 лет, на засоленных почвах — раз в 1—2 года.
Величина испарения с поверхности почвы Z (мм) за период между взвешиваниями определяется по формуле
Рис. 67. Схема устройства взвешиваемого лизиметра ГР-80.
1 — скоба для подъема взвешиваемой части; г — скоба для подъема гнезда; 3 — козырек большой; 4 — цилиндр лизиметра; 5 — гнездо; в — кронштейн; 7 — бобышка; 8 — уплотнение; 9 — скоба; 10 — фильтр обратный; и — козырек малый; 12 — водорегулирующее устройство; 13 — поддон; 14 — лапа; 15 —дно
Z
200
(Gt — G2) + X -f- К — I,
(VI.22)
где X — количество осадков, мм; К — расход грунтовых вод в зону аэрации (долив воды), мм; / — пополнение грунтовых вод за счет инфильтрации (слив воды), мм; Gx, G2 — массы лизиметра в начале и конце наблюдений, г.
Наблюдения по лизиметрам (за доливом и сливом воды) производятся ежедневно. Взвешивание лизиметров производится один раз в декаду на платформенных гиревых весах грузоподъемностью до 2 т с точностью 20— 50 г.
Кроме рассмотренных типов в СССР и за рубежом применяется большой ряд других лизиметров (Крылов, 1959; Сляднев, 1961; Лебедев, 1963 и др.)'
В последние годы отмечается стремление унифицировать типы лизиметров и методы их наблюдения. Так, ГУГМС СССР внедряется описанный выше лизиметр ГР-80, а Министерством геологии СССР — лизиметры типа рассмотренной нами лизиметрической установки. Но пока распространение получили лишь одиночные лизиметры с постоянным уровнем грунтовой воды, имеющие сечение 1 м2, загружаемые монолитом грунта. В качестве измерительной аппаратуры применяются самописцы уровня типа СУВ-3 и компенсационные бачки, устанавливаемые в специальные трубы, сообщающиеся с лизиметром (Н. Д. Добровольская, В. К. Седова, 1972 г.). При этом наблюдательного павильона не устраивается.
В международном руководстве «Репрезентативные и экспериментальные бассейны» (1971) отмечено, что применение результатов, полученных с помощью лизиметров, ограниченно вследствие влияния на показания их различия в распределении плотности корневой системы в почвенных монолитах и неодинакового захвата влаги корнями растений. Поэтому для получения надежных результатов наблюдений за испарением, инфильтрацией лизиметрические измерения должны сопровождаться параллельными полевыми исследованиями влагопереноса в почве, как это рассмотрено нами в пятой главе. Для контроля условий влагопереноса в монолите лизиметра необходима установка в нем датчиков температуры и влажности почвогрунтов.
В ряде случаев при интенсивной инфильтрации осадков и поливных вод в лизиметре скапливается больше, чем в естественных условиях, защемленного воздуха, который препятствует гравитационному переносу влаги. Поэтому желательна перфорация боковых стенок лизиметра выше границы подпертой капиллярной каймы загруженного монолита.
Сравнение данных работы лизиметров с результатами изучения инфильтрации и испарения балансовым методом в естественных условиях (Лебедев, Добровольская, 1961) показывает, что в ряде случаев данные лизиметров слабо отражают действительность. Особенно это относится к величине испа-реиия грунтовых вод, определяемой при постоянном уровне воды в лизиметре, и к другим элементам водного баланса (в том числе инфильтрации) за короткие отрезки времени (менее месяца и декады). За длительные периоды (сезоны и месяцы в летнее время) получаемые по лизиметрам данные близки к действительным.
Использование лизиметров с переменным уровнем воды, отвечающим естественному уровню, значительно повышает достоверность лизиметрических наблюдений. Для определения суммарного испарения с почвы с помощью невзвешиваемых лизиметров в последних устанавливают нейтронные влагомеры (например, НИВ-2). Зная величину выпадающих осадков за период наблюдений X, величину питания грунтовых вод сверху шД?, равную разности величин инфильтрации гг^Дт и испарения с уровня грунтовых вод иЛФ, а также величину изменения запасов влаги в зоне аэрации над максимальным за период
наблюдения положением подпертой капиллярной каймы D 2, найдем суммарное испарение с дневной поверхности по формуле
Z = X — wAt — D2. (VI.23)
Величина D 2 рассчитывается по разности влагозапасов, определяемых по (V.41).
Объем книги не позволил нам рассмотреть поверхностный сток, потери на фильтрацию из каналов и аккумуляцию воды на поверхности. Заинтересованных этими вопросами читателей мы отсылаем к работам С. Ф. Аверьянова (1956), А. Г. Владимирова (1966), методическим указаниям УГМС, № 84 1973) и др.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ И ПРОВЕДЕНИЮ ВОДНОБАЛАНСОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
