Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 61 даны, по А. А. Роде (I960), примеры размещения зондировочных скважин для случаев наблюдения четырех-, пяти- и шестикратной повторности и при четырех, пяти и шести сроках наблюдений в году. Цифры на этих схемах обозначают порядковые номера последовательных сроков определения влажности.
При наблюдениях за влажностью на сельскохозяйственных полях, где отсутствуют постоянные влагомеры, расположение скважин в последовательные сроки производится по замкнутым полигонам (рис. 62). Длина стороны полигона — 2п, м где п — число сроков определений.
Отбор проб грунта на определение влажности производится ручными почвенными бурами. Наконечники последних выбираются в зависимости от характера и плотности грунта.
При применении метода радиоактивных изотопов (нейтронный метод) используют нейтронный индикатор влажности НИВ-2 объединения «Средаз-
знергопромавтоматика». В качестве источника нейтронов используются плутоний и бериллий, полоний и бериллий.
Индикатор влажности основан на принципе нейтронного метода: быстрые нейтроны, испускаемые их источником, сталкиваются с ядрами атомов химических элементов среды. В результате столкновения с ядрами водорода быстрые нейтроны теряют энергию, движение их замедляется и они превращаются в тепловые. Прибор измеряет интенсивность и плотность тепловых нейтронов и нейтронного гамма-излучения, возникающего при захвате ядрами атомов среды тепловых нейтронов. Плотность тепловых нейтронов и интенсивность нейтронного гамма-излучения прямо пропорциональны влажности среды. Объемная влажность определяется с точностью ±1%. Допустимый диапазон влажности 2,5—40%, глубина измерения до б м, диаметр скважины, в которую опускаются датчик и счетчик, 50 мм.
Допустимая температура окружающей среды от —15 до +40° С, источником питания являются галетные батареи 80 АМЦГ-80 напряжением 400 В (6 шт).
В почвенном слое до глубины 1—1,5 м наблюдения за влажностью проводят через 10 см по вертикали. Первую пробу грунта берут на глубине 0,05 м. Ниже до подпертой капиллярной каймы наблюдения возможны через 0,25 м, вблизи капиллярной каймы и в пределах ее (до зеркала грунтовых вод) — снова через 10 см по вертикали.
Сроки наблюдений, как правило, должны совпадать с началом и окончанием расчетных периодов времени, для которых составляется баланс грунтовых вод. При необходимости проследить динамику процессов инфильтрации и испарения в разрезе отдельных сезонов года сроки наблюдения за влажностью учащаются до двух раз в месяц.
В орошаемых районах отбор проб необходимо производить до и после поливов. При каждом отборе проб точно фиксируется положение грунтовых вод.
При значительной мощности зоны аэрации можно сократить число точек взятия проб по вертикали за счет расширения интервалов измерения в среднем поясе зоны аэрации (ниже 1,5—2 м до подпертой капиллярной каймы).
В зимний период отбор проб рекомендуется начинать с дневной поверхности, чтобы точнее учесть максимальную влажность, обращая внимание на содержание воды в корочке льда под снегом.
В комплексе с наблюдениями за влажностью почвогрунтов на балансовой площадке кроме обычных метеорологических наблюдений должны систематически проводиться наблюдения за:
1) уровнем грунтовых вод, а если имеются неглубоко залегающие напорные воды, то и за их режимом по тем скважинам, которые находятся вблизи пунктов изучения влажности;
2) температурой почвогрунтов зоны аэрации на глубинах 0,05; 0,15;
0,40; 0,80; 1,60; 3,20 м и более;
б
Рис. 62. Размещение скважин на полигоне.
а— гга замЕшутом полигону при шести сроках наблюдений и при 4-кратной повторности; б — на микроплощадках по полигонам при шести сроках наблюдений и при 3-кратной повторности
3) испарением с поверхности почвы и воды по весовым испарителям;
4) температурой и влажностью воздуха в приземном слое атмосферы на высотах 0,5; 1 и 2 м с помощью психрометров Ассмана;
5) направлением и скоростью ветра на высоте 2 м.
Для соблюдения непрерывности наблюдений за колебанием уровня воды над наблюдательными скважинами устанавливаются самописцы уровня.
Результаты наблюдения за влажностью подвергают обработке в такой последовательности: 1) вычисляется объемная влажность; 2) строятся эпюры влажности и графики гидроизоплет (см. рис. 59), а также термоизоплет (см. рис. 60); подсчитываются запасы влаги по слоям и в целом по всей зоне аэрации по формуле (Y.41), при этом используются усредненные за каждый срок показатели влажности для каждой глубины отбора проб; 4) рассчитывается баланс влаги в зоне аэрации (см. табл. 11) и 5) составляется схема миграции влаги в зоне от поверхности до грунтовых вод (см. рис. 58).
ГЛАВА ШЕСТАЯ
МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
ВОДНОГО БАЛАНСА
Общее воднобалансовое и лизиметрическое направления изучения баланса подземных вод являются обязательными при проведении комплексных исследований общего водного баланса данных территорий (бассейнов рек, оросительных и осушительных систем), а также при детальном изучении процессов формирования грунтовых вод на типовых воднобалансовых участках. Конкретными задачами экспериментального определения элементов водного баланса являются:
