Поиск

Определение предельной влагоемкости в лабораторных условиях на монолитах
26.06.2015

Лабораторный эксперимент для определения предельной влагоемкости по существу сохраняет тот же характер, что и в поле.
Представим себе, что мы вырезали вертикальную колонну почвы (монолит), без нарушения ее естественного строения, высотой например в 1 м и сечения 20x20 см. Этот монолит мы помещаем в деревянный ящик несколько большего сечения, и остающиеся боковые зазоры со всех четырех боковых сторон заливаем смолкой, варом с примесью парафина или каким-либо другим подходящим материалом, который обеспечивает полную водонепроницаемость стенок и вместе с тем Так плотно сваривается с почвой и стенкой ящика, что исключает возможность вертикального просачивания воды вне толщи самой почвы. К дну монолита приделывается тонкая 0,25-мм латунная сетка или марля для того, чтобы предохранить его от осыпания.
После такой монтировки монолит ставится вертикально и полностью насыщается водой путем достаточно длительной фильтрации воды сверху. После этого фильтрацию прекращают и дают избыточной воде полностью стечь, на что может потребоваться несколько дней. В монолите таким образом останется только то количество воды, которое отвечает его предельной влагоемкости. Для определения ее монолит разбирается, и в нем послойно, с любой дробностью, определяется влажность обычным способом. Полученные величины могут быть выражены или в весовых процентах влажности или быть пересчитаны на объемы воды, которые могут удерживаться единицей площади (1 га) нашей почвы.
Таков простой принцип метода и его осуществления. Однако для получения этим методом результатов, достаточно близких к действительности, необходимо соблюдение ряда принципиальных методических условий, из которых мы отметим следующие.
Существенное значение имеет площадь сечения монолита. Профиль естественного почвенного разреза никогда не бывает строго одинаков в разных точках площади, а всегда несколько варьирует. Поэтому чем меньшей площади берем мы монолит, тем более «случайный» вариант попадает в эксперимент. Поэтому чем большей площади монолит возможно взять, тем лучше, однако с большими монолитами чрезвычайно трудно оперировать технически ввиду большого их веса. Поэтому практика обычно ограничивается размерами площади между 25x25 см и 15х15 см, но при этом всегда нужно стремиться к постановке двух и даже трех параллельных монолитов, что обеспечивает контроль и надежные результаты.
Вторым моментом, и еще более серьезным принципиально, является выбор длины монолита. В самом деле, мы знаем, что величина предельной влагоемкости данной толщи почвы прямо зависит от положения ее над уровнем грунтовой воды и строения (слоистости) разреза.
В эксперименте с монолитом нижняя его плоскость, основание, является как бы уровнем грунтовой воды. Соответственно этому длина экспериментального монолита, вообще говоря, должна отвечать следующему условию: она должна или соответствовать всей толще почвы от поверхности ее до уровня грунтовой воды или быть во всяком случае больше величины капиллярной водоподъемной способности данного грунта. Для обычного суглинистого механического состава эта высота капиллярного подъема лежит между 2—3 м, соответственно чему для эксперимента теоретически нужно было бы взять монолит высотой 4—5 м.
К сожалению практически оперировать с монолитами такой высоты чрезвычайно трудно (по крайней мере при массовой работе), и потому приходится ограничиваться высотами, не превышающими 2—2,5 м. Это вносит известную неточность в определение, заключающуюся в том, что для данного случая получается, при расчете на всю двухметровую толщу, преувеличенная величина предельной влагоемкости. Это преувеличение падает главным образом на второй метр монолита (зона резко выраженной капиллярной влажности), тогда как для верхнего метра результат получается практически достаточно близким к полевым условиям.
Итак следовательно ограничение и некоторая условность описанного метода монолитов, проистекающие из технической ограниченности возможной длины монолитов, относятся лишь к определению влагоемкости в таких грунтах, в которых грунтовые воды лежат очень глубоко и капиллярные токи воды безусловно не достигают поверхности почвы.
Компенсировать этот недостаток возможно путем постановки параллельного опыта в несколько иной модификации, а именно: монтированный монолит не насыщается водой полностью, а на его поверхность даются определенные нормы воды, рассчитанные из объема пор толщи почвы в 0,5, 0,75,1,0 м и т. д., и затем после установления равновесия в распределении влажности определяются глубина промачивания монолита и распределение влажности по слоям. Таким образом определенная влагоемкость дает несколько преуменьшенные против истинных результаты. При сопоставлении с определением по первому варианту мы имеем следовательно два предела — повышенный и пониженный против действительности, которые дают уже достаточное, с практической точки зрения, приближение для того, чтобы пользоваться так определенной величиной предельной влагоемкости для расчетов норм полива, норм промывок и т. д.
Что касается всех других почвогрунтов с более высокими грунтовыми водами (а с ними как раз чаще всего и приходится иметь дело в мелиоративной практике), то в применении к ним метод монолитов по существу никаких ограничений не испытывает, так как здесь легко взять монолит, соответствующий по длине всей толще почвы над уровнем грунтовой воды, а потому и результаты лабораторных исследований в этих случаях наиболее близко отвечают природным условиям.

Определение предельной влагоемкости в лабораторных условиях на монолитах

В практике лабораторных работ с монолитами определение предельной влагоемкости обычно совмещается с определением коэффициента фильтрации при постоянном напоре, соответственно чему монтировка монолита осложняется установкой в нем ряда пьезометров для определения потерь напора. Пример такой установки показан на чертеже 21. В этом случае опыт практически осуществляется таким образом, что сначала определяется коэффициент фильтрации (точнее, вычерчивается кривая динамики коэффициента фильтрации), а по окончании этого определения монолит разбирается, и в нем определяется величина предельной влагоемкости.
Ниже приводится для ориентировки таблица величин предельных влагоемкостей для разных почв, составленная лабораторией ВНИИГиМа, для толщ не свыше 50 см и при отсутствии подпора грунтовых вод.
При увеличении слоя смачивания от 50 до 100 см величина предельной влагоемкости уменьшается на 1—2% на каждые 10 см глубины.
Определение предельной влагоемкости в лабораторных условиях на монолитах


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *