В заболоченных и болотных почвах применение метода определения вертикальной водопроницаемости лимитировано положением грунтовых вод или верховодки. При их отсутствии в толще равной 3-4 м этот метод может быть использован для определения Кф почв суглинистого и глинистого состава в верхних горизонтах, мощностью 0.7-1 м. При их залегании на глубинах 2-3 м возможно определение Кф этим методом только в пахотном и подпахотном горизонтах в толще равной 20-30 см, т.е. рамы устанавливают с поверхности и на глубинах 20 или 30 см. В любом случае капиллярная кайма от зеркала грунтовых вод или верховодки должна находиться ниже 1-го метра от нижней границы исследуемого горизонта. При более высоком положении грунтовых вод и капиллярной каймы этот метод определения коэффициента вертикальной фильтрации дает заниженные результаты.
В тех случаях, когда положение грунтовых вод или верховодки позволяет применять метод заливаемых квадратов Н.А. Качинского, используют квадратные рамы, устанавливаемые концентрически с учетной и защитной площадью соответственно 0.25 и 1.00 м2 (соответственно размеры учетной и защитной рам 0.5x0.5 и 1.0x1.0 м). Рекомендуемая нами высота рам 0.3 м. Раму изготовляют из 1.5-2-миллиметрового железа, усиливают ободом и снабжают двумя ручками. Деревянным молотом рамы забивают в почву на глубину 15 см на пахотных и залежных угодьях. Определение водопроницаемости с поверхности всегда ведется по свежевскопанной и разрыхленной граблями почве, в подпахотном горизонте - в выемке без нарушения естественного сложения горизонта. При наблюдении за водопроницаемостью удобно пользоваться стандартными интервалами времени отсчета объемов воды, впитавшейся или просочившейся в глубокие горизонты (например, 2, 3, 5, 10, 10, 10, 10, 10, 30, 30, 30, 30, 60, 60, 60 мин. и т. д.). Наблюдение ведут не менее шести часов и оно считается законченным, если как минимум в последние два часовых интервала отмечены равные расходы воды.
При расчете значений водопроницаемости и коэффициента фильтрации мы не рекомендуем вводить поправку на температуру воды. Скорость впитывания и фильтрации (мм/мин) находят по формуле, где Q - количество профильтровавшейся воды (см3) за время Т (мин) через площадь S (см ).
Коэффициент фильтрации определяют по значениям установившейся в конце опыта скорости фильтрации (обычно по данным скорости фильтрации в конце 6-10-го часа наблюдений), вводя поправку на гидравлический градиент, где l - мощность слоя почвы, через который фильтруется вода; h - высота слоя воды на поверхности почвы. Обычно слой воды в учетной и защитной рамах равен 5 см.
Мощность фильтрующего слоя (l) определяют путем бурения и определения глубины проникновения фронта просачивающейся воды по изменению влажности почвы. Эту операцию следует выполнять сразу после завершения опыта по наливу.
Для расчета скорости и коэффициента фильтрации в ряде руководств рекомендовано в формулы расчета вводить поправки на температуру воды, поскольку в этом случае возможны существенные изменения вязкости. Коэффициент фильтрации рекомендуют приводить к единой температуре, используя следующую поправку Хазена, где К10 - коэффициент фильтрации, приведенный к температуре 10°С; Kt - коэффициент фильтрации при температуре опыта t°C.
Однако эта поправка может быть использована только для кварцевых песков. В других случаях в средах, обогащенных коллоидными частицами, влияние температуры на фильтрацию воды может оказаться более сложным. Температурные условия в этом случае оказывают существенное влияние не только на вязкость, но и на коллоидные системы, причем это влияние остается почти неизученным. Сведения такого рода позволяют признать, что в суглинистых, глинистых и торфяных почвах введение поправки па температуру воды нецелесообразно. В мелиоративных расчетах Кф обычно выражают в м/сут. При пересчетах следует иметь в виду, что 1 мм/мин = 1.44 м/сут = 0.00167 см/с.