Моделирование межручейковой эрозии почв при дождевании НИР

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. Исследование зависимости интенсивности разбрызгивания почвы от скорости падения дождевых капель, интенсивности дождевания и угла наклона образца почвы
Результаты этапа: В 2011 году на лабораторной дождевальной установке производилось исследование зависимости интенсивности разбрызгивания почвы от скорости падения дождевых капель и интенсивности дождевания. Теоретический анализ показал, что интенсивность разбрызгивания почвы каплями дождя, деленная на интенсивность дождевания находится в линейной зависимости от квадрата скорости падения капель. Экстраполяция полученного графика до пересечения с осью абсцисс позволяет определить значение квадрата неразбрызгивающей скорости. Капли с небольшой энергией при ударе о почву не производят ее разрушения и разбрызгивания, т.к. их энергия полностью тратится на преодоление внутренних сопротивлений почвы. Таким образом разработана методика экспериментального определения критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя на почву.
2 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. Исследование влияния исходной влажности почвы на критическую скорость падения капель дождя
Результаты этапа: В 2012 году на лабораторной дождевальной установке производились исследования зависимости интенсивности разбрызгивания почвы от скорости падения дождевых капель при двух исходных влажностях почвы: воздушно-сухая почва и насыщенная водой до водовместимости, а также при разном содержании тонких корней растений (диаметром менее 1мм). Обработка результатов исследований подтвердила справедливость полученной нами ранее линейной зависимости критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя от донной размывающей скорости потока с коэффициентом пропорциональности равным 12,5. Предварительное увлажнение почвы в два раза увеличило средневзвешенный диаметр водопрочных агрегатов дерново-подзолистой почвы и в результате повысило критическую скорость падения капель с 2,8 до 3,4 м/с, что привело к снижению интенсивности разбрызгивания почвы в 1,5 раза. Скорость разбрызгивания почвы дождевыми каплями зависит от ряда факторов, в том числе и от содержания мелких корней растений (диаметром менее 1 мм). Проведенное исследование показало, что дерново-подзолистой почве на залежи соответствует бόльшие значения неразбрызгивающей скорости (3,2-3,3 м/с) по сравнению с почвой под картофелем (2,8-2,9 м/с). При этом интенсивность разбрызгивания почвы под залежью, насыщенной корнями, примерно в 1,5 раза ниже, чем в почве под картофелем с низким содержанием корней.
3 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. Анализ имеющихся в литературе данных по влиянию покрытия поверхности почвы растительными остатками, щебнем, гравием на интенсивность разбрызгивания почвы каплями дождя
Результаты этапа: В 2013 году был проведен анализ имеющихся в литературе данных по влиянию растительности на интенсивность разбрызгивания почвы каплями дождя. Анализ данных показал, что это влияние можно описать линейной зависимостью интенсивности разбрызгивания почвы от кинетической энергии дождя с коэффициентом, определяемым долей дождевых осадков, перехваченных растительностью. Однако экспериментальных данных, позволяющих рассчитать величину этого коэффициента для различных культур пока недостаточно.Кроме того, было проведено экспериментальное исследование интенсивности разбрызгивания почвы за различные промежутки времени на лабораторной дождевальной установке. По полученным данным были построены графики зависимости потери почвы qt=f(q3, t) от длительности дождевания (30мин>t>3мин). Эти зависимости подчиняются экспоненциальному закону с показателем степени K(t – 3), где K=-0,032 для образцов дерново-подзолистой почвы под картофелем, K=-0.045 – под звездчаткой редкой и K=-0,053 – под густой звездчаткой.
4 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Изучение критической скорости падения капель дождя для дерново-подзолистых почв (на примере УОПЭЦ «Чашниково»)
Результаты этапа: Анализ результатов лабораторных экспериментов по дождеванию показал существование линейной зависимости с коэффициентом пропорциональности, равным 12,9, между полученными величинами критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя и значениями донной размывающей скорости потока, рассчитанными по уравнению, разработанному ранее для почв основных типов Европейской части России (в том числе дерново-подзолистых) и включающему показатель водопрочности структуры почв, межагрегатного сцепления и содержания корней диаметром менее 1мм (Кузнецов, 1981). Таким образом, полученная зависимость дает возможность рассчитать величину критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя, в частности, для исследованных дерново-подзолистых почв, используя уравнения размывающей скорости потока.
5 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Изучение критической скорости падения капель дождя для серых лесных почв
Результаты этапа: В 2015 году были продолжены работы в рамках приоритетного направления «Почва и почвенный покров России как основа ее устойчивого развития» по теме НИР «Моделирование межручейковой эрозии почв при дождевании». Было проведено определение величины критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя на лабораторной дождевальной установке по методике, разработанной нами ранее, на образцах серой лесной среднесуглинистой почвы опытных полей ИБХ РАН (г. Пущино, Московской области) и ВНИИСХ РАН (г. Суздаль, Владимирской обл.). Анализ результатов этих исследований показал существование линейной зависимости критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя (Vкр) от донной размывающей скорости потока (Vдр): Vкр=10,9 Vдр. Таким образом, полученная зависимость дает возможность рассчитать для серой лесной почвы величину критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя, используя уравнение донной размывающей скорости потока, включающего такие легкоопределяемые параметры как водопрочность структуры почвы (по Саввинову), порозность почвенных агрегатов и сцепление (по Цытовичу). При этом ошибка по модулю составляет 7,3%.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".