Лизиметрическое устройство



Лизиметрическое устройство
Лизиметрическое устройство
Лизиметрическое устройство

 


Владельцы патента RU 2619554:

Голубенко Михаил Иванович (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для взятия проб почвенных растворов в естественных условиях, а также при отборе почвенных растворов на избыточно увлажнительных почвах, занятых рисовыми чеками. Лизиметрическое устройство содержит корпус 1 с перфорацией и вакуумную трубку 2 с перфорацией для сбора влаги, причем корпус выполнен в виде закрытого полого цилиндра, по всей боковой поверхности которого выполнена перфорация, и который покрыт водопроницаемым материалом геотекстиля 3. Концы материала геотекстиля 3 зафиксированы между собой швом, образуя замкнутую полость цилиндра, при этом перфорированные отверстия 5 цилиндра 1 по всей боковой поверхности просверлены конусными отверстиями, сужающимися во внутрь полого цилиндра 1. Вакуумная трубка 2 снаружи в пределах перфорации внутри корпуса 1 покрыта вторым слоем водопроницаемого материала геотекстиля 6. Изобретение предотвращает заиление полости корпуса прибора и повышает надежность качественного пропуска почвенного раствора, что обеспечивает получение более достоверного количественного и качественного состава почвенного раствора. 3 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для взятия проб почвенных растворов в естественных условиях, а также при отборе почвенных растворов на избыточно увлажнительных почвах, занятых рисовыми чеками.

Известна лизиметрическая установка, включающая колодец в виде пустотелого клина с отводящими трубками, сообщающими воронку с емкостью для сбора фильтрационных вод (Авторское свидетельство SU №1347907, A01G 25/00 от 30.10.1987).

Недостатком данной лизиметрической установки является низкая достоверность фильтрационных вод, низкая производительность вследствие того, что раствор поступает с малоконтурной площади. Кроме того, недостатком является неудобство в обслуживании, т.е. для определения уровня раствора в емкости необходимо отрывать почву над всем колодцем.

Известна также лизиметрическая установка, включающая установленный в одну из стенок почвенного разреза противень с фильтром и патрубком, отводящим почвенный раствор в емкость для сбора, в противне выполнены отверстия с бортиками с его верхней стороны (Патент RU №2304770, G01N 33/24 от 20.08.2007).

Недостатком лизиметра данной конструкции является недостаточная достоверность количественного и качественного состава почвенных растворов, поскольку почвенный раствор собирается только с почвенного слоя, находящегося над и под плоскостью противня (с ограниченного объема почвы). Данный лизиметр не позволяет учитывать нисходящие и восходящие капиллярные воды со слоев почвы, находящиеся сбоку противня, так как имеющиеся бортики мешают этому. Кроме того, при установке противня в соответствующие горизонты почвенного профиля между верхней поверхностью противня и верхней частью почвенного горизонта образуется пустота, которая впоследствии заполняется почвой при прохождении сельскохозяйственной техники, в результате чего нарушается строение почвы, что снижает достоверность получаемых почвенных растворов в естественных условиях.

Известна лизиметрическая установка, включающая установленный в одну из стенок почвенного разреза растворосборник с фильтром и патрубок, отводящий почвенный раствор в емкость для сбора, при этом растворосборник выполнен в форме цилиндра с отверстиями по всему периметру с размещением бортиков на внутренней стороне (Патент №2402015, G01N 33/24 от 20.10.2010).

Однако данное устройство хотя и позволяет увеличить объем почвы, с которой производится сбор почвенного раствора, но не обеспечивает возможность защиты внутренней части фильтра, расположенного внутри корпуса, как следствие возможно кольматирование (засорение) фильтра, и снижает водоприемную фильтрующую поверхность сбора почвенного раствора. Таким образом, это обуславливает необходимость его частой замены или требует затраты ручного труда. Кроме того, работа корпуса с отверстиями будет определяться свойствами их конструкции, т.е. фильтрующей способностью каждого отверстия цилиндра; затруднен процесс очистки рабочего цилиндра от засорения и различных отложений.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является лизиметрическое устройство, содержащее корпус с перфорацией и трубку для отбора влаги, корпус выполнен в виде закрытого полого цилиндра, по всей боковой поверхности которого выполнена перфорация, при этом суммарная площадь перфорацией относится к общей площади поверхности цилиндра как 0,45:1-0,50:1 (Авторское свидетельство SU №1606034, A01G 27/00 от 15.11.1990).

Недостатком известного лизиметрического устройства является то, что нарушается химический отбор отбираемых проб, т.е. водообмен между почвой и почвенным раствором в случаях того, что пропускная способность фильтрацией через наружные отверстия корпуса закрытого полого цилиндра зависит от прохождения через отверстия мелких частиц грунта, что снижает пористость стекловаты и стеклоткани внутри закрытого полого цилиндра, т.е. при дополнительном наличии применения материала фильтра из стекловаты и стеклоткани по своему объему значительно. Кроме того, наружная перфорированная поверхность с отверстиями закрытого полого цилиндра выходит из строя при продолжительном использовании в естественных условиях в результате налипания и кольматации этих отверстий от глинистых частиц почвогрунта и снижает водоприемную фильтрующую поверхность. Вследствие этого оно может быть малоэффективно на протяжении всей вегетации трансформирования, например, избыточного увлажнения, так как поле, предназначенное для взятия проб почвенных растворов в естественных условиях, может быть по своему структурному составу различно.

Задачей предлагаемого изобретения и техническим его решением является обеспечение саморегуляции и повышение интенсивности водообмена между почвенным раствором на протяжении всей вегетации с постоянным притоком раствора воды в область закрытого полого цилиндра и возможен более достоверный количественный и качественный состав почвенного раствора, собранного в корпусе с трубкой для отвода влаги.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет достигнуть следующих технических результатов - улучшить условия для достоверного количества и качества состава почвенного раствора в условиях длительного вегетационного периода в почвах различного структурного состава.

Технический результат достигается тем, что лизиметрическое устройство, содержащее корпус с перфорацией и вакуумную трубку с перфорацией для сбора влаги, причем корпус выполнен в виде закрытого полого цилиндра, по всей боковой поверхности которого выполнена перфорация, цилиндр с перфорацией покрыт водопроницаемым материалом геотекстиля, концы которого зафиксированы между собой швом, образуя замкнутую полость цилиндра, при этом перфорированные отверстия 5 цилиндра 1 по всей боковой поверхности просверлены конусными отверстиями, сужающимися во внутрь полого цилиндра, а вакуумная трубка снаружи в пределах перфорации внутри корпуса покрыта вторым слоем водопроницаемого материала геотекстиля.

Такое выполнение лизиметра по сравнению с прототипом позволяет обеспечить способность фильтрации, которая обуславливается специфической структурой геотекстиля. Отсутствуют засорение перфорированных стенок цилиндра и внутренней его полости при качественном пропуске почвенного раствора во внутрь цилиндра и трубки, не требуется фильтрующих материалов, как стекловаты, так и стеклоткани. Отсюда отсутствует опасность заиления отверстий и полости цилиндра при отборе почвенных растворов для различных структур почвы. Конусные отверстия, просверленные в стенках цилиндра, сужающиеся во внутрь цилиндра, повышают пропуск почвенного раствора в полость цилиндра.

Таким образом, обеспечивается причинно-следственная связь совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения и достигаемого технического результата: регулирование взятия проб почвенных растворов в естественных условиях, в частности, за счет обеспечения стенок закрытого полого цилиндра с большой площади почвогрунта, покрытого со всех сторон водопроницаемым материалом геотекстиля, используя его большую пропитывающую способность материала, а также с возможностью выполнять функцию защиты перфорации с отверстиями лизиметра, отличающегося от известных лизиметрических установок. Кроме того, исключается кольматируемость внутри закрытого полого цилиндра с дополнительным вторым слоем водопроницаемого материала геотекстиля при отсутствии дополнительного фильтра виде стекловаты и слоя стеклоткани внутри закрытого полого цилиндра.

На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое лизиметрическое устройство; на фиг. 2 - то же, общий вид; на фиг. 3 - схема получения почвенного раствора.

Лизиметрическое устройство включает цилиндрический перфорированный корпус 1, вакуумную трубку 2. Наружная поверхность стенки корпуса 1 закрыта размотанным из рулона гибкого полотна геотекстиля 3, концы которого склеиваются или фиксируются между собой за счет прошивания нитью. Закрытый пустотелый цилиндр 1 имеет внутри пустотелую емкость, а стенки корпуса 1 выполнены перфорированными 4, снабженными конусными отверстиями 5, меньшее основание которых направлено вовнутрь емкости корпуса 1. Дополнительно вакуумная трубка 2 снаружи в пределах перфорации внутри корпуса 1 закрыта вторым слоем размотанного из рулона гибкого полотна геотскстиля 6, концы которого также склеиваются или фиксируются между собой за счет прошивания нитью. Таким образом, не требуется заполнения внутри емкости корпуса 1 фильтра из стекловаты, как и слоя стеклоткани (применение их вызывает трудности правильного слоя укладки и очистки). В результате получают замкнутую систему устройства с применением водопроницаемого качественного полотна материала геотекстиля, который в то же время является технологически удобным и экологически чистым в практике применения, исключает доступ грунта внутрь корпуса и трубки, что позволяет защитить перфорированные устройства 1 и 2 при качественной гидроизоляции. Кроме того, доступ почвенного раствора во внутрь корпуса 1 зависит от конструкции перфорации, размера впускных отверстий, их частоты размещения, перекрываемых замкнутым материалом в виде геотекстиля. Таким образом, все размеры определяются расчетом в процессе установки устройства.

Лизиметрическое устройство работает следующим образом.

Почвенные растворы, просочившиеся через пахотные или иные горизонты почвенного профиля в засыпанное устройство, смачивают большую часть поверхности полотна геотекстиля 3 вокруг наружной стороны закрытого полого цилиндра 1, материал которого имеет способность фильтрации с его специфической структурой изготовления. Материал предотвращает засоры конусных отверстий 5 в стенках цилиндра 1 (корпуса) и при этом качественно пропускает почвенный раствор во внутреннюю емкость корпуса 1 и заполняют ее. Таким образом, в качестве применения дренажа вокруг корпуса 1 и вакуумной трубки 2 с перфорацией, с помощью геоткани почвенный раствор просачивается во внутрь как в емкость корпуса 1, так и в вакуумную трубку 2. Для отбора почвенного раствора конец вакуумной трубки 2 соединяют с вакуум-насосом через двугорловую колбу-сборник. При этом конец вакуумной трубки 2 находится сверху над почвой или воды (фиг. 3). Герметичная упаковка устройства не только обеспечит качественный сбор почвенного раствора, но и предохраняет от внешний воздействий, что позволяет повысить надежность качественного пропуска почвенного раствора и достоверность его состава.

Такая совокупность существенных признаков позволяет сохранить работоспособность лизиметрического устройства - надежно увеличить объем получаемого почвенного раствора, получаемого из почвы, с которой производится сбор почвенного раствора, при этом снизить трудозатраты и повысить достоверность его качественного (химическою) состава, а также уменьшить время для получения, поскольку не потребуется дополнительного фильтрующего материала для заполнения емкости корпуса, при этом имеется возможность учитывать литологическое строение грунтов и гидрологические условия при подготовке скважины или почвенного разреза, в которые опускают предложенное устройство в целом.

Условия сбора почвенного раствора при этом максимально приближены к естественным условиям по движению почвы и ее структуре.

В результате не наблюдается заиление полости корпус приборов, замкнутое полотно геоткани позволяет поддерживать условия получения химического состава почвенного раствора и отсутствия обволакивания корпуса цилиндра тонкодисперсными илистыми частицами и оседание, и обволакивание корпуса. Отсутствуют помехи для корневой системы растений, приводящие к снижению точности опыта в естественных условиях, следовательно, повышается достоверность его качественного (химического) состава. Это устройство может широко применено для взятия проб почвенных растворов в естественных условиях.

Лизиметрическое устройство, содержащее корпус 1 с перфорацией и вакуумную трубку 2 с перфорацией для сбора влаги, причем корпус выполнен в виде закрытого полого цилиндра, по всей боковой поверхности которого выполнена перфорация, отличающееся тем, что цилиндр с перфорацией покрыт водопроницаемым материалом геотекстиля 3, концы которого зафиксированы между собой швом, образуя замкнутую полость цилиндра, при этом перфорированные отверстия 5 цилиндра 1 по всей боковой поверхности просверлены конусными отверстиями, сужающимися во внутрь полого цилиндра 1, а вакуумная трубка 2 снаружи в пределах перфорации внутри корпуса 1 покрыта вторым слоем водопроницаемого материала геотекстиля 6.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при выполнении работ по инъекционному закреплению образцов грунта в лабораторных условиях.

Изобретение относится к области геоэкологии и может быть использовано для оценки экологической ситуации при хроническом и аварийном загрязнении почвы тяжелыми металлами по анализу активности фермента дегидрогеназы в почве.

Изобретение относится к области почвоведения, а именно к агрохимии, и предназначено для оценки концентрации гумуса в образцах черноземных почв петромагнитным методом.

Изобретение относится к экологии и предназначено для оценки состояния температуры параметров почвы в многолетнемерзлых, глинистых, скальных и каменистых грунтах. Для этого размещают почвенные датчики температуры почвы на разных глубинах с определенным шагом в целевых скважинах, пробуренных в многолетнемерзлых, глинистых, скальных и каменистых грунтах без промывки, с последующей их засыпкой, регистрируют информацию об измеренной каждым датчиком температуре почвы и передают информацию от датчиков в базу данных на удаленном сервере.

Лизиметр // 2613882
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при балансовых исследованиях на мелиорируемых землях, в частности, для определения инфильтрации поливных, талых и дождевальных вод.

Изобретение относится к способу управления добычей углеводородов при осуществлении наблюдения за коллектором с использованием данных о скученных изотопах, данных об инертных газах или сочетания данных о скученных изотопах и инертных газах.
Изобретение относится к области экологии, а именно к определению суммарной фитотоксичности почвы методом биоиндикации. Для этого проводят биотестирование почвы по активности целлюлозоразлагающих микроорганизмов.

Изобретения относятся к области сельского хозяйства. В способе получают водные пробы, извлекаемые из множества всасывающих зондов, размещенных на различных глубинах в почвенном субстрате, включая зону функционирования корневой системы видов растений в данном почвенном субстрате.

Изобретение относится к области экологии, а именно к выявлению признаков природных катастроф, и может найти применение при оценке опасности поражения территорий лавинообразным потоком.

Изобретение относится к области экологии, а именно болотоведения. Для этого определяют линейный прирост образцов побегов мхов рода Sphagnum и исследуют их по индивидуальным маркерам, от которых измеряют линейный прирост побегов.

Устройство для внутрипочвенного орошения, в котором в качестве увлажнителя используют центральную трубку с отверстиями в нижней ее части, которая установлена вертикально в месте корневой системы растения и по которой свободно перемещается перфорированная тренога с соединителем.

Устройство для внутрипочвенного орошения, в котором в качестве увлажнителя используют трубку, совмещенную с капельницей, к которой присоединен перфорированный гибкий увлажнитель, покрытый поролоном.
Система подпочвенного орошения включает источник воды, накопительный резервуар (32) с поплавковым регулятором, полевой (1) и секционный распределители (2), увлажнители (3) и устройство для автоматической подачи воды (4).

Поддон для автоматического прикорневого увлажнения почвы комнатных растений выполнен в виде тарелки и емкости для воды. К тарелке на одном с ней уровне герметично прикреплен стакан.

Изобретение относится к растениеводству, в частности для укоренения зеленых черенков и выращивания рассады стевии (Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsley) без использования стимуляторов роста гетероуксиновой природы за счет создания оптимальных микроусловий (постоянная влажность воздуха - эффект "влажной камеры") для укоренения зеленых черенков, и может быть использовано как в условиях теплицы, так и вне защищенного грунта.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности для внутрипочвенного орошения и аэрации корнеобитаемого горизонта, и может быть использовано для полива сельскохозяйственных культур, садов, виноградников, ягодников и огородов малыми поливными нормами.

Изобретение относится к автоматическим оросительным системам. .

Изобретение относится к системам орошения и может быть использовано для осуществления автоматического полива на ограниченных площадях - теплицах, парниках и садовых участках.

Изобретение относится к области экологии, а именно используется при биомониторинге состояния почв в естественных и экологически неблагоприятных экосистемах, вызванных разнообразными загрязнениями. Для этого проводят оценку биологической активности и токсичности почвы по состоянию кресс-салата Lepidium sativum L., выращенного на пробах почв и тест-контролем на вермикулите с питательным раствором Кнопа. Оценку проводят по показателям развития 10-12-дневных растений, при этом сравнивают высоту и массу растений, а также редокс-активность растительного экстракта, которая повышается при токсичности корневой среды. При этом снижение показателей кресс-салата или повышение редокс-активности растительного экстракта на 10-30% характеризует удовлетворительное состояние почвы, снижение на 30-50% - неудовлетворительное, при уровне ниже 50% - экологически опасное. Изобретение обеспечивает упрощение способа оценки, снижение времени тестирования и обеспечение точности результатов для статистической обработки данных для оценки качества почв и почвогрунтов урбанизированных и промышленных территорий разных техногенных почвогрунтов, выполняющих функции почв на урбанизированных и промышленных территориях. 16 ил., 1 пр.
Наверх