Способ определения влагопроводности почвы

 

О П И С А Н И Е (Ù007Ö

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

COIO3 CObOTCKNL

Социапистичеснии

Респубпин (8I ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 28. 07. 80 (2 I ) 2964027/18-25 с присоединением заявки М— (23) fl риоритет (5l)М. Кл.

G 01 N 15/08

3ЪвударетасииыН квнитат

СССР ио делам изабретеиий и открытия

ОпУбликовано 23. 05 ° 82. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 23.05 82 (53) тйК 663.63. .067(088,8) (22) Авторы изобретения

И.Л.Калюжный и К.К.Павлова

L ф

1 - °

Государственный ордена Трудового Красног амени гидрологический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГОПРОВОДНОСТИ ПОЧВЫ

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано при прогнозировании глубин промерзания почвы, миграции почвенной влаги к фронту промерзания, инфильтрации воды в мерзлые почвы и ряда других почвенно-гидрологических процессов.

Известен способ определения коэффициента влагопроводности (коэффициента фильтрации)почвы путем определения расхода влаги, протекающей через поперечное сечение образца, и измерения пьезометрического градиента давления с последующим вычислением искомой величины по известной формуле 1).

Недостаток этого способа заключается в том, что его нельзя применить для исследования мерзлой почвы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения коэффициента влагопроводности талой почвы, заключающийся в насыщении доведенного до постоянного веса образца заданным количеством влаги с последующим высушиванием и регистрацией убыли веса образца и градиента давления почвен.ной влаги и образцеГ2 3.

Недостатком известного способа является то, что он неприменим для мерзлой почвы, так как при отрицательных температурах образца замерзает вода в системе, определяющей градиент давления в почве, и измерение становится невозможным.

Цель изобретения — повышение достоверности определения влагопроводности мерзлой почвы.

Поставленная цель достигается тем, что перед определением влагопроводности почвы путем насыщения доведенного до постоянного веса образца заданным количеством влаги с последующим высушиванием и регистрацией убыли веса образца и градиента давления почвенной влаги в образце, о6разец почвы насыщают тяжеловодородной

Снимают верхнюю и нижнюю крышки цилиндра и путем повторного взвешивания определяют содержание льда в образце. Устанавливают цилиндр с образцом на увлажнитель и подпитывают образец дистиллированной водой до заданного насыщения. Путем повтор- .

3 93007 водой, а определение проводят при температуре 0 С < < 3,8 С.

Предлагаемый способ позволяет моделировать пористую структуру мерзлой почвы с различной степенью эапол- 5 нения пор льдом путем замены в почве льда, образованного обычной водой

К О на лед, образованный тежеловодородной водой, что позволяет определить коэффициент влагопроводности 1р мерзлой почвы.

Основные характери.стики тяжеловодородной воды - вязкость и коэффициент поверхностного натяжения,,определяющие геометрию порогового пространства мерзлых почв и энергетическое взаимодействие в системе

"лед-вода", наиболее близки к воде Н О.

Предлагаемый температурный интер- ц вал обусловлен температурами замер зания тяжеловодородной воды D O (+3,8oÑ) и водь Н О (О С) .

П.редлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Определяют расход влаги через поверхность образца, Для этого аб, солютно сухой образец почвы помещают в цилиндр таким образом, чтобы отсутствовал кольцевой зазор между © образцом и цилиндром, производят завешивания цилиндра с образцом.

Затем при помощи известного керамического увлажнителя образец почвы увлажняют тяжеловодородной водой до заданного предела. Цилиндр закрывают с обоих концов герметично крышками и устанавливают в термостат с рабочей температурой 20оС.

Цилиндр с образцом почвы выдерживают в термостате,в течение 10 сут, при этом тяжеловодородная вода равно мерно распределяется во всем объеме образца.

Дальнейшая работа производится при температуре 1,0 С в термокамере.

Цилиндр с образцом почвы выдерживают в термокамере в течение 5 дней.

За это время тяжеловодородная вода превращается в лед, так как температура ее замерзания равна 3, 8о0.

8 ф ного взвешивания определяют количество воды в свободной ото льда пористости образца.. Закрывают нижнюю крышку цилиндра и устанавливают в образец керамические датчики, соединенные с манометрами. Цилиндр со снятой верхней крышкой ставят на подсушивание влаги с такой. скоростью, чтобы разность показаний манометров не превышала 254. Периодически, четыре раза в сутки, регистрируются вес цилиндра с образцом и показания манометров.

Расход влаги через поверхность образца определяется по разности двух взвешиваний через заданный промежуток времени. Определяют градиент давления почвенной влаги путем вычисления разности показаний манометров, т.е. Ф -Ф1, где ф и Ф 1 - соответственно показания манометров. Затем вычисляют коэффициент влагопроводности по формуле

1 л=дф «@ где t - расход влаги, А " постоянная прибора.

Тяжеловодородная вода позволяет моделировать лед с различной степенью заполнения пор почвы, сохраняя при этом все основные особенности физического взаимодействия льда с водой.

Предлагаемый способ может быть применен в области гидрофизики почв, гидрологии, геокриологии, мерзлотоведения, агрометеорологии, дорожном и аэродромном строительстве, а также в других областях науки и техники, где необходимо проводить расчеты или математическое моделирование глубины промерэания почвы, миграции почвенной влаги, инфильтрации воды в мерзлые почвы и ряда других мерзлот. ных почвенно-гидрологических процессов. Предлагаемый способ также может быть применен для решения некоторых задач в области охраны окружающей среды.

Формула изобретения

Способ определения влагопроводности почвы, заключающийся в насыщении доведенного до постоянного веса образца заданным количеством влаги с последующим высушиванием и регистрацией убыли веса образца и гра930078

Составитель О.Алексеева

Техред М. Надь: КорректорА. Гриценко

Редактор Т.Киселева

Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3454/53 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 диента давления почвенной влаги в образце, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения влагопроводности мерзлой почвы, предварительно насы щают образец воды тяжеловодородной водой, а определение проводят при

ОоС <Ы3,8 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Агрофизические методы Nc-. следования почв, H., "Наука, 1966 с. 259.

2. Корчунов С.С. Могилевский И.И., Абакумов О.Н. Определение влагокоэффициентов методом постойнного расхд на поверхности образца. Труды а расхоУНИИТП, 1961, вып. ХУ111, с.156t0 166 (прототип) .