ИСТИНА

Известно, что движение влаги в почве существенно зависит от условий на верхней границе почвы: интенсивности испарения, скорости впитывания, количества осадков и пр. Однако, практически нет данных о том, меняется ли тип передвижения влаги в случае наличия или отсутствия гидравлического напора на поверхности почвы. Предполагается, что при наличии даже небольшого (3-6 см вод. ст.) напора возможно изменение типа переноса влаги от капиллярного фронтального при ненапорном впитывании до инфлюкционного, по отдельным преимущественным путям переноса, при малонапорном впитывании. Целью работы было экспериментальное изучение переноса влаги, растворенных веществ и тепла при малонапорной и безнапорной фильтрации в агросерой среднесуглинистой почве. Объекты и методы. На агросерой среднесуглинистой почве Владимирского ополья (Суздальский район, Владимирская область) были подготовлены два идентичных по размерам (диаметр 42 см) и почвам монолита. В них были заложены датчики для определения температуры почвы на различных глубинах. Боковые стенки монолитов были обернуты пленкой и покрыты монтажной пеной для предотвращения потери влаги и тепла. Монолиты были обратно закопаны. На поверхность монолитов подавался раствор 0,5 М KCl, при этом на первый монолит подачу осуществляли без напора (дождевание без образования слоя воды на поверхности), а на втором монолите поддерживали постоянный напор 5 см. Поверхность монолитов оставалась открытой. Общее количество поданного раствора – 10 л, время полива – 35 минут. Контролировались испаряемость и испарение (5 суток). Для определения влажности и содержания солей ежедневно проводилось бурение в монолитах. Через 5 дней после проведения фильтрационного эксперимента послойно снимали слои монолита и по горизонтальной сетке отбирали образцы (25 образцов с каждого слоя) для определения пространственного распределения влажности и содержания солей. Результаты и обсуждение. Анализ профильных распределений влажности показывает, что влага продвинулась до 30 см в монолите при отсутствии напора на поверхности почвы, а в монолите с наличием гидравлического напора - до 40 см. Кроме того, пространственное распределение влажности показывает, что при малонапорной инфильтрации статистики варьирование влажности более значительное (на глубинах 50 и 60 см квартиль и размах составляли около 2-3 и 6-12%), так как проявляются преимущественные потоки влаги. При безнапорной инфильтрации наблюдается меньшее варьирование влажности (на глубинах 50 и 60 см квартиль и размах составляли около 2 и 5%), так как вода медленнее движется по толще почвы и промачивает весь профиль равномерно. В ходе опыта были отобраны почвенные образцы для лабораторных работ. В них будут определены основные гидрофизические характеристики почв и содержание солей. Затем в физически обоснованной математической программе HYDRUS будут воссозданы условия безнапорной и малонапорной фильтрации. Так как эта программа удачно описывает только безнапорную фильтрацию, будут испытаны и другие условия на верхней границе. Будут проанализированы различия экспериментальных и модельных данных. Предполагается, что ошибки моделирования будут различаться в случае малонапорной и безнапорной инфильтрации, что позволит говорить о том, что различаются физические процессы в исследованных случаях (малонапорная и безнапорная фильтрация). Анализ погрешностей модели позволит судить о физических процессах переноса влаги и веществ в зависимости от условий на верхней границе почвы.