ИСТИНА

Проект посвящен влиянию процессов набухания-усадки и замерзания-оттаивания суглинистых почв на организацию их порового пространства как основной арены осуществления почвенных гидрологических и гидродепозитарных функций. Работа по проекту включает экспериментальное лабораторное моделирование процессов набухания-усадки и замораживания-оттаивания почвы, а также отбор и исследование образцов почвы ненарушенного сложения в различных естественных сезонных и погодных условиях. Основным методом исследования будет являться макро- и микротомографическое сканирование образцов, реконструкция и анализ томографических изображений. Дополнительно будут исследованы базовые физические свойства почвы с использованием современного оборудования. В результате выполнения проекта будут получены новые данные о пространственной организации пор в суглинистых почвах европейской территории России при полевой влажности, в набухшем состоянии, при полном высыхании, в мерзлом состоянии при разной исходной влажности и после полного оттаивания. Будет исследовано влияние многократного набухания-усадки и замерзания-оттаивания на поровое пространство почвы. Будут заложены основы для создания базы томографических моделей (образов) порового пространства суглинистых почв в их мерзлом состоянии. Исследования будут сопровождаться морфометрическим анализом почвенных пор и математическим моделированием порового пространства в целом. Описанный цикл исследований для почв России проводится впервые.

В результате выполнения проекта будут получены новые данные о пространственной организации пор в суглинистых почвах европейской территории России при полевой влажности, в полностью набухшем состоянии, при полном высыхании, в мерзлом состоянии при разной исходной влажности и после полного оттаивания. Будет исследовано влияние многократного набухания-усадки и замерзания-оттаивания на поровое пространство почвы. Будут заложены основы для создания базы томографических моделей (образов) порового пространства суглинистых почв в их мерзлом состоянии. Исследования буду сопровождаться морфометрическим анализом почвенных пор и математическим моделированием порового пространства в целом.

Коллектив исполнителей проекта впервые в нашей стране освоил и применяет в научных исследованиях метод томографического исследования почв (Герке и др., 2012; Скворцова и др., 2013). На основании анализа литературы и экспериментальных данных показано, что томографический анализ выявляет новые особенности строения почвенных пор, не доступные другим методам исследования, что существенно дополняет данные классической физики и обусловливает актуальность использования томографии при изучении структуры и порового пространства почвы. Для количественного описания томограмм порового пространства будут использованы: разработанный ранее оригинальный фактор формы пор, включающий показатели округлости и изометричности срезов пор в двумерных изображениях, а также метод типизации и диагностики строения порового пространства на основании формы, ориентации и размеров плоских срезов пор (Скворцова, Морозов, 1993; Скворцова, 1994). Помимо этого, для описания и реконструкции порового пространства будет использован недавно разработанный исполнителями проекта метод корреляционных функций (Герке и др., 2012; Karsanina M.V. et all, 2015). Коллектив исполнителей разработал приемы замораживая образцов в различных режимах (постепенное, резкое, однонаправленное, всестороннее). Кроме того, проведены методические исследования по распознаванию фракций льда и воздуха в томографических изображениях мерзлых образцов.

Итоговые результаты будут получены в 2018 г.