Лабораторная работа №8 Определение водопроницаемости почвы

Водопроницаемость – способность почвы впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности.

Впитывание характеризует первую фазу водопроницаемости когда свободные поры почвы последовательно заполняются водой под действием градиента напора и менисковых сил появляющихся на границе смачивания.

Движение воды в почвенных порах под действием силы тяжести при полном насыщении почвы водой характеризует вторую фазу водопроницаемости – фильтрацию.

Скорость впитывания и фильтрации зависит от гранулометрического и химического состава почвы, ее структурности и плотности сложения, порозности и влажности.

По скорости впитывания почвы можно разделить на группы:

1. сильноводопроницаемыё – >0,15 м за первый час;

2. средневодопроницаемые – 0,15 – 0,05 м за первый час;

3. слабоводопроницаемые – меньше 0,05 м за первый час.

Ход работы

В лабораторных условиях скорость впитывания и фильтрации определяют в стеклянных цилиндрах высотой 15 – 20 см и диаметром 4 – 5 см с сетчатым дном. Дно цилиндра покрывают фильтровальной бумагой. Просеянную через 1 – 3 мм сито почву насыпают в цилиндр так, чтобы плотность почвы в нем приближалась к 1,2 – 1,4 г/см³. Для получения равномерной плотности почвы при загрузке цилиндра по его наружной стенке постукивают ладонью через каждые 3 см насыпки. Для расчета порозности насыпаемой почвы измеряют ее объем в цилиндре (h – высота, Д — диаметр цилиндра), массу (взвешивая всю колонку) и примерную среднюю плотность твердой фазы.

Колонку с почвой ставят на воронку, в которую насыпают гравий для устойчивости цилиндра, и укрепляют на штативе. Почву в цилиндре покрывают кружком фильтровальной бумаги или песком слоем 1 см. Над почвой в колонку наливают воду слоем 2 – 3 см. В дальнейшем поддерживают постоянный напор воды 2-3 см. Для этого берут мерный цилиндр на 100 – 150 мл, наполняют его водой, прикрывают листом бумаги и переворачивают вверх дном так, чтобы края были выше поверхности почвы в колонке на 2 – 3 см. Затем бумагу убирают, часть воды выливают из цилиндра. Создается заданный напор. Засекают время наблюдения за впитыванием. Под воронку ставят мерный цилиндр для учета фильтрующейся воды. Через каждые 3 – 5 мин в зависимости от скорости впитывания производят отсчеты расхода воды в мл и определяют глубину промачивания в см до появления первой капли воды, фиксирующей начало фильтрации.

Таблица 10-Определение водопроницаемости почвы

Тип, подтип почвы	Время, мин		Общий расход воды Q, мл		Поперечное сечение S, см2		Напор воды Н, см		Глубина Промачивания l, см		Градиент напора j, см		Скорость впитывания и фильтрации v, см/мин		Коэффициент впитывания и фильтрации Кф
	За интервал t	Общее
Светло-каштановая, солонцеватая	1000	-		13,3				3		-		-		-
	1005	5		9,4				3		3,7
	1010	10		5,6				3		5,8
	1015	15		3,9				3		8,0
	1020	20		4,2				3		9,5
	1025	25		3,9				3		10,1
	1030	30		2,5				3		11,2

Градиент напора вычисляют по формуле

j=(H+l)/l, где

Н – напор воды, см;1 – глубина промачивания, см.

Скорость впитывания и фильтрации, см/мин, рассчитывают

v=Q/(S·t), где

Q – общий расход воды, мл; S – поперечное сечение, см²; t – время (мин).

Коэффициент фильтрации К_ф – это скорость фильтрации при градиенте напора, равном единице.

К_ф=v/j