2.3. Виконання методу емпіричного дослідження – вимірювання.

Для вимірювання основних водно-фізичних констант ґрунту було здійснено 9 головних етапів:

1. Збір необхідного матеріалу – зразків ґрунту

2. Промочування зразків ґрунту водою

3. Вимірювання повної вологоємності ґрунту (ПВ)

4. Вимірювання неповної вологоємності ґрунту (НВ)

5. Вимірювання капілярної вологоємності (КВ)

6. Сушіння ґрунту

7. Вимірювання вологості розриву капілярного зв’язку (ВРК)

8. Підрахунок отриманих результатів

9. Порівняння водно-фізичних характеристик ґрунту з рекультивованої ділянки та контрольної ділянки.

I етап. Для вивчення водно-фізичних властивостей ґрунту проводилося дослідження дерново-підзолистих супіщаних ґрунтів Володар-Волинського району Житомирської області, розміщених у територіальних межах Іршанського гірничо-збагачувального комбінату із видобування та переробки ільменітової руди. Рекультивована у середині 80-х років минулого століття промислова ділянка площею понад 80 га не перебувала у сільськогосподарському використанні, що створювало передумови для дослідження процесів відновлення водно-фізичних характеристик ґрунту на рекультивованих територіях під впливом природних чинників. На території Іршанського гірничо-збагачувального комбінату був відібраний ґрунт з двох ділянок – контрольної площадки на відстані 50 м від комбінату та рекультивованої площадки на місці видобутку ільменітових руд. Дата відбору – 26.09.2014р. На площадках ґрунт відбирався у 8-ми разовому повторенні за допомогою циліндрів об’ємом 109 см³ та висотою 5 см на глибині 5, 10, 15, 20 см. Кількість відібраних стаканів – 75.

II етап. Для промочування ґрунту бюкси з досліджувальним матеріалом поливали зверху водою так, щоб вона не застоювалася на їх поверхні і не стікала з боків. Після промочування зразків ґрунту на 3/4 їх висоти полив припинили, закрили клейонкою і залишили у такому положенні для стікання гравітаційної води в нижню його частину. Тривалість стікання води залежить від механічних властивостей ґрунту та його об'ємної маси: для піщаних ґрунтів досить 0,5 години, для легких і середніх суглинків – 1-3 години, для важких суглинків і глин – 8-16 годин.

ІІІ етап. Для вимірювання повної вологоємності ґрунту бюкси з досліжувальним матеріалом були повністю занурені воду і через 24 години витягнуті та зважені на вагах з точністю до 0,01 г.

IV етап. Для вимірювання неповної вологоємності ґрунту бюкси з відібраними зразками після повного занурення у воду розміщують на фільтраційному папері. Після стікання води зразки з ґрунтом були зважені на вагах.

V етап. Для вимірювання капілярної вологоємності використовували прискорений метод В.Б. Мацкевича. Для цього зразки з ґрунтом наполовину були розміщені у воді та після їх витягання зважені.

VI етап. Для висушування ґрунту бюкси зі зразками поміщали в сушильну шафу і висушували при температурі 105 ° С. Тривалість сушіння залежить від вологості ґрунту і температури в сушильній шафі. Перший раз ґрунт зважують після 6-годинної сушки, для чого стаканчики з ґрунтом щипцями витягнуть з сушильної шафи, закривають кришками і поміщають в ексикатор для охолодження. Коли стаканчики охолодяться до кімнатної температури, їх зважують, відкривають кришки і поміщають в сушильну шафу для контрольної сушки. Через 1-2 години їх знову витягують з шафи, охолоджують і зважують. Розбіжності в масі після повторної сушки не повинні перевищувати 0,05 г.

VII етап. Вимірювання вологості розриву капілярного зв’язку здійснювалось методом С.І. Долгова. Для цього зразки з ґрунтом були зважені на вагах після повного їх висушування. Після зважування стаканчики звільняють від ґрунту, при необхідності їх миють і сушать.

VIII етап. Після вимірювання основних видів вологоємності ґрунту – повної, капілярної та найменшої, а також вологості розриву капілярного зв’язку з рекультивованої та контрольної ділянки Іршанського гірничо-збагачувального комбінату отримані результати з показниками ваги циліндрів з ґрунтом були зведені до таблиці 2.1.

Таблиця 2.1

Вага циліндрів з ґрунтом після досягнення вологості ґрунту для відповідних водно-фізичних констант

Глибина, см	№ стакана	Маса стакана, г
		Повна вологоємність	Капілярна вологоємність	Найменша вологоємність	ВРК
Площадка №1 (Контроль)
0 – 5	88373	149,52	148,05	126,35	123,00
	88391	147,20	145,29	126,21	121,45
	88387	149,80	148,10	124,50	120,40
	88356	140,97	139,04	116,30	111,60
	88340	137,40	131,00	113,20	103,95
	88303	146,97	145,20	123,12	119,85
5–10	88341	157,18	155,19	137,60	133,25
	88378	147,11	146,29	124,85	122,30
	88398	153,69	151,46	130,92	127,40
	88351	157,41	155,75	136,50	132,47
	88368	157,53	156,00	137,72	134,08
	88319	162,30	160,92	141,50	138,20
10 – 15	88318	160,89	159,41	140,45	136,07
	88355	155,00	152,90	137,10	132,90
	88371	159,61	158,19	140,50	136,25
	88370	160,05	158,27	140,60	133,00
15 – 20	88362	156,61	154,89	134,27	130,20
	88314	153,39	151,38	132,20	128,83
	88393	155,91	154,59	136,45	133,57
	88350	154,78	153,60	135,67	132,10
	88327	157,10	154,65	135,12	131,90
Площадка №2 (Рекультивована)
0 – 5	88367	152,60	151,40	131,70	130,33
	88302	141,45	138,09	125,10	122,05
	88399	150,65	148,50	129,27	126,55
	88308	155,51	154,91	134,35	132,45
	88343	153,19	152,05	129,40	126,95
	88357	155,40	154,80	133,82	131,25
	88384	155,40	154,39	138,40	129,95
	88360	153,09	152,09	133,80	131,50
5–10	88312	160,80	159,00	132,70	130,30
	88389	156,25	154,40	150,40	138,92
	88305	159,97	159,00	137,52	134,30
	88324	156,60	154,85	133,05	130,75
	88334	154,32	151,60	129,90	127,70
	88346	157,49	158,21	147,85	132,08
10 – 15	88344	155,67	152,21	130,65	127,25
	88333	156,76	155,00	138,35	136,00
	88317	155,60	154,78	137,70	130,70
	88354	162,70	160,66	138,80	136,55
	88361	151,56	149,71	127,44	125,55
	88400	159,95	158,43	133,60	130,67
15 – 20	88396	156,55	153,95	130,55	128,43
	88337	157,00	154,80	132,25	130,01
	88347	159,79	157,81	136,00	133,80
	88345	157,95	156,41	131,37	127,30
	88335	156,12	152,98	131,30	129,67
	88369	150,20	149,00	126,32	124,90
	88366	156,21	153,89	130,25	123,90
	88326	155,15	153,05	131,37	129,55
20 – 25	88375	162,05	160,08	139,20	133,70
	88388	160,10	158,81	138,80	135,20
	88372	159,50	157,65	135,10	133,30
	88342	161,18	159,03	138,20	136,31
	88397	162,18	160,31	138,30	135,30
	88322	159,90	157,48	137,40	135,00
25 - 30	88365	163,01	161,60	142,85	141,10
	88330	163,58	163,70	142,12	139,51
	88352	161,30	159,03	138,47	135,00
	88331	163,79	163,00	141,87	139,30
	88377	161,89	160,73	143,50	136,60

Відповідні показники вологості ґрунту наведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2

Вологість ґрунту для відповідних водно-фізичних констант, % на сух. ґрунт

Глиби-	Рекультивована ділянка				Контроль
на, см	ПВ	НВ	ВРК	ВСВ	ПВ	НВ	ВРК	ВСВ
0-10	46,5	29,5	18,4	11,4	42,9	31,8	22,6	11,7
10-20	44,6	29,1	17,9	10,8	37,6	32,1	23,3	11,1
0-20	45,6	29,3	18,2	11,1	40,3	32,0	23,0	11,4

IX етап. Після порівняння отриманих результатів з рекультивованої та контрольної ділянки було встановлено що показники найменшої вологоємності та вологості розриву капілярного зв’язку на рекультивованій ділянці менші ніж на контрольній ділянці.

Таким чином, рекультивація територій задіяних гірничими розробками на тривалий період істотно змінює еволюційно врівноважені фізичні та водно-фізичні характеристики дерново-підзолистого ґрунту. 30-річний період є недостатнім для повного відновлення фізичної будови ґрунту та його водно-фізичних констант. Наслідки проведеної рекультивації проявляються у зниженні показників найменшої вологоємності ґрунту, найменшої вологоємності, вологості розриву капілярного зв’язку та зростанні повної вологоємності.