Методы изучения баланса грунтовых - Лебедев А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Первые две задачи связаны с изучением общего водного баланса данной территории, а также с определением баланса грунтовых вод. Выполняются они в отдельных пунктах данного балансового района (в бассейне реки, на балансовом участке) с расчетом получить репрезентативные показатели изменения влагозапасов или аккумуляции влаги в зоне аэрации.
Последняя задача решается при детальном изучении формирования грунтовых вод в связи с выяснением механизма образования подземного стока, исследованием схем миграции влаги в ненасыщенной зоне для последующего прогноза режима грунтовых вод и управления водным режимом этой зоны.
Исследователи водного баланса и динамики влаги в почвах (А. Н. Костяков, М. А. Великанов, Г. Н. Каменский, М. М. Крылов, А. Ф. Сляднев, А. А. Роде и др.) уделяют большое внимание изучению влагозапасов в зоне аэрации. Вопросы изучения почвенной влаги получили .наиболее широкое развитие в работах русских почвоведов (В. В. Докучаев, П. А. Костычев, Н. А. Качинский, С. И. Долгов, А. А. Роде и др.). В связи с мелиоративной практикой в сельском хозяйстве рассматриваемому вопросу уделяется одно из первых мест в работах по мелиорации почв и ирригации засушливых областей (А. Н. Костяков, JI. П. Розов, М. М. Крылов и др.).
Заметим, что в практике агрометеорологических, почвенных и мелиоративных исследований определение влагозапасов в зоне аэрации обычно ограничивается мощностью корнеобитаемого слоя почв (примерно 1—2 м). При изучении баланса грунтовых вод (М. М. Крылов, А. Ф. Сляднев, С. Н. Рыжов и др.) в орошаемых районах нередко ограничиваются условно выбранной мощностью зоны — от поверхности до глубины 2—2,5 м, что не всегда отвечает глубине залегания грунтовых вод.
Автор считает обязательным изучение влагозапасов, их динамики по всей мощности зоны аэрации — от дневной поверхности до зеркала грунтовых вод. Это требование является одним из условий для последующей увязки баланса влаги зоны аэрации с балансом грунтовых вод.
Некоторое исключение в детальности наблюдений могут представлять случаи большой глубины до грунтовых вод (более 10—15 м), когда определение влажности на таких глубинах затрудняется техническими причинами. Кроме того, при этом отпадает необходимость в большой частоте отбора проб грунта из-за относительной стабильности влагозапасов в течение года на глубине более 6—8 м.
Подготовительные работы
В состав этих работ включается районирование данной территории и балансового района по условиям инфильтрации и испарения с поверхности. На основе этого выбираются типичные опорные пункты, а также воднобалансовые участки и площадки, на которых организуются систематические наблюдения за влажностью почвогрунтов. Результаты этих наблюдений совместно с анализом режима и составленными балансами грунтовых вод экстраполируются на площади соответствующих районов.
Обычно воднобалансовым исследованиям зоны аэрации предшествуют детальные геолого-литологические, водно-физические, а иногда и химические исследования почвогрунтов зоны аэрации. В результате составляются почвенные, лито логические профили с петрографической и гранулометрической характеристикой пород, определением их объемных масс, плотностей, коэффициентов фильтрации (например, в трубке «Спецгео»), а также других водно-физических свойств грунтов, указанных в третьей главе.
Большое внимание уделяется изучению неоднородности водно-физических свойств пород по вертикали и в плане. При этом весьма удобны карты-срезы с указанием величин тех или иных свойств пород.
Для решения всех трех задач изучения влажности почвогрунтов обязательным является совмещение пунктов определения влажности с местами расположения наблюдательных скважин. Данные за режимом грунтовых вод по скважинам используются для составления баланса вод. При выполнении этого требования к расположению наблюдательных пунктов представляется возможность увязать водные балансы в зоне аэрации и зоне грунтовых вод.
Очень важно для опытных балансовых участков установить требуемую повторность наблюдения за влажностью, которая позволяет находить влаго-запасы с заранее заданной точностью и вероятностью.
Колебания влажности одних и тех же грунтов на определенных глубинах зависят от многих причин. Главнейшие из них: неоднородность литологического состава грунтов, различие в плотности, структуре, а также неодинаковое устройство поверхности (рельеф, растительность и т. п.). Кроме этих причин возможны случайные ошибки, допущенные при наблюдениях и лабораторных исследованиях проб грунта и т. д. Учитывая это, следует считать, что задача по установлению необходимой повторности одновременных наблюдений является главнейшей на стадии подготовительных работ.
Решение этой задачи рассмотрим для термостатно-весового метода изучения влажности, при котором из зоны аэрации отбираются пробы почвогрунта на определение влажности. В случае применения других методов определения влажности (электрического, нейтронного и т. п.) выявляется необходимая повторность установки измерительных приборов. Например, вместо числа повторности взятия проб грунта с определенных глубин учитывается число датчиков влажности на этих глубинах.
