РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:Умови формування і методи прогнозування вологозапасів на меліорованих землях - Геологія - Реферати - Каталог статей

На території Львівської області (Волино-Подільська височина) гідрогеолого-меліоративною експедицією в 1973р. побудована Оброшинська водно-балансова (в/б) станція з восьми компенсаційними лізіметрами, на яких моделювалось одношарове середовище (зона аерації складена середніми лесовидними суглинками). В лізіметрах автоматично підтримувались постійні рівні грунтових вод по варіантах: 0,75; 1,0; 1,25; 1,5м. з двохкратною повторністю.Остання розташована на Ставчанській еталонній осушувальній системі [1]. Дещо пізніше,в 1976р. на території станції – організований агроводно-балансовий полігон [2]. Це дало змогу на унікальному в Україні стаціонарі регулярно проводити комплекс досліджень і спостережень: гідрогеологічних за рівневим режимом і балансом підземних і зокрема грунтових вод (його складовими – інфільтрацією, випаруванням і живленням), гідрологічних – поверхневим і підземним стоками, гідрохімічних та фізико-технічних – хімічним складом вод і грунтів, метеорологічних - атмосферними опадами, температурою повітря і грунту,випаруванням, сніговим покривом і промерзанням грунту,а також агрометеорологічних- за умовами росту і розвитку сільськогосподарських культур, які в основному вирощуються в дослідному господарстві Інституту землеробства і тваринництва західного регіону України. В даному дослідженні розглядається надзвичайно важливий фактор водно-повітряного режиму, який синтезує інші його компоненти: рівневий режим грунтових вод, терміни відведення надлишку вологи, водно-фізичні властивості грунтів і водно-температурні умови та істотно впливає на врожайність сільськогосподарських культур. Це забезпеченість необхідними вологозапасами кореневої системи рослин, яка на 75 відсотків зосереджена в 50-ти сантиметровій товщі грунту. В дійсності активний шар вологості грунту, в якому повністю знаходиться коренева система рослин, становить 1м. В період посівної кампанії велике значення має забезпеченість вологозапасами орного 30-ти сантиметрового шару. Наявність в ньому оптимальних вологозапасів сприяє швидкому проростанню рослин, нормальному розвиткові кореневої системи, нестача-навпаки, породжує слабкі сходи і, безумовно, кволий ріст та подальший розвиток рослин. Тому проблема по вивченню динаміки і умов формування оптимальних, в. т. ч. максимальних і мінімальних вологозапасів набуває першочергового значення. Вони розглядаються нами з урахуванням комплексу вказаних факторів, і, в першу чергу, водно-температурних умов. Перші такого плану узагальнення експедиції були проведені за матеріалами декількох років спостережень на станції і опубліковані раніше [1,3]. Грунти в/б станції опідзолені поверхнево-оглеєні, легко – і середньо суглинкові. Вони є на території осушуваних земель західного регіону України переважаючими, де займають понад 50% від загальної площі. Відбори проб грунтів для визначення вологозапасів проводились регулярно і не рідше 1 разу в місяць в 3-х кратній повторності на глибину до 1м (з 1976 по 1981 рр.), з 1982 р. – на глибину до 0,5м, термостатно-ваговим як найбільш точним методом. Вологозапаси визначались для холодного (передпосівного, ХП (ПП)-XI-III), середини вегетації (СВ- ІV-VI), теплого (ТП-IV-X), періодів, тобто повністю для гідрологічного року (ГР – XI-X) (табл. 1). Таблиця 1. Середні, максимальні і мінімальні величини водно(Р,мм)-температурних (tє,С) показників, рівнів грунтових вод (РГВ,м) та вологозапасів в орному (W(0-30см),мм), кореневмісному W(0-50см) та активному W(0-100см) шарах грунту на Оброшинській водно-балансовій станції за 1976-2000 рр. Назва показників \| Середні (багаторічні) \| Максимальні, рік \| Мінімальні, рік \| Амплітуда 1. Холодний (передпосівний) період – (ХП, (ПП)-XI-III) Температура повітря, tє,С \| -1,0 \| 2,0-1990/91 \| -4,9-1996/97 \| 6,9 Опади, Р,мм \| 167 \| 242-1977/78 \| 96-1989/90 \| 146 Рівні грунтових вод, РГВ,м \| 2,8 \| 1,91-1981/82 \| 4,04-1991/92 \| 2,13 Вологозапаси: W(0-30см),мм \| 110 \| 144-1978/79, 1985/86 \| 78-1995/96 \| 66 W(0-50см),мм \| 171 \| 214-1978/79, 1990/91 \| 124-1994/95 \| 90 W(0-100см),мм \| 343 \| 375-1978/79 \| 311-1976/77 \| 64 2. Середина вегетації (СВ-IV-VI) tє,С \| 12,3 \| 14,3-1986 \| 10,0-1980 \| 4,3 Р,мм \| 213 \| 351-1998 \| 103-1994 \| 248 РГВ,м \| 2,93 \| 1,99-1978 \| 4,20-1994 \| 2,21 Вологозапаси: W(0-30см),мм \| 87 \| 121-1991 \| 62-1983 \| 59 W(0-50см),мм \| 141 \| 191-1991 \| 98-1994 \| 93 63 \| 293 \| 329-1980 \| 266-1979 3. Теплий період (ТП-IV-X) tє,С \| 13,2 \| 14,4-1994 \| 11,8-1978 \| 2,6 Р,мм \| 483 \| 665-1980 \| 336-1986 \| 323 РГВ,м \| 2,98 \| 1,83-1980 \| 4,36-1994 \| 2,53 Вологозапаси: W(0-30см),мм \| 84 \| 128-1991 \| 64-1983,1994 \| 64 W(0-50см),мм \| 138 \| 200-1991 \| 102-1983 \| 98 W(0-100см),мм \| 284 \| 306-1978 \| 264-1979 \| 42 Дані табл.1 свідчать про те, що середні вологозапаси в орному, кореневмісному і активному шарах грунту становлять відповідно 110,171 і 343мм. На протязі року вони є найвищими (максимальними) в холодному періоді-(відповідно 144, 214, 375мм). Дещо нижчими (в середньому на 25-30мм) вони є в теплому періоді року, в т.ч. для середини вегетації. Це стосується також екстремальних (максимальних та мінімальних) величин вологозапасів. Їх амплітуди в основному є стабільними і коливаються від 59-66мм в орному шарі до 42-64мм- в активному. Максимальні вологозапаси, як правило, формуються у вологі роки і періоди (1978/79рр., 1980/81, 1985/86, 1990/91), мінімальні – в сухі (1976/77, 1983/84, 1994/95). Між вологозапасами в орному, кореневмісному і активному шарах грунту в деякі періоди року існують тісні зв’язки. (табл. 2). Таблиця 2. Залежності між вологозапасами орного (W 0-30), кореневмісного (W 0-50) і активного W (0-100) шарів грунту. Вологозапаси,мм \| Формули залежності між вологозапасами \| КМК (СП,%) 1. Холодний (передпосівний) період-(ХП,(ПП)- XI-III) W(0-50) від (0-30) \| W(0-50)=170,2158+0,0302 W(0-30) \| 0,76(±16,5(12,1%)) W(0-100) від (0-30) \| W(0-100)=349,6893+0,01127 W(0-30) \| 0,8(±9,4(3,4%)) W(0-100) від (0-50) \| W(0-100)=350,166+0,0056 W(0-50) \| 0,86(±7,8(3,4%)) II. Теплий (ТП- IV-X) W(0-50) від (0-30) \| W(0-50)=135,1811+0,0371 W(0-30) \| 0,94(±7,0(11,5%)) W(0-100) від (0-30) \| W(0-100)=283,7079+0,0056 W(0-30) \| 0,37(±13,5(4,4%)) W(0-100) від (0-50) \| W(0-100)=283,6891+0,0035 W(0-50) \| 0,38(±13,4(4,4%)) III. Гідрологічний рік (ГР-XI-X) W(0-50) від (0-30) \| W(0-50)=148,4959+0,0299 W(0-30) \| 0,88(±9,8(10,7%)) W(0-100) від (0-30) \| W(0-100)=314,7162+0,0029 W(0-30) \| 0,12(±16,8(4,%)) Коефіцієти множинної кореляції (КМК) сягають 0,76-0,86 для холодного (передпосівного) періоду року. Для теплого періоду і в цілому за гідрологічний рік вони є тільки тісними між вологозапасами в орному і кореневмісному шарах грунту з КМК 0,88-0,94, з активним шаром – слабкі (становлять від 0,12 до 0,38). Одержані закономірності дають можливість за результатами вимірювань вологи тільки в орному шарі оцінювати в загальному запаси її в 0,5м шарі. Про це дуже важливо знати працівникам сільського господартсва різних форм власності, оскільки появилась можливість оперативного втручання в регулювання водно-повітряного режиму кореневмісного шару грунту. Стандартні помилки (СП) визначення вологозапасів, як правило, не перевищують 5-10 (рідше 15) відсотків. На формування вологозапасів грунту в орному і кореневмісному шарах грунту істотний вплив мають кліматичні умови і особливо водно-температурні фактори. В табл. 3 наводимо отримані залежності для передпосівного і теплого періодів, в тому числі на середину вегетації. Таблиця 3. Вплив водно (Р,мм)- температурних (tє,С) умов на формування вологозапасів орного і кореневмісного шарів грунту для різних періодів року № п/п \| Вологозапаси,мм \| Фрормули залежності вологозапасів від Р і t \| КМК (СП,%) Холодний період (ХП-XI-III) 1. \| W(0-30) \| W(0-30)=98,6772+0,0961Р-3,8368t \| 0,5(±11,9(8,1%)) Теплий період (ТП-IV-X) 1. \| W(0-30) \| W(0-30)=155,8118+0,0305Р-6,6034 t \| 0,84(±6,6(6,5%)) 2. \| W(0-50) \| W(0-50)=197,4875+0,1307Р-6,9775 t \| 0,75(±12,0(7,8%)) Середина вегетації (СВ-IV-VI) 1. \| W(0-30) \| W(0-30)=167,855+0,585Р-7,6702 t \| 0,80(±7,9(7,4%)) 2. \| W(0-50) \| W(0-50)=100,2106+0,2172Р-0,349 t \| 0,69(±15,5(8,7%)) Коефіцієнти множинної кореляції в основному посередні та задовільні (від 0,5 до 0,75) і добрі (перевищують 0,75) [4,5]. Використовуючи ці залежності, де мають місце тісні зв’язки, ми побудовали номограми і склали таблиці для визначення і відповідно прогнозування середніх, максимальних і мінімальних величин вологозапасів в орному шарі грунту для середини вегетації з врахуванням значних діапазонів атмосферних опадів – від 80 до 400мм і середньої температури повітря від 6,4 до 17,6є. Для прогнозування середніх, максимальних і мінімальних величин вологозапасів в кореневмісному 0,5м шарі грунту для теплого періоду року (IV-X) теж побудовані номограми і складені таблиці, які охоплюють ще більший діапазон опадів – від 260 до 820мм (рис. 1). Оскільки вологозапаси знаходяться в доволі тісній залежності від гідрометеорологічного фактору, то нами визначені кількісні їх величини з врахуванням водності і температурного фону року і періоду (табл.4). Зовсім очевидно, що максимальні величини вологозапасів формуються в дуже вологі (5,10%) і вологі (25%), а низькі – в дуже сухі (90,95%) і сухі (75%) по забензпеченості опадами роки та періоди. Нами складена порівняльна таблиця визначення (прогнозування) вологозапасів у півметровому шарі грунту (табл.5), розрахованих за формулами (табл.3,рис.1) і за фактичними визначеннями в польових умовах з врахуванням їх забезпеченості опадами, для середини вегетації (IV-VI) і в цілому за теплий період (IV-X) року (табл.4). Порівняння розрахунків вологозапасів за двома методами показало доволі добру їх сходимість у діапазоні від вологого (25% забезпеченість опадів) до сухого (75%) років (періодів). Значно більші відхилення зі знаком + спостерігаються в дуже Таблиця 4 Таблиця 4. Забезпеченості водно (Р,мм) – температурних (tєC) показників, РГВ (м), загальних вологозапасів в орному (W (0-30см) і кореневмісному (W (0-50см),мм) шарах грунту для холодного (ХП) і теплого (ТП) періодів. № п/п \| Параметри \| Період, % забезпеченості дуже вологий \| вологий \| середній \| сухий \| Дуже сухий 5 \| 10 \| 25 \| 50 \| 75 \| 90 \| 95 I.Холодний період (ХП) 1. \| Р,мм \| 240 \| 239 \| 222 \| 166 \| 136 \| 107 \| 97 2. \| tєC \| -4,2 \| -3,4 \| -1,3 \| -0,4 \| 0,9 \| 1,4 \| 2,0 3. \| РГВ, м \| 2,04 \| 2,13 \| 2,39 \| 2,83 \| 3,25 \| 3,71 \| 3,86 4. \| W (0-30),мм \| 142 \| 138 \| 126 \| 112 \| 93 \| 83 \| 70 5. \| W (0-50),мм \| 214 \| 207 \| 192 \| 169 \| 155 \| 131 \| 126 II.Теплий період (ТП) 1. \| Р,мм \| 715 \| 648 \| 550 \| 462 \| 395 \| 364 \| 337 2. \| tєC \| 11,9 \| 12,3 \| 12,9 \| 13,4 \| 13,7 \| 14,3 \| 14,5 3. \| РГВ, м \| 1,94 \| 2,12 \| 2,54 \| 3,04 \| 3,65 \| 4,12 \| 4,35 4. \| W (0-30),мм \| 117 \| 114 \| 90 \| 84 \| 76 \| 66 \| 64 5. \| W (0-50),мм \| 183 \| 160 \| 148 \| 139 \| 124 \| 109 \| 104 IV. Середина вегетації (СВ) 1. \| Р,мм \| 343 \| 340 \| 244 \| 195 \| 159 \| 125 \| 105 2. \| tєC \| 10,3 \| 11,2 \| 11,9 \| 12,5 \| 13,4 \| 13,8 \| 14,0 3. \| РГВ, м \| 2,03 \| 2,14 \| 2,52 \| 3,04 \| 3,37 \| 3,58 \| 3,88 4. \| W (0-30),мм \| 110 \| 102 \| 98 \| 87 \| 70 \| 64 \| 62 5. \| W (0-50),мм \| 181 \| 169 \| 156 \| 134 \| 126 \| 116 \| 102 Таблиця 5. Порівняльна таблиця запасів вологи кореневмісного шару, розрахованих різними методами: за забезпеченостями опадів – 1 і формулами –2 (номограмою) для середини вегетації (IV-VI) і в цілому за теплий період (IV-X). Метод: 1.забезпеченість опадів, 2.за формулами (номограмою) \| Забезпеченість опадів і температури повітря,% дуже вологий \| вологий \| середній \| сухий \| Дуже сухий 5% \| 10% \| 25% \| 50% \| 75% \| 90% \| 95% Середина вегетації (IV-VI) 1. \| 181 \| 169 \| 156 \| 134 \| 126 \| 116 \| 102 2. \| 172 \| 164 \| 147 \| 136 \| 125 \| 118 \| 113 1-2 \| 9 \| 5 \| 9 \| -2 \| 1 \| -2 \| -11 5% \| 3% \| 6% \| 1,5% \| 1% \| 1,6% \| 10,8% Теплий період (IV-X) 1. \| 183 \| 160 \| 148 \| 139 \| 124 \| 109 \| 122 2. \| 160 \| 154 \| 145 \| 136 \| 131 \| 129 \| 122 1-2 \| 23 \| 6 \| 3 \| 3 \| -7 \| -15 \| -18 12,5% \| 4% \| 2% \| 2% \| 6% \| 13,7% \| 17% вологому році (5,10%) в середньому до 12 мм і на таку ж величину зі знаком – в дуже сухому (90-95% забезпеченості) році. Висновки. На основі опрацювання багаторічних матеріалів спостережень (1976-2000рр.), які проводилися на Оброшинській водно-балансовій станції, встановлено ряд закономірностей в формуванні вологозапасів орного, кореневмісного і активного шарів грунту. Розраховані середні, максимальні і мінімальні величини вологозапасів для передпосіввного, середини вегетації і в цілому для гідрологічного року. Отримані залежності вологозапасів від водно-температурних умов, а також визначені їх величини для різних забезпеченостей опадів (дуже вологого, вологого, середнього, сухого і дуже сухого періодів і року).Побудовані номограми і складені таблиці для визначення і відповідно прогнозування вологозапасів. При незначних матеріальних затратах можна оцінювати ступінь забезпеченості вологою сільськогосподарських культур представниками різних форм господарювання на меліорованих землях. Список літератури Б.І. Козловський.- Наукові основи моніторингу осушуваних земель.-Львів.-“Місіонер”.-1995,-с.24-27. 2. Й.М. Білоус, Л.Ф.Чернюк. До питання визначення оптимальних режимів вологи в кореневмісному шарі меліорованих суглинкових грунтів в умовах Передкарпаття.-Передгірне і гірське землеробство: Респ.міжвід.темат.наук. збір. - К.: Урожай, 1982, вип. 27,-с.10-12. 3. Терещенко К.П., Білоус Й.М., Козловський Б.І., Томашівський З.М., Дука Л.В. Вимивання поживних елементів із сірих опідзолених поверхнево-оглеєних грунтів.-Передгірське і грське землеробство.-К.: Урожай, 1981. вип. 26,-с.3-5. 4. М.В. Лаликін, О.З. Ревера – Гідрологічні та водогосподарські розрахунки.-Видавниче об”єднання “Вища школа”, К.,1973.-с.13. 5. М.А.Плохинский. Биометрия.-Из –во Московского ун-та, 1970.-с.40-49.
1 2 3 4 5 Категория: Геологія \| Добавил: DoceNt (27.02.2015)
Просмотров: 370 \| Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0


Имя *:
Email *:

Код *: