Преимущественные потоки почвенной влаги в условиях стационарной фильтрации

• Автор: Ананьева, Ксения Аркадьевна
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ДВИЖЕНИИ ВОДЫ В ПОЧВЕ И УСЛОВИЯХ, ЕГО ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ

1.1. Движение воды в условиях стационарной фильтрации

1.2. Преимущественные пути фильтрации влаги

1.2.1. Почвенная структура

1.2.2. Преимущественный поток растворенных веществ

1.2.3. Изменение фильтрации в связи с пространственной вариабельностью физических свойств почв

1.3. О Владимирском ополье

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика объекта исследования

2.2. Основные методы исследования
2.2.1. Полевые методы
2.2.2. Лабораторные методы
ГЛАВА 3. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫХ ПУТЯХ ФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Углубление познания механизмов формирования и функционирования почв характерно для всех разделов современного почвоведения. При этом происходит неизбежный переход к рассмотрению процессов на различных уровнях организации почв. Глубокое познание причин и следствий физических изменений в почвах - необходимое условие разработки обоснованных приемов управления плодородием почв.
Опыт показывает, что адекватные модели в почвоведении появляются, когда исследуемые явления, процессы или свойства глубоко поняты и изучены экспериментально [Дмитриев и др., 1986].
Вопросы, связанные с методами исследования пространственной изменчивости физических свойств и движения воды в насыщенной почве, до сих пор являются во многих аспектах неразработанными.
В последнее время уделяется большое внимание формированию так называемых преимущественных путей движения влаги. Образование их связывают с неравномерностью движения (в песчаных почвах), со слоистостью. Значительно меньше изучены вопросы образования преимущественных путей фильтрации влаги, связанных с неоднородностью пространственного распределения физических свойств. Основоположником такого рода работ был Е.А.Дмитриев. Однако, и в этих работах приведены качественные результаты по преимущественным путям миграции, обусловленным в основном генетическими особенностями почв. Количественная взаимосвязь формирования преимущественных путей фильтрации и пространственного распределения физических свойств в масштабе почвенного индивидуума не была изучена.
В связи с этим, решение этой проблемы весьма актуально и требует качественного и количественного анализа формирования преимущественных путей фильтрации воды в условиях Владимирского ополья.
Этому и посвящена данная работа, которая проводилась на кафедре физики и мелиорации почв МГУ под руководством профессора, доктора биологических наук Евгения Викторовича Шейна.

Научная новизна работы состоит в том, что было показано, что в масштабе почвенного индивидуума фильтрационное движение влаги происходит лишь по части порового пространства, специфическими путями. Формирование этих путей связано с пространственной неоднородностью плотности в горизонтальном и вертикальном направлениях: преимущественные пути фильтрации приурочены к зонам с категориями плотностями, которые наименее извилисты и имеют наименьшие межслойные перепады по вертикали и занимают наибольшую площадь в горизонтальном направлении.
Практическая ценность работы заключается в том, что предложена методика количественной интерпретации качественных представлений о движении воды в условиях стационарной фильтрации.
Полевые материалы были получены в результате экспедиций кафедры физики и мелиорации почв 1998-2000 годов на серых лесных почвах Владимирского ополья на территории Владимирского НИИСХ.
Лабораторные исследования проводились в лабораториях кафедры физики и мелиорации почв МГУ по окончании полевого периода.
Автор выражает глубочайшую благодарность всему коллективу кафедры, в особенности научному сотруднику к. б. н. А.В.Дембовецкому за оказанную помощь при выполнении работы.

видимому, с формированием плужной подошвы. Второй, меньший, максимум, образуется на глубине 60 см, что объясняется сменой структуры горизонтов.
Серая лесная неглубоко оподзоленная почва сЛ?оп2 (Т4-1998). Почва имеет следующий профиль: Апах (0-27) - А2В (27-53) - В1 (53-68) - В2 (68-79) -ВЗ (79-129) - Вк (129 и глубже). Распределение плотности приводится на рис. 1г. Коэффициенты вариации соответственно на глубинах 13, 20, 30,40 и 50 см -
1,8, 0,6, 0,9, 0,5 и 1,3%. Для этой почвы также характерны высокая вариабельность плотности в поверхностных горизонтах и наличие максимума плотности на глубине 30 см, связанного с формированием плужной подошвы.
Серая лесная почва сЛ-> (Т4-1999). Почва имеет следующий профиль: Апах (0-26) - В1 (26-49) - В2 (49 и глубже). Распределения плотности приводится на рис. 1д. Коэффициенты вариации соответственно по глубинам 0, 10, 20, 30 и 40 см - 0,9, 0,2, 0,3, 0,2 и 0,6%. Для этой почвы также отмечены относительно высокая вариабельность плотности в поверхностном горизонте и увеличение плотности на глубине 10-20 см. Кроме того, на глубине 40 см вариабельность плотности заметно увеличивается, что, по-видимому, связано со сменой структуры горизонтов.
Серая лесная мелко оподзоленная почва с-ГЬ0"1 (Т1-2000). Почва имеет следующий профиль: Апах (0-20) - А2В (20-35) - В1 (35-48) - Впризм (48 и глубже). Распределение плотности приводится на рис. 1е. Коэффициенты вариации соответственно по глубинам 2, 8, 14, 20 и 26 см - 0,56, 0,85, 0,50, 0,62 и 0,52%. Для этой почвы характер распределения плотности имеет несколько иной вид, чем в почвах, рассмотренных выше. Максимальное значение плотности отмечено на поверхности (глубина 2 см), далее плотность резко уменьшается, а затем снова увеличивается (глубина 20 см). Такой характер распределения объясняется методическими изменениями. В ранее рассмотренных почвах срез слоев проводился через 10 см. В данном случае мы предприняли попытку более детального исследования изменения плотности с глубиной, и отбирали образцы на плотность через 6 см. Таким образом мы пытались "поймать" мельчайшие изменения плотности в вертикальном направлении - возможную «слоистость».