Прогнозні розрахунки зміни мінералізації підґрунтових вод і засоленості ґрунтів підґрунтя зони аерації за методом академіка С. Ф. Авер’янова

При виконанні даного розділу перш за все необхідно мати надійні вихідні матеріали ґрунтових і гідрологічних досліджень по вмісткості і видам солей в ґрунтах, ґрунтах підґрунтя і підгрунтових водах для дослідної ділянки. Використовуючи дані прогнозу водного режиму, знаючи вихідну глибину і мінералізацію підгрунтових вод, а також вміст легкорозчинених солей в ґрунтах підґрунтя вище рівня підгрунтових вод, можливо визначити розчиненість солей, які знаходяться в твердій фазі і приблизно визначити можливу мінералізацію підгрунтових вод при підйомі їх рівня, а потім і їх вплив на засолення ґрунтів.

В меліоративній практиці існує достатня кількість методів прогнозу сольового режиму ґрунтів підґрунтя зони аерації, але ми розглянемо тільки один з них.

Перед виконанням прогнозу за даним методом необхідні результати прогнозних проробок, які описані у розділі 4.1

З метою спрощення освоєння даного методу весь матеріал розглядається по пунктах

1) Можлива мінералізація підгрунтових вод, яка піднялася, визначається за формулою:

(2.20)

 

де – вихідна мінералізація підгрунтових вод, г/л

– об’ємна вага сухого ґрунту, г/см³ або т/м³

– вихідна засоленість ґрунтів підґрунтя легкорозчинними солями, %

– об’єм піднявшоїся води, м³

– ємність, яка заповнюється водою знизу, м³

2) Швидкість підйому РПВ, при відносно глибокому початковому положенні, визначається із залежності:

(2.21)

 

де – кількість діб у році, діб.

3) З попередніх даних визначається швидкість інфільтрації води із зрошуваних полів:

(2.22)

 

4) Втрати води з полів при інфільтрації визначається за формулою:

(2.23)

 

де – поризність ґрунту

5) Втрати води при фільтрації з каналів розподільчої мережі визначаються

(2.24)

 

6) Можливе положення РПВ при їх стабілізації можна визначити, виходячи з формули С.Ф.Авер’янова, яка має вид

(2.25)

 

де – випаровування з поверхні підгрунтових вод, мм/рік ();

– випаровуваність, мм/рік (розраховується за формулою , але можна прийняти приблизно );

– положення стабілізованих підгрунтових вод, м

– показник ступеню ( =1...2)

З цього рівняння визначається положення стабілізуючих підгрунтових вод:

 

(2.26)

 

7) Час, за який відбудеться підняття РПВ від критичної глибини залягання підгрунтових вод () до положення, при якому РПВ стабілізується ():

(2.27)

 

При цьому коефіцієнт 0,5 говорить про те, що при глибині вище критичної підйом РПВ різко уповільнюється тобто приблизно 50% води, яка піднімається, витрачається на транспірацію і випаровування.

8) Необхідно визначити нові значення швидкості для зони :

а) інтенсивність інфільтрації із зрошуваних полів:

(2.28)

 

де – середня кількість опадів, мм;

. – середньовагова зрошувальна норма, мм

б) результуюча швидкість висхідного току залишається без змін і визначається із формули (24);

(2.29)

 

в) інтенсивність транспірації

(2.30)

 

9) Далі необхідно визначити параметр Пекле

(2.31)

 

де – коефіцієнт конвективної дифузії (параметр переносу солей), м²/доб

10) При цьому швидкість вертикального водообміну визначається із співвідношення:

(2.32)

 

11) Можлива величина мінералізації ґрунтового розчину на поверхні ґрунту:

(2.33)

 

де е – основа натурального логарифму ( =2,718)

12) Глибина, на якій очікується максимальне засолення:

(2.34)

 

13) Тепер необхідно визначити максимальне засолення ґрунтового розчину на глибині максимального засолення:

(2.35)

 

14) Середня мінералізація ґрунтового розчину для всього шару товщі зони аерації () визначається за формулою:

(2.36)

 

15) Можливе накопичення солей у двохметровому шарі ґрунту підґрунтя:

(2.37)

 

16) Щорічне надходження солей в – шар зі сторони підгрунтових вод:

(2.38)

 

17) І наприкінці, час, за який відбудеться засолення зони аерації при підйомі РПВ вище критичних позначок

(2.39)

 

За даним методом можна зробити такі основні висновки:

1. Підгрунтові води через ____ роки (п.7), будуть знаходитися від поверхні ґрунту на глибині __________ м (п.6) і мати мінералізацію _______ г/л (п.1)

2. На поверхні ґрунту концентрація воднорозчинених солей складає ______ г/л (п.11), а на глибині _______ м (п.12) очікується максимальне засолення ґрунту із загальною мінералізацією ________ г/л (п.13)

3. Критичний період, за який відбудеться засолення зони аерації складає _________ роки(п.17)

4. Прогнозні проробки підтверджують необхідність будівництва дренажу на зрошуваній території.