Файл: Шкинкис, Ц. Н. Проблемы гидрологии дренажа.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 147

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

Глубина

 

Глубина

Мерзлый слой почвы

Под мерзлым слоем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глубина

 

 

 

 

 

почвы

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние между

промерза­

уровня

 

 

 

 

 

 

 

Краткая характеристика внутрипочвенного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дренами, м

 

закладки

 

грунтовых

глубина

 

 

глубина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дрен, м

ния почвы,

влажность

влажность

 

 

обледенения

 

 

 

 

взятия

взятия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см

 

вод, см

образца,

почвы,

%

образца,

почвы, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см

 

 

см

 

 

 

 

 

 

 

 

Недренировано

 

4 - 5

 

60

 

2 - 3

57

 

10-12

22

Поверхностный лед

толщиной

3—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 см. В мерзлом слое горизонталь­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные

прослойки

льда

длиной

10—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 мм, толщиной 1—2 мм. Отдель­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные линзы льда толщиной до 5 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На 0,5 см выше границы мерзлого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

слоя

горизонтальный сплошной слой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кристаллов льда толщиной 2—4 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кристаллы ориентированы в вер­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тикальном направлении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 90

Ход внутрипочвенного обледенения легкой суглинистой дерново-подзолистой

почвы зимой 1958-59 г. на Римейкском опытном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

участке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мерзлый слой почвы

Под мерзлым слоем

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

Глубина

Глубина

 

 

 

 

почвы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глубина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

промерза-

уровня

 

глубина

 

 

глубина

 

 

Краткая характеристика внутрипочвенного

 

S

закладки

 

 

 

 

 

 

ния почвы,

грунтовых

 

взятия

влажность

взятия

влажность

 

 

 

обледенения

 

 

 

 

X

щТ

дрен,

м

 

 

 

 

 

 

 

 

н

«

см

вод, см

образца,

почвы, %

образца,

почвы, %

 

 

 

 

 

 

 

 

О

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

X

 

 

 

 

 

см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f3

о,

 

 

 

 

 

 

 

С М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рн

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0

 

1,5

 

1 0

107

 

4

34

1 2

 

2 0

6/ХП 1958

г.

На

всей глубине

мерзлоты мелкие

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

 

 

 

кристаллы

льда

диаметром

0 ; 1 — 0

, 2 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0


>•»

ме>

дренами, м

Расстояние

 

 

 

Мерзлый слой почвы

Под мерзлым слоем

 

 

 

 

почвы

 

 

Глубина

Глубина

 

 

 

Глубина

 

 

 

 

Краткая характеристика внутрипочвенного

промерза­

уровня

глубина

 

глубина

 

закладки

 

 

ния почвы,

грунтовых

взятия

влажность

взятия

влажность

обледенения

дрен, м

см

вод, см

образца,

почвы, %

образца,

почвы, %

 

 

 

 

 

 

см

 

см

 

 

Недрен ировано

7

31

5

29

30

29

В мерзлом слое почвы от 0—4,5 см мелкие про­

 

 

 

 

 

 

 

 

слойки льда толщиной 0,1—0,5 мм. Ниже 4,5—

 

 

 

 

 

 

 

 

7,0 см толщина их увеличивается до 1,0 мм

20

1,5

24

127

4

35

30

24

9/1 1959 г. Почва покрыта слоем льда толщиной

 

 

 

 

10

28

 

 

до 20 мм. Поры верхнего слоя почвы от 0—3 см

 

 

 

 

 

 

 

 

заполнены плотным льдом. Ниже — равномерно

 

 

 

 

 

 

 

 

распределены мелкие кристаллы диаметром до

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

мм.

Местами последние

сгруппированы

 

 

 

 

 

 

 

 

в гнезда

 

 

 

 

Недрен ировано

17

28

10

42

30

18

Над

поверхностью

почвы слой

льда

толщиной

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0 см и более. Поры верхнего слоя почвы от

 

 

 

 

 

 

 

 

0—3 см заполнены плотным льдом. Ниже в мер­

 

 

 

 

 

 

 

 

злоте горизонтальные прослойки, линзы, а так­

 

 

 

 

 

 

 

 

же кристаллы льда толщиной до 1,0 мм сгруп­

 

 

 

 

 

 

 

 

пированы в гнезда

 

 

 

20

1,5

27

96

10

31

30

18

28/1 1959 г. Поверхностное обледенение толщи­

 

 

 

 

20

26

 

 

ной до 2,0

см. В

мерзлоте глубиной

до 25 см

мелкие кристаллы льда диаметром 0,1—0,2 мм, а на глубине 25—27 см диаметр их больше, т. е. до 0,5 мм. В нижней части мерзлого слоя кристаллы сгруппированы в гнезда


>>

 

et

 

¥

 

:

 

Расстояние ме

дренама, м

 

 

 

Мерзлый слой почвы

Под мерзлым слоем

 

 

Глубина

Глубина

 

 

 

почвы

 

Глубина

 

 

 

 

 

промерза­

уровня

глубина

 

глубина

 

Краткая характеристика внутрипочвенного

закладки

 

 

ния почвы,

грунтовых

 

 

обледенения

взятия

влажность

взятия

влажность

дрен, м

см

вод, см

образца,

почвы, %

образца,

почвы, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см

 

см

 

 

Недрен ировано

22

31

10

41

30

27

Поверхностное обледенение толщиной 2 см. На

 

 

 

 

 

 

 

 

глубине

почвы до

13 см — длинные горизон­

 

 

 

 

 

 

 

 

тальные прослойки льда толщиной 1,5—3,0 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

Местами сгруппированы в гнезда круповидные

 

 

 

 

 

 

 

 

кристаллы льда диаметром до 3,0 мм. На глу­

 

 

 

 

 

 

 

 

бине 13—20 см кристаллы льда диаметром до

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0 мм. От 20—22 см кристаллы льда разме­

 

 

 

 

 

 

 

 

щены в горизонтальных прослойках

20

1,5

29

125

4

36

30-40

20

27/II 1959

г. Над поверхностью почвы слой льда

 

 

 

 

10

31

 

 

толщиной до 2 см. В верхней части мерзлоты

 

 

 

 

 

 

 

 

до глубины 5 см ледяные кристаллы диаметром

 

 

 

 

 

 

 

 

до 1 мм. Ниже от 5—29 см мелкие кристаллы

 

 

 

 

 

 

 

 

льда диаметром 0,1—0,5 мм. Местами кристал­

 

 

 

 

 

 

 

 

лы сгруппированы в гнезда

Недрен ировано

15

49

10

45

20-25

32

Над поверхностью почвы слой льда толщиной 4—

 

 

 

 

 

 

 

 

5 см. На глубине почвы 0—6 см длинные гори­

 

 

 

 

 

 

 

 

зонтальные прослойки льда толщиной 2—3 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ниже толщина прослоек несколько уменьша­

 

 

 

 

 

 

 

 

ется. На глубине от 12—15 см длинные горизон­

 

 

 

 

 

 

 

 

тальные

прослойки

заполнены кристаллами

 

 

 

 

 

 

 

 

льда. Диаметр последних около 1,0 мм


Таблица 91

Характеристика образования внутрипочвенного льда на легких суглинистых почвах 3/IV 1962 г. Малпилс (по данным В. К. Розенберг [110])

Глубина взятия образца (см) и влажность почвы (%)

Варианты

Глубина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краткая характеристика

промерзания

 

%

см

%

см

%

 

%

 

%

внутрипочвенного обледенения

 

почвы, см

С М

С М

С М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дренировано

23

0 - 5

40,3

5 -1 0

35,2

10-15

44,3

15-23

42,0

23-50

21,6

Поверхностный

лед

тол

(£=2,5 м,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щиной 0,4—0,7 см. В

<=1,2 м)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

слое 0—10 см кристал­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лы

льда

диаметром до

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0 мм. На глубине

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10—15

см

прослойки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

льда длиной 2—4 мм,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

толщиной 1,5 мм; на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

глубине 15—23 см ин­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тенсивность внутрипоч­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

венного

обледенения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уменьшается

 

 

Недренировано

16

0 - 3

46,8

3 -1 0

95,5

10-15

46,5

15-20

40,2

20-50

28,7

Поверхностный

лед

тол­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щиной 0,5—1,2 см. В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

слое 0—3 см кристал­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лы

льда диаметром

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2—2,0 мм; на глуби­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

не 3—10 см интенсив­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ное

внутрипочвенное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обледенение,

прослой­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ки

льда

длиной

7—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

мм,

толщиной

2—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 мм, отдельные лин­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зы толщиной 5—6 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Большое

количество

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

льда по

всей глубине

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мерзлоты

 

 


По мере увеличения интенсивности дренирования легких сугли­ нистых почв размеры и частота образований внутрипочвенного льда уменьшаются (см. табл. 91). Наименьшие прослойки внутрипочвен­ ного льда наблюдались в системах глубокого систематического и комбинированного дренажа, а наибольшие — на недренированных (контрольных) участках и в системах мелкого, более разреженного дренажа. Аналогичные явления наблюдались также на тяжелых дерново-карбонатных почвах. Так, на Петерлаукском опытном уча­ стке наиболее мощное обледенение и толстые прослойки льда имели место на недренированном поле и при мелком (^= 0,9 м) разрежен­ ном дренаже [145].

Образование и таяние внутрипочвенного льда неизбежно вызы­ вает вертикальные колебания мерзлого слоя почвы. Для количест­ венного определения этих колебаний в почву на глубине 0, 5, 10, 15, 20 и 30 см закладывались металлические пластинки со штырями, выпущенными на поверхность поля. Концы штырей тщательно ни­ велировались. Подъем и опускание пластинок определялись по ре­ перу, укрепленному неподвижно на глубине 1,5 м. Опыты по такой методике были начаты в 50-х годах на тяжелых почвах Земгальской низменности [145].

Наблюдениями установлено, что на дренированных почвах вер­ тикальные колебания охватывают слой почвы глубиной до 20 см,

ана недренированных почвах — только самый верхний слой глуби­ ной до 10 см (табл. 92). При этом во втором случае амплитуда ко­ лебаний почвы значительно больше, чем в первом. Так, зимой 1954-55 г. максимальная амплитуда вертикальных колебаний тяже­ лой недренированной почвы на Петерлаукском участке была 72 мм,

адренированной — 48 мм [145]. Надо отметить, что в условиях Ка­ рельской АССР вертикальные колебания поверхности почвы дости­ гают 200 мм [96].

Наши исследования показывают, что по абсолютной величине вертикальные колебания легких суглинистых почв значительно меньше тяжелых почв. Максимальная амплитуда колебаний на дренированном поле здесь достигала 35 мм, а на недренированном поле — 46 мм. Еще меньшие вертикальные колебания наблюдаются на торфяно-глеевых почвах и охватывают лишь самый верхний слой глубиной до 5 см (рис. 73).

На легких суглинистых, как и на тяжелых почвах, вертикальным колебаниям подвергаются верхние слои глубиной до 20 см на дре­ нированном поле и до 10 см на недренированном. Таким образом, получается, что среднее удельное линейное расширение на дрени­ рованном поле в 2,5 раза меньше, чем на недренированном, т. е. в первом случае 35 : 20= 1,75 мм/см, во втором — 46 : 10= 4,60 мм/см. Согласно вышеприведенным данным, примерно такое же соотноше­ ние удельного расширения получается на дренированных и недре­ нированных тяжелых почвах Земгальской низменности.

По данным, полученным в 1970-71 г. в Бейбежской ОМС ЛатНИИГиМ, удельное линейное расширение дренированных почв было 2,9 мм/см, а недренированных — 5,0 мм/см.

198