Реферат Умови формування і методи прогнозування вологозапасів на меліорованих землях
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 (tº,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, tº,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) | ||||||||
| tº,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) | ||||||||
| tº,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 (tº,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%)) |
| |
|
|
| |
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 опадамироки 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. Забезпеченості водно (Р,мм) – температурних (tºC) 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. | tºC | -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. | tºC | 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. | tºC | 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
1. 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.
Ознакомившись с рефератом Умови формування і методи прогнозування вологозапасів на меліорованих землях, Вы можете оставить отзыв о реферате:
ТОП5 ВУЗОВ
ТОП5 преподавателей
ТОП5 сочинений
ТОП5 биографий