Глубина промерзания грунтов: Нормативная глубина промерзания грунта | Расчет сезонного промерзания грунта по СНиПу

Опубликовано

Содержание

Нормативная глубина промерзания грунта | Расчет сезонного промерзания грунта по СНиПу

Калькулятор ГПГ-Онлайн v.1.0

Калькулятор по расчету нормативной и расчетной глубины промерзания грунта для регионов РФ, Украины, Белоруссии и др. Два поиска: быстрый (по названию города) и расширенный. Пояснения и рабочие формулы можно найти под калькулятором.

Расширенный поиск:

Страна Выберите странуРоссийская ФедерацияАзербайджанская республикаРеспублика АрменияРеспублика БеларусьГрузияРеспублика КазахстанКыргызская республикаРеспублика МолдоваРеспублика ТаджикистанРеспублика УзбекистанУкраина

Республика, край, область Выберите регион:

Город Выберите город:

Нормативная глубина промерзания (СП 131.13330.2012)

ГородГрунтГлубина промерзания, м
Глина или суглинок0
Супесь, песков пылеватый или мелкий 0
Песок средней крупности, крупный или гравелистый
0
Крупнообломочные грунты0

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта

Источники данных: СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012); СНиП 23-01-99; СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*); СНиП 2.02.01-83

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле:

dfn = d0 * √Mt

где Mt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике, а при отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d0 — величина, принимаемая равной, м, для:
суглинков и глин — 0,23;
супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28;
песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30;
крупнообломочных грунтов — 0,34.

Значение d0 для грунтов неоднородного сложения определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df, м, определяется по формуле:

df  = kh * dfn 

где dfn — нормативная глубина промерзания, определяемая;

kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по табл.1; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений

kh = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

П р и м е ч а н и я

  1. В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетная глубина промерзания грунта для неотапливаемых сооружений должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. Расчетная глубина промерзания должна определяться теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).
  2. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении kh за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.

Таблица 1

Особенности сооружения

Коэффициент kh при расчетной среднесуточной
температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, °С

0

5

10

15

20 и более

Без подвала с полами, устраиваемыми:
по грунту

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

на лагах по грунту

1

0,9

0,8

0,7

0,6

по утепленному цокольному перекрытию

1

1

0,9

0,8

0,7

С подвалом или техническим подпольем

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

П р и м е ч а н и я
1 Приведенные в таблице значения коэффициента kh относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента af< 0,5 м; если af 1,5 м, значения коэффициента kh повышают на 0,1, но не более чем до значения kh= 1; при промежуточном значении af значения коэффициента kh определяют интерполяцией.
2 К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии – помещения первого этажа.
3 При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент kh принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

Строительные калькуляторы

Глубина и скорость промерзания грунта и их влияние на процессы пучения — SGround.ru

Связь пучения со скоростью, глубиной промерзания

Оглавление:

  1. Введение
  2. Скорость промерзания грунта
  3. Глубина промерзания грунта
  4. Заключение
  5. Связанные статьи

1. Введение

Одними из наиболее значимых факторов, определяющих величину поднятия дневной поверхности (степень пучинистости) при промерзании грунтов являются глубина и скорость их промерзания.

Дневная поверхность грунта – жаргонный термин в строительной геологии, обозначающий поверхность современного рельефа. Можно заменить терминами: поверхность земли, уровень земли. В случае если на рассматриваемом участке выполнялась или будет выполняться планировка (насыпь или выемка грунта), то поверхность следует называть «уровень планировки»

Глубина и скорость промерзания грунтов зависит от большого числа факторов: значений отрицательной температуры наружного воздуха в зимний период, от продолжительности зимнего периода, от толщины и плотности снегового покрова и динамики изменения этих показателей в течении зимы, теплопроводности грунта, наличия теплоизолирующих покрытий (бывают как естественные, например, моховый или торфовый слой, так и искусственные), интенсивности воздействия солнечной радиации на конкретный участок поверхности, от смен холодной погоды на оттепели и от положения уровня грунтовых вод.

2. Скорость промерзания грунта

Увеличение объема грунта и величина подъема поверхности земли зависят от скорости промерзания, а скорость, в свою очередь, зависит от значений отрицательной температуры наружного воздуха и теплотехнических свойств грунта.

Экспериментально установлено, что чем меньше скорость промерзания, тем больше величина пучения и, наоборот, при больших скоростях промерзания грунт меньше увеличивается в объеме.

На величину вспучивания оказывает влияние и коэффициент фильтрации глинистого грунта, которой обусловливает подток капиллярной влаги к фронту промерзания. В образцах, замерзающих при большой скорости промерзания, визуально не наблюдается образования ледяных включений в виде прослоек и линз, следовательно, грунт незначительно ухудшает свои физические свойства при оттаивании.

При быстром промерзании в грунте не успевает накопиться влага, поступающая по капиллярам, поэтому он меньше проявляет пучение

При малой скорости промерзания грунта происходит формирование льдистой текстуры за счет постоянного притока влаги по капиллярам из нижележащих слоев талого грунта, сопровождающееся повышенным накоплением ледяных включений в нем. Такие грунты при оттаивании резко ухудшают свои физические свойства. Иногда грунты, имеющие твердую или пластичную консистенцию до промерзания, превращаются в текучее состояние после промерзания и оттаивания.

Наибольшее количество льда в грунтах природного сложения скапливается при промерзании грунта на глубину до 1-1,2 м так как на этих глубинах больше сказывается колебание отрицательной температуры наружного воздуха, например, при смене холодной погоды на оттепели, что позволяет накопить в структуре грунта больше влаги в виде льда

3. Глубина промерзания грунта

Значение глубины промерзания грунтов оказывает большое влияние на вспучивание дневной поверхности грунта. Например, в Забайкалье подъем поверхности грунта достигает 40 см при глубине промерзания суглинистого грунта 2,6-2,8 м, а сильнопучинистый суглинок в Московской области вспучивается на 15 см при глубине промерзания на 1,5 м.

Глубина промерзания грунта может в зависимости от региона РФ и локальных условий меняться в широких пределах: от 0 до 6 м. Максимальные значения глубины промерзания грунтов наблюдаются в Забайкалье, ближе к границе Монголии, преимущественно на песчаных и крупнообломочных грунтах и большей частью на северных склонах.

Наблюдениями за глубиной промерзания грунтов установлено, что влажные глины и суглинки промерзают заметно меньше, чем супеси, пески мелкие и пылеватые, а пески крупные и крупнообломочные грунты промерзают еще больше, чем супеси и пылеватые пески.

Чем более крупные частицы слагают грунт, тем больше будет глубина его промерзания при прочих равных условиях, однако крупнодисперсные грунты не подвержены пучению

Так как глубина промерзания зависит от действительно большого числа факторов, для начала разберемся что на этот счет говорится в нормативной литературе.

В нормативной документации на проектирование фундаментов рассматривается только глубина промерзания грунта. Эта величина рассчитывается по формулам в зависимости от среднемесячных температур в холодный период года и типа грунта без учета всех остальных факторов (не учитывается снеговой покров, солнечная радиация, свойства и влажность грунта и пр.).

Действующий на данный момент норматив в области проектирования фундаментов — СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений гласит:

СП 22.13330.2016 п. 5.5.1 Глубину заложения фундаментов следует принимать с учетом: …- глубины сезонного промерзания грунтов. Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от указанных условий необходимо выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.

5.5.2 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что ее следует определять в соответствии с ГОСТ 24847.

5.5.3 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение следует вычислять по формуле

, (5.3)

где d0 — величина, принимаемая равной:

  • для суглинков и глин 0,23 м;
  • супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м;
  • песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м;
  • крупнообломочных грунтов — 0,34 м;

Мt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по СП 131.13330, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства.

Значение d0для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания. (прим. если промерзает несколько разных слоев то необходимо определять осредненное значение коэффициента d0)

Нормативную глубину промерзания грунта dfn в районах, где >2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330.

5.5.4 Расчетную глубину сезонного промерзания грунта df, м, вычисляют по формуле

, (5.4)

где Kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.2; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений Kh=1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой;

dfn — нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 5.5.2 и 5.5.3.

Примечания:

  1. В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетную глубину промерзания грунта для неотапливаемых сооружений следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. Расчетную глубину промерзания следует определять теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также, если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).
  2. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении Kh за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.

dfn — нормативная глубина промерзания, определяемая по СП 22.13330.2016 не учитывает множественные факторы т.к. нормативы нацелены на получение наиболее надежного результата. Эта величина показывает насколько промерзает грунт на свободной от снега поверхности, не прогреваемой солнцем в течении всей зимы (под навесом). Реальная глубина промерзания будет меньше или такой же в зависимости от количества снега и солнечной радиации на поверхности

Таблица 5.2

Для того, чтобы определить реальную глубину промерзания с учетом множества факторов, включая снеговой покров, солнечную радиацию и тепловой режим сооружения необходимо выполнить теплотехнический расчет. Теплотехнические расчеты сложны и трудоемки, а так же требуют большого количества исходных данных. Для отдельных случаев существуют упрощенные расчеты, некоторые из которых приведены в СП 25.13330. Вопросы теплотехники грунтов затрагиваются в этой статье.

4. Заключение

Для правильного учета сил морозного пучения и выбора мер по защите от его воздействия необходимо и достаточно верно определить глубину промерзания грунта. Для этого следует пользоваться расчетами, приведенными в нормативной литературе.

Учет скорости промерзания в расчетах невозможен из-за сложности определения этого показателя и его изменчивости.

Учитывать снеговой покров в надежде что он снизит глубину промерзания не следует, так как после возведения сооружения снег скорее всего будет переноситься ветром от одной части сооружения к другой и с наветренной стороны поверхность грунта будет оголена. Если же сооружение поднято над землей, то под ним будет оголенная поверхность без снега и с температурой наружного воздуха, что так же увеличит глубину промерзания.

Если глубина промерзания грунта больше 2,5 м и если среднегодовая температура в регионе отрицательная, то для определения нормативной глубины промерзания необходимо выполнять теплотехнический расчет.

Так же теплотехнический расчет следует выполнять если, например, применяется утепление грунта.

Для принятия решений по фундаментам используется расчетное значение глубины промерзания, которое в 1,1 больше нормативного для неотапливаемых сооружений и ниже нормативного для отапливаемых сооружений.

5. Связанные статьи

СНиП, от чего зависит, как рассчитать

Каждый человек знает о том, что такое фундамент здания. Это конструкция, на которую при возведении опирается любое строение. Главная функция, которую выполняет эта конструкция — увеличение прочности и долговечности самого дома. Главное — с самого начала разобраться в том, на каком именно грунте будет возводиться дом в том или ином случае.

Глубина промерзания грунта согласно СНиП

Ниже приведены нормативные глубины промерзания грунта согласно СНиП, для некоторых регионов нашей страны:

  • Новосибирск и Омск это 2,0 м;
  • Тобольск — 2,1 м ;
  • Пермь, Челябинск и Екатеринбург — 1,9 м;
  • Оренбурге Казань и Ижевск — 1,7 м;
  • Уральск — 1,6 м;
  • Саратов, Пенза, Кострома, Нижний Новгород, Вологда — 1,5 м;
  • Новгород, Москва, Санкт-Петербург, Тверь, и Воронеж — 1,4 м;
  • Смоленск, Псков, Курск и Волгоград — 1,2 м;
  • Астрахань и Ростов-на-Дону — 1,0 м;
  • Калининград и Краснодар — 0,7 м.

Виды грунтов

  1. Грунты скалистого типа.
  2. Хрящевая разновидность.
  3. Песчаный тип, в эту же разновидность входит грунт глинистый.
  4. Супеси и суглинки.

Скалистого типа

Название грунтов в данном случае применяется условно. Это просто камень, который не подвергается воздействию влаги и не промерзает. В нормальных погодных условиях свойства этого вещества не меняются. При работе с такими грунтами обустройство фундаментов проводится прямо на поверхности. Хотя именно на территории РФ такой тип поверхности встречается довольно редко.

Хрящевая разновидность

Это глина и песок, смешанные с мелким камнем и щебнем в больших количествах. В данном случае не происходит размывания и сжатия. Такой материал прочен и надёжен. В этом случае заложение фундамента должно происходить на глубине не менее полусотни сантиметров. Это не зависит от того, какой уровень промерзания характерен для состава. На такой поверхности можно возвести здание, обладающее внушительными габаритами. Именно хрящевые грунты считаются наиболее распространёнными.

Песчаный и глинистый

Песчаный тип почв. Для них характерна незначительный показатель промерзания. В подобном материале вода пропускается достаточно хорошо. Под нагрузкой происходит уплотнение и утрамбование. Глубина закладывания фундаментов в таких случаях — 40−70 сантиметров.

Грунт глинистый — это для строительства дома не самая благоприятная среда. Они размываются и сжимаются, и вспучиваются, когда замерзают. Необходимо использовать расчётные параметры, если строительство осуществляется в среде с высокой влажностью. Вспучиванием называется процесс, когда влага начинает расширяться и замерзать после того, как она проникнет внутрь грунта. Таким образом, на фундамент оказывается определённое давление и воздействие, основа пытается его буквально вытолкнуть. Возникает большая вероятность, что основание просто лопнет. Нахождение фундамента ниже уровня промерзания — главное условие, которое необходимо соблюдать для того, чтобы это не произошло.

Супеси и суглинки

Когда смешиваются глинистые частицы и песок, создаётся именно такая разновидность грунта. Глинистых частиц содержится в супесях от 3 до 10 процентов, в суглинках — от 10 до 30.

Как рассчитать уровень

Промерзание до определённого уровня — процесс, который обычно происходит внутри почвы зимой. Находящаяся внутри вещества вода замерзает, превращаясь в лёд, и начинает расширяться. Из-за этого сам грунт увеличивается в своих объёмах. Такой процесс так же получил название пучения. Нормальное положение всех зданий может испортиться, когда это происходит. Именно по этой причине фундамент закладывается на меньшую глубину, чем показатель промерзания.

Тип грунта становится определяющим фактором, если говорить о такой глубине. К примеру, по сравнению с песчаными, глинистые промерзают гораздо меньше. Это связано с тем, что для них всегда была характерна большая пористость.

Кроме того, важно учитывать, какие климатические условия складываются в том или ином регионе. Уровень промерзания грунта увеличивается по мере того, как понижается средняя температура за год.

Примерно в пределах 1,2 метра лежит уровень промерзания в большинстве городов нашей страны. Так что глубина закладывания фундамента находится в пределах полутора метров. Этого вполне хватит для того, чтобы соответствовать всем необходимым требованиям и правилам. Грунт вряд ли будет сильно промерзать под жилым домом, который постоянно находится в эксплуатации. Если, например, загородный дом возводится летом, то значение промерзания вообще можно в расчёт не брать.

Кроме того, промерзание может быть сезонным. Оно определяется тем, какая температура держится в среднем на протяжении того или иного сезона. Обычно такое положение длится не больше 12 месяцев. Фактически вся европейская часть РФ знакома с этим понятием. Иногда образуются так называемые перелётки, когда промёрзший слой полностью не успевает оттаять за лето при спуске водоёмов.

Значения отрицательных температур воздуха — пожалуй, главный фактор, определяющий то, с какой скоростью в тех или иных условиях будет промерзать грунт. Было проведено множество экспериментов, которые подтвердили, что величина вспучивания больше, если скорость промерзания меньше. Наблюдается зависимость этих показателей и в обратную сторону.

Коэффициент фильтрации глинистого грунта тоже может оказать влияние на то, какой оказывается величина вспучивания. Так определяется, сколько влаги проникает на границу промерзания.

Когда скорость промерзания довольно маленькая, формируется ледяная текстура. И процесс этот сопровождается тем, что увеличивается количество ледяных включений. Это связано с тем, что вода поднимается наверх из нижних слоёв. Когда подобные разновидности грунта оттаивают, их физические свойства ухудшаются. В некоторых случаях, если до промерзания у грунта имелось пластичное или твёрдое состояние, то после оттаивания и промерзания состояние может стать текущим.

При уровне до 1−1,2 метра складываются наибольшие значения в количестве льда. Во всяком случае, если сам грунт природного сложения. Это происходит там, где колебания отрицательной температуры самые большие. Обычно это происходит, когда меняется погода, наступает оттепель и так далее.

Существует несколько факторов, которые могут повлиять состояние грунта:

  1. Уровень подземных вод, которые залегают до шести метров ниже дневной поверхности.
  2. Уровень грунтовых вод.
  3. Гранулометрический состав.
  4. Число пластичности.
  5. Природная влажность.

Что делать, чтобы не допустить промерзания

В настоящее время используется несколько технологий, благодаря которым грунт может быть защищён от промерзания. Всё зависит от того, за какой срок должны быть выполнены земляные работы. И от того, какие условия складываются в той или иной местности относительно климата.

Главное — следует предпринимать такие меры до того, как наступят заморозки. Но после того, как осенние дожди уже закончились. Например, широко распространён метод поверхностного рыхления грунтов. Кроме того, материал утепляют специальными материалами. Или проводят химическую обработку с помощью специальных веществ.

Рыхлая структура с воздушными пустотами получается, когда поверхность вспахивается, а в дальнейшем проводится боронование. Начало промерзания отдаляется на полтора месяца из-за того, что эти факторы сочетаются со снежным покровом, который образуется естественным путём. Специальные рыхлители используются на глубине до 30−35 сантиметров. Боронование проводится на 15−20 сантиметров.

Подготовка против промерзания нужна грунтам хотя бы потому, что это делает земляные работы в зимний период гораздо более экономичными. Утепление быстротвердеющей пеной или пенопластом тоже считается перспективной технологией, которая помогает решить проблему с максимальным результатом и минимальными затратами денежных средств. В некоторых случаях использование специальных химикатов становится единственно возможным выходом. При этом не стоит волноваться, коррозии основных строительных компонентов не будет.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями! Смотрите также:

Что следует знать о глубине промерзания перед разработкой и установкой фундамента дома

Возведение дома – ответственная задача, требующая анализа большого объёма информации. Важны не только технические и архитектурные характеристики будущего здания, но и условия, в которых будет проходить строительство и эксплуатироваться объект. Состояние и структура грунта в данном вопросе играет ключевую роль. Один их важнейших параметров в строительстве становится показатель уровня промерзания грунта.

Что это такое

Глубина промерзания грунта – максимальный показатель, при котором температура грунта достигает 0С в наиболее холодный сезон, не учитывая снежные покровы. Это один из основных критериев в строительстве, влияющих на процесс проектирования здания. Изучением данного явления занимаются геофизика и климатология. На параметры замерзания влияют тип почвы, высота залегания грунтовых вод и общие климатические условия региона.

Зачем учитывать

Если не учесть глубину промерзания и заложить фундамент выше этого уровня, то со временем дом начинает разрушаться из-за изменения окружающих условий. Под действием низких температур почва расширяется из-за замерзания влаги в её структуре, она поднимается и вспучивается, «выталкивает» основание дома вверх. В оттепель во время оттаивания земли, здание, наоборот, затягивается в почву. Это приводит к излишней нагрузке на строение и его деформациям.  Данные процессы происходят ежегодно: фасад начинает трескаться, а фундамент приходит в негодность.

Как закладывать фундамент

Закладывание фундамента дома по строительным нормам должно производиться как минимум на 10% ниже уровня замерзания почвы, но не менее 20 см от данного показателя. Помимо уровня закладки, показатель замерзания почвы влияет также на выбор типа фундамента и его особенностей.

На участках, где параметр промерзания велик, нередко используются дополнительные меры для предотвращения и уменьшения данного показателя: теплоизоляторы, рыхление и химические реагенты.

Как определить

Примерный показатель можно узнать по географическим данным участка. Чем севернее находится земля, тем ниже среднегодовые температуры. Информацию об уровне замерзания можно узнать по специальной таблице в официальных документах, в частности, «основания зданий и сооружений». Таковым является технический документ «Нормативная глубина промерзания грунта». Для каждого отдельного региона требованиями СНиП установлен определённый параметр, который следует брать за основу при расчётах. Помимо документов, существуют карты промерзания. На сегодняшний день данные таблицы и карты находятся в открытом доступе.

Нормативная и фактическая глубина замерзания почвы может отличаться, что также следует учитывать при проектировании дома и закладывании основания.

Таким образом, глубина промерзания грунта  — важнейший параметр при проектировании здания и закладывании фундамента, напрямую влияющий на его прочность, долговечность и функциональность.

( Пока оценок нет )

показатели глубины и температуры, СНиП и карты

Перед началом любого строительства необходимо учитывать глубину, на которую способен промёрзнуть грунт. На такой показатель значительно влияет климатическая среда, проявляющая себя по-разному в зимний период.

Интерес специалистов вызывает глубина промерзания грунта в Московской области, где на протяжении последних лет ведутся довольно активные и многочисленные строительные работы.

Глубина промерзания грунта зависит от температуры в регионе

Природные факторы

Степень глубины всегда соотносится с конструкцией фундамента и её значение необходимо знать абсолютно точно, прежде чем приступать к процессу строительства. С приходом морозов находящаяся в земле вода неминуемо преобразуется в лёд. В связи с увеличением объёма грунта он начинает усиленно сдавливать фундамент.

Если это не учитывается при возведении здания, то основание строения вскоре станет деформироваться, давать трещины, а впоследствии может полностью разрушиться.

В этом видео показана реальная глубина промерзания грунта в зимнее время:

Уровень этого показателя в любой природной зоне зависит от следующих факторов:

  1. Типа грунта. Глинистая почва является более пористой, по сравнению с песчаной, такой грунт промерзает сильнее.
  2. Условий местного климата. При достаточно низкой среднегодовой температуре воздуха почва подвергается более значительному воздействию минусовых температур.
  3. Уровня грунтовых вод. Если этот показатель является высоким, он оказывает немалое влияние на основание здания при замерзании почвы.

Правила и нормы

Инженеры, архитекторы, проектировщики, труд которых связан со строительством зданий, в обязательном порядке используют для работы соответствующую нормативно-правовую базу. Документация, включающая в себя и карту промерзания почв, была разработана ещё советскими специалистами несколько десятилетий назад.

Эти правила повсюду применяются и сегодня. С помощью его требований и основных положений делаются правильные расчеты и возводятся действительно надёжные и долговечные строения. Исходя из этих нормативных стандартов, известных под наименованием СНиП, степень промерзания грунта связана с определёнными параметрами:

  1. Назначением здания.
  2. Отличительными свойствами конструкции и ожидаемой нагрузкой на фундамент.
  3. Степенью глубины, где ожидается создание коммуникаций.
  4. Рельефом имеющейся зоны строительства, а также ожидаемой в дальнейшем.
  5. Содержанием воды в почве на территории, где будет производиться постройка.
  6. Уровнем промерзания в холодный период года.

Степень промерзания почвы

Уровень промерзания грунта в Московской области варьируется от 60 см до почти 2-метрового уровня. Профессионалы полагают, что столь существенная разница связана с различиями в плотности почвы. Там, где содержание влаги является более высоким, возможно и более значительное промерзание в сезон морозов.

Исходя из СНиП, средний уровень этого показателя в указанном регионе составляет 1,4 метра. При этом учитываются природные условия с высоким уровнем грунтовых вод, отсутствием снега зимой и довольно сильными морозами.

Для защиты фундамента от промерзания грунта следует произвести утепление

Но в реальности глубина промерзания в Московской области обычно не превышает метра, во время наиболее суровой зимы этот параметр может достигать 1,5 метра. Имеет огромное значение тип почвы: более плотная песчаная земля обычно промерзает сильнее, если сравнивать с глинистой. На подмосковной территории глубина промерзания колеблется между уровнем в 1,2 и 1,32 метра.

Сегодня существуют возможности несколько уменьшить степень глубины промерзания земли. Для этой цели вокруг здания устанавливают отмостку теплоизоляционного характера.

Высококачественный утеплитель непременно поможет снизить показания промерзания почвы поблизости от строения.

В холодных регионах фундамент следует утеплять качественным утеплителем, иначе он будет поврежден

На территории Ленинградской области встречается весьма разнообразный покров почвы. Песчаный грунт промерзает несильно, тогда как глина не очень подходит для осуществления работ строительного плана. Глубина промерзания почвы в Московской области в таких случаях достигает 1,5 метра, а в ситуации сильных и долговременных морозов показатель может ещё увеличиться.

В ситуации супесей и суглинок уровень промерзания также достаточно высок. Необходимо тщательно изучить почву на конкретном участке, прежде чем приступать к возведению строения. В Ленинградской области этот параметр удерживается в границах от 1,2 до 1,3 метра.

Воды и почвенный состав

Из имеющейся в СНиП таблицы нетрудно сделать выводы о степени замерзания грунта в любом регионе. В соответствии с правилами, фундамент должен быть заложен на более низком уровне, по сравнению с промерзанием грунта, расчёт можно осуществить на основании особой формулы.

На глубину промерзания грунта в Подмосковье также воздействует уровень осадков, образующих снежный и ледяной покров. Они выступают в качестве отличных теплоизоляторов и снижают глубину промерзания в среднем на 30% от максимального для данной местности показателя.

Имеют немалое значение и грунтовые воды, в связи с чем нередко выполняются работы для осушения почвы либо дренаж. При более низком уровне грунтовых вод уменьшается и степень промерзания. Если не учитывать этот параметр, здание в летний и зимний период станет смещаться, в результате его ожидает быстрая деформация и полное разрушение.

Исходя из типа грунта, можно определить степень и точку его проседания и пучинистости, то есть способности вспучиваться при замерзании, когда фундамент выталкивается наружу из земли. В соответствии с правилами СНиП, основание будущего здания следует закладывать на почве песчаного плана и выполнять эти действия на 10 см ниже ожидаемой глубины промерзания. В случае других почв такой показатель может достигать 25 см.

Необходимо полностью учитывать все особенности почвы и понять, на сколько промерзает земля в Московской области, на которой планируется возводить строение.

В противном случае здание рискует быстро начать проседать, разрушаться и будет крайне недолговечным. Финансовые затраты и усилия, приложенные для его постройки, окажутся неоправданными и напрасными.

Нормативные глубины промерзания. Таблица — глубина промерзания.





Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Климат. Климатические данные. Природные данные  / / Нормативные глубины промерзания. Таблица — глубина промерзания.

Поделиться:   

Нормативные глубины промерзания. Таблица — глубина промерзания.

Карты и таблицы базируются на СНиП 2.01.01-82, сейчас применяют расчетный метод. Вполне толковые данные.

  • Глубина промерзания должна быть меньше глубины залегания грунтовых вод, но когда показатель глубины промерзания превышает показатель глубины залегания грунтовых, происходит их промерзание из за чего и происходит вспучивание грунта.
  • Для водопровода — глубина заложенных труб, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры. Для канализации — глубина заложенных труб, считая до низа, должна быть на 0,3 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры. При прокладке трубопроводов в зоне отрицательных температур материал труб и элементов стыковых соединений должен удовлетворять требованиям морозоустойчивости.

Таблица 1. Глубина промерзания грунтов в см. по всей России. Таблица 2: Глубина промерзания грунтов в см. в южной части Дальневосточного региона вне зоны вечной мерзлоты

Таблица 1. Глубина промерзания грунтов по всей России.

Город

Глина, суглинки

Пески, супеси

Архангельск

160

176

Астрахань

80

88

Брянск

100

Frontiers | Вывод гидрологических параметров почвы на основе электронных данных о влажности почвы

  • 1 Гражданская и экологическая инженерия, Сиракузский университет, Сиракузы, Нью-Йорк, США
  • 2 Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США, Исследовательский центр Северо-Западного водораздела, Бойсе, Айдахо, США
  • 3 Департамент наук о Земле, Государственный университет Бойсе, Бойсе, штат Айленд, США

Ключевые точки

• Гидрологические параметры почвы, включая насыщенность полей, емкость полей, возникновение водного стресса растений и пределы экстракции растений, могут быть надежно определены на основе записей электронного датчика влажности почвы.

• Увлажнение и высыхание почвенного профиля происходит в соответствии с регулярным континуумом влажности почвы после продвижения увлажнения от эффективного основания почвенного профиля.

• Состояние замороженной почвы и взаимодействие между ограниченным водным балансом энергии и воды усложняют интерпретацию потоков в континууме почва-растение-атмосфера.

Влага почвы является важным элементом управления гидрологической функцией, поскольку она определяет вертикальные потоки из и в атмосферу, подпитку грунтовых вод и боковые потоки через почву.Исторически традиционные модельные параметры насыщения, полевой емкости и постоянной точки увядания определялись лабораторными методами. Этот подход осложняется проблемами масштаба, граничных условий и нарушения почвы. Мы разрабатываем и сравниваем четыре метода для определения значений насыщенности поля, емкости поля, предела экстракции растений (PEL) и инициирования водного стресса растений из долгосрочных записей мониторинга на месте и объемного содержания воды, измеренного TDR (Θ).Участки мониторинга отражают различные текстуры почвы, глубины почвы, количество эффективных осадков и типы растительного покрова в полузасушливом климате. Записи Θ демонстрируют аттракторы (высокочастотные значения), которые соответствуют емкости поля и PEL как в годовом, так и в более длительном временном масштабе, но значения насыщенности поля меняются от года к году в зависимости от сезонной влажности в полузасушливых условиях. Анализ для пяти участков на двух водоразделах подтверждается сравнением со значениями, определенными с помощью общей функции педотрансфера, и измеренных кривых характеристик почвы.Замерзшая почва определяется как фактор, усложняющий анализ, и пользователям рекомендуется фильтровать данные по температуре, особенно для приповерхностных почв.

Введение

Влага почвы является важным элементом управления гидрологической функцией, поскольку она определяет вертикальные потоки из и в атмосферу, подпитку подземных вод и боковые потоки через почву (Loik et al., 2004; Grayson et al., 2006; Vereecken et al. , 2008). Влажность почвы также является отличным показателем эффективности гидрологической модели, поскольку она объединяет временные изменения в осадках и испарении и зависит от топографии и физических свойств почвы, определяющих потоки воды (Wood et al., 1992; Cuenca et al., 1996; Родригес-Итурбе и др., 1999, 2001; Laio et al., 2001; Western et al., 2004; Сеневиратне и др., 2010; Bandara et al., 2013; Or et al., 2015; Паникони и путти, 2015). Таким образом, определение и количественная оценка физических свойств, которые управляют способностью почвы удерживать воду против гравитационного дренажа, испарения и транспирации, давно интересовали агрономов и ученых-физиков (Briggs and McLane, 1907; Buckingham, 1907). Однако измерение соответствующих физических свойств почвы исторически проводилось в лабораториях, которые могут не отражать поведение воды в полевых условиях.За последние десятилетия методы измерения влажности почвы в полевых условиях значительно улучшились, и теперь почти непрерывные измерения стали обычным делом. В этой статье мы демонстрируем, как многолетние почти непрерывные измерения содержания влаги в почве могут улучшить оценки гидрологически значимых свойств почвы.

Физические свойства почв определяют несколько важных пороговых значений в, определяемых как объемная доля воды в единице объема почвы (м 3 м −3 ): Насыщенность почвы обычно определяется как условие, когда вся пора объем заполнен водой (Θ s ), что обычно происходит только при субирригации.Точка, при которой гравитационный дренаж эффективно прекращается, была названа полевой емкостью (FC; Veihmeyer and Hendrickson, 1949), а точка, в которой прекращается транспирация, была названа точкой постоянного увядания (PWP; Briggs and Shantz, 1912). Разница в значениях FC и PWP часто используется для оценки доступной для растений воды (Hansen et al., 1980), а разница в значениях Θ s и PWP аналогичным образом используется для оценки запасов корневой зоны (Seneviratne et al. ., 2010). К сожалению, большинство измерений этих важных полевых свойств выполняется в лабораториях на небольших образцах.

Преобладающие концепции FC и PWP являются наследием усилий связать гидравлические и гидрологические параметры почвы со стандартными измерениями физических свойств почвы. Бриггс и Маклейн (1907) ввели «эквивалент влажности» как массовую долю воды в почве для образцов, которые были высушены на воздухе, просеяны через сито 2 мм, упакованы в цилиндры, пропитаны и вращаются для достижения силы, в 1000 раз превышающей гравитации. Позднее эти результаты были расширены для анализа PWP проростков пшеницы в рамках контролируемого исследования в широком диапазоне текстур почвы (Briggs and Shantz, 1912).Мейнзер (1923) позже определил «удельное удерживание» как объемную долю воды, оставшуюся после длительного дренажа от насыщения, которая была определена путем измерения в небольших ячейках нарушенных почв (Hazen, 1892) и in situ, (Ellis and Ли, 1919). Пайпер (1933) сделал правильный вывод о том, что экспериментальный масштаб и глубина капиллярной каймы оказывают важное влияние на результаты. Впоследствии Ричардс и Уивер (1944) опирались на работу Бэкингема (1907), чтобы систематизировать измерение матричных потенциальных (Ψ)-отношений.Используя технику прижимной пластины, они приравняли при -33 кПа к «эквиваленту влажности» для 71 приповерхностного образца орошаемых почв (Richards and Weaver, 1944). Использование −10 кПа для определения при полевой емкости было зарезервировано для грубых и вулканических почв. Эти достижения привели к разработке соотношений проницаемости капилляров для изотропных пористых сред (Burdine, Redford, 1952; Brooks, Corey, 1964) и моделей непрерывной-проводимости (Mualem, 1976), которые продолжают использоваться.

Достоверность этих исторических терминов как физических констант подвергалась широкой критике (Miller and McMurdie, 1953), в результате чего были уточнены и добавлены дополнительные термины для использования на полях, выходящих за рамки агрономии.Например, понятно, что насыщение никогда не может быть достигнуто в хорошо дренированных почвах в полевых условиях (Wang et al., 1998). Насыщение поля, фс , учитывает заполненное газом поровое пространство почвы, которое может быть закрыто внутри поровой матрицы примерно при давлении барботажа (Reynolds et al., 2002) и может происходить из-за герметизации воздуха (Fayer and Hillel, 1986). , колебания уровня грунтовых вод (Marinas et al., 2013) и биогенные газы (Morse et al., 2015).

Производительность месторождения подверглась критике, поскольку конечная точка гравитационного дренажа неясна и, возможно, зависит от метода из-за различий в граничных условиях и масштабе (Colman, 1947; Hillel, 1980; Cassel and Nielsen, 1986; Kirkham, 2005).В результате для определения FC были предложены-значения от -33 до -5 кПа (Richards and Weaver, 1944; Salter and Haworth, 1961; Linsley and Franzini, 1972; Romano and Santini, 2002; Kirkham, 2005; Nemes и др., 2011). Совсем недавно Ассулин и Ор (2014) предложили метод для связи наклона характеристической кривой почвы (n), значения поступления воздуха ( ae ) и остаточной воды в почве (Θ r ) (van Genuchten, 1980) к определенному для почвы FC, основанному на балансе между капиллярными и гравитационными силами.Этот динамический подход стремится выйти за рамки использования статических произвольных значений.

PWP подвергся критике, поскольку фактическая точка увядания зависит от вида и текстуры почвы, и в случае многих местных растений, адаптированных к засушливым условиям, транспирация может прекратиться без увядания при в диапазоне от -3 до -5 МПа для обоих. виды деревьев и трав (Scholes and Walker, 1993; Damesin and Rambal, 1995; Sperry et al., 2002; Rambal et al., 2003)

ГЛАВА 2 — ПОЧВА И ВОДА

ГЛАВА 2 — ПОЧВА И ВОДА



2.1 Почва
2.2 Поступление воды в почву
2.3 Состояние влажности почвы
2.4 Доступная влажность
2.5 Уровень грунтовых вод
2.6 Водная эрозия почвы



2.1.1 Состав почвы
2.1.2 Профиль почвы
2.1.3 Текстура почвы
2.1.4 Структура почвы


2.1.1 Состав почвы

Когда сухая почва раздавливается рукой, можно увидеть, что она состоит из всевозможных частиц разного размера.

Большинство этих частиц возникает в результате разложения горных пород; их называют минеральными частицами. Некоторые происходят из остатков растений или животных (гниющие листья, кусочки костей и т. Д.), Их называют органическими частицами (или органическими веществами). Кажется, что частицы почвы касаются друг друга, но на самом деле между ними есть промежутки. Эти пространства называются порами. Когда почва «сухая», поры в основном заполнены воздухом. После полива или дождя поры в основном заполняются водой.Живой материал находится в почве. Это могут быть живые корни, а также жуки, черви, личинки и т. Д. Они способствуют аэрации почвы и тем самым создают благоприятные условия для роста корней растений (рис. 26).

Рис. 26. Состав почвы

2.1.2 Профиль почвы

Если вырыть яму в почве глубиной не менее 1 м, можно увидеть различные слои, разные по цвету и составу. Эти слои называются горизонтами. Эта последовательность горизонтов называется профилем почвы (рис.27).

Рис. 27. Профиль почвы

Очень общий и упрощенный профиль почвы можно описать следующим образом:

а. Пахотный слой (толщина от 20 до 30 см): богат органическими веществами и содержит много живых корней. Этот слой подлежит подготовке почвы (например, вспашка, боронование и т. Д.) И часто имеет темный цвет (от коричневого до черного).

г. Глубокий пахотный слой: содержит гораздо меньше органических веществ и живых корней. Этот слой практически не подвержен нормальным подготовительным работам.Цвет более светлый, часто серый, а иногда пестрый с желтоватыми или красноватыми пятнами.

г. Подземный слой: почти нет органических веществ или живых корней. Этот слой не очень важен для роста растений, так как до него доходят лишь несколько корней.

г. Слой материнской породы: состоит из породы, в результате разложения которой образовалась почва. Эту породу иногда называют материнским материалом.

Глубина различных слоев сильно различается: некоторые слои могут вообще отсутствовать.

2.1.3 Текстура почвы

Минеральные частицы почвы сильно различаются по размеру и могут быть классифицированы следующим образом:

Название частиц

Пределы размеров в мм

Отличить невооруженным глазом

гравий

больше 1

очевидно

песок

от 1 до 0.5

легко

ил

от 0,5 до 0,002

еле

глина

менее 0,002

невозможно

Количество песка, ила и глины, присутствующих в почве, определяет структуру почвы.

На крупнозернистых почвах: преобладает песок (песчаные почвы).
В почвах средней текстуры: преобладает ил (суглинистые почвы).
В мелкозернистых почвах: преобладает глина (глинистые почвы).

В поле текстуру почвы можно определить, потерев почву между пальцами (см. Рис. 28).

Фермеры часто говорят о легких и тяжелых почвах. Грунт с крупной структурой легок, потому что с ней легко работать, а с мелкозернистой почвой тяжелее, потому что с ней тяжело работать.

Выражение, используемое фермером

Выражения, используемые в литературе

свет

песчаный

грубая

средний

суглинистый

средний

тяжелый

глинистый

мелкий

Текстура почвы постоянная, фермер не может ее изменить или изменить.

Рис. 28а. Грунт крупнозернистый. — песчаный. Отдельные частички рыхлые и разваливаются в руке даже во влажном состоянии.

Рис. 28б. Грунт средней текстуры на ощупь очень мягкий (как мука) в сухом состоянии. Его можно легко отжать во влажном состоянии, после чего он станет шелковистым.

Рис. 28c. Грунт с мелкой текстурой прилипает к пальцам во влажном состоянии и может образовывать шарик при нажатии.

2.1.4 Структура почвы

Структура почвы означает объединение частиц почвы (песок, ил, глина, органические вещества и удобрения) в пористые соединения. Это так называемые агрегаты. Структура почвы также относится к расположению этих агрегатов, разделенных порами и трещинами (рис. 29).

Основные типы агрегатов показаны на рис. 30: зернистая, блочная, призматическая и массивная.

Рис. 29. Структура почвы

Находясь в верхнем слое почвы, массивная структура блокирует вход воды; прорастание семян затруднено из-за плохой аэрации.С другой стороны, если верхний слой почвы зернистый, вода легко проникает в него, и семена лучше прорастают.

В призматической конструкции движение воды в почве преимущественно вертикальное, поэтому подача воды к корням растений обычно недостаточна.

В отличие от текстуры, структура почвы непостоянна. С помощью методов обработки почвы (вспашка, рыхление и т. Д.) Фермер пытается получить зернистую структуру верхнего слоя почвы на своих полях.

Фиг.30. Примеры грунтовых сооружений .

ЗЕМЛЯННЫЙ

БЛОКИРОВКА


PRISMATIC


МАССИВНЫЙ


2.2.1 Инфильтрация процесс
2.2.2 Скорость инфильтрации
2.2.3 Факторы влияет на скорость инфильтрации


2.2.1 Процесс инфильтрации

Когда на поле подается дождевая или поливная вода, она просачивается в почву. Этот процесс называется инфильтрацией.

Проникновение можно визуализировать, налив воды в слегка утрамбованный стакан с сухой измельченной землей. Вода просачивается в почву; цвет почвы темнеет по мере ее увлажнения (см.рис.31).

Рис. 31. Инфильтрация воды в почву

2.2.2 Скорость инфильтрации

Повторите предыдущий тест, на этот раз с двумя стаканами. Один заполнен сухим песком, а другой — сухой глиной (см. Рис. 32а и б).

Вода проникает в песок быстрее, чем в глину. Говорят, что песок имеет более высокую скорость инфильтрации.

Рис. 32а. В каждый стакан подается одинаковое количество воды

Рис.32b. Через час вода просочилась в песок, в то время как некоторое количество воды все еще остается на глине

Скорость инфильтрации почвы — это скорость, с которой вода может просачиваться в нее. Обычно измеряется глубиной (в мм) слоя воды, которую почва может поглотить за час.

Скорость инфильтрации 15 мм / час означает, что слой воды толщиной 15 мм на поверхности почвы пропитается через один час (см. Рис. 33).

Фиг.33. Почва со скоростью инфильтрации 15 мм / час

Диапазон значений скорости инфильтрации приведен ниже:

Низкая скорость инфильтрации

менее 15 мм / час

средняя скорость инфильтрации

от 15 до 50 мм / час

высокая скорость инфильтрации

более 50 мм / час

2.2.3 Факторы, влияющие на скорость инфильтрации

Скорость инфильтрации почвы зависит от постоянных факторов, таких как текстура почвы. Это также зависит от различных факторов, например от влажности почвы.

i. Текстура почвы

Грунты с крупной структурой содержат в основном крупные частицы, между которыми имеются большие поры.

С другой стороны, мелкозернистые почвы в основном состоят из мелких частиц, между которыми есть небольшие поры (см.рис.34).

Рис. 34. Скорость инфильтрации и текстура почвы

В грубых почвах дождевая или поливная вода проникает и перемещается в более крупные поры; для проникновения воды в почву требуется меньше времени. Другими словами, скорость инфильтрации выше для крупнозернистых почв, чем для мелкозернистых почв.

ii. Влажность почвы

Вода проникает быстрее (скорость инфильтрации выше), когда почва сухая, чем когда она влажная (см. Рис.35). Как следствие, когда поливная вода применяется к полю, вода сначала легко проникает, но по мере того, как почва становится влажной, скорость инфильтрации снижается.

Рис. 35. Интенсивность инфильтрации и влажность почвы

iii. Структура почвы

Обычно вода проникает быстро (высокая скорость инфильтрации) в зернистые почвы, но очень медленно (низкая скорость инфильтрации) в массивные и плотные почвы.

Поскольку фермер может влиять на структуру почвы (посредством культурных практик), он также может изменять скорость инфильтрации своей почвы.


2.3.1 Влажность почвы
2.3.2 Насыщенность
2.3.3 Полевая продуктивность
2.3.4 Постоянная точка увядания


2.3.1 Влажность почвы

Содержание влаги в почве указывает количество воды, присутствующей в почве.

Обычно выражается как количество воды (в мм водной глубины), присутствующее на глубине одного метра почвы.Например: когда количество воды (в мм водной глубины) составляет 150 мм на глубине одного метра почвы, влажность почвы составляет 150 мм / м (см. Рис. 36).

Рис. 36. Влажность почвы 150 мм / м

Содержание влаги в почве также может быть выражено в процентах от объема. В приведенном выше примере 1 м 3 почвы (например, с глубиной 1 м и площадью поверхности 1 м 2 ) содержит 0,150 м 3 воды (т.е.г. с глубиной 150 мм = 0,150 м и площадью поверхности 1 м 2 ). Таким образом, содержание влаги в почве в объемных процентах составляет:

Таким образом, влажность 100 мм / м соответствует 10 объемным процентам.

Примечание: Количество воды, хранящейся в почве, не является постоянным во времени, но может меняться.

2.3.2 Насыщенность

Во время дождя или полива поры почвы заполняются водой.Если все поры почвы заполнены водой, почва считается насыщенной. В почве не осталось воздуха (см. Рис. 37а). В поле легко определить, насыщена ли почва. Если выжать горсть насыщенной почвы, немного (мутной) воды потечет между пальцев.

Растениям нужен воздух и вода в почве. При насыщении воздуха нет и растение пострадает. Многие культуры не выдерживают насыщенных почвенных условий в течение более 2-5 дней. Рис — одно из исключений из этого правила.Период насыщения верхнего слоя почвы обычно длится недолго. После прекращения дождя или орошения часть воды, находящейся в более крупных порах, уйдет вниз. Этот процесс называется дренированием или перколяцией.

Вода, стекающая из пор, заменяется воздухом. В крупнозернистых (песчаных) почвах дренаж завершается в течение нескольких часов. В мелкозернистых (глинистых) почвах дренаж может занять несколько (2-3) дней.

2.3.3 Вместимость поля

После прекращения дренажа большие поры почвы заполняются воздухом и водой, а меньшие поры все еще полны водой.На этом этапе считается, что почва полностью заполнена. При урожайности полей содержание воды и воздуха в почве считается идеальным для роста сельскохозяйственных культур (см. Рис. 37b).

2.3.4 Постоянная точка увядания

Постепенно вода, хранящаяся в почве, поглощается корнями растений или испаряется с верхнего слоя почвы в атмосферу. Если в почву не подается дополнительная вода, она постепенно высыхает.

Чем суше становится почва, тем плотнее удерживается оставшаяся вода и тем труднее корням растений извлекать ее.На определенном этапе потребления воды недостаточно для удовлетворения потребностей растения. Растение теряет свежесть и увядает; листья меняют цвет с зеленого на желтый. В конце концов растение умирает.

Содержание влаги в почве на стадии отмирания растения называется точкой постоянного увядания. В почве все еще содержится немного воды, но корням слишком трудно высосать ее из почвы (см. Рис. 37c).

Рис. 37. Некоторые характеристики влажности почвы

Почву можно сравнить с резервуаром для воды для растений.Когда почва насыщен, резервуар полон. Однако часть воды быстро стекает ниже корневую зону до того, как растение сможет ее использовать (см. рис. 38a).

Рис. 38а. Насыщенность

Когда эта вода стечет, почва полностью заполнена. Корни растений вытягивают воду из того, что остается в резервуаре (см. Рис. 38b).

Рис. 38b. Вместимость поля

Когда почва достигает точки постоянного увядания, оставшаяся вода перестает быть доступны для завода (см. рис.38c).

Рис. 38c. Постоянная точка увядания

Количество воды, фактически доступной растению, — это количество воды, хранящейся в почве при заполнении поля, за вычетом воды, которая останется в почве при постоянной точке увядания. Это показано на рис. 39.

Рис. 39. Доступная влажность или влажность почвы

Доступное содержание воды = содержание воды на уровне поля — содержание воды в точке постоянного увядания….. (13)

Доступное содержание воды во многом зависит от текстуры и структуры почвы. Диапазон значений для различных типов почв приведен в следующей таблице.

Почва

Доступное содержание воды в мм глубины воды на 1 м глубины почвы (мм / м)

песок

от 25 до 100

суглинок

от 100 до 175

глина

175–250

Емкость поля, постоянная точка увядания (PWP) и доступная влажность называются характеристиками влажности почвы.Они постоянны для данной почвы, но сильно различаются от одного типа почвы к другому.


2.5.1 Глубина Уровень подземных вод
2.5.2 Подземные воды таблица
2.5.3 Капиллярный подъем


Часть воды, нанесенной на поверхность почвы, стекает ниже корневой зоны и питает более глубокие слои почвы, которые постоянно насыщаются; верхняя часть насыщенного слоя называется уровнем грунтовых вод или иногда просто уровнем грунтовых вод (см.рис.40).

Рис. 40. Уровень грунтовых вод

2.5.1 Глубина залегания грунтовых вод

Глубина залегания грунтовых вод сильно варьируется от места к месту, в основном из-за изменений топографии местности (см. Рис. 41).

Рис. 41. Вариации глубины зеркала грунтовых вод

В одном конкретном месте или поле глубина зеркала грунтовых вод может изменяться во времени.

После проливных дождей или орошения уровень грунтовых вод повышается.Он может даже проникнуть в корневую зону и пропитать ее. В случае продолжительного действия такая ситуация может иметь катастрофические последствия для сельскохозяйственных культур, которые не могут противостоять «мокрым ногам» в течение длительного периода. Если уровень грунтовых вод выходит на поверхность, он называется открытым уровнем грунтовых вод. Так бывает на болотистой местности.

Уровень грунтовых вод может быть очень глубоким и удаленным от корневой зоны, например, после длительного засушливого периода. Чтобы корневище оставалось влажным, необходимо орошение.

2.5.2 Верхний уровень грунтовых вод

Слой грунтовых вод может быть обнаружен поверх водонепроницаемого слоя довольно близко к поверхности (от 20 до 100 см).Обычно он охватывает ограниченную территорию. Верхняя часть водного слоя называется возвышающимся уровнем грунтовых вод.

Непроницаемый слой отделяет залегающий слой грунтовых вод от более глубоко расположенного горизонта грунтовых вод (см. Рис. 42).

Рис. 42. Верхний уровень грунтовых вод

Почву с непроницаемым слоем не намного ниже корневой зоны следует орошать с осторожностью, потому что в случае чрезмерного орошения (слишком большого орошения) верхний уровень грунтовых вод может быстро поднимаются.

2.5.3 Капиллярный подъем

До сих пор было объяснено, что вода может двигаться вниз, а также горизонтально (или вбок). Кроме того, вода может двигаться вверх.

Если кусок ткани погрузить в воду (рис. 43), вода будет всасываться тканью вверх.

Рис. 43. Движение воды вверх или капиллярный подъем

То же самое происходит с уровнем грунтовых вод и почвой над ним. Подземные воды могут всасываться почвой вверх через очень маленькие поры, которые называются капиллярами.Этот процесс называется капиллярным подъемом.

В мелкозернистой почве (глина) вода поднимается вверх медленно, но преодолевает большие расстояния. С другой стороны, в крупнозернистой почве (песке) вода поднимается вверх быстро, но охватывает лишь небольшое расстояние.

Текстура почвы

Капиллярный подъем (в см)

крупный (песок)

от 20 до 50 см

средний

от 50 до 80 см

мелкий (глина)

более 80 см до нескольких метров


2.6.1 Эрозия листа
2.6.2 Эрозия оврага


Эрозия — это перенос почвы из одного места в другое. Климатические факторы, такие как ветер и дождь, могут вызвать эрозию, но также и при орошении.

За короткий период процесс эрозии практически незаметен. Однако он может быть непрерывным, и весь плодородный верхний слой поля может исчезнуть в течение нескольких лет.

Эрозия почвы водой зависит от:

— склон: крутые, пологие поля более подвержены эрозии;
— структура почвы: легкие почвы более чувствительны к эрозии;
— объем или скорость потока поверхностных стоков: более крупные или быстрые потоки вызывают большую эрозию.

Эрозия обычно наиболее сильна в начале полива, особенно при поливе на склонах. Сухая поверхностная почва, иногда разрыхленная при культивации, легко удаляется проточной водой. После первого полива почва становится влажной и оседает, поэтому эрозия уменьшается. Недавно орошаемые участки более чувствительны к эрозии, особенно на ранних стадиях.

Существует два основных типа эрозии, вызываемой водой: пластовая эрозия и овражная эрозия. Их часто комбинируют.

2.6.1 Листовая эрозия

Листовая эрозия — это равномерное удаление очень тонкого слоя или «листа» верхнего слоя почвы с наклонной земли. Это происходит на больших площадях земли и вызывает большую часть потерь почвы (см. Рис. 44).

Рис. 44. Листовая эрозия

Признаками эрозии листа являются:

— только тонкий слой верхнего слоя почвы; или недра частично обнажены; иногда обнажается даже материнская порода;

— достаточно большое количество крупного песка, гравия и гальки в пахотном слое, более мелкий материал удален;

— обнажение корней;

— отложение эродированного материала у подножия склона.

2.6.2 Эрозия оврагов

Эрозия оврагов определяется как удаление почвы концентрированным потоком воды, достаточно большим, чтобы образовать каналы или овраги.

Эти овраги несут воду во время сильного дождя или орошения и постепенно становятся шире и глубже (см. Рис. 45).

Рис. 45. Эрозия оврага

Признаками овражной эрозии на орошаемом поле являются:

— неравномерное изменение формы и длины борозд;
— скопление эродированного материала на дне борозд;
— обнажение корней растений.

Модель удельного сопротивления мерзлого грунта и метод удельного сопротивления высокой плотности для разведки прерывистой вечной мерзлоты

2.1. Модели удельного электрического сопротивления грунтов

Модель удельного электрического сопротивления, которая применима к насыщенным несвязным грунтам и чистым песчаникам, предполагая, что проводимость твердых частиц не рассматривается, была предложена [30]:

, где ρ — электрическое сопротивление. удельное сопротивление, ρw — удельное электрическое сопротивление поровой воды, n — пористость, a — экспериментальный параметр и неверный коэффициент цементирования.

Арчи [30] предложил модель удельного электрического сопротивления, которая связывает удельное электрическое сопротивление почвы со структурой почвы. Это расширило подходы к изучению микроструктуры почв. Эта предложенная модель, однако, учитывала только влияние удельного электрического сопротивления и пористости поровой воды на удельное электрическое сопротивление почвы. Это означает, что возможности применения предложенной модели удельного электрического сопротивления ограничены.

В более поздних работах модель удельного электрического сопротивления, предложенная Арчи [30], была расширена до следующего:

где s — степень насыщения, а p — показатель насыщения.

В расширенной модели электрического сопротивления учитывается степень насыщения поровой воды. Таким образом, расширенная модель применима к ненасыщенным чистым песчаникам и несвязному песку. Однако расширенная модель игнорирует влияние других факторов на электрическое сопротивление почвы.

На основе экспериментальных исследований и с учетом влияния двойных электрических слоев на поверхности частиц почвы на удельное электрическое сопротивление всего тела почвы была предложена модель удельного электрического сопротивления, применимая к ненасыщенным связным грунтам:

ρ = aρwn − msr1 − psr + ρwBQE3

, где B представляет собой удельное электрическое сопротивление заряда, электрические свойства которого противоположны свойствам поверхности частицы почвы в двойном электрическом слое, Q — емкость катионного обмена на единицу поры почвы. , BQ — удельное электрическое сопротивление двойного электрического слоя на поверхности частицы почвы.

Васман и Смитс [31] предложили модель удельного электрического сопротивления, которая учитывала влияние удельной электропроводности частиц почвы на удельное электрическое сопротивление почвы, что означает, что модель удельного электрического сопротивления, предложенная Смитсом, применима к ненасыщенным связным грунтам. .

Помимо поровой воды и частиц почвы, существует третий токопроводящий путь распространения связных грунтов, то есть последовательный путь распространения грунтовых вод. Учитывая ранее упомянутые три проводящих пути распространения связных грунтов, было выведено следующее уравнение для модели удельного электрического сопротивления ненасыщенных связных грунтов:

ρ = [nsr − F′θ′1 + θ′BQ + nsr− F′θ′1 + θ′ρw + F ′ (1 + θ ′) BQ1 + BQρwθ ′] — 1E4

, где F ′ — коэффициент проводящей структуры (отношение ширины последовательно соединенного пути грунт-вода к длина стороны всего тела почвы), а θ ‘- объемное содержание воды в параллельно соединенной части почвы и воды.

Zha et al. [32] предложили модель удельного электрического сопротивления, которая учитывала влияние проводящих путей и органически сочетала удельное электрическое сопротивление почвы с такими факторами, как пористость, степень насыщения, удельное электрическое сопротивление поровой воды, структура почвы, состав частиц почвы и электрические параметры. двойные слои на поверхности частиц почвы. Это сделало модель ненасыщенных связных грунтов более разумной.

Уравнения, описывающие связь между удельным электрическим сопротивлением образца почвы и содержанием незамерзшей воды, а также между удельным электрическим сопротивлением образца почвы и содержанием льда, следующие [4, 5]:

где ρ — удельное электрическое сопротивление ( Ом · м), ρ — содержание незамерзшей воды (%), где — содержание льда (%), ρuw0 = 12820 Ом · м — эталонное удельное электрическое сопротивление для эталонного содержания незамерзшей воды wuw0 = 5%, ρio = 1316 Ом · м — эталонное электрическое сопротивление для эталонное содержание льда не менее 10%, и = 1.73 — показатель степени зависимости удельного электросопротивления от содержания льда.

Fortier et al. [5] предложили модель удельного электрического сопротивления, которая сначала учитывает влияние льдистости почвы. Таким образом, эта модель применима не только к незамерзшим грунтам, но и к мерзлым грунтам. Однако мерзлый грунт представляет собой сложное многофазное тело. Также есть много факторов, влияющих на мерзлый грунт. Эта модель, предложенная Fortier et al. [5] рассматривает только влияние содержания льда в почве на удельное электрическое сопротивление почвы.Кроме того, предварительно установленное эталонное значение удельного электрического сопротивления не имеет универсального значения.

Angelopoulos et al. [8] проанализировали мерзлый грунт из озера Парсонс в Северо-Западных территориях Канады с помощью метода электрического сопротивления, и результаты исследования показали взаимосвязь между электрическим сопротивлением мерзлого грунта и содержанием льда. В исследовании метод удельного электрического сопротивления был применен при разведке мерзлых грунтов и оказался очень полезным. Однако результаты были довольно дискретными и плохо коррелированными.Кроме того, метод удельного электрического сопротивления учитывает только влияние содержания льда на удельное электрическое сопротивление мерзлого грунта и поэтому ограничен.

2.2. Создание модели удельного электрического сопротивления мерзлых грунтов

Часть поровой воды почвы претерпевает фазовый переход во время процесса замерзания. Поэтому характеристики удельного электрического сопротивления мерзлого грунта отличаются от характеристик незамерзшего грунта. В нашем исследовании мы предположили, что существует три проводящих пути (частицы почвы, смеси лед-вода и смеси почва-лед-вода, т.е.е., путь распространения газа не учитывается) для мерзлого грунта, как это также предполагалось в трехэлементной модели электропроводности и модели удельного электрического сопротивления ненасыщенных связных грунтов. Мы вывели уравнение для модели удельного электрического сопротивления мерзлых грунтов [33]:

ρ = [A × aθ − bw + ρd (B × aθ − bw + C) + D] −1E7

, где A D представляют собой коэффициенты, которые относятся к структурным характеристикам мерзлого грунта и удельному электрическому сопротивлению каждого компонента мерзлого грунта, w — содержание воды в мерзлом грунте, aθ — бис — содержание незамерзшей воды в мерзлом грунте, — — абсолютное значение температуры мерзлого грунта, а ρd — плотность замороженного грунта в сухом состоянии.

Эрозия почвы — причины и последствия

Эрозия почвы — причины и эффекты



PDF Версия — 2,81 МБ

В рамках предоставления доступной Служба поддержки клиентов, отправьте по электронной почте сельскохозяйственную информацию Контактный центр ([email protected]) если вам требуется коммуникационная поддержка или альтернативные форматы этого публикация.

Содержание

  1. Водная эрозия
  2. Формы водной эрозии
  3. Эффекты водной эрозии
  4. Ветровая эрозия
  5. Эффекты ветровой эрозии
  6. Эрозия обработки почвы
  7. Влияние эрозии обработки почвы
  8. Меры по сохранению
  9. Сводка
  10. Ресурсы

Эрозия почвы — это естественный процесс, затрагивающий все формы рельефа.В сельском хозяйстве под эрозией почвы понимают износ. от верхнего слоя почвы естественными физическими силами воды (Рисунок 1) и ветер (Рисунок 2) или через силы, связанные с сельскохозяйственной деятельностью, такой как обработка почвы.

Эрозия, вызванная водой, ветром или земледелием, включает три отчетливые действия — отслоение, перемещение и осаждение почвы. Верхний слой почвы с высоким содержанием органических веществ, плодородия и жизни почвы, перемещается в другое место «на месте», где со временем накапливается или переносится «за пределы площадки», где он заполняет дренажные каналы.Эрозия почвы снижает продуктивность пахотных земель и способствует загрязнение прилегающих водотоков, водно-болотных угодий и озер.

Эрозия почвы может быть медленным процессом, который продолжается относительно незаметно или может произойти с угрожающей скоростью, что приведет к серьезным потерям верхнего слоя почвы. Уплотнение почвы, низкое содержание органических веществ, потеря почвы структура, плохой внутренний дренаж, засоление и кислотность почвы проблемы — это другие серьезные условия деградации почвы, которые могут ускорить процесс эрозии почвы.

В этом информационном бюллетене рассматриваются причины и последствия воздействия воды и ветра. и эрозия обработки почвы на сельскохозяйственных землях.

Рисунок 1. Эрозионная сила воды от концентрированного поверхностного водного стока.

Водная эрозия

Широкое распространение водной эрозии в сочетании с серьезность воздействий на площадке и за ее пределами привела к водной эрозии В центре внимания усилий по сохранению почвы в Онтарио.

Скорость и величина водной эрозии почвы контролируются. по следующим факторам:

Осадки и сток

Чем больше интенсивность и продолжительность ливня, тем выше потенциал эрозии. Воздействие капель дождя на поверхность почвы может разрушать агрегаты почвы и диспергировать их. Более легкие заполнители, такие как очень мелкий песок, ил, глина и органические вещества легко удаляются брызгами дождевых капель и сточная вода; требуется больше энергии или стока дождевых капель для перемещения более крупных частиц песка и гравия.

Перемещение почвы под действием дождя (брызги дождевых капель) обычно наибольшее. и наиболее заметно во время непродолжительных и сильных гроз. Хотя эрозия, вызванная продолжительными и менее интенсивными штормами, обычно не так впечатляюще или заметно, как производимое во время грозы, потери почвы могут быть значительными, особенно при смешивании с течением времени.

Рисунок 2. Эрозионная сила ветра на открытом поле.

Сток поверхностных вод происходит всякий раз, когда на склон, который не впитывается в почву или застревает на поверхность. Уменьшение инфильтрации из-за уплотнения почвы, образования корки или замерзание увеличивает сток. Сток с сельскохозяйственных угодий лучше всего в весенние месяцы, когда почвы обычно насыщено, снег тает, растительный покров минимален.

Эродируемость почвы

Эрозионность почвы — оценка способности почвы сопротивляться эрозия, основанная на физических характеристиках каждой почвы. Текстура является основной характеристикой, влияющей на эрозионную способность, но структура, органическое вещество и проницаемость также вносят свой вклад. Обычно почвы с более высокой скоростью инфильтрации, более высоким уровнем органических веществ и улучшенная структура почвы обладают большей устойчивостью к эрозии.Песок, супеси и суглинистые почвы, как правило, менее подвержены эрозии. чем ил, очень мелкий песок и некоторые глинистые почвы.

Обработка почвы и возделывание сельскохозяйственных культур, снижающее содержание органических веществ в почве уровни, вызывают плохую структуру почвы или приводят к ее уплотнению, способствуют увеличению эродируемости почвы. Например, уплотненный подповерхностные слои почвы могут уменьшить инфильтрацию и увеличить сток.Образование почвенной корки, которая стремится «запечатать» поверхность, также уменьшает инфильтрацию. На некоторых участках почвенная корка может уменьшить количество потерь почвы от удара капель дождя и всплеск; однако соответствующее увеличение количества стока вода может способствовать более серьезным проблемам эрозии.

Прошлая эрозия также влияет на эродируемость почвы. Многие открытые подповерхностные почвы на эродированных участках обычно более подвержены эрозии чем исходные почвы из-за их более плохой структуры и низшие органические вещества.Низкий уровень питательных веществ часто связан с с недрами способствуют снижению урожайности и, как правило, более бедным растительный покров, который, в свою очередь, обеспечивает меньшую защиту растений для почвы.

Градиент уклона и длина

Чем круче и длиннее уклон поля, тем выше риск. на эрозию. Эрозия почвы водой увеличивается с увеличением длины склона. увеличивается за счет большего скопления стока.Укрепление малых полей в большие часто приводит к большему уклону длины с повышенным потенциалом эрозии из-за увеличения скорости воды, что позволяет в большей степени очищать емкость для осадка).

Земледелие и растительность

Потенциал эрозии почвы увеличивается, если в почве нет или очень мало растительного покрова растений и / или пожнивных остатков.Растение и растительный покров защищает почву от ударов и брызг дождевых капель, замедляет движение сточных вод и допускает избыток поверхностная вода для проникновения.

Эффективность снижения эрозии растительных и / или растительных остатков зависит от типа, размера и количества покрытия. Растительность и комбинации остатков, которые полностью покрывают почву и задерживают все капли дождя, падающие на поверхность и близко к ней, являются наиболее эффективен в борьбе с эрозией почвы (например,г., леса, многолетние травы). Частично включенные остатки и остаточные корни также важно, поскольку они обеспечивают каналы, которые позволяют поверхностным водам переместиться в почву.

Эффективность любого защитного чехла зависит еще и от того, насколько большая защита доступна в различные периоды в течение года, относительно количества эрозионных дождей, выпадающих в эти периоды.Культуры, обеспечивающие полную защиту для крупных часть года (например, люцерна или озимые покровные культуры) могут уменьшить эрозию гораздо больше, чем культуры, оставляющие почву голой в течение более длительного периода времени (например, пропашные культуры), особенно во время периоды сильных эрозионных дождей, таких как весна и лето. Системы управления растениеводством, благоприятствующие контурному земледелию и полосовой обработке методы могут еще больше уменьшить количество эрозии.Уменьшить большая часть эрозии на однолетних пропашных землях, оставляет остатки покрова более 30% после сбора урожая и в зимние месяцы, или между посевными культурами покровных культур (например, красный клевер в пшенице, овес после кукурузный силос).

Приемы обработки почвы

На возможность водной эрозии почвы влияет обработка почвы операции в зависимости от глубины, направления и сроков вспашки, тип почвообрабатывающей техники и количество проходов.В общем-то, тем меньше нарушение растительности или растительного покрова на или вблизи поверхности, тем эффективнее практика обработки почвы для уменьшения водная эрозия. Практика минимальной или нулевой обработки почвы эффективна в уменьшении эрозии почвы водой.

Обработка почвы и другие методы, выполняемые вверх и вниз по склонам поля создает пути для поверхностного стока и может ускорить процесс эрозии почвы.Обработка поперечных склонов и контурное земледелие методы препятствуют концентрации поверхностного стока и ограничить движение почвы.

Формы водной эрозии

Листовая эрозия

Листовая эрозия — это движение почвы от брызг дождевых капель и сточная вода. Обычно это происходит равномерно по равномерному уклону. и остается незамеченным, пока большая часть продуктивного верхнего слоя почвы не будет потерянный.Отложение эродированной почвы происходит на дне под уклоном (рис. 3) или на низких участках. Светлее почвы на холмах, изменение толщины горизонта почвы и низкий урожай другими показателями являются урожайность на склонах уступов и холмов.

Рисунок 3. Скопление почвы и растительных остатков в нижней части это поле является индикатором листовой эрозии.

Рельефная эрозия

Релейная эрозия возникает при концентрировании поверхностного стока, формируя небольшие, но четко очерченные каналы (рис. 4). Эти отдельные каналы, по которым была промыта почва далеко называются ручьями, когда они достаточно малы, чтобы не мешать с операциями полевой техники. Во многих случаях канавки заполнены ежегодно в рамках обработки почвы.

Рисунок 4. Четкий путь, по которому почва была смыта поверхностью сток воды — индикатор ручейной эрозии.

Эрозия оврага

Эрозия оврагов — это продвинутая стадия эрозии русел, где поверхность каналы разрушаются до такой степени, что становятся помехой фактор при нормальной обработке почвы (Рисунок 5).В Онтарио есть фермы, которые теряют большое количество верхний и нижний слои почвы каждый год из-за овражной эрозии. Поверхность воды сток, вызывающий образование оврагов или расширение существующих оврагов, обычно является результатом неправильной конструкции выпускного отверстия для местной поверхности и подземные дренажные системы. Неустойчивость почвы балки банки, обычно связанные с просачиванием грунтовых вод, приводят к оползание и обрушение береговых откосов.Такие неудачи обычно происходят в весенние месяцы, когда водные условия почвы наиболее способствуют решению проблемы.

Образования оврагов трудно контролировать, если принять меры по их устранению. не разработаны и не сконструированы должным образом. Меры борьбы должны рассмотрим причину увеличения потока воды по ландшафту и быть способным направлять сток в надлежащий выход.Овраг эрозия приводит к выводу значительных площадей земли производства и создает опасные условия для операторов сельхозтехники.

Рисунок 5. Эрозия оврагов может развиваться в местах, где эрозия русел не удалось.

Банковская эрозия

Естественные ручьи и построенные дренажные каналы служат выходами для систем поверхностного и подземного дренажа.Банка эрозия — это прогрессирующая подрезка, истирание и оседание этих дренажных каналов (Рисунок 6). Плохая конструкция практики, ненадлежащее обслуживание, неконтролируемый доступ скота а слишком близкая обрезка может привести к проблемам с эрозией берегов.

Рисунок 6. Банк эрозия подразумевает подрезание и размыв естественного потока и берега дренажных каналов.

Плохо построенные выходы для плитки также способствуют эрозии берегов. Некоторые не работают должным образом, потому что у них нет жесткого выхода труба, имеет неподходящую подушку для брызг или вообще не имеет брызг, или имеют выпускные трубы, поврежденные эрозией, оборудование или банковские обвалы.

Прямой ущерб от береговой эрозии включает потерю продуктивной сельскохозяйственных угодий, подрыв таких конструкций, как мосты, увеличился необходимо чистить и поддерживать дренажные каналы и промывку переулков, дорог и рядов заборов.

Последствия водной эрозии

на месте

Последствия водной эрозии почвы выходят за рамки удаления ценного верхнего слоя почвы. Всхожесть, рост и урожайность напрямую зависят от сказывается потеря естественных питательных веществ и внесенных удобрений. Семена и растения могут быть повреждены или полностью удалены эрозия. Органические вещества из почвы, остатков и любых внесенных навоз, относительно легкий и легко транспортируется вне поля, особенно в условиях весеннего таяния снегов.Пестициды также может выноситься с участка с размытым грунтом.

Это может повлиять на качество, структуру, стабильность и текстуру почвы. потерей почвы. Разбивка агрегатов и снятие мелких частиц или целых слоев почвы или органических веществ может ослабить структуру и даже изменить текстуру. Текстурные изменения, в свою очередь, могут повлиять на водоудерживающую способность почвы, делает его более восприимчивым к экстремальным условиям, таким как засуха.

За пределами площадки

Воздействие водной эрозии почвы за пределами площадки не всегда так же очевидны, как и эффекты на месте. Эродированная почва, отложенная вниз наклон, препятствует или задерживает прорастание семян, зарывает мелкие рассаду и требует пересадки на пораженные участки. Также, осадок может накапливаться на склонах и способствовать к повреждению дороги.

Осадки, достигающие ручьев или водотоков, могут ускоряться береговая эрозия, перекрытие ручьев и дренажных каналов, заполнение водоемов, наносят ущерб среде обитания рыб и ухудшают качество воды ниже по течению. Пестициды и удобрения, часто транспортируемые вместе с эродирующими почвы, загрязняют или загрязняют источники воды ниже по течению, водно-болотные угодья и озера. Из-за потенциальной серьезности некоторых внешние воздействия, контроль «неточечных» загрязнений от сельскохозяйственных земля — ​​важное соображение.

Ветровая эрозия

Ветровая эрозия встречается в уязвимых районах Онтарио, но представляет небольшой процент земли — в основном песчаный и органический или гадить почвы. При правильных условиях это может привести к серьезным убыткам почвы и имущества (Рисунок 7).

Рисунок 7. Ветровая эрозия может быть серьезной на длинных, незащищенных и гладких почвах. поверхности.

Частицы почвы движутся тремя способами, в зависимости от частицы почвы размер и сила ветра — подвеска, сальтация и поверхность ползать.

Скорость и величина эрозии почвы ветром контролируются. по следующим факторам:

Эродируемость почвы

Очень мелкие частицы почвы уносятся высоко в воздух ветер и переносится на большие расстояния (подвеска).От мелкого до среднего частицы почвы большого размера поднимаются в воздух на небольшое расстояние и вернуться на поверхность почвы, повреждая посевы и смещая больше почва (сальтация). Крупные частицы почвы, слишком большие быть поднятыми над землей, смещаются ветром и катятся по поверхности почвы (поверхностная ползучесть). Истирание, которое возникает в результате от разносимых ветром частиц разрушает устойчивые поверхностные агрегаты и дополнительно увеличивает эродируемость почвы.

Шероховатость поверхности почвы

Не шероховатые поверхности почвы имеют низкое сопротивление ветер. Однако гребни, оставшиеся от обработки почвы, могут быстрее высохнуть. при ветре, в результате чего более рыхлая и сухая почва доступна для дуть. Со временем поверхности почвы засыпаются, а неровности разрушается истиранием. В результате получается более гладкая поверхность. восприимчив к ветру.Излишняя обработка почвы может способствовать ухудшению состояния почвы разрушение конструкции и повышенная эрозия.

Климат

Скорость и продолжительность ветра имеют прямую зависимость до степени эрозии почвы. Уровень влажности почвы очень низкий на поверхности чрезмерно дренированных почв или в периоды засухи, высвобождая частицы для переноса ветром. Этот эффект также проявляется при сублимационной сушке поверхности почвы во время зимние месяцы.Скопление грунта с подветренной стороны преград например, ряды заборов, деревья или здания, или снежный покров, коричневый цвет зимой указывает на ветровую эрозию.

Незащищенное расстояние

Отсутствие ветрозащитных полос (деревья, кустарники, растительные остатки и т. Д.) Позволяет ветер заставляет частицы почвы двигаться на большие расстояния, тем самым увеличивая истирание и эрозию почвы.Холмы и холмы обычно подвергаются воздействию и страдают больше всего.

Растительный покров

Отсутствие постоянного растительного покрова в некоторых местах приводит к при обширной ветровой эрозии. Рыхлая, сухая, голая почва наиболее восприимчива; однако культуры с низким уровнем остатков (например, соевые бобы и многие овощные культуры) могут не обеспечить достаточного сопротивления. В тяжелые случаи, даже культуры, которые производят много пожнивных остатков, могут не защитить почву.

Наиболее эффективный защитный растительный покров состоит из покровная культура с адекватной сетью живых ветрозащитных полос в сочетании с хорошей обработкой почвы, обработкой пожнивных остатков и подбором культур.

Эффекты ветровой эрозии

Ветровая эрозия повреждает посевы из-за пескоструйной обработки молодых саженцев или пересадка, захоронение растений или семян и обнажение семян. Посевы испорчены, что приводит к дорогостоящим задержкам и необходимости повторного посева. необходимо.Растения, поврежденные пескоструйной очисткой, уязвимы для занесение болезни с последующим снижением урожайности, потерей качества и рыночная стоимость. Кроме того, ветровая эрозия может создавать неблагоприятные условия эксплуатации. условия, препятствующие своевременным полевым работам.

Нанесение почвы — это процесс истощения плодородия, который может привести к к плохому росту урожая и снижению урожайности на тех участках полей, где ветровая эрозия — повторяющаяся проблема.Постоянный дрейф площадь постепенно вызывает изменение текстуры почвы. Потеря штрафа песок, ил, глина и органические частицы из песчаных почв служат для снижения влагоудерживающей способности почвы. Это увеличивает эрозия почвы и усугубляет проблему.

Удаление ветрового грунта из рядов ограждений построенных дренажные каналы и дороги, а вокруг зданий — дорогостоящие процесс.Кроме того, почвенные питательные вещества и химические вещества, наносимые на поверхность, могут переноситься вместе с частицами почвы, способствуя удалению ударов. Кроме того, пыль может повлиять на здоровье человека и создают угрозу общественной безопасности.

Эрозия обработки почвы

Эрозия обработки почвы — это перераспределение почвы под действием обработки почвы и силы тяжести (Рисунок 8). Это результаты в прогрессивном движении грунта под уклон, вызывая серьезные потеря почвы на верхних склонах и скопление на нижних склонах позиции.Эта форма эрозии является основным механизмом доставки на водную эрозию. Обработка почвы перемещает почву на сходящиеся участки поля, где концентрируется поверхностный водный сток. Также выставлены недра сильно подвержены эрозии под воздействием воды и ветра. Обработка почвы эрозия имеет наибольший потенциал для движения «на месте» почвы и во многих случаях может вызвать большую эрозию, чем вода или ветер.

Рисунок 8. Эрозия почвы включает в себя постепенное движение вниз по склону почвы. почвы.

Скорость и величина эрозии почвы при обработке почвы контролируются. по следующим факторам:

Тип почвообрабатывающей техники

Почвообрабатывающее оборудование, которое поднимает и переносит, будет двигаться больше почвы.Например, чизельный плуг оставляет гораздо больше растительных остатков. на поверхности почвы, чем обычный отвальный плуг, но он может переместить столько почвы, сколько отвальный плуг, и переместить ее на большую расстояние. Использование орудий, которые не слишком сильно перемещают почву, помогают свести к минимуму последствия эрозии почвы.

Направление

Почвообрабатывающие орудия, такие как плуг или диск, разбрасывают почву вверх или наклон вниз, в зависимости от направления обработки почвы.Обычно больше почвы перемещается при обработке вниз по склону, чем при вспашке в направлении подъема.

Скорость и глубина

Скорость и глубина обработки почвы влияют на количество перемещенной почвы. Глубокая обработка почвы повреждает больше почвы, при увеличении скорость перемещает почву дальше.

Количество проходов

Уменьшение количества проходов почвообрабатывающей техники снижает движение почвы.Он также оставляет больше пожнивных остатков на почве. поверхность и уменьшает измельчение почвенных агрегатов, как из которых может помочь противостоять водной и ветровой эрозии.

Влияние эрозии обработки почвы

Эрозия почвы влияет на развитие сельскохозяйственных культур и урожайность. Рост урожая на обочинах и холмах медленно и низкорослый из-за плохой структура почвы и потеря органических веществ и более восприимчива стресс в неблагоприятных условиях.Изменения в структуре почвы и текстура могут увеличить эрозионную способность почвы и обнажить почва для дальнейшей эрозии силами воды и ветра.

В крайних случаях эрозия при обработке почвы включает движение подпочвенной почвы. почвы. Недра, перемещенная с верхних склонов на позиции на нижнем склоне могут заглубить продуктивный верхний слой почвы в нижний склон области, что еще больше влияет на развитие сельскохозяйственных культур и урожайность.Исследование связанных с обработкой почвы эродированными полями показал потерю почвы столько же при глубине 2 м на верхних склонах и снижении урожайности до 40% в кукурузе. Восстановление в крайних случаях включает перенос смещенных грунтов на верхние склоны.

Меры по сохранению

Принятие различных мер по сохранению почвы уменьшает почву эрозия водой, ветром и обработкой почвы.Методы обработки почвы и возделывания, а также методы управления земельными ресурсами, напрямую влияют на общую проблема эрозии почвы и решения в хозяйстве. Когда севообороты или изменения методов обработки почвы недостаточно для борьбы с эрозией на поле комбинация подходов или более крайние меры может быть необходимо. Например, контурная вспашка, полосовая обработка или террасирование может быть рассмотрено.В более серьезных случаях, когда концентрированный происходит сток, необходимо включить структурные элементы управления в составе общего решения — водотоки с травой, капля конструкции для контроля труб и уклонов, горные желоба, воду и бассейны контроля наносов.

Более подробную информацию об этих и других передовых методах управления см. можно найти в публикации OMAFRA BMP 26, Controlling Soil Erosion на ферме.

Сводка

Эрозия почвы остается ключевой проблемой для сельского хозяйства Онтарио. Многие фермеры уже добились значительного прогресса в работе с с проблемами эрозии почвы на своих фермах. Однако из-за постоянное развитие технологий управления почвенными ресурсами и растениеводства которые сохранили или увеличили урожайность, несмотря на эрозию почвы, другие не знают об увеличивающейся проблеме сельскохозяйственных угодий.Осведомленность обычно возникает только при повреждении имущества и производственных площадях. почвы потеряны.

Рост экстремальных погодных явлений, прогнозируемых с учетом климата изменения усилят существующие ситуации водной и ветровой эрозии и создают новые проблемы.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован.