Лабораторна установка для вивчення міграції речовин в грунті при ерозійно-гідрологічних процесах

Винахід відноситься до області сільського господарства, а саме до устаткування для дослідження впливу ерозійно-гідрологічних процесів на потенційну родючість грунтів. Відома лабораторна установка для грунтово-ерозійних досліджень, що містить дощувач краплинного типу у вигляді горизонтальних трубчасти х штанг із каплеутворювачами з медичних голок, розташованих на висоті 3,5м, і похилий стоковий майданчик з бічним огородженням і водозливом для обліку стікаючої води і змитого грунту [Метод дождевания в почвенно-эрозионных исследованиях / Под ред. В. М. Володина и Ю. П. Сухановского. - Kypcк. - 1999. - C.9-11.] Недоліком установки є те, що експерименти проводяться з насипним грунтом, тобто гр унтом, що має порушену структур у. Відома лабораторна установка для вивчення ерозійної стійкості й інфільтраційної спроможності грунтів, що містить лоток із гніздами для кріплення прямокутної касети з грунтовим монолітом із непорушеною структурою площею до 22,4дм 2 і висотою до 30см, над якою монтується лабораторна дощувальна установка, наприклад СКДУ-1 з дощувачем у вигляді трубки з дощувальними насадками, стокоприймальне устаткування для урахування поверхневого зливового стоку і змиву грунту з моноліту [Ме тодические указания по моделированию ливневой эрозии с использованием искусственного дождевания / Ванин Д. Е., Рожков А. Г., Дмитриева Г. А., Володин В. М. и др., М.: ВАС ХНИЛ. - 1980. - С.5355]. Лоток може змінювати кут нахилу для вивчення ролі крутості поверхні гр унту. Недоліком установки є те, що добір таких великих монолітів, що мають вагу до 70кг, без порушення структури і їхнє транспортування на значну відстань в кількості, достатній для проведення повнофакторних досліджень, дуже трудомісткі. Проте, при плануванні різноманітних меліоративних заходів важливо знати не тільки потенційний поверхневий стік, змив грунту і кількість елементів живлення рослин і засобів хімізації, що втрачаються з ними, але і їхній перерозподіл по висоті всього грунтового профілю на глибину понад 30см, а для цієї задачі установка не пристосована. В основу винаходу поставлена задача знизити трудомісткість досліджень і підвищити їх інформативність шляхом забезпечення можливості роботи з монолітами висотою понад 30см, спрощення процедури їхнього добору і транспортування. Рішення поставленої задачі досягається тим, що в лабораторній установці для вивчення ерозійної стійкості й інфільтраційної спроможності грунтів(прототип), що містить лоток із змінюваним нахилом, касету для грунтового моноліту, дощувач і стокоприймальне устаткування, касета має вигляд збірного циліндра, який складається з декількох металевих кілець, що заповнюються зразками грунту з непорушеною структурою пошарово з горизонтів різної глибини та з'єднуються за допомогою гумових кілець. Це дозволяє спростити відбирання грунту і збільшити висоту моноліту. Стокоприймальне устаткування має вигляд кільця з водовідвідним лотком, що монтується на касету зверху. Нижнє кільце має знімне дно з підтримуючою сіткою і трубкою для збору і відведення інфільтрату в мірну ємність. Порівняльний аналіз запропонованого пристрою і прототипу показує, що пристрій, який заявляється, відрізняється тим, що касета для моноліту має вигляд збірного циліндра, що складається з декількох металевих кілець, знизу вона має знімне дно з трубкою для збору і відводу інфільтрату, а стокоприймальне устаткування має вигляд кільця з водовідвідним лотком, що монтується на касету зверху. Ці ознаки є необхідними і достатніми для здійснення винаходу. Сутність винаходу поясняется кресленням, де на фіг.1 показаний загальний вид пристрою, а на фіг.2 переріз касети. Установка має лоток 1 із регульованим нахилом, касету 2 для грунтового моноліту, що складається з металевих ріжучих кілець 3, сполучених за допомогою гумових кілець 4; стокоприймальне устаткування у вигляді знімного кільця 5 із водовідвідним лотком 6 і ємності 7 для збору поверхневого стоку; устаткування для обліку внутрішньогрунтового стоку у вигляді знімного дна 8 із підтримуючою сіткою 9, водовідвідною трубкою 10 і ємності 11 для збору фільтрату; дощувальну установку, що в даному прикладі конкретного виконання складається з резервуара 12 для води і дощувача 13 з краплиноутворювачами у вигляді тонких трубочок, розробленого вченими Аргентини [Carlos B.Irurtia, Rodolfo Mon. Microsimulador de lluvia para determinar infiltracion a campo. - Castelar, Buenos Aires, Republica Argentina. - 17c]. Розміри дощувача(25 x 25см) дозволяють одночасно дощувати декілька касет. Перед підготовкою до роботи в досліджуваних ділянках сільськогосподарських угідь відбирають зразки грунту непорушеної структури з глибини 0-10, 10-20, 20-30см та глибше за допомогою ріжучих кілець об'ємного бура Качинського. З кілець 3 формують колонку бажаної висоти, відтворюючи будову грунтового профілю. Установка працює таким чином: із резервуару 12 вода надходить у дощувач 13. Краплини води падають із нього на поверхню моноліту, викликаючи ерозію його структури, частково усотуються, а вода, що не поглинулась у грунт, разом з розчиненими речовинами та змитими частками грунту по лотку 6 стікає в ємність 7. Фільтрат через сітчасте дно колонки зразків надходить по трубці 10 у ємність 11. Після експерименту зразки грунту з кілець, змитий грунт, вода поверхневого стоку та інфільтрат досліджуються методами хімічного, гранулометричного і агрегатного аналізу. Ефект від використання запропонованої установки полягає в істотному зниженні трудомісткості відбирання монолітів, можливості складати колонку значної висоти, імітуючи грунтовий профіль на всю його глибину. При цьому, за рахунок різкого збільшення кількості досліджуваних монолітів, значно підвищується інформативність досліджень, стає можливим урахування зміни різних грунтови х характеристик з глибиною та вивчення міграції речовин у грунті в результаті ерозійно-гідрологічних процесів. Завдяки використання для добору грунто вих зразків стандартної методики та серійного устаткування(грунтовий бур Качинського) забезпечується можливість уніфікації досліджень в мережі наукових установ та агро хімічної служби.