Реферат на тему:

Умови формування і методи прогнозування вологозапасів на меліорованих
землях

На території Львівської області (Волино-Подільська височина)
гідрогеолого-меліоративною експедицією в 1973р. побудована Оброшинська
водно-балансова (в/б) станція з восьми компенсаційними лізіметрами, на
яких моделювалось одношарове середовище (зона аерації складена середніми
лесовидними суглинками). В лізіметрах автоматично підтримувались
постійні рівні грунтових вод по варіантах: 0,75; 1,0; 1,25; 1,5м. з
двохкратною повторністю.Остання розташована на Ставчанській еталонній
осушувальній системі [1]. Дещо пізніше,в 1976р. на території станції –
організований агроводно-балансовий полігон [2]. Це дало змогу на
унікальному в Україні стаціонарі регулярно проводити комплекс досліджень
і спостережень: гідрогеологічних за рівневим режимом і балансом
підземних і зокрема грунтових вод (його складовими – інфільтрацією,
випаруванням і живленням), гідрологічних – поверхневим і підземним
стоками, гідрохімічних та фізико-технічних – хімічним складом вод і
грунтів, метеорологічних — атмосферними опадами, температурою повітря і
грунту,випаруванням, сніговим покривом і промерзанням грунту,а також
агрометеорологічних- за умовами росту і розвитку сільськогосподарських
культур, які в основному вирощуються в дослідному господарстві Інституту
землеробства і тваринництва західного регіону України.

В даному дослідженні розглядається надзвичайно важливий фактор
водно-повітряного режиму, який синтезує інші його компоненти: рівневий
режим грунтових вод, терміни відведення надлишку вологи, водно-фізичні
властивості грунтів і водно-температурні умови та істотно впливає на
врожайність сільськогосподарських культур. Це забезпеченість необхідними
вологозапасами кореневої системи рослин, яка на 75 відсотків зосереджена
в 50-ти сантиметровій товщі грунту. В дійсності активний шар вологості
грунту, в якому повністю знаходиться коренева система рослин, становить
1м.

В період посівної кампанії велике значення має забезпеченість
вологозапасами орного 30-ти сантиметрового шару. Наявність в ньому
оптимальних вологозапасів сприяє швидкому проростанню рослин,
нормальному розвиткові кореневої системи, нестача-навпаки, породжує
слабкі сходи і, безумовно, кволий ріст та подальший розвиток рослин.

Тому проблема по вивченню динаміки і умов формування оптимальних, в. т.
ч. максимальних і мінімальних вологозапасів набуває першочергового
значення. Вони розглядаються нами з урахуванням комплексу вказаних
факторів, і, в першу чергу, водно-температурних умов. Перші такого плану
узагальнення експедиції були проведені за матеріалами декількох років
спостережень на станції і опубліковані раніше [1,3].

Грунти в/б станції опідзолені поверхнево-оглеєні, легко – і середньо
суглинкові. Вони є на території осушуваних земель західного регіону
України переважаючими, де займають понад 50% від загальної площі.

Відбори проб грунтів для визначення вологозапасів проводились регулярно
і не рідше 1 разу в місяць в 3-х кратній повторності на глибину до 1м (з
1976 по 1981 рр.), з 1982 р. – на глибину до 0,5м, термостатно-ваговим
як найбільш точним методом. Вологозапаси визначались для холодного
(передпосівного, ХП (ПП)-XI-III), середини вегетації (СВ- ІV-VI),
теплого (ТП-IV-X), періодів, тобто повністю для гідрологічного року (ГР
– XI-X) (табл. 1).

Таблиця 1. Середні, максимальні і мінімальні величини
водно(Р,мм)-температурних (t?,С) показників, рівнів грунтових вод
(РГВ,м) та вологозапасів в орному (W(0-30см),мм), кореневмісному
W(0-50см) та активному W(0-100см) шарах грунту на Оброшинській
водно-балансовій станції за 1976-2000 рр.

Назва показників Середні (багаторічні) Максимальні,

рік Мінімальні,

рік Амплітуда

1. Холодний (передпосівний) період – (ХП, (ПП)-XI-III)

Температура повітря, t?,С -1,0 2,0-1990/91 -4,9-1996/97 6,9

Опади, Р,мм 167 242-1977/78 96-1989/90 146

Рівні грунтових вод,

РГВ,м 2,8 1,91-1981/82 4,04-1991/92 2,13

Вологозапаси:

W(0-30см),мм 110 144-1978/79,

1985/86 78-1995/96 66

W(0-50см),мм 171 214-1978/79,

1990/91 124-1994/95 90

W(0-100см),мм 343 375-1978/79 311-1976/77 64

2. Середина вегетації (СВ-IV-VI)

t?,С 12,3 14,3-1986 10,0-1980 4,3

Р,мм 213 351-1998 103-1994 248

РГВ,м 2,93 1,99-1978 4,20-1994 2,21

Вологозапаси:

W(0-30см),мм 87 121-1991 62-1983 59

W(0-50см),мм 141 191-1991 98-1994 93

63 293 329-1980 266-1979

3. Теплий період (ТП-IV-X)

t?,С 13,2 14,4-1994 11,8-1978 2,6

Р,мм 483 665-1980 336-1986 323

РГВ,м 2,98 1,83-1980 4,36-1994 2,53

Вологозапаси:

W(0-30см),мм 84 128-1991 64-1983,1994 64

W(0-50см),мм 138 200-1991 102-1983 98

W(0-100см),мм 284 306-1978 264-1979 42

Дані табл.1 свідчать про те, що середні вологозапаси в орному,
кореневмісному і активному шарах грунту становлять відповідно 110,171 і
343мм. На протязі року вони є найвищими (максимальними) в холодному
періоді-(відповідно 144, 214, 375мм). Дещо нижчими (в середньому на
25-30мм) вони є в теплому періоді року, в т.ч. для середини вегетації.
Це стосується також екстремальних (максимальних та мінімальних) величин
вологозапасів. Їх амплітуди в основному є стабільними і коливаються від
59-66мм в орному шарі до 42-64мм- в активному. Максимальні вологозапаси,
як правило, формуються у вологі роки і періоди (1978/79рр., 1980/81,
1985/86, 1990/91), мінімальні – в сухі (1976/77, 1983/84, 1994/95).

Між вологозапасами в орному, кореневмісному і активному шарах грунту в
деякі періоди року існують тісні зв’язки. (табл. 2).

Таблиця 2. Залежності між вологозапасами орного (W 0-30), кореневмісного
(W 0-50) і активного W (0-100) шарів грунту.

Вологозапаси,мм Формули залежності між вологозапасами КМК (СП,%)

1. Холодний (передпосівний) період-(ХП,(ПП)- XI-III)

W(0-50) від (0-30) W(0-50)=170,2158+0,0302 W(0-30) 0,76(±16,5(12,1%))

W(0-100) від (0-30) W(0-100)=349,6893+0,01127 W(0-30) 0,8(±9,4(3,4%))

W(0-100) від (0-50) W(0-100)=350,166+0,0056 W(0-50) 0,86(±7,8(3,4%))

II. Теплий (ТП- IV-X)

W(0-50) від (0-30) W(0-50)=135,1811+0,0371 W(0-30) 0,94(±7,0(11,5%))

W(0-100) від (0-30) W(0-100)=283,7079+0,0056 W(0-30) 0,37(±13,5(4,4%))

W(0-100) від (0-50) W(0-100)=283,6891+0,0035 W(0-50) 0,38(±13,4(4,4%))

III. Гідрологічний рік (ГР-XI-X)

W(0-50) від (0-30) W(0-50)=148,4959+0,0299 W(0-30) 0,88(±9,8(10,7%))

W(0-100) від (0-30) W(0-100)=314,7162+0,0029 W(0-30) 0,12(±16,8(4,%))

Коефіцієти множинної кореляції (КМК) сягають 0,76-0,86 для холодного
(передпосівного) періоду року. Для теплого періоду і в цілому за
гідрологічний рік вони є тільки тісними між вологозапасами в орному і
кореневмісному шарах грунту з КМК 0,88-0,94, з активним шаром – слабкі
(становлять від 0,12 до 0,38).

Одержані закономірності дають можливість за результатами вимірювань
вологи тільки в орному шарі оцінювати в загальному запаси її в 0,5м
шарі. Про це дуже важливо знати працівникам сільського господартсва
різних форм власності, оскільки появилась можливість оперативного
втручання в регулювання водно-повітряного режиму кореневмісного шару
грунту. Стандартні помилки (СП) визначення вологозапасів, як правило, не
перевищують 5-10 (рідше 15) відсотків.

На формування вологозапасів грунту в орному і кореневмісному шарах
грунту істотний вплив мають кліматичні умови і особливо
водно-температурні фактори. В табл. 3 наводимо отримані залежності для
передпосівного і теплого періодів, в тому числі на середину вегетації.

Таблиця 3. Вплив водно (Р,мм)- температурних (t?,С) умов на формування
вологозапасів орного і кореневмісного шарів грунту для різних періодів
року

№ п/п Вологозапаси,мм Фрормули залежності вологозапасів від Р і t КМК
(СП,%)

Холодний період (ХП-XI-III)

1. W(0-30) W(0-30)=98,6772+0,0961Р-3,8368t 0,5(±11,9(8,1%))

Теплий період (ТП-IV-X)

1. W(0-30) W(0-30)=155,8118+0,0305Р-6,6034 t 0,84(±6,6(6,5%))

2. W(0-50) W(0-50)=197,4875+0,1307Р-6,9775 t 0,75(±12,0(7,8%))

Середина вегетації (СВ-IV-VI)

1. W(0-30) W(0-30)=167,855+0,585Р-7,6702 t 0,80(±7,9(7,4%))

2. W(0-50) W(0-50)=100,2106+0,2172Р-0,349 t 0,69(±15,5(8,7%))

Коефіцієнти множинної кореляції в основному посередні та задовільні (від
0,5 до 0,75) і добрі (перевищують 0,75) [4,5]. Використовуючи ці
залежності, де мають місце тісні зв’язки, ми побудовали номограми і
склали таблиці для визначення і відповідно прогнозування середніх,
максимальних і мінімальних величин вологозапасів в орному шарі грунту
для середини вегетації з врахуванням значних діапазонів атмосферних
опадів – від 80 до 400мм і середньої температури повітря від 6,4 до
17,6?. Для прогнозування середніх, максимальних і мінімальних величин
вологозапасів в кореневмісному 0,5м шарі грунту для теплого періоду року
(IV-X) теж побудовані номограми і складені таблиці, які охоплюють ще
більший діапазон опадів – від 260 до 820мм (рис. 1).

Оскільки вологозапаси знаходяться в доволі тісній залежності від
гідрометеорологічного фактору, то нами визначені кількісні їх величини з
врахуванням водності і температурного фону року і періоду (табл.4).

Зовсім очевидно, що максимальні величини вологозапасів формуються в дуже
вологі (5,10%) і вологі (25%), а низькі – в дуже сухі (90,95%) і сухі
(75%) по забензпеченості опадами роки та періоди.

Нами складена порівняльна таблиця визначення (прогнозування)
вологозапасів у півметровому шарі грунту (табл.5), розрахованих за
формулами (табл.3,рис.1) і за фактичними визначеннями в польових умовах
з врахуванням їх забезпеченості опадами, для середини вегетації (IV-VI)
і в цілому за теплий період (IV-X) року (табл.4).

Порівняння розрахунків вологозапасів за двома методами показало доволі
добру їх сходимість у діапазоні від вологого (25% забезпеченість опадів)
до сухого (75%) років (періодів). Значно більші відхилення зі знаком +
спостерігаються в дуже

Таблиця 4

Таблиця 4. Забезпеченості водно (Р,мм) – температурних (t?C) показників,
РГВ (м), загальних вологозапасів в орному (W (0-30см) і кореневмісному
(W (0-50см),мм) шарах грунту для холодного (ХП) і теплого (ТП) періодів.

п/п Параметри Період, % забезпеченості

дуже вологий вологий середній сухий Дуже сухий

5 10 25 50 75 90 95

I.Холодний період (ХП)

1. Р,мм 240 239 222 166 136 107 97

2. t?C -4,2 -3,4 -1,3 -0,4 0,9 1,4 2,0

3. РГВ, м 2,04 2,13 2,39 2,83 3,25 3,71 3,86

4. W (0-30),мм 142 138 126 112 93 83 70

5. W (0-50),мм 214 207 192 169 155 131 126

II.Теплий період (ТП)

1. Р,мм 715 648 550 462 395 364 337

2. t?C 11,9 12,3 12,9 13,4 13,7 14,3 14,5

3. РГВ, м 1,94 2,12 2,54 3,04 3,65 4,12 4,35

4. W (0-30),мм 117 114 90 84 76 66 64

5. W (0-50),мм 183 160 148 139 124 109 104

IV. Середина вегетації (СВ)

1. Р,мм 343 340 244 195 159 125 105

2. t?C 10,3 11,2 11,9 12,5 13,4 13,8 14,0

3. РГВ, м 2,03 2,14 2,52 3,04 3,37 3,58 3,88

4. W (0-30),мм 110 102 98 87 70 64 62

5. W (0-50),мм 181 169 156 134 126 116 102

Таблиця 5. Порівняльна таблиця запасів вологи кореневмісного шару,
розрахованих різними методами: за забезпеченостями опадів – 1 і
формулами –2 (номограмою) для середини вегетації (IV-VI) і в цілому за
теплий період (IV-X).

Метод:

1.забезпеченість

опадів,

2.за формулами

(номограмою) Забезпеченість опадів і температури повітря,%

дуже вологий вологий середній сухий Дуже сухий

5% 10% 25% 50% 75% 90% 95%

Середина вегетації (IV-VI)

1. 181 169 156 134 126 116 102

2. 172 164 147 136 125 118 113

1-2 9 5 9 -2 1 -2 -11

5% 3% 6% 1,5% 1% 1,6% 10,8%

Теплий період (IV-X)

1. 183 160 148 139 124 109 122

2. 160 154 145 136 131 129 122

1-2 23 6 3 3 -7 -15 -18

12,5% 4% 2% 2% 6% 13,7% 17%

вологому році (5,10%) в середньому до 12 мм і на таку ж величину зі
знаком – в дуже сухому (90-95% забезпеченості) році.

Висновки. На основі опрацювання багаторічних матеріалів спостережень
(1976-2000рр.), які проводилися на Оброшинській водно-балансовій
станції, встановлено ряд закономірностей в формуванні вологозапасів
орного, кореневмісного і активного шарів грунту. Розраховані середні,
максимальні і мінімальні величини вологозапасів для передпосіввного,
середини вегетації і в цілому для гідрологічного року. Отримані
залежності вологозапасів від водно-температурних умов, а також визначені
їх величини для різних забезпеченостей опадів (дуже вологого, вологого,
середнього, сухого і дуже сухого періодів і року).Побудовані номограми і
складені таблиці для визначення і відповідно прогнозування
вологозапасів. При незначних матеріальних затратах можна оцінювати
ступінь забезпеченості вологою сільськогосподарських культур
представниками різних форм господарювання на меліорованих землях.

Список літератури

Б.І. Козловський.- Наукові основи моніторингу осушуваних
земель.-Львів.-“Місіонер”.-1995,-с.24-27. 2. Й.М. Білоус, Л.Ф.Чернюк. До
питання визначення оптимальних режимів вологи в кореневмісному шарі
меліорованих суглинкових грунтів в умовах Передкарпаття.-Передгірне і
гірське землеробство: Респ.міжвід.темат.наук. збір. — К.: Урожай, 1982,
вип. 27,-с.10-12. 3. Терещенко К.П., Білоус Й.М., Козловський Б.І.,
Томашівський З.М., Дука Л.В. Вимивання поживних елементів із сірих
опідзолених поверхнево-оглеєних грунтів.-Передгірське і грське
землеробство.-К.: Урожай, 1981. вип. 26,-с.3-5. 4. М.В. Лаликін, О.З.
Ревера – Гідрологічні та водогосподарські розрахунки.-Видавниче
об”єднання “Вища школа”, К.,1973.-с.13. 5. М.А.Плохинский.
Биометрия.-Из –во Московского ун-та, 1970.-с.40-49.

Номограма для визначення середніх
величин загальних запасів вологи в

кореневмісному шарі грунту (W (0-50
см),мм) для теплого періоду року (IV-X) за

матеріалами Оброшинської в/б станції
(водно (Р,мм) – температурних (t?С) показників).

Р,мм

106 108 110 112 114 116 118
120 122 124

W (0-50),мм

206210

126

130

134

138

142

146

150

154

158

162

166

170

174

178

182

186

190

194

198

202

214

218

t?С

Р,мм

Рис.1 Номограма для визначення середніх величин загальних запасів
вологи в кореневмісному шарі грунту (W (0-50 см),мм) для теплого періоду
року (IV-X) за матеріалами Оброшинської в/б станції (водно (Р,мм)-
температурних (t?С) показників).

Похожие записи