Введение к работе
Актуальность работы. Плодородие почв во многом зависит от водного режима территорий. Урожайность на сельскохозяйственных землях, подвергающихся подтоплению и переувлажнению низкая. С другой стороны, понижение уровня грунтовых вод тоже негативно влияет на плодородие почв. Иссушение почвы ведет к разрушению и выветриванию плодородного слоя. Периодическое повторение процессов переувлажнения, подтопления и иссушения почв приводит к слитности почв, то есть процесс деградации почвенного покрова не прекращается.
Для решения проблемы деградации почвы применяют комплексные мелиорации, направленные на экологическое оздоровление сельскохозяйственных земель. Однако не достаточно полно исследованы вопросы доступных запасов влаги в почве для растений, влияющей на подтопление и переувлажнение земель.
Поэтому следует продолжить исследования механизма увлажнения агроландшафтов, изучить действия факторов, влияющих на накопление влаги в почве при подтоплении, переувлажнении и иссушении агроландшафтов с позиции мелиорации земель. Такие исследования были выполнены в Тимашевском районе Краснодарского края.
Цель работы - обосновать запасы влаги в почво-грунте, разработать методику их расчета с учетом динамики влажности в почве для сохранения урожая сельскохозяйственных культур.
Объект исследований - запасы влаги в почво-грунте подверженном подтоплению и иссушению.
Предмет исследования - закономерности и связи между уровнем грунтовых вод и влажностью, временем распространения и способностью удержания влаги в почво-грунте.
Научная гипотеза - прогнозирование запасов влаги в почве позволит создавать оптимальные условия развития сельскохозяйственных культур.
Методы исследований - физическое моделирование натурного грунтового потока на масштабных песчаных моделях, математическое моделирование распространение влаги в почво-грунте, теория планирования эксперимента, статистическая обработка опытных данных.
Научная новизна:
получены математические модели, позволяющие рассчитывать пополнение запасов влаги почво-грунта, находящегося под действием одиночного источника подтопления;
получены математические модели, позволяющие рассчитывать убывание запасов влаги под действием иссушения почво-грунта;
разработана методика расчета запасов влаги по глубине, учитывающая характер перемещения влаги в почво-грунте по времени.
Практическую значимость работы представляют:
математические модели процесса перемещения влаги в почво-грунте позволяют прогнозировать подъем уровня грунтовых вод в любой промежуток времени;
графоаналитический метод, позволяющий по значениям влажности прогнозировать уровень грунтовой воды в периоды подтопления и иссушения почво-грунта;
уточненное уравнение для расчетов запасов влаги в корнеобитаемом слое культур;
методика, позволяющая вычислять общий запас влаги в почве на глубину до 2м в условиях Тимашевского района Краснодарского края;
- рекомендации для работников агропромышленного комплекса по
охране сельскохозяйственных земель от подтопления, переувлажне
ния и иссушения.
Положения, выносимые на защиту:
уравнение гармонических колебаний распространения влажности в однородном почво-грунте с течением времени;
математическая модель скорости фильтрации с учетом изменения температуры и положения уровня грунтовых вод;
- математическая модель, позволяющие рассчитывать пополнение
запасов влаги почво-грунта, находящегося под действием одиночного
источника подтопления;
математическая модель, позволяющие рассчитывать убывание запасов влаги под действием иссушения почво-грунта;
методика, для вычисления общих запасов влаги в корнеобитаемом слое почвы сельскохозяйственных культур.
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований доложены и одобрены на научно-практических конференциях КГАУ в 2005-08 гг, г. Краснодар; на IV-ой Всероссийской конференции, октябрь 2006 г, г. Пермь; на 1-ой и 2-ой международная научно-практических конференциях КГАУ 2008-2009 гг, г. Краснодар.
Публикации. Автором опубликовано 11 научных работ, две из которых в изданиях, рекомендованных ВАК. Получено 6 свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из пяти глав, выводов, предложений производству и списка литературы, включающего 183 наименования, в том числе 13 публикаций зарубежных авторов и приложения. Диссертация изложена на 139 страницах машинописного текста, включает 45 рисунков, 10 таблиц.
Похожие диссертации на Обоснование запасов влаги в почве для охраны от подтопления и иссушения агроландшафтов
