Экспериментальное определение водопроницаемости лесной почвы в зависимости от ее плотности

УДК

630*114.123

DOI:

Аннотация

Одним из путей повышения эффективности лесосечных машин является обеспечение наибольшей приспособленности тракторов к конкретным условиям эксплуатации. Основные факторы, влияющие на производительность операций в конкретных природно-производственных условиях, – проходимость трактора и работоспособность трелевочных волоков. При разработке лесосек с низкой несущей способностью влияние проходимости лесосечных машин особенно велико. В результате воздействия лесных машин почва на лесосеке значительно уплотняется, вследствие чего уменьшается объем пор и изменяется воздушно-водный режим, что также ухудшает физиологическое функционирование корневых систем растений, оказывает отрицательное влияние на водный баланс. Одной из важнейших характеристик водных свойств почвы является водопроницаемость. Нарушение гидрологического режима лесосеки приводит к заболачиванию вырубок, что влияет на проходимость лесозаготовительных машин. Цель исследования – определить, как изменяется водопроницаемость лесной почвы в зависимости от ее плотности. Исследования по определению водопроницаемости лесной почвы проводились в октябре – ноябре 2012 г. в лабораторных условиях. Для лабораторных испытаний были взяты образцы почвы с лесосеки, находящейся в квартале № 95 Морозовского лесничества (Всеволожский район Ленинградской области). В ходе эксперимента были определены коэффициенты фильтрации при разной плотности лесной почвы. На основании полученных данных были сделаны следующие выводы: коэффициент фильтрации является характерной для данного почвенного объекта величиной; с увеличением плотности почвы время фильтрации воды возрастает и водопроницаемость почвы уменьшается в десятки и сотни раз; для описания процесса можно использовать степенную функцию. Величина достоверности аппроксимации близка к единице, что свидетельствует о хорошей сходимости степенной модели с полученными экспериментальными данными. Практическая значимость работы состоит в том, что на основании ее результатов можно прогнозировать несущую способность почвогрунтов и планировать календарный график освоения лесосеки.

Сведения об авторах

© В.Ю. Лисов, асп.

В.Н. Язов, ст. преп.

С.-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова, Институтский пер., 5, С.-Петербург, Россия, 194021; e-mail: lisov-vladimir@yandex.ru

Ключевые слова

водопроницаемость почвы, коэффициент фильтрации почвы, проходимость, несущая способность почв

Литература

1. Анисимов Г.М., Григорьев И.В., Жукова А.И. Экологическая эффективность трелевочных тракторов. СПб.: Изд-во СПб ГЛТА, 2006. 352 с.

2. Анисимов Г.М., Кочнев А.М. Лесотранспортные машины: учеб. пособие / Под ред. Г.М. Анисимова. СПб.: ИД «Лань», 2009. 448 с.

3. Беккер М.Г. Введение в теорию систем местность–машина. М.: Машиностроение, 1973. 520 с.

4. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высш. шк., 1978. 447 с.

5. Козлова А.А. Учебная практика по физике почв: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2009. 81 с.

6. Невзоров А.Л. Инженерная геология и механика грунтов: учеб. пособие. 2-е изд., испр. и доп. Архангельск: Изд-во ЛГТУ, 1998. 116 с.

7. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. Л.: Гидрометеоиздат, 1965.
663 с.

8. Тюрин Н.А., Бессараб Г.А., Язов В.Н. Дорожно-строительные материалы
и машины: учеб. для вузов. М.: ИЦ «Академия», 2009. 304 с.

Ссылка на английскую версию:

Experimental Definition of the Water Permeability of Forest Soils According to its Density

Experimental Definition of the Water Permeability of Forest Soils According
to its Density

V.Yu. Lisov, Postgraduate Student

V.N. Yazov, Senior Lecturer

Saint Petersburg State Forest Technical University named after S.M. Kirov, Institutskiy per, 5, Saint Petersburg, 194021, Russia; е-mail: lisov-vladimir@yandex.ru.

One of the way to increase the efficiency of stump-to-roadside equipment is to provide the highest fitness of tractors to specific operating conditions. The main factors affecting on the performance of the operations in specific environmental and production conditions are throughput and efficiency of the tractor skidding trails. Upon harvesting with low bearing capacity the impact of stump-to-roadside equipment is particularly high. As a result, by the impact of forest machines on soil, it is significantly compacted. Due to soil compaction decreases pore volume, which varies greatly due to the air-water regime, which also degrades the physiological functioning of the root systems of plants, has a negative impact on the water balance. One of the most important characteristic of water permeability properties of the soil is. Disruption of the hydrological regime in the felling area leads to waterlogging cuttings that affects permeability of harvesting machines. The purpose of the study - to determine how changes the forest soil permeability, depending on its density. Studies to determine the permeability of forest soils were conducted in October - November 2012 in the laboratory. For laboratory testing of soil samples were taken from the cutting area, located in quarter number 95 of the Morozov forestry in the Vsevolozhsky district of the Leningrad Region. The study of forest soil permeability coefficients were determined at different filtering soil density. Based on the experimental data the following conclusions were collected:
filtration coefficient is a characteristic value of the soil object; with increasing soil density increases period of the water filtration; with increasing soil density its permeability is reduced by tens or hundreds times; оbtained experimental data are described by a power function. The magnitude of authenticity approximation is close to unity, indicating a good convergence of power-mode model with those obtained during the experimental research data. The practical significance of the work consists that on the basis of its results can predict the bearing capacity of soil and plan the development of felling area reclaiming.

Keywords: water permeability of soil, coefficient of soil seepage, passability, soil bearing capacity.

REFERENCES

1. Anisimov G.M., Grigor'ev I.V., Zhukova A.I. Ekologicheskaya effektivnost' trelevochnykh traktorov [Ecological Efficiency of Logging Tractor]. Saint Petersburg, 2006. 352 p.

2. Anisimov G.M., Kochnev A.M. Lesotransportnye mashiny [Timber-Hauling Machine]. Saint Petersburg, 2009. 448 p.

3. Bekker M.G. Vvedenie v teoriyu sistem mestnost'-mashina [Introduction to Terrain-Vehicle Systems]. Moscow, 1973. 520 p.

4. Vyalov S.S. Reologicheskie osnovy mekhaniki gruntov [Rheological Fundamentals of Soil Mechanics]. Moscow, 1979. 447 p.

5. Kozlova A.A. Uchebnaya praktika po fizike pochv [In-Service Education Program on soil physics]. Irkutsk, 2009. 81 p.

6. Nevzorov A.L. Inzhenernaya geologiya i mekhanika gruntov [Engineering Geology and Soil Mechanics]. Arkhangelsk, 1998. 116 p.

7. Rode A.A. Osnovy ucheniya o pochvennoy vlage [Fundamentals of Soil Moisture]. Leningrad, 1965. 663 p.

8. Tyurin N.A., Bessarab G.A., Yazov V.N. Dorozhno-stroitel'nye materialy i mashiny [Road-Building Materials and Machines]. Moscow, 2009. 304 p.