Сосуд-испаритель

(51) 01 25/16 (2006.01) 01 27/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ также мелких водоемах и других участках,затопленных слоем воды. Задача изобретения - повышение эффективности и снижение трудоемкости исследований на воднобалансовых участках. Технический результат - повышение точности и снижение трудоемкости водно-балансовых исследований в слоистых почвогрунтах. Это достигается тем,что концентрично цилиндрическому кольцу без дна дополнительно установлено внешнее спаренное цилиндрическое кольцо с герметично закрепленным дном. При этом нижняя врезная часть внешнего кольца отходит от кольцевого дна спаренного цилиндра на 3040 сантиметров.(72) Мамонов Анатолий Григорьевич Сапаров Абдулла Шахаров Ринат Жолдасбекович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Казахский научноисследовательский институт почвоведения и агрохимии им. У.У. Успанова(57) Изобретение относится к приборам,предназначенным для определения испарения (Е),транспирации (Т) и вертикальной фильтрации (В) в затопляемых слоистых почвах рисовых полей, а Изобретение относится к приборам,предназначенным для определения испарения (Е),транспирации (Т) и вертикальной фильтрации (В) в затапливаемых слоистых почвах рисовых полей, а так же мелких водоемах и других участках,затопленных слоем воды. Известен сосуд-испаритель для рационального режима орошения риса для условий с близкозалегающими пресными грунтовыми водами,математическом моделировании гидродинамического режима воды на поверхности чеков и использование его в рационализации параметров чеков (Бараев Ф.А., Каке Мадау. Рисоводство в аридной зоне Сельское хозяйство Узбекистана - 1988. С.56-97.). Недостатком этого устройства является то, что сосуд-испаритель связан с необходимостью загущенной высадки риса вокруг него. Известно,что любому даже весьма ограниченному участку почвы присуща внутренняя неоднородность,вызванная пространственным выравниванием солей, а также литологическими и микро-генетическими изменениями,которые заметно отражаются на фильтрационных особенностях почвогрунтов, глубине и скорости просачивания через них воды. Особенно сильное пространственное выравнивание фильтрационных показателей отмечается в слоистых почвах речных долин и дельт, формирование которых обусловлено процессом лито-морфо-педогенеза (Боровский В.М. Формирование засоленных почв и галогехимические провинции Казахстана, Алма-Ата. 1982. с. 13-24). Недостатком является то,что пестрая стратиграфия отложений в таких почвах крайне затрудняет выбор однородной наблюдательной площадки даже при детальном траншейном описании ее почвенных и литологических горизонтов в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Поэтому при пространственном размещении сосудов-испарителей без дна на таких площадках показатели расходов воды за интервалы между наблюдениями по сосудам 4 (в) нередко бывает значительно меньше расходных показателей сосудов 2 (в), что в конкретном итоге заметно искажает искомые значения транспирации и вертикальной фильтрации (при их вычислении по вышеприведенной схеме), и вызывает необходимость установки дополнительных сосудов в изучаемой повторности,в результате чего увеличивается трудоемкость исследований. Номер сосуда Из приведенных вычислений основным является показание сосуда 4, который служит моделью чека без бокового оттока воды. 2 Другой недостаток известных сосудовиспарителей связан с необходимостью загущенной высадки риса вокруг них (для затенения свободной водной поверхности). Однако при пространственном их размещении высаживаемые растения обычно не создают одного затенения свободной водной поверхности, т.к. это в основном определяется особенностями их роста и развития в точках установки сосудов. Все это заметно отражается на точности исследований и ведет к чрезмерному увеличению числа повторностей на единице площади балансового участка. Известны сосуды-испарители для определения расходных составляющих водного баланса (Е,Т, в) на рисовых плантациях, включающие две цилиндрические емкости с герметично закрепленным дном и два цилиндрических кольца без дна (Зайцев В.Б. Рисовая оросительная система,М., Колос, 1975, с. 125-130). Устройства работают следующим образом. На горизонтальной плоскости чека засеянном рисом, в одном метре друг от друга устанавливают четыре сосуда-испарителя, в двух из которых нет дна. Подземную часть сосуда предварительно окрашивают битумным лаком, а надземную белой краской. Сосуды без дна вдавливают на глубину корнеобитаемого слоя риса(0-25, 0-30 см), не нарушая его естественного состояния а сосуды с дном заполняют почвогрунтом в точках их установки с возможным сохранением горизонтов. Для устранения влияния площади сосудов испарителей на величину испарения их площади принимают не менее 2000 см 2, а высоту бортов над поверхностью воды - 10 см. Верх бортов всех испарителей устанавливают на одном и том же уровне под нивелир. В сосудах во время наблюдений поддерживают постоянный уровень воды, аналогичный уровню воды на чеке - путем ее доливания (или отливания) из мерного стакана или пипетки ГГИ. Отметки уровней фиксируют иглой,укрепленной на кронштейне внутри сосудов. Объем долитой воды показывает, сколько ее израсходовано в этом сосуде за интервал между наблюдениями. К началу кущения взошедшие в сосудах растения риса продергивают или, наоборот подсаживают, с тем чтобы число растений на единице площади в них и чеке совпадало. При этом для лучшего затенения свободной водной поверхности в сосудах без растений, отвечающим условиям на чеке, вокруг их высаживают рис гуще, чем обычно. Расходные составляющие водного баланса вычисляют по следующей схеме Разность показаний В сосудах Получаемая величина 2-1 3-1 Т 4-2 Т Недостатки известных устройств заключаются в том,что их конструктивные особенности обеспечивают получение расходных составляющих водного баланса при условии совместного пользования комплекта из четырех сосудов,пространственно размещенных на наблюдательной площадке. Однако пространственное размещение сосудов - испарителей на изучаемой площади позволяет получать достоверные данные по статьям расхода воды лишь в точках их установки, а возможность использование этих показателей для расчета Т и в определяется микрооднородностью почв наблюдательного участка. Задачей изобретения является разработка сосуда - испарителя для повышения эффективности и снижения трудоемкости исследований на воднобалансовых участках. Технический результат - повышение точности водно-балансовых исследований в слоистых почвогрунтах. Это достигается тем, что сосудиспаритель, включающий цилиндрическое кольцо без дна, дополнительно оснащен внешним спаренным цилиндрическим кольцом с герметично закрепленным дном, установленным концентрично внутреннему кольцу. При этом нижняя врезная часть внешнего кольца отходит от кольцевого дна спаренного цилиндра на 30-40 сантиметров. На фигуре изображен сосуд-испаритель(в вертикальном разрезе), установленный на участке рисового поля затопленного слоем оросительной воды. Сосуд-испаритель состоит из внешнего спаренного цилиндрического кольца 1 с герметично закрепленным дном 2 и концентрично установленного внутреннего цилиндрического кольца 3 без дна. Для лучшего заглубления в почвогрунт нижние концы внешнего 1 и внутреннего 2 колец имеют заостренные кромки. Причем нижняя врезная часть внешнего кольца 1 отходит от кольцевого дна 2 на 30-40 сантиметров,что устраняет его влияние на процесс инфильтрации поливной воды в учетной площади сосудаиспарителя. Приведенная выше конструктивная схема предлагаемого устройства обеспечивает разделение общей площади сосуда-испарителя на четыре геометрические фигуры - круг и три кольца Площади этих фигур равны и составляет не менее 2000 см 2, что позволит устранить их влияние на величину испарения. Устройство работает следующим образом. Сосуд-испаритель устанавливают на специально выбранных наблюдательных площадках с известным гранулометрическим составом,засеянных рисом или занятых естественной влаголюбивой растительностью(тростник,клубнекамыш и т.д.). Для этого на горизонтальной поверхности почвы с помощью, например,специально изготовленного циркуля, вычерчивают два круга, соответствующему внешнему и внутреннему периметрам герметично закрепленного дна 2 спаренного цилиндрического кольца 1. В полученном кольце производят послойную выборку почвогрунта. Извлеченный грунт используют для набивки цилиндрических колец с дном. В период заполнения цилиндрических колец сосуда испарителя извлекаемым грунтом учитывают плотность и последовательность залегания почвенных слоев (горизонтов) с тем, чтобы грунт при укладке соответствовал его естественному залеганию на наблюдательной площадке. После набивки спаренных цилиндрических колец с дном их устанавливают в подготовленную кольцевую канавку путем вдавливания нижней врезной части в почвогрунт. Затем концентрично внешнему кольцу 1 устанавливает внутреннее кольцо 3. Подземную часть сосуда-испарителя предварительно окрашивают битумным лаком, а надземную водостойкой белой краской. Верх бортов сосудаиспарителя фиксируют на одном и том же уровне под нивелир. Наблюдения по сосуду начинают сразу же после затопления участка оросительной водой. При этом внутри всех учетных четырех площадей сосуда-испарителя, например, при помощи сосудов Мариотта или других известных устройств,поддерживают постоянный уровень воды,соответствующий уровню воды на наблюдательной площадке. В фазу полных всходов взошедшие в сосуде растения риса продергивают или, наоборот,подсаживают, чтобы их число на единице площади внутри колец сосуда и наблюдательной площадке совпадало. При этом внешнее кольцо спаренного цилиндра с дном используют для замеров эвапотранспирации (ЕТ), внутреннее для замеров испарения (Е), в кольцевом зазоре между внутренним 3 и внешним 1 кольцами замеряют суммарное показания по испарению-транспирациифильтрации (в), а площадь внутреннего кольца 3 используют для замеров суммарных показаний по испарению и фильтрации (в). Такое разделение площади сосуда-испарителя обеспечит получение достоверных точечных показаний по в и в, что повысит точность вычислений Т и в, а так же создаст более качественное затенение свободной водной поверхности во времени и в пространстве. Последнее достигается упорядоченным размещением растений в учетных площадях(кольцах) сосуда-испарителя и сравнительно одинаковыми условиями их роста и развития. Полевые испытания сосуда-испарителя в условиях слоистых лугово-болотных почв рисовых полей. Академического массива орошения (южное Прибалхашье) показали, что предлагаемый прибор выгодно отличается от прототипа, так как обеспечивает определение испарения, транспирации и вертикальной фильтрации в любой точке его установки. Сравнительные показатели расходных составляющих водного баланса, полученные на второй наблюдательной площадке экспериментального участка 1 ТОО Бирлик Балхашского района Алматинской области при испытании известных и предлагаемого устройств представлены в таблице. Сравнительные суточные показатели расходных элементов водного баланса в фазу выметывания риса сорта Регул, 2014 г. Время наблюдений 1 августа 2 августа 3 августа 4 августа 5 августа 6 августа 7 августа 8 августа 9 августа 10 августа Среднее за декаду Показатели расхода воды, мм По сосудам В.Б. Зайцева По предлагаемому сосуду-испарителю испарение транспирация фильтрация испарение транспирация фильтрация 4,1 5,6 4,1 3,0 6,5 4,5 3,1 6,7 3,7 2,5 7,0 4,1 3,5 7,5 5,4 2,9 6,0 4,2 2,6 8,7 6,5 2,4 8,1 7,1 4,6 7,4 7,2 3,7 5,9 6,0 4,0 7,0 4,0 3,6 5,8 3,5 3,4 6,5 6,0 3,0 6,7 6,5 4,4 6,6 6,6 3,9 7,8 6,0 3,5 8,5 6,0 3,0 6,1 8,0 3,8 5,5 4,0 3,4 6,2 7,1 3,7 7,0 5,3 3,14 6,6 5,7 Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что полученные по нему результаты более полно характеризует все особенности каждой почвенной разности на минимальной площади в 0,9-1,2 м 2, тогда как показания сосудов В.Б. Зайцева дают лишь общую пространственную характеристику почвенного покрова на изучаемой площадке. Эти обстоятельства позволят широко использовать предлагаемый прибор для деятельной характеристики участков со значительной комплексностью почвенного покрова, пестрослоистой литологией почвенной толщи, а также другими местными гидрогеологическими и морфогенетическими особенностями, влияющими на фильтрационные показатели исследуемых почвогрунтов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сосуд-испаритель для определения испарения,транспирации и вертикальной фильтрации,включающий цилиндрическое кольцо без дна,отличающийся тем, что для повышения точности и снижения трудоемкости водно-балансовых исследований в слоистых почвогрунтах,дополнительно оснащен внешним спаренным цилиндрическим кольцом с герметично закрепленным дном, установленным концентрично цилиндрическому кольцу без дна. 2. Сосуд-испаритель по п.1, отличающийся тем,что нижняя врезная часть внешнего кольца отходит от кольцевого дна спаренного цилиндра на 3040 сантиметров.