Диссертация (Моделирование порового пространства и гидрофизических свойств почв для обоснования мелиоративных мероприятий и технологий), страница 3

Трехмерная капиллярная модель почвенного порового пространства,реализующая возможность неявного задания гранулометрическогосостава почв и позволяющая описать энергетику почвенной влаги.2. Функциональныезависимостиосновнойгидрофизическойхарактеристики почв и функции влагопроводности от влажностипочвы, полученные на основе трехмерной капиллярной моделипочвенного порового пространства, используемые для обоснованиямелиоративных технологий и повышения их эффективности.3. Зависимости липкости, силы трения в почве от ее удельнойповерхности, пористости и влажности для определения диапазоноввлажности, при которых проведение рекультивации и разуплотненияземель экологично и наименее энергоемко.4. Методики и приборное оборудование для определения величины«эффективного»размерапочвенногоагрегата,потенциаладеформируемости почвы, описания уплотненного состояния почвы позначениям коэффициента фильтрации для исследования динамикипрофилей влажности и контуров увлажнения при орошении.5.

Значение критерия Лохтина, определяющее условия смыва почвы приизбыточном поливе и дождевании.Теоретическая и практическая значимость работыСформулированные теоретические представления и предложенныематематические модели о поровом пространстве почв позволили создатькомплекс технических средств и методов для оперативного анализа физикомеханическихИспользованиеиводно-физическихширокогоспектрахарактеристикпочвфундаментальныхигрунтов.характеристикфизических свойств почв для научного обоснования и технологическихрешенийразличныхагромелиоративныхмероприятий,связанныхсобработкой земель и регулирования их водного режима позволит повыситькачествопринимаемыхуправленческихрешенийиэффективность13хозяйственной деятельности. Разработанные методы и средства позволяютобосновать экологически приемлемые мелиоративные мероприятия итехнологии, обеспечивающие создание благоприятного мелиоративногорежимапочв.Результатыисследованийиспользованыприоценкемелиоративных мероприятий на территориях Батыревского, Канашского иЧебоксарского районов Чувашской Республики, в ООО «Земледел» присоздании индикаторов полива и расчете гидрофизических параметровсмесевых почв, а также при проведении мероприятий по реконструкциимежхозяйственной оросительной системы «Дружба» Канашского районаЧувашской Республики в рамках федеральной целевой программы «Развитиемелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014-2020годы» (постановление Правительства Российской Федерации от 12 октября2013 г.

№ 922). Результаты изысканий переданы в ФГБУ «Управлениемелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения по ЧувашскойРеспублике». Теоретические разработки могут быть использованы в учебномпроцессе по мелиорации.Степень достоверностиДостоверность теоретических исследований, основных выводов ипредложений определяется адекватностью полученных функциональныхзависимостей и высоким уровнем их сходимости с многочисленнымиэкспериментальными данными.Личный вклад автора состоит в обобщении и анализе литературныхматериалов, постановке проблемы и формулировке задач исследований,совершенствованиимоделипоровогопространства,выявлениифункциональных зависимостей основной гидрофизической характеристикипочв, функции влагопроводности, липкости, силы трения в почве от ееудельной поверхности, пористости и влажности.

Их использование позволяетпровести мелиоративные мероприятия более экологично и наименееэнергоемко. Автором разработаны оригинальные методики и приборноеоборудованиедляопределениявеличины«эффективного»размера14почвенногоагрегата,потенциаладеформируемостипочвы,описанияуплотненного состояния почвы по значениям коэффициента фильтрации дляисследования динамики профилей влажности и контуров увлажнения приорошении.

Проведены полевые исследования и выполнена проверкаадекватности модели и полученных зависимостей.Апробация результатов исследованийОсновныеположенияМеждународныхработысимпозиумахдоложены«Экологическиеиобсужденыаспектынамеханизациирастениеводства» (г. Варшава, 2002, 2003 гг.); учебно-методическойконференции стран Содружества «Современный физический практикум»(Санкт-Петербург – Москва, 2002); научных конференциях профессорскопреподавательскогосоставаЧувашскойгосударственнойсельскохозяйственной академии с 2000 по 2007 гг.

(г. Чебоксары); научнопрактических конференциях Чебоксарского кооперативного института РУК(г. Чебоксары, с 2008 по 2013 гг.), межрегиональной научно – практическойконференции«Плодородиепочвы–основавысокоэффективногоземледелия» (г. Чебоксары, 2000); межрегиональной научно – практическойконференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственного производства»(Чебоксары, 2001); Международной научной конференции молодых учёныхиспециалистов,Тимирязевапосвящённой(г. Москва,МеждународномСалоне2-3150-летиюиюняизобретений2015иРГАУ-МСХАг.);XVIIIинновационныхимениК.А.Московскомтехнологий«Архимед-2015» (серебряная медаль), конкурсе «Лучший проект в интересахагропромышленного конкурса (АПК) Российской Федерации (г.

Москва, 0205апреля2015г.);VIIIМеждународнойнаучнойконференции«Инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации»(г. Москва, 9 октября 2015 г.); Международной научно-практическойконференции «Мелиорация и водное хозяйство: проблемы и пути решения»(Костяковские чтения) (г. Москва, 29-30 марта 2016 г.), Международнойнаучно-практической конференции «О широком развитии мелиорации15земель для получения высоких и устойчивых урожаев зерновых и другихсельскохозяйственных культур» (г. Москва, 1 июня 2016 г.).ПубликацииПо теме диссертации издана монография, опубликовано 25 статей введущих рецензируемых журналах ВАК, и 14 статей в материалах научноисследовательских конференций, получено из Роспатента 3 охранныхдокумента на изобретения. Общий объем публикаций составляет 32,5 усл.

п.л.Структура и объем диссертацииДиссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения,списка литературы, основных обозначений и приложений, изложена на 366страницахмашинописноготекста,включаябиблиографиюиз275наименований (в том числе 44 на иностранных языках), 104 рисунка, 34таблицы и 6 приложений.161. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ КИЗУЧЕНИЮ ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ИОБОСНОВАНИЮ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВВ современной России увеличение рентабельности АПК как целостнойсистемы поддерживается федеральными программами для различныхсектороваграрнойэкономики.Однимизважнейшихнаправленийформирования АПК является совершенствование системы мелиорацииРоссии, в развитие которой вносят вклад исследования современных ученых[1, 24, 40, 70, 71, 78, 82, 84, 96-100, 103, 143, 145-147, 187, 198, 227] и др.Согласно Федеральному закону от 10 января 1996 г.

N 4-ФЗО мелиорации земель (с изменениями от 10 января 2003 г., 18 декабря 2006г., 26 июня 2007 г., 13 мая, 14 июля 2008 г.): Мелиорация земельосуществляется в целях повышения продуктивности и устойчивостиземледелия,обеспечениягарантированногопроизводствасельскохозяйственной продукции на основе сохранения и повышенияплодородия земель, а также создания необходимых условий для вовлечения всельскохозяйственный оборот неиспользуемых и малопродуктивных земельи формирования рациональной структуры земельных угодий.Таким образом, цель мелиорации можно интерпретировать какулучшение неблагоприятных качеств используемых земель, без ущербаприродным системам и другим землепользователям.

Улучшение должно впервую очередь касаться водного, воздушного и теплового режима, прикотором,помимосельскохозяйственныхмикроорганизмов,улучшениярастений,переводящихусловийростаактивизируетсяпитательныеиразвитияжизнедеятельностьвеществавдоступнуюрастениям форму.Приэтомобосновываютсягидрофизическиминевеликоичислопоказываютсясвойствамиработ,вкоторыхфункциональныепочвыитеоретическисвязипоказателями,междукак17характеризующими улучшение неблагоприятных качеств используемыхземель, так и с условиями роста и развития сельскохозяйственных растений.Поэтому достаточно трудно качественно и количественно судить о том, как,например,этипоказателиколичественносвязанысизменениемводопроницаемости или со снижением потерь влаги или оптимальностьюсозданных условий для роста и развития растений и т.д.

Переход к физическиобоснованнымколичественнымхарактеристикамважен,посколькусуществующие подходы, в своем большинстве, используют или уравнениярегрессии или информацию о корреляции интересующих параметров снаблюдаемыми условиями. В этих случаях часто можно дать толькокачественный ответ, даже, несмотря на то, что он основан на многолетнихнаблюдениях и многочисленных опытах.1.1. Современные методы получения функции влагопроводности и ОГХ1.1.1.

Методы получения функции влагопроводностиДляколичественногоописанияпереносавлагипопоровомупространству различных почв разработано и опробовано множество моделей.Общеизвестна обобщенная модель Ричардса для описания влагопереноса вбесструктурнойпоровогопочве.пространстваМодели,учитывающиепочв,структурность,особенностистроениянабухание,степеньзасоленности и т.д. предложены в работах таких ученых как С.Ф. Аверьянов,И.П.