Melioration and Water Management Melioration and Water Management Мелиорация и водное хозяйство 0235-2524 36887 10.32962/0235-2524-2019-1-24-28 ОРОШЕНИЕ IRRIGATION ОРОШЕНИЕ The methodological approach for the determination of the pressure of artificial raindrops as a question of the theory of splash soil erosion Методика определения давления капель искусственного дождя в теории капельной эрозии почвы Зверьков Михаил Сергеевич Zver'kov Mihail Sergeevich 2019 1 24 28 https://mivh.editorum.ru/en/nauka/article/36887/view

В статье приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по вопросам оценки динамического действия дождя на почву. Цель настоящей работы заключалась в анализе существующих подходов по определению давления искусственного дождя на почву для оценки капельной эрозии. В работе представлена разработанная авторская методика определения давления искусственного дождя на почву и оценка капельной эрозии. Исследование направлено на обоснование методов оценки и получение количественных характеристик, предупреждение и ликвидацию ускоренной (антропогенной) эрозии, а также разработку и реализацию комплекса противоэрозионных мероприятий. Отмечается, что при ударе капель дождя в почве возникают напряжения, называемые вертикальным эффективным давлением. В результате исследований предложена формула для определения вертикального эффективного давления с учетом спектра распределения дождевых капель. При исследовании спектра искусственных осадков от дождевальной машины «Фрегат» и дальнеструйного дождевателя ДД-30 величины вертикального эффективного давления на почву составили 1,4 и 5,9 Па соответственно. В статье представлена разработанная по авторской методике блок-схема последовательности определения эффективного давления капель дождя о почву. Отмечается необходимость комплексного подхода к описанию воздействия искусственного дождя на почву. Рассматриваются различные параметры характеризующие капельную эрозию. Приводятся данные о массе разбрызганной почвы при орошении различными дождевальными машинами и установками. Так, при орошении дождевальным аппаратом RACO 4260–55/701C масса разбрызганной почвы составила 0,28…0,78 т/га в условиях Рязанской области. Разработанная методика позволяет проводить исследования по оценке экологического воздействия дождевальной техники, направленные на изучение величины давления, оказываемого каплями дождя на почву. Она может быть также полезна при определении достоковых поливных норм для различных типов дождевальной техники и почвенных условий.

To the article the results of the theoretical and experimental researches are given on questions of estimates of the dynamic rate effect of raindrop impact on soil. The aim of this work was to analyze the current methods to determine the rate of artificial rain pressure on the soil for the assessment of splash erosion. There are the developed author’s method for calculation the pressure of artificial rain on the soil and the assessment of splash erosion. The study aims to the justification of evaluation methods and the obtaining of quantitative characteristics, prevention and elimination of accelerated (anthropogenic) erosion, the creation and the realization of the required erosion control measures. The paper considers the question of determining the pressure of artificial rain on the soil. At the moment of raindrops impact, there is the tension in the soil, which is called vertical effective pressure. It is noted that the impact of rain drops in the soil there are stresses called vertical effective pressure. The equation for calculation of vertical effective pressure is proposed in this study using the known spectrum of raindrops. Effective pressure was 1.4 Pa for the artificial rain by sprinkler machine «Fregat» and 5.9 Pa for long distance sprinkler DD-30. The article deals with a block diagram of the sequence for determining the effective pressure of rain drops on the soil. This diagram was created by the author’s method of calculation of the effective pressure of rain drops on the soil. The need for an integrated approach to the description of the artificial rain impact on the soil is noted. Various parameters characterizing drop erosion are considered. There are data about the mass of splashed soil in the irrigation of various irrigation machinery and installations. For example, the rate (mass) of splashed soil was 0.28…0.78 t/ha under irrigation sprinkler apparatus RACO 4260–55/701C in the conditions of the Ryazan region. The method allows examining the environmental impact of sprinkler techniques for analyzes of the pressure, caused by raindrops, on the soil. It can also be useful in determining the irrigation rate before the runoff for different types of sprinkler equipment and soil conditions.

 капельная эрозия эффективное давление дождя ирригационная эрозия дождевание спектр дождя диаметр капель удар капли интенсивность дождя искусственные осадки эрозия почвы splash erosion effective pressure of rain; irrigation erosion; sprinkling; range of raindrops; diameter of drops; raindrop impact; rain intensity; artificial precipitation soil erosion

Ольгаренко Г.В., Брыль С.В., Зверьков М.С. Касательные напряжения в почве при ударе о нее капли искусственного дождя // Экология и строительство. 2017. № 4. С. 27-36. doi: 10.24411/2413-8452-2017-00018. Olgarenko G.V., Bryl S.V., Zverkov M.S. Shear stress caused by artificial raindrop impact at the soil surface // Ekologiya & Stroitelstvo. 2017. № 4. P. 27-36. doi: 10.24411/2413-8452- 2017-00018. Турапин С.С., Костоварова И.А. Современные задачи и перспективные пути повышения эффективности и надежности широкозахватных дождевальных машин // Экология и строительство. 2018. № 3. C. 17-26. doi: 10.24411/2413-8452-2018-10011. Turapin S.S., Kostovarova I.A. Modern problems and perspective ways of increase in efficiency and reliability of widecut sprinkling machine // Ekologiya i stroitelstvo. 2018. № 3. P. 17-26. doi: 10.24411/2413-8452-2018-10011. Горнов Г.С., Кочеткова Л.П., Ольгаренко Г.В., Старцев З.А. Отчет о реализации I этапа (2014-2016 годы) федеральной целевой программы «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения в России на 2014-2020 годы». М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2017. 88 с. Gornov G.S., Kochetkova L.P., Ol’garenko G.V., Starcev Z.A. Otchet o realizacii I jetapa (2014-2016 gody) federal’noj celevoj programmy «Razvitie melioracii zemel’ sel’skohozjajstvennogo naznachenija v Rossii na 2014-2020 gody». M.: FGBNU «Rosinformagroteh», 2017. 88 s. Провести исследования и разработать нормативно-методические документы для машинно-технологического обеспечения ремонтноэксплуатационных работ на гидромелиоративных системах: отчет о НИР: С. 144 / ФГБНУ ВНИИ «Радуга»; рук. Ольгаренко Г.В.; исполнитель Турапин С.С. [и др.]. Коломна, 2017. 160 с. № ГР АААА-А17-117052310009-5. Provesti issledovanija i razrabotat’ normativnometodicheskie dokumenty dlja mashinno-tehnologicheskogo obespechenija remontno-jekspluatacionnyh rabot na gidromeliorativnyh sistemah: otchet o NIR: S. 144 / FGBNU VNII «Raduga»; ruk. Ol’garenko G.V.; ispoln.: Turapin S.S. [i dr.]. Kolomna, 2017. 160 s. № GR AAAA-A17-117052310009-5. Брыль С.В. Оценка природной тепловлагообеспеченности агроландшафтов Московской области // Экология и строительство. 2015. № 3. С. 26-30. doi: 10.24411/2413-8452-2015-0006. Bryl S.V. Assessment of availability of natural heat and moisture of the agrarian landscapes of Moscow region // Ekologiya i stroitelstvo. 2015. № 3. P. 26-30. doi: 10.24411/2413-8452-2015-0006. Брыль С.В. Режимы орошения и минерального питания при выращивании моркови // Экология и строительство. 2015. № 4. С. 18-21. doi: 10.24411/2413-8452-2015-0002. Bryl S.V. Irrigation regime and mineral nutrition for growing carrots // Ekologiya i stroitelstvo. 2015. № 4. P. 18-21. doi: 10.24411/2413-8452-2015-0002. Зверьков М.С. Исследование давления капель искусственного дождя, создаваемого дождевальными аппаратами, на почву // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 8. С. 73-77. doi: 10.24411/0235-2451-2018-10820. Zverkov M. S. Examination of Artificial Raindrops Pressure on the Soil Caused by Sprinklers. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018. Vol. 32. No. 8. Pp. 73-77 (in Russ.). doi: 10.24411/0235-2451-2018-10820. Городничев В.И. Методика оценки и технические средства контроля показателей режима и качества полива при госиспытаниях дождевальной техники // Ресурсосберегающие экологически безопасные системы орошения и сельхозводоснабжения: сб. трудов ФГНУ ВНИИ «Радуга». Коломна: ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2002. С. 78-83. Gorodnichev V.I. Metodika ocenki i tekhnicheskie sredstva kontrolya pokazatelej rezhima i kachestva poliva pri gosispytaniyah dozhdeval’noj tekhniki: Resursosberegayushchie ehkologicheski bezopasnye sistemy orosheniya i sel’hozvodosnabzheniya: sb. trudov FGNU VNII «Raduga». Kolomna: FGNU VNII «Raduga», 2002. S. 78-83. Зверьков М.С. Совершенствование способов мониторинга капельно-дождевой эрозии почв в условиях Нечерноземной зоны Российской Федерации: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 2015. 24 с. Zver’kov M.S. Sovershenstvovanie sposobov monitoringa kapel’no-dozhdevoj ehrozii pochv v usloviyah Nechernozemnoj zony Rossijskoj Federacii. Avtoreferat dissertaciya na soiskanie uchenoj stepeni kand. tekhn. nauk. M., 2015. 24 s. Зверьков М.С. Давление капель искусственного дождя о почву // Природообустройство. 2018. № 3. С. 100-105. Zverkov M.S. Pressure caused by artificial raindrop impact at the soil // Prirodoobustrojstvo. 2018. № 3. S. 100-105. Splash erosion under natural rainfall on three soil types in NE Spain / M. Angulo-Martíneza, S. Begueríab, A. Navasb, J. Machínb // Geomorphology. 15 November 2012. V. 175-176. P. 38-44. doi: 10.1016/j.geomorph.2012.06.016. Angulo-Martíneza M., Begueríab S., Navasb A., Machínb J. Splash erosion under natural rainfall on three soil types in NE Spain // Geomorphology. 15 November 2012. Volumes 175-176. P 38-44. doi: 10.1016/j.geomorph.2012.06.016. Splash erosion: A review with unanswered questions / M. Fernández-Raga, C. Palencia, S. Keesstra, A. Jordán, R. Fraile, M. Angulo-Martínez, A. Cerdà // Earth-Science Reviews (2017). doi: 10.1016/j.earscirev.2017.06.009. Fernández-Raga M., Palencia C., Keesstra S., Jordán A., Fraile R., Angulo-Martínez M., Cerdà A., Splash erosion: A review with unanswered questions, Earth-Science Reviews (2017). doi: 10.1016/j.earscirev.2017.06.009. Устройство для измерения динамического действия дождя на почву: пат. 155056 (Российская Федерация, МПК G 01 № 33/24, A 01 G 25/00 / А.Е. Касьянов, М.С. Зверьков. № 2015107899; заявл. 05.03.2015; опубл. 20.09.2015. Бюл. № 26. 1 с. Ustrojstvo dlya izmereniya dinamicheskogo dejstviya dozhdya na pochvu: Pat. 155056 (Rossijskaya Federaciya, MPK G 01 № 33/24, A 01 G 25/00 / Avtory, zayaviteli i patentoobladateli: A. E. Kas’yanov, M. S. Zver’kov. - № 2015107899; zayavl. 05.03.2015; opubl. 20.09.2015. Byul. № 26. 1 s. Nearing M.A. The mechanics of soil detachment by raindrops and runoff // Eurasian soil science. 1997. Vol. 30. № 5. P. 552-556. Nearing M.A. The mechanics of soil detachment by raindrops and runoff // Eurasian soil science. 1997. Vol. 30. № 5. P. 552-556. Зверьков М.С. Численные исследования удара капли о твердую поверхность // Природообустройство. 2015. № 2. С. 17-20. Zverkov M.S. Computational investigations of drop fall on the solid surface // Prirodoobustrojstvo. 2015. № 2. S. 17-20. Касьянов А.Е., Зверьков М.С. Оборудование для контроля эрозионной опасности дождя // Мелиорация и водное хозяйство. 2015. № 2. С. 13-16. Kas’yanov A.E., Zver’kov M.S. Oborudovanie dlya kontrolya ehrozionnoj opasnosti dozhdya // Melioraciya i vodnoe hozyajstvo. 2015. № 2. S. 13-16. Зверьков М.С. Масса и дальность разбрызгивания почвы в эксперименте капельной эрозии // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2014. № 3(15). С. 27-37. Zverkov M.S. Soil splash weight and distance in the experiment of raindrop erosion // Nauchnyj zhurnal Rossijskogo NII problem melioracii. 2014. № 3 (15). S. 27-37. Низар Х.З. Влияние дождевания мелкодисперсного орошения на свойства почвы и на развитие кукурузы: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.02. М., 1993. 22 с. Nizar H.Z. Vliyanie dozhdevaniya melkodispersnogo orosheniya na svojstva pochvy i na razvitie kukuruzy: avtoref. dis. … kand. s.-h. nauk: 06.01.02. M., 1993. 22 s.