ЛИЗИМЕТР ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ

Полезная модель применяется в почвоведении для отбора гравитационной воды, поступающей из завалуненной почвы ненарушенного сложения.
Известен лизиметр, который используется в лесных биогеоценозах Фенноскандии. С помощью бура, диаметром 300 мм, с необходимой глубины извлекают почвенный монолит. На дне полученной цилиндрической ниши буром меньшего диаметра делают углубление для бутыли, соединенной с воронкой, диаметром 200 мм, заполненной кварцевым песком (Derome, J. Ion-balance monitoring plots and bulk deposition in Lapland during July 1989 - June 1990 / J.Derome [et al.] // Research into forest damage connected with air pollution in Finnish Lapland and the Kola Peninsula of the USSR. A seminar held in Kuusamo, Finland, 25-26 May 1990 / E.Tikkanen, M.Varmola (eds.). - 1991. - P.49-76.). Песок в российском аналоге лизиметра заменен полиэтиленовой Крошкой (см. Лунина, Н.В. Биогеохимические циклы в лесах Севера в условиях антропогенного загрязнения. В 2 ч. // Н.В.Лукина, В.В.Никонов. - Апатиты: Изд-во Кольского науч. центра РАН, 1996. - Ч.1. - 213 с.; Ч.2. - 192 с.). Воронку, соединенную с бутылью, устанавливают в этом углублении. Таким образом, вместо дна цилиндрической ниши, откуда был извлечен монолит, стоит воронка, соединенная с бутылью. Почвенный монолит, выдвигаясь из бура под действием собственного веса, возвращается на место, откуда был изъят, при этом он ставиться на водоприемную воронку. Откачиваются лизиметрические воды через трубку, выходящую на поверхность.
Недостатком данного лизиметра является возможное влияние вод бокового стока на химический состав лизиметрических вод. Кроме того, этот лизиметр трудно установить в завалуненных почвах, а объем водоприемной бутыли (2 литра) недостаточен, чтобы корректно рассчитывать количество вымываемых из почвы минеральных и органических веществ.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели являются насыпные лизиметры (см. Ушакова Г.И. Формирование лизиметрических растворов из подстилки в еловых лесах Кольского полуострова. Лесоведение, №4, 1988, 27-33 с.) - полиэтиленовые цилиндры и поддоны со скошенным дном, в которые уложен дренаж из полиэтиленовой крошки. В лизиметры помещали подстилку с ненарушенным растительным покровом, вырезанную ножем-буром такого же, как и лизиметры, диаметра. Применение цилиндров исключает попадание в лизиметры вод с боковым стоком. В дальнейшем (см. Ушакова Г.И. Биогеохимическая миграция элементов и почвообразование в лесах Кольского полуострова. Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 1997. - 152 с.), в поддоны клали стеклоткань для предотвращения попадания почвы в водоотводное отверстие, насыпали полиэтиленовую крошку и укладывали почву по горизонтам в соответствии с глубиной залегания слоев в естественном состоянии. Сверху помещали слой вырезанной буром подстилки. В вышеупомянутой работе Г.И.Ушаковой (1997) указано, что на одном из участков цилиндры из толстостенной полиэтиленовой трубы с заточенным краем удалось врезать в часть почвы и с почвой поместить на поддон. Недостатками данного лизиметра являются: нарушение структуры почвы, и, соответственно, изменение водопроницаемости; применение полиэтиленовой трубы не позволяет установить лизиметр в почвах с большим количеством обломочного материала.
Целью применения предлагаемой полезной модели является получение гравитационных вод из завалуненной почвы с минимальным нарушением ее структуры для более достоверного учета вымываемых из почвы минеральных и органических веществ.
Поставленная цель достигается тем, что для предотвращения поступления в лизиметр вод с боковым стоком, а также получения собственно гравитационных вод и сохранения структуры завалуненной почвы предлагается использовать лизиметр цилиндрический, который состоит из трубы с режущим краем, изготовленной из нержавеющей стали, причем труба покрыта полиэтиленовой мелкоячеистой сеткой и полиэтиленовым перфорированным диском, на который надета сваренная из полиэтилена приемная емкость в виде цилиндрического поддона, причем поддон имеет опорные кольца для поддержания почвенного монолита, а также уклон для стока воды и водоотводную трубку.
На фиг.1 показано устройство лизиметра цилиндрического и аксонометрическое изображение поддона в том числе.
На фиг.2 - общий вид лизиметра цилиндрического.
Устройство состоит из трубы 1 с режущим краем, изготовленной из нержавеющей стали, которая вдавливается в почву, затем подкапывается и покрывается мелкоячеистой полиэтиленовой сеткой 2 и перфорированным диском 3. На трубу с почвенным монолитом надевают сваренную из полиэтилена приемную емкость в виде цилиндрического поддона 4. Поддон имеет уклон для стока воды, опорные кольца: большое 5 и малое 6 для поддерживания монолита и создания пространства для свободного протекания воды к водоотводной трубке 7. В малом опорном кольце вырезаны отверстия 8 для стока воды, поступающей из почвенного монолита. Лизиметр цилиндрический (фиг.2) устанавливается на подставке, имеющей уклон, совпадающий с уклоном поддона. Лизиметр цилиндрический на подставке размещают в нише шурфа, откуда был извлечен почвенный монолит и фиксируют таким образом, чтобы верхняя кромка цилиндра была скрыта напочвенным покровом или была на уровне поверхности почвы при отсутствии растительного покрова.
Работает лизиметр следующим образом. Воды, просочившиеся через почву ненарушенного сложения, поступают в поддон, затем самотеком по водоотводной трубке - в бутыль, объемом 10-20 литров. Воды из бутыли откачиваются, по мере накопления, через вторую трубку, выходящую на поверхность.
Лизиметр цилиндрический позволяет отбирать гравитационную воду с минимальным нарушением структуры завалуненной почвы, то есть с сохранением ее природных фильтрационных свойств, также предотвращает поступление в лизиметр вод с боковым стоком, что позволяет более достоверно учитывать количество вымываемых из почвы минеральных и органических веществ.