Некоторые аспекты промерзания почвы


 Глубина промерзания почвы зависит от географической широты места, высоты над уровнем моря, наличия растительности, снежного покрова и его высоты, рельефа местности, мощности и продолжительности залегания снежного покрова, состава и свойств почвы, что наглядно видно из Таблицы глубин промерзания почвы на метеостанциях в пределах Октябрьской железной дороги.

Торфяные почвы почвы промерзают меньше, чем суглинистые; суглинистые - меньше, чем песчаные; песчаные - больше чем супесчаные и суглинистые. При одной и той же температуре почва с большим содержанием влаги имеет меньшую глубину промерзания.

На участке с выпуклой формой рельефа глубина промерзания почвы больше, чем на участках с вогнутой формой рельефа, так как с высоких мест снег сдувается в более защищенные низкие места и высота снежного покрова там больше, чем на возвышенных участках. Кроме того, выпуклые формы рельефа менее увлажнены, чем вогнутые.

В поле промерзание начинается почти одновременно на всех участках, а в лесу возможное различие в сроках начала промерзания составляет иногда до месяца. В поле глубина промерзания больше в 1.5-2.0 раза, чем в лесу.

Промерзание на оголенных участках в 3-4 раза больше, чем под естественным снежным покровом. Горные породы промерзают быстрее и на большую глубину. дорожные покрытия промерзают сильнее, чем участки почвы, находящиеся под растительностью или взрыхленные.

Глубина промерзания измеряется на метеостанциях, в поле и в лесу с помощью прибора, называемого мерзлотомером Данилина.

Сопоставление данных по мерзлотомеру Данилина и методу шурфования показали, что мерзлотомер завышает показания. Среднее завышение составляет в поле 9-13 см, в лесу - 5 см, в отдельные годы в поле 20-25 см, в лесу на 10-15 см. На некоторых участках водосбросов завышение достигает в поле 30-35 см, в лесу 20-25 см.

О промерзании почвы  на территории дороги.

Самые большие глубины промерзания почвы находятся на Кольском полуострове, что обусловлено высокой широтой места, повышенным рельефом, суровыми климатическими условиями, преобладанием скальных пород, песчаных и суглинистых почв и галечника.

Абсолютный максимум глубины промерзания почвы не только на полуострове, но и на всей дороге приходится на центральные участки отделения. Это - район метеостанций "Ковдор", "Мончегорск", "Ена". Здесь значительную часть роль помимо вышеперечисленных причин играет ветровой режим. Часто дующие штормовые ветра в зимний период оголяют от снега поверхность горных участков, увеличивая тем самым глубину промерзания почвы и продолжительность периода промерзания.

Наименьшие глубины промерзания на Мурманском отделении расположены вдоль побережья Баренцева моря и Кандалакшской губы Белого моря. В зимний период Баренцево и Белое моря создают в районе побережья свой микроклимат, который смягчает здесь суровость севера. Поэтому, несмотря на высокую широту, глубина промерзания почвы не превышает 100-150 см.

На большей части Карелии глубина промерзания почвы колеблется от 62 до 100 см. На участках Кемь-Медгора Кемского отделения и участках Видлица-Олонец, Медгора-Токари Петрозаводского отделения глубина промерзания почвы составляет 100-150 см. Только на участке Медгора-Ладва максимальная глубина промерзания почвы достигает 150 см. Такой характер промерзания почвы в Карелии обусловлен в первую очередь различием климатических условий, а так же типом почв.

Западные участки Петрозаводского и северные участки Кемского отделений имеют ярко выраженный морской климат, то естьэти районы подвержены влиянию Атлантики и Белого моря, а на восточных участках Петрозаводского и южных участках Кемского отделений преобладают черты континентального климата. Эти районы часто подвергаются затоку арктических масс воздуха с Карского моря.

Большую часть территории Карелии занимают торфяно-болотные переувлажненные почвы, а на восточных участках Петрозаводского и южных участках Кемского отделений супесчаные почвы чередуются с суглинистыми.

На территории южной половины дороги особое место занимает Карельский перешеек. Здесь, в районе ст. Приозерск отмечается наименьшая на дороге глубина промерзания почвы - 38 см, а на всем Карельском перешейке она колеблется от 60 до 85 см. Причиной такого характера промерзания почвы является влияние Атлантики, наличие крупных водоемов - Финского залива и Ладожского озера, а так же большого количества болот, обилие влаги в почве и большая высота снежного покрова.

На остальной территории дороги глубина промерзания почвы примерно одинакова и колеблется от 100 до 151 см. и только на отдельных участках глубина промерзания почвы не превышает 73-100 см.

На южной половине дороги на глубину промерзания почвы оказывают влияние рельеф местности и тип почвы. Наибольшие глубины промерзания почвы (125-250 см) отмечаются на возвышенных местах, малоувлажненных суглинистых и супесчаных почвах. В пониженных местах, обычно занятых торфяными болотами и соответствующим, хорошо увлажненными типами почвы, глубины промерзания почвы составляют 65-97 см.

О расчетном методе глубины промерзания почвы

Сеть наблюдений за промерзанием почвы довольна редка и в практических целях используются данные, получаемые расчетными методами.

Между глубиной сезонного промерзания почвы и абсолютным значением суммы среднемесячных отрицательных температур за холодный период года были установлены зависимости (Сравнительная таблица между наблюденными и расчетными значениями):

(1) H = C√∑|T| +2,
где H - глубина промерзания грунта в см, ∑|T| - абсолютное значение суммы средних месячных отрицательных температур (см. выше сравнительную таблицу), С - коэффициент, зависящий от механического состава почвы (для глинистых и суглинистых почв С=23; для супесей С=28; для песков средней и крупной структуры С=30).

Для болотных грунтов любого типа болот в гидрофизической лаборатории ГГИ найдена следующая зависимость:

(2) H = 21√∑|T| + 1,667,
то есть для болотных почв С=21. Для Мурманской области эта зависимость была уточнена.

Глубина промерзания песчаных грунтов рассчитывается по формуле:

(3) H = 33√∑|T|

За глубину промерзания супесчаных грунтов принимается изотерма -0,5ºС

(4) H-0.5 = 29√∑|T| + 4

За глубину промерзания суглинков и глин принимается изотерма -1,0ºС

(5) H-1.0 = 24√∑|T| + 12

Произведенные расчеты показывают, что на оголенных участках глубина промерзания составляет:

  • для песчаных грунтов 200-250 см;
  • для супесчаных грунтов 170-230 см;
  • для для суглинков и глин 150-200 см;
  • для болотных грунтов 100-150 см.

 

Сравнения показывают, что расчетные данные больше фактических, поскольку расчет производился для оголенных участков почвы и не учитывал естественных условий, т. е. толщину снежного покрова.

Для станций, расположенных в долинах и в пониженных участках местности с близким расположением грунтовых вод:

(6) H = 30√∑|T| - 1,8 Н* - 26

Для станций, расположенных открыто на склонах сопок, с неравномерным снежным покровом и глубоким расположением уровня грунтовых вод:

(7) H = 39√∑|T| - 2,7 Н* - 24,
где Н* - высота снежного покрова в см, ∑|T| - сумма средних месячных отрицательных температур воздуха.

Также о промерзании почвы Вы можете прочитать в разделе "Часто задаваемые вопросы" на нашем сайте

^ Наверх